แม้ว่าต้นทุนเริ่มต้นของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์อาจสูงกว่าเครื่องทำน้ำอุ่นแบบดั้งเดิม แต่พลังงานแสงอาทิตย์ที่คุณจะได้รับนั้นสามารถช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมหาศาล น้ำร้อนคิดเป็น 18 เปอร์เซ็นต์ของการใช้พลังงานในบ้าน แต่เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์สามารถลดค่าใช้จ่ายน้ำร้อนของคุณได้ถึง 50 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์
ในบทความนี้ เราจะอธิบายว่าเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยให้คุณใช้ประโยชน์จากพลังงานหมุนเวียนฟรีที่ช่วยประหยัดเงินและเป็นประโยชน์ต่อโลกได้อย่างไร ด้วยข้อมูลนี้ คุณจะสามารถตัดสินใจได้ดีที่สุดว่าเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เป็นการลงทุนที่ดีสำหรับความต้องการน้ำร้อนในบ้านของคุณหรือไม่
หากต้องการทราบว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านทั้งหลังจะมีค่าใช้จ่ายเท่าไร คุณสามารถขอใบเสนอราคาฟรีโดยไม่มีข้อผูกมัดจากบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนำในพื้นที่ของคุณได้ โดยกรอกแบบฟอร์มด้านล่าง
หน้าที่พื้นฐานของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์คือการนำน้ำหรือของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนไปสัมผัสกับแสงแดด แล้วหมุนเวียนของเหลวที่ร้อนแล้วกลับไปยังบ้านของคุณเพื่อใช้ในครัวเรือน ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ทุกชนิดคือถังเก็บน้ำและแผงรับความร้อนที่รวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์
ตัวเก็บความร้อนคือชุดแผ่น ท่อ หรือถังที่น้ำหรือของเหลวถ่ายเทความร้อนดูดซับความร้อนจากแสงอาทิตย์ จากนั้นของเหลวจะไหลเวียนไปยังถังหรือหน่วยแลกเปลี่ยนความร้อน
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ประหยัดพลังงานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการอุ่นน้ำก่อนเข้าสู่เครื่องทำน้ำอุ่นแบบทั่วไปในบ้าน แต่เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์บางประเภทสามารถทำความร้อนและเก็บน้ำได้โดยไม่ต้องใช้ถังเก็บน้ำแบบดั้งเดิม ทำให้ได้น้ำร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์อย่างเต็มรูปแบบ
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบพาสซีฟและแบบแอคทีฟ ความแตกต่างหลักระหว่างสองประเภทนี้คือ ระบบแอคทีฟต้องใช้ปั๊มหมุนเวียนน้ำ ในขณะที่ระบบพาสซีฟอาศัยแรงโน้มถ่วงในการเคลื่อนย้ายน้ำ ระบบแอคทีฟยังต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงานและสามารถใช้น้ำยาป้องกันการแข็งตัวเป็นของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนได้
ในระบบเก็บน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟที่ง่ายที่สุด น้ำจะถูกทำให้ร้อนในท่อแล้วต่อเข้ากับก๊อกน้ำโดยตรงผ่านท่อเมื่อต้องการใช้งาน ส่วนระบบเก็บน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟนั้น อาจใช้สารป้องกันการแข็งตัวของน้ำ — จากแผงรับแสงอาทิตย์ไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อทำให้น้ำร้อนสำหรับน้ำดื่มเพื่อเก็บไว้ใช้เองหรือใช้ในครัวเรือน — หรือทำให้น้ำร้อนโดยตรงแล้วสูบเข้าไปในถังเก็บน้ำ
ระบบแอคทีฟและระบบพาสซีฟมีหมวดหมู่ย่อยที่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศ ภารกิจ ความจุ และงบประมาณที่แตกต่างกัน การเลือกใช้ระบบใดที่เหมาะสมกับคุณนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:
แม้ว่าเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟจะมีราคาแพงกว่าระบบแบบพาสซีฟ แต่ก็มีประสิทธิภาพมากกว่า โดยระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟมีสองประเภท:
ในระบบผลิตน้ำร้อนโดยตรงแบบแอคทีฟ น้ำดื่มจะไหลผ่านแผงรับแสงอาทิตย์โดยตรงไปยังถังเก็บน้ำเพื่อนำไปใช้ ระบบนี้เหมาะที่สุดสำหรับสภาพอากาศอบอุ่นที่อุณหภูมิไม่ค่อยลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
ระบบทำความเย็นทางอ้อมแบบแอคทีฟจะหมุนเวียนของเหลวที่ไม่ต้องแช่เย็นผ่านแผงรับแสงอาทิตย์และเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งความร้อนจากของเหลวจะถูกถ่ายเทไปยังน้ำดื่ม จากนั้นน้ำจะถูกนำกลับไปเก็บในถังเก็บน้ำเพื่อใช้ในครัวเรือน ระบบทำความเย็นทางอ้อมแบบแอคทีฟมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นซึ่งอุณหภูมิมักจะลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง หากไม่มีระบบทำความเย็นทางอ้อมแบบแอคทีฟ ท่อน้ำอาจเสี่ยงต่อการแข็งตัวและแตกได้
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟเป็นตัวเลือกที่ราคาถูกกว่าและง่ายกว่า แต่ก็มักจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าระบบแอคทีฟ อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้อาจมีความน่าเชื่อถือมากกว่าและใช้งานได้นานกว่า ดังนั้นคุณไม่ควรละเลยตัวเลือกนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณมีงบประมาณจำกัด
ระบบรวมแผงรับแสงอาทิตย์และถังเก็บน้ำ (Integrated Collector Storage หรือ ICS) เป็นระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ง่ายที่สุด – แผงรับแสงอาทิตย์สามารถใช้เป็นถังเก็บน้ำได้ด้วย ระบบนี้มีประสิทธิภาพสูง แต่ใช้งานได้เฉพาะในสภาพอากาศที่มีความเสี่ยงต่อการแข็งตัวของน้ำต่ำมากเท่านั้น ระบบ ICS อาจเป็นเพียงถังสีดำขนาดใหญ่ หรือท่อทองแดงขนาดเล็กหลายๆ ท่อที่ติดตั้งบนหลังคา หน่วย ICS ที่ใช้ท่อทองแดงจะร้อนขึ้นเร็วกว่าเนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากขึ้น แต่ก็สูญเสียความร้อนได้เร็วกว่าด้วยเหตุผลเดียวกัน
ระบบ ICS มักใช้ในการอุ่นน้ำล่วงหน้าสำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นแบบดั้งเดิม ในระบบดังกล่าว เมื่อต้องการใช้น้ำ น้ำจะไหลออกจากถังเก็บน้ำ/ถังพักน้ำ และส่งไปยังเครื่องทำน้ำอุ่นแบบดั้งเดิมในบ้าน
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับระบบ ICS คือขนาดและน้ำหนัก: เนื่องจากถังเก็บน้ำเองก็ทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมความร้อนด้วย จึงมีขนาดใหญ่และหนัก โครงสร้างต้องแข็งแรงพอที่จะรองรับระบบ ICS ขนาดใหญ่ ซึ่งอาจไม่เหมาะสมหรือเป็นไปไม่ได้สำหรับบ้านบางหลัง ข้อเสียอีกประการหนึ่งของระบบ ICS คือมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวและอาจแตกได้ในสภาพอากาศที่หนาวเย็น ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพอากาศที่อบอุ่นเท่านั้น หรือต้องระบายน้ำออกก่อนที่อากาศจะหนาวเย็นลง
ระบบเทอร์โมไซฟอนอาศัยหลักการหมุนเวียนอุณหภูมิ โดยน้ำจะไหลเวียนเนื่องจากน้ำอุ่นลอยขึ้นและน้ำเย็นไหลลง ระบบนี้มีถังเก็บน้ำคล้ายกับหน่วย ICS แต่แผงรับความร้อนจะลาดลงจากถังเพื่อให้เกิดการหมุนเวียนอุณหภูมิ
เครื่องเก็บความร้อนแบบเทอร์โมไซฟอนจะรวบรวมแสงแดดและส่งน้ำร้อนกลับไปยังถังเก็บน้ำผ่านวงจรปิดหรือท่อความร้อน แม้ว่าเทอร์โมไซฟอนจะมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบ ICS แต่ก็ไม่สามารถใช้ได้ในบริเวณที่มีการปล่อยน้ำอย่างสม่ำเสมอ
ยิ่งคุณใช้น้ำร้อนมากเท่าไหร่ เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ก็จะยิ่งคุ้มค่ากับการลงทุนในระยะยาวมากขึ้นเท่านั้น เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับครัวเรือนที่มีสมาชิกหลายคนหรือมีความต้องการใช้น้ำร้อนสูง
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปมีราคาประมาณ 9,000 ดอลลาร์ก่อนหักส่วนลดจากรัฐบาลกลาง และอาจสูงถึง 13,000 ดอลลาร์สำหรับรุ่นที่มีกำลังการผลิตสูงกว่า ในขณะที่ระบบขนาดเล็กอาจมีราคาต่ำสุดเพียง 1,500 ดอลลาร์
ราคาจะแตกต่างกันไปตามหลายปัจจัย รวมถึงวัสดุที่เลือกใช้ ขนาดของระบบ ค่าติดตั้งและบำรุงรักษา และอื่นๆ อีกมากมาย แม้ว่าระบบ ICS จะเป็นตัวเลือกที่ถูกที่สุด (ประมาณ 4,000 ดอลลาร์สำหรับหน่วย 60 แกลลอน) แต่ก็ใช้ไม่ได้ในทุกสภาพอากาศ ดังนั้นหากบ้านของคุณมีอุณหภูมิปกติต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง คุณก็ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้องซื้อระบบปรับอากาศแบบแอคทีฟ หรืออย่างน้อยก็ใช้ระบบอื่นในช่วงเวลาหนึ่งของปี
ระบบทำความร้อนแบบพาสซีฟที่มีราคาถูกกว่า อาจมีน้ำหนักและขนาดที่ใหญ่เกินไปจนไม่เหมาะกับทุกคน หากโครงสร้างของคุณไม่สามารถรับน้ำหนักของระบบแบบพาสซีฟได้ หรือคุณไม่มีพื้นที่เพียงพอ ระบบทำความร้อนแบบแอคทีฟที่มีราคาสูงกว่าก็จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณอีกครั้ง
หากคุณกำลังสร้างบ้านใหม่หรือรีไฟแนนซ์ คุณสามารถนำค่าใช้จ่ายของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ไปรวมกับเงินกู้ซื้อบ้านได้ การรวมค่าใช้จ่ายของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่เข้ากับเงินกู้ซื้อบ้านระยะเวลา 30 ปี จะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นประมาณ 13 ถึง 20 ดอลลาร์ต่อเดือน เมื่อรวมกับมาตรการจูงใจจากรัฐบาลกลาง คุณอาจจ่ายเพียง 10 ถึง 15 ดอลลาร์ต่อเดือนเท่านั้น ดังนั้น หากคุณกำลังสร้างบ้านใหม่หรือรีไฟแนนซ์ และค่าใช้จ่ายน้ำร้อนแบบดั้งเดิมของคุณสูงกว่า 10-15 ดอลลาร์ต่อเดือน คุณจะเริ่มประหยัดเงินได้ทันที ยิ่งคุณใช้น้ำมากเท่าไหร่ ระบบก็จะยิ่งคืนทุนได้เร็วขึ้นเท่านั้น
นอกเหนือจากค่าใช้จ่ายในการซื้อและติดตั้งระบบแล้ว คุณยังต้องพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายในการใช้งานประจำปีด้วย ในระบบแบบพาสซีฟที่เรียบง่าย ค่าใช้จ่ายนี้อาจไม่มากนักหรืออาจมีค่าใช้จ่ายอยู่บ้าง แต่ในระบบส่วนใหญ่ที่ใช้เครื่องทำน้ำอุ่นแบบธรรมดาและเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ คุณจะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนอยู่บ้าง แม้ว่าจะต่ำกว่าการใช้เครื่องทำน้ำอุ่นแบบธรรมดาเพียงอย่างเดียวก็ตาม
คุณไม่จำเป็นต้องจ่ายราคาเต็มสำหรับระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ เครดิตภาษีของรัฐบาลกลางสามารถลดต้นทุนการติดตั้งได้อย่างมาก เครดิตภาษีพลังงานหมุนเวียนสำหรับที่อยู่อาศัยของรัฐบาลกลาง (หรือที่รู้จักกันในชื่อ ITC หรือ Investment Tax Credit) สามารถให้เครดิตภาษีได้ถึง 26% สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ แต่มีเงื่อนไขบางประการในการได้รับสิทธิ์:
หลายรัฐ เทศบาล และบริษัทสาธารณูปโภคต่าง ๆ เสนอสิ่งจูงใจและส่วนลดของตนเองสำหรับการติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ ตรวจสอบฐานข้อมูล DSIRE เพื่อดูข้อมูลด้านกฎระเบียบเพิ่มเติม
ชิ้นส่วนเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์มีจำหน่ายที่ร้านค้าปลีกขนาดใหญ่หลายแห่ง เช่น Home Depot นอกจากนี้ยังสามารถซื้อได้โดยตรงจากผู้ผลิต โดย Duda Diesel และ Sunbank Solar มีตัวเลือกเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยคุณภาพดีให้เลือกมากมาย ผู้ติดตั้งในท้องถิ่นก็สามารถจัดหาเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์คุณภาพสูงได้เช่นกัน
เนื่องจากมีปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อการเลือกซื้อเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ จึงควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเมื่อเลือกและติดตั้งระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เป็นที่นิยมเท่าเมื่อก่อน สาเหตุหลักมาจากต้นทุนของแผงโซลาร์เซลล์ลดลงอย่างมาก ทำให้หลายคนที่วางแผนจะติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์กลับละทิ้งการใช้พลังงานไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ในการทำน้ำอุ่นไป
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใช้พื้นที่มาก และสำหรับเจ้าของบ้านที่สนใจผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เอง การใช้พื้นที่ที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุดและกำจัดเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ออกไป แล้วหันมาติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แทน อาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า
อย่างไรก็ตาม หากคุณไม่มีพื้นที่สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์อาจยังเป็นทางเลือกที่ดี เนื่องจากใช้พื้นที่น้อยกว่าแผงโซลาร์เซลล์มาก เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ยังเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ห่างไกล หรือเป็นส่วนเสริมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่แล้ว เครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้าสมัยใหม่มีประสิทธิภาพสูง และเมื่อใช้พลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ จะช่วยประหยัดเงินในกระเป๋าของคุณได้มากและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
สำหรับเจ้าของบ้านหลายๆ คน การตัดสินใจขึ้นอยู่กับราคา เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์อาจมีราคาสูงถึง 13,000 ดอลลาร์ หากต้องการทราบว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านทั้งหลังจะมีค่าใช้จ่ายเท่าใด คุณสามารถขอใบเสนอราคาฟรีโดยไม่มีข้อผูกมัดจากบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนำในพื้นที่ของคุณได้โดยการกรอกแบบฟอร์มด้านล่าง
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์คุ้มค่าหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับว่าคุณอาศัยอยู่ที่ไหน ความต้องการและความชอบของคุณ และคุณวางแผนที่จะติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์หรือไม่ สาเหตุที่เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับความนิยมลดลงส่วนใหญ่มาจากการแพร่หลายของระบบโซลาร์เซลล์ในบ้าน: ผู้ที่ติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ก็ต้องการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เช่นกัน และมักเลือกที่จะเลิกใช้เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นเก่าที่แย่งพื้นที่บนหลังคา
หากคุณมีพื้นที่เพียงพอ เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์อาจช่วยลดค่าใช้จ่ายน้ำร้อนของคุณได้ เมื่อใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับเกือบทุกการใช้งาน
โดยทั่วไปแล้ว ระบบทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาประมาณ 9,000 ดอลลาร์สหรัฐ ส่วนรุ่นระดับสูงจะมีราคาสูงกว่า 13,000 ดอลลาร์สหรัฐ ขณะที่เครื่องทำน้ำอุ่นขนาดเล็กจะมีราคาถูกกว่ามาก โดยมีราคาตั้งแต่ 1,000 ถึง 3,000 ดอลลาร์สหรัฐ
ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์คือจะไม่ทำงานในวันที่หมอกลง ฝนตก หรือมีเมฆมาก รวมถึงในเวลากลางคืน แม้ว่าปัญหานี้จะสามารถแก้ไขได้ด้วยเครื่องทำความร้อนเสริมแบบดั้งเดิม แต่ก็ยังเป็นข้อเสียเปรียบที่พบได้ทั่วไปในเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ทุกประเภท การบำรุงรักษาอาจเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ แม้โดยทั่วไปแล้วจะต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย แต่เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์บางรุ่นก็จำเป็นต้องมีการระบายน้ำ ทำความสะอาด และป้องกันการกัดกร่อนอย่างสม่ำเสมอ
เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์จะหมุนเวียนของเหลวผ่านแผงรับแสงอาทิตย์ (โดยทั่วไปจะเป็นแผงแบบแผ่นเรียบหรือแบบท่อ) ทำให้ของเหลวร้อนขึ้น แล้วส่งไปยังถังหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งของเหลวนั้นจะถูกนำไปใช้ในการทำความร้อนน้ำใช้ในครัวเรือน
คริสเตียน ยองเกอร์ส เป็นนักเขียน ช่างภาพ ผู้สร้างภาพยนตร์ และผู้รักกิจกรรมกลางแจ้ง ที่หลงใหลในความสัมพันธ์ระหว่างผู้คนและโลก เขาทำงานร่วมกับแบรนด์และองค์กรที่มีผลกระทบทางสังคมและสิ่งแวดล้อมเป็นหัวใจหลัก ช่วยให้พวกเขาเล่าเรื่องราวที่เปลี่ยนแปลงโลกได้