Tweet

เมษายนหน้าร้อนของทุกปี ประชาชนทั่วประเทศต่างก็บ่นกับค่าไฟที่แพงขึ้น เนื่องจากอยู่บ้านเปิดแอร์ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงทำให้คอมเพรซเซอร์ทำงานหนัก อันหมายถึงค่าไฟที่เพิ่มขึ้นหลายเท่าตัวในบางบ้าน

แต่สำหรับคนที่ติดตั้งระบบโซล่าร์เซลไว้กับบ้านแล้วละก็ การมาเยือนของแดดแรงๆทั้งวัน หมายถึงการผลิตไฟฟ้าเองได้ และย่อมหมายถึงค่าไฟที่ลดลง สำหรับการติดตั้งระบบโซลาร์เซลขนาด 5kW ด้วยตัวเองในปัจจุบันอาจจะใช้เงินลงทุนไม่ถึง 100,000 บาท แต่หากจ้างบริษัทมาติดตั้ง อาจจะต้องจ่ายเงินตั้งแต่ 150,000 – 400,000 บาท ดังนั้นการลดค่าไฟลงประมาณเดือนละ 3000 บาท หลายคนอาจจะต้องคิดหนักหน่อย

เหตุผลที่ต้องลงทุนสูงนั้น ปัจจัยหนึ่งมาจากประสิทธิภาพของแผงโซล่าร์เซลเอง เพราะราคาของ inverter ขนาด 5kW ปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 25,000 บาท สำหรับเครื่องที่ได้รับการรับรองจากการไฟฟ้า

แต่สิ่งที่มีราคาแผงก็คงจะเป็นโซลาร์เซลที่ราคาตกแผงละ 3,000 – 4,000 บาท สำหรับความสามารถในการผลิตไฟฟ้าราวๆ 300 – 400 W ต่อแผง ที่สภาวะแดดแรงๆ ดังนั้นหากต้องการไฟฟ้าที่ 5kW ก็ต้องอาศัยแผงโซล่าร์เซลราวๆ 15 แผง สนนราคาปัจจุบันก็ประมาณ 60,000 บาท

หากคำนวนที่ราคาบาทต่อวัตต์แล้วจะพบว่ายังสูงอยู่เนื่องจากแผงโซลาร์เซลที่มีขายตามท้องตลาดทั่วไปนั้น สามารถแปลงแสงแดดได้ราวๆ 17-19% ของแสงที่มาตกกระทบบนแผงโซล่าร์เซลเท่านั้น ตัวเลขนี้ก็ยังดีกว่า 10 ปีที่แล้ว ที่ประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 12% เท่านั้น แล้วจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้สูงขึ้นถึง 30%

• 

แผงโซล่าร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นจะหมายถึงว่าเราจะได้พลังงานไฟฟ้าในสัดส่วนที่มากกว่า 2.4% ของพลังงานไฟฟ้าที่มาจากดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน

พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นเทคโนโลยีด้านพลังงานที่เติบโตเร็วที่สุดในโลก โดยเมื่อ 10 ปีท่แล้วทั่วโลกมีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลเพื่อผลิตพลังงานได้เพียง 20 GW เท่านั้น โดยค่าพลังงาน 1 GW จะมีค่าประมาณเท่ากับผลผลิตของโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่จำนวน 1 โรง

แต่พอปลายปีที่แล้ว พลังงานจากแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ทั่วโลกนั้นอยู่ที่ 600 GW กันเลยทีเดียว

ถึงแม้ว่าปีนี้เราจะได้รับผลกระทบอย่างมากจาก Covid-19 แต่คาดว่าปลายปีนี้เราจะมีพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอีกราวๆ 105 GW ซึ่งเป็นตัวเลขที่มาจากการพยาการณ์ของบริษัทวิจัยที่มีฐานที่ตั้งอยู่ในกรุงลอนดอนที่ชื่อว่า IHS Markit

แผงโซลาร์เซลส่วนใหญ่จะทำมาจากผลึกซิลิกอนที่เป็นแผ่นบางๆ โดยผลผลิต 70% ของรูปแบบดังกล่าวจะมาจากประเทศจีนและไต้หวัน แต่ซิลิกอนแบบผลึกที่เป็นแผ่นแบบนี้ให้ประสิทธิภาพเกือบจะสูงสุดจนถึงขีดจำกัดทางทฤษฏีของมันแล้ว

ข้อจำกัดนี้ภาษาอังกฤษเรียกว่า Shockley-Queisser ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพสูงสุดจากการใช้สารเพียงชนิดเดียวในการทำแผ่นโซลาร์เซลอย่างซิลิกอนนั้นอยู่ที่ 32%

อย่างไรก็ตามหากเรานำสาร 6 ชนิดมาผสมกัน อาจจะทำให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดถึง 47% เลยทีเดียว

• 

หรืออีกทางหนึ่งคือการใช้เลนซ์มารวมแสงแล้วส่งไปยังแผ่นโซลาร์เซล แต่วิธีนี้จะมีราคาแพงในการผลิตไฟฟ้าซึ่งมักจะนิยมใช้กับแผงโซลาร์บนดาวเทียมเท่านั้น

เทคโนโลยีทีกำลังพัฒนาไปอย่างรวดเร็วสำหรับแผงโซล่าร์ก็คือ perovskite ซึ่งเป็นชื่อของชาวรัสเซียในช่วงศตวรรษที่ 19

เทคนิคนี้จะมีโครงสร้างผลึกซึ่งเหมาะสมสำหรับการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการทำเป็นแผ่นฟิล์มบางขนาดประมาณ 300 นาโนเมตร และทำได้จากสารละลาย ทำให้สามารถนำไปทาอาคารหรือรถหรือแม้แต่เสื้อผ้าก็ยังได้

เทคนิคนี้ยังทำงานได้ดีกว่าซิลิกอนที่ภาวะแสงน้อย หรือภายในอาคารได้อีกด้วย และจะสามารถพิมพ์ได้จากเครื่องพิมพ์อิ้งค์เจทได้เลย

ด้วยวัสดุที่มีราคาถูก คล่องตัว และมีประสิทธิภาพสูง ทำให้สามารถนำไปทาตามเสาไฟฟ้า เพื่อเป็นแหล่งพลังงานให้กับการชาร์ชไฟมือถือ ไวไฟสาธารณะ หรืออุปกรณ์ขนาดเล็กอื่นๆได้ ซึ่งตอนนี้ได้มีการตั้งบริษัท start-up เพื่อเร่งพัฒนาผลิตภัณฑ์สู่ท้องตลาด

อย่างเช่น Oxford PV ซึ่งพัฒนาต่อยอดจากงานวิจัยในมหาวิทยาลัย ได้กล่าวว่าตอนนี้สามารถทำประสิทธิภาพได้สูงถึง 28% แล้วเมื่อปลายปี 2018 ที่ผ่านมา เนื่องจากเป็นการใช้วัสดุที่ไม่ใช่เพียงซิลิกอนเพียงอย่างเดียวจึงทำให้สามารถมีประสิทธิภาพได้สูงเกินขีดจำกัดขึ้นมาได้

นั่นเพราะซิลิกอนจะดูดซับพลังงานแสงในช่วงสีแดง และ perovskite จะดูดซับในช่วงสีน้ำเงิน ทำให้ได้ผลลัพธิ์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเดิม แต่สิ่งที่ท้าทายอันหนึ่งก็คือ สารชนิดนี้เพิ่งจะออกมาสู่ตลาดเมื่อปี 2012 เท่านั้น จึงยังเป็นการยากที่จะคาดเดาว่าอายุของแผงโซล่าร์เซลแบบนี้จะอยู่ได้ถึง 25 ปีหรือไม่

นอกจากนี้แล้วยังมีหนทางอื่นๆในการพัฒนาแผ่นโซลาร์เซลที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าเดิม อย่างบริษัท Insolight ในประเทศสวิสเซอร์แลน ได้พยายามใส่เลนซ์ขนาดเล็กเข้าไป หรือบางบริษัทพยายามเพิ่มชั้นซิลิกอนเข้าไปเพื่อรับแสงสะท้อกลับ หรือวิธีอื่นๆเพื่อประสิทธิภาพให้ได้ ซัก 1 ถึง 2 % ก็ยังดี

นั่นเพราะว่าการทำให้ได้ประสิทธิภาพสูงกว่า 30% นั่นหมายถึงการเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมเซลแสงอาทิตย์กันเลยทีเดียว

ที่มา bbc.com