ตอนนี้โลกของเรากำลังพัฒนาสิ่งที่เรียกว่า “พลังงานทดแทน” เข้ามาแทนที่น้ำมัน หรือถ่านหินที่เราใช้เป็นพลังงานหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้า อย่างพลังงานจากแสงอาทิตย์ก็เป็นหนึ่งในพลังงานทดแทนที่ถูกนำมาใช้ผลิตไฟฟ้า ผ่านอุปกรณ์ที่เราเรียกว่าโซล่าเซลล์

โดยหลายคนมักจะคิดว่าโซล่าเซลล์นั้นผลิตไฟได้เฉพาะช่วงเวลากลางวันที่มีแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ใครจะคิดว่าโซล่าเซลล์ที่เรารู้จักกันนั้นสามารถผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืนได้ด้วย ภายใต้ชื่อที่เรียกว่า Anti Solar Cells ถือเป็นการพัฒนาครั้งสำคัญที่ทำให้เราสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง เพียงเราติดตั้ง Anti Solar Cells ไปยังแผงโซล่าเซลล์ที่มีอยู่เดิม อุปกรณ์ดังกล่าวจะสามารถดูดซับพลังงานรังสีอินฟราเรดใต้ผิวเปลือกโลก ซึ่งเป็นพลังงานความร้อนในตอนกลางคืนมาเป็นอีกหนึ่งแหล่งพลังงานในการผลิตไฟฟ้า โดยวันนี้เราจะพาไปดูหลักการทำงานของแผงโซล่าเซลล์ที่ผลิตไฟฟ้าในตอนกลางคืนนี้กัน

Anti Solar Cell คืออะไร

Anti Solar Cell หรือแผงโซล่าเซลล์กลางคืน คือโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืนโดยการดูดซับพลังงานรังสีอินฟราเรดที่โลกปล่อยออกมาในช่วงเวลากลางคืนแล้วเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งเรื่องนี้เกิดจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ ที่คิดค้นแผงวงจรที่สามารถดึงพลังงานความร้อนที่โลกกักเก็บเอาในช่วงเวลากลางคืน ซึ่งความร้อนดังกล่าวสามารถนำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้ จึงเกิดเป็น Solar Energy แนวใหม่ ที่เราเรียกว่า Anti Solar Cell นั่นเอง 

หลักการการทำงานของ Anti Solar Cell  นั้นเกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการแห่งชาติ รัฐไอดาโฮ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวัสดุที่สามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดให้เปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้า  โดยรังสีอินฟราเรดดังกล่าวเกิดจากการดูดซับความร้อนของโลกในเวลากลางวัน แล้วถูกคายออกมาในเวลากลางคืนเป็นรังสีอินฟราเรด ซึ่งมีคุณสมบัติเดียวกับพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าโดยเราสามารถนำแผง Anti Solar Cell มาประกอบเข้าด้วยกันกับแผงโซล่าเซลล์ที่มีอยู่เดิม เพื่อสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง

Duck Curve คืออะไร? จุดเริ่มต้นมาจากไหน

เส้นเป็ดโค้ง (Duck Curve) หรือปรากฏการณ์การใช้ไฟฟ้าลดลงในเวลากลางวัน ซึ่งเป็นกราฟที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับหลังเป็ด ปรากฏการณ์นี้เกิดจากผู้คนหันมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้น จึงมีการใช้ไฟฟ้ากระแสหลักลดลงในเวลากลางวัน และกลับมาใช้ไฟฟ้ากระแสหลักมากขึ้นในเวลากลางคืน ทำให้เส้นกราฟมีการขึ้น-ลงคล้ายรูปเป็ด โดยในเรื่องนี้ส่งผลต่อการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอต่อต้องการในแต่ละวัน และการแบกรับต้นทุนของโรงงานผลิตไฟฟ้าที่เพิ่มมากขึ้น จึงมีความพยายามที่จะเพิ่มกำลังผลิตของโรงงานผลิตไฟฟ้าให้มีความยืดหยุ่น รวมถึงลดอัตราค่าไฟฟ้าในเวลากลางวันลงมา เพื่อจูงใจให้คนกลับมาใช้ไฟฟ้ากระแสหลักเหมือนเดิม

อย่างไรก็ตามปรากฏการณ์เส้นเป็ดโค้ง (Duck Curve) ยังไม่เกิดขึ้นในประเทศไทย แต่ถ้าหากว่าแผงโซล่าเซลล์ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นก็อาจถึงคราวที่บ้านเราจะมีปรากฏการณ์เกิดขึ้นบ้าง

Anti Solar Cell ทำงานอย่างไร

อย่างที่รู้กันว่าแผงโซล่าเซลล์ที่เรารู้จักกันดีจะดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในเวลากลางวัน ในทางตรงข้าม Anti Solar Cell หรือแผงโซล่าเซลล์กลางคืน คือโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืนนั่นเอง โดยแผงโซล่าเซลล์ใช้กลางคืนนั่นมีการค้นคว้าพัฒนาตั้งแต่ 2020 โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นหนึ่งในแผนการพัฒนานวัตกรรมด้านพลังงานที่ต้องการแก้ปัญหาการผลิตไฟฟ้าหลังพระอาทิตย์ตกดิน จึงได้ตั้งชื่อ Solar Energy แนวใหม่ นี้ว่า Anti Solar Cell 

โดยการผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืน เป็นแนวคิดที่มีวิธีการทำงานง่ายๆ เพราะโลกในการระบายความร้อนออกมาในช่วงเวลากลางคืนในรูปแบบของรังสีอินฟราเรด เพื่อให้อุณหภูมิของโลกคงที่ โดยการผลิตพลังงานจากการแผ่รังสีความร้อนแบบนี้เคยมีมาก่อนแล้ว เราเรียกว่า Thermoradiative Cell :ซึ่งเป็นพลังงานที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อนเหมือนกัน แต่นำมาใช้กับเครื่องยนต์ที่มีความร้อนสูงโดยนักวิทยาศาสตร์จึงผลิตแผงโซล่าเซลล์เซลล์แบบย้อนกลับ โดยการประยุกต์ใช้กับแผงโซล่าเซลล์แบบเดิมเพื่อลบข้อจำกัดด้านช่วงเวลาในการผลิตไฟฟ้า โดยเปลี่ยนวัสดุชิ้นใหม่ที่ดูดซับรังสีอินฟราเรดได้เพิ่มเข้าไปยังแผงโซล่าเซลล์ โดยใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิกลางวันและกลางคืนมาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง  

สำหรับ แผงโซล่าเซลล์ใช้กลางคืน สามารถสร้างพลังงานได้มากถึง 50 วัตต์ต่อตารางเมตร หรือเป็น 1 ใน 4 ของแผงโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในเวลากลางวัน โดยเป็นพลังงานเพียงพอสำหรับชาร์จโทรศัพท์มือถือ แต่ทว่าในอนาคต Anti Solar Cell  ต้องมีศักยภาพในการนำมาใช้เป็นพลังงานกระแสหลัก หรือถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายๆ ประเภทถือว่าเป็นพลังงานทางเลือกใหม่ที่ถูกนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด และเพื่อทดแทนพลังงานเดิมที่กำลังลดลงเรื่อยๆ

วิธีผลิตไฟฟ้าในตอนกลางคืนของ Anti Solar Cell 

วิธีผลิตไฟฟ้าของ แผงโซล่าเซลล์ใช้กลางคืน เป็นการนำประโยชน์ของการระบายของร้อนโลกที่อยู่ในรูปแบบของรังสีอินฟราเรดมาใช้ให้เกิดประโยชน์ ซึ่งหากนำรังสีดังกล่าวมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้จะทำให้คนสามารถเข้าถึงพลังงานสะอาดที่ทั้งประหยัด ราคาถูก และยั่งยืน นักวิทยาศาสตร์จึงนำแผนการดังกล่าวมาพัฒนาเพื่อต่อยอดการเพิ่มกำลังผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืน 

ผ่านการสร้างแบบจำลองเทอร์โมไดนามิกส์ โดยใช้อุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นกําลังไฟฟ้าโดยอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิ โดยนำพิสูจน์บนดาดฟ้าจึงพบว่าแบบจำลองนี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 2.2 วัตต์ต่อตารางเมตร และยังมีการทดลองผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืนอีกหลายครั้ง ซึ่งพบว่าสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้มากขึ้น เทียบเท่ากับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่ทำความร้อนได้เลย  ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นทำให้การผลิตไฟฟ้าด้วย Anti Solar Cell   กำลังเข้าใกล้ความเป็นจริง และสามารถทำให้เป็นความจริงได้ในอนาคต

Anti Solar Cell แตกต่างจากโซล่าเซลล์แบบธรรมดาอย่างไร

หลายคนคงอยากทราบแล้วว่า แผงโซล่าเซลล์ใช้กลางคืน ต่างจากโซล่าเซลล์แบบธรรมดาอย่างไรบ้าง เดี๋ยวจะมาอธิบายให้อย่างชัดเจนขึ้นกันดีกว่า ดังนี้

• ช่วงเวลาในการผลิตไฟฟ้า สำหรับ Anti Solar Cell  เป็นโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืน ต่างจากโซล่าเซลล์ที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ช่วงเวลากลางวัน 
• การดูดซับพลังงาน โดย Anti Solar Cell  มีการดูดซับรังสีอินฟราเรดที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิของโลกและสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ในขณะที่โซล่าเซลล์ปกติดูดซับพลังงานจากแสงอาทิตย์โดยตรง 
• หลักการทำงาน แผง  Anti Solar Cell ดูดซับพลังงานจากกระบวนการแผ่รังสีความร้อน ในขณะที่โซล่าเซลล์แบบธรรมดาดูดซับพลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์

Anti Solar Cell มีข้อดีอะไรบ้าง

มาถึงข้อดีของ แผงโซล่าเซลล์กลางคืน หรือ Anti Solar Cellของเรา อย่างที่ทราบกันว่าพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานที่ทั่วโลกมีความต้องการมากที่สุด จึงมีการคิดค้นพลังงานทดแทนมาใช้อยู่เสมอ การคิดค้น Anti Solar Cell ก็เป็นหนึ่งในความพยายามดังกล่าว ดังนั้นจึงมีประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาต่อไปในอนาคต

•  แผงโซล่าเซลล์กลางคืน สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดทั้งคืนภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย 
• ในอนาคตสามารถนำมาติดตั้งในภาคอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือนเพื่อใช้กันภายในประเทศ 
• เป็นพลังงานสะอาด ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม

Anti Solar Cell มีข้อเสียอะไรบ้าง

ในปัจจุบัน Anti solar cell  กำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา ซึ่งตอนนี้ยังไม่สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานหลักของโลกได้ เพราะผลิตไฟฟ้าได้เพียง 1 ใน 4 ของแผงโซล่าเซลล์แบบปกติเท่านั้น ซึ่งไม่เพียงพอต่อความต้องการในปัจจุบัน ซึ่งหนทางในการปรับปรุงพัฒนา Anti Solar Cell ยังอีกยาวไกลในการนำมาประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือน แต่ต่อไปต้องมีประสิทธิภาพและศักยภาพที่จะนำมาปรับใช้ได้จริงอย่างแน่นอน

ทำไม Anti Solar Cell จะเป็นอนาคตของโลกในด้านพลังงานสะอาด

ในปัจจุบันนี้ความร้อนที่เกิดขึ้นในภาคการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมทำให้อุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้นและทำลายชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งการพัฒนา Anti Solar Cell  ที่ดูดซับพลังงานความร้อนมาเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าจะช่วยลดปัญหาดังกล่าวได้ รวมถึงช่วยสร้างความสมดุลระหว่างการปล่อยคาร์บอนในโรงงานอุตสาหกรรมกับการกำจัดคาร์บอนด้วยการดูดซับพลังงานของ Anti Solar Cell  นอกจากนี้แผง Anti Solar Cell   ยังเป็นพลังงานที่ปราศจากคาร์บอน จึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการพัฒนาต่อไปในอนาคต และลดปัญหาโลกร้อนที่เกิดขึ้นในปัจจุบันได้ด้วย ถ้าหากเครื่องดังกล่าวสามารถนำมาพัฒนาประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอต่อความต้องการในแต่ละวัน

สรุปจาก SORARUS

Anti solar cell เป็นเทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยแก้ปัญหาการผลิตไฟฟ้าในช่วงกลางคืนของโซล่าเซลล์ และลดข้อจำกัดในการผลิตไฟฟ้าได้เฉพาะช่วงเวลากลางวันเท่านั้น ซึ่งปัญหาที่หลายคนค้างคาใจกันว่าเมื่อทำการติดตั้งโซล่ารูฟท็อป(Solar Rooftop) แล้วจะสามารถผลิตไฟฟ้าในช่วงกลางคืนได้ไหม และมีวิธีการผลิตอย่างไร ซึ่งวันนี้เรารู้แล้วว่ากระบวนการกักเก็บความร้อนแล้วนำมาแปรเปลี่ยนเป็นพลังงานในช่วงเวลากลางคืน สามารถผลิตไฟฟ้าได้ ซึ่งกระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่า anti solar cell และหวังว่า anti solar cell  จะมีประสิทธิภาพที่มากขึ้น และคนทั่วไปสามารถเข้าถึงและนำมาใช้ได้จริงในทางปฏิบัติ