เราต่างก็มีเหตุผลดีๆ ที่จะ
สับเปลี่ยนไปใช้พลังงานแสงอาทิตย์
ต้นทุนมันถูกกว่าในทุกๆทาง
แถมยังเป็นพลังงานยั่งยืน
มากกว่าการพึ่งพาโรงงานไฟฟ้า แบบเดิม
ที่ใช้ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงาน
ซึ่งมันก็จะต้องหมดไปในซักวัน
แล้วทำไมเราจึงไม่แทนที่
โรงไฟฟ้าแบบเก่าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์?
เพราะมีปัจจัยข้อหนึ่งที่ทำให้
พลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถควบคุมได้
การบดบังของเมฆไงหละ
ดังที่แสงแดดได้สาดส่องมายังโลก
บางส่วนนั้นได้ถูกดูดซับโดยชั้นบรรยากาศ
บางส่วนก็ถูกสะท้อนกลับไปยังอวกาศ
ส่วนที่เหลือจึงได้ตกมายังโลก
ส่วนที่ไม่ได้ถูกเบี่ยงเบนไปนี้
เราเรียกมันว่า ความเข้มแสงแบบตรง (direct irradiance)
ส่วนที่ถูกหักเหโดยเมฆ
เราเรียกว่า ความเข้มแสงแบบกระเจิง (diffuse irradiance)
และแสงที่ถูกสะท้อนโดยพื้นผิวก่อนเป็นอันดับแรก
โดยสิ่งก่อสร้างใกล้เคียง
ก่อนที่มันจะตกมาถึง แหล่งผลิดพลังงานแสงอาทิตย์
เราเรียกมันว่า ความเข้มแสงแบบสะท้อน (reflected irradiance)
ก่อนที่เราจะหาสาเหตุว่าทำไมเมฆ
มีผลกับแสงแดดที่ใช้ผลิตไฟฟ้า
เรามาดูกันว่าระบบผลิตพลังงาน จากแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร
แบบแรก เราใช้หอคอยแสงอาทิตย์
เป็นหอคอยที่อยู่ ใจกลาง
ห้อมล้อมไปด้วยทุ่งกระจก ขนาดใหญ่
ซึ่งมันจะติดตามทิศทางและสะท้อนแสง
ตรงไปยังจุดจุดเดียวที่หอคอย
คล้ายกันคนอยากจะอาบแดดที่ชายหาด
ความร้อนถูกสร้างขึ้นโดยแสงเหล่านี้
มีมหาศาลจนสามารถใช้ต้มน้ำให้เดือด
สร้างไอน้ำเพื่อนำไปหมุนกังหันไอน้ำแบบเก่า
ซึ่งใช้สร้างไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง
แต่เมื่อเราพูดถึงระบบพลังงานแสงอาทิตย์
เราก็ต้องพูดเกี่ยวกับ อุปกรณ์ แปลงแสงให้เป็นไฟฟ้า
หรือแผงโซลาร์เซลล์
ซึ่งเป็นระบบทำใช้กันทั่วไปมากที่สุด
เพื่อสร้างพลังงาน แสงอาทิตย์
ในแผงโซลาร์เซลล์
โฟตอนจากแสงอาทิตย์สัมผัสกับผิวของแผง
และอิเล็กตรอนก็ถูกปลอดปล่อยออกมา
ผลักดันให้เกิดกระแสไฟฟ้า
แผงโซลาร์เซลล์สามารถ ใช้ได้กับความเข้มแสงทุกแบบ
ใขขณะที่หอคอยแสงอาทิตย์ สามารถใช้ได้แค่กับความเข้มแสงแบบตรงเท่านั้น
และเมฆนั้นมีความสำคัญอย่างมาก
เพราะมันขึ้นกับรูปร่างและสถานที่
ที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์
มันง่ายที่จะทำให้มีการเพิ่มหรือลด
พลังงานทั้งหมดที่ผลิตได้
ในทันทีที่เมฆคิวมูลัสเพียงเล็กน้อย
ลอยเข้ามาบดบังแสงก็สามารถลด
กำลังในการผลิตไฟฟ้าในหอคอยแสงอาทิตย์
จนเกือบเท่ากับ 0 เพราะมันต้องใช้แสงโดยตรง
ส่วนในแผงโซลาร์เซลล์ เมฆเหล่านี้จะลด
พลังที่ได้ในระดับหนึ่ง
แต่ก็ไม่มากเท่าไร
เพราะแผงโซลาร์เซลล์สามารถรับ ความเข้มแสงได้ทุกแบบ
อย่างไรก็ตามทั้งหมดก็ขึ้นอยู่กับตำแหน่งเมฆ
การสะท้อน หรือปรากฏการณ์พิเศษ
ที่เรียกว่า การกระจัดกระจายแบบมี (Mie scattering)
แสงแดดสามารถถูกรวม
โดยกลุ่มเมฆและเพิ่มความเข้มแสง
ได้มากกว่า 50% ก่อนจะกระทบกับแผงโซลาร์เซลล์
และถ้าความเข้มแสงที่เพ่ิมขึ้นนี้ ไม่ได้ถูกคำนวณเพื่อรองรับไว้
มันก็จะสร้างความเสียหายให้กับแผงโซลาร์
ทำไมเราต้องใส่ใจกับมัน?
ในเมื่อคุณไม่ต้องการให้บทเรียนนี้ชะงัก
เพียงเพราะเมฆมาบังเหนือ แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านคุณ
ในหอคอยแสงอาทิตย์ ถังขนาดใหญ่ ที่มีเกลือหรือน้ำมันหลอมเหลว
สามารถกักเก็บความร้อนส่วนเกิน
และใช้มันเมื่อต้องการ
ดังนั้นนี่คือการแก้ปัญหา
การผันแปรของความเข้มแสง เพื่อให้เกิดความสม่ำเสมอ
ของการผลิตไฟฟ้า
แต่ในกรณีของแผงโซล่าเซลล์
ยังไม่มีวิธีการที่สามารถ
กักเก็บพลังงานส่วนเกินได้
จึงเป็นเหตุว่าทำไม เรายังต้องใช้โรงไฟฟ้าแบบเก่า
เพื่อที่จะชดเชยความผันแปรของ
การผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์
พลังงานเพิ่มเติมจากโรงไฟฟ้าแบบเก่า
จึงยังต้องมีพร้อมใช้ตลอดเวลา
แต่เหตุใดเราจึงไม่ใช้โรงงานไฟฟ้าแบบเก่านี้
เป็นแค่แหล่งพลังงานเสริม
แทนการที่เราต้องพึ่งพลังงานเหล่านี้
เป็นพลังงานหลักของพวกเรา
นั่นเพราะมันเป็นไปไม่ได้ที่คนงาน
ที่โรงไฟฟ้าถ่านหิน หรือ โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์
จะบิดปุ่มสร้างพลังงาน
ขึ้นๆ ลงๆ ไปกับ
จำนวนเมฆที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า
การตอบสนองมันช้าเกินไป
แทนที่เราจะจัดการกับความไม่แน่นอนนี้
พลังงานบางส่วนจากโรงไฟฟ้าแบบเก่า
จึงต้องถูกผลิตตลอดเวลา
ในวันที่ท้องฟ้าสดใส
พลังงานมากมายเหล่านี้คงสูญเปล่า
แต่ในวันที่ท้องฟ้าไม่เป็นใจ
มันก็จะเข้ามาเติมเต็ม
นี่คือสิ่งที่เราต้องพึ่งพาอยู่ในตอนนี้
เพื่อให้มีพลังงานใช้อย่างต่อเนื่อง
ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยหลายคน
สนใจที่จะพยากรณ์การเคลื่อนที่
และ โครงสร้างของเมฆผ่านภาพถ่ายดาวเทียม
หรือกล้องถ่ายรูปที่แหงนมองท้องฟ้า
เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตสูงสุด ให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
และทำให้เสียพลังงานน้อยที่สุด
ถ้าเราสามารถทำมันสำเร็จ
คุณจะสามารถสนุกกับวิดีโอนี้
โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์
โดยไม่สนแม้สภาพอากาศจะเป็นอย่างไร
สุดท้ายนี้ถ้าดวงอาทิตย์ทอแสงลงมา
คุณก็น่าจะลองออกไปข้างนอก
เพื่อมองดูเมฆรูปต่างๆ ที่ลอยล่อง