ติดตั้ง โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

            สถานที่ในทะเลทรายมีอากาศร้อนสูงและความเข้มแสงที่สูง การใช้แผงโซล่าเซลล์ในการผลิตไฟฟ้าจึงสามารถทำได้ง่ายๆ แต่ก็ลืมไม่ได้ว่าถ้ามีอุณหภูมิสูงจะทำให้ประสิทธิภาพของแผงโซล่าเซลล์ลงลด ดังนั้น โซล่าเซลล์ในทะเลทราย ยังมีวิธีการหลากหลายในการที่จะผลิตไฟฟ้า แสงแดดกลางวันกลางทะเลทรายจึงเป็นสิ่งที่อันตรายแก่ตัวบุคคล กลางติดตั้งในเวลากลางวันจึงควรที่จะหลีกเลี่ยงมาทำความเข้าใจกับการติดตั้ง โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

             การใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในทะเลทรายเป็นมากขึ้น การเกิดปรากฏการณ์ของตลาดพลังงานสะอาดใหม่ทั่วโลกของโซล่าเซลล์ การประกันคุณภาพ พลังงานแสงอาทิตย์ยังได้รับการมีส่วนร่วมมากขึ้นในการจัดการคุณภาพและการตรวจสอบโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาค เช่น ละตินอเมริกา แอฟริกา และตะวันออกกลาง มีหลายสถานที่ และในเว็บไซต์หรือที่ใกล้กับทะเลทราย สภาพแวดล้อมภูมิอากาศทะเลทรายก่อให้เกิดความท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเครียดและทุกองค์ประกอบของระบบโซล่าเซลล์ ได้แก่ อินเวอร์เตอร์ ติดตั้งระบบ และโมดูลโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

สิ่งที่เป็นทะเลทราย?

             ในทางวิทยาศาสตร์นั้นมีคำจำกัดความที่แตกต่างกันหลายแห่งทะเลทรายคำนิยามง่าย ๆ คือเป็นภูมิภาคแห้งของดินแดนที่แห้งแล้งมีน้อยหรือไม่มีฝนพืชและสัตว์และมีเพียงไม่กี่คนที่อาศัยอยู่ที่มีประมาณ 35% ของพื้นผิวทวีปของโลกที่มีต่อทะเลทรายละเอียด ครอบคลุมกว่า 33 ล้านตารางกิโลเมตร

ปัญหาของแผงโซล่าเซลล์ในทะเลทราย

             ทะเลทรายที่กว้างใหญ่มหาศาลอาจถือสำหรับสิ่งที่ดีสำหรับโซล่าเซลล์ที่จำกัด โดยค่อนข้างชัดเจน ข้อจำกัดและปัญหาที่เกิดขึ้น

1 ) อุณหภูมิ : ให้สภาพภูมิอากาศที่รุนแรงและในทะเลทราย แล้วความร้อนที่ส่งไปยังโซล่าเซลล์ภายใต้สภาพอากาศที่อุณหภูมิสูง อาจก่อให้เกิดประสิทธิภาพที่ลดลงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ติดตั้งโซล่าในทะเลทรายที่มีอุณหภูมิที่สูง

2 ) เพิ่มทรัพยากรเพื่อลดผลกระทบต่อความร้อน ส่วนประกอบที่ไวต่อการกระตุ้นของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จากอินเวอร์เตอร์กับโมดูล – ต้องดีและมั่นคง ความเย็น ซึ่งจะต้องเพิ่มการลงทุนของทรัพยากร ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้แผงโซล่าเซลล์ในทะเลทราย โครงการนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการใช้น้ำ ซึ่งเป็นสินค้าราคาแพง แต่ในภูมิภาคดังกล่าวและท้าทายเพื่อการขนส่งระยะทางไกลมาก

3 ) ค่าใช้จ่ายการซ่อมบำรุงในทะเลทรายที่เกี่ยวข้องกับเวลาและอุปกรณ์ , ขับรถขึ้นค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาพืช ในการ ทำความสะอาดการบำรุงรักษาและความปลอดภัยที่โรงงานต้องใช้เจ้าหน้าที่ท้องถิ่นในโรงแรมซึ่งมีราคาแพง

โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

4 ) พายุทราย : พายุทรายที่จะเกิดขึ้นบ่อย เช่น ปักกิ่ง และเตหะราน การรวมกันของลมเป่าคมเม็ดทรายสามารถก่อให้เกิดการสกปรกและแม้กระทั่งความเสียหายแผงโซล่าเซลล์พอลิเมอร์คอมโพเนนต์ โดยเฉพาะ เช่น แบ็คชีท , เคลือบ บนกระจกที่ต้องสะท้อนไปยังด้านหน้าและสายเคเบิล นอกจากนี้ พายุทรายที่อยู่บนพื้นผิวโมดูล ( สกปรก ) ที่ต้องทำความสะอาดอีกครั้งซึ่งเน้นความต้องการการวางแผนซ่อมบำรุงที่มีประสิทธิภาพ

5 ) ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ : กาควบคุมการดำเนินงานและการบำรุงรักษาแต่ยังเป็นค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง นักพัฒนาโครงการและนักลงทุนมักจะเลือกที่จะมีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งในสามารถเข้าถึงพื้นที่ที่ไม่ไกลเกินไปจากพื้นที่ย่านชุมชนเมือง แทนในโดดเดี่ยวท่ามกลางทะเลทรายขนาดใหญ่ จึงออกจากส่วนขนาดใหญ่ของโลก ทะเลทรายที่ใช้ไม่ได้ นี้เป็นจริงยิ่งสำหรับทะเลทรายที่ห่างไกล เช่น ทวีปแอนตาร์ติกาซึ่งอยู่ไกลออกใหญ่ๆการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์

6 ) การเชื่อมต่อ : ร่วมกับทางภูมิศาสตร์ ข้อจำกัด กล่าวถึง ความท้าทายอื่นอยู่ กับการขนส่งของผลิตพลังงานที่มันต้องการ ตามความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ยิ่งห่างไกล เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ตั้งอยู่ห่างจากสถานที่จะจัดหาพลังงาน , ขนาดใหญ่ระบบเป็นสายเคเบิลเครือข่ายที่ต้องมีคุณภาพสูงเพื่อให้ขนส่งผ่านระยะทาง

7 ) ผลที่เกิดขึ้นในพืชและสัตว์ แม้ว่าพื้นที่ส่วนใหญ่จะเป็นช่องว่างในการรับรู้ซึ่งแทบไม่มีอะไรเติบโตและชีวิตยังหลายของโลกทะเลทรายเป็นบ้านของพืช นก และ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ที่มีความเชี่ยวชาญในการรับมือกับสภาวะรุนแรงและทำให้ภัยคุกคามของความแห้งแล้งในการตรวจสอบ พืชหลายชนิดมีวัฏจักรชีวิต  แต่ความเร็วสูงของการสืบพันธุ์ ในขณะที่สัตว์

โซล่าเซลล์ในทะเลทราย

8 ) ความซับซ้อนและเงื่อนไข: ทะเลทรายจะแน่นอนไม่ได้ทำเฉพาะของน้ำแข็งหรือทรายเนินทรายเพียงอย่างเดียว แต่สามารถรวมทั้งจะประกอบด้วยแห้งแล้งที่ดินหิน พวกที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่มีความต้องการที่เฉพาะเจาะจงในการติดตั้งอย่างเหมาะสมและปลอดภัยเป็นไปได้ทั้งหมดที่มีความต้องการที่เฉพาะเจาะจงในที่ปลอดภัยและเหมาะสม

9 ) ความเป็นอันตรายและค่าใช้จ่ายงานก่อสร้างก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในทะเลทรายคือความท้าทายมากขึ้น ไม่เพียงแต่จะต้องเดินทางเข้าไปในพื้นที่ที่วัสดุมากขึ้นและเข้าถึงได้มากขึ้นที่ห่างไกลพวกเขาจากเมือง แต่ยังมีงานก่อสร้างต้องทำงานภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงที่สามารถก่อให้เกิดความเสี่ยงที่ร้ายแรงทางการแพทย์

10 ) ความไม่มั่นคงทางการเมือง : หลายพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกที่ใกล้เขตเมืองใหญ่ในกระบวนการภูมิภาคมีแนวโน้มที่จะเกิดความไม่สงบทางการเมือง การคุกคามของการก่อการร้ายและสงคราม มันมีความเสี่ยงสูงมากในการลงทุนโดยรวม

โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์
โครงสร้างที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ รอยต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำที่ราคาถูกที่สุด และมีมากที่สุดบนโลก คือ ซิลิคอน จึงถูกนำมาสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ โดยนำซิลิคอนมาถลุง และผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ จนกระทั่งทำให้เป็นผลึก จากนั้นนำมาผ่านกระบวนการแพร่ซึมสารเจือปนเพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็น โดยเมื่อเติมสารเจือฟอสฟอรัส จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น (เพราะนำไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ) และเมื่อเติมสารเจือโบรอน จะเป็นสารกึ่งตัวนำชนิดพี (เพราะนำไฟฟ้าด้วยโฮลซึ่งมีประจุบวก) ดังนั้น เมื่อนำสารกึ่งตัวนำชนิดพีและเอ็นมาต่อกัน จะเกิดรอยต่อพีเอ็นขึ้น โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน อาจมีรูปร่างเป็นแผ่นวงกลมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัส ความหนา 200-400 ไมครอน (0.2-0.4 มม.) ผิวด้านรับแสงจะมีชั้นแพร่ซึมที่มีการนำไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าด้านหน้าที่รับแสง จะมีลักษณะคล้ายก้างปลาเพื่อให้ได้พื้นที่รับแสงมากที่สุด ส่วนขั้วไฟฟ้าด้านหลังเป็นขั้วโลหะเต็มพื้นผิว

หลักการทำงานทั่วไปของเซลล์แสงอาทิตย์

เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ จะเกิดการสร้างพาหะนำไฟฟ้าประจุลบและบวกขึ้น ได้แก่ อิเล็กตรอนและ โฮล โครงสร้างรอยต่อพีเอ็นจะทำหน้าที่สร้างสนามไฟฟ้าภายในเซลล์ เพื่อแยกพาหะนำไฟฟ้าชนิดอิเล็กตรอนไปที่ขั้วลบ และพาหะนำไฟฟ้าชนิดโฮลไปที่ขั้วบวก (ปกติที่ฐานจะใช้สารกึ่งตัวนำชนิดพี ขั้วไฟฟ้าด้านหลังจึงเป็นขั้วบวก ส่วนด้านรับแสงใช้สารกึ่งตัวนำชนิดเอ็น ขั้วไฟฟ้าจึงเป็นขั้วลบ) ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าแบบกระแสตรงที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง เมื่อต่อให้ครบวงจรไฟฟ้าจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลขึ้น

ขั้นตอนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

  • เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystal) หรือ Monocrystalline มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้
    1. นำซิลิคอนที่ถลุงได้มาหลอมเป็นของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 1400 °C แล้วดึงผลึกออกจากของเหลว โดยลดอุณหภูมิลงอย่างช้าๆ จนได้แท่งผลึกซิลิคอนเป็นของแข็ง แล้วนำมาตัดเป็นแว่นๆ
    2. นำผลึกซิลิคอนที่เป็นแว่น มาแพร่ซึมด้วยสารเจือปนต่างๆ เพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็นภายในเตาแพร่ซึมที่มีอุณหภูมิประมาณ 900-1000 °C แล้วนำไปทำชั้นต้านการสะท้อนแสงด้วยเตาออกซิเดชั่นที่มีอุณหภูมิสูง
    3. ทำขั้วไฟฟ้าสองด้านด้วยการฉาบไอโลหะภายใต้สุญญากาศ เมื่อเสร็จเรียบร้อยแล้วจะต้องนำไปทดสอบประสิทธิภาพด้วยแสงอาทิตย์เทียม และวัดหาคุณสมบัติทางไฟฟ้า
  • เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกรวม (Polycrystalline) มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้
    1. นำซิลิคอนที่ถลุงและหลอมละลายเป็นของเหลวแล้วมาเทลงในแบบพิมพ์ เมื่อซิลิคอนแข็งตัว จะได้เป็นแท่งซิลิคอนเป็นแบบผลึกรวม แล้วนำมาตัดเป็นแว่นๆ
    2. จากนั้นนำมาแพร่ซึมด้วยสารเจือปนต่างๆ และทำขั้วไฟฟ้าสองด้านด้วยวิธีการเช่นเดียวกับที่สร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนชนิดผลึกเดี่ยว
  • เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากที่ทำจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้
    1. ทำการแยกสลายก๊าซไซเลน (Silane Gas) ให้เป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอน โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่อง Plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) เป็นการผ่านก๊าซไซเลนเข้าไปในครอบแก้วที่มีขั้วไฟฟ้าความถี่สูง จะทำให้ก๊าซแยกสลายเกิดเป็นพลาสมา และอะตอมของซิลิคอนจะตกลงบนฐานหรือสแตนเลสสตีลที่วางอยู่ในครอบแก้ว เกิดเป็นฟิล์มบางขนาดไม่เกิน 1 ไมครอน (0.001 มม.)
    2. ขณะที่แยกสลายก๊าซไซเลน จะผสมก๊าซฟอสฟีนและไดโบเรนเข้าไปเป็นสารเจือปน เพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็นสำหรับใช้เป็นโครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์
    3. การทำขั้วไฟฟ้า มักใช้ขั้วไฟฟ้าโปร่งแสงที่ทำจาก ITO (Indium Tin Oxide)
  • เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากแกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ มีขั้นตอนการผลิต ดังนี้
    1. ขั้นตอนการปลูกชั้นผลึก ใช้เครื่องมือ คือ เตาปลูกชั้นผลึกจากสถานะของเหลว (LPE; Liquid Phase Epitaxy)
    2. ขั้นตอนการปลูกชั้นผลึกที่เป็นรอยต่อเอ็นพี ใช้เครื่องมือ คือ เครื่องปลูกชั้นผลึกด้วยลำโมเลกุล (MBE; Molecular Beam Epitaxy)

ลักษณะเด่นของเซลล์แสงอาทิตย์

ช่วยลดปัญหาการสะสมของก๊าซต่าง ๆ ในบรรยากาศ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไฮโดรคาร์บอน และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ ซึ่งเป็นผลจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจำพวกน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ล้วนแล้วแต่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เกิดปฏิกิริยาเรือนกระจก ทำให้โลกร้อนขึ้น เกิดฝนกรด และอากาศเป็นพิษ ฯลฯ

อ่านก่อนติดตั้งปั๊มน้ำโซล่าเซลล์ พลังงานแสงอาทิตย์

แนวทางการติดตั้งปั๊มน้ำโซล่าเซลล์ พลังงานแสงอาทิตย์  จะมีแนวทางในการพิจารณาถึงความเหมาะสมเพื่อเป็นแนวทางในเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงบประมาณและประสิทธิภาพที่ได้ด้วย

ปั๊มน้ำโซล่าเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์จะมีด้วยกัน 2 แบบ

1.ปั๊มน้ำแบบไฟฟ้ากระแสตรง DC Pump  จะสามารถรับอินพุทป้อนไฟเข้าได้ ทั้งแบบที่เป็นระบบไฟ DC  12V/24V/48V   หรือ  มากกว่านี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของโรงงานผู้ผลิต  จะมีรุ่นที่สามารถทำงานได้โดยตรงจากแผงโซล่าเซลล์หรือผ่านแบตเตอรี่ จะอยู่กับชนิดของมอเตอร์  การแบ่งชนิดมอเตอร์ตามโครงสร้างของชนิดมอเตอร์ปั๊มน้ำจะแบ่งได้ แบบมีแปลงถ่าน ซึ่งจะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าแบบกว่าแบบไม่ไมีแปลงถ่าน อาจมีการต้องเปลี่ยนแปลงถ่านตามอายุการใช้งาน ข้อคือ จะมีราคาไม่แพง ส่วนปั๊มน้ำดีซีโซล่าเซลล์มีแบบไม่มีแปลงถ่านอายุการใช้งานจะทน อายุการใช้งานที่นานกว่าปั๊มน้ำดีซีที่มีแปลงถ่าน Carbon  Black แต่ราคาก็จะสูงกว่า

2.ปั๊มน้ำแบบไฟฟ้ากระแสสลับ AC จะมีด้วยกัน แบบที่เป็น ไฟฟ้า 220VAC 1 phase  2 สาย, แบบ 220 vac  3 PHASE ,หรือ  380VAC 3 phase   การนำปั๊มน้ำแบบ AC ไปใช้กับระบบโซล่าเซลล์จำเป็นจะต้องมี Solar pumping inverter จะเป็นตัวแปลงไฟจากไฟฟ้าดีซีเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายไฟให้กับปั๊มน้ำที่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ  AC ได้

Bilge-pump-with-solar-pump

Diaphragm-pump-12V_24V