แผงโซลาร์เซลล์ไฮบริดจัดเก็บพลังงานเหมือนแบตเตอรี่

 

ในช่วงเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานที่กำลังดำเนินอยู่นี้ พลังงานแสงอาทิตย์มีความสำคัญอย่างยิ่ง แต่ยังคงเผชิญกับอุปสรรคต่างๆ เช่น ความไม่ต่อเนื่องและความต้องการพลังงานที่ผันผวน ระบบโฟโตวอลตาอิค (PV) แบบดั้งเดิมประสบปัญหาเหล่านี้เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพและความทนทานลดลง แม้ว่าแบตเตอรี่จะเป็นโซลูชันหลักสำหรับการกักเก็บพลังงาน แต่แบตเตอรี่มักจะพึ่งพาวัสดุที่ไม่ยั่งยืน ทีมวิจัยซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ Kasper Moth-Poulsen จาก Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) ได้พัฒนาอุปกรณ์ไฮบริดใหม่ที่จะเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ได้

นวัตกรรมดังกล่าวผสมผสานเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอนมาตรฐานเข้ากับระบบกักเก็บพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบโมเลกุล (MOST) ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่เทคโนโลยีเหล่านี้ถูกผสานเข้าเป็นอุปกรณ์เดียว ระบบไฮบริดช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าได้ในขณะที่กักเก็บพลังงานไว้ใช้ในภายหลัง นอกจากนี้ยังช่วยระบายความร้อนให้กับเซลล์แสงอาทิตย์ ช่วยป้องกันการสูญเสียประสิทธิภาพอันเนื่องมาจากความร้อน

ระบบ MOST ทำงานอย่างไร

ระบบ MOST ใช้โมเลกุลอินทรีย์ที่จับโฟตอนพลังงานสูงจากแสงอาทิตย์เพื่อกักเก็บพลังงานไว้ในรูปแบบทางเคมี โมเลกุลเหล่านี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวกรองแสง ป้องกันไม่ให้ความร้อนส่วนเกินเข้าถึงเซลล์แสงอาทิตย์ โดยปิดกั้นความยาวคลื่นแสงบางส่วน ทำให้ระบบเย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพ พลังงานที่กักเก็บสามารถปลดปล่อยออกมาได้ในภายหลังเมื่อจำเป็น ทำให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนแบตเตอรี่แบบเดิม

ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการหนึ่งของ MOST คือการพึ่งพาธาตุต่างๆ จำนวนมาก เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน ทำให้เป็นโซลูชันที่ยั่งยืนมากกว่าวัสดุที่มักใช้ในแบตเตอรี่

นักวิจัย Helen Hölzel ทำงานที่ห้องทดลอง MOST ที่ UPC เครดิต: Paulius Baronas/UPC

ความท้าทายของวัสดุแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม

แม้ว่าแบตเตอรี่จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อกักเก็บพลังงาน แต่แบตเตอรี่จำนวนมากก็ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ก่อให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนต้องการโลหะหายาก เช่น โคบอลต์ ลิเธียม และนิกเกิล ซึ่งไม่เพียงแต่มีปริมาณจำกัดเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการขุดที่อาจสร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมและมีปัญหาทางจริยธรรม การสกัดวัสดุเหล่านี้มักส่งผลให้เกิดการรบกวนระบบนิเวศอย่างมีนัยสำคัญ และทำให้เกิดข้อกังวลเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติด้านแรงงานในพื้นที่ขุด นอกจากนี้ การรีไซเคิลแบตเตอรี่เหล่านี้ยังมีความท้าทาย ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาการจัดการขยะ ในทางกลับกัน ระบบ MOST นำเสนอทางเลือกที่ยั่งยืนกว่าโดยใช้องค์ประกอบที่มีอยู่ทั่วไปและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน

การแก้ไขปัญหาความร้อนสูงเกินไป

ความร้อนสูงเกินไปเป็นปัญหาสำคัญในระบบโฟโตวอลตาอิก ซึ่งเซลล์จะดูดซับไม่เพียงแต่แสงที่มองเห็นได้ซึ่งสร้างไฟฟ้า แต่ยังรวมถึงความร้อนส่วนเกินจากสเปกตรัมอินฟราเรดด้วย การสะสมความร้อนดังกล่าวสามารถลดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าภายในเซลล์แสงอาทิตย์ ส่งผลให้ผลผลิตพลังงานลดลง นอกจากนี้ ความร้อนที่สูงเกินไปอาจทำให้วัสดุที่ใช้ในระบบ PV เสื่อมสภาพลงตามกาลเวลา ทำให้มีอายุการใช้งานสั้นลง ด้วยการผสานระบบ MOST อุปกรณ์ไฮบริดใหม่นี้จะทำหน้าที่เป็นตัวกรองแสง โดยบล็อกความยาวคลื่นที่ก่อให้เกิดความร้อนอย่างเลือกสรร ในขณะที่ยังคงให้พลังงานที่จำเป็นในการผลิตไฟฟ้าได้ ด้วยเหตุนี้ ระบบจึงสามารถระบายความร้อนให้กับเซลล์ PV ได้ ซึ่งช่วยป้องกันอุณหภูมิที่พุ่งสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะขัดขวางประสิทธิภาพการทำงาน

lสำหรับใครทีต้องการติดตั้งโซล่าเซลล์ หรือรับติดตั้งโซล่าเซลล์ สามารถที่จะติดตั้งโซลาเซลล์ได้ที่นี้

อ่านบทความเกี่ยวกับการติดตั้งโซล่าเซลล์
ติดตั้งโซล่าเซลล์ กับเหตุผลที่คุ้ม ไม่ต้องจ่ายค่าไฟ “เเพง”
บริษัทรับเหมาติดตั้งโซล่าเซลล์ ที่ไหนดี
ข้อดีของการติดตั้งโซล่าเซลล์
ติดตั้งโซล่าเซลล์ดีไหมCheckข้อดีข้อเสียและวิธีเลือกบริษัทติดตั้งอย่างไรดี