เซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นมาครั้งแรกในปี ค.ศ.1954 (พ.ศ.2497) โดย แซปปิน (Chapin) ฟลูเลอร์ (Fuller) และเพียสัน (Pearson) แห่งเบลล์เทลเลโฟน (Bell Telephone) โดยทั้ง 3 ท่านนี้ได้ค้นพบเทคโนโลยีการสร้างรอยต่อ พี – เอ็น (P-N) แบบใหม่โดยวิธีการแพร่สารเข้าไปในผลึกของซิลิคอน จนได้เซลล์แสงอาทิตย์ อันแรกของโลกซึ่งมีประสิทธิภาพเพียง 6% ซึ่งปัจจุบันนี้เซลล์แสงอาทิตย์ได้ถูกพัฒนาขึ้นจนมีประสิทธิภาพสูงกว่า 15% แล้ว ในระยะแรกเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับโครงการด้านอวกาศ ดาวเทียมหรือยานอวกาศที่ส่งจากพื้นโลกไปโคจรในอวกาศ ก็ใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังไฟฟ้า ต่อมาจึงได้มีการนำเอาแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้บนพื้นโลกเช่นในปัจจุบันนี้ เซลล์แสงอาทิตย์ในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่ จะมีสีเทาดำ แต่ในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้เซลล์แสงอาทิตย์มีสีต่างๆ กันไปเช่น แดง น้ำเงิน เขียว ทอง เป็นต้น เพื่อความสวยงาม
เซลล์แสงอาทิตย์คืออะไร และมีประเภทใหญ่ๆ กี่ชนิด
เซลล์แสงอาทิตย์เป็นสิ่งประดิษฐ์กรรมทางอิเลคทรอนิกส์ ซึ่งทำจากสารกึ่งตัวนำที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ซึ่งไฟที่ได้นั้นจะเป็นไฟกระแสตรง โครงสร้างหลักของเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้คือหัวต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำ ซึ่งสารกึ่งตัวนำที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายจะทำจาก ซิลิคอน เนื่องจากซิลิคอนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในบรรดาสารกึ่งตัวนำที่มีอยู่ในโลก จึงมีราคาถูกและเป็นสารกึ่งตัวนำที่ได้รับการพัฒนามานาน เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องจึงเป็นที่เข้าใจและใช้งานกันอย่างกว้างขวางอยู่แล้วในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน เซลล์แสงอาทิตย์ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบันพอจะแบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ 4 ประเภทคือ
2. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกเดี่ยวโพลีซิลิคอน (Poly Crystalline Silicon Solar Cell)
3. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell)
4. เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกแกลเลียมอาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide Solar Cell) ซึ่งสำหรับประเภทนี้จะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 25% ขึ้นไป แต่มีราคาสูงมาก ไม่นิยมนำมาใช้บนพื้นโลก จึงใช้งานสำหรับดาวเทียมเป็นส่วนมาก
ค่าของพลังงานจากแสงอาทิตย์ที่แผ่รังสีมายังโลก และพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยที่ได้รับในประเทศไทย
โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี ระยะห่างระหว่างโลก และดวงอาทิตย์จะแปรเปลี่ยนอยู่ระหว่าง 150 ล้านกิโลเมตร บวกลบ 17% พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับนอกบรรยากาศที่ระยะห่างดังกล่าวมีค่าสูงสุดเท่ากับ 1,400 วัตต์ต่อตารางเมตร ในช่วงเดือนธันวาคม และเดือนมกราคม และมีค่าต่ำสุดเท่ากับ 1,305 วัตต์ต่อตารางเมตร ในช่วงเดือนมิถุนายน และเดือนกรกฎาคม เพราะฉะนั้นโดยเฉลี่ยแล้วพลังงานแสงอาทิตย์ที่รับได้ต่อปีเท่ากับ 1,353 วัตต์ต่อตารางเมตร สำหรับในประเทศไทยอัตราพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยต่อวันซึ่งรับได้ตามภาคต่างๆ ในประเทศไทย มีค่าคิดเป็น กิโลวัตต์ ต่อวัน ดังต่อไปนี้
จากข้อมูลดังกล่าวข้างต้นถ้าหากเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพของเซลล์ร้อยละ 15 ก็เท่ากับว่าพื้นที่ประเทศไทยต่อเนื่องตารางเมตรจะสามารถผลิตพลังงานได้ถึง 711 วัตต์ต่อวัน และในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ให้มีประสิทธิภาพของเซลล์สูงถึงร้อยละเกือบ 18 ซึ่งถ้าใช้เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงชนิดนี้ในการทำแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จะมีประสิทธิภาพของแผงประมาณร้อยละ 14 หรือ ถ้านำมาใช้ในประเทศไทยคิดที่อัตราพลังงานแสงแดดที่ได้รับต่อปีเท่ากับ 4.75 กิโลวัตต์/ตารางเมตร/วัน ก็จะได้พลังงานประมาณ 665 วัตต์ต่อตารางเมตร ต่อวัน เพราะฉะนั้นบ้านแต่ละหลังเพียงใช้หลังคาหรือพื้นที่ในบริเวณบ้านเพียง 25 ตารางเมตร ก็จะสามารถผลิตพลังงานได้เฉลี่ยถึงกว่า 16.6 กิโลวัตต์ต่อวัน หรือประมาณ 500 กิโลวัตต์ (500 หน่วย) ต่อเดือน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น