ปัจจัยใดบ้างที่กำหนดประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์เป็นองค์ประกอบหลักที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า รวมถึงปริมาณการผลิตและผลกำไรที่ได้ ซึ่งปัจจัยต่างๆ เหล่านี้จึงเป็นสิ่งที่ผู้ใช้งานหลายคนให้ความสนใจเกี่ยวกับประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ โดยการรู้ข้อมูลนี้จะช่วยให้สามารถเลือกซื้อผลิตภัณฑ์พลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะสมได้ บทความต่อไปนี้จะนำเสนอและครอบคลุมถึงปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อย่างละเอียด

แผงโซลาร์เซลล์และวัสดุที่ใช้ในการผลิต

จากหลายปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ วัสดุของเซลล์ถือเป็นสิ่งแรกและสำคัญที่สุด ประเภทของวัสดุที่นิยมใช้ในท้องตลาดในปัจจุบันคือ ซิลิคอนผลึกเดี่ยว (mono crystalline silicons) และซิลิคอนผลึกหลายตัว (polycrystalline silicons) ตัวอย่างเช่น เซลล์โซลาร์แบบโมโนคริสตัลไลน์มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า ซึ่งมีช่วงประสิทธิภาพตั้งแต่ 18% - 24% เมื่อเทียบกับเซลล์แบบพอลิคริสตัลไลน์ที่มีประสิทธิภาพอยู่ในช่วง 15% - 20% เซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตจากซิลิคอนนั้นมีอยู่มากกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง (thin film) ซึ่งยังอยู่ในขั้นพัฒนาและมีการใช้งานจำกัด วัสดุของเซลล์ในโมดูลจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของโมดูลนั้น

กระบวนการผลิตแผงโซลาร์

แผงโซลาร์ถูกผลิตขึ้นมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจง ความสำคัญของประสิทธิภาพโมดูลนั้นเริ่มต้นจากการตั้งเป้าหมายที่ผิดพลาดสำหรับประสิทธิภาพของโมดูล

ประการแรก ความแม่นยำในการตัดเซลล์แสงอาทิตย์มีความสำคัญอย่างมาก การตัดที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์อ่อนแอ ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของโมดูลลดลง ประการที่สอง กระบวนการบัดกรีเซลล์ก็มีความสำคัญเช่นกัน การบัดกรีที่ไม่ดีจะเพิ่มความต้านทานที่จุดสัมผัส ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานในระหว่างการส่งผ่านกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ การป้องกันโมดูล (Encapsulation) ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน วัสดุป้องกันที่มีคุณภาพ เช่น ฟิล์มอีวีเอ (EVA film) และแผ่นหลัง (backsheet) จะช่วยปกป้องเซลล์จากความเสียหายที่เกิดจากสภาพแวดล้อมภายนอก และรักษาประสิทธิภาพให้คงที่ในระยะยาว ในทางกลับกัน หากการประกอบวัสดุป้องกันไม่ได้มาตรฐาน โมดูลจะมีแนวโน้มรับความชื้นและฝุ่น ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพลดลง

ปัจจัยแวดล้อมภายนอก เช่น ตำแหน่งของดวงอาทิตย์และมุมของแสงอาทิตย์ มีผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์ด้วย เนื่องจากแผงโซลาร์ทำงานโดยการเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นเมื่อความเข้มของแสงอาทิตย์สูงขึ้นจะให้ผลลัพธ์ที่มากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความเข้มของแสงอาทิตย์นั้นถูกกำหนดและควบคุมโดยเขตภูมิศาสตร์ ฤดูกาล และแม้กระทั่งช่วงเวลาของวัน ตัวอย่างเช่น บริเวณเส้นศูนย์สูตร ความเข้มของแสงอาทิตย์จะเข้มข้นตลอดทั้งปี ดังนั้นประสิทธิภาพของแผงโซลาร์ในบริเวณนี้จึงสูงกว่า

มุมของแสงอาทิตย์ที่เอียงก็มีผลต่อประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน การดูดซับแสงจะเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อมุมของแสงอาทิตย์ตกกระทบในลักษณะตั้งฉาก หากมุมของแสงอาทิตย์เอียงมากเกินไป ประสิทธิภาพจะลดลงเนื่องจากแสงอาทิตย์สะท้อนออกไป ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซลาร์จึงควรปรับให้เหมาะสมกับมุมละติจูดของพื้นที่นั้นๆ

อุณหภูมิในการทำงาน

อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดจะให้ประสิทธิภาพสูงสุดตามที่แสดงไว้ด้านบน กลับกัน อุณหภูมิของโมดูลที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลต่อประสิทธิภาพในลักษณะของความลาดชัน ในเซลล์แสงอาทิตย์ อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความต้านทานภายใน ทำให้พลังงานสูญเสียมากขึ้น ในคำพูดแบบบ้านๆ สำหรับทุกๆ การเพิ่มขึ้น 1 องศาจากฐาน 25 องศา ประสิทธิภาพจะลดลงระหว่าง 0.3 ถึง 0.5 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นไม่ว่าอากาศจะนิ่งอย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพจะถูกคำนึงถึง นี่คือจุดสำคัญที่ควรพิจารณาร่วมกับระยะห่างของโมดูลในพื้นที่ที่ยังคงร้อนอยู่

ระดับมลภาวะและอายุการใช้งาน

โดยเฉพาะสิ่งกีดขวางที่แสดงถึงมลภาวะและโมดูลแสงอาทิตย์ รวมถึงโมดูลที่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของเวลาที่มีผลต่อระยะห่างของโมดูล

เมื่อเวลาผ่านไป ฝุ่น ใบไม้ และเศษวัสดุอื่น ๆ อาจทับถมบนพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์ สิ่งเหล่านี้จะบดบังแสงอาทิตย์บางส่วน ทำให้พลังงานที่เซลล์สามารถรับได้มีน้อยลง และลดประสิทธิภาพลงด้วย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวของแผงเป็นระยะ เพื่อรักษาการดูดซับแสงอาทิตย์ให้ได้ในระดับสูงสุด นอกจากนี้ เมื่อใช้งานไปนาน ๆ แผงโฟโตโวลเทอิกจะเสื่อมสภาพลงทีละน้อย วัสดุที่ใช้หุ้มแผงอาจแตกเปราะ เซลล์สามารถเกิดความเสียหาย และอาจเกิดปัญหาขัดข้องทางไฟฟ้าได้ แผงโซลาร์เซลล์คุณภาพดีสามารถใช้งานได้นานระหว่าง 25 ถึง 30 ปี อย่างไรก็ตาม หากขาดการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม ประสิทธิภาพก็จะลดลงอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะผ่านไปกี่ปีก็ตาม การตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอจะช่วยชะลอกระบวนการเสื่อมสภาพ และรักษาประสิทธิภาพของแผงไว้ได้