กิจกรรมต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินชีวิตของมนุษย์มีผลทำให้สภาพอากาศของโลกเปลี่ยนแปลงไป ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกมามากขึ้นเป็นเหตุให้อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศและมหาสมุทรสูงขึ้นตามไปด้วย ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่นับวันจะทวีความรุนแรงขึ้นนี้อาจสร้างผลกระทบอันเลวร้ายต่อโลกของเราได้ไม่วันใดก็วันหนึ่ง พลังงานหมุนเวียนและพลังงานทางเลือกรูปแบบต่าง ๆ จึงเข้ามามีบทบาทสำคัญด้วยความตระหนักถึงผลของวิกฤตพลังงานและสภาวะโลกร้อนที่กำลังเกิดขึ้น

   พลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและหาได้ง่ายที่สุดในธรรมชาติ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์มายังโลกมีการกระจายตัวไปยังพื้นที่ต่าง ๆ ทำให้แต่ละบริเวณได้รับรังสีไม่เท่ากัน การที่ประเทศไทยมีภูมิประเทศตั้งอยู่ในแถบเส้นศูนย์สูตรจึงเป็นข้อได้เปรียบที่ทำให้เราได้รับพลังงานอย่างเหลือเฟือจากดวงอาทิตย์

(https://solargis.com/maps-and-gis-data/overview/)

   ประเทศไทยมีปริมาณแสงแดดเฉลี่ยอยู่ที่ 19-20 เมกะจูล/ตารางเมตร/วัน ปริมาณรังสีที่ส่องตรงมายังประเทศไทยเพิ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงเดือนมกราคมและมีความเข้มสูงสุดในช่วงฤดูร้อนก่อนที่จะลดระดับลงมาที่จุดต่ำสุดในเดือนธันวาคมของแต่ละปี ด้วยเหตุนี้ประเทศไทยจึงจัดเป็นประเทศที่มีศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคกลางในบางพื้นที่

   เทคโนโลยีหลักในการนำเอาพลังงานจากแสงอาทิตย์ออกมาใช้มีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบโดยแบ่งเป็น การผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมแสง (Concentrated Solar Power) เป็นเทคโนโลยีที่ดึงเอาพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์มาต้มน้ำจนเดือดและแปลงไปเป็นกระแสไฟฟ้าผ่านกังหันไอน้ำ ในขณะที่เทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic) เป็นวิธีการที่ผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาจากแสงอาทิตย์โดยตรงผ่านกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่า “ปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก”

การผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมแสง

การผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมแสงทำงานอย่างไร

1. วัสดุสะท้อนแสงรวบรวมความร้อนเป็นจุดเดียวกันส่งไปยังตัวรับพลังงานแสงอาทิตย์
2. ความร้อนของแสงอาทิตย์ที่ผ่านการรวมแสงถูกนำไปต้มน้ำจนเดือดกลายเป็นไอ
3. กังหันไอน้ำทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

   แผงโฟโตโวลตาอิกหรือโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้าผ่านการทำงานของสารกึ่งตัวนำที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวเมื่อสัมผัสกับแสง หลังจากติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เพื่อใช้งานแล้ว ผู้ใช้แทบไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายใดเพิ่มอีกเลย นอกจากนี้แผงโซลาร์เซลล์ยังเป็นอุปกรณ์ที่ไม่ส่งเสียงดังออกมาขณะทำงานและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

เทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิก

เทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกทำงานอย่างไร

1. แสงอาทิตย์ส่องกระทบแผงโซลาร์เซลล์
2. สารกึ่งตัวนำในโซลาร์เซลล์ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้ออกมาเป็นกระแสไฟฟ้า

   ปัจจุบันมีการนำแผงโซลาร์เซลล์มาใช้งานในหลากหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับขนาด เช่น แผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กบนเครื่องคิดเลขหรือเสาไฟริมถนน ไปจนถึงแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคาบ้านหรือกระทั่งเป็นแหล่งพลังงานสำหรับใช้ในยานอวกาศ การนำแผงโซลาร์เซลล์มาเชื่อมต่อกันจำนวนมากในลักษณะของโซลาร์ฟาร์มไม่ว่าจะเป็นบนพื้นดิน บนหลังคา หรือบนผิวน้ำ สามารถนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้ด้วย

   โซลาร์ฟาร์มลอยน้ำเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและใช้ประโยชน์พื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ  ปัจจุบันมีการติดตั้งโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำขนาดใหญ่ในหลายพื้นที่ของประเทศจีน อินเดีย อังกฤษ และญี่ปุ่น  ภายหลังเหตุการณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระเบิดในปี พ.ศ. 2554 ประเทศญี่ปุ่นซึ่งมีพื้นที่อยู่อย่างจำกัดเริ่มหันมาสร้างโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำขึ้นและกำลังก่อสร้างโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกภายในพื้นที่กักเก็บน้ำของเขื่อนยามาคุระซึ่งมีเนื้อที่ 180,000 ตารางเมตรโดยคาดว่าจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้ราว 13.7 เมกะวัตต์/ปี

รู้หรือไม่?

โซลาร์ฟาร์มลอยน้ำ เป็นแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกันและนำมาติดตั้งเหนือผิวน้ำ เช่น อ่างเก็บน้ำ ทะเลสาบ หรือบ่อเก็บน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม แผงโซลาร์เซลล์ที่ลอยอยู่บนผิวน้ำจะช่วยลดการระเหยของน้ำและรักษาระดับน้ำได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้โซลาร์ฟาร์มประเภทนี้ยังมีประสิทธิภาพการทำงานได้ดีขึ้นเพราะมีน้ำที่อยู่ด้านล่างช่วยทำหน้าที่เป็นตัวหล่อเย็นแผงโซลาร์เซลล์อีกด้วย

   ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ส่องลงมายังผิวโลกถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่อย่างไม่จำกัด พลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นพลังงานทางเลือกที่มีความเป็นไปได้สูงในการนำมาผลิตไฟฟ้า ข้อมูลจากแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือกของกระทรวงพลังงานระบุว่า ประเทศไทยจะเพิ่มกำลังการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ถึง 6,000 เมกะวัตต์ภายในปี พ.ศ. 2579 ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นด้วยวิธีนี้จะคิดเป็นร้อยละ 9 ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตขึ้นในประเทศซึ่งรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าได้ถึง 3 ล้านหลังคาเรือน

   พลังงานจากแสงอาทิตย์มีต้นทุนการผลิตที่ลดลงทำให้เกิดการเข้าถึงพลังงานทางเลือกชนิดนี้ได้ง่ายขึ้นและนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างหลากหลาย  ประเทศจีนสามารถบรรลุเป้าหมายปริมาณการใช้งานแผงโซลาร์เซลล์ที่ตั้งไว้สำหรับปี พ.ศ.2563 ได้สำเร็จก่อนแผนเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ในขณะเดียวกันเกาหลีใต้ก็วางแผนที่จะเพิ่มการใช้งานแสงอาทิตย์เข้าไปในแผนการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดของประเทศอีก 30.8 กิกะวัตต์อีกด้วย  พลังงานจากแสงอาทิตย์จึงถือเป็นอีกหนึ่งปรากฏการณ์ที่ทั่วโลกต่างให้ความสำคัญและเห็นได้ชัดถึงพัฒนาการของมันที่กำลังก้าวหน้าขึ้นอย่างต่อเนื่อง