ระบบโซล่าเซลล์ (Solar cell system)
หลังจากที่เราได้รู้แล้วว่าโซล่าเซลล์ คืออะไร และมีหลักการทำงานอย่างไรแล้ว ต่อไปนี้เราจะมาดูกันนะครับ ว่าระบบของโซล่าเซลล์นั้นมีกี่ประเภท และมีรายละเอียดอย่างไรบ้าง
โดยทั่วไประบบโซล่าเซลล์ ที่เราใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นมีอยู่ 3 ระบบ ดังนี้
1. ระบบโซล่าเซลล์ประเภท On grid
เป็นการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์ที่มีการเชื่อมต่อกับ Grid หรือระบบไฟฟ้าของภูมิภาคหรือไฟฟ้านครหลวง ซึ่งระบบที่นิยมและค่าใช้จ่ายไม่สูง เนื่องจากระบบนี้ไม่มีความจำเป็นต้องใช้ Battery ในการสำรองไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ โดยรูปแบบการต่อแผงโซล่าเซลล์จะได้ไฟฟ้ากระแสตรงมา ดำเนินการต่อผ่าน Inverter เพื่อทำการแปลงไฟฟ้าจากระแสตรงเป็นกระแสสลับ เพื่อใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อไปในบ้านหรือโรงงาน
แต่ที่ Inverter และ Switch boarder นั้นจะมีการต่อกับ Grid ของการไฟฟ้า นั้นหมายความว่าพลังงานที่โซล่าเซลล์ผลิตได้เพียงพอกับอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านหรือโรงงานต้องการ ก็จะไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าจาก Grid ของการไฟฟ้า ในทางกลับกัน ถ้าไม่เพียงพอระบบจะทำการดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาช่วยจ่ายให้ได้โดยอัตโนมัติ
อย่างไรก็ตามระบบนี้แม้จะประหยัดเงินลงทุน แต่จะสามารถใช้ไฟฟ้าที่ผลิตจากโซล่าเซลล์ได้เพียงช่วงเวลากลางวัน หรือวันที่แดดแรงเท่านั้น และในระหว่างวันโซล่าเซลล์อาจจะไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่ จะต้องมีการนำดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาจ่ายให้อุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านและโรงงาน
2. ระบบโซล่าเซลล์ประเภท Off grid
ระบบโซล่าเซลล์ที่ออกแบบมาเป็นแบบ Off grid นั้นจะคล้ายๆ กับ On grid แต่จะแตกต่างตรงที่จะไม่มีการเชื่อมต่อกับ Grid ของการไฟฟ้า และมีการติดตั้ง Battery เข้าไปเพื่อเป็นพลังงานสำรองของโซล่าเซลล์ นั่นก็หมายความว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านและโรงงานนั้นจะรับไฟฟ้าผ่านโซล่าเซลล์อย่างเดียว โดยจะไม่มีการรับไฟฟ้าจากทางการไฟฟ้าอย่าง PEA หรือ MEA
ซึ่งในระบบนี้นั้นค่าใช้จ่ายจะสูงกว่าแบบ On grid เนื่องจากมีเงินลงทุนของ Battery รวมไปถึงค่าบำรุงรักษา และการออกแบบจะต้องได้รับการพิจารณาอย่างเป็นพิเศษเพราะว่าจะต้องออกแบบให้ครอบคลุมไปถึงช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดด เช่น กลางคืน หรือ แสงแดดไม่จัด ซึ่งจะทำให้เรื่องของความเสถียรหรือความต่อเนื่องของการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ต่างๆ อาจจะไม่เพียงพอได้ในบางช่วงเวลา
3. ระบบโซล่าเซลล์ประเภท Hybrid
เป็นระบบโซล่าเซลล์ที่เอาข้อดีของทั้ง 2 ระบบ คือ On grid และ Off grid มาประยุกต์เข้าด้วยกัน คือสามารถใช้ไฟฟ้าได้ทุกช่วงเวลาไม่ว่าจะเป็นช่วงแสงแดดแรงหรือแดดอ่อน แม้กระทั่งช่วงเวลากลางคืนนั้นก็ยังคงสามารถใช้ไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง โดยแบ่งการใช้ไฟฟ้าแต่ละช่วงเวลาดังนี้
- ในช่วงเวลากลางวัน จะใช้ไฟฟ้าจากระบบโซล่าเซลล์เป็นหลัก ถ้าไฟฟ้าไม่เพียงพอจะมีการรับไฟฟ้าส่วนที่ขาดมาจากทางการไฟฟ้าอย่าง PEA หรือ MEA มาช่วย
- ในช่วงเวลากลางคืน จะใช้ไฟฟ้าจาก Battery ที่เก็บสำรองไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ และรับไฟฟ้าจากการไฟฟ้าอย่าง PEA และ MEA เข้ามาช่วยจ่ายอุปกรณ์ไฟฟ้า
ชนิดของโซล่าเซลล์ มี 3แบบ คือ
1. แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)
แผงโซล่าเซลล์ประเภทนี้จะมีฟิล์มลักษณะบางกว่าชนิดอื่น สีแผงจะเข้มหรือมีสีดำ ข้อดีคือราคาถูกที่สุดใน 3 ชนิดนี้และมีน้ำหนักเบา ทนต่อความร้อนได้ดี แต่สามารถผลิตไฟฟ้าได้น้อยที่สุดและมีอายุการใช้งานที่สั้น ซึ่งไม่เหมาะนำมาติดตั้งในภาคอุตสาหกรรม
2. แผงโซล่าเซลล์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ (Mono Crystalline Silicon Solar Cells)
เป็นแผงที่ทำมาจากซิลิคอนทรงกระบอกบริสุทธิ์ รูปทรงของเซลล์จะมีสีเข้ม มุมทั้งสี่มุมจะเป็นสี่เหลี่ยมมุมตัด ข้อดีคือ มีอายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุด (25 - 40 ปี) และสามารถผลิตไฟได้ดีแม้แสงแดดจะน้อยก็ตาม และเมื่อเทียบกำลังวัตต์ที่เท่ากัน แผงโซลาร์เซลล์แบบ Mono Crystalline จะมีขนาดเล็กกว่า เหมาะกับสถานที่ติดตั้งที่มีพื้นที่จำกัดอย่างบนหลังคาบ้าน แต่ก็มีข้อเสียคือราคาที่สูงและหากมีคราบสกปรกบนแผงติดอยู่เป็นระยะเวลานาน จะทำให้ระบบอินเวอร์เตอร์ไหม้ได้
3. แผงโซล่าเซลล์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ (Poly Crystalline Silicon Solar Cells)
เป็นแผงที่ทำมาจากผลึกซิลิคอน รูปทรงของเซลล์เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสไม่มีการตัดมุม สีของแผงเข้มออกไปทางสีน้ำเงิน ซึ่งมีข้อดีตรงที่ ราคาไม่แพง และสามารถใช้งานในพื้นที่ที่อุณหภูมิสูงกว่าแผงคริสตัลไลน์เล็กน้อย แต่มีข้อเสียตรงอายุการใช้งานที่ค่อนข้างสั้นเพียง 20 - 25 ปี
- ให้ลองแบ่งปริมาณการใช้ไฟตอนกลางวันและกลางคืน แล้วยึดเอาค่าการใช้งานช่วงกลางวันมาคำนวณ เช่น ค่าไฟทั้งเดือนของคุณอยู่ที่ 5,000 บาท ใช้งานในช่วงกลางวันอยู่ที่ 60% และกลางคืน 40% เพราะฉะนั้นค่าไฟตอนกลางวันอยู่ที่ 3,500 บาท
- นำค่าไฟกลางวันไปหารด้วยค่าไฟฟ้าต่อหน่วย ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 4 บาทต่อหน่วย (3,500 ÷ 4 = 875 หน่วย)
- นำเลขหน่วยหารด้วยจำนวนวันและชั่วโมงที่มีแสงอาทิตย์ (875 ÷ 30) ÷ 9= 3.2 หน่วยต่อชั่วโมง ดังนั้นกำลังไฟฟ้าของแผงโซล่าเซลล์ที่เหมาะสมกับการติดตั้ง คือ ขนาดที่ 3 - 5 กิโลวัตต์ (3KW)
ทั้งนี้ทั้งนั้นการคำนวณแบบนี้เป็นเพียงการคำนวณคร่าว ๆ เท่านั้น