พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) คืออะไร?

พลังงานแสงอาทิตย์ คือ พลังงานทดแทนที่ได้จากธรรมชาติ ถือเป็นพลังงานที่สะอาดที่สามารถนำมาใช้งานได้อย่างไม่จำกัด และไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้ยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย โดยการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์จะให้ทั้งพลังงานแสงและพลังงานความร้อน สามารถนำเอาพลังงานที่ได้จากแสงอาทิตย์นี้ไปใช้ประโยชน์ได้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าและผลิตความร้อน

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน

การผลิตความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ solar heating เป็นการนำความร้อนของแสงแดดมาใช้งานโดยตรง โดยมีการนำหลักการผลิตความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้ประโยชน์ทางเทคโนโลยีมากมาย เช่น ระบบการผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ ตู้อบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ และเตาพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น

สำหรับการเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์นั้นมีหลักการในการผลิตอย่างง่าย คือ การใช้สีดำทาที่ท่อให้ท่อทึบแสงเพื่อดูดพลังงานแสงอาทิตย์มายังจุดนั้นและทำให้เกิดความร้อนขึ้น จนเกิดเป็นน้ำร้อนและนำไปใช้ประโยชน์ต่อไปไม่ว่าจะเป็นในครัวเรือนหรือในโรงงาน เช่นเดียวกับตู้อบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่อาศัยหลักการเดียวกัน คือ ให้แสงอาทิตย์ส่องไปยังตู้ที่ทำการทาสีดำสำหรับดูดซับแสง สำหรับเตาพลังงานแสงอาทิตย์จะอาศัยหลักการรวมแสงไปที่จุดโฟกัสของภาชนะรูปพาลาโบลา ทำให้เกิดจุดที่แสงตกกระทบนั้นมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นและสามารถนำเตาไปใช้หุงต้มและประกอบอาหารได้

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการผลิตไฟฟ้า

สำหรับวิธีที่ได้รับความนิยมในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์นั้น คือการผลิตไฟฟ้าโดยอาศัยพลังงานแสงที่ได้มาจากแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ โดยใช้วิธีการ Photovoltaic ด้วยการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ หรือที่เรารู้จักกันในชื่อโซล่าร์เซลล์ (Solar Cell หรือ Photovoltaic Cell)

การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานจากแสงอาทิตย์ด้วยวิธีโฟโต้โวลทาอิค (Photovoltaics) ถูกคิดค้นในปีคริสตศักราช 1883 โดย Charles Fritts เพื่อทำการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้โซล่าเซลล์ (Solar cell หรือ Photovoltaic cell) โดยคำว่า photovolatic (PV) นั้นมีที่มาจากรากศัพท์ 2 คำด้วยกัน ได้แก่ คำว่า ‘photo’ หมายถึง ‘แสง’ และ คำว่า ‘volt’ หมายถึง ‘แรงดันไฟฟ้า’ เมื่อรวมกันจึงหมายถึง ‘ปรากฏการณ์ที่แสงตกกระทบวัตถุที่มีความสามารถในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า’

• หลักการทำงานของ Photovoltaic Cell หรือ Solar Cell

PV (Photovoltaic) cell หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า Solar cell คือ เครื่องมือในการแปลงแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง โดยมีหลักการทำงานจากที่แสงแดดประกอบด้วยโฟตอนหรืออนุภาคของพลังงานแสงอาทิตย์ โฟตอนเหล่านี้มีปริมาณพลังงานที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของสเปกตรัมของแสง

PV cell หรือ Solar cell ถูกสร้างขึ้นมาจากสารกึ่งตัวนำ ดังนั้นเมื่อแสงแดดส่องกระทบกับตัวเซลล์ แสงแดดสามารถที่จะสะท้อน ส่องผ่าน หรือถูกดูดซับโดยสารกึ่งตัวนำ และมีเฉพาะโฟตอนที่ถูกดูดซับไว้ที่สารกึ่งตัวนำเท่านั้นที่สามารถนำไปผลิตกระแสไฟฟ้าได้ โดยเมื่อสารกึ่งตัวนำสามารถซึมซับแสงแดดหรือพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากพอ อิเล็กตรอนจากในแถบวาเลนซ์ (valence band) จะหลุดออกมาออกมาและข้ามไปอยู่ในแถบนำไฟฟ้า (conduction band) อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในแถบนำไฟฟ้าทำให้สารกึ่งตัวนำมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้

โดยสารกึ่งตัวนำในปัจจุบันที่นิยมนำมาทำเซลล์แสงอาทิตย์ที่สุด คือ ซิลิคอน (silicon-based solar cell) เพราะมีทรัพยากรสูง ราคาถูก และมีประสิทธิภาพในการใช้งาน นอกจากนั้นยังมีเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง (thin film solar cell) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสารอินทรีย์ (organic solar cell) และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง (dye-sensitized solar cell)

• อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

• แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (solar module)

เซลล์แสงอาทิตย์ คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยอาศัยปรากฏการณ์โฟโตวอลเทอิก โดยที่แท้จริงแล้วเซลล์แสงอาทิตย์ 1 เซลล์นั้นมีขนาดเล็กมากและสามารถผลิตไฟฟ้าได้ที่ 1-2 วัตต์เท่านั้น จึงต้องนำเซลล์แสงอาทิตย์มาต่อกันเป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าที่มากยิ่งขึ้น

• เครื่องควบคุมการชาร์จ (charge controller)

เป็นตัวควบคุมให้การชาร์จประจุไฟฟ้าผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้าแบตเตอรี่ รวมถึงการจ่ายไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ให้มีปริมาณเหมาะสม ไม่ไหลย้อนกลับ เพื่อป้องกันความเสียหายและยืดอายุของแบตเตอรี่

• แบตเตอรี่ (battery)

ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์ไว้ใช้เวลาที่ต้องการ เช่น ในเวลากลางคืนหรือเวลาที่ไม่มีแสงแดด หรือนำไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆ นอกนี้แบตเตอรี่นั้นยังมีหลายชนิดและหลายขนาดให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสม

• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (inverter)

คือ เครื่องมือที่ทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ให้เป็นกระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ

• ระบบป้องกันฟ้าผ่า (lightning protection)

ระบบป้องกันฟ้าผ่ามักใช้กับโครงการขนาดใหญ่ เพื่อป้องกันการเกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อเกิดฟ้าผ่า โดยต้องใช้ร่วมกับระบบสายดินที่ได้ประสิทธิภาพ

ข้อดีของพลังงานแสงอาทิตย์

• เป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมด ไม่มีค่าใช้จ่าย และสามารถผลิตได้ทุกพื้นที่ที่มีแสงอาทิตย์ส่องถึง
• สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมาย โดยสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้ได้โดยตรงหรือแปรรูปเพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อนได้ และในการใช้งานจะไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
• ใช้กับการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตั้งแต่ขนาดย่อยไปจนถึงโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ตั้งแต่ในเครื่องคิดเลข การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับผลิตไฟฟ้าใช้ในครัวเรือน ไปจนถึงโรงงานไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
• สำหรับการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาเพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ในครัวเรือนได้เอง จะช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้อย่างมาก และสามารถนำส่วนเกินไปจำหน่ายให้กับภาครัฐหรือผู้ประกอบการได้
• ค่าบำรุงรักษาต่ำ เนื่องจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์มักมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 20-25 ปี และมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมน้อยมาก

ข้อจำกัดของพลังงานแสงอาทิตย์

• สภาพอากาศมีผลต่อปริมาณของแสงอาทิตย์ทำให้การผลิตไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ
• ไม่นิยมจำหน่ายไฟฟ้าที่ได้จากผลิตด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ไปยังพื้นที่ที่ห่างไกลกว่าฐานการผลิต เพราะมีข้อจำกัดในหลายด้าน เช่น ต้องใช้เวลานานและงบประมาณจำนวนมาก เป็นต้น
• หากต้องการพลังงานในปริมาณมาก จำเป็นที่จะต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมาก พื้นที่ติดตั้งมาก รวมถึงงบประมาณที่มากตามไปด้วย
• ในอนาคตแผงโซลาร์เซลล์จะกลายเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากที่ต้องหาทางกำจัดเมื่อหมดอายุการใช้งาน

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในกลุ่มบริษัท GPSC

บริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จำกัด (มหาชน) หรือ GPSC แกนนำนวัตกรรมธุรกิจไฟฟ้าและพลังงานอัจฉริยะ กลุ่ม ปตท. บริษัทฯ ประกอบธุรกิจหลักในการผลิตและจําหน่ายไฟฟ้า ไอน้ำ น้ำเพื่อการอุตสาหกรรม และสาธารณูปโภคอื่น ๆ รวมถึงต่อยอดพัฒนาธุรกิจใหม่ ๆ ในอุตสาหกรรม New S-Curve โดยแสวงหานวัตกรรม พัฒนาพลังงานหมุนเวียน  เพื่อให้ตอบโจทย์คุณภาพชีวิตที่ดีอย่างยั่งยืนในอนาคต

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของ GPSC ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อจำหน่าย เพื่อผลิตและจัดจำหน่ายไฟฟ้าเข้าระบบให้กับการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) บริษัทเอกชน รวมถึงสหกรณ์ภาคการเกษตร โดยผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าให้กับธุรกิจทั้งในไทยและต่างประเทศ และสามารถแยกออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้ทำการติดตั้งบนหลังคา และระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้ทำการติดตั้งบนพื้นดิน วัตถุดิบที่สำคัญที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ คือ แสงอาทิตย์ ซึ่งขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศเป็นสำคัญ โดยบริษัทฯ ได้ทำการศึกษาความเข้มของแสงก่อนการตัดสินใจเลือกทำเลเพื่อเป็นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งในประเทศและต่างประเทศของกลุ่มบริษัท GPSC

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในกลุ่มบริษัท GPSC ได้ดำเนินธุรกิจเกี่ยวกับพลังงานทดแทนซึ่งเป็นพลังงานสะอาด เพื่อมุ่งเน้นการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่สังคม นอกจากนี้บริษัทยังมีปณิธานที่จะดำเนินกิจการและธุรกิจอื่น ๆ ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมต่อไปอีกด้วย เพื่อมุ่งไปสู่การเกิด net zero อย่างแท้จริงในสังคม โดยมีโครงการและบริษัทที่อยู่ภายใต้การกำกับดูแลของ GPSC ทั้งในไทยและต่างประเทศดังนี้

• บริษัท โกลบอล รีนิวเอเบิล เพาเวอร์ จำกัด (GRP)
• บริษัท ไทย โซล่าร์ รีนิวเอเบิล จำกัด
• บริษัท ผลิตไฟฟ้าและพลังงานร่วม จำกัด
• โรงไฟฟ้าโกลว์ พลังงาน แสงอาทิตย์ติดตั้งบนหลังคา (โครงการ1)
• โรงไฟฟ้าโกลว์ พลังงาน แสงอาทิตย์ติดตั้งบนหลังคา (โครงการ2)
• โรงไฟฟ้าโกลว์ พลังงาน โซล่าร์
• โครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งบน พื้นดินสำหรับสหกรณ์ผู้เลี้ยงกุ้งจันทบุรี จำกัด (Solar1) สนับสนุนโดยบริษัทผลิตไฟฟ้าและพลังงานร่วม จำกัด (CHPP)
• โครงการผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ แบบ Private PPA ภายใต้กลุ่มบริษัทฯ
• โครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทยภายใต้บริษัท โกลบอล รีนิวเอเบิล เพาเวอร์ จำกัด (GRP)
• บริษัท โกลบอล รีนิวเอเบิล เพาเวอร์ วัน จำกัด (GRP1) ซึ่งตั้งอยู่ในประเทศไต้หวัน
• บริษัท โกลบอล รีนิวเอเบิล ซินเนอร์ยี่ จำกัด (GRSC) ซึ่งตั้งอยู่ในประเทศอินเดีย

เว็บไซต์อ้างอิง :

• Solar Energy Industries Association(SEIA)
• กรมประชาสัมพันธ์
• กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและการอนุรักษ์พลังงาน
• สำนักงานสิ่งแวดล้อมและควบคุมมลพิษที่ 13 (ชลบุรี)

แชร์ข่าวสารนี้: