แผงโซลาร์เซลล์มีกี่แบบ เลือกอย่างไรให้เหมาะสมกับบ้าน

ความต้องการใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนของประเทศไทยเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องแทบทุกปี ด้วยเพราะประเทศไทยเป็นเมืองร้อน หลายครอบครัวจึงต้องเปิดเครื่องปรับอากาศตลอดทั้งวัน บางบ้านจึงอาจสนใจที่จะติดแผงโซล่าเซลล์บนหลังคาบ้าน บทความนี้จะพาคุณไปรู้จับกับแผงโซล่าเซลล์ซึ่งทำหน้าที่ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้งานในครัวเรือน หรือที่เรียกกันติดปากว่า Solar Roof Top สำหรับเป็นทางเลือกหนึ่งในการประหยัดค่าไฟฟ้า

โซลาร์เซลล์คืออะไร

โซลาร์เซลล์ (Solar Cell) หรือสามารถเรียกได้อีกชื่อว่าเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงจากแสงอาทิตย์และแปรสภาพให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยแสงอาทิตย์จะตกกระทบกับสารกึ่งตัวนำที่ทำจากซิลิคอนบนแผงโซลาร์เซลล์ จากนั้นจะอาศัยการทำงานผ่านปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก และแปลงสภาพไปเป็นพลังงานไฟฟ้าในที่สุด โดยความบริสุทธิ์ของซิลิคอนจะเป็นตัวแปรที่ทำให้เกิดความแตกต่างกันของแผงโซลล่าเซลล์แต่ละชนิด ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์มากกว่าจะมีคุณสมบัติในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า โดยในปัจจุบันแผงโซล่าเซลล์นั้นมีด้วยกันหลักๆทั้งหมด 3 ประเภท ได้แก่ โมโนคริสตัลไลน์ โพลีคริสตัลไลน์ และ แผงโซล่าเซลล์ชนิด ฟิล์มบาง ซึ่งตัวแผงโซลล่าเซลล์แต่ละชนิดจะมีความแตกต่าง และ ข้อดี-ข้อเสียอย่างไรมาดูกัน

1.แผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ (Monocrystalline Silicon Solar Cells)

ผลิตมาจากผลึกซิลิคอนเชิงเดี่ยว (mono-Si) หรือเรียกอีกอย่างว่า single crystalline (single-Si) แผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ผลิตจากซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง จะมีวิธีสังเกตุได้ง่ายกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น โดยการดูที่แต่ละเซลล์บนแผงจะมีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมตัดมุมและมีสีเข้ม

ข้อดีของแผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์

• มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 25 ปี ยิ่งมีอายุการใช้งานนานยิ่งเกิดความคุ้มค่า เพราะโซล่าเซลล์จะผลิตไฟฟ้าให้เราได้ตลอดอายุการใช้งานของแผงโซล่าเซลล์
• เป็นแผงโซล่าเซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เพราะ แพงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ผลิตจากซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ทำให้มีความสามารถในการแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ดีที่สุด โดยประสิทธิภาพจะอยู่ประมาณ 15-20%
• ให้ประสิทธิภาพต่อพื้นที่สูงสุด เพราะให้กำลังสูงจึงใช้พื้นที่น้อยกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น จึงเหมาะกับการติดในพื้นที่กำจัดเพื่อให้เกิดคุณภาพสูงสุด เช่น หลังคาบ้านทั่วไป
• ผลิตไฟได้มากกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่นตอนที่อยู่ในแสงน้อย

ข้อเสียของแผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์

• แผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ เป็นแผงโซล่าเซลล์มีราคาสูงที่สุด เพราะผลิตด้วยซิลิคอนบริสุทธิ์สูง ทำให้ในบางครั้งการเลือกติดด้วย แผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์ และ แผงโซล่าเซลล์ชนิด ฟิล์มบางอาจจะดีกว่า เช่น ในกรณีที่มีพื้นที่สำหรับการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์จำนวนมาก หรือ ความต้องการใช้ไฟไม่ถึงปริมาณไฟที่แผงโมโนคริสตัลไลน์ผลิตได้ เป็นต้น
• แผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ประสิทธิภาพการทำงานลดลงเล็กน้อยเมื่อแผงโซล่าเซลล์มีอุณหภูมิสูงขึ้น 
• เมื่อแผงโซล่าเซลล์เกิดความสกปรกหรือมีอะไรมาบดบังบางส่วนของแผงอาจทำให้วงจรไฟฟ้าไหม้ได้

2. แผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์ (Polycrystalline Silicon Solar Cells)

ผลิตมาจากผลึกซึลิคอน โพลีคริสตัลไลน์ (polycrystalline,p-Si) หรือเรียกอีกอย่างว่า มัลติ-คริสตัลไลน์ (multi-crystalline,mc-Si) เกิดจากการนำเอาซิลิคอนเหลวมาเทใส่โมลด์สี่เหลี่ยม แล้วนำมาตัดเป็นแผ่นบาง ทำให้โซล่าเซลล์ที่ได้มีลักษณะเป็นแผ่นสี่เหลี่ยม ไม่มีการตัดมุม และจะเป็นแผ่นสีน้ำเงิน

ข้อดีของแผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์

• แผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์ มีราคาถูกว่าแผงโซลล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์
• ขบวนการผลิตแผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์ สูญเสียซิลิคอนน้อยกว่า เนื่องจากมีขบวนการผลิตที่ไม่ซับซ้อน และไม่ต้องตัดแผ่นซิลิคอน
• แผงโซล่าเซลล์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์มีประสิทธิในการทำงานสูงกว่าโมโนคริสตัลเล็กน้อย ในที่อุณหภูมิสูง

ข้อเสียของแผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์

• แผงโซล่าเซลล์โพลีคริสตัลไลน์มีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 13-16% เท่านั้น เนื่องจากระดับความบริสุทธิ์ของซิลิคอนอยู่ในระดับที่ไม่ได้สูงมาก
• เนื่องจากประสิทธิภาพในการผลิตต่ำกว่าแผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ ทำให้ต้องใช้พื้นที่ในการติดตั้งมากกว่า ประสิทธิภาพต่อพื้นที่ลดลง

3. แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)

ผลิตโดยการนำสารที่มีความสามารถในการแปลงพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้ามาฉาบเป็นฟิล์มบางๆ ทับกันหลายๆชั้น แผงโซลล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางนั้นมีหลายประเภทแตกต่างกัน และความแตกต่างนั้นขึ้นอยู่กับสารที่นำมาใช้ฉาบเป็นฟิล์ม ประเภทมีดังนี้

• ซิลิคอนอะมอร์ฟัส (Amorphous silicon)
• แคดเมียม เทลลูไรด์ (Cadmium telluride)
• คอปเปอร์ อินเดียม แกลเลียม เซเลไนด์ (Copper indium gallium selenide)
• ออร์แกนิค พีวี (Organic PV cells)

ข้อดีของแผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)

• มีราคาถูกกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่น เนื่องจากผลิตได้ง่าย
• อุณหภูมิที่สูงขึ้นมีผลกับประสิทธิภาพการทำงานของแผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางน้อยกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่นๆ
• ไม่ต้องดูแลเยอะ ไม่มีปัญหาแผงสกปรกแล้วจะทำให้วงจรไหม้เสียหาย

ข้อเสียของแผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells)

• แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่นๆ โดยจะมีประสิทธิภาพเพียง 7-13% เท่านั้น
• ต้องพื้นที่มากที่สุดเมื่อเทียบกับแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่นๆ เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางมีประสิทธิภาพต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพต่อพื้นที่ต่ำตามไปด้วย แผงโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบางจึงเหมาะกับการมีพื้นที่ติดตั้งเยอะๆ เช่น ที่ดินที่ไม่ได้ใช้งาน
• เนื่องจากต้องติดตั้งจำนวนมาก ทำให้เปลืองค่าโครงสร้างและอุปกรณ์ในการติดตั้งต่างๆ เช่น สายไฟ ตัวยึดแผงโซล่าเซลล์
• อายุการใช้งานและการรับประกันสั้นกว่าแผงโซล่าเซลล์ชนิดอื่นๆ

ระบบการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา

การติดโซล่าเซลล์บนหลังคาบ้านควรเลือกแผงโซล่าเซลล์ให้เหมาะกับระบบโซล่าเซลล์ที่ใช้ ระบบติดตั้งโซลาร์เซลล์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันมีระบบการติดตั้ง 3 ประเภท คือ

1. ระบบโซลาร์เซลล์ประเภท On grid 

เป็นระบบที่มีการลงทุนต่ำเนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีระบบกักเก็บพลังงานไว้ใช้ในช่วงไม่มีแดด ระบบโซลาร์เซลล์ประเภทนี้จะเชื่อมต่อกับระบบของการไฟฟ้า หากพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ไม่เพียงพอ ก็สามารถดึงไฟจากการไฟฟ้ามาใช้ได้ ไม่ต้องกังวลว่าในขณะนั้นพลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์จะเพียงพอต่อการจ่ายเข้ากับระบบไฟฟ้าภายในบ้านหรือไม่ แต่ถ้าเกิดกรณีไฟดับ จะไม่มีไฟฟ้าสำรองเนื่องจากไม่มีแหล่งกักเก็บพลังงาน

2. ระบบโซลาร์เซลล์ประเภท Off-Grid 

เป็นระบบที่ผลิตไฟฟ้าใช้เองทั้งหมดโดยไม่ต้องพึ่งการไฟฟ้า ซึ่งกระบวนการทำงาน คือ แผงโซลาร์เซลล์จะผลิตพลังงานไฟฟ้านำมาใช้ และเก็บเข้าแบตเตอรี่เป็นพลังงานสำรอง เพื่อใช้ในช่วงกลางคืน หรือในช่วงไม่มีแดด เหมาะกับพื้นที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง แต่แบตเตอรี่มีราคาสูง และต้องกำหนดความจุแบตเตอรี่ให้เหมาะสมกับเครื่องใช้ไฟฟ้า

3. ระบบโซลาร์เซลล์ประเภท Hybrid

 เป็นระบบที่มีการใช้งานผสมกันระหว่าง On grid และ Off grid โดยมีการเชื่อมต่อกับระบบของการไฟฟ้าแบบ On grid และมีการติดตั้งแบตเตอรี่แบบ Off grid ในตอนกลางวันจะใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ และกลางคืนจะใช้พลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่แต่ถ้าหากพลังงานที่ผลิตขึ้นมาไม่เพียงพอ ก็สามารถดึงไฟจากการไฟฟ้ามาใช้ทดแทนได้ เป็นระบบไฟฟ้าภายในบ้านมีเสถียรภาพมากที่สุด และแทบจะไม่ต้องเสียค่าไฟ แต่ก็มีการลงทุนที่ค่อนข้างสูงจนอาจไม่คุ้มทุนถ้าใช้ไฟฟ้าน้อย

วิธีการเลือกแผงโซลาร์เซลล์ให้เหมาะกับบ้าน

เมื่อต้องการติดตั้งระบบและแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา มีสิ่งที่ควรพิจารณาดังนี้

1. ความต้องการใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน

ถ้าภายในบ้านมีความต้องการใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาจะสร้างความคุ้มค่าให้กับการลงทุน ทั้งนี้เมื่อดูจากปริมาณการใช้ไฟฟ้าแล้วสามารถพิจารณาถึงชนิดของแผงโซล่าเซลล์ที่ควรติด รวมถึงระบบโซล่าเซลล์ที่ควรใช้ด้วยเพื่อให้เกิดความคุ้มค่าเหมาะสมกับการใช้งานที่สุด

2. พื้นที่ติดตั้ง

หากต้องการติดโซล่าเซลล์บนหลังคา ในแต่ละบ้านจะมีพื้นหลังคาบ้านไม่เท่ากัน จึงควรเลือกชนิดของแผงโซล่าเซลล์ตามการใช้ไฟฟ้าและให้เหมาะสมกับพื้นที่ติดตั้งที่มี หากมีพื้นที่น้อยแต่การใช้ไฟฟ้าเยอะอาจจะเลือกใช้แผงโซล่าเซลล์ที่มีกำลังผลิตสูงอย่างแผงโซล่าเซลล์โมโนคริสตัลไลน์ โดยขึ้นอยู่กับจำนวนวัตต์และขนาดของแผงโซลาร์เซลล์ต่อ 1 แผงด้วย

ยกตัวอย่าง แผงโซลาร์เซลล์ 450 วัตต์ 1 แผง มีขนาด 1.98 x 1.10 เมตร จะมีพื้นที่ 2.178 ตารางเมตร ถ้าใช้ 10 แผง จะใช้พื้นที่ในการติดตั้งโซลาร์เซลล์ประมาณ 21.78 ตารางเมตรเท่านั้น ซึ่งขนาดการติดตั้งดังกล่าวเหมาะสมกับผู้ใช้ค่าไฟประมาณ 5,000 บาท

3. งบประมาณการติดตั้ง 

ราคาค่าใช้จ่ายจะขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของอุปกรณ์ ลักษณะการติดตั้ง การรับประกัน ค่าจ้างช่าง และการขออนุญาตหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง โดยค่าใช้จ่ายขั้นต่ำจะอยู่ที่ประมาณ 100,000 บาท

การจะติดโซล่าเซลล์จะช่วยประหยัดค่าไฟอย่างมากในระยาว ยิ่งใช้ไฟมากเท่าไหร่ก็ยิ่งคุ้มค่ามากเท่านั้น แต่การติดโซล่าเซลล์ก็มีต้นทุนในการติดตั้งที่สูง อาจจะมองหาทางเลือกอื่นๆ เช่น ติดแอร์โซล่าเซลล์ ที่จะมีโซล่าเซลล์สำหรับผลิตไฟฟ้าให้กับแอร์โดยเฉพาะซึ่งแอร์เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินเป็นอย่างมาก การใช้แอร์โซล่าเซลล์จึงเป็นอีกทางเลือกที่น่าสนใจ หากสนใจแอร์โซล่าเซลล์สามารถเข้ามาดูได้ที่ KUKU DC SOLAR AIR