ปฏิวัติวงการ ‘โซลาร์ เซลล์’ จีนคิดค้นแผงไฮบริด ผลิตไฟได้แม้หน้าฝน

นักวิจัยค้นพบนวัตกรรมใหม่ ดึงพลังงานกลจากเม็ดฝนตกกระทบมาผลิตไฟฟ้า ซึ่งอาจช่วยแก้ปัญหาสำคัญของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ได้

 

 

• ในสภาพอากาศที่มีฝนตก แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะทำงานได้ผลน้อยมาก

• แต่นักวิจัยในจีนได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาด พวกเขาพัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ประโยชน์จากพลังงานการเคลื่อนที่ของเม็ดฝน

• การค้นพบนี้จึงอาจปฏิวัติพลิกโฉมหน้าอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ได้ 
 

ปัญหาใหญ่ที่สุดข้อหนึ่งที่เป็นอุปสรรคสำคัญในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กันทั่วไปก็คือ สภาพอากาศที่มีฝนตก
 

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (solar panel) ได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงแสงแดดให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า แต่ในเวลาที่มีเมฆมากหรือฝนตก แผงพวกนี้ก็กลับกลายเป็นของไร้ประโยชน์ และแม้จะมีการผลิตแบตเตอรี่ออกมาช่วยแก้ปัญหา เช่น Tesla Powerwall ที่ถูกออกแบบมาเพื่อกักเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้สำรองในวันที่มีเมฆมาก แต่เทคโนโลยีดังกล่าวก็ยังไม่มีประสิทธิภาพมากพอ หรือราคายังไม่ถูกพอที่จะดึงดูดให้ผู้คนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ครึ้มฟ้าครึ้มฝนหันมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์
 

กลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Soochow ในมณฑลเจียงซู ประเทศจีน ได้คิดค้นทางออกที่น่าจะแก้ปัญหานี้ได้สำเร็จ นั่นก็คือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้จากเม็ดฝน
 

งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2561 ในวารสาร ACS Nano ซึ่งรายงานไว้ว่าเทคโนโลยีที่รู้จักกันในชื่อ Triboelectric nanogenerator หรือ TENG สามารถนำไปผนวกเข้ากับแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อกักเก็บพลังงานจากเม็ดฝนที่ตกลงมาบนแผงได้
 

ตามหลักการทั่วไปนั้น Nanogenerator คืออุปกรณ์ที่แปลงพลังงานกล ซึ่งก็คือการเคลื่อนที่ของวัตถุ ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าที่นำมาใช้งานได้ และ TENG ก็สามารถทำงานด้วยหลักการเดียวกันนี้ในระดับแค่เม็ดฝนเล็ก ๆ
 

นักวิจัยผู้อยู่เบื้องหลังงานค้นคว้าดังกล่าวจึงได้พัฒนาต่อเป็นแผงโซลาร์ไฮบริด ที่แม้จะผนวกเทคโนโลยี TENG ไว้แล้ว ก็ยังมีน้ำหนักเบาและราคาถูกพอที่จะนำไปติดตั้งบนหลังคา ซึ่งกว่าจะได้ผลสำเร็จนั้น พวกเขาต้องทดลองขึ้นรูปพอลิเมอร์ที่เป็นพลาสติกใสชนิดต่าง ๆ เป็นชั้นคั่นระหว่าง TENG และเซลล์แสงอาทิตย์บนแผง  ชั้นต่าง ๆ เหล่านี้จะเชื่อมต่อกันแต่สามารถทำงานได้อย่างเป็นอิสระต่อกัน ทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในสภาพอากาศที่หลากหลาย 

 

แผนผังที่นักวิจัยใช้แสดงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ประโยชน์จากเม็ดฝน @ACS Nano

 

หากนักวิจัยสามารถหาวิธีลดต้นทุนการผลิตของแผงโซลาร์ไฮบริดดังกล่าวได้ เทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นสิ่งที่ปฏิวัติการใช้งานแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบัน เพราะจะทำให้พลังงานแสงอาทิตย์กลายเป็นพลังงานสะอาดที่มีประสิทธิภาพแม้แต่ในพื้นที่ที่มีแดดน้อย ซึ่งในปัจจุบัน การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่มีแดดน้อยยังไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสมนัก
 

แม้จะมีอุปสรรคทางสภาพอากาศที่ต้องเผชิญ แต่พลังงานแสงอาทิตย์ก็กำลังกลายเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่เติบโตเร็วที่สุดในโลก ราคาสำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในเชิงพาณิชย์สำหรับบริษัทอย่างเช่น Apple, Walmart และ Amazon ลดลงกว่า 58% มาตั้งแต่ปี 2555 ตามข้อมูลของสมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์แห่งสหรัฐอเมริกา (Solar Energy Industries Association)
 

ขณะที่สำนักงานพลังงานสากล (International Energy Agency) คาดการณ์ว่าพลังงานหมุนเวียนจะมีสัดส่วนเป็น 40% ของการผลิตไฟฟ้าทั่วโลกภายในปี 2583  และคาดว่ากระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกจะมีอัตราการเติบโตแซงหน้าแหล่งพลังงานอื่น ๆ ในอีกแค่ 5 ปีข้างหน้านี้แล้ว
 

อ้างอิง: บทความ “Researchers figured out how to generate power from falling raindrops—which could solve biggest problem with solar energy”  จากเว็บไซต์ https://www.businessinsider.com