ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์
ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์คือการวัดปริมาณแสงแดด (การฉายรังสี) ที่ตกลงบนพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์และถูกแปลงเป็นไฟฟ้า เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทำให้ประสิทธิภาพการแปลงแผงโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นจาก 15% เป็นมากกว่า 20% ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมากนี้ส่งผลให้กำลังผลิตไฟฟ้าของแผงขนาดมาตรฐานเพิ่มขึ้นจาก 250W เป็น 370W
ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์แบ่งเป็น 2 แบบ แบบแรกคือประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์เดี่ยวๆ ซึ่งประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ (PV cell) ขึ้นอยู่กับการออกแบบชนิดของเซลล์และประเภทซิลิกอน และ ประสิทธิภาพแบบที่สองคือประสิทธิภาพโดยรวมของแผงเมื่อนำเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบเป็นแผง (PV module, Photovoltaic module) ซึ่งประสิทธิภาพจะขึ้นอยู่กับวิธีการการจัดวางเซลล์แสงอาทิตย์ การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ และขนาดแผง
ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ (PV cell)
ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับโครงสร้างเซลล์และวัสดุซิลิกอนพื้นฐานที่ใช้ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นประเภท P หรือ N ประสิทธิภาพเซลล์คำนวณออกมาเป็น Fill Factor (FF) ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ในสภาวะการทำงานที่แรงดันและกระแสไฟเหมาะสมที่สุด
การออกแบบเซลล์เป็นอีกปัจจัยสำคัญต่อประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ เทคนิคการออกแบบเซลล์ที่เป็นที่นิยมกันในปัจจุบัน ได้แก่ multiple busbars (MBB) และ passivation type (PERC) โดยปัจจุบัน เซลล์ชนิด Interdigitated Back Contact cells (IBC) เป็นเซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด (20-22%) เนื่องจากมีเซลล์ซิลิกอนชนิด N ที่มีความบริสุทธิ์สูง และไม่มีการสูญเสียจากเงาของบัสบาร์ อย่างไรก็ตาม เซลล์ PERC แบบโมโนล่าสุดที่มีเทคโนโลยี MBB และเซลล์ heterojunction (HJT) ล่าสุดก็มีประสิทธิภาพในระดับที่สูงกว่า 20% แล้วเช่นกัน
ประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV module)
ประสิทธิภาพโดยรวมของแผงจะถูกวัดภายใต้สภาวะการทดสอบมาตรฐาน (Standard Test Condition: STC) โดยอิงจากอุณหภูมิของเซลล์ 25 °C การฉายรังสีแสงอาทิตย์ 1000W/m2 และมวลอากาศ 1.5 ประสิทธิภาพ (%) ของแผงคำนวณจากระดับพลังงานสูงสุด (W) ที่ STC หารด้วยพื้นที่แผงทั้งหมดเป็นเมตร
ประสิทธิภาพของแผงโดยรวมอาจได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย ได้แก่ อุณหภูมิ ระดับการฉายรังสี ชนิดเซลล์ และการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ ซึ่งแม้แต่สีของแผ่นป้องกันด้านหลังก็สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพได้ แผ่นรองหลังสีดำอาจดูสวยงามกว่า แต่จะดูดซับความร้อนได้มากกว่า ส่งผลให้อุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น ซึ่งเพิ่มความต้านทาน ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการแปลงโดยรวมลงเล็กน้อย
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด 10 อันดับแรก *
ปี 2564 เราได้เห็นผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นที่ปล่อยแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้เซลล์ HJT ชนิด N-type ความบริสุทธิ์สูง และเป็นครั้งแรกที่ประสิทธิภาพของแผง 10 อันดับแรก มีค่ามากกว่า 21% โดย แผง solar cell ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด จะมี SunPower และ LG ที่ยังคงเป็นผู้นำกลุ่มด้วยแผงแบบ N-type IBC ตามมาด้วยแผง REC รุ่น Alpha Pure ที่เพิ่งเปิดตัวโดยใช้เซลล์ HJT N-type ประสิทธิภาพสูงได้ทำการปรับปรุงประสิทธิภาพจนมาใกล้เคียงกับระดับของเซลล์ IBC นอกจากนี้ แผงในระดับถัดไปที่มีเซลล์แบบ half-cut multiple busbars (MBB) จาก Trina Solar, JinkoSolar และเซลล์แบบ Shingled Cell ใหม่จาก Hyundai ก็ล้วนแต่มีประสิทธิภาพแผงที่สูงกว่า 21% ทั้งสิ้น
| # | ผู้ผลิต | รุ่น | กำลังไฟฟ้า* | ประสิทธิภาพ |
| 1 | SunPower | Maxeon 3 | 400 W | 22.8 % |
| 2 | LG | Neon R | 380 W | 22.0 % |
| 3 | REC | Alpha Pure | 405W | 21.9 % |
| 4 | Panasonic | EverVolt | 380 W | 21.7 % |
| 5 | Silfab Solar | Elite BK | 405 W | 21.4 % |
| 6 | Jinko Solar | Tiger N-type 66TR | 410 W | 21.4 % |
| 7 | FuturaSun | FU M Zebra | 360 W | 21.3 % |
| 8 | Hyundai | HiE-S400UF | 400 W | 21.3 % |
| 9 | Trina Solar | Vertex S | 405 W | 21.1 % |
| 10 | SPIC Solar | Andromeda | 355 W | 21.0 % |
* แผงชนิด 60 – 66 cell หรือ (120-HC or 132-HC) – เป็นแผงที่นิยมใช้ติดตั้งสำหรับบ้านเรือนในต่างประเทศ ส่วนในประเทศไทยแผงที่ขายส่วนมากจะเป็น 72 cell หรือ 144 HC จึงมีกำลังการผลิตไฟฟ้าต่อแผ่นที่สูงมากกว่า
ต้นทุนเทียบกับประสิทธิภาพ
ผู้ผลิตทุกรายผลิตแผงรุ่นต่างๆ ที่มีระดับประสิทธิภาพแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดของซิลิกอนที่ใช้ และไม่ว่าจะใช้เทคโนโลยีแบบ PERC, MBB หรือเทคโนโลยีเซลล์อื่นๆ แผงที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า 21% ที่ใช้เซลล์ประเภท N-type โดยทั่วไปมีราคาแพงมาก ดังนั้นมันจึงเหมาะกับสถานที่ที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัด มิฉะนั้น คุณอาจจะเลือกติดตั้งแผงเพิ่มเติม 1 หรือ 2 แผง เพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้ารวมที่เท่ากันในราคาที่ถูกกว่า อย่างไรก็ตาม แผงประสิทธิภาพสูงที่ใช้เซลล์ชนิด N มักจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าและอายุการใช้งานที่นานกว่าแผงเซลล์ประเภท P-type เนื่องจากอัตราการเสื่อมสภาพที่ต่ำกว่า ดังนั้นราคาที่แพงกว่าในตอนเริ่มต้นจึงมักจะคุ้มค่าในระยะยาว
บทสรุป
แผง solar cell ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เป็นของ sunpower ซึ่งในปัจจุบันมีประสิทธิภาพอยู่ที่ 22.8% โดยใช้เทคโนโลยีแบบ N-type IBC นอกจากที่ประสิทธิภาพสูงแล้ว แผนที่ใช้เทคโนโลยีนี้จะมีอายุการใช้งานที่นานกว่า และ อัตราการเสื่อมสภาพที่ต่ำกว่าอีกด้วย ถึงแม้ว่าแผงแบบ N-type IBC จะมีข้อดีมากมายแต่ปัจจุบัน ราคายังแพงมาก ดังนั้นมันจึงเหมาะกับสถานที่ที่มีพื้นที่ติดตั้งจำกัด
Ref : https://www.cleanenergyreviews.info/blog/most-efficient-solar-panels
Ref : https://www.nexte.co.th/2021/08/12/sunpower-review-2021/
