การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าบนหลังคาอาคารและที่อยู่อาศัย (ตอนที่2)

 

3.3 การผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (Photovoltaic)

                การใช้เซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตกระเสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ จะประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่างๆ อาทิ แผงเซลลล์แสงอาทิตย์ จะต้องออกแบบให้เพียงพอต่อสภาพการใช้งาน ในการออกแบบระบบ จึงต้องมีความรู้ความเข้าใจในอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อสามารถนำมาใช้งานได้ถูกต้องและมีประสิทธิภาพสูงสุด การออกแบบระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ จะต้องมีส่วนประกอบที่สำคัญ ตามรูปที่ 3.3.1 ดังนี้

 

                3.31 เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell)

                เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างขึ้น เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ.2497 โดยนักวิจัยชาวอเมริกัน 3 คน แซปปิน (Chapin) ฟูลลเลอร์ (Fuller) และ เพียสัน (Pearson) ซึ่งได้ค้นพบเทคโนโลยีการสร้างรอยต่อ P-N ของผลึกซิลิคอนจนได้เซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นมาเป็นครั้งแรกในโลก ซึ่งมีประสิทธิภาพเพียงร้อยละ 6 ซึ่งในเวลาต่อมาได้มีการวิจัยและพัฒนาให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เป็นกว่าร้อยละกว่า 15 โดยในระยะเริ่มต้นได้นำเซลล์แสงอาทิตย์ไปใช้งานในการผลิตพลังงานไฟฟ้าทางด้านอวกาศ ดาวเทียม ระบบสื่อสารต่างๆ จนในปัจจุบันมีการผลิตใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากความต้องการการผลิตไฟฟ้าด้วยเทคโนโลยีสะอาดที่เพิ่มสูงขึ้น และการพัฒนาเทคโนโลยีส่งผลให้เซลล์แสงอาทิตย์มีราคาถูกและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

 

1)  สถานภาพของอุตสาหกรรมของเซลล์แสงอาทิตย์ของประเทศไทย

                การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยระบบเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ในประเทศไทย มีความเกี่ยวเนื่องกับอุตสาหกรรมต่างๆ แบ่งออกเป็นกลุ่มหลักๆ ดังนี้

-  ผู้นำเข้าเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) เพื่อนำมาประกอบเป็น Module

- ผู้นำเข้าแผ่นเวเฟอร์ (Solar Wafer) เพื่อนำมาผลิตเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ และประกอบเป็น Module

- ผู้นำเข้าอุปกรณ์ประกอบต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

- ผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยมีฐานการผลิตภายในประเทศ

- เป็นผู้ให้บริการที่เดี่ยวข้อง (EPC, O&M)

                ช่วงที่ผ่านมา การเติบโตของอุตสาหกรรม การผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทยมีข้อจำกัดจากอุปทานของวัตถุดิบ (โพลีซิลิคอน) ในปี 2549 มีความขาดแคลน ส่งผลให้ราคาโพลีซิลิคอน ซึ่งเป็นต้นทุนที่สำคัญ ที่ทำให้ราคาเซลล์แสงอาทิตย์ปรับตัวเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ปัจจุบันประเทศไทยมีโรงงานถลุงแร่ควอตซ์ผลิตซิลิคอนบริสุทธิ์ 98-99% คือบริษัท จี เอส เอ็นเนอร์ยี จำกัด มีกำลังการผลิต 45,000 ตันซิลิคอนต่อปี ดังนั้นหากมีแนวทางต่อยอด ด้วยการตั้งโรงงานผลิตซิลิคอนบริสุทธิ์ 6N (99.9999%) และโรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน สำหรับเป็นสารตั้งตันในการผลิตเซลล์แสอาทิตย์ คาดว่าสถานการณ์ความขาดแคลนโพลีซิลิคอน เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมจะมีแนวโน้มคลี่คลายลง ซึ่งหมายความว่าในอนาคตต้นทุนการผลิตและราคาของเซลล์แสงอาทิตย์จะมีแนวโน้มลดลง

 

2) อุตสาหกรรมผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย

                การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย เริ่มมีขึ้นในช่วงปี 2546 โดยเป็นการผลิตเซลล์และแผงเซลล์ชนิดอะมอฟัส ซิลิคอน และการประกอบแผงเซลล์ชนิดคริสตัลไลน์ ซิลิคอน โดยการนำเข้าแผ่นเซลล์สำเร็จรูป และต่อมาพัฒนาการผลิตแผ่นเซลล์ด้วยการนำเข้าแผ่นเวเฟอร์จากต่างประเทศ ปัจจุบันการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศมี ดังนี้

                2.1 บริษัทบางกอกโซลาร์ จำกัด

                บริษัท บางกอกโซลาร์ จำกัด ตั้งโรงงานผลิตอยู่ที่ เลขที่ 39/1 หมู่ 1 บางปะกง ฉะเชิงเทรา ต.สันภูดาษ อ.บ้านโพธิ์ จ.ฉะเชิงเทรา 24140 ผลผลิตในปี 2553 จำนวน 50 เมกะวัตต์สูงสุด โดยมีกำลังไฟฟ้าของแผงเซลล์ อยู่ที่ประมาณ 40-50 วัตต์สูงสุด (Wp)

                2.2 บริษัท เอกรัฐโซลาร์ จำกัด

                บริษัท เอกรัฐโซลาร์ จำกัดมีผลิตภัณฑ์เซลล์แสงอาทิตย์ Mono และ Multi-crystalline จำกัด ขนาด 5-6 นิ้ว และผลิตภัณฑ์เซลล์แสงอาทิตย์ ขนาดตั้งแต่ 30 วัตต์ถึง 300 วัตต์ และยังมีการให้บริการออกแบบโซลาร์ตามความต้องการ ของผู้ใช้งานด้วย

                2.3 บริษัท โซลาร์ตรอน (มหาชน)  จำกัด    

                บริษัท โซลาร์ตรอน (มหาชน)  จำกัด ได้ก่อตั้งโรงงานผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ชนิด Crystalline silicon ที่มีกำลังผลิตปีละ 30 เมกะวัตต์ เมกะวัตต์ ที่ อ.ปากช่อง จ.นครราชสีมา ซึ่งใช้เป็นศูนย์ฝึกอบรมและจัดทำเป็นสวนพลังงานสะอาดด้วย ในปี 2548 บริษัทฯ ได้จดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย เพื่อจัดหาแหล่งเงินทุนเพิ่ม สำหรับการเตรียมผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ในปี 2549 ก่อสร้างโรงงานผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จาก Wafer ที่นำเข้าจากต่างประเทศกำลังผลิตเซลล์ 30 เมกะวัตต์ต่อปี

                2.4 บริษัท ชาร์ปเทพนคร จำกัด

                บริษัท ชาร์ปเทพนคร จำกัด ทำการประกอบแผงเซลล์ชนิด Multi-Crystalline silicon มีกำลังการผลิต 5 เมกะวัตต์ต่อปี

 

3) ข้อดีและข้อเสียของเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่างๆ

                - เซลล์แสงอาทิตย์แบบ Amorphous เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไวแสงมากที่สุด สามารถรับแสงที่อ่อนๆ สามารถทำงานจากหลอดไฟฟ้าต่างๆ จึงสามารถทำงานได้ในพื้นที่ที่มีเมฆหมอก ฝุ่นละออง มีฝนตกชุก สามารถทำงานภายใต้อุณหภูมิสูงได้ดี แต่มีผลเสียคือ ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ไม่สูงนัก จึงต้องใช้พื้นที่มาก แบะนิยมนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่น เครื่องคิดเลข นาฬิกา หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เป็นต้น

                - เซลล์แสงอาทิตย์ Crystalline เป็นเซลล์ชนิดที่อยู่ในรูปของผลึก ซึ่งทำเป็นแผ่นฟิล์มชั้นบางๆ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ แบบ Mono crystalline หรือแผงชนิดผลึกเดี่ยว และแนบ Poly crystalline หรือผลึกผสม หรือผลึกผสม หรืออาจมีชื่ออย่างอื่นอีก เช่น Single crystalline และ Multi crystalline เป็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ใช้งานมากที่สุด แผงแบบ Mono crystalline จะมีประสิทธิภาพดีกว่า และมีราคาแพงกว่าแบบ Poly crystalline เล็กน้อย ทั้งสองชนิดมีข้อดี น้ำหนักเบา แต่ข้อจำกัด คือ ประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างมาก เมื่อทำงานในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิสูง

                - เซลล์แสงอาทิตย์แบบ Super crystalline หรือเรียกว่าแบบ Amorphous Triple Junction เซลล์ชนิดนี้จะรวมเอาข้อดีของทั้ง Amorphous และ Crystalline มาไว้ด้วยกัน โดยมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบ Amorphous และสามาถใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงร่วมกับแบบฐานรองประเภทพลาสติก ทำให้มีน้ำหนักเบา การขนส่งสะดวก สามารถติดตั้งตามพื้นผิวของวัสดุต่างๆ ได้หลากหลาย แต่มีข้อเสียคือ มีราคาแพงกว่าชนิดอื่นๆ ร้อยละ 30-40 ในอนาคตเมื่อมีการแข่งขันทางตลาดที่สูงขึ้น ราคาถูกลวง ก็จะได้รับความนิยมนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้น

 

คลิก! อ่านการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าบนหลังคาอาคารและที่อยู่อาศัย (ตอนที่1)

 

ขอขอบคุณข้อมูลจาก : คณะอนุกรรมการพลังงานภาคการขนส่ง ในคณะกรรมาธิการพลังงาน วุฒิสภา 

   ภาพประกอบจาก : ampolfood.com