หลายทศวรรษที่ผ่านมา มีการตื่นตัวในการนำพลังงานทดแทน หรือ Renewable Energy มาใช้ โดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ โซล่าเซลล์ ซึ่งมีการพัฒนาเทคโนโลยี ทำให้โซล่าเซลล์สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้
มากขึ้นและต้นทุนถูกลง
จะสวนทางกับการใช้พลังงานจากฟอสซิล คือ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน
ที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรมรถยนต์ ขนส่ง และใช้ในการผลิตไฟฟ้า
หลักการทำงานของโซล่าเซลล์
คือ การเปลี่ยนจากพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้า
ภายใต้ปรากฎการณ์ที่เรียกว่า โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic)
ซึ่งเป็นการทำงานของชั้นซิลิคอนสารกึ่งตัวนำ หรือ Semiconductor
ในตัวโซล่าเซลล์จะมีอยู่ 2 ชั้น ชั้นบนจะเป็นซิลิคอนหรือสารกึ่งตัวนำที่มีประจุเกิน ส่วนชั้นล่างจะเป็นซิลิคอนที่มีการเจือสารปนลงไป เพื่อให้อยู่สภาวะประจุขาด โดยระหว่างกลางจะมีฉนวนกันไว้ ซึ่ง 2 ชั้นนี้จะอยู่ห่างกันและอยู่ในสภาวะที่ไม่สมดุล
เมื่อแสงส่องลงมาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะมีอนุภาคของ Photon ซึ่งจะกระทบกับซิลิคอนชั้นบน
ทำให้เกิดประจุออกมาไปที่ชั้นที่มีประจุขาด
ดังนั้นเมื่อต่อสายไฟที่โซล่าเซลล์ 2 ชั้นนี้ จะเกิดกระแสไฟฟ้าที่สามารถนำไปใช้งาน หรือทำหน้าที่เหมือนแบตเตอรี่
ประวัติการเริ่มใช้โซล่าเซลล์
ปี 1954
โซล่าเซลล์ที่เกิดขึ้นมาครั้งแรก โดยทาง Bell Labs มีการใช้ซิลิคอนในการทำโซล่าเซลล์
แต่ประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้าทำได้เพียงแค่ 6% และไม่เป็นที่แพร่หลาย เป็นเพราะต้นทุน
ในการผลิตพลังงานไฟฟ้ามีราคาสูงอยู่ที่ 300 USD/1 watt หรือ 9,000 กว่าบาท /1 watt
ปี 1960
ทางองค์การนาซา (NASA) มองว่าการที่จะส่งดาวเทียมหรือทำสถานีอวกาศขึ้นมา
จะต้องมีแหล่งผลิตไฟฟ้าหรือพลังงาน จึงเลือกที่จะใช้โซล่าเซลล์เพราะมีความเหมาะสมมากที่สุด
เนื่องจากดาวเทียมหรือสถานีอวกาศที่อยู่นอกโลกจะอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุด จึงมีการพัฒนาโซล่าเซลล์
ให้มีประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้ามากขึ้นจากเดิมอยู่ที่ 6% เป็น 14% รวมทั้งเพิ่มคุณสมบัติ
เพื่อให้สามารถอยู่ในอวกาศได้ ส่งผลให้ต้นทุนของโซล่าเซลล์ในเวลานั้นสูงถึงอยู่ที่ 100,000 USD/1 watt
หรือตีเป็นเงินไทยอยู่ที่ 3 ล้านบาท/1 watt
ทั้งนี้ นาซาถือว่าเป็นผู้ยกระดับการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตโซล่าเซลล์ขึ้นไปอีกระดับหนึ่ง
ปี 1970 - 80
มีการพยายามผลักดันการนำโซล่าเซลล์มาใช้ตามบ้านให้ได้ แต่ด้วยต้นทุนที่ยังสูงอยู่
โดยมีการวิจัยวัสดุแบบใหม่ที่จะสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการใช้โพลีคริสตันไลน์ (polycrystalline.p-Si) ครั้งแรก หรือกระทั่งสารที่นำมาใช้ในโซล่าเซลล์ที่อยู่ในรูปแบบของ Film
ในยุคนั้นสามารถพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ในปริมาณที่มากขึ้นและราคาต้นทุนที่ต่ำลง
ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตของโซล่าเซลล์ในช่วงนั้นจะอยู่ที่ 50 – 100 USD/1 watt หรือ 1.5 – 3 พันบาท/1 watt
ปี 1990 – 2000
เป็นช่วงเวลาที่เริ่มนำโซล่าเซลล์มาใช้ตามครัวเรือน เพราะต้นทุนถูกลงถึง 10 เท่า
ในช่วงเวลานี้มีการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้าของโซล่าเซลล์อย่างมาก โดยเฉพาะเทคโนโลยี
ในการพัฒนาวัสดุ มีการนำวัสดุและกระบวนการผลิตแบบใหม่ ๆ มาใช้ ไม่ว่าจะเป็น ซิลิคอนแบบหลายผลึก
เทคโนโยลีโซล่าเซลล์แบบฟิล์ม คือ แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride), คอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) และแกลเลี่ยม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide) เป็นต้น
ซึ่งจากความก้าวหน้าที่เกิดขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนของโซล่าเซลล์ถูกลงจนประชาชนสามารถจับต้องได้มากขึ้น
ราคาของโซล่าเซลล์อยู่ที่ประมาณ 5 -10 USD/1 watt หรือ 150 – 300 บาท/1 watt จึงเป็นแรงจูงใจให้
ภาคประชาชนหรือภาคครัวเรือนเริ่มมีการนำมาใช้มากขึ้น
จะเห็นว่าตั้งปี 1954 ที่มีการนำโซล่าเซลล์มาใช้ในครั้งแรกจากต้นทุนที่สูงและประสิทธิภาพในการผลิต
พลังงานไฟฟ้าที่ได้ปริมาณน้อยที่ 6% ราคาอยู่ที่ 300 USD / 1 watt จนกระทั่งถึงปี 2000 การวิวัฒนาการพัฒนาประสิทธิภาพวัสดุและ เทคโนโลยีการผลิต ส่งผลให้ต้นทุนในการผลิตถูกลงเหลือประมาณ 5 – 10 USD/1 watt
ต้นทุนถูกลงมากกว่า 20 เท่า แต่ในขณะเดียวกันหลายคนมองว่าโซล่าเซลล์ยังคงมีราคาแพงและยังไม่ถึงการนำมาใช้อย่างแพร่หลาย
เกิดจุดเปลี่ยนที่สำคัญในปี 2008 ที่ราคาของโซล่าเซลล์ถูกลงแบบก้าวกระโดด จากการเกิดวิกฤตเศรษฐกิจ Subprime ทำให้กำลังซื้อของทั่วโลกถดถอย
ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับโซล่าเซลล์อย่างไร ต้องขอเล่าย้อนก่อนปี 2008 ตั้งแต่ช่วงประมาณปี 2000 เป็นต้นมา
หลายประเทศได้ให้ความสำคัญการพัฒนาอุตสาหกรรมใหม่อย่างโซล่าเซลล์ ซึ่งถูกมองว่าจะเป็นอุตสาหกรรมอนาคตของโลก ที่จะช่วยให้อุตสาหกรรมภายในประเทศเติบโต
ประเทศมหาอำนาจที่ประสบความสำเร็จ คือ ประเทศจีน ที่สามารถติด 10 อันดับแรกผู้ผลิตโซล่าเซลล์รายใหญ่
สามารถแซงประเทศสหรัฐอเมริกา เยอรมัน และญี่ปุ่น และได้ทำการผลิตโซล่าเซลล์เป็นจำนวนมาก
ก่อนที่จะเกิดวิกฤตเศรษฐกิจ ซึ่งความต้องการในช่วงนั้นยังคงอยู่ในระดับสูง สามารถทำการปล่อยสินเชื่อบ้าน
และการซื้อบ้านที่ติดโซล่าเซลล์ได้เป็นจำนวนมาก
จนกระทั้งในปี 2008 เกิดวิกฤต Subprime ทำให้สถาบันการเงินล้ม คนเป็นหนี้จำนวนมากจนไม่มีกำลังใช้จ่าย ส่งผลให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าลดลงและความต้องการใช้โซล่าเซลล์หดตัว
ส่งผลกระทบต่อโซล่าเซลล์ของประเทศจีนที่ทางรัฐบาลได้ลงทุนปล่อยสินเชื่อดอกเบี้ยแพง แต่ไม่สามารถจำหน่ายออกไปได้ ทำให้มีสินค้าคงค้างสต๊อกจำนวนมาก
จนกระทั่งปี 2011 ทางบริษัทโรงงานโซล่าเซลล์ในประเทศจีนจะต้องทำการระบายสต๊อกโดยการลดราคาลง 50% ประกอบการจากการที่ประเทศจันได้ลงทุนไปแล้วจะต้องเดินหน้าอย่างเดียว
ดังนั้นสิ่งที่จะทำให้บริษัทโซล่าเซลล์อยู่รอด จึงต้องเร่งพัฒนาการวิจัยเพื่อลดต้นทุนในการผลิตโซล่าเซลล์หรือแผงโซล่าเซลล์ให้ต้นทุนถูกลงเท่ากับราคาขายที่ลดลง ทั้งในเรื่องของเทคโนโลยีการผลิต วัสดุที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ในปริมาณที่มากขึ้น ส่งผลให้ประเทศจีนเป็นผู้ผลิตโซล่าเซลล์ในราคาที่ถูกที่สุดในโลก ณ เวลานี้
ซึ่งราคาของต้นทุนโซล่าเซลล์ของประเทศจีนอยู่ที่ 0.2 USD/1 watt หรือตีเป็นเงินไทยประมาณ
6 บาทกว่า ๆ/1 watt เท่านั้น ทำให้บริษัทโซล่าเซลล์ของจีนสามารถอยู่รอดได้จนถึงปัจจุบัน
เหตุผลที่ค่าไฟแพงจากการใช้พลังงานโซล่าเซลล์
จากที่เทคโนโลยีของโซล่าเซลล์ถูกลง ผู้ผลิตไฟฟ้าเริ่มหันมาผลิตไฟฟ้าจากโซล่าฟาร์มมากขึ้น ถึงขนาดที่
ทาง Bloomberg NEW ENERGY FINANCE (BNEF) บอกว่าในอีก 30 ปีข้างหน้า จำนวนครึ่งหนึ่งของโรงไฟฟ้า
บนโลกจะเปลี่ยนเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ และต้นทุนของโรงงานที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์จะทยอย
ลดลงจนถึง 85% ในอีก 10 กว่าปีข้างหน้า
ถ้ามองย้อนกลับไปในปี 2010 จนถึงปัจจุบัน ต้นทุนการผลิตพลังงานไฟฟ้าของโซล่าเซลล์จากจำนวนเงิน
100บาท จะลดลงเหลือ 15 บาทในปัจจุบัน แต่สิ่งที่ทำให้ค่าไฟมีราคาแพงมาจากระบบการส่งไฟฟ้า
ส่วนใหญ่จะผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานฟอสซิลจำพวกน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ โดยจะนำถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติมาต้มบอยเลอร์ จากนั้นตัวบอยเลอร์จะปั่นเป็นพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นข้อดีของการใช้พลังงาน
ฟอสซิลจะสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เสถียรและเท่ากัน รวมทั้งระบบส่งไฟฟ้ามีความเสถียรตลอด
แต่เมื่อเปลี่ยนมาใช้พลังงานทางเลือกอย่าง โซล่าฟาร์ม ซึ่งมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เสถียรหรือเท่ากันเท่ากับพลังงานฟอสซิล โดยจะขึ้นอยู่กับแสงแดดสภาพแวดล้อม เพราะฉะนั้นจะต้องมีการลงทุน
โครงสร้างเพื่อรองรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบไม่เสถียร ยกตัวอย่าง รัฐแคลิฟอร์เนียเป็นรัฐที่ใช้โซล่าเซลล์
มากที่สุดในโลก จึงต้องมีการเก็บค่าไฟในราคาแพง จากการลงทุนในเรื่องของแบตเตอรี่การกักเก็บพลังงานไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์
เพราะฉะนั้นการลงทุนไฟฟ้าในช่วงแรกสำหรับพลังงานโซล่าเซลล์จะมีราคาสูง แต่ราคาจะทยอยลดลง
เมื่อมีการใช้ในระยะยาว ซึ่งการใช้พลังงานฟอสซิลในการผลิตพลังงานไฟฟ้ามาหลายสิบปีแล้วต้นทุนราคาถูกลง
แต่ในยุคใหม่นี้ที่โซล่าเซลล์มีราคาถูกลงและสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้อย่างยั่งยืนมากกว่า แม้ว่าการลงทุนในช่วงแรกจะใช้ต้นทุนจำนวนมากแต่จะถูกลงในอนาคตข้างหน้า
สรุป ใกล้อวสานพลังงานฟอสซิลเมื่อโซล่าเซลล์สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ในต้นทุนที่ถูกกว่า 2 เท่า
ที่กำลังจะเกิดขึ้น จะเห็นได้จากการริเริ่มการนำโซล่าเซลล์มาใช้จนมาถึงในปัจจุบัน การวิวัฒนาการของเทคโนโลยี
การพัฒนาวัสดุ ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้าของโซล่าเซลล์ดีขึ้น แถมเทคโนโลยีในการผลิตช่วยให้สามารถผลิตโซล่าเซลล์ได้ในราคาที่ถูกลงเมื่อเปรียบเทียบกับอดีต โดยในปัจจุบันต้นทุนได้ลดลงมาเกือบ 100 เท่า เป็นราคาที่สามารถจับต้องได้มากขึ้น
ประกอบกับความต้องการใช้ไฟฟ้าในปัจจุบันสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง จากการใช้รถยนต์ไฟฟ้าที่ส่งผลให้ราคาค่าไฟสูงขึ้น ดังนั้นภาคครัวเรือนจะหันมาติดโซล่าเซลล์มากขึ้น และส่วนโรงไฟฟ้าจะใช้พลังงานสะอาดจากโซล่าเซลล์
เพิ่มมากขึ้นเช่นเดียวกัน ที่เห็นได้อย่างชัดเจนจากประเทศที่ส่งออกน้ำมันตะวันออกกลางที่หันมาใช้โซล่าเซลล์
เพื่อความยั่งยืน
คุณสามารถดูเรื่องราวได้จากคลิปด้านล่างนี้ และถ้าหากคุณชอบคลิปนี้ขอฝากกดLIKE กด SHARE
กด SUBSCRIBE และกดกระดิ่งเพื่อเป็นกำลังใจให้กับพวกเราด้วยนะครับ
