ร้อนๆ แบบนี้ต้องพลังงานแสงอาทิตย์

14 พฤษภาคม 2560 | โดย ดร.อดิสร เตือนตรานนท์
3,671

ดร.อดิสรพาไปทำความรู้ที่มาของ Hot Solar Cell เป็น 1 ใน 10 เทคโนโลยีมาแรงปี 2560 จากการจัดอันดับโดยนิตยสาร MIT Tech Review เรื่องราวการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับแผงโซลาร์เซลล์ในการเปลี่ยนความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า เพิ่มความหวังการใช้พลังงานหมุนเวียนสะอาด

เมื่อครั้งที่แล้วผมเล่าให้ฟังเกี่ยวกับโครงการ Brooklyn Microgrid นี้ก็ได้นำเทคโนโลยี Blockchain มาเป็นระบบธุรกรรมการซื้อขายไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดอยู่บนหลังคาบ้านด้วยกันเองภายในโครงข่ายไฟฟ้าได้เป็นผลสำเร็จ โดยเริ่มต้นที่นิวยอร์ค และคาดว่าจะได้ผลและขยายผลออกไปเป็นวงกว้างทั่วประเทศสหรัฐอเมริกาในอนาคต ดังนั้น พลังงานหมุนเวียนสะอาดจากพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีต้นทุนต่ำที่สุด และไม่ยุ่งยากต่อการใช้น้อยที่สุด เหมาะกับบ้านเรือนที่อยู่อาศัยมากที่สุด เมื่อเทียบกับพลังงานหมุนเวียนแบบอื่นๆ เช่น พลังงานลมจากกังหันลม มีปัญหาเรื่องข้อจำกัด ในบางพื้นที่ ไม่มีลมอย่างสม่ำเสมอพอ และเกิดปัญหาเรื่องความปลอดภัยและเสียงรบกวนได้

เมื่อปลายปีที่แล้ว Elon Musk เจ้าของบริษัท Solar City และ Tesla ได้เปิดตัว Solar Tile หรือ กระเบื้องหลังคาโซลาร์เซลล์ที่สวยงามและแข็งแรงทนทาน มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป (ประมาณร้อยละ 98) โดยร่วมกับบริษัท3M ในการเคลือบผิวของกระเบื้องเพื่อช่วยเก็บพลังงานให้ได้มากที่สุด

อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ที่ประสิทธิภาพสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 25-30% ดังนั้น นักวิจัยยังไม่หยุดที่จะค้นคว้าหาเทคโนโลยีและวัสดุสมัยใหม่แบบใหม่ๆ ที่จะช่วยทำให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงขึ้นกว่านี้อีก หนึ่งในแนวคิดที่จะเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงกว่าปัจจุบันนี้ คือ นอกจากแปลงพลังงานแสงมาเป็นไฟฟ้าแล้ว ต้องแปลงพลังงานความร้อนที่สูญเสียเปล่ามาด้วย นักวิจัยจาก MIT ได้คิดค้นเทคโนโลยีที่เรียกว่า Solar Thermophotovoltaics โดยการแปลงพลังงานความร้อนกลับมาเป็นพลังงานแสงอีกครั้งแต่ให้อยู่ในย่านสเปกตรัมที่เซลแสงอาทิตย์ตอบสนองเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ดีที่สุด

เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป จะแปลงพลังงานแสงได้ในย่านความถี่ที่ตามองเห็นช่วงสีม่วงถึงสีแดงเท่านั้น ตามทฤษฎีจึงมีข้อจำกัด ทำให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดอยู่ที่ร้อยละ 32 เท่านั้น กุญแจหลักที่สำคัญของเทคโนโลยีใหม่นี้ คือ ส่วนที่เรียกว่า Absorber-Emitter ที่ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานแสงเป็นความร้อน ทำจากวัสดุท่อนาโนคาร์บอนสีดำที่ดูดซับแสงได้ดีถึง 1,000 องศาเซลเซียส แล้วถ่ายพลังงานความร้อนไปยังขั้นของผลึกคริสตัล (Photonic Crystal) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกำเนิดแสงในย่านที่เซลล์แสงอาทิตย์ทำงานได้ดีที่สุด โดยมีชั้นของตัวกรองแสง สะท้อนแสงในย่านที่ไม่มีประสิทธิภาพกลับไปเป็นความร้อน เกิดการนำกลับไปแปลงเป็นพลังงานแสงใหม่อีกครั้ง หรืออาจจะนำไปกักเก็บในรูปแบบพลังงานความร้อนเพื่อไปผลิตไฟฟ้าด้วยวิธีการอื่นๆ ต่อไป

ล่าสุด นิตยสาร MIT Tech Review ได้จัดอันดับ 10 เทคโนโลยีมาแรงแห่งปี 2017 นี้ ได้ยกย่องเทคโนโลยี Hot Solar Cell นี้ให้เป็นหนึ่งในนั้นด้วย ดังนั้น ในอนาคตเพียงเราเพิ่มชั้นนี้ให้กับเซลล์แสงอาทิตย์ที่เราติดตั้งอยู่แล้ว ก็จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแผงให้สูงกว่าเดิมได้อีก สักวันหนึ่งหวังว่าเราจะเลิกคิดสร้างโรงไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล มาใช้พลังงานหมุนเวียนสะอาดกันเถอะครับ

*บทความโดย ดร.อดิสร เตือนตรานนท์ ที่ปรึกษาสำนักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ และผู้อำนวยการ ศูนย์นวัตกรรมการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ เนคเทค

แชร์ข่าว :
Tags:

i-Newspaperดูทั้งหมด

งัดม.44ปลดล็อคลงทุนอีอีซี

คอลัมน์อื่นๆ