แผงโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูง โดยจะมีการจัดอันดับทุกๆปี ซึ่งทาง nexte เคยนำเสนอไว้เมื่อปี 2022 (https://www.nexte.co.th/2022/02/18/เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้า) แล้วนั้น ในปีนี้ก็มีการจัดเหมือนเดิมเช่นเคยซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
อธิบายประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์
ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์คือปริมาณแสงแดด (การแผ่รังสี) ที่ตกลงบนพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์และถูกแปลงเป็นไฟฟ้า เนื่องจากความก้าวหน้ามากมายในเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประสิทธิภาพการแปลงแผงโดยเฉลี่ยจึงเพิ่มขึ้นจาก 15% เป็นมากกว่า 23% ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมากนี้ส่งผลให้พิกัดพลังงานของแผงขนาดมาตรฐาน*เพิ่มขึ้นจาก 250W เป็นมากกว่า 440W
*ในต่างประเทศงาน solar rooftop นิยมใช้แผงขนาดเล็กที่ประกอบด้วย 54-66 เซลล์ (108-132 Haft-cut)
ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ถูกกำหนดโดยปัจจัยหลักสองประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ การออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ รวมถึงชนิดของซิลิคอนที่ใช้เป็นซับสเตรต ส่วนประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ในภาพรวม ขึ้นอยู่กับการจัดวางโครงสร้างของเซลล์ และขนาดแผง โดยการเพิ่มขนาดแผงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้เนื่องจากการสร้างพื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นในการจับแสงแดด โดยแผงโซลาร์เซลล์ที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันมีกำลังการผลิตสูงสุดมากกว่า 700W
ประสิทธิภาพของเซลล์
ประสิทธิภาพของเซลล์ถูกกำหนดโดยโครงสร้างของเซลล์และประเภทของซับสเตรตที่ใช้ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นซิลิคอนชนิด P หรือชนิด N โดยเซลล์ชนิด N จะมีประสิทธิภาพมากที่สุด ประสิทธิภาพของเซลล์คำนวณโดยสิ่งที่เรียกว่า Fill Factor (FF) ซึ่งเป็นประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ ที่แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
หมายเหตุ ไม่ควรสับสนประสิทธิภาพของเซลล์กับประสิทธิภาพของแผง ประสิทธิภาพของแผงจะลดลงเสมอเนื่องจากช่องว่างของเซลล์ภายในและโครงสร้างเฟรมถูกรวมไว้ในพื้นที่ที่คำนวณ ดูรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง
การออกแบบเซลล์มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของแผง คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ ประเภทของพื้นผิวซิลิกอนฐาน การจัดบัสบาร์ และการจัดโครงสร้างของฟิล์ม โดยแผงที่สร้างขึ้นโดยใช้เซลล์แบบสัมผัสด้านหลัง (IBC) ปัจจุบันมีประสิทธิภาพสูงสุด (สูงถึง 24.1%) เนื่องจากมีซับสเตรตซิลิคอนชนิด N ที่มีความบริสุทธิ์สูง และไม่มีการสูญเสียจากการแรเงาบัสบาร์ อย่างไรก็ตาม แผงที่พัฒนาโดยใช้ TOPcon ชนิด N ใหม่ล่าสุดและเซลล์แบบเฮเทอโรจังก์ชัน (HJT) ต่างก็มีประสิทธิภาพที่สูงกว่า 23% ส่วนเซลล์ Tandem Perovskite รุ่นต่อไปยังอยู่ระหว่างการพัฒนา และคาดว่าจะสามารถนำไปใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ภายในสองปีข้างหน้า โดยมีประสิทธิภาพของเซลล์มากกว่า 27% ส่งผลให้แผงมีประสิทธิภาพถึง 25%
Source: JASOLAR
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
แผงที่สร้างขึ้นโดยใช้ Interdigitated back contact หรือเซลล์ IBC มีประสิทธิภาพมากที่สุด ตามมาด้วยเซลล์เฮเทอโรจังก์ชัน (HJT) เซลล์ TOPcon เซลล์ PERC แบบโมโนคริสตัลไลน์แบบตัดครึ่งและหลายบัสบาร์ เซลล์แบบมุงหลังคา และสุดท้ายคือ 60 เซลล์ (4-5 บัสบาร์) เซลล์โมโน โดยทั่วไปแผงโพลีหรือมัลติคริสตัลไลน์ 60 เซลล์จะมีประสิทธิภาพน้อยที่สุดและมีต้นทุนต่ำที่สุดเช่นกัน
ประสิทธิภาพสูงสุดจากผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนำ
ในช่วงสองปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตจำนวนมากปล่อยแผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้เซลล์ HJT ชนิด N, TOPcon และ Back-contact (IBC) ประสิทธิภาพสูง สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับคำศัพท์ทางเทคนิค เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้เป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ (ชนิด N) ทั้งหมด ซึ่งมีความโดดเด่นในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงสองปีที่ผ่านมา เซลล์โพลีคริสตัลไลน์แบบดั้งเดิมไม่มีการผลิตอีกต่อไป
แผง SunPower Maxeon กลับมาเป็น แผงโซลาร์เซลล์ประสิทธิภาพสูง ซึ่งอยู่ในอันดับต้นๆ ด้วย Maxeon 7 series ใหม่ ซึ่งปัจจุบันมีวางจำหน่ายในจำนวนจำกัด Sunpower เป็นผู้นำอุตสาหกรรมมานานกว่าทศวรรษ จนกระทั่ง Aiko Solar ผู้ผลิตที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักได้เปิดตัวแผงซีรีส์ Black Hole ที่มีประสิทธิภาพการแปลงโมดูลที่น่าประทับใจถึง 23.8% โดยใช้เทคโนโลยีเซลล์ ABC (All Back Contact) ใหม่ในปี 2566 นอกจากนี้ Recom Tech ยังได้ประกาศแผนถัดไปอีกด้วย ซีรีส์ Black Tiger รุ่นที่มีประสิทธิภาพ 23.6% โดยใช้สถาปัตยกรรมเซลล์หน้าสัมผัสด้านหลัง TOPcon ใหม่ ก่อนหน้านี้ LONGi Solar เป็นผู้ผลิตรายที่สอง ตามหลัง Sunpower ที่สามารถเข้าถึงระดับประสิทธิภาพของโมดูลที่ 23% ด้วยซีรีส์ Hi-Mo 6 Scientists ใหม่ ซึ่งใช้การออกแบบเซลล์ IBC แบบไฮบริด ซึ่ง LONGi เรียกว่า HPBC และเมื่อเร็วๆ นี้ Canadian Solar, REC, Huasun Solar ได้เปิดตัวแผงเจเนอเรชันใหม่ที่สร้างขึ้นโดยใช้เซลล์ HJT ซึ่งทัดเทียมกับระดับประสิทธิภาพของซีรีส์ Maxeon อันโด่งดัง
ผู้ผลิตชั้นนำอื่นๆ ได้แก่ Jinko Solar, Trina Solar, Huasun, Phono และ JA Solar จะมีเซลล์ TOPCon และ HJT ในรุ่นต่อไป ส่วนแผงประสิทธิภาพสูงจาก SPIC และ Belinus ที่ใช้เซลล์ IBC ก็พยายามพัฒนาประสิทธิภาพของแผงให้ขึ้นมาทัดเทียมกับผู้ผลิตรายอื่นๆเช่นกัน รวมถึงแผงใหม่ที่มีเซลล์ TOPCon ประเภท N จาก TW Solar, Astronergy, DAS Solar, Risen, Q-cells และผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงส่วนใหญ่ ต่างพยายามเพิ่มประสิทธิภาพของแผงให้สูงกว่า 22%
Source: Most efficient solar panels 2024 — Clean Energy Reviews
