เข้าใจพลังงานแสงอาทิตย์ มีประโยชน์อย่างไรบ้าง ?

เข้าใจพลังงานแสงอาทิตย์ มีประโยชน์อย่างไรบ้าง ?

ปัญหาโลกร้อนสร้างผลกระทบสั่นสะเทือนไปทั่วโลก ที่เห็นได้ชัดคือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่รุนแรงผิดปกติซึ่งสร้างความเสียบหายกับทรัพย์สินและเศรษฐกิจอย่างหนัก โดยต้นตอของปัญหามาจากก๊าซเรือนกระจกที่ถูกผลิตออกมามากเกินไป 

และเพื่อเป็นการบรรเทาความรุนแรงของภาวะโลกร้อนจึงมีการนำพลังงานสะอาดมาใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลเพราะสร้างผลกระทบกับโลกน้อยกว่ามาก ซึ่งในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับหนึ่งในพลังงานทดแทนที่สะอาดที่สุดอย่าง “พลังงานแสงอาทิตย์” และการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์อย่างไรให้คุ้มค่าที่สุด

พลังงานแสงอาทิตย์ คืออะไร ?

พลังงานแสงอาทิตย์ คือ พลังงานที่เกิดจากความร้อนและแสงของดวงอาทิตย์ โดยเป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรกับโลกเพราะไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกซึ่งเป็นต้นตอของปัญหาสภาวะโลกร้อน และเป็นแหล่งพลังงานที่มีจำนวนมหาศาลเพียงพอกับความต้องการใช้งานของมนุษย์ โดยปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับในแต่ละวันนั้นมากกว่าปริมาณพลังงานที่เราต้องใช้กันในแต่ละวันถึง 10,000 เท่า

ปัจจุบันมีการนำพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า นำไปใช้เพื่อทำความร้อน ใช้ในระบบทำความเย็น หรือจะเป็นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฮโดรเจนที่เป็นอีกหนึ่งพลังงานทดแทนที่สำคัญกับโลกทุกวันนี้ที่กำลังเผชิญกับสภาวะโลกร้อนจากก๊าซเรือนกระจกผลพวงของเชื้อเพลิงฟอสซิล

โซล่าเซลล์ที่มักพบเห็นอยู่ตามหลังคาบ้านเป็นหนึ่งในวิธีการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายมาเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าสำหรับใช้ในครัวเรือน และการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและผลิตไฟฟ้าได้ครอบคลุมทั้งการใช้จ่ายไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กไปจนถึงระบบผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ การติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อนำพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าจึงเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน

ประเภทของพลังงานแสงอาทิตย์

โดยทั่วไปพลังงานแสงอาทิตย์จะได้รับมาจากดวงอาทิตย์ในรูปแบบของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาในรูปแบบของแสง ความร้อน และรังสีอัลตราไวโอเลต และด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่าง Green Technology ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ถูกเปลี่ยนให้เป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบการใช้งานที่แตกต่างกันไป

1.Photovoltaic Solar Energy

Photovoltaic solar energy เป็นพลังงานที่เกิดจากกระบวนการแปลงแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านแผงโซล่าเซลล์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) โดยเมื่อแสงอาทิตย์กระทบลงมาที่แผงโซล่าเซลล์จะเกิดเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ก่อนจะถูกเปลี่ยนให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าตามบ้านเรือนหรือตามโรงงานได้

2.Solar Thermal Energy

Solar Thermal Energy หรือ STE เป็นพลังงานที่เกิดจากการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นความร้อน โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า “Solar Collector” ที่จะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในการทำน้ำร้อนตามบ้านเรือนหรือในระดับอุตสาหกรรม และยังสามารถใช้ในระบบทำความเย็นได้เช่นกัน

3.Concentrated Solar Power

Concentrated Solar Power หรือ CSP เป็นประเภทหนึ่งของพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ที่ทำงานโดยใช้กระจกหรือเลนส์จำนวนมากมาสะท้อนพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ และแปลงเป็นความร้อน ซึ่งพลังงานความร้อนที่ได้จากวิธีการนี้สามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนการทำงานของกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า และการผลิตไฟฟ้าจากความร้อนด้วยวิธีนี้ยังมีข้อดีคือสามารถกักเก็บความร้อนที่ผลิตไว้ ทำให้ยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดด

4.Building-integrated Photovoltaics (BIPV)

Building-integrated Photovoltaics หรือ BIPV คือ การใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์โดยนำโซล่าเซลล์ติดตั้งเข้ากับตัวอาคารและเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างอาคาร สามารถพบเห็นได้ทั้งบนหลังคา หน้าต่าง ไปจนถึงกำแพง เพื่อเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าสำหรับใช้งานในอาคาร และนอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานแล้ว ยังได้ความสวยงามและทำให้สิ่งปลูกสร้างดูโดดเด่นขึ้นมาอีกด้วย

5.Passive solar energy

สำหรับ Passive solar energy พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกนำมาใช้โดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องแปลงพลังงานไปเป็นพลังงานประเภทอื่น มักจะเห็นได้จากการออกแบบอาคารหรือบ้านเรือนเพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติและความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้โดยตรง ไม่ว่าจะเป็นการออกแบบหน้าต่างให้แสงแดดส่องผ่านได้มากที่สุด หรือใช้วัสดุที่ดูดซับและคายความร้อนให้กับอาคารหรือตัวบ้านอย่างเหมาะสมเพื่อลดการสะสมความร้อนในช่วงเวลากลางวัน

ประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์

ปัจจุบันพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกพลังงานที่ได้รับความนิยมอย่างมากและยังมีแนวโน้มว่าจะมีราคาถูกลงอย่างต่อเนื่อง เป็นหนึ่งในเทรนด์พลังงานทางเลือกที่จะเป็นประโยชน์อย่างมากในอนาคต 

พลังงานสะอาดที่เป็นมิตรกับโลก

อย่างที่ทราบกันแล้วว่าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรกับโลก เพราะเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศ และสร้างมลพิษน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานที่ใช้แล้วหมดไปหรือพลังงานฟอสซิล ซึ่งรวมถึงแหล่งพลังงานอย่างน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน 

เพราะการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเหล่านี้จะก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ออกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งเป็นต้นตอสำคัญของปัญหาสภาวะโลกร้อนที่กำลังเป็นภัยคุกคามในทั่วโลก

พลังงานปริมาณมหาศาลที่ไม่มีวันหมด

นอกจากจะเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแล้วพลังงานแสงอาทิตย์ยังเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมดไป และความก้าวหน้าของวงการเทคโนโลยีก็จะยิ่งมีส่วนส่งเสริมให้การใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีต้นทุนที่ถูกลง 

ตรงข้ามกับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ยังคงมีต้นทุนค่าใช้จ่ายสูง สร้างผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม มีปริมาณจำกัด และมีโอกาสที่จะหมดไป โดยรายงานจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดยังเผยว่าภายในปี 2090 ถ่านหินจะหมดไปจากโลก ขณะที่ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันจะถูกใช้หมดภายในปี 2060 และ 2052 ตามลำดับ

ลดต้นทุนด้านพลังงาน

การติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าใช้เองจะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานลง โดยสามารถช่วยประหยัดค่าไฟจากราคาปกติลงได้ 30-70% หากเลือกโซล่าเซลล์ที่เหมาะกับพื้นที่และพฤติกรรมการใช้ไฟ หรือจะติดตั้งเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเพื่อใช้ไฟจากโซล่าเซลล์ก็เป็นทางเลือกที่น่าสนใจ

นอกจากนี้ผู้ติดตั้งโซล่าเซลล์ยังสามารถสร้างรายได้ด้วยการนำไฟฟ้าส่วนเกินจากโซล่าเซลล์ไปขายคืนให้กับการไฟฟ้าในโครงการ “โซลาร์ภาคประชาชน” ในราคารับซื้อ 2.20 บาทต่อหน่วย ระยะเวลาสัญญารับซื้อที่ 10 ปี 

ใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย

ประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์ นอกเหนือจากการนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าผ่านการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่กำลังเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายแล้ว ยังมีการใช้เทคโนโลยีที่ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากความร้อนของแสงแดดโดยตรง ไม่ว่าจะเป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตน้ำร้อนสำหรับที่อยู่อาศัยไปจนถึงน้ำร้อนที่ใช้โรงแรมและโรงพยาบาล หรือในการผลิตสินค้าอบแห้งก็สามารถใช้เทคโนโลยีอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้เช่นกัน

เข้าถึงได้แม้ในพื้นที่ห่างไกล

จุดเด่นอย่างหนึ่งของระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าเซลล์คือสามารถติดตั้งได้ในพื้นที่ห่างไกล เพิ่มโอกาสการเข้าถึงไฟฟ้าโดยไม่ต้องอาศัยสายส่งไฟฟ้าแรงสูงไม่ว่าจะอยู่ที่ใดก็ตาม ขณะเดียวกันก็สามารถปรับใช้ได้ตามความต้องการ เพราะไม่ว่าจะเป็นการใช้ไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดเล็กตามบ้านเรือนหรือพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างโรงงานอุตสาหกรรมก็สามารถเลือกติดตั้งโซล่าเซลล์ได้ตามขนาดพื้นที่และการใช้งาน

อุปกรณ์การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตกระแสไฟฟ้า

โดยปกติแล้วการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า เพราะลำพังแค่แสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้งานได้ ทั้งนี้ ผู้ที่กำลังพิจารณาการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานทางเลือกอยู่ควรทำความเข้าใจอุปกรณ์เบื้องต้นที่จำเป็นต้องใช้ เพราะการเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมมีส่วนช่วยให้ระบบผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่าต่อการลงทุน

แผงโซล่าเซลล์

แผงโซล่าเซลล์หรือ Solar Panel ถือเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ เพราะแผงโซล่าเซลล์จะทำจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้าและเมื่อแสงอาทิตย์กระทบลงมาจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

โดยจำนวนและขนาดแผงโซล่าเซลล์ที่ต้องใช้จะขึ้นอยู่กับความต้องการพลังงานขนาดของแบตเตอรี่ สำหรับประเภทของแผงโซล่าเซลล์ซิลิคอนที่ควรรู้จักมีอยู่ 2 แบบหลักด้วยกัน ได้แก่ 

• แผงโมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Cell) - แผงโซล่าเซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงและมีราคาที่สูงตามไปด้วย โซล่าเซลล์ชนิดนี้มีอายุการใช้งานยาวที่สุดตั้งแต่ 25-40 ปี และเหมาะสำหรับการใช้งานในเชิงพาณิชย์

• แผงโพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Cell) - อีกหนึ่งตัวเลือกที่ได้รับความนิยมในการติดตั้ง โดยแผงโซล่าเซลล์ชนิดนี้จะมีประสิทธิภาพจะต่ำกว่าแผงโมโนคริสตัลไลน์แต่ก็มีราคาถูกกว่า และมีอายุการใช้งานอยู่ที่ราว 20-25 ปี

อินเวอร์เตอร์

อินเวอร์เตอร์ (Inverter) เป็นส่วนหนึ่งของระบบแผงโซลาร์เซลล์เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องเข้าไปในบ้าน โดยเมื่อติดตั้งแผงโซล่าเซลล์เพื่อดูดซับแสงอาทิตย์ได้แล้วยังจำเป็นต้องมีอินเวอร์เตอร์เพื่อทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแผงโซล่าเซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านได้

แบตเตอรี่

และเมื่อพื้นที่ติดตั้งโซล่าเซลล์ได้รับพลังงานเพียงพอสำหรับการใช้งานแล้ว ไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้ยังสามารถเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อเป็นพลังงานสำรองที่นำมาใช้งานในช่วงกลางคืน ซึ่งเป็นช่วงเวลาแผงโซลาร์เซลล์จะไม่สามารถผลิตไฟฟ้า ทั้งช่วยลดค่าไฟ และมีไฟสำรองใช้ในกรณีฉุกเฉิน

คุณเห็นความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์แล้วหรือยัง

พลังงานแสงอาทิตย์นอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกที่จะช่วยบรรเทาความรุนแรงของสภาวะโลกร้อนแล้ว ยังเป็นการใช้พลังงานอย่างยั่งยืนเพราะเป็นพลังงานที่สามารถนำมาใช้ได้อย่างต่อเนื่องไม่มีวันหมดไป และเป็นทางเลือกช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ทั้งมีราคาสูง ทำลายกับสิ่งแวดล้อม และอาจหมดไปได้ในวันหนึ่ง นอกจากนี้การใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้ายังช่วยลดความเสี่ยงการขาดแคลนพลังงานและเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานในระยะยาว

ปัจจุบันหลายประเทศทั่วโลกต่างสนับสนุนการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทางเลือกเพื่อแก้ไขปัญหาวิกฤตพลังงานและลดการทำลายโลก ตัวอย่างเช่นประเทศเยอรมนีที่มีมาตรการทางกฎหมายเพื่อกระตุ้นให้นักลงทุนหันมาลงทุนในพลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น พร้อมทั้งยกเลิกข้อจำกัดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กเพื่อสนับสนุนการใช้พลังงานสะอาดเพิ่มมากขึ้น

ขณะที่ภาครัฐของไทยได้หันมาให้ความสำคัญกับพลังงานทดแทนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยเดินหน้าส่งเสริมให้ประชาชนหันมาติดตั้งโซล่าเซลล์ ตามแนวทางการรักษาสิ่งแวดล้อมในทั่วโลก เพราะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสามารถสร้างความเสียหายในระดับเศรษฐกิจ การหันมาใช้พลังงานสะอาดโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีจำนวนเพียงพอต่อการใช้งานปริมาณมหาศาลจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ควรให้ความสำคัญ 

แต่ตัวแปรสำคัญที่จะทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการยอมรับอย่างเป็นวงกว้างในประเทศไทยคือความร่วมมือกันของภาครัฐและเอกชนในการสนับสนุนการใช้พลังงานสะอาด และที่ขาดไม่ได้คือความร่วมมือของภาคประชาชน เพราะเมื่อทุกคนเห็นความสำคัญของพลังงานสะอาดแล้ว ผลดีที่จะตามมานอกจากจะเป็นการช่วยโลกแล้วยังช่วยประหยัดต้นทุนด้านพลังงานในระยะยาวอีกด้วย

สรุป

พลังงานแสงอาทิตย์มีประโยชน์ในฐานะแหล่งผลิตไฟฟ้าและความร้อนที่สำคัญ รวมถึงเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน ขณะเดียวกันความก้าวหน้าของเทคโนโลยีจะมีส่วนช่วยให้คนเข้าถึงการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น การทำความรู้จักข้อดีข้อเสีย และโอกาสจากการใช้พลังงานแสงอาทิตย์และโซล่าเซลล์ จะเป็นทางเลือกการประหยัดต้นทุนด้านพลังงานสำหรับบุคคลทั่วไป รวมไปถึงองค์กรขนาดใหญ่ที่จะมีโอกาสเลือกดำเนินธุรกิจได้อย่างยั่งยืน