เซลล์แสงอาทิตย์
เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell) คืออะไร และทำงานอย่างไร
เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell ) เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างขึ้นเพื่อเป็นอุปกรณ์สำหรับการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ (หรือแสงจากหลอดแสงสว่าง) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง และไฟฟ้าที่ได้นั้นจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Cuurent) เซลล์แสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาด และไม่สร้างมลภาวะใดๆ ให้กับสิ่งแวดล้อมขณะ ใช้งาน โดยการนำสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน ซึ่งมีราคาถูกที่สุดและมีมากที่สุดบนพื้นโลก นำมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผลิตให้เป็นแผ่นบางบริสุทธิ์
วิธีการทำงาน
เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าชนิดประจุลบและประจุบวกขึ้นซึ่งได้แก่ อิเล็กตรอน และ โฮล โครงสร้างรอยต่อ p – n จะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อแยกอิเล็กตรอนให้ไหลไป ที่ขั้วลบและแยกโฮลไหลไปที่ขั้วบวก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงขึ้นที่ขั้วทั้งสอง
เมื่อเราต่อเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดกระแสตรง ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นชนิดกระแสตรง ดังนั้น ถ้า ผู้ใช้ต้องการนำเซลล์แสงอาทิตย์ไปจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิด กระแสสลับ ต้องต่อเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับอินเวอร์เตอร์ (inverter) ซึ่งเป็นอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงให้เป็นกระแสสลับก่อนที่จะมีการ ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ ดังกล่าว
ถ้าต้องการให้แรงดันไฟฟ้าของระบบฯ มีค่าสูงขึ้นก็ให้นำแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาต่ออนุกรมกันและหากต้องการให้กระแส ไฟฟ้ามากขึ้นก็จะนำแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาต่อขนานกัน ทั้งนี้จะต้องมีความสอดคล้องกับค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ อุปกรณ์ประกอบระบบฯ ที่นำมาต่อเพื่อใช้งานด้วย
เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell ) เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างขึ้นเพื่อเป็นอุปกรณ์สำหรับการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ (หรือแสงจากหลอดแสงสว่าง) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง และไฟฟ้าที่ได้นั้นจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Cuurent) เซลล์แสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาด และไม่สร้างมลภาวะใดๆ ให้กับสิ่งแวดล้อมขณะ ใช้งาน โดยการนำสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน ซึ่งมีราคาถูกที่สุดและมีมากที่สุดบนพื้นโลก นำมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผลิตให้เป็นแผ่นบางบริสุทธิ์
วิธีการทำงาน
เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าชนิดประจุลบและประจุบวกขึ้นซึ่งได้แก่ อิเล็กตรอน และ โฮล โครงสร้างรอยต่อ p – n จะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อแยกอิเล็กตรอนให้ไหลไป ที่ขั้วลบและแยกโฮลไหลไปที่ขั้วบวก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงขึ้นที่ขั้วทั้งสอง
เมื่อเราต่อเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดกระแสตรง ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นชนิดกระแสตรง ดังนั้น ถ้า ผู้ใช้ต้องการนำเซลล์แสงอาทิตย์ไปจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิด กระแสสลับ ต้องต่อเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับอินเวอร์เตอร์ (inverter) ซึ่งเป็นอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงให้เป็นกระแสสลับก่อนที่จะมีการ ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ ดังกล่าว
ถ้าต้องการให้แรงดันไฟฟ้าของระบบฯ มีค่าสูงขึ้นก็ให้นำแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาต่ออนุกรมกันและหากต้องการให้กระแส ไฟฟ้ามากขึ้นก็จะนำแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาต่อขนานกัน ทั้งนี้จะต้องมีความสอดคล้องกับค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ อุปกรณ์ประกอบระบบฯ ที่นำมาต่อเพื่อใช้งานด้วย
