เซลล์แสงอาทิตย์ - สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
 
สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน  เมนู 20
เล่มที่ ๒๐
เรื่องที่ ๑ ศาสนา และระบบความเชื่อในประเทศไทย
เรื่องที่ ๒ ความสัมพันธ์ทางวัฒนธรรมกับต่างประเทศ
เรื่องที่ ๓ จิตรกรรมไทยแบบประเพณี
เรื่องที่ ๔ เสียง และมลภาวะทางเสียง
เรื่องที่ ๕ เลเซอร์
เรื่องที่ ๖ เซลล์แสงอาทิตย์
เรื่องที่ ๗ อัญมณี
เรื่องที่ ๘ เวชศาสตร์การบิน
เรื่องที่ ๙ ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง หรือโรคเอดส์
เรื่องที่ ๑๐ การปลูกถ่ายอวัยวะ
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒๐ / เรื่องที่ ๖ เซลล์แสงอาทิตย์ / เซลล์แสงอาทิตย์

 เซลล์แสงอาทิตย์
เซลล์แสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์ (Solar Cells) เป็นสิ่งประดิษฐ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง เซลแสงอาทิตย์ทำจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์ แล้วเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า พาหะนำไฟฟ้า ที่เกิดขึ้นจากพลังงานแสงอาทิตย์นี้ จะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบ ด้วยโครงสร้างหัวต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำ เพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้า ที่ขั้วทั้งสองของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อต่อขั้วไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์กับโหลด เช่น หลอดไฟฟ้า หรือมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะไหลสู่โหลดเหล่านั้น และทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านั้นทำงานได้

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้า ที่ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงอื่นใดนอกจากแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นพลังงานที่ได้เปล่า ไม่มีของเสีย ที่จะทำให้เกิดมลพิษในขณะใช้งาน เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ ไม่มีการเคลื่อนไหวใดๆ ขณะทำงาน จึงไม่มีปัญหาด้านความสึกหรอ หรือต้องการการบำรุงรักษา เหมือนอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบอื่นๆ เช่น เครื่องปั่นไฟฟ้าด้วยน้ำมันดีเซล นอกจากนั้นเซลล์แสงอาทิตย์ยังมีน้ำหนักเบา จึงให้อัตราส่วนระหว่างกำลังไฟฟ้าต่อน้ำหนักได้ดีที่สุด

เซลล์แสงอาทิตย์มีข้อเสียในเรื่องประสิทธิภาพ เพราะให้กำลังไฟฟ้าต่อพื้นที่หนึ่งหน่วยไม่มากนัก จึงใช้พื้นที่รับแสงอาทิตย์ค่อนข้างมาก เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าเพียงพอต่อการใช้งาน ประกอบกับราคาของเซลล์แสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง ทำให้ยังไม่เป็นที่นิยมใช้งานอย่างกว้างขวางนัก

เซลล์แสงอาทิตย์ถูกพัฒนาขึ้น เพื่อใช้งานกับโครงการอวกาศมาโดยตลอด ดาวเทียมทุกดวง ที่ส่งขึ้นใช้งานด้านสื่อสาร ตลอดจนยานอวกาศที่ใช้สำรวจจักรวาล ล้วนแล้วแต่ต้องมีเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าทั้งสิ้น เพราะไม่มีอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าใดๆ ที่จะเหมาะสมเทียบเท่าเซลล์แสงอาทิตย์

แผนภูมิแสดงกลไกการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
แผนภูมิแสดงกลไกการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

การผลิตกำลังไฟฟ้าที่ผ่านมาต้องใช้พลังงานน้ำ โดยการสร้างเขื่อน ต้องใช้พลังงานน้ำมันเชื้อเพลิง เช่น โรงไฟฟ้าที่ผลิตด้วยน้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ต้องใช้พลังงานจากถ่านหิน เช่น โรงไฟฟ้าที่ผลิตด้วยถ่านลิกไนต์ ซึ่งล้วนแล้วแต่มีปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมทั้งสิ้น อีกทั้งราคาของน้ำมันเชื้อเพลิงต่างๆ ขยับตัวสูงขึ้น และปริมาณเชื้อเพลิงเหล่านี้ก็มีน้อยลงตามลำดับ และอาจจะหมดไปในอนาคต พลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นทางเลือกหนึ่ง เพื่อเป็นพลังงานนอกรูปแบบ สำหรับทดแทนต่อไป การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อผลิตไฟฟ้าบนพื้นโลก จึงได้รับความสนใจมากขึ้น ตั้งแต่เกิดวิกฤติพลังงาน เมื่อประเทศกลุ่มโอเปคขึ้นราคาน้ำมันดิบในปี พ.ศ. ๒๕๑๖ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้า ที่มีขนาดใหญ่ และดำเนินการทดลอง มีอยู่หลายแห่งบนพื้นโลก รวมทั้งในประเทศไทยด้วย

จุดเด่นของการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์คือ สามารถผลิตไฟฟ้าได้ทุกหนทุกแห่ง ที่มีแสงอาทิตย์ ไม่ว่าจะเป็นบนภูเขา ในทะเล หรือในท้องถิ่นทุรกันดาร ที่ไฟฟ้าจากระบบสายส่งเข้าไปไม่ถึง เซลล์แสงอาทิตย์จึงเป็นสิ่งประดิษฐ์ ที่มีประโยชน์ต่อการใช้งานเฉพาะ เช่น ใช้เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแก่สถานีทวนสัญญาณบนภูเขา หรือในทะเล ใช้เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเครื่องมือสื่อสาร เครื่องมืออุตุนิยมวิทยาเครื่องสูบน้ำ ตู้เย็นเก็บเวชภัณฑ์ในท้องถิ่นห่างไกล เซลล์แสงอาทิตย์จึงมีบทบาทสูงในการพัฒนาชนบท และเหมาะสมอย่างยิ่งกับประเทศที่กำลังพัฒนา ซึ่งยังมีการกระจายของเทคโนโลยีไม่ทั่วถึง เช่น ประเทศไทย
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป