หลังคาโซลาร์เซลล์ โซลาร์รูฟท็อป ทำงานอย่างไร?

ในยุคที่เรากำลังเผชิญหน้ากับสภาวะโลกเดือดและมลภาวะสูงขึ้น ประกอบกับประชากรที่เพิ่มขึ้น ทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าทั้งในภาคครัวเรือนและภาคอุตสาหกรรมสูงขึ้นตามไปด้วย การใช้ไฟฟ้ามากขึ้น ส่งผลทำให้โลกร้อนขึ้นและเกิดค่าใช้จ่ายพุ่งสูงขึ้นตามลำดับ 

หลังคาโซลาร์เซลล์ (Solar Rooftop) ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในฐานะทางเลือกด้านพลังงานทดแทนที่น่าจับตาด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า ทำให้ปัจจุบันสามารถเข้าถึงได้ง่ายและมีราคาที่คุ้มค่ากว่าเดิม ถือเป็นโอกาสดีที่ผู้คนจะได้หันมาใช้พลังงานสะอาดจากแสงอาทิตย์เพื่อตอบสนองความต้องการในชีวิตประจำวันได้อย่างยั่งยืน ยิ่งไปกว่านั้นหลังคาโซลาร์เซลล์ไม่เพียงแต่ช่วย ประหยัดค่าไฟฟ้า แต่ยังส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมด้วยการเป็นส่วนหนึ่งในการลดภาวะโลกร้อนไปพร้อมกัน

หลังคาโซลาร์เซลล์ คืออะไร?

หลังคาโซลาร์เซลล์ คือ หลังคาพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นรูปแบบการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านเพื่อผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ โดยแผงโซลาร์เซลล์จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง และจะถูกส่งไปยังอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับใช้งานในบ้าน

การทำงานของระบบหลังคาโซลาร์เซลล์ หรือ โซลาร์รูฟท็อป (Solar Rooftop) มีกี่แบบ? 

หลังคาโซลาร์เซลล์ทำงานโดยการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง เพื่อผลิตไฟฟ้า ซึ่งหลังคาโซลาเซลล์จะแบ่งออกเป็น 3 ระบบ ได้แก่

• ระบบออนกริด (On-Grid System)

ระบบที่เชื่อมต่อระหว่างสายส่งไฟฟ้าจากการไฟฟ้า โดยแผงโซลาร์รูฟท็อป จะเชื่อมต่อไปยังหม้อแปลงไฟฟ้ากริดไทอินเวอร์เตอร์ (Grid Tie Inverter) เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นกระแสสลับได้ทันที ทำให้สามารถใช้งานไฟฟ้าที่ผลิตได้ในช่วงเวลากลางวันโดยไม่ต้องสำรองแบตเตอรี่ไว้ มีหลักการทำงาน 2 ช่วง คือ ตอนกลางวันจะใช้ไฟฟ้าจากการแปลงพลังงาน ส่วนตอนกลางคืนจะดึงกระแสไฟจากการไฟฟ้ามาใช้ ถ้าใช้ไฟฟ้าไม่ถึงก็สามารถขายคืนให้กับการไฟฟ้าได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ก่อนการติดตั้งจำเป็นต้องได้รับอนุญาตจากการไฟฟ้าก่อนเสมอ

• ระบบออฟกริด (Off-Grid System)

ระบบที่สำรองแบตเตอรี่ไว้ใช้ตอนกลางคืน ก่อนติดตั้งไม่จำเป็นต้องได้รับการอนุญาตจากการไฟฟ้า ทำให้มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า ระบบสแตนอโลน (Stand Alone) แบ่งหลักการทำงานออกเป็น 2 ช่วง คือ ตอนกลางวันจะสามารถใช้งานได้ตามปกติ ในขณะเดียวกันแบตเตอรี่ก็จะกักเก็บพลังงานไว้ใช้ในตอนกลางคืน จึงเหมาะกับพื้นที่ห่างไกลที่การไฟฟ้าเข้าไม่ถึง

• ระบบไฮบริด (Hybrid System)

ระบบผสมผสานระหว่างการเชื่อมต่อกับการไฟฟ้าและการสำรองไฟด้วยแบตเตอรี่ โดยระบบนี้จะแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์ในตอนกลางวันพร้อมสำรองพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อฟ้ามืดก็จะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่มาใช้ หากไฟฟ้าในแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ ก็จะดึงพลังงานจากการไฟฟ้ามาใช้เพื่อความต่อเนื่อง

ประเภทของแผงโซลาร์เซลล์ ที่ใช้ในการติดตั้งหลังคาโซลาร์เซลล์

แผงที่ใช้ในการติดตั้งโซลาร์รูฟท็อป แบ่งออกเป็น 3 ประเภท โดยแต่ละประเภทจะมีแตกต่างกันดังนี้

1. โมโนคริสตัลไลน์ (Mono Crystalline Solar Cell)

ผลิตจากผลึกซิลิคอนเชิงเดี่ยว สามารถเรียกได้อีกชื่อว่า ซิงเกิลคริสตัลไลน์ (Single crystalline Cell) มีลักษณะเป็นมุมสี่เหลี่ยมตัดกัน สีเข้ม เรียงตัวชัดเจน สามารถสังเกตได้ง่าย เกิดจากกระบวนการหลอมผลึกเดี่ยวให้อยู่ตรงกลาง แล้วนำมาตัดเป็นสี่เหลี่ยมขอบมน สามารถดึงพลังงานจากแสงอาทิตย์ออกมาได้มากแม้ในพื้นที่แสงน้อย

2. พอลิคริสตัลไลน์ (Poly Crystalline Solar Cell)

ผลิตจากผลึกซิลิคอนเชิงผสม สามารถเรียกได้อีกชื่อว่า มัลติคริสตัลไลน์ (Multi-Crystalline Cell)  มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมไม่ตัดมุม สีน้ำเงินเข้ม เนื่องจากกระบวนการผลิตที่นำซิลิคอนมาหลอมจนเหลว เทใส่ลงแม่แบบทรงสี่เหลี่ยม จากนั้นจึงตัดบาง ๆ กลายเป็นรูปสี่เหลี่ยมอย่างที่กล่าวไปข้างต้น เนื่องจากมีขั้นตอนที่ง่ายและใช้ซิลิคอนปริมาณน้อยทำให้ราคาถูก เหมาะกับการนำไปใช้บนหลังคาโซลาร์เซลล์ในบริเวณพื้นที่ที่มีแดดจัด

3. อะมอร์ฟัสโซลาร์เซลล์ (Amorphous Solar Cell)

ผลิตจากซิลิคอนที่ยังไม่กลายเป็นผลึก นำมาเคลือบเป็นชั้นบาง ๆ ซ้อนกันหลาย ๆ ชั้น ทำให้มีชื่อเรียกว่า แผงโซลาร์เซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cell) โดยสารที่เคลือบมีหลากหลายชนิด จึงนิยมเรียกชื่อแผงตามสารที่ใช้ ซึ่งการผลิตด้วยกระบวนการนี้ส่งผลให้แผงมีลักษณะเป็นสีเข้มกว้าง ไม่มีสี่เหลี่ยม มีราคาถูก แต่ในขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำกว่าชนิดอื่น จึงทำให้เหมาะกับการติดตั้งบนหลังคาที่ไม่ต้องการปริมาณไฟฟ้าสูงมาก

อุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้งหลังคาโซลาร์เซลล์ หรือ โซลาร์รูฟท็อป (Solar Rooftop)

• แผงโซลาร์เซลล์

ทำหน้าที่รับพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้ในพื้นที่นั้น ๆ ผลิตจากซิลิคอน มีลักษณะเป็นแผงสี่เหลี่ยมและแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ โมโนคริสตัลไลน์ พอลิคริสตัลไลน์ และอะมอร์ฟัสโซลาร์เซลล์ ซึ่งแต่ละชนิดมีราคาและการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป 

• เครื่องแปลงไฟ (Inverter)

เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อนำมาใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า นิยมใช้ในระบบออนกริดหรือระบบออฟกริดตามพื้นที่ที่อยู่อาศัย และนิยมใช้ระบบไฮบริดตามโรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูลไอที และอุตสาหกรรมขนาดกลางไปจนถึงขนาดใหญ่ที่ต้องการความเสถียรมากเป็นพิเศษ 

• แบตเตอรี่

อุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้า เพื่อให้แผงโซลาเซลล์ทำงานอย่างต่อเนื่องอยู่เสมอ ด้วยการสำรองกระแสไฟไว้ใช้ในยามที่แสงแดดมีไม่เพียงพอ มักพบในการใช้งานควบคู่กับระบบแปลงไฟแบบออฟกริดและไฮบริด 

• เครื่องควบคุมการชาร์จไฟ

อุปกรณ์สำคัญที่จะช่วยควบคุมแรงดันและการชาร์จไฟจากโซลาร์รูฟท็อปสู่แบตเตอรี่ให้มีประสิทธิภาพ ป้องกันความเสียหายที่เกิดจากการชาร์จไฟความแรงสูงเกินไป รวมไปถึงการควบคุมไม่ให้แบตเตอรี่คายประจุที่รับมาจากแผงวงจรมากเกินไป ผู้ใช้งานจึงจำเป็นต้องเลือกเครื่องควบคุมการชาร์จไฟให้เหมาะสมกับการใช้งาน

• อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร

อุปกรณ์สำคัญสำหรับการติดตั้งระบบหลังคาโซลาร์เซลล์ เพื่อป้องกันความเสียหายจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ที่อาจเป็นภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน โดยทำหน้าที่ตัดกระแสไฟทันทีที่เกิดการลัดวงจร ทำให้ไฟทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับเบรกเกอร์ถูกตัด และสามารถเข้าซ่อมแซมส่วนที่เป็นปัญหาได้ทันท่วงที

ข้อควรรู้ ก่อนติดตั้งหลังคาโซลาร์เซลล์ หรือ โซลาร์รูฟท็อป (Solar Rooftop)

• ประเมินความเหมาะสมของหลังคาบ้าน

ก่อนติดตั้งโซลาร์เซลล์ ควรสำรวจรูปทรงและวัสดุของหลังคา โดยหลังคาทรงเอียงและทรงปั้นหยาจะรับแสงอาทิตย์ได้ดีที่สุด นอกจากนี้ต้องประเมินความแข็งแรงของหลังคาด้วย เพราะแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่มีน้ำหนัก 15-20 กิโลกรัม หากหลังคาไม่แข็งแรงอาจมีปัญหาในการติดตั้งได้

• ทิศทางที่แสงตกกระทบ

ก่อนติดตั้งโซลาร์รูฟท็อป ควรสํารวจปริมาณแสงแดดที่ตกกระทบบริเวณหลังคาให้ดี โดยเฉพาะหลังคาทรงจั่วและทรงหมาแหงน เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้รับแสงแดดเพียงพอและไม่ต้องติดตั้งซ้ำซ้อน 

• ความต้องการใช้พลังงาน

คำนวณการใช้พลังงานภายในบ้าน โดยอ้างอิงตามปริมาณการใช้งานหรือเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยการใช้งานจากบิลค่าไฟเดือนที่ผ่านมา เพื่อให้มั่นใจว่าหลังคาโซลาร์เซลล์จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอต่อการใช้งานภายในบ้าน

• งบประมาณในการติดตั้ง

การพิจารณางบประมาณสำหรับการติดตั้งโซลาร์เซลล์นั้นเริ่มจากการประเมินวัสดุที่ใช้ ประเภทของแผงโซลาร์เซลล์ ระบบการทำงาน รวมถึงพื้นที่สำหรับติดตั้งหลังคาโซลาร์เซลล์เพื่อให้สอดคล้องกับงบประมาณที่ตั้งไว้ 

นอกจากนี้การเปรียบเทียบคุณภาพและราคาจากผู้ให้บริการหลายรายจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้ได้ระบบที่เหมาะสมกับปริมาณการใช้ไฟฟ้าเพื่อให้คุ้มค่าและได้ประโยชน์สูงสุด

เห็นได้ว่าหลังคาโซลาร์เซลล์หรือโซลาร์รูฟท็อป มีส่วนสำคัญที่จะช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายจากการใช้พลังงานไฟฟ้าและลดการสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แม้การลงทุนครั้งแรกอาจจะค่อนข้างสูงแต่หากเลือกใช้ให้เหมาะสมกับการใช้งานและงบประมาณ ก็จะสร้างประโยชน์ที่คุ้มค่าในระยะยาวแก่ผู้ใช้งานและช่วยดูแลโลกได้อีกด้วย

การลงทุนในหลังคาโซลาร์เซลล์ ถือเป็นก้าวสำคัญที่ช่วยเสริมสร้างมาตรการประหยัดพลังงานให้กับที่พักอาศัยและภาคธุรกิจได้อย่างยั่งยืน เพราะนอกจากจะช่วยลดค่าไฟฟ้าในระยะยาวแล้ว ยังเป็นส่วนหนึ่งของการใช้พลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเมื่อผสานกับการเลือกใช้หลอดประหยัดไฟที่มีประสิทธิภาพ ยิ่งจะช่วยให้การบริหารจัดการพลังงานเป็นไปอย่างคุ้มค่าและเกิดประโยชน์สูงสุด เพื่อเป็นรากฐานสำคัญสู่การสร้างสังคมลดการปล่อยคาร์บอนในอนาคต

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
เบอร์โทรศัพท์ : 02-415-7576-7, 081-880-6616
Facebook: www.facebook.com/bangbonstation