‘บ้านพลังงานแสงอาทิตย์’ เป็นส่วนหนึ่งในทางเลือกพลังงานทดแทนเพื่อสิ่งแวดล้อม

‘บ้านพลังงานแสงอาทิตย์’ เป็นส่วนหนึ่งในทางเลือกพลังงานทดแทนเพื่อสิ่งแวดล้อม

พลังงานทดแทนเท่าที่ทุกคนรู้จักมีอะไรกับบ้างคะ ก่อนที่พลังงานในปัจจุบันที่เราใช้งานกันอยู่จะหมดไปทุกคนคิดว่ามีพลังงานแบบไหนกัน ที่จะมาช่วยแบ่งเบาและทดแทนพลังงานไฟฟ้าในปัจจุบันนี้กันได้บ้าง...?

เคยรู้กันบ้างหรือเปล่าคะว่านอกจากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และน้ำแล้ว นอกจากนี้จะยังมีพลังงานที่ได้ถูกคิดค้น วิจัย และศึกษากันมาเป็นเวลานานว่า เป็นพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงเพียงพอที่เราจะนำมาทดแทนพลังงานที่จะค่อย ๆ หมดไปในไม่ช้า และก็อาจจะเป็นพลังงานที่ฟังดูแล้วไม่คุ้นหูกันอย่างแน่นอน งั้นเราลองมาทำความรู้จักพลังงานเหล่ากันดูดีกว่าค่ะ

ด้วยความที่พลังงานแสงอาทิตย์ที่เหลือกว่า 55-60% นั้นไม่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของโลกเข้ามาได้ แต่การจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์จากนอกโลกอาจต้องนำแผงโซล่าเซลล์ไปติดตั้งไว้บนดาวเทียมเสียก่อน (แต่ก็ยัง) แต่กระนั้นก็มีคนที่พยายามทดลองนำพลังงานเซลล์แสงอาทิตย์ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศมาใช้เพื่อนำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้า แล้วส่งพลังงานกลับมายังโลกในรูปของคลื่นไมโครเวฟโดยไม่ส่งผลกระทบต่อโลกได้สำเร็จแล้ว โดยแปลงกระแสไฟฟ้า 1.8 กิโลวัตต์ให้เป็นคลื่นไมโครเวฟผ่านพลังงานไร้สายด้วยระยะทาง 50 เมตร ส่วนถัดไปอีกจากผิวโลกสู่อวกาศได้มีการนำพลังงานจากกากนิวเคลียร์มาใช้ โดยอะตอมยูเรเนียมเพียงห้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกนำไปใช้ ที่เหลือจะเก็บในคลังขยะนิวเคลียร์ จึงมีกากของเสียของโรงงานไฟฟ้าจากกัมมันตรังสีกว่า 77,000 ตัน แต่ต่อมาได้มีการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์เร็วที่ทำสามารถใช้ยูเรเนียมได้มากกว่าเดิมถึง 95% ของเชื้อเพลิงพลังงานนิวเคลียร์ ทำให้สามารถเปลี่ยนกานิวเคลียร์กลายเป็นพลังงานที่นำมาใช้ได้มากขึ้น ทั้งยังช่วยให้กัมมันตภาพรังสีสลายตัวจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่ง คือ ใช้เวลาเพียง 30 ปีในการย่อยสลายจากเดิมที่ต้องใช้เวลาถึงพันปี

                ได้มีความพยายามพัฒนาการแปลงพลังงานไฮโดรเจนมาใช้เป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อยานภาหนะไฟฟ้าต่าง ๆ รวมถึงภายในอาคารบ้านเรือน โดยไฮโดรเจนนั้นจะต้องแยกออกจากองค์ประกอบอื่นก่อนจึงจะกลายเป็นก๊าซที่ไม่มีมลพิษและสามารถนำไปใช้เป็นพลังงาน ในขณะที่ไฮโดรเจนบนโลกจะรวมตัวอยู่กับออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน จึงได้มีการลงทุนวิจัยเทคโนโลยีไฮโดรเจนให้กลายเป็นพลังงาน รวมไปถึงพลังงานความร้อนที่อยู่ลึกลงไปใต้พิภพนี้ ยังสามารถใช้เพื่อทำให้กังหันในกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าหมุน โดยใช้กำลังความร้อน 10,700 เมกะวัตต์ การใช้พลังงานความร้อนดังกล่าวค้นพบขึ้นด้วยการขุดเจาะ IDDP1 และได้มีการปรับปรุงให้พลังงานความร้อนจากแมกมาหลอมเหลวสร้างพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 36 เมกะวัตต์ ทั้งยังมีพลังงานจากคลื่นที่ได้มีการนำไปผลิตไฟฟ้าให้กลายเป็นคลื่นในเชิงพาณิชย์ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าทั้งหมดกว่า 2.25 เมกะวัตต์ มีการใช้พลังงานคลื่นมานานแล้วแต่ปัจจุบันมีความพยายามดำเนินการสร้างฟาร์มผลิตไฟฟ้าจากคลื่นเพิ่มมากขึ้นถึง 5 ประเทศ พลังงานคลื่นวัดได้เป็นกิโลวัตต์ (KW) ต่อหนึ่งเมตรของแนวชายฝั่ง เพราะเป็นพลังงานลมที่พัดผ่านจากทะเลในธรรมชาติ (ข้อ 5 ข้อ 4) โดยสำหรับรูปแบบพลังงานลมมีแนวคิดสองแบบด้วยกัน นั่นคือ กังหันลมที่ติดตั้งลอยตัวอยู่สูงในระดับตึกระฟ้า ส่วนที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน 1,000 – 2,000 ฟุต สามารถรับความแรงลมที่แรงกว่าห้าถึงแปดเท่าของระดับความแรงลมแบบทาวเวอร์ ซึ่งกังหันลมเหล่านี้จะผลิตพลังงานได้สองเท่าของกังหันลมระดับตึกระฟ้า

สำหรับพลังงานไฟฟ้าที่ไม่ได้เป็นไปตามธรรมชาติ จะสามารถนำมาสร้างเป็นพลังงานหมุนเวียนได้จริงหรือไม่นั้น ต้องตอบว่าสามารถทำได้โดยแนวคิดที่ใช้การเคลื่อนไหวร่างกายของมนุษย์ นำมาผลิตไฟฟ้าที่เพียงพอที่จะจ่ายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กจำนวนมากได้ เช่น อุปกรณ์พยุงหัวเข่าที่รวบรวมอิเล็กตรอนในตอนที่เราเดิน จะมีการสั้นสะเทือนเหมือนสายกีตาร์ของโลหะแบบใบพัด ทำให้เกิดการผลิตกระแสไฟฟ้าที่ สามารถใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าไม่มาก ไม่เพียงเท่านั้นเรายังมีพลังงานชีวภาพที่มาจากสาหร่ายที่อุดมไปด้วยน้ำมัน แต่เมื่อดัดแปลงพันธุกรรมก็สามารถผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้ นี่อาจจะเป็นเหตุผลที่ทำให้สาหร่ายเจริญเติบโตได้ในน้ำเน่าเสีย ถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานชีวภาพที่ปลูกสร้างขึ้นเองได้ และข้อดีของการปลูกสาหร่ายเพื่อนำมาเป็นเชื้อเพลิงยังบำบัดน้ำเสียจากเทศบาล และหลังจากการเก็บเกี่ยว น้ำสะอาดที่ได้จากการบำบัดจะถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป

กระบวนการฟิวชั่นคือกระบวนการเดียวกันกับการเกิดขึ้นของดวงอาทิตย์ เหตุนี้เองจึงมีศักยภาพในการผลิตพลังงานได้เช่นกัน แต่ที่ต่างออกไปคือเพราะพลังงานฟิวชั่นเกิดจากการหลอมรวมไอโซโทปไฮโดรเจนระหว่างดิวทีเรียมและทริเทียม โดยภายในปี 2027 จะมีโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชั่นแห่งแรกเกิดขึ้นบนโลกเพื่อการทดแทนพลังงานไฟฟ้า และยิ่งไปกว่านั้นพลังงานแสงอาทิตย์ยังสามารถฝังเคลือบเซลล์แสงอาทิตย์บนพื้นผิววัตถุที่โปร่งแสงที่สามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า คาดว่าไม่นานจะสามารถพัฒนาให้นำมาเคลือบบนพื้นผิวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ รวมถึงบนกระจกอาคาร หน้าต่าง แล้วผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าสู่อาคารได้

                นับว่าแสงอาทิตย์มีประโยชน์ต่อโลกเป็นอย่างมาก นอกจากจะเป็นพลังงานทดแทนที่ไม่จำกัด ยังสามารถให้พลังงานแก่สิ่งที่ถูกแสงแดดแล้ว ความนิยมทำให้บ้านเรือนให้กลายเป็นบ้านโซล่าเซลล์ที่สามารถรับแสงแดดเพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าให้กับตัวบ้าน อาคาร และเพื่อการนำเข้าสู่ระบบพาณิชย์เอกชนและรับผลตอบแทนก็เป็นอีกทางเลือกหนึ่งของการสร้างบ้านในยุคนี้ ในการทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย ให้กลายเป็นพลังงานทดแทนเพื่อโลกของเรา

                ส่วนถ้าพูดกันถึงประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์นับว่าเป็นแนวคิดที่นิยมมากของคนรุ่นใหม่ ที่จะนำแผงโซล่าเซลล์มาติดตั้งให้กลายเป็นบ้านพลังงานธรรมชาติที่ใช้ประโยชน์ของพระอาทิตย์ได้อย่าง 100% และที่ใช้โซล่าเซลล์เพื่อช่วยในการประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานกว่า 20 ปี ตามในระยะประกันการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์

                ใครที่กำลังคิดถึงการติดตั้งโซล่าเซลล์นั้น ก็ไม่ต้องกังวลเรื่องงบประมาณการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายเริ่มเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เพราะสิทธิยังเป็นของเจ้าของแผงโซล่าเซลล์ที่เป็นผู้ให้บริการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ ส่วนเจ้าของบ้านเป็นผู้แบ่งจ่ายกระแสไฟให้กับผู้ให้บริการ ซึ่งยังคงต้องคอยดูแลรักษาแผงโซล่าเซลล์ให้กับเจ้าของบ้านตามสัญญาประกันที่ตกลงไว้ และเมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 10 ปี ผู้เป็นเจ้าของบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งโซล่าเซลล์ ก็จะได้กำไรคืนเท่าทุนค่าใช้จ่ายทั้งหมดได้ แถมยังมั่นใจในเรื่องการรับรองความปลอดภัยให้กับบ้านโซล่าเซลล์ รวมไปถึงปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้าน ซึ่งสามารถทราบพร้อมกับควบคุมการใช้งานของแต่คนภายในบ้านได้ไปในตัวอีกด้วย และแน่นอนว่าบ้านของคุณได้สร้างคุณประโยชน์ให้กับโลก ช่วยลดภาวะโลกร้อนจากการใช้พลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่อย่างจำกัดและกำลังจะหมดไป ทั้งบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมควบคู่ไปกับการช่วยลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสร้างพลังงานสะอาดที่มีประโยชน์จากแสงอาทิตย์ แต่สิ่งที่ผู้อยู่อาศัยที่ต้องการสร้างบ้านพลังงานสะอาดควรคำนึงถึงก่อนติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ในการผลิตไฟฟ้านั้นมีหลายข้อด้วยกันที่ต้องไตร่ตรอง อันได้แก่

- เป้าหมายสำคัญสำหรับการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ ว่าวัตถุประสงค์ตั้งต้นของเราเป็นอย่างไร ความเหมาะสมกับบ้านแต่ละรูปแบบ และการลงทุนในอุปกรณ์ติดตั้งโซล่าเซลล์ เช่น ต้องการติดตั้งเพื่อใช้เองและที่ส่วนเหลือส่งให้ขายให้การไฟฟ้า ติดเพื่อที่จะแบ่งเบาภาระค่าไฟโดยยังคงต้องจ่ายในส่วนค่าไฟฟ้าคงเดิมอยู่ หรือติดตั้งโซล่าเซลล์เพื่อใช้ภายในโดยจะไม่พึ่งพาไฟฟ้าจากภายนอก นอกจากนี้การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ยังเป็นไปเพื่อการพาณิชย์ในพลังงานไฟฟ้าโดยเฉพาะเลยก็ได้

- ปริมาณความต้องการใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน ต้องคำนวณเพื่อหาจำนวนโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสม โดยดูจากจำนวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปริมาณการใช้งาน ระยะเวลาในการใช้งานแต่ละวัน เช่น ทีวี หลอดไฟ เครื่องปรับอากาศ พัดลม เครื่องซักฟ้า เครื่องอำนวยความสะดวกส่วนบุคคล ฯลฯ

- พื้นที่ในการติดตั้งโซล่าเซลล์ วัดได้จาก..

1) ความแข็งแรง ว่าสามารถรับน้ำหนักแผงโซล่าเซลล์และอุปกรณ์ประกอบได้มากแค่ไหน พร้อมกับคำนวณคร่าว ๆ ว่าจะมีการปรับปรุงสถานที่ตรงจุดนี้หรือไม่ ในอีก 5 หรือ 10 ปีข้างหน้า เพื่อลดต้นทุนการรื้อถอน และติดตั้งใหม่

2) ขนาดพื้นที่ เพราะจำเป็นต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ ซึ่งจะต้องกำหนดให้มีที่ว่างอย่างน้อย 20% จากจุดติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ เพื่อความสะดวกในการบำรุงรักษา

3) ความอับแสง ในพื้นที่ติดตั้งควรจะต้องเป็นที่เปิดโล่ง ไม่มีร่มเงา หรือมีอาคารมาบดบัง พร้อมสามารถที่จะรับแสงแดดได้ตลอดเวลา ตั้งแต่ 9.00 - 15.00 น.

4) ลักษณะในการติดตั้งโซล่าเซลล์ ควรหันแผงติดตั้งไปทางทิศใต้ในลักษณะลาดเอียง ให้มีความชันประมาณ 15 - 20 องศา ให้แผงโซลาร์เซลล์ตั้งฉากรับแสงอาทิตย์ได้อย่างเต็มที่

แผงโซลาร์เซลล์  หรือหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตพลังงานสะอาดที่รับมาจากแสงอาทิตย์ เปลี่ยนให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ผ่านกระบวนการ Photovoltaic Effect ไปยังอินเวอร์เตอร์ เพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสสลับแล้วจึงนำมาใช้ผ่านระบบการทำงาน ดังนี้

ระบบออนกริด (On-Grid System)

ระบบไฮบริด (Hybrid)

On-Grid System

                แผงโซล่าเซลล์ต่อเข้ากับกริดไทอินเวอร์เตอร์ จากนั้นเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงมาเป็นกระแสสลับแล้วจ่ายไฟสายส่งการไฟฟ้าและการใช้ไฟฟ้าภายในตัวบ้าน โดยที่จะต้องมีการขออนุญาติในการติดตั้งเสียก่อน

Hybrid

                มีแบตเตอรี่สำรองพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้งานในเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ กับไว้สำหรับสำรองปริมาณไฟฟ้าที่ได้มาเกินกว่าการใช้งานไปไว้ในแบตเตอรี่ พอชาร์ตแบตจนเต็มในกรณีที่เกิดไฟตก หรือไฟฟ้าดับบ่อย ๆ ก็ยังจะใช้งานไฟต่อได้

Off-Grid System

                รับพลังงานไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์เข้ามาในอินเวอร์เตอร์ แล้วเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ พร้อมกับชาร์ตในแบตเตอรี่ โดยไม่ได้มีการเชื่อมต่อเข้ากับของการไฟฟ้า แต่สามารถติดตั้งได้เลยไม่จำเป็นต้องขออนุญาต ฉะนั้น เวลาที่ให้ช่างรับจ้างติดตั้งโซล่าเซลล์มาทำการติดตั้งก็สามารถต่อแผงโซล่าเซลล์กับแบบเตอรี่ได้ทันที

                รูปแบบการทำงานของแผงโซล่าเซลล์ นับว่าเป็นวิธีการในการนำประโยชน์ของเซลล์แสงอาทิตย์มาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง และสามารถขายพลังงานแสงอาทิตย์จากโซล่าเซลล์ให้ทางการไฟฟ้าเพื่อสร้างรายได้อีกหนึ่งทางเลือกในการสร้างบ้าน เหนือไปกว่านั้นเรายังสามารถซื้อสินค้าโซลาร์เซลล์ที่เป็นเครื่องใช้ต่าง ๆ มาใช้งาน สำหรับใครที่อยากมีพลังงานทดแทนที่มาจากพลังงานแสงอาทิตย์มาลองใช้ ก่อนที่จะตัดสินใจติดแผงโซล่าเซลล์ไว้กับหลังคาบ้าน เพราะการติดตั้งหลังคาโซล่าเซลล์เป็นเรื่องที่ต้องศึกษาข้อมูลอย่างรอบด้านให้ดีก่อนตัดสินใจ

                ตัวอย่างเช่น ขนาดของแผงโซล่าเซลล์เราต้องทราบก่อนว่าอยากผลิตกระแสไฟฟ้าแค่ไหน ต้องใช้กำลังวัตต์เท่าไหร่ถึงจะเพียงพอ ทั้งต่อการใช้ไฟฟ้าในบ้านและการขายพลังงานไฟฟ้าออก ซึ่งจะมีให้เลือกตั้งแต่ 10-285 วัตต์ แต่อย่างไรควรเลือกให้มีกำลังไฟมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ของการใช้งาน ส่วนอายุการใช้งานสามารถอยู่ได้นานถึง 25 ปี แต่หากเกิน 10 ปี ก็จะทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าลดลงบ้างจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ อาทิ การคำนวณไฟฟ้าจากหน่วยกิโลวัตต์ (KW-h) ถ้าต้องการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ต้องติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ทั้งหมด 10 แผงซึ่งกินพื้นที่ 7.2 ตร.ม.และควรจดเลขมิเตอร์ต่อวัน 2 ครั้ง เวลาประมาณ 9.00 น. และ 17.00 น. เป็นเวลา 4 วัน แล้วนำมาลบกันก็จะได้ค่าจำนวนหน่วยที่ใช้ในเวลากลางวัน จากนั้นนำหน่วยทั้งหมดที่ได้มาหาร 4