การออกแบบขนาดของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ สำหรับติดตั้งบนหลังคาบ้าน

การออกแบบขนาดของระบบเซลล์แสงอาทิตย์
สำหรับติดตั้งบนหลังคาบ้าน

 Solar Home 0000
 

ขั้นตอนที่ 1 การกำหนดกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ควรติดตั้ง
 เจ้าของบ้านควรพิจารณาว่าจะใช้เซลล์แสงอาทิตย์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า
ให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าใดบ้างเพื่อจะได้ติดตั้งเซลล์แสง
อาทิตย์ได้เพียงพอ
กับความต้องการและไม่ติดตั้งมากเกินความจำเป็น


ตัวอย่างที่1 บ้านหลังหนึ่งมีเครื่องใช้ไฟฟ้าและชั่วโมงของการใช้งานดังนี้

เครื่องใช้ไฟฟ้า
จำนวน(1)
กำลังไฟฟ้าต่อชิ้น (วัตต์)(2)
จำนวนชั่วโมงที่ใช้งานในหนึ่งวัน (3)
ผลคำนวนวัตต์-ชั่วโมง) (1)x(2)x(3)
 
 
หลอดฟลูออเรสเซนต์
2
36
5
360
 
 
โทรทัศน์
1
100
3
300
 
 
เครื่องปรับอากาศ
1
1,500
4
6,000
 
 
อื่นๆ
100
1
100
 
 
 
 
 
รวม
6,760
 

-จากตารางข้างต้นนี้ได้ข้อมูลในหนึ่งวันบ้านหลังนี้ใช้ไฟฟ้า 6,760 วัตต์-ชั่วโมง กำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ควรติดตั้ง
(Pcell)คำนวนได้ง่ายๆจากสูตรดังต่อไปนี้

solar-cell10

โดยที่     Pl : ความต้องการพลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน 
             Q : พลังงานแสงอาทิตย์ในหนึ่งวัน (วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตร) สำหรับประเทศไทยเท่ากับ 4,000 วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตรโดยประมาณ
             A : ค่าชดเชยการสูญเสียของเซลล์ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.8
             B : ค่าชดเชยความสูญเสียเชิงความร้อน โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85
             C : ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ โดยทั่วไปกำหนดค่าประมาณ 0.85 –0.9
             D : ความเข้มแสงปกติ = 1,000 วัตต์-ชั่วโมง/ตารางเมตร

เพราะฉะนั้น บ้านหลังนี้ต้องใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ให้กำลังไฟฟ้เท่ากับ
Pcell = (6,760/4,000×0.8×0.85×0.85/1,000) = 2,923 W หรือประมาณ 2.9 kW 

ขั้นตอนที่ 2 การกำหนดจำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์

 จำนวนแผงของเซลล์แสงอาทิตย์คำนวณได้โดยใช้กำลังไฟฟ้าของระบบหารด้วยกำลังไฟฟ้าที่เซลล์หนึ่งแผงที่ผลิตได้เมื่อทราบ
ค่าจำนวนแผงแล้วขั้นตอนต่อไปคือจะต้องคำนวลว่าจะต้องนำเซลล์มาต่ออนุกรมหรือขนานกันอย่างไรจึงจะได้แรงดันไฟฟ้าทื่
เพียงพอต่อการใช้งานจำนวนแผงเซลล์ที่จะต้องต่ออนุกรมกันหาได้โดยการใช้ค่าแรงดัรไฟฟ้าที่ต้องการหารด้วยแรงดันเอาต์พุต
ของหนึ่งแผง
ตัวอย่างที่ 2 จากตัวอย่างที่หนึ่งทราบว่าจะต้องติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เท่ากับ 2.9 kW และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ต้องป้อนให้
อินเวอร์เตอร์คือ 200 v ถามว่าจะต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์กี่แผงและจะต้องต่อเรียงกันอย่างไร โดยสมมุติว่า แผงเซลล์แสง
อาทิตย์มีสเปกดังนี้ให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 50 วัตต์ (W) แรงดันไฟฟ้าสู.สุด 17 โวลต์ (V) กระแสไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 2.94 แอมแปร์ (A) แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 21.3 โวลต์ (V) และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 3.15 แอมแปร์ (A)

วิธีพิจารณา
ประมาณการเริ่มแรกของจำนวนของแผงเซลล์ที่ต้องติดตั้งทั้งหมด
= 2,900 (W) / 50  (W)  =  58 แผง


จำนวนของแผงเซลล์ที่ต่ออนุกรม
=  200(V)/ 17(V)   =12แผง(ปัดเศษขึ้น)


จำนวนแผงที่ต้องต่อขนาน
= 58 / 12   = 5 แถว (ปัดเศษขึ้น)

ดังนั้นกรณีบ้านหลังนี้จะใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมด
= 12 x 5 = 60 แผง โดยต่ออนุกรมแถวละ 12 แผงและต่อขนาน

จำนวน5 แถว

solar-cell11

การบำรุงรักษาแผงเซลล์แสงอาทิตย์และอายุการใช้งาน
– อายุการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปยาวนานกว่า20ปี การบำรุงรักษาก็ง่ายเพียงแต่คอยดูแลว่ามีสิ่งสกปรกตกค้างบนแผง
เซลล์หรือไม่เช่นฝุ่นมูลนกใบไม้ถ้าพบว่ามีสิ่งสกปรกก็ใช้น้ำทำความสะอาด ปีละ 1–2 ครั้งก็เพียงพอห้ามใช้น้ำยาพิเศษล้างหรือใช้
กระดาษทรายขัดผิวกระจกโดยเด็ดขาด เมื่อเวลาฝนตก น้ำฝนจะช่วยชำละล้างแผงเซลล์ได้ตามธรรมชาติ
– สำหรับในระบบที่มีการใช้แบตเตอรี่ชนิดใช้น้ำกลั่น (Lead Acid) ห้ามใช้ไฟฟ้าจนแบตเตอรี่หมดแต่ควรใช้ไฟฟ้าเพียงร้อยละ 30 – 40 และเริ่ประจุไฟฟ้าใหม่ให้เต็มก่อนการใช้ครั้งต่อไปและต้องคอยหมั่นเติมน้ำกลั่นและเช็ดทำความสะอาดขั้วของ
แบตเตอรี่
– ในกรณีที่มีการใช้อินเวอร์เตอร์ควรสังเกตว่ามีเสียงดังผิดปกติหรือเกิดความร้อนผิดปกติหรือไม่ถ้าพบความผิดปกติให้รีบตัด
ระบบไฟฟ้าออกจากอินเวอร์เตอร์และติดต่อบริษัทผู้ขาย เพื่อให้ตรวจหาสาเหตุและแก้ไขให้ใช้งานได้ต่อไป

ที่มา : ภาควิชาวิทยาศาสตร์  มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล
www.rmutphysics.com

3799 เยียมชมหน้านี้ทั้งหมด 2 ผู้เยี่ยมชมวันนี้