อธิบายความหมายของค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์สามารถช่วยลดค่าไฟและสร้างพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่แล้วอะไรคือสิ่งที่ทำให้พลังงานนี้มีใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพ คำว่า “ประสิทธิภาพ 20%” ที่คุณอ่านเจอหมายความว่าอะไร

ประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์คือสิ่งที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพของเซลล์โฟโตวอลเทอิก (PV) ประสิทธิภาพในการแปลงเซลล์คิดเป็นร้อยละของการแปลงพลังงานโซลาร์บนแผงโซลาร์เซลล์เป็นไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้ ซึ่งพลังงานส่วนใหญ่ที่ได้ขึ้นจากแผงโซลาร์เซลล์จะถูกแปลงเป็นความร้อนมากกว่าไฟฟ้า

แผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพดีจะได้พลังงานออกมามากเมื่อเทียบกับปริมาณแสงที่ตกกระทบเซลล์ ด้วยเหตุนี้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพดีจึงกินพื้นที่บนหลังคาของคุณน้อยลง

ในประเทศไทยมีแสงแดดจ้าตลอดทั้งปี ทำให้เราไม่จำเป็นต้องมีแผงโซลาร์เซลล์ที่ดีที่สุดก็ได้ แค่ระดับกลาง ๆ ก็เพียงพอต่อการใช้งานในบ้านหรือการประกอบธุรกิจแล้ว อ่านต่อเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพ

สูงไปต่ำ: จาก 6% ถึง 47%

ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ดีขึ้นมากในช่วงสิบห้าปีที่ผ่านมา จากในปี 2008 ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 10% จนกระทั่งในปี 2023 ค่านี้ก็ได้เพิ่มมากขึ้นถึง 23% 

ในปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่มีค่าประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 17-23% ซึ่งถือว่าเพียงพอแล้วต่อการใช้งานในบ้านและการประกอบธุรกิจ นั่นหมายความว่าค่าพิกัดกำลังของแผงโซลาร์เซลล์มาตรฐานได้เพิ่มขึ้นจาก 250W เป็น 400W+ ส่งผลให้คุณได้พลังงานโซลาร์เซลล์มากขึ้น 100% ต่อแผงที่ติดอยู่บนหลังคาบ้านเมื่อเทียบกับ 10 ปีที่แล้ว

ในปี 2020 มีการศึกษาวิจัยที่ใช้แผงโซลาร์เซลล์ชนิดพิเศษที่ดันได้ค่าประสิทธิภาพสูงถึง 47% สิ่งนี้ได้ยกระดับมาตรฐานของทั้งวงการ ในอนาคต คุณจะได้เห็นแผงโซลาร์เซลล์วางขายกันที่ประสิทธิภาพ 40-50% อย่างแน่นอน

ประสิทธิภาพมากขึ้น ราคาถูกลง

เมื่อประมาณ 15 ปีก่อน ค่าใช้จ่ายสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์อยู่ที่ 250 บาทต่อวัตต์ สำหรับบ้านทั่วไปจะใช้พลังงานอย่างน้อย 3000 วัตต์ นั่นหมายความว่าค่าใช้จ่ายทั้งหมดคิดเป็นอย่างน้อย 750,000 บาท ซึ่งอาจจะมากกว่านี้ด้วย เพราะเมื่อ 15 ปีก่อนมีผู้รับติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ไม่มากนัก

ในปัจจุบันวงการโซลาร์เซลล์แตกต่างออกไปมากแล้ว เพราะจีนเข้ามาตีตลาดที่ไทย นอกจากประสิทธิภาพของแผงที่เพิ่มขึ้นเป็นอย่างมากแล้ว ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ยังมีการปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตเพื่อให้ราคาถูกลงอีกด้วย

ผู้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ก็เก่งขึ้น ทำงานดีขึ้น และมีการแข่งขันในเรื่องราคากัน ส่งผลให้ราคาเหลืออยู่ที่ 35 บาทต่อวัตต์ คิดเป็น 105,000 บาทสำหรับการติดตั้งครบชุด น้อยกว่าเมื่อ 15 ปีก่อนถึง 7 เท่าด้วยกัน

แผงโซลาร์เซลล์ 5 แบรนด์ที่มีประสิทธิภาพที่สุด

ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่มีค่าประสิทธิภาพสูงสุดห้าอันดับแรกมีดังต่อไปนี้

แผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดในตลาดมีอัตราประสิทธิภาพสูงถึง 22.8% แต่ในประเทศไทยเราไม่จำเป็นต้องใช้ตัวที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดก็ได้ ใช้แค่แผงโพลีคริสตัลไลน์ที่อยู่ในช่วง 16-18% ก็เพียงพอแล้ว 

ปัจจัยใดที่ทำให้แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพ?

ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานของแผงโซลาร์เซลล์มีปัจจัยหลายประการ หลัก ๆ แล้ว ประสิทธิภาพของเซลล์คือความสามารถในการแปลงแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้

ปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการแปลงพลังงานดังกล่าวมีดังนี้

วัสดุ

ประเภทวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิคอนชนิดโมโนคริสตัลไลน์, ซิลิคอนชนิดโพลีคริสตัลไลน์, แคดเมียม เทลลูไรด์, ฟิล์มบาง, เพอรอฟสไกต์ ฯลฯ) คือสิ่งที่ส่งผลต่อการแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า

การต่อสายและระบบบัส

การจัดวางสายและ “บัสบาร์” บนแผงโซลาร์เซลล์ที่จับและถ่ายโอนไฟฟ้าคือสิ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ

การสะท้อนแสง

หากแสงสะท้อนออกจากแผงโซลาร์เซลล์ ประสิทธิภาพก็จะลดลงด้วย สารเคลือบกันแสงสะท้อนบนแผงโซลาร์เซลล์และคุณภาพชั้นกระจกจึงเป็นสิ่งที่สำคัญมาก

ความยาวคลื่น/ความถี่ของแสง

แสงเกิดจากอนุภาคหนึ่งที่มีชื่อว่าโฟตอน ที่จะสั่นสะเทือนในหลากหลายความถี่จากดวงอาทิตย์ มีทั้งแบบที่มองไม่เห็นและมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า 

เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวของเซลล์ PV โฟตอนบางตัวจะสะท้อนออก บางตัวจะทะลุเข้าไป และบางตัวจะถูกดูดซับตามค่าความถี่และความยาวคลื่น แสงที่ถูกดูดซับจะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน ในขณะที่โฟตอนที่ผ่านเข้าไปได้จะมีพลังงานมากพอที่จะแยกอิเล็กตรอนออกจากพันธะอะตอม เกิดเป็นกระแสไฟฟ้า ยิ่งมีระบบโซลาร์เซลล์สามารถดูดซับโฟตอนได้หลากหลายมากเท่าไหร่ (อินฟราเรด, อัลตราไวโอเลต และ ‘ช่วงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า’) ยิ่งทำให้ประสิทธิภาพของโซลาร์เซลล์มากขึ้น

ตำแหน่งและมุม

เพื่อให้สามารถจับปริมาณแสงแดดได้มากที่สุด การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ให้กางมุมเหมาะสมจึงเป็นหัวใจสำคัญ โดยคุณต้องหันแผงโซลาร์เซลล์ไปทางทิศใต้และเอียงทำมุมประมาณ 30-45 องศา

อุณหภูมิ

อุณหภูมิที่สูงจะลดปริมาณพลังงานที่ได้ ทำให้ประสิทธิภาพลดลง ส่งผลให้แผงโซลาร์เซลล์บางชนิดถูกออกแบบมาให้ใช้งานในสภาพอากาศที่อบอุ่น อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 25 องศา แต่ประเทศไทยในวันที่แดดจ้าอาจไปถึง 65 องศาได้เลย ทำให้ประสิทธิภาพลดลง

สภาพอากาศและมลภาวะ

ประสิทธิภาพของคุณแปรผันตามสถานที่ที่คุณอาศัยอยู่และสภาพอากาศ มลภาวะในอากาศบนแผงโซลาร์เซลล์จะลดประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน ดังนั้นคุณจึงต้องทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์อย่างน้อยทุก ๆ สองปีเพื่อรักษาประสิทธิภาพให้ดีอยู่เสมอ

ร่มเงา

การมีร่มเงาที่แผงเดียวอาจทำให้ประสิทธิภาพของทั้งระบบแย่ลงได้เลย แม้ว่าผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์จะไม่ได้คำนึงถึงร่มเงา แต่นี่คือปัจจัยสำคัญที่ไม่ควรมองข้ามเมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ 

ปัจจัยอื่นๆ

แผงโซลาร์เซลล์ยังมีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพ เช่น คุณภาพของอินเวอร์เตอร์ การเดินสาย การติดตั้ง ความคงทนของวัสดุ เป็นต้น

สุดท้ายนี้ หัวใจสำคัญคือการแปลงแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด ลองอ่านบทความของเราที่เกี่ยวกับแผงโซลาร์เซลล์ประเภทต่าง ๆ เพื่อศึกษาเพิ่มเติม