การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์แบบ Checkerboard ช่วยดูดซับพลังงาน 125%

การออกแบบแผงโซลาร์เซลล์ให้มีลายเส้นแบบ Checkerboard (ไม่ใช่ตารางหมากรุกเสียทีเดียว แต่ลักษณะคล้ายกับเส้นคู่ตัดกันไปเรื่อยๆ) และการลดน้ำหนักของแผงโซลาร์เซลล์นั้นช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้ถึง 125 เปอร์เซนต์เทียบกับลักษณะทั่วไปที่ใช้กัน

การทดลองนี้นำโดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยยอร์กร่วมกับ NOVA University of Lisbon – ที่มุ่งเน้นศึกษาว่าการออกแบบพื้นผิวที่แตกต่างกันส่งผลต่อการดูดซับแสงแดดในเซลล์แสงอาทิตย์อย่างไร โดยผลเบื้องต้นนักวิจัยกล่าวว่าการพัฒนาครั้งนี้อาจนำไปสู่การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่บางลงน้ำหนักเบาและยืดหยุ่นมากขึ้น เนื่องจากประสิทธิภาพในการดูดซับและผลิตแสงเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถใช้เพื่อจ่ายไฟให้บ้านเรือนได้มากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์พบว่าการออกแบบแผงโซลาร์เซลล์แบบ Checkerboard ช่วยปรับปรุงการเลี้ยวเบน ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าจะเป็นที่แสงจะถูกดูดซับ ที่ใช้ในการสร้างกระแสไฟฟ้า ทว่ากระบวนการควบคู่ที่ควรทำไปด้วยกันคือการปรับลดความหนาและน้ำหนักของแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้

เป็นผลให้ภาคพลังงานหมุนเวียนกำลังมองหาวัสดุใหม่ๆในการผลิต เพื่อเพิ่มการดูดซับแสงของโซลาร์เซลล์ในและมีน้ำหนักเบาลง ทั้งนี้ยังไม่มีขอบเขตของการหาวัสดุ แต่เริ่มมีการทดลองจากการหาวัสดุหลักเพื่อมาผลิตเป็นส่วนประกอบของแผงโซลาร์เซลล์ตั้งแต่กระเบื้องหลังคาไปจนถึงใบเรือที่มีน้ำหนักเบามาก ซึ่งอาจจะรวมไปถึงผ้าใบที่ใช้กางเต็นท์กันก็เป็นได้

Christian Schuster ด็อคเตอร์จากภาควิชาฟิสิกส์กล่าวว่า “เราพบเคล็ดลับง่ายๆในการเพิ่มการดูดซับเซลล์แสงอาทิตย์แบบบาง การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าแนวคิดของเราเทียบเทียมได้กับการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับจากการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น นอกเหนือจากนั้นยังสามารถดูดซับแสงได้ดีกว่าในที่ระนาบและแสงน้อยกว่า การออกแบบของเราสอดคล้องกับทุกหลักการที่เกี่ยวข้องของการดักจับแสงสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ โครงสร้างการกระจายแสงที่เรียบง่ายใช้งานได้จริงและยังโดดเด่น การออกแบบนี้นำเสนอศักยภาพการรวมเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับวัสดุที่บางและยืดหยุ่นได้มากขึ้น เพื่อสร้างโอกาสในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในผลิตภัณฑ์ต่างๆมากขึ้นในอนาคต

จากการศึกษาชี้ให้เห็นว่าหลักการออกแบบอาจมีผลไม่เพียงแต่ในภาคส่วนโซลาร์เซลล์โดยตรงหรือ LED เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้งานต่างๆที่เกี่ยวข้องเช่นแผงป้องกันเสียงรบกวนแผงกั้นลมพื้นผิวป้องกันการลื่นไถลการใช้งานทางชีวภาพและการระบายความร้อนอีกด้วย

Schuster ยังกล่าวเพิ่มเติมถึงหลักการที่ว่า การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นสิบเท่าด้วยวัสดุดูดซับในปริมาณเท่ากัน หากใช้โซลาร์เซลล์ที่บางกว่าเดิม 10 เท่า จะสามารถช่วยให้โซลาร์เซลล์ขยายตัวได้อย่างรวดเร็ว และเพิ่มการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ควบคู่กับลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงอย่างมาก

แผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปในปัจจุบันส่วนใหญ่มีวัตถุดิบหลักคือซิลิกอน ในปัจจัยของด้านความหนาของแผงโซลาร์เซลล์ ได้มีการนำมาทดลองกับโดยกลั่นวัตถุดิบซิลิกอนโดยให้ความหนาของเซลล์ซิลิกอนบางลง 10 เท่า ซึ่งผลลัพธ์ไม่เพียงแต่ช่วยลดความต้องการโรงกลั่น แต่ยังมีค่าใช้จ่ายต้นทุนที่น้อยลงด้วย ส่งผลให้ในระยะยาวช่วยให้เราเปลี่ยนไปสู่เศรษฐกิจที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้มากขึ้นอีกด้วย"

ข้อมูลจาก Department for Business, Energy & Industrial Strategy แสดงให้เห็นว่าพลังงานหมุนเวียนซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งคิดเป็น 47% ของการผลิตไฟฟ้าของสหราชอาณาจักรในช่วงสามเดือนแรกของปี 2020

• https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201008121326.htm
• https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2020/research/solar-panel-design-renewable-energy/
• https://reneweconomy.com.au/checkerboard-solar-cell-design-could-boost-output-and-make-panels-much-cheaper-70182/

Write a Review

Submit Review