หลักการออกแบบและติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เบื้องต้นสำหรับบ้านเรือน(Basic of solar Cell Design and Installation for residences)ติดตั้งโซล่าเซลล์ พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานหมุนเวียน ที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน โดยสามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลายรูปแบบ อาทิ การใช้พลังงานความร้อน และการใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ทั้งในระดับอุตสาหกรรม ตลอดจนอาคารบ้านพักอาศัย โดยผ่านอุปกรณ์ Solar Rooftop ซึ่งมีหลักการออกแบบและติดตั้งเบื้องต้น ดังนี้... Show
หลักการออกแบบและติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เบื้องต้นสำหรับบ้านเรือนนี้ จะขอกล่าวเกี่ยวกับแนวทางในการประเมินพื้นที่ในการติดตั้งและศักยภาพในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าของระบบ PVs และการคำนวณปริมาณพลังงานที่ใช้และคำนวณจำนวนแผงแสงอาทิตย์ ก่อนเป็นอันดับแรก รายละเอียดติดตามได้ ดังนี้ 1. การประเมินพื้นที่ในการติดตั้งและศักยภาพในการใช้แสงอาทิตย์การประเมินพื้นที่เบื้องต้นสำหรับผู้ที่สนใจจะติดตั้ง Solar Cell ในบริเวณบ้านเรือน ซึ่งควรศึกษาด้านต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับพื้นที่ที่ท่านมีก่อนการติดตั้งดังนี้
โดยทั่วไปตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์นี้คือบริเวณหลังคาของที่อยู่อาศัย แต่บางพื้นที่อาจจะมีการติดตั้งบริเวณพื้นที่ว่าง บริเวณผนังหรือแม้แต่บริเวณที่เป็นแผงกั้นแดด เป็นต้น Cr.iEnergyGuru.com
พื้นที่ที่เหมาะสำหรับการติดตั้งควรเป็นบริเวณที่โล่ง ปราศจากเงาของต้นไม้หรือเงาของวัตถุใด ๆ ก็ตามที่สามารถบังแสงอาทิตย์ได้ ซึ่งการบังแสงแดดจะส่งผลกระทบให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าของ PV ลดลง โดยคำแนะนำทั่วไปสำหรับพื้นที่ที่จะติดตั้งแผงนี้ควรเป็นบริเวณที่โล่งแจ้งสามารถรับแสงอาทิตย์ได้โดยไม่มีการบดบังแสงในช่วงเวลา 9 โมงเช้าถึงบ่าย 3 โมงในแต่ละวัน Cr.iEnergyGuru.com
ประเทศไทยซึ่งตั้งอยู่ซีกโลกเหนือนั้น ควรหันหน้าของแผงไปทางทิศใต้ โดยดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่จากทิศตะวันออกไปทางทิศตะวันตกโดยเคลื่อนที่อ้อมทิศใต้ นอกจากนี้ความลาดเอียงของแผงควรมีความลาดชันประมาณ 15- 20 องศากับพื้นดินเพื่อทำให้แสงอาทิตย์กระทบตั้งฉากกับแผงพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเที่ยงให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ Cr.iEnergyGuru.com
การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้านี้มีการใช้เนื้อที่ในการติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างมาก โดยเนื้อที่ที่ต้องการติดตั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ต้องการและประสิทธิภาพของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ สำหรับบ้านเรือนจะมีพื้นที่จำกัดนั้น ถ้าต้องการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีควรเผื่อพื้นที่ว่างไว้ในพื้นที่ที่ติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 20 %ของพื้นที่ที่จะติดตั้ง ในกรณีที่มีการติดตั้งบนหลังคานั้นหากผู้อยู่อาศัยมีแผนที่จะการปรับปรุงหรือรื้อหลังคาเพื่อปรับปรุงในระยะเวลา 5 – 10 ปี ควรติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเวลาที่มีการปรับปรุงหลังคานั้นเพื่อลดต้นทุนในการรื้อและติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ Cr.iEnergyGuru.com 2. ปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าของระบบโซล่าเซลล์ในการเลือกแผงพลังงานแสงอาทิตย์นั้นผู้ผลิตแผงพลังงานแสงอาทิตย์จะแสดงค่าการผลิตกำลังไฟฟ้าของแผงพลังงานแสงอาทิตย์โดยแสดงเป็นค่ามาตรฐานค่าหนึ่ง ค่าดังกล่าวคือ Standard Test Conditions (STC) ค่า STC นี้เป็นค่ากำลังการผลิตกำลังไฟฟ้าของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ความเข้มแสงอาทิตย์ตกกระทบ 1,000 W/m2 และที่อุณหภูมิ 25 o C ในสภาพอากาศโปร่งและนิ่ง (Clear sky) โดยปกติจะแสดงค่าในรูปแบบดังตัวอย่างนี้ 100 Watts solar module (100 Watts of power output under STC) แต่การติดตั้งเพื่อใช้งานจริงนั้นมีปัจจัยหลาย ๆ อย่างที่ทำให้ความสารถในการผลิตพลังงานไฟฟ้าที่ได้จริงน้อยกว่าค่ามาตรฐานที่กำหนดให้มา ปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตพลังงานฟ้าของระบบโซล่าเซลล์มีดังนี้ 1.1 อุณหภูมิอุณหภูมิถือเป็นปัจจัยหนึ่งที่สำหรับกับประสิทธิภาพในการผลิตกำลังไฟฟ้า อุณหภูมิของแผงยิ่งสูงจะทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตกำลังไฟฟ้าลดลง โดยทั่วไปผลกระทบด้านความร้อนของแผงพลังงานแสงอาทิตย์นี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าลดลงเหลือประมาณ 89 % ของค่า STC (f temp = 0.89) 2.2 ฝุ่นและความสกปรกของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แผงพลังงานแสงอาทิตย์เมื่อใช้ไประยะหนึ่งจะมีฝุ่นละอองหรือคราบสกปรกมาเปื้อนบนหน้าแผงซึ่งปัจจัยนี้ส่งผลให้ความสามารถในการรับแสงอาทิตย์ลดลงทำให้ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าลดลงตามไปด้วย โดยทั่วไปผลกระทบที่เกิดจากสิ่งสกปรกและฝุ่นละอองนี้ทำให้ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าลดลงเหลือประมาณ 93 % ของค่า STC (f dirt = 0.93) 2.3 การต่อของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่สม่ำเสมอและการสูญเสียในสายไฟจากการทดสอบประสิทธิภาพของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ประกอบกันเป็นแถวเทียบกับแผงพลังงานแสงอาทิตย์เดี่ยว ๆ พบว่าที่จำนวนแผงที่เท่ากันประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้าของแผงที่ต่อกันเป็นแถวมีค่าน้อยกว่าประสิทธิภาพของแผงเดี่ยว ๆ รวมกัน นอกจากนี้ความต้านทานในสายไฟทำให้เกิดการสูญเสียของพลังงานไฟฟ้าขึ้นได้ โดยทั่วไปการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าจากการต่อแผงที่ไม่สม่ำเสมอและสูญเสียภายในสายไฟทำให้ประสิทธิภาพของการผลิตไฟฟ้าลดลงเหลือ 95 % ของค่า STC (f mis = 0.95) 2.4 การเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าจาก DC เป็น ACพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงพลังงานแสงอาทิตย์นั้นเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แต่อุปกรณ์ที่ใช้ตามบ้านเรือนนั้นส่วนใหญ่พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ฉะนั้นไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงนั้นต้องผ่านตัวแปลงกระแสไฟหรือเรียกว่า Inverter เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับก่อนเสมอ การแปลงกระแสไฟฟ้านี้ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานขึ้นส่วนหนึ่ง โดยทั่วไปการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการแปลงกระแสไฟฟ้านี้ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าลดลงเหลือประมาณ 90 % ของค่า STC ( f inv = 0.90) ตัวอย่าง การประเมินความสามารถในการผลิตกำลังไฟฟ้าได้จริงของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ของผู้ผลิตรายหนึ่งซึ่งมีค่า Power output = 100 W solar module ดังนี้ 3. การคำนวณปริมาณพลังงานที่ใช้และคำนวณจำนวนแผงแสงอาทิตย์การคำนวณปริมาณพลังงานที่ใช้และการคำนวนจำนวนแผงแสงอาทิตย์ที่ใช้ในการติดตั้งสามารถดำเนินการได้ดังนี้ 3.1 ระบบ PVs ที่ผลิตไฟฟ้าแล้วจ่ายเข้าสายส่งโดยตรง (ไม่มีการติดตั้งระบบสำรองไฟ)การคำนวณระบบนี้จะคำนวณจากพื้นที่ที่ใช้สำหรับติดตั้งเป็นหลัก โดยมีหลักการคำนวณดังนี้ สมมติว่า หลังคาบ้านมีพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ 60 ตารางเมตร ต้องการติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์จากผู้ขายรายหนึ่งซึ่งมีข้อมูลการผลิตดังนี้ มีค่า STC เท่ากับ 275 วัตต์ต่อแผงพลังงานแสงอาทิตย์ โดยพื้นที่ของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ 1 แผงอยู่ที่ 1.65 ตารางเมตรแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสดที่ 12 V จะสามารถติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าจ่ายเข้าสายส่งที่ได้เท่าไร สรุปได้ว่า หลังคาบ้านแห่งนี้สามารถติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์จำนวน 36 แผงเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าที่คาดว่าผลิตได้จริง 8.07 kWและ สามารถผลิตไฟฟ้าได้ให้แก่ระบบสายส่งประมาณ 52 หน่วยต่อวัน 3.2 ระบบ PVs ที่ผลิตไฟฟ้าแล้วใช้ภายในบ้าน (มีการติดตั้งระบบสำรองไฟ)การคำนวณระบบแบบนี้จะคำนวณจากคำนวณการใช้พลังงานไฟฟ้าภายในบ้านเป็นหลัก โดยมีหลักการคำนวณดังนี้ สมมติว่า หลังคาบ้านมีพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ 60 ตารางเมตร ต้องการติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์จากผู้ขายรายหนึ่งซึ่งมีข้อมูลการผลิตดังนี้ มีค่า STC เท่ากับ 275 วัตต์ต่อแผงพลังงานแสงอาทิตย์ โดยพื้นที่ของแผงพลังงานแสงอาทิตย์ 1 แผงอยู่ที่ 1.65 ตารางเมตรแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงสดที่ 12 V จะสามารถติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่จำนวนเท่าไรเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าใช้ภายในบ้านอย่างเหมาะสม รายละเอียดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านหลังนี้มีดังต่อไปนี้ วิธีคำนวณ ฉะนั้นสามารถหาพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในแต่ละวันได้ ซึ่งสรุปได้ดังนี้ เมื่อคำนวณพลังงานที่ใช้ได้ในแต่ละวันแล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณค่ากำลังไฟฟ้าที่แผงพลังงานแสงอาทิตย์สามารถผลิตได้จริง โดยการออกแบบที่เหมาะสมควรให้แผงพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานในช่วง 9 เช้าถึงบ่าย 3 โมงในแต่ละวัน (6 ชั่วโมงต่อวัน) ฉะนั้นสามารถคำนวณกำลังไฟฟ้าจริงที่แผงพลังงานแสงอาทิตย์ทำได้จาก ต่อไปนี้เป็นการคำนวณแบตเตอรี่เพื่อใช้สำรองพลังงานไฟฟ้าในยามฉุกเฉินหรือวันที่ฟ้าปิด โดยทั่วไปจะมีการเก็บไฟสำรองไว้ใช้ในเวลาฉุกเฉินประมาณ 1 – 3 วัน ซึ่งจะคำนวณการเก็บพลังงานไฟฟ้าสำรองไว้ใช้ได้นานถึง 3 วัน ซึ่งแบตเตอรี่ที่ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้าหนึ่งลูกมีขนาด 12 V 100 Ah ขนาดแบตเตอรี่ (Ah) = พลังงานที่ต้องการใช้ 3 วัน/แรงดันไฟฟ้าในแบตเตอรี่ X 0.8 (ค่ากรใช้งานของแบตเตอรี่) = (1,010 X 3 )/12 V เรียบเรียงโดย นายสุรเชษฐ ย่านวารีอ้างอิงExtension Energy Program. 2009. Solar Electric System Design, Operation and Installation an Overview for Builders in the Pacific Northwest, Washington State University. USA หลักการออกแบบและติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เบื้องต้นสำหรับบ้านเรือน6 Reviewsพื้นที่ของแผงโซล่าเซลล์ 1 แผงมีพื้นที่เท่าไรกี่แผง? โดยปกติแล้ว การติดตั้งโซลาร์เซลล์ จะใช้พื้นที่ประมาณ 8 -10 ตร.ม. / 1 กิโลวัตต์ ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับจำนวนวัตต์ต่อ 1 แผง เช่น – แผงโซลาร์เซลล์ ขนาด 260 วัตต์ (60 เซลล์) ในการติดตั้งจะต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ ประมาณ 4 แผง เพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้จำนวน 1 กิโลวัตต์
แผงโซล่าเซลล์ขนาดเท่าไรเทคโนโลยีการผลิตแผงโซล่าเซลล์ สามารถผลิดกระแสไฟฟ้าได้ประมาณแผงละ 300 W ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน (เม.ย.59) โดยมีขนาด ประมาณ (กว้างxยาวxหนา) 100 x 200 x 4 ซ.ม. และ มีน้ำหนักประมาณ 25 – 30 ก.ก. ดังนั้นแผงจะมีน้ำหนักประมาณ 12 – 15 กิโลกรัมต่อตารางเมตร ซึ่ง หากหลังคาที่สร้างมาไม่เกิน 10 ปี ก็สามารถติดตั้งโซล่าเซลล์ ...
พื้นที่ที่ติดตั้งแผงโซล่าเซลล์แสงอาทิตย์ควรเป็นอย่างไรพื้นที่ที่เหมาะสำหรับการติดตั้งควรเป็นบริเวณที่โล่ง ปราศจากเงาของต้นไม้หรือเงาของวัตถุใด ๆ ก็ตามที่สามารถบังแสงอาทิตย์ได้ ซึ่งการบังแสงแดดจะส่งผลกระทบให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าของ PV ลดลง โดยคำแนะนำทั่วไปสำหรับพื้นที่ที่จะติดตั้งแผงนี้ควรเป็นบริเวณที่โล่งแจ้งสามารถรับแสงอาทิตย์ได้โดยไม่มีการบดบังแสงในช่วงเวลา 9 โมง ...
แผงโซล่าเซลล์ 1 แผงโดยทั่วไปจะเป็นขนาดระบบกี่โวลต์โดยทั่วไปแผงโซลาร์เซลล์ มักใช้แรงดันไฟ 12 โวลต์ และ 24 โวลต์ ซึ่งที่นิยมซื้อกันจะเป็นแผ่น 12V 300W และ 250W (แรงดันไฟ 12 โวลต์ 300 วัตต์ และ 250 วัตต์) แต่แผงโซลาร์เซลล์จะมีประสิทธิภาพสูงสุดกี่วัตต์นั้น ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ทั้งเรื่องประเภท ขนาด และจำนวนแผงเซลล์ ซึ่งมีผลทำให้กระแสไฟวิ่งไม่เท่ากัน ซึ่งหากการติดตั้งมี ...
|