เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ หรือเรียกอีกอย่างว่า เครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อรวบรวมความร้อนจากแสงแดด เทคโนโลยีนี้มักใช้ในการทำน้ำอุ่น บางครั้งก็ใช้สำหรับทำอากาศให้ร้อนหรือทำอาหาร และในบางการใช้งานเพื่อผลิตไฟฟ้า บทความนี้จะให้คำแนะนำในการเลือกตัวรวบรวมความร้อนที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ และพิจารณาตัวเลือกที่ดีที่สุดบางส่วนที่มีอยู่ในตลาดปัจจุบัน
สารบัญ
การเติบโตของตลาดเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
บทนำเกี่ยวกับเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบน
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบหลอดสุญญากาศ
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดอื่นๆ
ความคิดสุดท้าย
การเติบโตของตลาดเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
ตลาดเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์กำลังเติบโตอย่างแข็งแรงตลอดช่วงระยะเวลาจนถึงปี 2031 ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความต้องการแหล่งพลังงานทางเลือกที่เพิ่มขึ้น และราคาพลังงานไฟฟ้าจากผู้ให้บริการไฟฟ้าแห่งชาติที่เพิ่มสูงขึ้น การจัดหาน้ำร้อนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหลายๆ คน โดยเฉพาะในประเทศที่มีภูมิอากาศหนาวเย็น ในขณะที่การทำน้ำอุ่นในสระว่ายน้ำเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงและคุ้มต้นทุนสำหรับตลาดสินค้าหรูหรา
ระหว่างปี 2022 ถึง 2031 อัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) คาดการณ์ที่ 5.1% จาก มูลค่าปี 2021 21.5 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ไปยัง มูลค่าปี 2031 35.3 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ.
เมื่อการเจริญเติบโตนั้นถูกแบ่งออกตามประเภทของเครื่องรับแสงอาทิตย์ การวิจัยแบบเดียวกัน แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีท่อสูญญากาศจะเติบโตแซงหน้าการเติบโตของเครื่องรวบรวมน้ำแบบแผ่นแบน โดยที่เทคโนโลยีอื่นๆ ของเครื่องรวบรวมน้ำที่ไม่เคลือบและเครื่องรวบรวมอากาศจะมีส่วนแบ่งและการเติบโตที่เล็กกว่า
ส่วนแบ่งการตลาดหลักนั้นขับเคลื่อนโดยการใช้งานในที่อยู่อาศัย รองลงมาคือการใช้งานในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม คาดว่าภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกจะมีความต้องการสูงสุด โดยเฉพาะจีนและอินเดีย เนื่องจากประชากรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความต้องการพลังงานที่สูง และการสนับสนุนจากรัฐบาลสำหรับระบบพลังงานหมุนเวียน
บทนำเกี่ยวกับเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
เครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาเพื่อดักจับความร้อนจากแสงอาทิตย์และถ่ายเทความร้อนดังกล่าวไปยังระบบทำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด โดยส่วนใหญ่มักใช้สำหรับทำน้ำอุ่น ให้บ้านมีน้ำอุ่น หรือทำน้ำอุ่นสระว่ายน้ำ ภายในระบบทำน้ำอุ่นที่พักอาศัยน้ำอุ่นจากแผงรับแสงอาทิตย์จะถูกถ่ายโอนและเก็บไว้ในเครื่องทำน้ำอุ่นหลักเพื่อเสริมระบบทำน้ำอุ่นภายในบ้าน ในประเทศที่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ บ้านยังคงผลิตน้ำอุ่นได้ในช่วงเวลากลางวัน และสามารถเสริมระบบทำน้ำอุ่นได้เมื่อมีไฟฟ้าจากโครงข่ายหลัก
มีสองประเภทหลัก:
- เครื่องเก็บความร้อนแบบแผ่นแบนซึ่งประกอบด้วยท่อบรรจุน้ำหลายชุด เพื่อทำการให้ความร้อนแก่น้ำที่ใช้ได้โดยตรง หรือเพื่อรวบรวมและถ่ายเทความร้อน
- หลอดเก็บความร้อนแบบสุญญากาศซึ่งใช้ตัวกลางเก็บความร้อนที่บรรจุอยู่ภายในหลอดแก้วที่บรรจุสูญญากาศเพื่อปรับปรุงการนำความร้อนและลดการสูญเสียความร้อน
ข้อควรพิจารณาในการเลือกบางประการง่ายๆ มีดังนี้:
- ระบบเก็บความร้อนแบบหลอดสุญญากาศถือเป็นระบบที่ดีที่สุดสำหรับภูมิอากาศหนาวเย็น เนื่องจากสามารถดักจับความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบเก็บความร้อนแบบแผ่นแบนเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้กันในภูมิอากาศเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน
- แผงรับแสงอาทิตย์แบบหลอดสุญญากาศจะให้ความร้อนแก่น้ำได้รวดเร็วถึงประมาณ 200 องศาฟาเรนไฮต์ ในขณะที่แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบนจะทำความร้อนได้ช้ากว่า โดยจะทำความร้อนได้สูงสุดประมาณ 140 องศาฟาเรนไฮต์
- โดยทั่วไปแล้ว ตัวรวบรวมความร้อนแบบแผ่นแบนจะมีราคาถูกกว่าตัวรวบรวมความร้อนแบบท่อสุญญากาศ ถึงแม้ว่าต้นทุนเพิ่มเติมสามารถชดเชยได้ด้วยประสิทธิภาพในการสร้างความร้อนที่มากขึ้นก็ตาม
ประสิทธิภาพของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แต่ละประเภทมักจะวัดโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ซึ่งใช้ปัจจัยหลายประการ เช่น พื้นที่ผิว อุณหภูมิโดยรอบ และปัจจัยอื่นๆ เช่น การสะท้อนแสง อย่างไรก็ตาม ปัจจัยหลักสามารถสรุปได้เป็นปริมาณการดูดซับความร้อน โดยพิจารณาจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ เพื่อให้ได้เปอร์เซ็นต์ประสิทธิภาพ โดยช่วงประสิทธิภาพที่ต้องการคือ 60%-80%
ผู้ขายไม่สามารถหาตัวเลขเหล่านี้ได้ แต่ผู้ซื้อสามารถขอข้อมูลได้ ปัจจัยในการเลือกอื่นๆ จะขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการ ตำแหน่ง/ตำแหน่งของตัวรวบรวม และสภาพแสงแดดโดยทั่วไป ผู้ใช้จะต้องวัดพื้นที่ว่างเพื่อตัดสินใจว่าจะติดตั้งหน่วยใดได้ขนาดใหญ่และกี่หน่วย
โปรดทราบว่าแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แตกต่างจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งใช้แผงโซลาร์เซลล์ (PV) จำนวนมากเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอน จากนั้นอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นเหล่านี้จะถูกส่งผ่านวงจรเพื่อสร้างกระแสตรงที่สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์โดยตรงหรือเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในภายหลัง
แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบน
แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบนเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้สำหรับเครื่องรับความร้อนจากแสงอาทิตย์ เนื่องจากแผงแบนสามารถติดตั้งบนหลังคาลาดเอียงได้โดยไม่ทำให้มีลักษณะไม่สม่ำเสมอ
ตัวรับแผ่นแบนประกอบด้วย:
- แผงแบนพร้อมแผ่นดูดซับความร้อนด้านหน้า สีเข้มเพื่อการดูดซับความร้อนได้ดีที่สุด
- แผ่นป้องกันแบบใสที่ช่วยให้แสงแดดส่องผ่านแผ่นดูดซับแสงได้ แผ่นป้องกันประเภทนี้มักไม่สะท้อนแสงและอาจใช้วัสดุพิเศษ เช่น กระจกโซดาไลม์ที่ผ่านการอบชุบ
- ระบบหมุนเวียนท่อทองแดงที่ช่วยให้ของเหลวไหลเวียนผ่านแผงเพื่อขจัดและดูดซับความร้อนจากแผ่น ในสภาพอากาศร้อน ของเหลวนี้มักจะเป็นน้ำ ในขณะที่ในสภาพอากาศเย็น ของเหลวนี้อาจเป็นส่วนผสมของสารป้องกันการแข็งตัว หากใช้ของเหลวคล้ายสารป้องกันการแข็งตัวแทนน้ำ ความร้อนที่รวบรวมได้จะถูกถ่ายเทไปยังถังน้ำร้อนเพื่อทำให้น้ำร้อน
- ฉนวนกันความร้อนรอบแผงเพื่อลดการสูญเสียความร้อน
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบหลอดสุญญากาศ
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบหลอดสุญญากาศ เป็นประเภทเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ได้รับความนิยมสูงสุดทั่วโลก เครื่องเก็บความร้อนประเภทนี้ใช้หลอดแก้วที่เรียงขนานกันโดยมีหลอดแก้ว 2 ชั้นอยู่ภายในอีกชั้นหนึ่ง สูญญากาศจะเกิดขึ้นระหว่างหลอดแก้ว 2 หลอด ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียความร้อน ภายในหลอดด้านในจะมีตัวดูดซับซึ่งทำหน้าที่เก็บความร้อนเพื่อถ่ายโอนไปยังระบบน้ำ
ระบบท่อสูญญากาศมีประสิทธิภาพสูงในการดูดซับและกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ และมีประสิทธิภาพมากกว่าแผงรับความร้อนแบบแผ่นแบนโดยทั่วไป
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดอื่นๆ
เครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบพาราโบลา
เครื่องเก็บความร้อนแบบพาราโบลาเป็นเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ใช้กระจกโลหะขัดเงาที่จัดเรียงเป็นร่องหรือทรงจาน เพื่อโฟกัสแสงอาทิตย์โดยตรงไปยังจุดที่ต้องการให้ความร้อน
เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบรางพาราโบลา โค้งไปตามระนาบเพื่อรวมพลังงานแสงอาทิตย์ลงบนท่อที่ทอดไปตามจุดศูนย์กลางของรางน้ำ ของเหลวภายในท่อจะได้รับความร้อนจากรังสีที่รวมอยู่ จากนั้นจึงส่งผ่านท่อเพื่อใช้เป็นแหล่งความร้อน ในตัวอย่างข้างต้น ผู้ขายกำหนดราคาเป็นตารางเมตร โดยอยู่ระหว่าง 3 ดอลลาร์สหรัฐต่อตารางเมตรถึง 6 ดอลลาร์สหรัฐต่อตารางเมตร ขึ้นอยู่กับจำนวนที่สั่งซื้อ
รางพาราโบลาจะยึดอยู่กับที่ จัดตำแหน่งให้ตรงกับดวงอาทิตย์ในจุดที่มีแสงแดดเหมาะสมที่สุด และต้องมีพื้นที่ตามยาวสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ โดยปกติจะไม่ซื้อเพื่อใช้ในบ้าน แต่ส่วนใหญ่มักจะใช้ในฟาร์มและการใช้งานเชิงพาณิชย์อื่นๆ
แผงรับแสงอาทิตย์แบบจานพาราโบลามีรูปร่างเหมือนจาน และใช้พื้นผิวกระจกขัดเงาเพื่อรวมแสงอาทิตย์ไปที่จุดเดียวด้านหน้าของจาน โดยทั่วไปจะใช้สำหรับทำน้ำอุ่นและทำอาหาร เช่นในตัวอย่างด้านบนที่แสดงกาต้มน้ำที่วางไว้ที่จุดโฟกัสของจาน
สำหรับนักสะสมเหล่านี้ การเลือกหลักของผู้ซื้อคือขนาดของจานพาราโบลา โดยตัวอย่างด้านบนแสดงให้เห็นจานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 เมตร ซึ่งขายในราคาประมาณ 23 เหรียญสหรัฐ รุ่นเหล่านี้มีรายละเอียดดังนี้ เตาทำอาหารพลังงานแสงอาทิตย์ในครัวแต่จะต้องวางไว้ในที่ที่มีแสงแดดเพียงพอ มีขนาดเล็กพอที่จะเคลื่อนย้ายได้สะดวก และสามารถประกอบได้อย่างรวดเร็วเพื่อใช้งานเฉพาะหน้า
รุ่นขั้นสูงใช้จานที่มีฐานคงที่แต่มีระบบติดตามเพื่อหมุนและปรับมุมจานให้สอดคล้องกับเส้นทางของดวงอาทิตย์ รุ่นเหล่านี้ไม่ใช่จานทำอาหารธรรมดา แต่จะรวบรวมและนำความร้อนที่สะสมไว้ไปใช้
เครื่องกรองน้ำแบบไม่เคลือบและเครื่องกรองอากาศ
เครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์เหล่านี้ใช้ตัวดูดซับในลักษณะเดียวกับเครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบน แต่ไม่มีฝาปิดแบบเคลือบกระจก เครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีการที่เรียบง่ายกว่าในการเก็บความร้อนเพื่อใช้เป็นน้ำหรือส่งอากาศร้อนเข้าไปในอาคารที่พักอาศัยหรือเชิงพาณิชย์
ความคิดสุดท้าย
เครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ทั้งสำหรับใช้ในบ้านและในเชิงพาณิชย์ ระบบเหล่านี้มีราคาถูกในการซื้อและติดตั้ง และใช้พลังงานหมุนเวียนจากดวงอาทิตย์ที่มีอยู่ทั่วไป โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงจากแสงอาทิตย์เพื่อส่งพลังงานไปยังน้ำ อากาศ หรือแม้แต่อาหารโดยตรง หรือส่งพลังงานไปยังตัวกลางในการเก็บความร้อนซึ่งจะถูกนำไปใช้ในระบบทำความร้อน
สำหรับการใช้งานทั่วไปในการทำน้ำอุ่นเพื่อใช้ในครัวเรือน อ่างอาบน้ำ ฝักบัว และสำหรับการทำความร้อนสระว่ายน้ำนั้น ทางเลือกหลักๆ ได้แก่ ตัวรับความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบแผ่นแบน หรือตัวรับความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบท่อสุญญากาศ
เนื่องจากเทคโนโลยีท่อสูญญากาศใช้พื้นที่สูญญากาศเพื่อปรับปรุงการจับความร้อนและลดการสูญเสียความร้อนที่แผ่ออกมา จึงถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าแผงรับความร้อนแบบแผ่นแบน เนื่องจากให้ความร้อนได้เร็วกว่า มีอุณหภูมิสูงกว่า และกักเก็บความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว แผงรับความร้อนแบบแผ่นแบนมีราคาแพงกว่า แต่สามารถคำนวณได้ว่าสามารถแข่งขันได้มากเมื่อพิจารณาจากหน่วยความร้อนต่อดอลลาร์
ผู้ซื้อที่สนใจอาจต้องการสำรวจตัวเลือกอื่นๆ ที่มีจำหน่าย เช่น เครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบพาราโบลาหรือเครื่องเก็บความร้อนจากอากาศแบบเรียบง่าย ขึ้นอยู่กับความต้องการของพวกเขา สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่มีให้เลือกมากมายในตลาด โปรดดูโชว์รูมออนไลน์ที่ Chovm.com.
