เครื่องขับเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติ
นักวิจัย ม.นราธิวาสฯ สร้างเครื่องขับเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์อัตโนมัติยึดหลัก
“แสงไปไหนแผงไปด้วย” ด้วยระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ หวังใช้พลังงานทดแทน
ให้เกิดประโยชน์สูงสุด
ผศ.สมภพ ผดุงพันธ์ อาจารย์ประจำสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ กล่าวว่า การนำพลังงานทดแทนจากธรรมชาติมาใช้ถือเป็นเรื่องที่ดี แต่จะดียิ่งขึ้นหากสามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด แต่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไปที่ใช้พลังงานจากแสงแดดมาทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า มักเป็นแผงที่วางในแนวนอนยึดติดอยู่กับที่ ขณะที่ดวงอาทิตย์โคจรเปลี่ยนที่ไปทุกนาที ไม่ได้อยู่ตั้งฉากกับแผงโซลาร์เซลล์ตลอดเวลา
“คงเป็นเรื่องดีหากสามารถทำให้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีใช้อยู่ทั่วไปสามารถหันตามดวงอาทิตย์ได้ตลอดเวลา” จากแนวคิดดังกล่าว ผศ.สมภพจึงได้วิจัยเพื่อพัมนาเครื่องขับเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติ ทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ต้องติดยึดอยู่กับที่ในแนวราบ สามารถเคลื่อนตามแสงอาทิตย์ได้ โดยอาศัยกลไกการทำงานของเทคโนโลยีไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) ที่สั่งงานชุดขับเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ได้โดยอัตโนมัติ
“ผมทำเครื่องขับเคลื่อนให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถเคลื่อนตามแนวการโคจรของดวงอาทิตย์ได้ ตั้งแต่ตอนเช้าจนถึงค่ำ เพื่อให้แผงโซลาร์เซลล์รับพลังงานได้สูงสุดตลอดทั้งวัน จากเดิมที่แผงโซลาร์เซลล์จะรับแสงอาทิตย์ได้ดีที่สุดในตอนเที่ยง ซึ่งเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์โคจรตั้งฉากกับผิวโลก การทำให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถเคลื่อนที่ตั้งฉากกับดวงอาทิตย์เพื่อรับความเข้มแสงสูงสุดได้ตลอดทั้งวัน จะได้รับพลังงานเพิ่มขึ้นกว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบตั้งอยู่กับที่มากขึ้น 47%” ผศ.สมภพอธิบาย
แผงวงจรภายใน
ในส่วนของระบบการทำงาน ผศ.สมภพ อธิบายต่อว่า หัวใจอยู่ที่เซนเซอร์ซึ่งติดอยู่บริเวณมุมบนและล่างของแผงโซลาร์เซลล์ และเป็นตัวระบุตำแหน่งของดวงอาทิตย์ว่า ขณะนี้โคจรอยู่ที่ทิศใด โดยอาศัยอุปกรณ์ตรวจจับปริมาณความเข้มแสงของดวงอาทิตย์ (Photo Transister) 2 จุดคือที่ตำแหน่งขอบด้านบนและด้านล่างของแผงโซลาร์เซลล์ จากนั้นค่าความเข้มแสงที่ได้จากแต่ละตำแหน่งจะถูกส่งมาเปรียบเทียบและประมวลผลที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ ด้วยโปรแกรมที่ถูกเขียนขึ้นมาโดยเฉพาะ เพื่อสั่งงานในการควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ให้เคลื่อนที่ไปตามแนวที่มีความเข้มแสงสูงสุดโดยอัตโนมัติ ตลอดแนวการเคลื่อนที่ตั้งแต่ทิศตะวันออกถึงทิศตะวันตก
ทั้งนี้ มีโครงสร้างการทำงานด้วยวงจรคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า บลอคไดอะแกรม (ฺBlock Diagram) ที่เป็นตัวกำหนดว่ามอเตอร์จะทำงานหรือหยุดเมื่อใดตามการประมวลผลจากค่าความเข้มแสง เพื่อป้องกันการชำรุดจากการทำงานมากเกินไปของมอเตอร์และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ จะถูกนำไปชาร์จให้กับแบตเตอรี เพื่อเก็บไว้ใช้ประโยชน์และใช้ในการเคลื่อนของแผงโซลาร์เซลล์เอง ส่วนค่าแรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อประมวลผลค่ากระแสไฟฟ้า และค่าความเข้มแสงจะถูกส่งต่อไปแสดงผลที่อุปกรณ์จอภาพแอลซีดี สำหรับการบันทึกหรือเก็บข้อมูลไว้ใช้สำหรับการตรวจสอบการทำงานของตัวเครื่องต่อไป
ผศ.สมภพ ผดุงพันธ์ อาจารย์ประจำสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์
“แผงโซลาร์เซลล์ที่นำมาใช้ในการวิจัยนี้เป็นชนิดผลึกโพลีซิลิกอน ราคาถูกและมีอายุการใช้งาน 40 ปี เป็นพลังงานทางเลือกที่น่าลงทุน “ก่อนหน้านี้ผมทำการศึกษากับแผงโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งกับที่มาก่อน แต่เนื่องด้วยสภาพภูมิอากาศทางภาคใต้ที่มีฝนตกมาก แสงอาทิตย์ไม่ได้มีตลอดทั้งวันทำให้เกิดปัญหากับงานวิจัย ผมจึงเห็นว่าหากจะใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์ให้คุ้มค่าที่สุด แผงโซลาร์เซลล์จะต้องเคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์ตลอดเวลาโดยอัตโนมัติ งานวิจัยนี้ทำเพื่อนำพลังงานทดแทนในธรรมชาติมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด และลดปริมาณพลังงานที่ต้องสูญเสียจากการใช้อย่างสิ้นเปลือง อีกทั้งเพื่อเสนอแนวคิดใหม่ด้านนวัตกรรมพลังงานในการสร้างเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับพลังงานด้วย” ผศ.สมภพ กล่าว
ในขณะนี้ยังไม่มีการผลิตเครื่องขับเคลื่อนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตามแสงอาทิตย์อัตโนมัติในเชิงพาณิชย์ แต่ ผศ.สมภพ ระบุว่า มีเครื่องต้นแบบใช้แล้วที่มหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์จำนวน 2 เครื่องขับเคลื่อนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 2 แผง มีประสิทธิภาพดีเป็นที่น่าพอใจ สามารถนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าตอนกลางคืนเพื่อเปิดหลอดไฟฟ้าได้ 10 ดวง ซึ่งในอนาคตจะขยายไปสู่ภาคเกษตรกรรมเพื่อใช้ผลิตพลังงานในการทำงานของมอเตอร์ และเครื่องสูบน้ำต่อไป
ที่มา : Manager.co.th
[sc:720x90yengo]