สนุกกับโซลาร์เซลล์ : พลังงานทางเลือก เข้าใจและประยุกต์ใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์
ชุดการเรียนรู้เรื่องโซลาร์เซลล์จะช่วยให้นักเรียนเข้าใจการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ต่างๆ ทั้งพัดลม รถยนต์ รถขุดตัก เครื่องบิน เรือ หุ่นยนต์ โดยสามารถเปลี่ยนแบบประกอบได้ นอกจากจะได้สัมผัสกับโซลาร์เซลล์ของจริงแล้ว นักเรียนยังจะได้สนุกกับการประกอบอุปกรณ์แข่งกันด้วย
รู้จักเซลล์แสงอาทิตย์ (Solarcell)
โซลาร์เซลล์ หรือเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้สามารถแปลงพลังงานแสงสว่างที่ส่องมาจากดวงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง
เมื่อแสงตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์จะทำให้เกิดมีกระแสไฟฟ้าไหลขึ้นมา
โครงสร้างการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์สามารถอธิบายได้ง่ายๆ คือ เมื่อแสงอาทิตย์ส่องกระทบกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อนุภาคโฟตอน ที่มีอยู่ในแสงแดดจะวิ่งไปกระทบกับสารกึ่งตัวนำที่อยู่ในเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้ตัวมันมีพลังงานเพิ่มขึ้น เมื่อมีค่าพลังงานมากจนถึงจุดๆ หนึ่ง จะทำให้อิเล็กตรอนที่อยู่ในสารกึ่งตัวนำ หลุดออกมา อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่นี้ จะทำให้เกิดเป็นกระแสไฟฟ้าขึ้นมา เมื่อต่อวงจรครบวงจรก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลออกมา นำไปป้อนให้เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงานได้
เซลล์แสงอาทิตย์ สร้างจากอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำจำพวกซิลิคอน แกลเลียมอาร์เซไนด์ หรือแคดเมียมซัลไฟด์ ให้แรงดันออกมาประมาณ 0.5 โวลต์ต่อเซลล์ ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานประมาณ 2.4-8.5 เปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับชนิดของสารกึ่งตัวนำและเทคโนโลยีที่ใช้ ถ้าเราต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นก็สามารถที่จะทำได้ โดยการนำเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มาต่อพ่วงกัน
การต่อพ่วงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้ได้ค่าแรงดันและกระแสเพิ่มขึ้น
1. การต่อเซลล์เพื่อให้แรงดันเพิ่มขึ้น
ทำได้โดยการนำเซลล์มาต่อกันแบบอนุกรม แรงดันผลลัพธ์ที่ได้จะเท่ากับผลรวมของแรงดันทุกเซลล์ทั้งหมดรวมกัน
การนำเซลล์มาต่อในแบบอนุกรมเพื่อให้แรงดันเพิ่มขึ้น
2. การต่อเซลล์เพื่อให้กระแสเพิ่มขึ้น
ทำได้โดยการนำเซลล์มาต่อกันแบบขนาน กระแสรวมที่ได้ จะมีค่าเท่ากับกระแสที่ได้จากแต่ละเซลล์รวมกัน
การนำเซลล์มาต่อในแบบขนานเพื่อให้กระแสเพิ่มขึ้น
3. การต่อเซลล์เพื่อเพิ่มทั้งค่าแรงดันและกระแส
จะเป็นการต่อเซลล์ในแบบผสมผสาน คือ มีทั้งการเซลล์ในแบบอนุกรม และแบบขนาน โดยขั้นแรกจะต่อเซลล์ในแบบขนานจนได้กระแสตามต้องการแล้ว นำเซลล์ที่ต่อขนานในลักษณะเดียวกัน มาต่อพ่วงกันอีกในลักษณะอนุกรม จนได้ค่ากระแสที่ต้องการ
การนำเซลล์มาต่อกันแบบผสมเพื่อให้ได้แรงดันและกระแสเพิ่มขึ้น
การนำควาามรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโซลาร์เซลล์มาสอนเพื่อให้เกิดการตระหนักและเข้าใจหลักการเบื้องต้น อันจะเป็นเนื้อหาที่จะสามารถต่อยอดไปสร้างสรรค์โครงงานวิทยาศาสตร์หรือประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำได้ โดยมีตัวช่วยและอุปกรณ์ชุดเรียนรู้แบบง่ายๆ ให้เรียนรู้กัน
6 in 1 – Solar Robot Parts