Category Archives: โซล่าเซลล์

การเลือกซื้อแผงโซล่าเซลล์

3 ข้อง่ายๆ ในการเลือกซื้อแผงโซล่าเซลล์

  • ราคา – ราคาของแผงโซล่าเซลล์ส่วนใหญ่แล้วจะดูราคาที่ราคา บาทต่อวัตต์(baht/W)ว่าสูงหรือต่ำ ถ้าแผงมีขนาดไม่ใหญ่ก็จะมีราคา บาทต่อวัตต์ที่สูงกว่าแผงที่มีขนาดใหญ่ เช่นราคาบาทต่อวัตต์ของแผง 10 วัตต์จะมีราคาสูงกว่า 250 วัตต์
  • ขนาดของพื้นที่ติดตั้ง – ถ้าพื้นที่ติดตั้งค่อนข้างจำกัดควรเลือกแผงโซล่าเซลล์แบบโมโนเพราะจะใช้พื้นที่ผลิตไฟน้อยกว่าแผงโพลีหรือทินฟิลม์เพราะประสิทธิภาพแผงโมโนดีกว่า
  • คุณภาพ – ดูได้จากความน่าเชื่อถือจากการจัดเกรดโดยองค์กรที่มีความน่าเชื่อถือ เช่น Bloomberg Maker Tiering System โดยแบ่งเกรดเป็น 3 ระดับได้แก่
    1. Tier 1 – แผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตจากบริษัทที่มีโรงงานของตัวเอง มีแบรนด์เป็นของตัวเองและไม่มีปัญหาทางการเงินในรอบ 2 ปี ใช้แผงของตนกับโครงการอ้างอิงอย่างน้อย 5 โครงการ
    2. Tier 2 – แผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตจากบริษัทที่มีโครงการอ้างอิง ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากธนาคารพอสมควร มีชื่อเสียงระดับปานกลาง
    3. Tier 3 – แผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตจากบริษัทที่มีข้อมูลไม่มาก ไม่มีการรับประกันคุณภาพแผง แผงที่ผลิตจากกลุ่มนี้มีราคาค่อนข้างถูกมากแต่คุณภาพก็ต่ำตามไปด้วย ใช้ในระยะยาวแล้วอาจจะมีปัญหาmoney-solar_e
Advertisements

การดูแลและบำรุงรักษาระบบอุปกรณ์ต่างๆในระบบโซล่าเซลล์

โดยปกติ อุปกรณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไม่ว่าจะเป็นระบบโซล่าเซลล์หรือระบบทั่วไป จะเกิดการเสียหายได้ง่ายถ้าไม่ได้รับการดูแลรักษาเท่าที่ควร ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนหรือซ่อมอุปกรณ์เป็นเงินจำนวนมาก ดังนั้นเพื่อลดความเสี่ยงจากการเสียหายของอุปกรณ์ การบำรุงดูแลรักษาระบบให้ทำงานปกติอยู่เสมอเป็นสิ่งจำเป็น นอกจากนี้ยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆในระบบอีกด้วย

  • ควรตรวจเช็คระบบโซล่าเซลล์ว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตามปกติ ตรวจเช็คทุกวัน หรืออย่างน้อยสัปดาห์ละครั้ง
  • ควรตรวจสอบส่วนที่ยึดโซล่าเซลล์ โครงเหล็ก น๊อตและสกรูต่างๆให้แน่หนาดีอยู่เสมอ
  • ควรตรวจเช็คขั้วต่อและจุดเชื่อมของสายไฟจุดต่างๆว่ามีการคลายตัวของขั้วต่อหรือไม่ ถ้ามีควรขันสกรูเชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าให้แน่น(ถ้าจะขันสกรูจำเป็นต้องปิดไฟฟ้าในระบบเสียก่อน หรือใช้เครื่องมือที่มีฉนวนสามารถป้องกันไฟฟ้า)
  • ตรวจตรารอบๆและเช็คดูว่าสายไฟที่อยู่ในระบบมีการชำรุดเสียหายหรือไม่ ถ้ามีให้ดำเนินการเปลี่ยนทันที เพราะสายไฟฟ้าที่เสียหายอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและเกิดเพลิงไหม้ได้
  • ควรหมั่นล้างทำความสะอาดแผงโซล่าเซลล์เป็นประจำเพื่อกำจัดฝุ่นผง ขี้นกหรือวัสดุอื่นๆ ซึ่งมาลดทอนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบตัวแผง ทำให้ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้น้อยลงเกือบ 20 เปอร์เซนต์ การล้างทำความสะอาดควรทำเวลาเช้า ไม่ควรทำเวลากลางวัน เพราะเมื่อกระจกแผงที่ร้อนเจอกับน้ำเย็น อาจจะทำให้กระจกแตกได้ นอกจากนี้ไม่ควรใช้วัสดุที่เป็นฝอยมาขัดคราบสกปรกบนกระจกแผงเพราะอาจจะทำให้กระจกเป็นรอยได้
    PV_cleaning1
  • อุปกรณ์ต่างๆในระบบไม่ควรมีความร้อนสูงเกินไปเพราะอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ควรระบายความร้อนด้วยห้องที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี
  • ตรวจเช็คสายไฟฟ้าตรงขั้วแบตเตอรี่ให้แน่นอยู่เสมอ ถ้ามีการคลายตัว ควรขันให้แน่น
  • สำหรับแบตเตอรี่แบบ Seal Lead-Acid(หรือแบบไม่ต้องเติมน้ำกลั่น) ช่วงระยะเวลาหนึ่งควรจะมีการใช้ไฟฟ้าที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่บ้าง ถ้าแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งานเป็นเวลานานๆจะทำให้แบตเตอรี่ใช้งานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ
  • สำหรับแบตเตอรี่แบบ Flooded Lead-Acid(หรือแบตเตอรี่ที่ต้องเติมน้ำกลั่น) ควรเติมน้ำกลั่นเป็นประจำอย่างน้อยทำๆ 1เดือน อย่าให้น้ำกลั่นในแบตเตอรี่แห้ง อายุการใช้งานจะสั้นลง และทุกๆ 3-4 เดือนควรจะมีการกระตุ้นแบตเตอรี่โดยวิธีการที่เรียกว่า Equalization(การชาร์จแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าปกติ ซึ่งค่าแรงดันไฟฟ้าจะขึ้นอยู่ที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่แต่ละราย) เพื่อจะทำให้ประจุแบตเตอรี่แบบน้ำมีการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาทางเคมีภายใน ทำให้กลับมาคงสถานะสมดุลอีกครั้ง ช่วยยืดอายุแบตให้ยาวนานขึ้น
    Watering-battery_fxd

การเลือกแรงดันระบบ

การเลือกแรงดันในระบบ

แรงดันในระบบที่เหมาะสมจะมีผลต่อประสิทธิภาพที่ได้จากระบบนั้นๆ เช่นระบบที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้น้อยซึ่งขนาดของแผงโซล่าเซลล์ไม่เกิน 400 วัตต์การใช้แรงดันระบบที่เหมาะสมคือ 12 โวลท์ สมมติว่าระบบเดียวกันนี้เราเลือกใช้แรงดันระบบเป็น 24 โวลท์ก็ย่อมทำได้ แต่ผลที่ได้รับคือเราต้องเลือกอินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดแรงดันที่เพิ่มขึ้นเป็น 24 โวลท์(ซึ่งบางกรณีก็มีราคาที่แพงกว่าแบบ 12 โวลท์) เราต้องใช้จำนวนของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นเพื่อจะมาต่อขนานกันเพื่อให้ได้แรงดัน 24 โวลท์ และจะต้องใช้แผงโซล่าเซลล์เพื่อมากขึ้น(ในกรณีที่แผงมีแรงดันขาออก 12 โวลท์)จะเห็นว่าอุปกรณ์ต่างๆมีขนาดเพิ่มขึ้นแต่เราก็ยังใช้กำลังไฟฟ้าเท่าเดิม ทำให้อุปกรณ์ที่ติดตั้งเพิ่มในระบบทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพอย่างที่ควรจะเป็น และเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นโดยใช่เหตุ

คราวนี้เรามาสมมติว่าระบบที่ทำการออกแบบมีขนาดแผงโซล่าเซลล์ 1 กิโลวัตต์ แรงดันระบบที่เหมาะสมคือ 24 โวลท์จะทำให้อินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดใหญ่ทำงานได้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นและไม่ต้องใช้สายไฟที่มีขนาดใหญ่ แต่ถ้าเราไปใช้แรงดันระบบเท่ากับ 12 โวลท์สิ่งที่จะเกิดขึ้นก็คือ ถึงแม้จำนวนแบตเตอรี่ที่เราใช้อาจจะเท่าเดิม(เพียงแต่ต่อในรูปแบบอนุกรมแทน) แต่เราต้องเพิ่มขนาดของสายไฟขึ้นเพื่อชดเชยแรงดันที่ตกคร่อมในสาย(12 โวลท์แรงดันตกคร่อมในสายมากขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ไปถึงปลายทางมีขนาดลดลงมากขึ้นเมื่อสายมีขนาดยาว) อีกข้อหนึ่งที่เสี่ยงคือในระบบที่ใช้แผงโซล่าเซลล์ต่ออนุกรมกันหมด 1 กิโลวัตต์เพื่อให้ได้แรงดันระบบ 12 โวลท์ถ้ามีเมฆมาบังการผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์แผงใดแผงหนึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าจากแผงทั้งหมดลดลงไปอย่างมาก

ดังนั้นการเลือกแรงดันระบบให้เหมาะสมกับขนาดของแผง โหลด และอินเวอร์เตอร์จะทำให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตารางแนะนำการเลือกแรงดันระบบที่ออกแบบให้เหมาะสม

แผงโซล่าเซลล์รวม(kWp) โหลดกระแสสลับที่อินเวอร์เตอร์ (kW) โหลดรวม (kWh/day) แรงดันกระแสตรงของระบบที่ออกแบบ (V)
น้อยกว่า 0.4 น้อยกว่า 1.0 น้อยกว่า 1.5 12
0.4-1.0 2.5 หรือน้อยกว่า น้อยกว่า 5.0 24
1.0-2.5 5.0 หรือน้อยกว่า 5.0-12.0 48
มากกว่า 2.5 มากกว่า 5.0 12.0-25.0 120

การยึดและการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์

การยึดและการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์

เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์มีลักษณะเป็นแผ่นด้านหน้าเรียบใหญ่ ดังนั้นจึงต้องมีโครงเหล็กหรือโลหะมายึดให้แข็งแรง ป้องกันลมพัดและทำให้แผงที่มีราคาแพงแตกเสียหายได้

การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์

แผงโซล่าเซลล์จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่มาตกกระทบกับแผง ดังนั้นควรติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ให้โดนแสงตลอดทั้งวัน ไม่ควรที่จะมีเงามาบังแผง หลีกเลี่ยงให้ไกลจากเงาต้นไม้หรือสิ่งปลูกสร้างต่างๆ เพราะจะทำให้แผงผลิตไฟฟ้าได้ไม่เต็มที่ ข้อควรระวังในการติดตั้งคือเมื่อมีแผงโซล่าเซลล์ติดตั้งในระบบเป็นจำนวนมากและมีการต่อแผงโซล่าเซลล์เป็นแบบวงจรอนุกรม เมื่อมีเงามาบดบังแสงอาทิตย์เพียงแค่แผงเดียว จะทำให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของทั้งระบบลดลงเป็นอย่างมากหรือระบบอาจจะไม่ผลิตไฟฟ้าเลย ในกรณีอย่างนี้ไม่เป็นผลดีอย่างแน่นอนเพราะจะได้กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้น้อยลง แต่ก็มีวิธีแก้โดยการต่อบายพาสไดโอดขนานกับแผงโซล่าเซลล์แต่ละแผง

โซล่าเซลล์ควรติดตั้งหันไปทางด้านใด

ในหนึ่งวัน โลกหมุนรอบตัวเองรอบเส้นศูนย์สูตร ดังนั้นตำแหน่งที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรมากเท่าไร ก็จะยิ่งมีความเข้มแสงของดวงอาทิตย์เพิ่มมากขึ้น ประเทศไทยถือเป็นตำแหน่งที่เหมาะแก่การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์เป็นอย่างมาก เพราะอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร ทำให้ความเข้มแสงมีปริมาณที่สูง แต่เนื่องจากประเทศไทยอยู่เหนือเส้นศูนย์สูตรขึ้นมา จึงทำให้การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์จึงต้องติดตั้งแผงระนาบรับแสงให้หันไปทางด้านทิศใต้(มุมจากทิศเหนือ[Azimuth]ประมาณ 180 องศา) และมีความชันของแผง(Tilt angle)จากแนวระนาบตาม องศาละติจูดแต่พื้นที่ที่จะติดตั้ง โดยที่กรุงเทพจะมีความชันแผงเซลล์อยู่ที่ประมาณ 13.5 องศาจากแนวระนาบ ส่วนเชียงใหม่ความชันแผงเซลล์อยู่ที่ประมาณ 18.4 องศา แผงโซล่าเซลล์จึงจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ดีโดยเฉลี่ยตลอดปี

solar-panels_install_1w

การติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ในกรณีข้างบนนี้เป็นแบบยึดกับโครงเหล็กไว้ถาวร(นอกจากจะปรับตั้งเอง) แต่มีสิ่งประดิษฐ์เสริมที่เป็นตัวช่วยให้แผงโซล่าเซลล์หันเข้าหาแสงได้เอง เรียกว่า แทรคเกอร์(Tracker) เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้เพิ่มมากขึ้นไปอีก  เพราะระนาบของแผงจะหันเข้าหา  ดวงอาทิตย์ตลอดเวลาตามการเคลื่อนที่ไปของดวงอาทิตย์

แทรคเกอร์ แบ่งเป็นสองประเภทคือ

1.) แพสซิปแทรคเกอร์ (Passive Tracker) – ทำงานโดยบรรจุของเหลวเมื่อโดนความร้อนจากแสงอาทิตย์จะทำให้ตำแหน่งระนาบรับแสงเปลี่ยนตาม ผลการทดสอบแทรคเกอร์แบบนนี้ค่อนข้างจะแม่นยำและเป็นที่น่าพอใจ

2.) แอคทีปแทรคเกอร์ (Active Tracker) – ทำงานโดยการขับเคลื่อนของมอเตอร์ขนาดเล็ก การปรับองศาของมอเตอร์อาจควบคุมโดยตัวตรวจจับแสงหรือตั้งเวลาตามการเคลื่อนคล้อยของดวงอาทิตย์ก็ได้ แทรคเกอร์แบบนี้ค่อนข้างจะแม่นยำกว่าแบบแรก แต่มีราคาที่แพงกว่า

A 1108

การติดตั้งแทรคเกอร์นี้มีผลดีต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยรวมก็จริงแต่ทั้งนี้ต้องวิเคราะห์ด้วยว่าราคาของแทรคเกอร์ที่จะซื้อมาติดตั้ง หรือการหาซื้อแผงโซล่าเซลล์เพิ่มเติมอันไหนจะคุ้มค่ากว่ากัน

การต่อแผงโซล่าเซลล์หลายแผงเข้าด้วยกัน

การต่อแผงโซล่าเซลล์หลายแผงเข้าด้วยกัน

โดยปกติแล้วการต่อแผงโซล่าเซลล์เข้าด้วยกันนั้น จะต้องรู้ก่อนว่าขนาดของระบบที่เราออกแบบมาจะใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าเท่าไรให้สอดคล้องกับกำลังไฟฟ้าที่จะใช้งาน(แนะนำการเลือกใช้งานแรงดันระบบ) โดยทั่วไปแล้วจะใช้ที่แรงดัน 12 , 24, 48และ 120 โวลท์เป็นหลัก ดังนั้นการต่อแผงโซล่าเซลล์จะต้องเลือก เครื่องควบคุมการชาร์จ แบตเตอรี่ และโหลดให้มีความสอดคล้องร่วมกันด้วย

การต่อแผงโซล่าเซลล์มีอยู่สองแบบด้วยกัน

1.) การต่อแบบอนุกรม – คือนำขั้วบวกของโซล่าเซลล์แผงหนึ่งมาต่อกับขั้วลบอีกแผงหนึ่งไปเรื่อยๆ จนได้แรงดันตามระบบที่ออกแบบไว้ การต่อแบบอนุกรมนี้จะทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นแต่กระแสในระบบจะเท่าเดิม ตัวอย่าง ถ้ามีโซล่าเซลล์แรงดัน 12 โวลท์ กระแส 2.5 แอปม์*2แผง มาต่ออนุกรมกันจะได้แรงดันรวมอยู่ที่ 24 โวลท์และกระแสรวม 2.5แอมป์

การต่อแผงโซล่าเซลล์4_w

 

2.) การต่อแบบขนาน – คือนำขั้วบวกของโซล่าเซลล์แผงหนึ่งไปต่อกับขั้วบวกของโซล่าเซลล์อีกแผงหนึ่ง และนำขั้วลบแผงหนึ่งไปต่อกับขั้วลบอีกแผงหนึ่ง การต่อแบบนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นแต่แรงดันเท่าเดิม ตัวอย่างถ้ามีแผงโซล่าเซลล์ตามสเปคข้างบน 2 แผงนำมาต่อแบบขนานจะได้แรงดันรวมของระบบ 12 โวลท์และกระแสไฟฟ้ารวม 5 แอมป์(2.5แอมป์*2)

การต่อแผงโซล่าเซลล์3_w

สังเกตุว่าการต่อแผงโซล่าเซลล์ทั้งสองแบบนี้ จะได้ค่าของกำลังไฟฟ้าออกมาเท่ากันคือ (24V*2.5A) หรือ (12V*5A) = 60 วัตต์(ตัวอย่างแผงที่ยกมา โซล่าเซลล์หนึ่งแผงจะมีกำลังไฟฟ้า 30 วัตต์)ตามสูตรพื้นฐานไฟฟ้าง่ายๆคือ P=V*I โดย P=กำลังไฟฟ้า(วัตต์), V=แรงดันไฟฟ้า(โวลท์) , I=กระแสไฟฟ้า(แอมป์)

ถ้าระบบที่เราจะนำแผงโซล่าเซลล์ไปต่อเป็นแบบแยกเดี่ยวที่ต่อตรงเข้ากับแบตเตอรี่และโหลดกระแสตรงลย เราจะต้องต่อแผงโซล่าเซลล์ให้มีแรงดันรวมที่ผลิตออกมาจากแผงมากกว่าแรงดันของแบตเตอรี่ประมาณ1.4-1.5เท่า โซล่าเซลล์ถึงจะชาร์จประจุเข้า เช่นแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้า 12 โวลท์ จะต้องมีแรงดันจากแผงโซล่าเซลล์ประมาณ 16.8-18โวลท์(Vmp)

แต่ถ้าระบบที่เราออกแบบเป็นแบบต่อร่วมกับเครื่องควบคุมการชาร์จ ให้เราต่อแผงโซล่าเซลล์ให้มีแรงดันใกล้เคียงกับสเปคของตัวเครื่องควบคุมการชาร์จได้เลย

เมื่อรู้วิธีการต่อแผงโซล่าแล้ว การเลือกแรงดันระบบก็ถือเป็นอีกสิ่งที่ต้องรู้เพื่อจะทำให้ระบบทำงานอย่างมีประสิทธิภาพไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมาก

ข้อควรระวัง

การต่อแผงโซล่าเซลล์แบบอนุกรมควรระวังอย่าให้มีเงามาตกกระทบบดบังแสงที่จะส่งไปยังแผงโซล่าเซลล์ เพราะจะทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมทั้งหมดของระบบลดลงหรือถึงขั้นไฟฟ้าไม่สามารถผลิตขึ้นได้ เปรียบเหมือนกับท่อน้ำที่ถูกตัดระหว่างทางทำให้ไม่สามารถส่งน้ำไปยังปลายทางได้ ทั้งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการต่อบายพาสไดโอดขนานกับแผงหรือการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ให้หลีกเลี่ยงเงาที่จะตกกระทบลงบนแผง

นอกจากนี้ การต่อแผงโซล่าเซลล์ในระบบเข้าด้วยกัน จะต้องเลือกแผงโซล่าเซลล์และอุปกรณ์โดยรวมให้มีขนาดเหมาะสม มิฉะนั้นแล้วจะทำให้อุปกรณ์ระบบเกิดความเสียหายหรือผลิตไฟฟ้าได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายต่างๆเพิ่มเติมตามมาอีกมากมาย

การออกแบบระบบตาม คู่มือการออกแบบ ติดตั้งและใช้งานระบบโซล่าเซลล์ ที่ดีจะสามารถป้องกันปัญหาที่กล่าวมาและทำให้เราผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขี้น

 

หน้าที่ของไดโอดในแผงโซล่าเซลล์

หน้าที่ของไดโอดในแผงโซล่าเซลล์

ลักษณะการทำงานของไดโอด คือจะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ทางเดียว ไฟฟ้ากระแสตรงจะมีขั้วบวกและขั้วลบ ถ้านำไฟกระแสตรงขั้วบวกไปต่อขั้วลบของไดโอดกระแสไฟฟ้าก็จะไม่ไหลในวงจร แต่ถ้านำไฟกระตรงขั้วบวกไปต่อกับไดโอดขั้วบวก กระแสไฟฟ้าก็สามารถไหลผ่านไดโอดไปได้

diode current flow_w

การนำได้โอดมาใช้กับแผงโซล่าเซลล์นั้นมีการประยุกต์การใช้งานอยู่สองอย่างด้วยกัน

1.)   บล๊อคกิ่งไดโอด(Blocking Diode) ทำหน้าที่ป้องกันการคลายประจุออกมาจากแบตเตอรี่ในตอนกลางคืนหรือไม่มีแสงแดดส่องให้กับแผงโซล่าเซลล์แล้ว เนื่องจากถ้ามืดสนิทโซล่าเซลล์จะเปลี่ยนเป็นมีค่าความต่างศักย์ที่ต่ำกว่าตัวแบตเตอรี่ จะทำให้กระแสไหลจากแบตเตอรี่ไปสู่แผงได้ โดยการต่อบล๊อคกิ่งไดโอดจะต่อขั้วบวกของไดโอดเข้ากับขั้วบวกของแผงโซล่าเซลล์เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลออกจากตัวแผงเพียงทางเดียว โดยทั่วไปแล้วแผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตมาจากโรงงานจะต่อบล๊อคกิ่งไดโอดไว้ภายในแผงด้วย

2.)   บายพาสไดโอด(Bypass-Diode) ทำหน้าที่เป็นตัวทำให้กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านได้ในกรณีที่มีแผงโซล่าเซลล์บางแผงที่ต่ออนุกรมภายในระบบกันอยู่ โดนบดบังโดยเงาแดด อย่างที่กล่าวมาในบทที่ผ่านมา ถ้าแผงโซล่าเซลล์ถูกบดบังโดยเงาจะทำให้เกิดความต้านทานในแผงที่สูงขึ้นมาก จึงทำให้ไปหยุดการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าภายในระบบได้ การต่อบายพาสไดโอดต่อโดยขนานกับแผงโซล่าเซลล์ เช่นเดียวกัน โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตจะต่อบายพาสไดโอดมาพร้อมกับแผงโซล่าเซลล์เลย บางผู้ผลิต จะแบ่งเซลล์ออกเป็นอย่างละครึ่งภายในหนึ่งแผงแล้วต่อบายพาสไดโอดมาขนานเซลล์ที่แบ่งไว้ ดังนั้นในหนึ่งแผงอาจมีบายพาสไดโอดอยู่สองตัว การทำอย่างนี้ ถ้าเกิดมีเงามาบดบังแสงเพียงครึ่งแผงโซล่าเซลล์ จะทำให้แผงก็ยังคงสามารถผลิตไฟฟ้าต่อไปได้ถึงแม้จะได้พลังงานเพียงครึ่งหนึ่งก็ยังดี

blocking and bypass diode_w

ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์

ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์

ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์หมายถึงผลลัพธ์กำลังไฟฟ้าที่วัดได้ต่อหนี่งหน่วยพื้นที่หน้าตัด ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์สูง หมายถึงภายในหนึ่งพื้นที่ที่ทำการวัดค่าจะมีกำลังไฟฟ้ามาก ยิ่งมีประสิทธิภาพสูงมากเท่าไรก็ยิ่งมีความคุ้มค่ามากขึ้นเท่านั้น ทั้งนี้ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์ที่ได้จะมีตัวแปรอยู่หลายตัวด้วยกัน ได้แก่ ชนิดของโซล่าเซลล์ที่นำมาประกอบ โครงสร้างของแผง วัสดุส่วนประกอบแผง นอกจากนี้ยังรวมถึงการติดตั้งรับแสงอาทิตย์ของแผงโซล่าเซลล์อีกด้วย

ชนิดของโซล่าเซลล์ต่อประสิทธิภาพ

การเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของแผงโซล่าเซลล์โดยตรงคือการเลือกชนิดของเซลล์ที่มีประสิทธิภาพในการแปรเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้สูง เซลล์ชนิดนี้จะมีโครงสร้างที่พิเศษกว่าเซลล์ทั่วไปคือ ระหว่างโครงสร้างภายในจะมีหลายจังชั่นที่สามารถรับสเปคตัมหลายๆช่วงคลื่นสีพร้อมกันได้ จึงทำให้ได้กำลังไฟฟ้าสูงกว่าเซลล์ทั่วไป มีรายงานการทดสอบว่าเซลล์ชนิดนี้มีประสิทธิภาพถึง 40 เปอร์เซนต์เลยทีเดียว แน่นอนขั้นตอนการผลิตที่ซับซ้อนจึงทำให้มีราคาสูงตามไปด้วย แต่เซลล์ชนิดนี้ก็เหมาะกับลักษณะงานที่มีพื้นที่จำกัดเช่นโซล่าเซลล์บนยานอวกาศหรือดาวเทียมเป็นต้น

สำหรับผู้ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์โดยทั่วไปมักจะคำนึงถึงเรื่องราคาต่อกำลังไฟฟ้า(Price/Watt) ที่แผงผลิตได้เป็นหลัก ดังนั้นจึงควรเลือกใช้แผงที่ผลิตจากเซลล์มาตรฐานซึ่งมีค่าประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 15-20 เปอร์เซนต์

วัสดุประกอบแผง

วัสดุที่นำมาประกอบแผงโซล่าเซลล์ เช่นกระจกก็มีผลต่อประสิทธิภาพเช่นเดียวกัน กระจกที่ใช้จะต้องลดการสะท้อนของแสงให้น้อยที่สุดก่อนที่แสงจะผ่านไปถึงเซลล์ด้านใน

การยึดและการติดตั้งแผง

การยึดและติดตั้งแผงก็เป็นอีกหนึ่งตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพ การติดตั้งแผงจะต้องคำนวนว่าแผงควรจะติดตั้งให้มีความชันจากพื้นกี่องศาและหันหน้าไปทางทิศใด(โดยทั่วไปจะติดตั้งให้ระนาบแผงโซลล่าเซลล์หันไปทางทิศใต้ โดยมีความชันประมาณ 15 องศาจากพื้นดิน) การยึดและติดตั้งแผงนั้นมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพโดยรวมของแผงหรือทั้งระบบ ถ้าติดตั้งไปผิดทิศหรือความชันแผงจากพื้นไม่ได้ กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ก็จะลดลงไปอย่างมาก

อุณหภูมิที่มีผลต่อประสิทธิภาพ

อุณหภูมิของแผงโซล่าเซลล์ก็มีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ถ้าอุณหมิของแผงเพิ่มขึ้นจะทำให้ประสิทธิภาพลดลง ตามมาตรฐานจากผู้ผลิตแล้วแต่ละแผงโซล่าเซลล์จะมีการทดสอบประสิทธิของแผงก่อนที่จะนำมาจำหน่ายโดยผลทดสอบจะถูกติดเป็นฉลากแนบที่ติดมากับตัวแผง ในเรื่องของตัวแปรทางด้านอุณหภูมินี้ก็มีบอกอยู่บนฉลากด้วย เช่นถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะมีกำลังไฟฟ้า แรงดัน กระแสเปลี่ยนแปลงไปเท่าไร โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตจะทดสอบแผงโซล่าเซลล์ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส แต่บางผู้ผลิตก็จะมีการทดสอบที่อุณหภูมิใช้งานจริงเช่น 45 องศาเซลเซียส ซึ่งจะบอก กำลังไฟฟ้า แรงดัน และกระแสมาบนฉลากเช่นเดียวกัน ดังนั้นการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์บนพื้นที่ใช้งานจริง ต้องไม่ลืมที่จะคำนวนค่าต่างที่แปรเปลี่ยนตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิตามไปด้วย

เงาบดบังแสง

นอกจากการติดตั้งแผงที่เหมาะสมแล้ว เงาที่บดบังแผงโซล่าเซลล์ในบางส่วนก็มีผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของทั้งระบบด้วย เพราะโดยส่วนมากแล้วระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยแผงโซล่าเซลล์จะต่อวงจรเป็นแบบอนุกรมแผงโซล่าเซลล์เข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้แรงดันที่ออกแบบไว้ เมื่อมีเงาบางส่วนบดบังแสงของแผงโซล่าเซลล์เพียงแค่เพียงหนึ่งแผงก็จะทำให้กระแสไฟฟ้าในระบบหยุดไหลได้ ดังนั้นตลอดทั้งวันควรมั่นใจว่าการติดตั้งแผงจะไม่มีร่มเงามาบดบังการรับแสงของแผงโซล่าเซลล์

เครื่องควบคุมการชารจ์แบบเอ็มพีพีที (Maximum Power Point Tracking – MPPT)

มีอุปกรณ์พิเศษอยู่ตัวหนึ่งที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบโดยรวม นั้นคือเครื่องควบคุมการชาร์จแบบเอ็มพีพีที โดยทั่วไประบบสแตนอโลนแบบมีเครื่องควบคุมการชาร์จแบบธรรมดาและแบตเตอรี่ต่ออยูในระบบด้วย แผงโซล่าเซลล์จะต้องผลิตแรงดันให้มากกว่าแรงดันขาเข้าของเครื่องควบคุมกระแส เมื่อต้องการชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันต่ำ(แบตเตอรี่ใกล้หมด) แบตเตอรี่จะดึงแรงดันที่ผลิตจากแผงโซล่าเซลล์ให้ต่ำลงเพื่อทำการชาร์จกระแส แทนที่แผงโซล่าเซลล์จะผลิตแรงดันได้มากตามความเข้มแสงจากดวงอาทิตย์ซึ่งจะทำให้กำลังไฟฟ้ามากตามไปด้วย แต่กลับต้องถูกแบตเตอรี่ดึงแรงดันให้ลดต่ำลง จึงทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง จนต่อเมื่อการชาร์จแบตเตอรี่ใกล้เต็มเท่านั้น แผงโซล่าเซลล์จึงจะผลิตกำลังไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่(เพราะแบตเตอรี่ใกล้เต็มแรงดันในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น)

ดังนั้นเครื่องควบคุมการชาร์จแบบเอ็มพีพีทีจึงได้ออกแบบมาแก้ข้อผิดพลาดตรงนี้ คือจะแบ่งแยกแรงดันที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์กับแรงดันที่ใช้ในการชาร์จออกจากกัน จึงทำให้แรงดันที่ต่ำจากแบตที่ต้องการชาร์จจะไม่ดึงแรงดันจากแผงโซล่าเซลล์อีกต่อไป เครื่องควมคุมการชาร์จแบบเอ็มพีพีทีนี้จะปรับค่าแรงดันและกระแสที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ให้มีค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดแล้วนำไปชาร์จแบตเตอรี่ต่อไป ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบก็จะเพิ่มสูงขึ้น แต่เครื่องควมคุมการชาร์จแบบเอ็มพีพีทีนี้ จะมีราคาที่สูงกว่าเครื่องควบคุมการชาร์จแบบธรรมดาถ้าเป็นระบบที่ไม่ใหญ่มากควรคำนึงถึงความคุ้มค่าก่อนนำมาใช้งานด้วย

โครงสร้างของแผงโซล่าเซลล์

โครงสร้างของแผงโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์หนึ่งเซลล์ โดยทั่วไปจะสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าได้ 0.6 ถึง 0.7โวทล์ในขณะที่ไม่มีโหลด ถ้าในขณะที่ต่อโหลดและมีกำลังไฟฟ้าสูงสุด โซล่าเซลล์จะมีแรงดันอยู่ที่ประมาณ 0.4-0.5 โวลท์ โดยกระแสไฟฟ้าต่อหนึ่งเซลล์ที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของเซลล์

ส่วนใหญ่แล้วผู้ผลิตแผงโซล่าเซลล์จะต่ออนุกรมเซลล์เข้าด้วยกันให้ได้แรงดันรวมตามระบบมาตรฐานสากลคือ 12,24,48,…โวลท์ โดยแรงดันที่ผลิตจากแผงจะต้องมากกว่าแรงดันระบบประมาณ 1.4-1.5เท่า(ตามหลักการถ่ายเทประจุ แรงดันที่ชาร์จจะต้องมากกว่าแรงดันที่ต้องการชาร์จ) ตัวอย่างถ้าโซล่าเซลล์แบบโมโนคริสเตลไลน์ หนึ่งเซลล์ผลิตแรงดันที่กำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ 0.5 โวลท์ กระแส 7.8 แอมป์ จะต้องใช้เซลล์ต่ออนุกรมกันจำนวน 36 เซลล์ถึงจะได้แรงดันแผงประมาณ 18 โวลท์และแผงนี้มีกำลังไฟฟ้าประมาณ 140 วัตต์

เนื่องจากโซล่าเซลล์เป็นแผ่นที่มีขนาดบางและแตกหักง่าย การทำแผงโซล่าเซลล์จึงต้องมีหลายชั้นเพื่อป้องกันการแตกหักของเซลล์อีกทั้งป้องกันความชื้นและต้องระบายความร้อนที่ดีอีกด้วย(อุณภูมิที่สูงขึ้นมีผลทำให้จะทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลง ตามที่แสดงกราฟใน I-V curve

solar_panel_temperature

โครงสร้างของแผงโซล่าเซลล์

basic solar panel structure_1_w

จากรูป ชั้นบนสุดของแผงโซล่าเซลล์จะเป็นกระจกที่ลดการสะท้อนของแสง ต่อมาเป็นส่วนป้องกันเซลล์ไม่ให้สัมผัสโดยตรงกับกระจกและป้องกันความชื้นเข้าไปในตัวเซลล์ เรียกส่วนนี้ว่าอีวีเอ(EVA-Ethylene Vinyl Acetate)มีลักษณะเป็นพลาสติดฟิลม์แผ่นขุ่น ถัดมาเป็นเส้นลวดแบนและแผ่นโซล่าเซลล์ซึ่งต่ออนุกรมกันแล้ว ชั้นถัดมาจะเป็นส่วนประกบของแผ่นล่างของอีวีเอซึ่งจะซีลประกบกับแผ่นอีวีเอด้านบนเพื่อป้องกันน้ำและความชื้นเข้าไปภายในตัวเซลล์ ชั้นสุดท้ายเรียกว่าเทดล่าฟิลม์(Tedlar Film) เป็นแผ่นรองรับน้ำหนักของตัวเซลล์ทั้งหมดอีกทั้งต้องระบายความร้อนได้ดีอีกด้วย ด้านนอกสุดจะเป็นขอบอะลูมิเนียมที่ใช้สำหรับป้องกันการกระแทกจากด้านข้างและเป็นที่ยึดแผงโซล่าเซลล์เข้ากับที่ติดตั้งอีกด้วย

โครงสร้างของแผงโซล่าเซลล์ส่วนใหญ่ที่ผลิตและจำหน่ายโดยทั่วไปตามท้องตลาด จะมีโครงสร้างตามที่ได้กล่าวมาข้างต้น จะมีบ้างที่วัสดุที่นำมาใช้ผนึกป้องกันความชื้นหรือแผ่นรองรับน้ำหนักเซลล์ด้านล่างสุดอาจจะแตกต่างกันไปบ้างแล้วแต่ผู้ผลิต

วิธีการผลิตแผงโซล่าเซลล์

แผงโซล่าเซลล์

แผงโซล่าเซลล์

แผงผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์(แผงโซล่าเซลล์) หรือที่เรียกในภาษาอังกฤษว่า Photovoltaics module(PV module) หรืออีกชื่อหนึ่งว่า Solar module ซึ่งมีลักษณะด้านหน้าเป็นแผ่นกระจกใส ด้านในเป็นแผ่นโซล่าเซลล์หลายแผ่นต่อเรียงกัน อาจจะมีสีฟ้าเข้มหรือสีดำแล้วแต่ชนิดของโซล่าเซลล์ที่มาทำแผง ขนาดใหญ่เล็กแตกต่างกันไปแล้วแต่ขนาดของกำลังไฟฟ้า(วัตต์)ที่ผลิตได้ ภายนอกขอบเป็นโลหะหรืออลูมิเนียมแข็งแรง ไว้สำหรับยึดกับตัวจับที่ใช้สำหรับที่ต่างๆเช่นหลังคาบ้าน หรือโครงเหล็กที่ติดตั้งบนพื้นดินได้

ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งสามารถนำไปต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับไฟกระแสตรง หรืออาจจะนำไฟกระแสตรงที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์ไปแปลงเป็นไฟกระแสสลับเพื่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้กันตามบ้านทั่วไปได้ โดยสามารถเลือกต่อได้หลายแบบตามลักษณะการออกแบบและใช้งาน

ชนิดของเซลล์ที่นำมาทำแผงโซล่าเซลล์

+ เซเลเนียมเซลล์ + เป็นเซลล์ชนิดแรกๆที่ใช้มาทำแผงโซล่าเซลล์ตั้งแต่ปีทศวรรษที่1950 ปัจจุบันไม่ค่อยนิยมนำมาผลิตกันแล้วเนื่องจาก การผลิตกระแสไฟฟ้าที่ได้มีประสิทธิภาพที่ต่ำ

+ ซิลิคอนเซลล์ + เป็นเซลล์ที่ได้รับความนิยมในการนำมาผลิตเป็นแผงโซล่าเซลล์เป็นอย่างมากเพราะเป็นธาตุวัตถุดิบที่หาได้ไม่ยากและมีปริมาณมากเป็นอันดับสองรองจากออกซิเจน ซิลิคอนเป็นธาตุอโลหะที่มีความสัมพันธ์กับคาร์บอน เมื่อนำมาผ่านกระบวนการต่างๆอย่างถูกวิธี ก็จะมีปฏิกิริยาที่ตอบสนองกับแสง และสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ซึ่งซิลิคอนเซลล์นี้สามารถแบ่งย่อยได้อีกหลายชนิดแล้วแต่กระบวนการผลิตและแยกความบริสุทธ์ของธาตุซิลิคอน ซึ่งแบ่งเป็น 3 ชนิดใหญ่ด้วยกันได้แก่

1.   เซลล์ผลึกเดี่ยว – โมโนคริสตอลไลน์(Mono Crystalline Cell) หรือซิงเกิลคริสตอลไลน์(Single Crystalline Silicon) ลักษณะจะเป็นผลึกแผ่นสีน้ำเงินเข้มล้วน แต่ละแผ่นมีลักษณะที่บางมากและแตกหักง่าย ค่าประสิทธิภาพสูงเพราะเป็นซิลิคอนที่ผ่านกระบวนค่อนข้างจะซับซ้อนและยุ่งยากจนได้ซิลิคอนที่มีความบริสุทธ์ จึงทำให้ซิลิคอนผลึกเดี่ยวนี้มีราคาค่อนข้างสูงตามไปด้วย

2. เซลล์ผลึกผสม – โพลีคริสตอลไลน์(Poly Crystalline Cell) หรือมัลติคริสตอลไลน์(Multi Crystalline Silicon) เป็นผลึกผสมที่ตัดมาจากซิลิคอนบล๊อก มีลักษณะสีนำเงินอ่อน และผลึกจะมีลวดลายไม่เหมือนกับซิลิคอนผลึกเดี่ยว มีค่าประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าและมีราคาที่ถูกกว่าผลึกเดี่ยวเล็กน้อย มีลักษณะแผ่นบาง แตกหักง่ายเช่นเดียวกัน

3. เซลล์ฟิลม์บาง – อะมาฟัสเซลล์(Amorphous Cell)หรือทินฟิล์ม(Thin-film) เป็นฟิลม์บางที่เคลือบลงบนพื้นผิวเซลล์ ด้วยลักษณะการผลิตนี้เองจึงทำให้เซลล์ชนิดนี้ สามารถยืดหยุ่นและโค้งงอได้ จึงนำไปใช้กับแผงโซล่าที่ต้องการความยืดหยุ่น เซลล์ชนิดนี้มีราคาถูกและมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าเซลล์สองแบบแรกอยู่มากเพราะขั้นตอนการผลิตที่ซับซ้อนน้อยกว่า นอกจากนี้เซลล์ชนิดนี้จะมีอายุการใช้ง่ายที่สั้นกว่าสองแบบแรกอีกด้วย

Type-of-solar-cell_e_w

แผงโซล่าเซลล์ที่ได้มาตรฐานแต่ละแผ่น ผู้ผลิตจะติดฉลากแนบมากับตัวแผงด้วย จึงทำให้รู้ว่าสเปคแต่ละแผ่นเป็นอย่างไร เพื่อจะเลือกได้ถูกเวลานำไปออกแบบและใช้งานจริงได้ โดยค่าต่างๆส่วนใหญ่ในฉลากแนบมีดังนี้คือ

Nominal power(Pno) = ค่ากำลังไฟฟ้าที่ได้ในการใช้งานจริง

Efficiency (η) = ค่าประสิทธิภาพของโซล่าเซลล์ที่นำมาใช้ประกอบแผง

Rate Voltage (Vm) = ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้จริง

Rate Current(Im) = ค่ากระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จริง

Open circuit  voltage(Voc) = ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้จ่ายโหลด

Short circuit current(Isc) = ค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ได้จากการทดสอบลัดวงจร

Maximum System voltage(IEC) = ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่แผงโซล่าเซลล์จะต่อในระบบได้

Temperature Coefficients of Power(P) = ค่าสัมประสิทธิกำลังไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณภูมิเปลี่ยน

Temperature Coefficients of Voltage(Voc)  = ค่าสัมประสิทธิแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณภูมิเปลี่ยน

Temperature Coefficients of Current(Isc) = ค่าสัมประสิทธิกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณภูมิเปลี่ยน

Nominal Operating Cell Temperature(NOCT) = ค่าอุณภมิเซลล์ใช้งานที่อ้างอิงถึงโดยการทดสอบ

Serie fuse rating = ค่ากระแสสูงสุดของฟิวส์ จะตัดเมื่อเกิดการลัดวงจร

I-V Curve = เป็นกราฟที่แสดงค่าสัมพันธ์ระหว่างค่ากระแสไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าในค่าความเข้มแสงต่างๆ

Dimension = ขนาดความกว้าง, ยาว, สูงและความหนาของแผง รวมไปถึง ที่ยึดและขนาดของรูสกรูสำหรับยืดในที่ต่างๆอีกด้วย

ตัวอย่างเสปคของแผงโมโนโซล่าเซลล์ขนาด 130-135 วัตต์

spec Mono 130-135 W_001_w

การทำงานของโซล่าเซลล์

การทำงานของโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์ทำจากซิลิคอนที่ผ่านกระบวนการโดป(dopedคือกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับอิเลกตรอน โปรตรอนและนิวเครียส)จนได้เป็นเอ็นไทป์(n-type)และพีไทป์(p-type)โดยมีส่วนที่เป็นจังก์ชั้นอยู่ระหว่างกลาง ในสภาวะปกติอิเล็กตรอนจะคงสภาวะไว้ไม่เคลื่อนไหว แต่เมื่อมีแสงมาตกกระทบพลังงานจะผลักอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่ผ่านชั้นจังกชั่นซึ่งอยู่ระหว่างกลางได้ ถ้าเราต่อวงจรระหว่างเอ็นไทป์กับพีไทป์เข้าด้วยกันจะทำให้เกิดการไหลของอิเล็คตรอนเกิดขึ้นได้ การไหลของอิเล็กตรอนนี้เองที่เราเรียกว่ากระแสไฟฟ้า ซึ่งทำให้สามารถนำไปจ่ายให้กับโหลดโดยตรงหรือเก็บประจุอิเล็กตรอนเข้าแบตเตอรี่เพื่อสะสมพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้ได้ รายละเอียดเชิงลึกของการทำงานสามารถหาได้จากความรู้ในโลกออนไลน์ทั่วไป

solar_principle_e_w

ทางกายภาพ ด้านบนที่รับแสงของโซล่าเซลล์(เอ็นไทป์)จะเป็นขั้วลบ ส่วนด้านล่างของโซล่าเซลล์(พีไทป์)จะเป็นขั้วบวก

โซล่าเซลล์หนึ่งหน่วยในปัจจุบัน จะมีค่าประสิทธิภาพในการแปรเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังไฟฟ้าเพียงแค่ประมาณ 15-20 เปอร์เซนต์เท่านั้น อาจมีบ้างที่เซลล์บางชนิดอย่างเช่นเซลล์หลายชั้น(multi-junction cell)จะมีค่าประสิทธิภาพที่สูงกว่านี้ แต่ราคาก็สูงตามไปด้วย

กราฟแสดงค่าประสิทธภาพของเซลล์ชนิดต่างๆ

solar cell efficiency 2013