ความรู้เบื้องต้นโซล่าเซลล์ (Basic for solar cell)

Creative Electronics Education


              โซล่าเซลล์ (Solar Cell) หรือ PV (photovoltaic  Voltaic) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งจะทำหน้าที่เปล่ี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งโซล่าเซลล์นี้ได้เริ่มมีการค้นค้วาทดลองทางวิทยาศาสตร์เมื่อช่วงปี คศ. 1839 และหลังจากนั้นก็ยังไม่เป็นที่นิยมใช้งานกันมากนัก และในปี คศ. 1954 ได้มีการพัฒนาโซล่าเซลล์ต่อด้วยสารซิลิคอน (Silicon) และเกิดการพัฒนาเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ จนสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีการสื่อสารผ่านดาวเทียม (Satellites) ในช่วงปี คศ. 1959

solareaa4

How solar cell works

http://www.walkingitaly.com/tusoro/solare/solareaa.htm

          โซล่าเซลล์เป็นสารกึ่งตัวนำที่เกิดจากซิลิกอน (silicon), แกลเลียมอาเซไนต์ (gallium arsenide), อินเดียมฟอสไฟร์ (indium phosphide), แคตเมียม เทลลูเลต (cadmium telluride) และคอปเปอร์อินเดียมดิสลีไนต์ (copper indium diselenide) ในการสร้างขึ้นมา โดยโซล่าเซลล์นี้จะใช้แสงทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสง ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปยังโฮล ซึ่งพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะเป็นแบบกระแสตรง (DC Current)
           โซล่าเซลล์เกิดขึ้นจากการวางสารกึ่งตัวนำระหว่างสาร N และ P (p-type and n-type semiconductor) โดยมีระยะห่างระหว่างกัน (ดังในรูป)  โดยสารกึ่งตัวนำชนิด N และ P นั้น จะเกิดขึ้นจากการโดปปิ้งอะตอม (atoms) กับซิลิคอน (silicon crystals laminated)  โดยสารกึ่งตัวนำชนิด P จะถูกโดปปิ้งให้เกิดโฮลขึ้น (holes) ด้วยสารโบลอน (boron) ส่วนสารกึ่งตัวชนิด N จะถูกโดปปิ้งให้เกิดอิเล็กตรอน (electrons) ด้วยสารฟอสฟอรัส (phosphorus)  ซึ่งการสร้างกระแสไฟฟ้าของโซล่าเซลล์นั้นจะเกิดขึ้นจากพลังงานในแสงอาทิตย์ (photons) จะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปยังโฮล โดยอิเล็กตรอนจะมีศักย์เป็นลบและโฮลมีศักย์เป็นบวก ซึ่งโดยทั่วไปนั้นขนาดของแผ่นโซล่าเซลล์เส้นผ่าศูนย์กลาง 4 นิ้ว นั้นจะสามารถให้กระแสได้ประมาณ 2-3 แอมป์ แรงดันประมาณ 0.6 โวลต์ 

solar cell

PV cell types and their efficiency

http://www.sapa-solar.com/pv-cells.html

          จากรูปที่แสดงข้างบนนั้นเป็นชนิดของโซล่าเซลล์ต่างๆ ที่เราเห็นมีจำหน่ายทั่วไป ทั้งนี้เราจะต้องพิจารณาในเรื่องของประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ในแต่ละแบบ เพื่อให้เราสามารถเลือกใช้งานได้อย่างเหมาะสม ซึ่งรูปจะมีรายละเอียดของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของโซล่าเซลล์ที่แตกต่างกัน

Solar cell

280W to 300W Mono-Crystalline Solar Panel Datasheets

https://green2solar.wordpress.com/2011/09/09/280w-to-300w-mono-crystalline-solar-panel-datasheets/

            เอกสารแสดงคุณสมบัติของแผงโซล่าเซลล์ (Data sheet) จะทำให้เราทราบถึงค่าพารามิเตอร์สำคัญต่างๆ ที่เราควรทราบในการนำเอาแผงโซล่าเซลล์ไปใช้งาน ซึ่งจะทำให้เราพิจารณาในการนำไปใช้งานได้อย่างเหมาะสมและเกิดประสิทธิภาพสูงสุด เช่น ความร้อนแวดล้อมที่เกิดขึ้น (Temperature ambiante) บนแผงโซล่าเซลล์ จะมีผลต่อประสิทธิภาพการสร้างพลังงานไฟฟ้าขึ้น  รวมถึงค่าเข้มของเคลื่อนแสง (Irradiance) ดังในรูปกราฟที่แสดงข้างล่าง

 

ข้อมูลอ้างอิง
1. http://www.walkingitaly.com/tusoro/solare/solareaa.htm
2. http://www.sapa-solar.com/pv-cells.html
3. http://www.engineo.co.th/actical/solar%20pamodule%20selection.pdf
4. http://www.nimt.or.th/nimt/upload/linkfile/sys-metrology-362-309.pdf

 www.CreativeEEd.com

 slots online