พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) หมายถึง พลังงานปริมาณมหาศาลที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear Fusion) บนดวงอาทิตย์ พลังงานในลักษณะต่าง ๆ ที่ปลดปล่อยออกมาจากแก่นกลางของดาวฤกษ์ ทั้งพลังงานความร้อน แสงสว่าง รังสี หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) และอนุภาค ซึ่งเดินทางหลายล้านกิโลเมตรผ่านห้วงอวกาศอันมืดมิดมายังโลก จนกลายเป็นแหล่งกำเนิดของพลังงานมากมายที่ทำการขับเคลื่อนวัฏจักรน้ำและการหมุนเวียนของสสาร รวมถึงเป็นต้นกำเนิดของสายธารแห่งชีวิตบนโลกใบนี้
มนุษย์นำพลังงานจากดวงอาทิตย์มาประยุกต์ใช้ในหลากหลายด้านตั้งแต่ยุคบรรพกาล ทั้งการนำมาใช้ประโยชน์โดยตรงในเรื่องการถนอมอาหาร การสร้างความอบอุ่นแก่ร่างกาย หรือประยุกต์นำแสงสว่างของดวงอาทิตย์เพื่อใช้กำหนดวันเวลาและทิศทาง
ในปัจจุบัน ด้วยเทคโนโลยีและนวัตกรรมต่าง ๆ พัฒนาอย่างก้าวกระโดด พร้อมกับความต้องการการใช้พลังงานของมนุษย์ที่เพิ่มสูงขึ้นทุกปี และปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิง หรือพลังงานรูปแบบดั้งเดิมจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel) ที่มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์กลายมาเป็นอีกหนึ่งพลังงานทางเลือกที่มีศักยภาพสูง จนเกิดการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อนำพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่อย่างไม่จำกัด (Renewable Energy) มาใช้ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด
หรือพลังงานรูปแบบดั้งเดิมจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel) ที่มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์กลายมาเป็นอีกหนึ่งพลังงานทางเลือกที่มีศักยภาพสูง จนเกิดการพัฒนาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อนำพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่อย่างไม่จำกัด (Renewable Energy) มาใช้ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด
1. พลังงานจากแสงอาทิตย์ หมายถึง การนำพลังงานที่เกิดจากแสงของดวงอาทิตย์มาใช้งาน ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ คือ
– การใช้ประโยชน์ทางตรง (Active Solar Energy/System) ผ่านการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อน โดยอาศัยอุปกรณ์ต่าง ๆ อย่างเช่น การใช้เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell/Photovoltaic Cell) ที่จับรังสีของแสงอาทิตย์ที่มีอนุภาคหรือประจุไฟฟ้ามาไว้ในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่เป็นตัวกลางในการเปลี่ยนอนุภาคเหล่านี้เป็นกระแสไฟฟ้าหรือการใช้เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar Thermal Electric System/Concentrating Solar Power) ที่ใช้กระบวนการความร้อน (Thermal Process) ในการผลิตกระแสไฟฟ้า รวมไปถึงการผลิตน้ำร้อนหรือความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar Heating)
– การใช้ประโยชน์ทางอ้อม (Passive Solar Energy/System) คือ การนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์ตามธรรมชาติ โดยผ่านการออกแบบทางเทคนิคและกลยุทธ์ต่าง ๆ (Solar Architecture) เช่น การออกแบบอาคาร จัดวางลักษณะพื้นที่ รวมไปถึงการกำหนดส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมหรือภูมิทัศน์ต่าง ๆ ที่สามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งวัสดุที่มีคุณสมบัติกระจายแสงหรือการออกแบบพื้นที่ว่างให้อากาศสามารถหมุนเวียนถ่ายเทตามธรรมชาติ
2. พลังงานจากความร้อนของดวงอาทิตย์ หมายถึง ความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ก่อให้เกิดพลังงานในลักษณะอื่นบนโลก เช่น พลังงานลม พลังงานน้ำ และพลังงานจากคลื่นสมุทร เป็นต้น
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกของโลก เป็นพลังงานที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษในระหว่างการเปลี่ยนรูปพลังงาน ต่อทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังเป็นพลังงานที่มีปริมาณมหาศาลในทุก ๆ พื้นที่ที่ได้รับแสงอาทิตย์บนโลก จึงง่ายต่อการเข้าถึงและนำมาใช้ประโยชน์
อย่างไรก็ตาม พลังงานแสงอาทิตย์มีผลผลิตไม่ค่อยสม่ำเสมอ เนื่องจากโลกได้รับแสงอาทิตย์ในเวลาจำกัดตามรอบวัน ดังนั้น เวลาการใช้งานเฉลี่ยจึงอยู่ไม่เกิน 8 ชั่วโมงต่อวัน อีกทั้ง มนุษย์ยังไม่สามารถควบคุมปัจจัยต่าง ๆ ที่ส่งผลต่อพลังงานนี้ได้อย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะความแปรปรวนของสภาพอากาศที่ส่งผลโดยตรงต่อความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์
นอกจากนี้ การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ต้องอาศัยอุปกรณ์หลายส่วนและพื้นที่บริเวณกว้าง (หากต้องการผลิตพลังงานปริมาณมาก) ดังนั้น จึงมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนและดูแลรักษาค่อนข้างสูงอยู่ตลอดเวลา แม้จะไม่ก่อให้เกิดมลพิษในกระบวนการผลิต แต่แผงเซลล์แสงอาทิตย์นับเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Waste) ที่ต้องถูกจัดการอย่างเหมาะสม เมื่อหมดอายุการใช้งาน เพื่อไม่ก่อให้เกิดมลพิษและอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย
ข้อมูลอ้างอิง
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/solar-energy/
http://www.energyvision.co.th/14406844/พลังงานแสงอาทิตย์
http://elearning.psru.ac.th/courses/91/บทที่%205%20พลังงานแสงอาทิตย์.pdf
http://www.eppo.go.th/images/Power/renewable-energy/19.pdf