The ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่อาศัยแสงแดดเพื่อผลิตไฟฟ้า โดยใช้โมดูล PV เพื่อแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า พลังงานแสงอาทิตย์นี้จะยังคงมีอยู่ต่อไปตราบใดที่ยังมีดวงอาทิตย์ส่องแสงในระบบสุริยะของเรา ซึ่งยังเหลืออีก 5 พันล้านปี.
ศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์นั้นมหาศาล เนื่องจากโลกได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ในปริมาณที่มากกว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าประจำวันของโลกประมาณ 200,000 เท่า โดยสรุปแล้ว ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นผิวโลกในเวลาหนึ่งชั่วโมงครึ่งนั้นเพียงพอที่จะผลิตไฟฟ้าเพื่อตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าของโลกทั้งโลกเป็นเวลาหนึ่งปี.
เพื่อทราบว่าต้องใช้แสงแดดกี่ชั่วโมงจึงจะสามารถจ่ายพลังงานให้กับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ 100 วัตต์ ที่มีค่ากำหนดเฉพาะนั้น เราจำเป็นต้องมีข้อมูลดังต่อไปนี้:
- ขนาดและระดับประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์
- ช่วงเวลาที่มีแสงแดดสูงสุดที่สถานที่นั้น
มาดูกันว่าในหนึ่งวันจำเป็นต้องมีแสงแดดกี่ชั่วโมง เพื่อให้ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์กำลัง 100W ทำงานได้อย่างน้อย 8 ชั่วโมง.
เพื่อจ่ายไฟฟ้า 100 W เป็นเวลา 8 ชั่วโมง เราจะต้องใช้พลังงาน 800 วัตต์-ชั่วโมง.
ตอนนี้ลองคำนวณดูว่าในหนึ่งวันจะมีจำนวนชั่วโมงแสงแดดเท่าใด และแผงโซลาร์เซลล์จะผลิตพลังงานได้เท่าใดในหนึ่งวัน ชั่วโมงแสงแดดสูงสุดไม่ได้หมายถึงเพียงหนึ่งชั่วโมงที่ดวงอาทิตย์ปรากฏบนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ในความเป็นจริง มันหมายถึงหนึ่งชั่วโมงที่แผงโซลาร์เซลล์ผลิตพลังงานได้ในปริมาณที่กำหนด.
ช่วงเวลาชั่วโมงเร่งด่วนแต่ละช่วงถูกกำหนดเป็นช่วงเวลาหนึ่งชั่วโมงที่ความเข้มของแสงแดดมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 1000 วัตต์ต่อตารางเมตร (1 ชั่วโมงแสงแดดสูงสุด = 1000 W/m²). สำหรับสถานที่ที่มีปริมาณรวม 4000 W/m² ของรังสีแสงอาทิตย์ ตลอดทั้งวัน แล้วสถานที่นั้นจะ 4 ชั่วโมงแสงแดดสูงสุดต่อวัน.
สมมติว่าเรา โดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลัง 300 วัตต์. พลังงานที่ผลิตโดย แผงโซลาร์เซลล์ 300 วัตต์ ที่ทำงาน 4 ชั่วโมง จะให้พลังงาน 300 วัตต์ × 4 ชั่วโมงแสงแดด = 1,200 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน. การคำนวณการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้น เช่น การลดแรงดันไฟฟ้า สายไฟ ฝุ่น หิมะ เป็นต้น ให้ลดกำลังไฟฟ้าลง 1/3 ซึ่งเท่ากับ 1200 × 0.7 = 840 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน จากแผงโซลาร์เซลล์ 300W.
