พลังงานแสงอาทิตย์ ทำงานยังไง?

พลังงานแสงอาทิตย์ จะถูกควบคุมผ่านเทคโนโลยีต่าง ๆ แต่วิธีการที่พบบ่อยที่สุดเกี่ยวข้องกับการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ภาพรวมการทำงานของพลังงานแสงอาทิตย์ จะเป็นยังไงกันนั้น วันนี้เรามีมาแนะนำกันแล้ว

เซลล์แสงอาทิตย์ (PV)

เซลล์แสงอาทิตย์หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเซลล์แสงอาทิตย์ ถือเป็นส่วนประกอบสำคัญของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์เหล่านี้ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมักเป็นซิลิคอน เมื่อแสงแดด (โฟตอน) ตกกระทบพื้นผิวเซลล์แสงอาทิตย์ จะกระตุ้นอิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการนี้เรียกว่าปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

การสร้างกระแสไฟฟ้า 

อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะสร้างกระแสไฟฟ้าขณะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ การไหลของอิเล็กตรอนนี้สร้างกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ภายในเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์  เซลล์แสงอาทิตย์ถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกันในโมดูลหรือแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์หลายเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานจะเพิ่มกำลังไฟฟ้าโดยรวม จากนั้นแผงจะถูกติดตั้งบนโครงสร้างเช่นหลังคาหรือในโซลาร์ฟาร์ม

อินเวอร์เตอร์ 

จากนั้นไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างจากแผงโซลาร์เซลล์จะถูกส่งไปยังอินเวอร์เตอร์ ซึ่งจะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) บ้านและธุรกิจส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและระบบของตนเอง ไฟฟ้ากระแสสลับที่แปลงแล้วสามารถนำมาใช้โดยตรงกับเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ในบางกรณี สามารถเก็บไฟฟ้าส่วนเกินไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในภายหลังได้ โดยให้พลังงานในช่วงที่มีแสงแดดน้อยหรือไม่มีเลย

การวัดแสงสุทธิ

หากระบบสุริยะเชื่อมต่อกับโครงข่าย อาจใช้กระบวนการที่เรียกว่าการวัดแสงสุทธิ ในช่วงเวลาที่แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่จำเป็น พลังงานส่วนเกินจะถูกป้อนกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ผู้ใช้จะได้รับเครดิตสำหรับไฟฟ้าส่วนเกินนี้ ซึ่งสามารถนำมาใช้เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ 

ระบบออฟกริด 

ในระบบนอกกริด ที่ไม่มีการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ พลังงานที่เก็บไว้จะถูกใช้เมื่อความต้องการมีมากกว่าการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน 

นอกจากระบบโซลาร์เซลล์แล้ว ยังมีระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ควบคุมแสงแดดเพื่อสร้างความร้อนอีกด้วย ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์ (CSP) ใช้กระจกหรือเลนส์เพื่อเน้นแสงแดดไปยังพื้นที่ขนาดเล็ก ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงที่สามารถนำไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าหรือกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้  

เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ 

พลังงานแสงอาทิตย์ยังสามารถนำไปใช้ทำน้ำร้อนได้ เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยตัวสะสมที่ดูดซับแสงแดดและถ่ายเทความร้อนไปยังของเหลว ซึ่งจากนั้นจะถูกนำไปใช้ทำน้ำร้อนสำหรับใช้ในครัวเรือนหรือในโรงงานอุตสาหกรรม

สรุป พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านปรากฏการณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในเซลล์แสงอาทิตย์ ผลลัพธ์ที่ได้สามารถนำไปใช้ไฟฟ้าโดยตรง เก็บในแบตเตอรี่ หรือป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งมีส่วนทำให้ระบบพลังงานสะอาดและยั่งยืนมากขึ้น