พลังงานแสงอาทิตย์ Show ดวงอาทิตย์ คือแหล่งกำเนิดพลังงานที่สำคัญที่สุดสำหรับโลกของเรา พลังงานจากดวงอาทิตย์ถือเป็นพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญที่สุด ทั้งยังเป็นต้นกำเนิดของพลังงานหมุนเวียนในรูปอื่นๆ ด้วย โดยเฉพาะ พลังงานลม พลังงานน้ำ ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานได้มากมายมหาศาลและต่อเนื่องแทบไม่มีวันหมดสิ้น
เพียงหนึ่งชั่วโมง โลกได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ในรูปของรังสีถึงประมาณ 174,000 เทระวัตต์ หรือเกือบเท่ากับพลังงานทั้งหมดที่โลกใช้ตลอดปี ในจำนวนนี้ 30% จะถูกสะท้อนกลับไปในอวกาศ ส่วนที่เหลือจะถูกดูดซับโดยเมฆ มหาสมุทร และพื้นดิน ศักยภาพทางพลังงานที่สูงยิ่งนี้ แต่เดิมถูกนำไปใช้ประโยชน์แค่ในรูปของความร้อนและแสงสว่างจากแสงแดดโดยตรง ไม่ผ่านกระบวนการใดๆ จนมาในปลายคริสต์ศตวรรษ 19 มนุษย์ถึงรู้จักต่อยอดการใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ได้สำเร็จ โดยสามารถใช้ในการผลิตพลังงานที่เรียกว่า “พลังงานแสงอาทิตย์”
แม้จะถือว่ามีวิวัฒนาการที่ช้า แต่เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันก้าวหน้าไปมากและมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำลงมาเรื่อยๆ ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีอัตราการเติบโตสูงสุด เป็นรองก็แต่เพียงพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์ (solar energy) คือพลังงานที่ผลิตได้จากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ในรูปของแสงแดด ที่ประกอบด้วยพลังงานแสงและพลังงานความร้อน ดังนั้น พลังงานแสงอาทิตย์จึงมีอยู่สองส่วนด้วยเช่นกัน ก็คือพลังงานแสงและพลังงานความร้อน โดยพลังงานทั้งสองส่วนนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานได้สองรูปแบบ ได้แก่ พลังงานไฟฟ้า และพลังงานความร้อน ศักยภาพของแสงอาทิตย์ เป็นความเข้าใจผิดที่ว่าแสงแดดในที่ใดๆ ก็สามารถจะเป็นแหล่งผลิตให้กับพลังงานแสงอาทิตย์ได้เหมือนๆ กัน เพราะที่จริงจะต้องพิจารณาถึงความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์เป็นหลัก จากการศึกษาจากข้อมูลดาวเทียมประกอบการตรวจวัดภาคพื้นดินของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) พื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศไทยได้รับรังสีดวงอาทิตย์สูงสุดระหว่างเดือนเมษายนและพฤษภาคม ที่ค่าความเข้มในช่วง 20-24 เมกะจูลต่อตารางเมตร/วัน โดยพื้นที่ที่มีศักยภาพจะมีความเข้มของรังสีโดยเฉลี่ยตลอดทั้งปีอยู่ที่ 19-20 เมกะจูลต่อตารางเมตร/วัน คิดเป็นพื้นที่ทั้งหมด 14.3% ส่วนใหญ่อยู่ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เช่น นครราชสีมา บุรีรัมย์ สุรินทร์ ศรีสะเกษ อุบลราชธานี ร้อยเอ็ด และอุดรธานี รวมทั้งบางส่วนในพื้นที่ภาคกลางตอนล่าง เช่น สุพรรณบุรี ชัยนาท ลพบุรี และพระนครศรีอยุธยา แผนที่ความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์เฉลี่ยตลอดปี ที่มา : http://www.solargen.co.th/th/blog/1012/blog-1012 พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการผลิตไฟฟ้า การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการผลิตไฟฟ้า โดยทั่วไปมีอยู่สองแนวทางใหญ่ๆ คือ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสง และการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน ซึ่งที่ได้รับความนิยมและมีความสำคัญที่สุดก็คือ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสง การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสง อาศัยวิธีการที่เรียกว่า โฟโต้โวลทาอิค (photovoltaic หรือ solar photovataic) เป็นการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ หรือโซล่าร์เซลล์ (solar cell หรือ photovoltaic cell) ซึ่งถูกผลิตครั้งแรกในปี ค.ศ. 1883 โดยชาร์ลส ฟริตส (Charles Fritts) ในตอนนั้นธาตุที่ใช้คือซีลีเนียม องค์ประกอบสำคัญของการผลิตไฟฟ้าด้วยวิธีโฟโต้โวลทานิค คือ เซลล์แสงอาทิตย์ และโครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ ที่นิยมมากที่สุดเรียกว่า รอยต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำ อาทิ ซิลิคอน ซึ่งจะถูกนำไปผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์จนกระทั่งเป็นผลึก จากนั้นนำมาผ่านกระบวนการแพร่ซึมสารเจือปนเพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็น เมื่อเติมสารเจือฟอสฟอรัสก็จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น (เพราะนำไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ) และเมื่อเติมสารเจือโบรอนก็จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดพี (เพราะนำไฟฟ้าด้วยโฮลซึ่งมีประจุบวก) ดังนั้น เมื่อนำสารกึ่งตัวนำชนิดพีและเอ็นมาประกบกันจะเกิดรอยต่อพีเอ็นขึ้น โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน อาจมีรูปร่างเป็นแผ่นวงกลมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส ความหนา 200-400 ไมครอน (0.2-0.4 มม.) ผิวด้านรับแสงจะมีชั้นแพร่ซึมที่มีการนำไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าด้านหน้าที่รับแสงจะมีลักษณะคล้ายก้างปลาเพื่อให้ได้พื้นที่รับแสงมากที่สุด ส่วนขั้วไฟฟ้าด้านหลังเป็นขั้วโลหะเต็มพื้นผิว หลักการของการผลิตไฟฟ้าด้วยวิธีโฟโต้โวลทานิคก็คือ เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าประจุลบและบวกขึ้น ได้แก่ อิเล็กตรอนและโฮล โครงสร้างรอยต่อพีเอ็นจะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์
เพื่อแยกพาหะนำไฟฟ้าชนิดอิเล็กตรอนไปที่ขั้วลบ และพาหะนำไฟฟ้าชนิดโฮลไปที่ขั้วบวก (ปกติที่ฐานจะใช้สารกึ่งตัวนำชนิดพี ขั้วไฟฟ้าด้านหลังจึงเป็นขั้วบวก ส่วนด้านรับแสงใช้สารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น ขั้วไฟฟ้าจึงเป็นขั้วลบ) ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง เมื่อต่อให้ครบวงจรไฟฟ้าจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลขึ้น การทำงานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (ในโครงสร้างพีเอ็น) อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยวิธีโฟโต้โวลทาอิค • แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (solar module) มีหน่วยเป็นวัตต์
(Watt) วิธีการใช้คือนำแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาต่อกันเป็นแถวหรือเป็นชุด เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าตามที่ต้องการ การต่อกันแบบอนุกรมจะช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ส่วนการต่อกันแบบขนานจะช่วยเพิ่มพลังงานไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน (solar thermal electricity) มีลักษณะการทำงานคล้ายกับแว่นขยาย หลักการทำงานก็คือการใช้อุปกรณ์รับแสง เช่น กระจกหรือวัสดุสะท้อนแสงและหมุนตามดวงอาทิตย์ เพื่อรวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์มาไว้ที่จุดเดียวกัน หรือที่เรียกว่าระบบความร้อนรวมศูนย์ (concentrated solar power หรือ CSP) ทำให้เกิดความร้อนสูง ส่งผ่านไปยังตัวกลาง เช่น น้ำ หรือน้ำมัน พลังงานความร้อนนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงหรือไม่ก็ถูกเก็บไว้ในสารเคมีบางอย่างที่สามารถเก็บความร้อนได้ เช่น สารละลายเกลือ (molten salt) ก่อนจะนำไปใช้ในการเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าอีกที การผลิตไฟฟ้าพลังงานที่เกิดจากความร้อน สามารถแบ่งออกได้เป็นสามระบบหลักๆ ตามอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รวมศูนย์ความร้อน ได้แก่ การทำงานของระบบรางพาราโบลิค ระบบหอคอย (power tower) มีตัวรับความร้อนที่ติดตั้งอยู่บนหอคอยที่ล้อมรอบด้วยแผงกระจกขนาดใหญ่จำนวนมาก เรียกว่า โฮลิโอสแตท (holiostat) ซึ่งจะหมุนตามดวงอาทิตย์และสะท้อนแสงไปยังตัวรับความร้อน เพื่อให้ของเหลวที่อยู่ภายในได้รับความร้อนจนระเหยเป็นไอขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ระบบนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและกำลังจะนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ เช่น โรงไฟฟ้า Gemasolar ในเมืองเซวิลล์ ประเทศสเปน เป็นต้น การทำงานของระบบหอคอย ระบบจานพาราโบลิค (parabolic dish) ประกอบด้วยจานรวมแสงแบบพาราโบลิคที่มีระบบขับเคลื่อนแบบสองแกนที่หมุนตามดวงอาทิตย์ตลอดทั้งวัน ทำงานร่วมกับเครื่องยนต์สเตอร์ลิง (stirling engine) หลักการก็คือการเปลี่ยนความร้อนจากรังสีของดวงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานกลเพื่อนำไปผลิตไฟฟ้าโดยใช้ลูกสูบของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงที่ติดตั้งบนจุดโฟกัสของจานพาราโบลิค เมื่ออากาศภายในลูกสูบมีอุณหภูมิสูงขึ้นและขยายตัวจะทำให้เครื่องยนต์ทำงานอย่างต่อเนื่อง การทำงานของระบบจานพาราโบลิค พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการผลิตความร้อน การผลิตความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ (solar heating) เป็นการนำความร้อนจากแสงแดดมาใช้ประโยชน์โดยตรง โดยอาศัยการรวมแสงไปที่จุดโฟกัสของภาชนะรูปพาราโบลิค ทำให้อุณหภูมิที่จุดนั้นสูงขึ้น ภาชนะรูปพาราโบลิคนี้จะใช้วัสดุสีดำและทาสีดำไว้บนท่อลำเลียง เพราะสีดำมีคุณสมบัติในการดูดซับแสงที่จะช่วยเพิ่มอุณหภูมิให้กับน้ำ น้ำร้อนที่ได้จะถูกนำไปใช้ในระบบ ไม่ว่าจะเป็นการปรุงอาหาร ชำระล้าง หรือการทำน้ำอุ่น ตัวอย่างของการนำพลังงานความร้อนชนิดนี้มาประยุกต์ใช้ ได้แก่ เครื่องทำน้ำร้อน ตู้อบแห้ง การทำนาเกลือ บางประเทศมีการนำไปใช้กลั่นน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืดด้วย การผลิตความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อดี ข้อเสีย ของพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อดี ตัวอย่างของพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย ภาครัฐโดยกฟผ. เริ่มทดลองใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 ในระยะแรกเป็นโครงการต้นแบบขนาดเล็กเพื่อการผลิตไฟฟ้าให้กับชุมชนในพื้นที่ห่างไกล โดยอาศัยการนำเข้าเทคโนโลยีการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จากต่างประเทศ อาทิ สถานีพลังงานแสงอาทิตย์สันกำแพง จังหวัดเชียงใหม่ กำลังผลิต 0.029 เมกะวัตต์ และโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ผาบ่อง จังหวัดแม่ฮ่องสอน กำลังผลิต 0.02 เมกะวัตต์ เป็นต้น หนึ่งในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ของภาคเอกชน คือ “โรงไฟฟ้าลพบุรีโซล่าร์” ของบริษัทพัฒนาพลังงานธรรมชาติ จำกัด (Natural Energy Development Co., Ltd. หรือ NED) ตั้งอยู่ที่จังหวัดลพบุรี เปิดดำเนินการเมื่อปี พ.ศ. 2554 มีการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เทคโนโลยีทินฟิล์ม (Amorphous Thin Film) ที่ผลิตโดยบริษัทผู้ผลิตชั้นนำของโลกกว่า 520,000 แผง เพื่อจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ระบบโฟโต้โวลทาอิคต้นแบบของประเทศ ในระยะที่หนึ่ง มีกำลังผลิตไฟฟ้ากระแสตรง 73 และกระแสสลับ 55 เมกะวัตต์ และระยะที่สองเพิ่มอีก 11 และ 8 เมกะวัตต์ รวมสองระยะจะผลิตไฟฟ้ากระแสตรงได้ 84 และกระแสสลับได้ 63 เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ ของภาคเอกชน โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
จังหวัดลำปาง (พ.ศ. 2551) โดยบริษัทอีเอโซล่าลำปาง จำกัด กำลังผลิต 128 เมกะวัตต์ ลิงค์ที่มาข้อมูล : http://www.green-energy-th.com/solar/ พลังงานแสงอาทิตย์มีลักษณะเป็นอย่างไรพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ใช้แล้วเกิดขึ้นใหม่ได้ตามธรรมชาติเป็นพลังงานที่สะอาด ปราศจากมลพิษ และเป็นพลังงานที่มีศักยภาพสูง ในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถจำแนกออกเป็น 2 รูปแบบ คือ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน
พลังงานแสงอาทิตย์มีความสําคัญอย่างไร'พลังงานแสงอาทิตย์' เป็นพลังงานจากธรรมชาติ ปราศจากมลพิษ เป็นพลังงานทดแทนอันมีศักยภาพสูง มนุษย์สามารถนำมาใช้ได้ตามความต้องการและมีประโยชน์มาก เช่น นำมาผลิตไฟฟ้าเพื่อทำความร้อน และในปัจจุบันนี้นำมาทำความเย็นก็ย่อมได้ สำหรับในประเทศไทยนั้น มีการประยุกต์ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพในหลายประเภท โดยตั้งอยู่บน ...
พลังงานแสงอาทิตย์มีส่วนประกอบอะไรบ้างพลังงานแสงอาทิตย์ (solar energy) คือพลังงานที่ผลิตได้จากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ในรูปของแสงแดด ที่ประกอบด้วยพลังงานแสงและพลังงานความร้อน ดังนั้น พลังงานแสงอาทิตย์จึงมีอยู่สองส่วนด้วยเช่นกัน ก็คือพลังงานแสงและพลังงานความร้อน โดยพลังงานทั้งสองส่วนนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานได้สองรูปแบบ ได้แก่ พลังงานไฟฟ้า ...
พลังงานแสงอาทิตย์หมายถึงอะไรพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานของแสงและพลังงานของความร้อนที่แผ่รังสีมาจากดวงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ ๆ คือ พลังงานที่เกิดจากแสงและพลังงานที่เกิดจากความร้อน
|