ระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าในบ้านพักอาศัยโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าในบ้านพักอาศัยโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าในบ้านพักอาศัยเป็นระบบ ที่ออกแบบเพื่อให้ผลิตพลังงานไฟฟ้าจาก แผงโซลาร์เซลส์ และนำกระแสไฟฟ้านั้นไปใช้กับระบบแสงสว่าง หรือ เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างเช่น โทรทัศน์ วิทยุ พัดลม ฯลฯ


อุปกรณ์ที่ใช้ภายในระบบ

แผงโซลาร์เซลส์ เครื่องประจุกระแสไฟฟ้าลงแบตเตอรี่( Battery charger) แบตเตอรี่ เครื่องแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ(Inverter) ชนิดของเซลส์แสงอาทิตย์ แผงเซลส์แสงอาทิตย์มี 3 แบบคือ แบบ อะมอร์ฟัส (แผงจะเป็นเหมือนฟิมล์เคลือบบนกระจก สีน้ำตาล)ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลส์บนเครื่องคิดเลข แบบผลึกเดี่ยว แผงจะมีลักษณะเป็นแผงสีดำ เนื้อแผ่นโซลาร์เซลส์ จะเป็นเนื้อเดียวกัน แบบผลึกรวม แผงจะมีสีน้ำเงิน เนื้อแผ่นโซลาร์เซลส์จะเป็นลักษณะของผลึก หลายแบบรวมเข้าด้วยกัน แบบผลึกเดี่ยว ( Single Crystal ) แบบผลึกรวม ( Poly Crystal ) แบบอะมอร์ฟัส ( Amorphous ) แผง แบบผลึกเดี่ยวให้ประสิทธิภาพ การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่รับแสง ดีที่สุด รองลงมาคือแบบผลึกรวม และท้ายสุดคือแบบอะมอร์ฟัส โดยทั่วไปที่วัตต์ที่เท่ากัน แผงแบบอะมอร์ฟัสราคาถูกที่สุด สูงขึ้นไปคือแบบผลึกรวม และผลึกเดี่ยว (รวบรวม 15/12/2006) Model ชนิด ขนาด(mm) V x A = P พลังงานต่อพึ้นที่ (วัตต์/ตารางเมตร์) ราคา ราคาต่อพื้นที่ (บาท/ตารางเมตร์) website http://www.techtron.co.th/ ผลึกรวม 60 x 80 5.1v x 0.07a = 0.36w 75.01 SLC_5 ผลึกรวม 370 x 220 17v x 0.29a = 5w 61.42 SLC_10 ผลึกรวม 397 x 370 17v x 0.58a = 10w 68.07 SLC_40 อะมอร์ฟัส 1248 x635 44.8v x 0.9a = 40w 50.45 SLC_78 ผลึกรวม 1350 x 700 17v x 4.56a = 78 w 82.57 SLC_123 ผลึกรวม 1610 x 780 17.2v x 7.16a = 123w 98.03 website http://www.silaresearch.com/acc_solarcell.php D-SOLAR8.5 / 240 ผลึกรวม 222 x 155 8.5v x 0.28a = 2.38w 69.44 800 D-SOLAR16.8 / 300 ผลึกรวม 310 x 240 16.8v x 0.3a = 5.04w 67.75 2,250 D-SOLAR16.8 / 600 ผลึกรวม 522 x 243 16.8v x 0.6a = 10.08w 79.49 4,500 D-SOLAR16.8 / 1A2 ผลึกรวม 635 x 280 16.8v x 1.19 = 19.99w 112.48 7,000 39,370 website http://www.marketathome.com/shop/s_product.php?shopid=6193&groupproduct=all EEC03P ผลึกรวม 178 x 183 17v x 0.280 = 3w 92.09 1,200 EEC05P ผลึกรวม 225 x 565 17.5v x 0.285 = 5w 39.37 1,800 EEC10P ผลึกรวม 301 x 356 16.5v x 0.59a = 10w 93.45 3,000 27,996 EEC20P ผลึกรวม 556 x 346 17.2v x 1.16a = 20w 102.35 6,000 31,188 EEC40P ผลึกรวม 550 x 650 17v x 2.36a = 40w 110.7 11,500 32,167 ( คำนวนโดยเฉลี่ย 1ตารางเมตร์ ได้กำลังงาน102วัตต์ /ชั่วโมง ราคาประมาณ 30,000 บาท ) การเลือกใช้งาน แบตเตอรี่ , เครื่องควบคุมการชาร์จประจุ และเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า การเลือกใช้งาน เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า (Battery charger ) เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้านั้นเป็นอุปกรณ์ที่ต้องต่อเข้ากับแผง solarcell ทางด้านเข้าเพื่อรับพลังงานจากแผง โซลาร์เซลส์ และ ต่อเข้ากับ แบตเตอรี่ ทางด้านออก เพื่อ นำกระแสไฟฟ้าจากแผง solarcell ไปประจุลง แบตเตอรี่ ดังนั้นการเลือกใช้ baterry charger จึงต้องคำนึงถึง แผง solarcell ที่เลือกใช้ และแบตเตอรี่ที่เลือกใช้ เราสามารถพิจารณาการเลือกใช้ เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้า ได้ดังนี้ -การพิจารณาคุณสมบัติของ battery charger ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับแผง solarcell นั้นเราต้องพิจารณาคือ 1.แรง ดันที่รับได้ของ battery charger ต้องเหมาะกับแรงดันของแผง solarcell เช่น ถ้าเราใช้แผงแบบ อะมอร์ฟัสแบบ 40W ซึ่งมีแรงดัน 44V ดังนั้น battery charger ต้องสามารถทำงานได้ด้วยแรงดันเข้า 44V หรือถ้าใช้แผงแบบ โพลี ซิลิกอน ซึ่งมีแรงดัน 12V battery charger ที่เราจะเลือกใช้ก็ต้องทำงานได้ที่แรงดัน 12V 2.จำนวนกำลังไฟฟ้า เป็นวัตต์ที่ Battery charger สามารถรับได้สูงสุด เช่น battery charger สามารถรับกำลังไฟฟ้าจาก แผง solarcell ได้ 80W ดังนั้นจำนวนแผง solarcell ที่สามารถต่อได้สูงสุดกับ battery charger ตัวนี้ต้องมีกำลังไฟฟ้าไม่เกิน 80W -การพิจารณาคุณสมบัติของ battery charger ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับ แบตเตอรี่ 1 พิจารณาเลือก Battery charger ให้เหมาะกับชนิดของแบตเตอรี่ที่ใช้ เช่น แบบแห้ง ,แบบ กรดตะกั่วเติมน้ำกลั่น 2 เลือก Battery charger ให้เหมาะกับแรงดันของ Battery ที่ใช้ เช่นแบบ 12V,24V การเลือกใช้งาน แบตเตอรี่(Battery ) 1.เลือก ใช้ชนิดของแบตเตอรี่ให้เหมาะกับงาน เช่น ถ้าต้องการกระแสจากแบตเตอรี่ไม่สูงนัก อาจจะใช้ แบตเตอรี่แบบแห้งซึ่งมีกระแสขนาดเล็กให้เลือกใช้ เช่น 10Ah , 20Ah แต่ถ้าเป็นงานที่ต้องใช้กระแสสูง ก็ต้องเลือกใช้แบบกรดตะกั่วเติมน้ำกลั่นซึ่งมีให้เลือกเช่น 105Ah , 125Ah ,175Ah 2.เลือกขนาดของแรงดันของแบตเตอรี่ให้เหมาะกับ Battery charger เช่นแบบ 12V หรือ 24V 3 เลือกขนาดกระแสของแบตเตอรี่ให้สูงกว่า กระแสไฟฟ้าสูงสุดจาก Battery charger ประมาณ 7-10 เท่า เช่นถ้ากระแสชาร์จสูงสุดจาก battery charger เป็น 6A ควรเลือก แบตเตอรี่ขนาดประมาณ 42-60 Ah แต่บางครั้ง แบตเตอรี่ที่ขายทั่วไปนั้น ไม่ได้มีขนาดกระแสทุกขนาดให้เราเลือก ก็ใช้ขนาดที่ใก้ลเคียง การเลือกใช้งาน เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) จากรูปด้านบนจะเห็นว่า เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าต่อเข้ากับแบตเตอรี่และ อุปกรณ์ไฟฟ้า ดังนั้น การเลือก เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจึงต้องพิจารณาดังนี้ -การพิจารณาในส่วนที่เกี่ยวของกับแบตเตอรี่ที่ใช้คือ เลือก inverter ที่ใช้ให้ตรงกับขนาดของแบตเตอรี่ที่ใช้คือ 12V หรือ 24V -การพิจารณาในส่วนที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น ถ้าหากเราต้องการนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าประกอบด้วย หลอดไฟฟ้า โทรทัศน์ .ในเวลาเดียวกัน ซึ่งมีกำลังไฟฟ้ารวมทั้งหมด 120W ดังนั้น inverter ของเราต้องมีกำลังไฟฟ้าไม่น้อยกว่า 120W จึงจะทำให้สามารถใช้งานได้เพียงพอกับ อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาด 120W สรุปง่ายๆ ก็คือเลือกขนาดกำลังไฟฟ้าของ inverter ให้มากกว่าขนาดกำลังรวมของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดที่ต้องใช้ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างการประมาณการใช้ไฟฟ้าต่อวัน เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆนั้น จะบ่งบอกปริมาณการใช้ไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น ในรูปของกำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ (W) เราสามารถดูกำลังไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น ได้จากป้ายฉลากของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ติดอยู่บนตัวเครื่อง หรือ ภายในคู่มือของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น เช่นหลอดไฟฟ้าฟลูออเร้นเซ้นขนาดยาว จะมีกำลังไฟฟ้า 40 วัตต์ ,ขนาดสั้น 20 วัตต์ โทรทัศน์สีขนาด 14 นิ้วจะมีกำลังไฟฟ้าประมาณ 70 วัตต์(ดูจากป้ายฉลากภายหลังตัวเครื่อง ) หลัง จากทราบกำลังไฟฟ้าเป็น วัตต์ ของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆแล้ว ต่อไปเป็นการประมาณการจำนวนชั่วโมงที่คาดว่าจะใช้ต่อ 1 วัน เช่น และค่าของกำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ของเครื่องใช้ ไฟฟ้านั้น คูณ ด้วยจำนวนชั่วโมงที่ใช้ก็จะเป็นกำลังไฟฟ้าที่ใช้ภายในจำนวนชั่วโมงนั้น เช่น หลอดไฟฟ้า 40 วัตต์ต้องการใช้ 3 ชั่วโมงต่อวัน = 40x3 = 120 วัตต์ ( แสดงให้เห็นว่า ถ้าใช้หลอดไฟฟ้า 40 วัตต์ 1 ชั่วโมงจะกินไฟ 40 วัตต์ และถ้าเป็น 3 ชั่วโมงจะกินไฟฟ้า 120 วัตต์ ) หลอดไฟฟ้า 20 วัตต์ต้องการใช้ 4 ชั่วโมงต่อวัน = 20x4 = 80 วัตต์ โทรทัศน์สี 70 วัตต์ เปิดใช้งาน 5 ชั่วโมงต่อวัน = 70x5 = 350 วัตต์ ดังนั้นปริมาณการใช้ไฟฟ้ารวมทั้งหมดเท่ากับ 120 + 80 + 350 = 550 วัตต์ ตัวอย่างการประมาณจำนวนแผงSolarcell จากปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อ 1 วันซึ่งเท่ากับ 550 วัตต์ ดังนั้นแผง โซล่า เซลส์ นั้นต้องผลิตไฟฟ้าต่อ 1 วัน ได้ไม่น้อยกว่า 550 วัตต์ จึงจะเพียงพอต่อการใช้งานตามตัวอย่างด้านบน เราลองมาดูความหมายของ แผงโซล่า เซลส์ ที่บอกกำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ เช่นเดียวกับเครื่องใช้ไฟฟ้า ก่อนที่จำทำการคำนวณหา แผง solarcell ว่าจะใช้จำนวนเป็นเท่าใดจึงจะเพียงพอกับความต้องการ ตัวอย่างเช่นแผง Solarcell 40วัตต์ หมายถึงว่าแผง Solarcell แผงนี้เมื่อตั้งกลางแสงแดดไว้ 1 ชั่วโมงจะผลิตไฟฟ้าได้ 40วัตต์ ถ้าตั้งกลางแสงแดดไว้เป็นเวลา 3 ชั่วโมงจะผลิตไฟฟ้าได้ 120วัตต์ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วปริมาณของแสงแดดใน 1 วัน นั้นจะมีช่วงเวลาที่แสงแดดจัดๆนั้นเป็นเวลาประมาณ 4.5 ชั่วโมง ดังนั้นการตั้งแผงเซลส์แสงอาทิตย์ 40วัตต์ไว้กลางแดดใน 1 วันจะผลิตกระแสไฟฟ้าได้เท่ากับ 40x4.5 = 180วัตต์ จะเห็นว่าการ ใช้แผงเซลส์แสงอาทิตย์ 40วัตต์ เพียง 1 แผงใน 1 วันจะผลิตไฟฟ้าได้เพียง 180 วัตต์ ซึ่งไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าของเราซึ่งเท่ากับ 550 วัตต์ เราสามารถคำนวณหากำลังไฟฟ้าของแผงเซลส์แสงอาทิตย์ที่ต้องการได้จากสมการ กำลังไฟฟ้ารวมใน 1 วันที่ต้องการใช้ = กำลังไฟฟ้าของแผงเซลส์แสงอาทิตย์ x จำนวนชั่วโมงของแสงแดด ดังนั้น กำลังไฟฟ้ารวมใน 1 วันที่ต้องการใช้ = 550 วัตต์ จำนวนชั่วโมงของแสงแดดใน 1 วัน(แสงแดดจัด) = 4.5 ชั่วโมง จะสามารถคำนวณหากำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ของแผงโซลาร์เซลส์ที่ต้องการได้คือ กำลังไฟฟ้าของแผงเซลส์แสงอาทิตย์ = กำลังไฟฟ้ารวมใน 1 วันที่ต้องการใช้ / จำนวนชั่วโมงของแสงแดด กำลังไฟฟ้าของแผงเซลส์แสงอาทิตย์ = 550 / 4.5 = 122 วัตต์