วิธีออกแบบระบบเซลล์แสงอาทิตย์

8 มกราคม 2560 14:42:35

วิธีการคำนวณ และ ออกแบบระบบเซลล์แสงอาทิตย์

ก่อนการตัดสินใจซื้อแผงโซลาร์เซลล์ เราควรทราบถึงระบบที่เราต้องการเพื่อให้การลงทุนที่คุ่มค่าและเหมาะสม ผู้ใช้ควรต้องรู้ ความต้องการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวันและสถานที่ติดตั้ง  จึงจะสามารถคำนวณส่วนประกอบของระบบได้ ซึ่งปกติเราควรว่าอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ละชนิดใช้พลังงานเท่าใด (วัตต์ หรือ Watt)  และเราต้องการเปิดใช้งานนานกี่ชั่วโมงต่อวัน  รวมถึงในกรณีที่แผงเซลล์แสง   อาทิตย์ไม่สามารถรับแสงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าได้  ซึ่งต้องใช้พลังงานสำรองที่ได้จากแบตเตอรี่ว่าสามารถใช้ได้นานเท่าใด

Solar Cell_01.png

ตัวอย่าง  บ้านหลังหนึ่งต้องใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไปใช้กับหลอดไฟ ฟลูออเรสเซนต์ชนิดมีบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ในตัว จำนวน 2 ดวง (18W X 2 ) เป็นเวลา 6  ชั่วโมงต่อวัน, โทรทัศน์สี 21 นิ้ว (120 W) ประมาณ 3  ชั่วโมงต่อวัน

สิ่งที่ต้องใช้ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วย
1) เซลล์แสงอาทิตย์ 
2) เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า (Charge Controller) 
3) แบตเตอรี่ (Battery) 
4) เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter)

สูตรการคำนวณหาขนาดของระบบ

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Invertor)
     จะทำหน้าที่แปลงไฟฟ้า จากแบตเตอรี่ 12 โวลท์ เป็น 220 โวลท์ ซึ่งควรมีขนาดกำลังเพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้แก่อุปกรณ์  จะได้ 
                             
                                       ขนาด ของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า   = (18 W X 2 ดวง) + (120 W) 
                                                                                            = 156 W

ดังนั้นขนาดของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า ควรมีขนาด  156 W แต่ควรมีขนาดสูงกว่า สำหรับขนาดที่เหมาะควรใช้  ขนาด  200 W  ซึ่ง ใช้กับแบตเตอรี่ขนาด 12 โวลต์

แบตเตอรี่ (Battery)


  จะทำหน้าที่เก็บสำรองไฟฟ้า ในเวลาที่แผงโซลาร์ไม่สามรถรับแสงได้ (เวลากลางคืน) แบตเตอรี่ที่เหมาะสมกับการใช้งานในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ควรใช้แบตเตอรี่ชนิด Deep Cycle แต่จะมีราคาสูง ซึ่งเราสามารถเลือกใช้กับแบตเตอรี่ชนิดอื่นแทนได้ เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ หรือ แบตเตอรี่แห้ง (Sealed Lead Acid Battery) ได้ ซึ่งจะมีราคาถูกกว่า

 ขนาดกระแส/ชั่วโมง ของแบตเตอรี่สามารถคำนวณได้จาก 
     Ah = ค่าพลังงานรวม / [แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ X 0.6 (% การใช้งานกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในแบตเตอรี่) X 0.85 (ประสิทธิภาพของ Inverter)]
          = {( 18W X  2 ดวง) X 6 ชั่วโมง} + {(120 W) X 3 ชั่วโมง} / [12 โวลต์ X 0.6 X 0.85] 
          = 94.117 Ah 

       ดังนั้นขนาดของแบตเตอรี่ที่ใช้จะเป็นขนาด 12 โวลต์ 96.08 Ah หรือมากกว่า ฉะนั้นควรใช้ขนาดรุ่น 12 โวลต์ 105Ah หรือ 125Ah


เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า (Charge Controller)
        จะทำหน้าที่ควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าลงในแบตเตอรี่ จะทำให้ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ ซึ่งต้องมีขนาดเท่ากับหรือมากกว่า กระแสไฟฟ้า (Amp) ที่ไหลผ่านจากแผงโซลาร์เซลล์สู่แบตเตอรี่ดังนั้น  ขนาดของเครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า ควรมีขนาดเกินกระแสไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์


เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar cell)


    ขนาดของแผง  =  ค่าการใช้พลังงานรวม / 5 ชั่วโมง (ปริมาณแสงอาทิตย์ที่น่าจะได้ใน 1 วัน) 
                            = {(18 W X 2 ดวง) X 6 ชั่วโมง} + {(120 W) X 3 ชั่วโมง} / 5 ชั่วโมง 
                            = 115.2 Ah 
  ดังนั้น ขนาดของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ต้องใช้ คือ ขนาด 12 โวลต์ 115.2  วัตต์หรือมากกว่า 

หมายเหตุ:  ควรมีพลังงานสำรองไว้ใช้ในกรณีที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ไม่สามารถผลิตพลังงาน ไฟฟ้าได้ เช่น  เวลาที่ฝนตกหรือไม่มีแสงอาทิตย์ ก็ควรจะเพิ่มขนาดของแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่เพื่อใช้ในการเก็บพลังงาน สำรอง

Solar Roof Systems

Solar Roof system_550.png