การคำนวณออกแบบและเชื่อมต่อระบบโซล่าเซลล์

        กรณีไฟฟ้าเข้าไม่ถึงบ้านหรือบ้านสวนที่อยู่ห่างไกล ครั้นจะขอขยายเขตจากการไฟฟ้า ก็ใช้ทุนทรัพย์จำนวนมหาศาล หลายท่านพยายามหาทางเลือกทดแทนไฟฟ้าหรือแหล่งผลิตไฟฟ้า หนึ่งในนั้น ต้องมีระบบโซล่าเซลล์ อยู่ในใจของท่านแน่นอน ปัญหาอันดับแรกก็คือ ไม่รู้ว่าจะใช้ แผงโซล่าเซลล์ขนาดเท่าไหร่ แบตเตอรี่ขนาดไหน อินเวอร์เตอร์อีก แค่หุงข้าวกินกับดูทีวีสักเครื่องใช้เท่าไหร่ ฯลฯ คำตอบคือ ไม่มีใครตอบท่านได้หรอกครับ ก่อนอื่นท่านต้องเข้าใจว่าแต่ละคนใช้ไฟไม่เท่ากัน บิลค่าไฟแต่ละบ้านก็ไม่เท่ากัน ดังนั้นการที่จะตอบว่าเท่าไหร่นั้นตอบไม่ได้หรอกครับถ้าไม่ทราบข้อมูลการใช้ไฟฟ้าของท่าน



                              
Solar Cell 1.2 kW
ก่อนการตัดสินใจซื้อโซล่าเซลล์ สิ่งที่ควรทราบถึงระบบที่เราต้องการเพื่อให้การลงทุนที่คุ่มค่าและเหมาะสม ควรต้องรู้ความต้องการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวันและสถานที่ติดตั้งจึงจะ สามารถคำนวณส่วนประกอบของระบบได้ซึ่งปกติอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละชนิดใช้พลังงาน เท่าได(วัตต์ หรือ Watt) และ เราต้องการเปิดใช้งานนานกี่ชั่วโมงต่อวันรวมถึงในกรณีที่แผงโซล่าเซลล์ ไม่สามารถรับแสงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าซึ่งต้องใช้พลังงานสำรองที่ได้จาก แบตเตอรี่ว่าสามารถใช้ได้นานเท่าไดขั้นตอนแรกก่อนการออกแบบและคำนวณ ระบบพลังงานไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ พลังงานแสงอาทิตย์
สิ่งแรกที่ควรทำก่อนการขอให้คำนวณ
- เลือกโหลดไฟฟ้าที่เหมาะสม และลดโหลดไฟฟ้าที่จำเป็น
- กำหนดพลังงานไฟฟ้าที่ต้องการใช้ในแต่ละวัน
- วางแผนสำรองพลังงานไฟฟ้าที่ต้องการ กรณีไม่มีแดด

ความหมายของหน่วยทางไฟฟ้า ที่จะใช้ในการคำนวณครั้งนี้
1. V (Volt) โวลต์ คือหน่วยที่ใช้เรียกขนาดของแรงดันไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 แบบ
1.1.กระแสสลับ(AC) เช่น ระบบไฟฟ้าภายในบ้าน 220V หมายถึงขนาดของแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ 1.2.กระแสตรง (DC) เช่น ในแบตเตอรี่ต่างๆ 12V , 24V หมายถึงขนาดของแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ และ 24 โวลต์2. Ah (Ampere-Hour) แอมแปร์-ชั่วโมง ความจุของแบตเตอรี่ในการบรรจุพลังงาน
พลังงานในแบตเตอรี่ 12 V 100 Ah เท่ากับ 12V x 100Ah หรือ 12V x 100A x 3600s จะได้เท่ากับ 4.32 MJ
ถ้าแบตเตอรี่ 100 Ah เท่ากับว่าแบตเตอรี่จะจ่ายกระแส 1 แอมแปร์อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 100 ชั่วโมง หรือแบตเตอรี่จ่าย กระแส 10 แอมแปร์อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 10 ชั่วโมง

3. W (Watt) วัตต์ คือหน่วยที่ใช้เรียกขนาดของกำลังไฟฟ้า เช่น หลอดไฟขนาด 20W หมายถึง หลอดไฟใช้กำลังไฟฟ้า 20 วัตต์

ส่วนประกอบของระบบโซล่าเซลล์1. แผงโซลาร์เซลล์ ( Solar Cell Panel )ทำหน้าที่ เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสตรง
2. แบตเตอรี่ ( Battery ) ทำหน้าที่ เก็บกระแสไฟฟ้าที่โซลาร์เซลล์ผลิตได้ใว้
3. เครื่องควบคุม ( Solar Charge Controller ) ทำหน้าที่ ควบคุมการชาร์จไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ลงแบตเตอรี่
และควบคุมการจ่ายไฟจากแบตเตอรี่ไปเครื่องใช้ไฟฟ้า
4. เครื่องแปลงไฟ ( Power Inverter ) ทำหน้าที่ เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรง(ไฟจากแบตเตอรี่ DC) เป็นไฟฟ้า
กระสลับ 220 V (ไฟบ้าน AC)



Solar Cell System Design

วิธีการคำนวณ ระบบโซล่าเซลล์ บ้านหลังหนึ่งต้องใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไปใช้กับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ชนิดมีบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ในตัว จำนวน 2 ดวง (18W X 2 ) เป็นเวลา 6 ชั่วโมงต่อวัน, โทรทัศน์สี 21 นิ้ว (120 W) ประมาณ 3 ชั่วโมงต่อวัน


เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar cell)
ขนาดของแผง = ค่าการใช้พลังงานรวมทั้งหมด / 5 ชั่วโมง (ปริมาณแสงอาทิตย์ที่น่าจะได้ใน 1 วัน)
= {(18 W X 2 ดวง) X 6 ชั่วโมง} + {(120 W) X 3 ชั่วโมง} / 5 ชั่วโมง
= 115.2 Ah

ดังนั้น ขนาดของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ต้องใช้ คือ ขนาด 12V 115.2W แต่คงไม่มีแผงขนาดนี้ ให้ขยับไปใช้ 12V 120W แบตเตอรี่ (Battery)
จะทำหน้าที่เก็บสำรองไฟฟ้า ในเวลาที่แผงโซลาร์ไม่สามรถรับแสงได้ (เวลากลางคืน) แบตเตอรี่ที่เหมาะสมกับการใช้งานในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ควรใช้แบตเตอรี่ชนิด Deep Cycle แต่จะมีราคาสูง ซึ่งเราสามารถเลือกใช้กับแบตเตอรี่ชนิดอื่นแทนได้ เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ หรือ แบตเตอรี่แห้ง (Sealed Lead Acid Battery) ได้ ซึ่งจะมีราคาถูกกว่า

สูตรคำนวน ขนาดกระแส/ชั่วโมง ของแบตเตอรี่สามารถคำนวณได้จาก
Ah = ค่าพลังงานรวม / [แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ X 0.6 (% การใช้งานกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในแบตเตอรี่) X 0.85 (ประสิทธิภาพของ Inverter)]
= {( 18W X 2 ดวง) X 6 ชั่วโมง} + {(120 W) X 3 ชั่วโมง} / [12 โวลต์ X 0.6 X 0.85]
= 94.117 Ah

    ดังนั้นขนาดของแบตเตอรี่ที่ใช้จะเป็นขนาด 12 โวลต์ 94.117 Ah หรือมากกว่า ฉะนั้นควรใช้ขนาดรุ่น 12 โวลต์ 100Ah หรือ 125Ahเครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า (Charge Controller)
จะทำหน้าที่ควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าลงในแบตเตอรี่ จะทำให้ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ ซึ่งต้องมีขนาดเท่ากับหรือมากกว่า กระแสไฟฟ้า (Amp) ที่ไหลผ่านจากแผงโซลาร์เซลล์สู่แบตเตอรี่ดังนั้น ขนาดของเครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า ควรมีขนาดเกินกระแสไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ เช่น แผงโซล่าเซลล์ ขนาด 120W 8A ควรใช้ เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า ขนาด 10 A

เครื่องแปลงไฟฟ้า (Inverter)
ไฟฟลูออเรสเซนต์ชนิดมีบัลลาสน์อิเล็กทรอนิกส์ในตัว จำนวน 2 ดวง (18W x 2) เป็นเวลา 6 ชั่วโมงต่อวัน และโทรทัศน์สี 21 นิ้ว (120 W) ประมาณ 3 ชั่วโมงต่อวัน
= (18 W X 2 ดวง) + (120 W)
= 156 W
ดั้งนั้นขนาดของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าควรมีขนาด 156 W แต่ควรมีขนาดสูงกว่าสำหรับขนาดที่เหมาะควรใช้ ขนาด 200 W ซึ่ง ใช้กับแบตเตอรี่ขนาด 12 โวลต์
โดยสรุปก็คือ บ้านหลังนี้จะใช้อุปกรณ์ระบบโซล่าเซลล์ ดังต่อไปนี้
1. แผงโซลาร์เซลล์ ( Solar Cell Panel ) ขนาด 12V 120W
2. แบตเตอรี่ ( Battery ) ขนาด 12 V 100Ah หรือ 125Ah
3. เครื่องควบคุม ( Solar Charge Controller ) ขนาด 10A
4. เครื่องแปลงไฟ ( Power Inverter ) ขนาด 200W
 

ข้อดี.ข้อเสีย และประโยชน์ของไฟฟ้าโซล่าเชลล์

จุดเด่นและข้อจำกัดของไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์จุดเด่นของไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์
1. ไม่มีวันหมด
แหล่งพลังงานอื่นๆ ที่เราใช้งานอยู่ ทั้ง น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น ล้วนแต่เป็นทรัพยากรทีมีจำกัด ต่างจากดวงอาทิตย์ที่จะยังคงอยู่ในจักรวาล

2. เป็นแหล่งพลังงานสะอาด
ไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ เกิดจากการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง ต่างจากการผลิตไฟฟ้าอื่นๆ ที่ต้องเผาน้ำมัน เผาถ่านหิน แล้วปั่นเทอร์ไบน์ด้วยไอน้ำซึ่งก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ รวมทั้งมลภาวะทางเสียง
เซลล์แสงอาทิตย์ช่วยลดสาเหตุภาวะโลกร้อนได้หรือไม่
http://www.nstda.or.th/index.php/sci-kids-menu/2323-solar-cell

3. สร้างไฟฟ้าได้ทุกขนาด
ตั้งแต่เล็กๆ เพื่อใช้กับเครื่องคิดเลข จนถึงโรงงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ระดับ 100 kW ขึ้นไป ซึ่งไม่ว่าจะเล็กหรือใหญ่ ก็ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ลักษณะพื้นฐานได้เหมือนกัน ประสิทธิภาพเท่ากัน ต่างจากโรงงานผลิตไฟฟ้าทั้งพลังน้ำ การเผาเชื้อเพลิง พลังงานปรมาณู ประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานจะขึ้นกับขนาดของระบบ

4. ผลิตที่ไหนใช้ที่นั่น
ระบบไฟฟ้าปกตินั้นแหล่งผลิตไฟฟ้ากับจุดใช้งานมักอยู่คนละที่ตั้งกัน และจะต้องมีระบบทำการส่ง แต่เซลล์แสงอาทิตย์จะต่างจากระบบไฟฟ้าปกติ คือ สามารถผลิตไฟฟ้าในบริเวณที่จะใช้งานได้ หรือจะติดบนหลังคาบ้าน เพื่อสร้างไฟฟ้าใช้เองในบ้านเลย

ข้อจำกัดของไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์
1. ความเข้มของพลังงานขาเข้าต่ำ
แม้ว่าพลังงานของดวงอาทิตย์ไม่มีวันหมด แต่ความเข้มของพลังงานนั้นไม่สูง ทำให้กรณีที่ต้อง output สูงจำเป็นต้องใช้จำนวนเซลล์แสงอาทิตย์มาก และพื้นที่มากตามไปด้วย

2. ปริมาณไฟฟ้าที่ได้จะแปรผันตามสภาพอากาศ
เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ input ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ (ความเข้มแสงอาทิตย์) ดังนั้น output จึงแปรผันตามไปด้วย

3. เก็บไฟฟ้าไว้ไม่ได้ (ไม่ใช่แบตเตอรี่)
ไฟฟ้าจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีแสง และตัวมันเองไม่สามารถเก็บไฟได้ ดังนั้น การออกแบบระบบหากจำเป็น จะต้ตองมีการผสมกับไฟฟ้าปกติหรือแบตเตอรี่เพื่อใช้ในเวลาที่ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ไม่จ่ายกระแสไฟ

วิธีการติดตั้งแผ่นโซล่าเชลล์

     แผงเซลล์แสงอาทิตย์ สามารถติดตั้งได้บนพื้นที่ว่าง ทั้งบนหลังคาบ้านบนหลังคาโรงจอดรถ บนหลังคาอาคารต่างๆ และบนพื้นดิน ซึ่งตำแหน่งที่ดีในการเลือกติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ต้องเป็นตำแหน่งที่สามารถรับแสงอาทิตย์ได้ดีตลอดทั้งวัน โดยต้องไม่มีสิ่งปลูกสร้างหรือสิ่งของอื่นใดมาบดบังแสงอาทิตย์ และไม่ควรเป็นสถานที่ที่มีฝุ่นหรือไอระเหยจากน้ำมันมากเกินไป

   โดยปกติแล้ว การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในเมืองไทย นิยมที่จะติดตั้งให้ด้านหน้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์หันไปทางทิศใต้ และเอียงทำมุมประมาณ 10-18 องศากับพื้นโลก (ขึ้นอยู่กับภูมิประเทศ)
Solar Cell Module แผงเซลล์แสงอาทิตย์ สามารถติดตั้งได้กับหลังคาบ้านทุกประเภท ทั้ง หลังคาหน้าจั่ว หลังคาดาดฟ้าพื้นคอนกรีต หลังคามุงกระเบื้อง หลังคาเหล็กเมทัลชีท เพราะทางโรงงานผู้ผลิต
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ได้ตั้งใจออกแบบเลือกใช้วัสดุน้ำหนักเบา แต่แข็งแรงทนทาน กระจายน้ำหนักได้ดีเฉลี่ย < 15 กิโลกรัมต่อตารางเมตร เพราะฉะนั้น จึงสามารถติดตั้งบนหลังคาบ้านทั่วไปได้
การจะใช้งาน Solar Energy นั้น ก่อนอื่นเริ่มต้นต้องเข้าใจก่อนว่าคำว่า "โซล่าร์เซล หรือ โซล่าเซลล์
หรือ โซลาร์เซลล์ (แล้วแต่จะเขียน)" นั้น และบ้างก็เรียกว่า solar module บ้าง solar panel บ้าง
เซลล์แสงอาทิตย์บ้าง หรือที่เรียกว่า เซลล์สุริยะก็ยังมี
แต่ก็เอาล่ะจะเรียกอะไรอย่างไรก็ช่าง เข้าใจตรงกันเป็นใช้ได้ล่ะ ว่ามันคืออุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์อย่าง
หนึ่งที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าแล้วชาร์จลงแบตเตอรี่ก่อนจะนำมันไปใช้อีกที
solar cell นั้นแบ่งได้เป็น2ประเภท คือ

1. Solar Cell สำหรับผลิตไฟฟ้า (Solar PV) 2. Solar Heater สำหรับผลิตน้ำอุ่น

1. ผลิตไฟฟ้า (Solar PV) คือเป็นแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์และแปลงพลังงานแสงนั้นเป็นไฟฟ้า

แล้วจึงนำไฟฟ้าที่ได้ไปชาร์จลงแบตเตอรี่แล้วจึงจ่ายให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่อไป



อุปกรณ์ที่ต้องซื้อ (สำหรับบ้านที่ไม่มีไฟฟ้าใช้)

1. แผงโซล่าร์เซล 2. เครื่องควบคุมการชาร์จ (Solar Charge Controller)

3. แบตเตอร์รี่ 4. เครื่องแปลงไฟ อินเวอร์เตอร์ (Inverter)

1.) แผงโซล่าเซลล์(Solar panel)

แต่ละยี่ห้อในตลาดนั้นไม่ค่อยมีความแตกต่างกันเท่าไหร่ซึ่งเนื้อcellจริงๆแล้วผลิต

มาจากไม่กี่แห่งในโลก เพียงแต่ไปประกอบขึ้นรูปที่ไหนเท่านั้นเอง ราคาจึงแตกต่างกันไปบ้างตามแบรนด์

แต่การทำงานโดยทั่วไปแต่ละยี่ห้อไม่ค่อยแตกต่างกัน



1.1 Amorphous แผงโซล่าเซลล์ที่ไวแสงที่สุดคือแผงชนิดนี้ มีความไวแสงสูงสามารถทำงานได้แม้แต่ฝนตก

คุณสมบัติความไวแสงนี้ จึงถูกใช้ในเครื่องคิดเลขซึ่งสามารถรับได้กระทั่งแสงจากหลอดไฟนีออนตามบ้าน

ข้อดีคือ

ไวแสง ผลิตพลังงานได้ง่ายเหมาะกับสถานที่ๆมีหมอกจัด หรือฝนตกชุก

ข้อเสียคือ

หาอุปกรณ์ต่อพ่วงยาก แพง ไม่สามารถใช้ชาร์เจอร์ตามท้องตลาดทั่วๆไป, น้ำหนักมาก, กินพื้นที่มาก,แตกง่าย





1.2 Crystalline แผงโซล่าเซลล์แบบนี้มีทั้ง mono crystalline และ poly crystalline

คือ แผงชนิดผลึกเดี่ยวและ ผลึกผสมตามลำดับบางทีก็เรียกว่า Single CrystallineกับMulti Crystalline

ก็แล้วแต่จะใช้คำแบบวิทยาศาสตร์หรือคำแบบภาษาอังกฤษ ซึ่งมันก็คือแผงโซล่าเซลล์แบบทั่วๆไปที่เห็นๆกัน

เกลื่อนตลาดนั่นล่ะครับ ร้อยละ90ของแผงโซล่าเซลล์ที่ใช้กันอยู่จะเป็นชนิดนี้ โดยแบบmono crystalline

จะมีราคาแพงกว่าเล็กน้อยหรือเท่าๆกันกับแบบpoly crystalline และมีประสิทธิภาพดีกว่าเล็กน้อย

ข้อดีคือ

หาอุปกรณ์ต่อพ่วงได้ง่าย ราคาถูก อายุการใช้งานยาวนานกว่า20ปี ทนทาน ใช้พื้นที่น้อย น้ำหนักน้อย

ข้อเสียคือ

ทำงานได้ไม่ดีในสภาพอากาศปิด

1.3 Super Amorphous ที่จริงควรจะเรียกว่าเป็น Amorphous Triple Junction จะถูกต้องกว่า

แต่เพื่อให้เรียกง่ายในที่นี้ขอเรียกเป็น super Amorphous แผงโซล่าเซลล์ชนิดใหม่ที่ได้รวยรวมเอาข้อดี

ของ Amorphous และ Crystalline มาไว้ด้วยกัน



มีความไวแสงสูงมาก ยังสูงกว่าแบบAmorphous และกินพื้นที่มากกว่า Crystalline เพียงเล็กน้อย และก็ใช้

อุปกรณ์ต่อพ่วงร่วมกับแบบ Crystalline ได้ และยังมีคุณสมบัติพิเศษอันน่าทึ่งอีกหลายประการ เช่น ม้วนได้

น้ำหนักเบามาก , เสียหายยากมาก ทนทานต่อลูกเห็บ หรือแม้แต่ลูกปืนยิงทะลุก็ยังทำงานได้

ข้อดีคือ
ไวแสงสูงมากๆ ผลิตพลังงานได้ง่ายเหมาะกับสถานที่ๆมีหมอกจัด หรือฝนตกชุก , ติดตั้งง่ายไปตามผิววัสดุได้ขนส่งง่าย ยืดหยุ่นสูงม้วนได้ ทนต่อทุกสภาพอากาศ น้ำหนักน้อย อายุการใช้งานนานกว่า20ปี
ข้อเสียคือ
ราคาแพง โดยราคาจะสูงกว่าแบบทั่วๆไปราว 30-40%

หลักการทำงาน " เซลล์แสงอาทิตย์

หลักการทำงาน " เซลล์แสงอาทิตย์

การทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นขบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าได้โดยตรง โดยเมื่อแสงซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีพลังงานกระทบกับสารกึ่งตัวนำ จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานระหว่างกัน พลังงานจากแสงจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า (อิเลคตรอน) ขึ้นในสารกึ่งตัวนำ จึงสามารถต่อกระแสไฟฟ้าดังกล่าวไปใช้งานได้ (ตามรูป)

1. n - type ซิลิคอน ซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์ คือ สารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิ้งด้วยสารฟอสฟอรัส มีคุณสมบัติเป็นตัวให้อิเล็กตรอนเมื่อรับพลังงานจากแสงอาทิตย์
p - type ซิลิคอน คือสารกึ่งตัวนำที่ได้การโดปปิ้งด้วยสารโบรอน ทำให้โครงสร้างของอะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน (โฮล) เมื่อรับพลังงาน จากแสงอาทิตย์จะทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน เมื่อนำซิลิคอนทั้ง 2 ชนิด มาประกบต่อกันด้วย p - n junction จึงทำให้เกิดเป็น " เซลล์แสงอาทิตย์ " ในสภาวะที่ยังไม่มีแสงแดด n - type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหน้าของเซลล์ ส่วนประกอบส่วนใหญ่พร้อมจะให้อิเล็กตรอน แต่ก็ยังมีโฮลปะปนอยู่บ้างเล็กน้อย ด้านหน้าของ n - type จะมีแถบโลหะเรียกว่า Front Electrode ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน ส่วน p - type ซิลิคอนซึ่งอยู่ด้านหลังของเซลล ์ โครงสร้างส่วนใหญ่เป็นโฮล แต่ยังคงมีอิเล็กตรอนปะปนบ้างเล็กน้อย ด้านหลังของ p - type ซิลิคอนจะมีแถบโลหะเรียกว่า Back Electrode ทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมโฮล 
2. เมื่อมีแสงอาทิตย์ตกกระทบ แสงอาทิตย์จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอนและโฮล ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว เมื่อพลังสูงพอทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเข้าหาเพื่อจับคู่กัน อิเล็กตรอนจะวิ่งไปยังชั้น n - type และโฮลจะวิ่งไปยังชั้น p type 
3. อิเล็กตรอนวิ่งไปรวมกันที่ Front Electrode และโฮลวิ่งไปรวมกันที่ Back Electrode เมื่อมีการต่อวงจรไฟฟ้าจาก Front Electrode และ Back Elec trode ให้ครบวงจร ก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น เนื่องจากทั้งอิเล็กตรอนและโฮลจะวิ่งเพื่อจับคู่กัน 



การผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์



การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ระบบ คือ

 การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone system)
เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ



 การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected system)
เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ เข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง ใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมือง หรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า





 การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid system)
เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่นๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และเครื่องยนต์ดีเซล ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นต้น โดยรูปแบบระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์โครงการเป็นกรณีเฉพาะ





คุณสมบัติและตัวแปรที่สำคัญของเซลล์แสงอาทิตย์
ตัวแปรที่สำคัญที่มีส่วนทำให้เซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพการทำงานในแต่ละพื้นที่ต่างกัน และมีความสำคัญในการพิจารณานำไปใช้ในแต่ละพื้นที่ ตลอดจนการนำไปคำนวณระบบหรือคำนวณจำนวนแผงแสงอาทิตย์ที่ต้องใช้ในแต่ละพื้นที่ มีดังนี้
1. ความเข้มของแสง
กระแสไฟ (Current) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของแสง หมายความว่าเมื่อความเข้มของแสงสูง กระแสที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ก็จะสูงขึ้น ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าหรือโวลต์แทบจะไม่แปรไปตามความเข้มของแสงมากนัก ความเข้มของแสงที่ใช้วัดเป็นมาตรฐานคือ ความเข้มของแสงที่วัดบนพื้นโลกในสภาพอากาศปลอดโปร่ง ปราศจากเมฆหมอกและวัดที่ระดับน้ำทะเลในสภาพที่แสงอาทิตย์ตั้งฉากกับพื้นโลก ซึ่งความเข้ม ของแสงจะมีค่าเท่ากับ 100 mW ต่อ ตร.ซม. หรือ 1,000 W ต่อ ตร.เมตร ซึ่งมีค่าเท่ากับ AM 1.5 (Air Mass 1.5) และถ้าแสงอาทิตย์ทำมุม 60 องศากับพื้นโลกความเข้มของแสง จะมีค่าเท่ากับประมาณ 75 mW ต่อ ตร.ซม. หรือ 750 W ต่อ ตร.เมตร ซึ่งมีค่าเท่ากับ AM2 กรณีของแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นจะใช้ค่า AM 1.5 เป็นมาตรฐานในการวัดประสิทธิภาพของแผง
2. อุณหภูมิ
กระแสไฟ (Current) จะไม่แปรตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป ในขณะที่แรงดันไฟฟ้า (โวลท์) จะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วทุกๆ 1 องศาที่เพิ่มขึ้น จะทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลง 0.5% และในกรณีของแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐานที่ใช้กำหนดประสิทธิภาพของแผงแสงอาทิตย์คือ ณ อุณหภูมิ 25 องศา C เช่น กำหนดไว้ว่าแผงแสงอาทิตย์มีแรงดันไฟฟ้าที่วงจรเปิด (Open Circuit Voltage หรือ V oc) ที่ 21 V ณ อุณหภูมิ 25 องศา C ก็จะหมายความว่า แรงดันไฟฟ้าที่จะได้จากแผงแสงอาทิตย์ เมื่อยังไม่ได้ต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้า ณ อุณหภูมิ 25 องศา C จะเท่ากับ 21 V ถ้าอุณหภูมิสูงกว่า 25 องศา C เช่น อุณหภูมิ 30 องศา C จะทำให้แรงดันไฟฟ้าของแผงแสงอาทิตย์ลดลง 2.5% (0.5% x 5 องศา C) นั่นคือ แรงดันของแผงแสงอาทิตย์ที่ V oc จะลดลง 0.525 V (21 V x 2.5%) เหลือเพียง 20.475 V (21V – 0.525V) สรุปได้ว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลง ซึ่งมีผลทำให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดของแผงแสงอาทิตย์ลดลงด้วย
จากข้อกำหนดดังกล่าวข้างต้น ก่อนที่ผู้ใช้จะเลือกใช้แผงแสงอาทิตย์ จะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติของแผงที่ระบุไว้ในแผงแต่ละชนิดด้วยว่า ใช้มาตรฐานอะไร หรือมาตรฐานที่ใช้วัดแตกต่างกันหรือไม่ เช่นแผงชนิดหนึ่งระบุว่า ให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ 80 วัตต์ ที่ความเข้มแสง 1,200 W ต่อ ตร.เมตร ณ อุณหภูมิ 20 องศา C ขณะที่อีกชนิดหนึ่งระบุว่า ให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ 75 วัตต์ ที่ความเข้มแสง 1,000 W ต่อ ตร.เมตร และอุณหภูมิมาตรฐาน 25 องศา C แล้ว จะพบว่าแผงที่ระบุว่าให้กำลังไฟฟ้า 80 W จะให้กำลังไฟฟ้าต่ำกว่า จากสาเหตุดังกล่าว ผู้ที่จะใช้แผงจึงต้องคำนึงถึงข้อกำหนดเหล่านี้ในการเลือกใช้แผงแต่ละชนิดด้วย