All posts by ssknowledge

การดูแลและบำรุงรักษาระบบอุปกรณ์ต่างๆในระบบโซล่าเซลล์

โซล่าเซลล์, , , , ,

โดยปกติ อุปกรณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไม่ว่าจะเป็นระบบโซล่าเซลล์หรือระบบทั่วไป จะเกิดการเสียหายได้ง่ายถ้าไม่ได้รับการดูแลรักษาเท่าที่ควร ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนหรือซ่อมอุปกรณ์เป็นเงินจำนวนมาก ดังนั้นเพื่อลดความเสี่ยงจากการเสียหายของอุปกรณ์ การบำรุงดูแลรักษาระบบให้ทำงานปกติอยู่เสมอเป็นสิ่งจำเป็น นอกจากนี้ยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆในระบบอีกด้วย

  • ควรตรวจเช็คระบบโซล่าเซลล์ว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตามปกติ ตรวจเช็คทุกวัน หรืออย่างน้อยสัปดาห์ละครั้ง
  • ควรตรวจสอบส่วนที่ยึดโซล่าเซลล์ โครงเหล็ก น๊อตและสกรูต่างๆให้แน่หนาดีอยู่เสมอ
  • ควรตรวจเช็คขั้วต่อและจุดเชื่อมของสายไฟจุดต่างๆว่ามีการคลายตัวของขั้วต่อหรือไม่ ถ้ามีควรขันสกรูเชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าให้แน่น(ถ้าจะขันสกรูจำเป็นต้องปิดไฟฟ้าในระบบเสียก่อน หรือใช้เครื่องมือที่มีฉนวนสามารถป้องกันไฟฟ้า)
  • ตรวจตรารอบๆและเช็คดูว่าสายไฟที่อยู่ในระบบมีการชำรุดเสียหายหรือไม่ ถ้ามีให้ดำเนินการเปลี่ยนทันที เพราะสายไฟฟ้าที่เสียหายอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและเกิดเพลิงไหม้ได้
  • ควรหมั่นล้างทำความสะอาดแผงโซล่าเซลล์เป็นประจำเพื่อกำจัดฝุ่นผง ขี้นกหรือวัสดุอื่นๆ ซึ่งมาลดทอนแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบตัวแผง ทำให้ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้น้อยลงเกือบ 20 เปอร์เซนต์ การล้างทำความสะอาดควรทำเวลาเช้า ไม่ควรทำเวลากลางวัน เพราะเมื่อกระจกแผงที่ร้อนเจอกับน้ำเย็น อาจจะทำให้กระจกแตกได้ นอกจากนี้ไม่ควรใช้วัสดุที่เป็นฝอยมาขัดคราบสกปรกบนกระจกแผงเพราะอาจจะทำให้กระจกเป็นรอยได้
    PV_cleaning1
  • อุปกรณ์ต่างๆในระบบไม่ควรมีความร้อนสูงเกินไปเพราะอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ควรระบายความร้อนด้วยห้องที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี
  • ตรวจเช็คสายไฟฟ้าตรงขั้วแบตเตอรี่ให้แน่นอยู่เสมอ ถ้ามีการคลายตัว ควรขันให้แน่น
  • สำหรับแบตเตอรี่แบบ Seal Lead-Acid(หรือแบบไม่ต้องเติมน้ำกลั่น) ช่วงระยะเวลาหนึ่งควรจะมีการใช้ไฟฟ้าที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่บ้าง ถ้าแบตเตอรี่ไม่ได้ถูกใช้งานเป็นเวลานานๆจะทำให้แบตเตอรี่ใช้งานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ
  • สำหรับแบตเตอรี่แบบ Flooded Lead-Acid(หรือแบตเตอรี่ที่ต้องเติมน้ำกลั่น) ควรเติมน้ำกลั่นเป็นประจำอย่างน้อยทำๆ 1เดือน อย่าให้น้ำกลั่นในแบตเตอรี่แห้ง อายุการใช้งานจะสั้นลง และทุกๆ 3-4 เดือนควรจะมีการกระตุ้นแบตเตอรี่โดยวิธีการที่เรียกว่า Equalization(การชาร์จแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าปกติ ซึ่งค่าแรงดันไฟฟ้าจะขึ้นอยู่ที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่แต่ละราย) เพื่อจะทำให้ประจุแบตเตอรี่แบบน้ำมีการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาทางเคมีภายใน ทำให้กลับมาคงสถานะสมดุลอีกครั้ง ช่วยยืดอายุแบตให้ยาวนานขึ้น
    Watering-battery_fxd

ออกแบบระบบออฟกริตอย่างง่าย

ออกแบบ, , , , , ,

การออกแบบระบบออฟกริตอย่างง่ายโดยประมาณ

สามารถคำนวณหาจำนวนแผงโซล่าเซลล์และแบตเตอรี่ที่ใช้งานในระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

SSK_ออกแบบระบบอย่างง่าย_241014

 

ไฟส่องสว่าง – หลอดไฟ

โหลด, , , , , , , ,

ไฟส่องสว่าง – หลอดไฟ

นับว่าไฟส่องสว่างนั้นเป็นโหลดชนิดหลักที่มักใช้กันมากที่สุด ดังนั้นการเลือกไฟส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงานจะทำให้ระบบใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้อย่างคุ้มค่ามากที่สุด ไฟส่องสว่างโดยทั่วไปแบ่งเป็นสองประเภทคือใช้งานกับไฟกระแสตรงและใช้งานกับไฟกระแสสลับ

1.      ไฟส่องสว่างที่ใช้กับไฟกระแสตรง ส่วนใหญ่จะนิยมใช้ DC Compact Fluorescent Lamps(DC CFL) เพราะประหยัดไฟมากกว่าหลอดไส้และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน มีลักษณะคล้ายหลอดตะเกียบ สามารถใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 12 โวลท์และ/หรือ 24 โวลท์ แล้วแต่รุ่น โดยทั่วไปมีขนาดกำลังไฟฟ้าให้เลือกตั้งแต่ 3-15 วัตต์ ใช้กับระบบ    แสตนอโลน(Stand alone) เช่นบ้านพักอาศัย รถบ้าน เรือ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีชนิดของไฟส่องสว่างแรงดันกระแสตรงที่นิยมใช้กันอย่างมากมายในปัจจุบันก็คือ หลอดแอลอีดี(LED lamps) ซึ่งก็เป็นหลอดไฟที่ประหยัดเช่นเดียวกัน ข้อควรระวัง-ในการเลือกซื้อไฟส่องสว่างกระแสตรงก็คือควรเลือกหลอดที่มีแรงดันให้ตรงกับระบบที่ออกแบบไว้ เช่นระบบ 12 โวลท์ ก็ต้องเลือกหลอด 12 โวลท์

CFL_energy_efficient_light_bulbs_w

LED-Bulb_w

 

2.      ไฟส่องสว่างที่ใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับก็คือไฟฟ้าตามบ้านเรือนทั่วไป ที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลท์ 50 เฮริต์ การต่อไฟส่องสว่างชนิดนี้กับระบบโซล่าเซลล์ก็คือจะต้องต่อไฟฟ้ากระแสสลับที่แปลงจากอินเวอร์เตอร์มาแล้ว การเลือกหลอดควรเลือกที่ประหยัดไฟฟ้าเพื่อระบบจะได้ใช้พลังงานได้อย่างคุ้มค่า

 

led lamp1_w

ac-dc-led-tube-light_w

 

 

แผนภูมิอุณหภูมิสีของหลอดไฟชนิดต่างๆ

daylight lamp warm white lamp

สีหลอดทางฝั่งซ้ายเรียกว่า เดย์ไลท์ (Daylight); ส่วนสีหลอดทางฝั่งขวาเรียกว่า วอร์มไวท์ (Warm white)

อุณหภูมิของสีใช้เป็นมาตรฐานในการบ่งบอกสีของหลอดไฟชนิดต่างๆซึ่งมีหน่วยวัดเป็นเคลวิน(Kelvins-K)โดยมีคุณลักษณะตามแต่ละประเภทที่ใช้งาน ดังตารางข้างล่างนี้:

color temp chart_w

อุณหภูมิสี °K รหัสสี ชื่อเรียกทั่วไป หมายเหตุ
2700 827 วอร์มไวท์(WarmWhite) สีเหมือนกับหลอดไส้ทั่วไป ให้ความรู้สึกอุ่นสบาย
3000 830 วอร์มไวท์(Warm White) สีเหมือนหลอดฮาโลเจน ให้แสงที่ขาวกว่าหลอดไส้ทั่วไปเล็กน้อย.
3500 835 ไวท์(White) สีมาตรฐานของหลอดฟูลออเรซเซนต์หรือหลอดตะเกียบคอมแพคฟูลออเรซเซนต์โดยทั่วไป
4000 840 คูลไวท์(Cool White) สีเหมือนหลอดที่ใช้ทั่วไปทางการแพทย์ให้ความรู้สึกล้ำสมัย
6000 860 เดย์ไลท์(Daylight) สีเหมือนการจำลองสภาพแสงธรรมชาติตอนกลางวัน ส่วนใหญ่ใช้กับหลอดฟูลออเรซเซนต์หรือหลอดตะเกียบคอมแพคฟูลออเรซเซนต์
6500 865 คูลเดย์ไลท์(Cool Daylight) มีลักษณะเป็นสีขาวสว่างมาก ใช้กับงานเฉพาะด้าน

 

ตารางเปรียบเทียบหลอดชนิดต่างๆ


หลอดไส้(Incandescent) 
หลอดตะเกียบ(CFL) 
หลอดฮาโลเจน(Halogen) 		  หลอดแอลอีดี
(LED)
หลอดโซเดียมความดันสูง
(High Pressure Sodium)
ค่าแสงสว่างโดยประมาณ(Lumen Range) 
12-15W – – 1W – 90lm
25W 5-6W 25W 3W – 270lm
30W 7-9W – 4w – 360lm
40W 9-13W 50W 5W – 450lm
60W 13-15W 60W 7W – 630lm
75W 18-23W – 9W – 810lm
100W 25-30W – 13W – 1200lm
150W 30-52W – 15W – 1300lm
– – 150W 40W – 3600lm
– – – 50W 150-250W 4500lm
– – – 70W 250-300W 6300lm
– – – 90W 300-400W 8100lm
– – – 100W 400-450W 9000lm
– – – 120W 450-550W 11000lm

อายุการใช้งาน

หลอดแอดอีดี(LEDlight bulb)                               :  50000 ชั่วโมง
หลอดไส้(Incandescent bulb)                              :  1200   ชั่วโมง
หลอดตะเกียบคอมแพคฟลูออเรซเซนต์(CFL lamp) :  8000  ชั่วโมง
หลอดฮาโลเจน(Halogen Bulb)                             :  2000 ชั่วโมง

เครื่องใช้ไฟฟ้า

โหลด,

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดต่างๆ

เครี่องใช้ไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าใช้งาน(วัตต์)
ไฟส่องสว่าง  
หลอดตะเกียบ 20
หลอดฟลูออเรซเซนต์ผอม 36
หลอดไส้ 40
หลอดแอลอีดี(DC) T5 9
หลอด LED 12V 3
ปั๊มน้ำ  
ปั๊มน้ำเอซี 500
ปั๊มน้ำดีซีขนาด 45 ลิตร/วัน 90
เครื่องทำความเย็น  
พัดลมแขวนเพดาน 70
พัดลมตั้งโต๊ะ 40
พัดลมดีซี 16
ตู้เย็นขนาดเล็ก 1.8 คิว 35
ตู้เย็นขนาดกลาง 5.5คิว 70
เครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก 900
เครื่องปรับอากาศขนาดกลาง 1500
บันเทิง  
โทรทัศน์หลอดแก้วขนาดเล็ก 50
โทรทัศน์หลอดแก้ว                24 นิ้ว 150
โทรทัศน์แอลซีดี แอลอีดี 32 นิ้ว 90
คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ 150
คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค 65
วิทยุขนาดเล็ก 50
ที่ชาร์จมือถือ 5
เสื้อผ้า  
เตารีด 1000
เครื่องซักผ้า 450
เครื่องครัว  
เตาไมโครเวฟ 1200
เตาไฟฟ้า 1500
กาต้มน้ำไฟฟ้า 1000
หม้อหุงข้าวขนาดเล็ก AC 1ลิตร 400
เครื่องปั่นน้ำผลไม้ขนาด 1.5 ลิตร 400
เครื่องมือช่าง  
สว่าน 300
เครื่องหินเจีย 600

 

การเลือกแรงดันระบบ

โซล่าเซลล์, ,

การเลือกแรงดันในระบบ

แรงดันในระบบที่เหมาะสมจะมีผลต่อประสิทธิภาพที่ได้จากระบบนั้นๆ เช่นระบบที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้น้อยซึ่งขนาดของแผงโซล่าเซลล์ไม่เกิน 400 วัตต์การใช้แรงดันระบบที่เหมาะสมคือ 12 โวลท์ สมมติว่าระบบเดียวกันนี้เราเลือกใช้แรงดันระบบเป็น 24 โวลท์ก็ย่อมทำได้ แต่ผลที่ได้รับคือเราต้องเลือกอินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดแรงดันที่เพิ่มขึ้นเป็น 24 โวลท์(ซึ่งบางกรณีก็มีราคาที่แพงกว่าแบบ 12 โวลท์) เราต้องใช้จำนวนของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นเพื่อจะมาต่อขนานกันเพื่อให้ได้แรงดัน 24 โวลท์ และจะต้องใช้แผงโซล่าเซลล์เพื่อมากขึ้น(ในกรณีที่แผงมีแรงดันขาออก 12 โวลท์)จะเห็นว่าอุปกรณ์ต่างๆมีขนาดเพิ่มขึ้นแต่เราก็ยังใช้กำลังไฟฟ้าเท่าเดิม ทำให้อุปกรณ์ที่ติดตั้งเพิ่มในระบบทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพอย่างที่ควรจะเป็น และเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นโดยใช่เหตุ

คราวนี้เรามาสมมติว่าระบบที่ทำการออกแบบมีขนาดแผงโซล่าเซลล์ 1 กิโลวัตต์ แรงดันระบบที่เหมาะสมคือ 24 โวลท์จะทำให้อินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดใหญ่ทำงานได้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นและไม่ต้องใช้สายไฟที่มีขนาดใหญ่ แต่ถ้าเราไปใช้แรงดันระบบเท่ากับ 12 โวลท์สิ่งที่จะเกิดขึ้นก็คือ ถึงแม้จำนวนแบตเตอรี่ที่เราใช้อาจจะเท่าเดิม(เพียงแต่ต่อในรูปแบบอนุกรมแทน) แต่เราต้องเพิ่มขนาดของสายไฟขึ้นเพื่อชดเชยแรงดันที่ตกคร่อมในสาย(12 โวลท์แรงดันตกคร่อมในสายมากขึ้นทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ไปถึงปลายทางมีขนาดลดลงมากขึ้นเมื่อสายมีขนาดยาว) อีกข้อหนึ่งที่เสี่ยงคือในระบบที่ใช้แผงโซล่าเซลล์ต่ออนุกรมกันหมด 1 กิโลวัตต์เพื่อให้ได้แรงดันระบบ 12 โวลท์ถ้ามีเมฆมาบังการผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์แผงใดแผงหนึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าจากแผงทั้งหมดลดลงไปอย่างมาก

ดังนั้นการเลือกแรงดันระบบให้เหมาะสมกับขนาดของแผง โหลด และอินเวอร์เตอร์จะทำให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตารางแนะนำการเลือกแรงดันระบบที่ออกแบบให้เหมาะสม

แผงโซล่าเซลล์รวม(kWp) โหลดกระแสสลับที่อินเวอร์เตอร์ (kW) โหลดรวม (kWh/day) แรงดันกระแสตรงของระบบที่ออกแบบ (V)
น้อยกว่า 0.4 น้อยกว่า 1.0 น้อยกว่า 1.5 12
0.4-1.0 2.5 หรือน้อยกว่า น้อยกว่า 5.0 24
1.0-2.5 5.0 หรือน้อยกว่า 5.0-12.0 48
มากกว่า 2.5 มากกว่า 5.0 12.0-25.0 120

โหลดและปั๊มน้ำ

โหลด, , , , , , , , , , ,

โหลดชนิดต่างๆ

ไฟส่องสว่าง – หลอดไฟ

นับว่าไฟส่องสว่างนั้นเป็นโหลดชนิดหลักที่มักใช้กันมากที่สุด ดังนั้นการเลือกไฟส่องสว่างที่มีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงานจะทำให้ระบบใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้อย่างคุ้มค่ามากที่สุด ไฟส่องสว่างโดยทั่วไปแบ่งเป็นสองประเภทคือใช้งานกับไฟกระแสตรงและใช้งานกับไฟกระแสสลับ

1.      ไฟส่องสว่างที่ใช้กับไฟกระแสตรง ส่วนใหญ่จะนิยมใช้ DC Compact Fluorescent Lamps(DC CFL) เพราะประหยัดไฟมากกว่าหลอดไส้และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน มีลักษณะคล้ายหลอดตะเกียบ สามารถใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 12 โวลท์และ/หรือ 24 โวลท์ แล้วแต่รุ่น โดยทั่วไปมีขนาดกำลังไฟฟ้าให้เลือกตั้งแต่ 3-15 วัตต์ ใช้กับระบบ    แสตนอโลน(Stand alone) เช่นบ้านพักอาศัย รถบ้าน เรือ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีชนิดของไฟส่องสว่างแรงดันกระแสตรงที่นิยมใช้กันอย่างมากมายในปัจจุบันก็คือ หลอดแอลอีดี(LED lamps) ซึ่งก็เป็นหลอดไฟที่ประหยัดเช่นเดียวกัน ข้อควรระวัง-ในการเลือกซื้อไฟส่องสว่างกระแสตรงก็คือควรเลือกหลอดที่มีแรงดันให้ตรงกับระบบที่ออกแบบไว้ เช่นระบบ 12 โวลท์ ก็ต้องเลือกหลอด 12 โวลท์

CFL_energy_efficient_light_bulbs_w

LED-Bulb_w

 

2.      ไฟส่องสว่างที่ใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับก็คือไฟฟ้าตามบ้านเรือนทั่วไป ที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลท์ 50 เฮริต์ การต่อไฟส่องสว่างชนิดนี้กับระบบโซล่าเซลล์ก็คือจะต้องต่อไฟฟ้ากระแสสลับที่แปลงจากอินเวอร์เตอร์มาแล้ว การเลือกหลอดควรเลือกที่ประหยัดไฟฟ้าเพื่อระบบจะได้ใช้พลังงานได้อย่างคุ้มค่า

 

led lamp1_w

ac-dc-led-tube-light_w

 

 

แผนภูมิอุณหภูมิสีของหลอดไฟชนิดต่างๆ

daylight lamp warm white lamp

สีหลอดทางฝั่งซ้ายเรียกว่า เดย์ไลท์ (Daylight); ส่วนสีหลอดทางฝั่งขวาเรียกว่า วอร์มไวท์ (Warm white)

อุณหภูมิของสีใช้เป็นมาตรฐานในการบ่งบอกสีของหลอดไฟชนิดต่างๆซึ่งมีหน่วยวัดเป็นเคลวิน(Kelvins-K)โดยมีคุณลักษณะตามแต่ละประเภทที่ใช้งาน ดังตารางข้างล่างนี้:

color temp chart_w

อุณหภูมิสี °K รหัสสี ชื่อเรียกทั่วไป หมายเหตุ
2700 827 วอร์มไวท์(WarmWhite) สีเหมือนกับหลอดไส้ทั่วไป ให้ความรู้สึกอุ่นสบาย
3000 830 วอร์มไวท์(Warm White) สีเหมือนหลอดฮาโลเจน ให้แสงที่ขาวกว่าหลอดไส้ทั่วไปเล็กน้อย.
3500 835 ไวท์(White) สีมาตรฐานของหลอดฟูลออเรซเซนต์หรือหลอดตะเกียบคอมแพคฟูลออเรซเซนต์โดยทั่วไป
4000 840 คูลไวท์(Cool White) สีเหมือนหลอดที่ใช้ทั่วไปทางการแพทย์ให้ความรู้สึกล้ำสมัย
6000 860 เดย์ไลท์(Daylight) สีเหมือนการจำลองสภาพแสงธรรมชาติตอนกลางวัน ส่วนใหญ่ใช้กับหลอดฟูลออเรซเซนต์หรือหลอดตะเกียบคอมแพคฟูลออเรซเซนต์
6500 865 คูลเดย์ไลท์(Cool Daylight) มีลักษณะเป็นสีขาวสว่างมาก ใช้กับงานเฉพาะด้าน

 

ตารางเปรียบเทียบหลอดชนิดต่างๆ


หลอดไส้(Incandescent) 
หลอดตะเกียบ(CFL) 
หลอดฮาโลเจน(Halogen) 		  หลอดแอลอีดี
(LED)
หลอดโซเดียมความดันสูง
(High Pressure Sodium)
ค่าแสงสว่างโดยประมาณ(Lumen Range) 
12-15W – – 1W – 90lm
25W 5-6W 25W 3W – 270lm
30W 7-9W – 4w – 360lm
40W 9-13W 50W 5W – 450lm
60W 13-15W 60W 7W – 630lm
75W 18-23W – 9W – 810lm
100W 25-30W – 13W – 1200lm
150W 30-52W – 15W – 1300lm
– – 150W 40W – 3600lm
– – – 50W 150-250W 4500lm
– – – 70W 250-300W 6300lm
– – – 90W 300-400W 8100lm
– – – 100W 400-450W 9000lm
– – – 120W 450-550W 11000lm

อายุการใช้งาน

หลอดแอดอีดี(LEDlight bulb)                               :  50000 ชั่วโมง
หลอดไส้(Incandescent bulb)                              :  1200   ชั่วโมง
หลอดตะเกียบคอมแพคฟลูออเรซเซนต์(CFL lamp) :  8000  ชั่วโมง
หลอดฮาโลเจน(Halogen Bulb)                             :  2000 ชั่วโมง

ปั๊มน้ำแรงดันกระแสตรง

ปั๊มน้ำเป็นโหลดอีกหนึ่งอย่างที่นิยมนำมาประยุกต์ใช้กับระบบโซล่าเซลล์ ส่วนใหญ่แล้วจะใช้ในภาคการเกษตรและปศุสัตว์ หรืออาจนำมาประยุกต์ใช้ตามบ้านเรือนทั่วไปได้ โดยการสูบน้ำจากที่ต่ำขึ้นที่สูงเก็บใส่แทงค์น้ำ แล้วนำน้ำจากในแทงค์มาใช้ในบ้านเรือนได้

ปั๊มน้ำแรงดันกระแสตรงที่นิยมใช้ ได้แก่

  • 1.ปั๊มน้ำดีซีแบบจุ่ม(DC-brushless Submersible Pump) – การใช้จะต้องจุ่มตัวปั๊มลงไปในน้ำเพื่อจะดูดน้ำไปยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งอัตราการไหลของน้ำ(ลิตรต่อนาที) ความสูงสูงสุดที่น้ำจะส่งไป(เมตร)และระยะทางน้ำที่ดูดไปถึงปลายทาง(เมตร) จะขึ้นอยู่กับสเปคของแต่เครื่อง
  • DC_submersible_w
  • การใช้งานปั๊มชนิดนี้ส่วนใหญ่แล้วจะสูบน้ำจากที่หนึ่งไปยังอีกทีหนึ่งโดยปริมาณและความสูงของน้ำไม่มากเพราะตามโครงสร้างของปั๊มนั้นไม่ได้ออกแบบมาให้ใช้งานหนัก
  • การเลือกปั๊มน้ำควรเลือกให้มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้ตรงกับระบบที่ออกแบบไว้และให้สอดคล้องกับการนำไปใช้งานด้วย
  • การต่อวงจรใช้งานร่วมกับระบบควรต่อไฟฟ้ากระแสตรงฝั่งที่ออกจากแบตเตอรี่จะได้มีแรงดันที่คงที่ในการใช้งานปั๊มน้ำเพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับตัวปั๊มเมื่อจ่ายแรงดันเกินกว่าที่สเปคของปั๊มเป็นระยะเวลานานๆ

2.ปั๊มน้ำดีซีบาดาล(DC Submersible pump) – การใช้งานจะต้องจุ่มปั๊มลงไปในน้ำเหมือนกันกับปั๊มจุ่มชนิดแรก แต่มีข้อดีที่เพิ่มขึ้นมาคือสามารถต่อวงจรตัวปั๊มโดยตรงกับตัวแผงโซล่าเซลล์ได้เลย โดยที่ไม่ทำให้ตัวปั๊มชนิดนี้เสียหายเพราะโครงสร้างที่ออกแบบมาสามารถรองรับการใช้งานที่แรงดันกระแสตรงที่มีการเปลี่ยนแปลงได้ แผงโซล่าเซลล์ผลิตแรงดันได้มากน้อยขึ้นอยู่ที่ความเข้มแสงที่ตกกระทบแผง เมื่อนำไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้ไปจ่ายให้กับปั๊มบาดาล ตัวปั๊มก็จะปรับเปลี่ยนอัตราความเร็วการหมุนของมอเตอร์ที่อยู่ภายใน ทำให้ปั๊มชนิดนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่มาต่อในระบบก็ได้ แต่ถ้าอยากให้ประสิทธิภาพการสูบน้ำดียิ่งขึ้นก็ต่อระบบที่มีแบตเตอรี่พ่วงเข้าไป

Low-Pressure-DC-Diaphragm-Pumps_w

 

  • ความสูงสูงสุดที่สูบน้ำได้ อัตราการไหล และระยะทางส่งน้ำของปั๊มดีซีบาดาลจะมีประสิทธิภาพมากกว่าปั๊มดีซีไร้แปรงถ่านแบบจุ่ม แต่ก็จะมีราคาที่สูงตามไปด้วย
  • การประยุกต์ใช้งาน ส่วนใหญ่จะใช้สูบน้ำปศุสัตว์ สูบน้ำบาดาลที่มีบ่อลึก สูบน้ำที่มีระยะไกล

3.ปั๊มแรงดัน(DC pressure pump) – เป็นปั๊มน้ำที่จะเพิ่มแรงดันน้ำปลายทางให้แรงขึ้นมีหน่วยแรงดันเป็นบาร์(bars) นิยมใช้กับการเพิ่มความแรงของน้ำเช่นล้างรถ ระบบสปริงเกิลพ่นน้ำ หรือสามารถนำไปประยุกต์ใช้การสูบน้ำขึ้นที่สูงก็ได้เช่นกันเพราะแรงดันน้ำปลายทางที่สูบจากปั๊มเพิ่มขึ้น

 

  • การต่อปั๊มใช้งานควรต่อพ่วงกับแบตเตอรี่เพื่อรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับตัวปั๊มป้องกันการเสียหาย

พลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย

หน้าแรก, , , , ,

แผนที่การแพร่พลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย

ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย พบว่าพื้นที่ส่วนใหญ่ได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์สูงสุดระหว่างเดือน เมษยน และพฤษภาคม โดยมีค่าอยู่ในช่วง 5.56-6.67 kWh/m2 – day และบริเวณที่ได้รับรังสีดวงอาทิตย์สูงสุดเฉลี่ยทั้งปีอยู่ที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ โดยครอบคลุมบางส่วนของจังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย์ สุรินทร์ ศรีสะเกษ ร้อยเอ็ด ยโสธร อุบลราชธานี และอุดรธานี และบางส่วนของภาคกลางที่จังหวัดสุพรรณบุรี ชัยนาท อยุธยา และลพบุรี โดยได้รับรังสีดวงอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปี 5.28-5.56 kWh/m2 – day พื้นที่ดังกล่าวคิดเป็น 14.3 เปอร์เซนต์ของพื้นที่ทั้งหมดของประเทศ นอกจากนี้ยังพบว่า 50.2 เปอร์เซนต์ ของพื้นที่ทั้งหมดได้รับรังสีดวงอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปีในช่วง 5-5.28 kWh/m2 – day และมีเพียง 0.5 เปอร์เซนต์ของพื้นที่ทั้งหมดที่ได้รับรังสีดวงอาทิตย์ต่ำกว่า 4.45 kWh/m2 – day

thailand-irradiance_new_1

เมื่อทำการเฉลี่ยความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ทั่วประเทศจากทุกพื้นที่เป็นค่ารายวันเฉลี่ยต่อปี จะได้เท่ากับ 5.05 kWh/m2 – day

อุปกรณ์ติดตั้งเสริมในระบบโซล่าเซลล์

อุปกรณ์เสริมในระบบ, โหลด, , , , ,

อุปกรณ์ติดตั้งเสริมต่างๆในระบบ

ตัวป้องกันความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่า(Lighting Protection)

เมื่อเวลาฟ้าผ่าจะเกิดแรงดันที่สูงมาก(Surge Voltage)ในช่วงเวลาหนึ่งถึงแม้จะบริเวณที่ฟ้าผ่าจะไม่ได้อยู่ใกล้ก็ตามแต่แรงดันตัวนี้เองสามารถทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆที่อยู่ในระบบโซล่าเซลล์เกิดความเสียหายได้ ซึ่งใช้เงินเป็นจำนวนมากในการซ่อมหรือบางทีอาจจะต้องซื้ออุปกรณ์บางตัวหรือทั้งระบบใหม่เลยก็ได้ ดังนั้นในระบบที่ดีควรจะต้องมีอุปกรณ์ป้องกันความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่าไว้ด้วย

ระบบป้องกันฟ้าผ่าแบบเสาล่อฟ้า(Rod Lighting Protection) เป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพงในการติดตั้งและไม่เหมาะที่จะนำมาใช้กับระบบโซล่าเซลล์อยู่ดี เพราะอย่างไรก็เกิดแรงดันที่สูงเข้าสู่อุปกรณ์ในระบบโซล่าเซลล์ได้ และทำให้อุปกรณ์ที่อยู่ในระบบต่างเสียหายได้

อุปกรณ์ป้องกันการฟ้าผ่าที่มีราคาที่ถูกและเหมาะที่จะนำมาใช้กับระบบโซล่าเซลล์คือ              ซาร์กอเรสเตอร์(Surge arrestor) ซึ่งทำจากเมทัลอ๊อกไซด์วาริสเตอร์(Metal Oxide Varistor)

การต่อวงจรของซาร์กอเรสเตอร์คือต้องต่อทั้งสองขั้วทั้งบวก(+)และลบ(-)ที่ไฟกระแสตรงลงขั้วกราวด์ ดังรูป

 

surge-arresters-diagram1_w

 

หลักการทำงานของซาร์กอเรสเตอร์คือในภาวะปกติซาร์กอเรสเตอร์จะเป็นวงจรที่ปิดไว้ เมื่อมีแรงดันเกินกว่าที่กำหนด(ส่วนใหญ่แล้วจะประมาณ 40-60 โวลท์ในระบบ 12 โวลท์)จะเปลี่ยนสถานะของตัวเองเป็นวงจรที่ปิดเพื่อป้องกันแรงดันที่สูงเกินส่งไปยังอุปกรณ์เช่นเครื่องควบคุมการชาร์จ, อินเวอร์เตอร์ในระบบซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ซาร์กอเรสเตอร์ราคาถูกเมื่อถูกใช้งานแล้วก็จะทำลายตัวเองไป ดังนั้นต้องทำการเปลี่ยนตัวใหม่เข้าไปแทน ถ้าเป็นซาร์กอเรสเตอร์ซึ่งมีราคาสูงขึ้นมา ก็จะสามารถต่อวงจรตัวเองให้กลับมามีสภาวะที่ปกติพร้อมให้ระบบใช้งานต่อไปได้

midnite-solar-surge-protection-mnspd-115-volts_wdc-surge-arrester-1_w

 

การติดตั้งซาร์กอเรสเตอร์สามารถติดตั้งได้ทั้งนอกและในอาคารแล้วแต่ว่าสเปค แต่โดยทั่วไปแล้วส่วนใหญ่จะติดตั้งอยู่ในตู้รวมสาย(String Combiner) ซึ่งจะอธิบายต่อไป

ตู้รวมสาย(String Combiner)

การที่แผงโซล่าเซลล์ต่อรวมกันเป็นชุดๆนั้นจะมีจำนวนของสายไฟเป็นจำนวนมาก ดังนั้นเพื่อความเป็นระเบียบ ง่ายต่อการจัดการสายและต่อวงจรในระบบ ดังนั้นจึงต้องมีตู้รวมสายติดตั้งภายในระบบด้วย ตู้รวมสายในระบบโซล่าเซลล์นั้นจะคล้ายๆกับรู้รวมสายไฟที่ใช้อยู่ตามบ้านเรือนในปัจจุบัน ที่มีเบรคเกอร์ และมีแท่นสำหรับรวมสายไฟ แต่ที่เพิ่มขึ้นมาคือช่องต่อซาร์กอเรสเตอร์กับบล๊อคกิ่งไดโอด(Blocking Diode)

 

string combiner1_w

 

การเลือกเบรคเกอร์ต้องเลือกเบรคเกอร์ที่จะมาติดตั้งในตู้รวมสายให้มีสเปคที่ถูกต้อง เบรคเกอร์ที่ใช้ต้องบอกสเปคให้สัมพันธ์กับไฟฟ้ากระแสตรง เพราะเราจะต้องนำเบรคเกอร์นี้ไปต่อกับชุดแผงโซล่าเซลล์ ขนาดของสายไฟฟ้าที่ติดตั้งภายในตู้รวมสายต้องคำนวนให้สอดคล้องกับกระแสที่อยู่ในระบบ ถ้ากระแสที่ไหลผ่านในระบบมีมากควรเลือกสายไฟที่มีขนาดใหญ่กว่าที่คำนวนไว้ นอกจากนี้ตู้รวมสายยังมีข้อดีคือสามารถหาข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในระบบได้สะดวกมากขึ้น เพราะสามารถที่จะแยกปลดแผงโซล่าเซลล์ทีละชุดเพื่อเช็คว่าจุดเสียมาจากตรงไหน

การติดตั้งตู้รวมสายควรติดตั้งไว้ในอาคาร แต่ถ้าต้องการติดตั้งนอกอาคารควรที่จะเป็นแบบป้องกันน้ำได้ด้วย

การคำนวณหาแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบ

แบตเตอรี่, , , , ,

การคำนวณหาขนาดและจำนวนของแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบ

  1. ก่อนอื่นเราต้องรู้ก่อนว่าในระบบของเราที่ออกแบบไว้ใช้ปริมาณไฟฟ้าเท่าไรต่อวัน โดยหน่วยที่จะนำมาใช้คำนวนในการหาจำนวนและขนาดของแบตเตอรี่นั้นถ้าให้ง่ายจะต้องเป็นแอมป์อาวด์(Ah- สมมติถ้าใช้ไฟฟ้า 1 แอมป์อาวด์หมายถึงการใช้กระแสไฟฟ้า 1 แอมป์ต่อ1ชั่วโมงนั่นเอง) เพราะมีหน่วยเดียวกันกับสเปคของแบตเตอรี่โดยทั่วไป
  2. ต้องเผื่อวันที่ไม่มีแสงแดดที่จะใช้ในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวแปรนี้สำคัญเนื่องจากว่า ถ้าไม่มีไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงโซล่าเซลล์มาชาร์จแบตเตอรี่ที่ใช้กระแสไปแล้วจะทำให้แบตเตอรี่ปล่อยกระแสมากเกินไปจนแบตเตอรี่เสื่อมและมีอายุการใช้งานที่สั้นลงได้ ดังนั้นในการคำนวนจึงต้องรวมกระแสที่จะจ่ายให้กับโหลดในวันที่ไม่มีแสงอาทิตย์ด้วย(N = no sun days) โดยขึ้นอยู่แต่ละพื้นที่
  3. ควรเลือกชนิด ยี่ห้อและขนาดของแบตเตอรี่ที่จะใช้ในการติดตั้ง(อาจเลือกหลายสเปคเพื่อเปรียบเทียบ ราคา ขนาด ที่เหมาะสมกับการออกแบบและทรัพยากรต่างๆของเราได้ โดยคำนวนหลายๆตัวเปรียบเทียบกัน) ว่ามีสเปคเป็นอย่างไร กราฟการปล่อยประจุได้ถึงกี่เปอร์เซนต์ต่อวัน(DDOD-Daily Depth of Discharge) และการปล่อยประจุสูงสุดที่ทำได้(Maximum Depth of Discharge) เป็นเท่าไร
  4. คำนวณแบตเตอรี่ในภาคขนานก็คือการหาจำนวนชุดของแบตเตอรี่ที่จะนำมาต่อขนานกันว่าจะต้องต่อกี่ชุด ใช้สูตร Bp= (system TUC/Battery TUC) = (DL*N)/(MDOD*C) จากสูตรนี้กล่าวโดยรวมก็คือ จำนวนชุดแบตเตอรี่ในภาคขนานเท่ากับกระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่เราต้องการใช้ในระบบ(รวมที่เผื่อสำหรับไม่มีแสงอาทิตย์ไว้ด้วย)หารด้วยกระไฟฟ้าสูงสุดที่แบตเตอรี่จะจ่ายให้ได้ โดย DL=Daily Load(Ah)=>กระแสที่ใช้ต่อวัน, N=no sun days=>เผื่อจำนวนวันที่ไม่มีแสงอาทิตย์, C=battery Capacity=>ประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ที่สามารถจุได้ ดูจากสเปค(ส่วนใหญ่จะคิดที่อัตราการชาร์จ 20 ชั่วโมง)
  5. คำนวณแบตเตอรี่ในภาคอนุกรม Bs= Vsystem/ Vbn คือจำนวนแบตเตอรี่ที่จะต้องต่ออุนกรมกันเพื่อจะทำให้ได้แรงดันตามที่ออกแบบในระบบไว้ เช่นถ้าแบตเตอรี่ต่อลูกมีแรงดัน 12 โวลท์และระบบที่ออกแบบไว้ต้องใช้แรงดัน 24 โวลท์ ดังนั้นต้องใช้แบตเตอรี่ต่ออนุกรมกัน 2 ลูก โดย Vbn= Nominal Battery Voltage => แรงดันของแบตเตอรี่ ดูในสเปค
  6. คำนวณหาแบตเตอรี่รวมที่จะต้องใช้ในระบบ ใช้สูตร Bt = Bp* Bs หมายถึงจำนวนแบตเตอรี่รวมเท่ากับจำนวนแบตเตอรี่ในภาคขนานคูณกับจำนวนแบตเตอรี่ในภาคอนุกรมนั่นเอง

ตัวอย่างการคำนวณหาแบตเตอรี่

1.)   สมมติว่าตัวแปรต่างๆที่ระบบออกแบบไว้

  • ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อวัน 42.2 แอมป์อาวด์ต่อวัน(Ah/day)
  • ระบบใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 48 โวลท์(V)

2.)   กำหนดให้วันที่ไม่มีแสงอาทิตย์(No-sun days)เผื่อไว้ที่ 2 วัน

3.)   สมมติว่าจะใช้แบตเตอรี่ยี่ห้อ Trojan รุ่น 31AGM มีแรงดัน 12 โวลท์ 100แอมป์อาวด์ที่อัตราการชาร์จ 20 ชั่วโมง สมมติให้บริเวณที่ติดตั้งแบตเตอรี่มีอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส

31AGM_TrojanRE_Data_Sheets_002e

ถ้าดูจากสเปคและกราฟข้อมูลแล้ว ค่าสูงสุดที่เรารับได้ในการเลือกใช้อัตราการปล่อยประจุต่อวันคือ 30 เปอร์เซนต์(DDOD) และกำหนดให้ค่าการปล่อยประจุสูงสุดคือ 50 เปอร์เซนต์(MDOD)

  • ดูจากกราฟถ้าเราปล่อยประจุจากแบตเตอรี่วันละ 30 เปอร์เซนต์ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะชาต์จได้ประมาณ 1900 ครั้ง หรือประมาณ 5 ปี แต่ถ้าเราใช้การปล่อยประจุที่ 50 เปอร์เซนต์อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ก็จะสั้นลงกว่าเดิมคือจะชาร์จได้ประมาณ 1000 ครั้งหรือเพียง 2 ปีกว่าเท่านั้น(ดูกราฟล่างซ้าย)
  • การเลือกค่าที่จะใช้ในการปล่อยประจุของแบตเตอรี่เป็นสิ่งที่สำคัญ ถ้าเลือกการปล่อยประจุที่น้อยลงก็หมายความว่าการจ่ายกระแสไฟให้กับโหลดได้น้อยลง อาจจะต้องเพิ่มจำนวนแบตเตอรี่เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดเท่าเดิม แต่ถ้าปล่อยประจุมากเกินไปก็จะทำให้การใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง ดังนั้นต้องคำนวณการปล่อยประจุของแบตเตอรี่ให้เหมาะสมกับระบบที่จะนำไปใช้งานด้วย

4.)   หาจำนวนแบตเตอรี่ในภาคขนาน Bp

  • Bp = (DL*N)/(MDOD*C) = (42.2*2)/(0.5*100) = 1.688 ปัดตัวเลขเป็น 2
  • ดังนั้น Bp = 2

5.)   ตรวจสอบค่าการปล่อยประจุต่อวันว่าไม่เกินกว่าที่เรากำหนดไว้ โดย

  • หาปริมาณประจุรวมในแบตเตอรี่ที่นำมาต่อขนานกัน ในที่นี้เราคำนวณหาจำนวนแบตเตอรี่ในภาคขนานได้ 2 ชุด ดังนั้น ประจุไฟฟ้ารวมคือ Bp* C = 2*100 = 200 A
  • จากนั้นนำปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อวันหารด้วยประจุรวมได้ (42.2/200) = 21.1 เปอร์เซนต์ จากผลการคำนวณจะเห็นว่าไม่เกินกว่าเปอร์เซนต์การปล่อยประจุที่เรากำหนดไว้ที่ 30 เปอร์เซนต์ ซึ่งเป็นผลดีต่อแบตเตอรี่เพราะจะทำให้ได้อายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย

6.)   หาแบตเตอรี่ในภาคอนุกรม Bs = Vsystem/ Vbn

  • Bs = 48/12 = 4

7.)   หาจำนวนแบตเตอรี่รวม Bt = Bp* Bs

  • Bt = 2*4 = 8
  • ดังนั้นในระบบนี้จะต้องใช้แบตเตอรี่รวมทั้งหมด 8 ลูกโดยต่ออนุกรม 4 ลูกจำนวน 2 ชุดแล้วนำมาขนานกันจนได้แรงดันระบบเท่ากับ 48 โวลท์

ต่อเนื่อง ถ้าสมมติว่าค่าตัวแปรทุกอย่างเท่าเดิมแต่ว่าเราลดจำนวนวันที่ไม่มีแสงอาทิตย์จาก 2 วันให้เหลือ 1 วัน แล้วลองคำนวณใหม่อีกรอบ จะได้ Bp = (42.2*1)/(0.5*100) = 0.844 ดังนั้น Bp = 1 ชุด จากนั้นตรวจเช็คดูว่าอัตราการปล่อยประจุต่อวันจะได้ (42.2/100) = 42.2 เปอร์เซนต์ ซึ่งมากกว่าที่เรากำหนดไว้ว่าอัตราการปล่อยประจุจะต้องไม่มากกว่า 30 เปอร์เซนต์ เมื่อเป็นอย่างนี้แบตเตอรี่จะมีอายุสั้นกว่าที่เรากำหนดวไว้ตั้งแต่แรก ซึ่งดูจากกราฟปล่อยประจุประมาณ 42.2เปอร์เซนต์ จะมีการชาร์จได้ประมาณ 1400 ครั้งหรือ 3 ปีกว่า

แบตเตอรี่

แบตเตอรี่, , , ,

แบตเตอรี่(Battery)

โดยทั่วไป แบตเตอรี่จะแบ่งเป็นสองกลุ่มใหญ่ด้วยกัน ได้แก่

  1. แบตเตอรี่ที่ทำการชาร์จจนเต็มมาจากโรงงาน เช่นแบตเตอรี่นาฬิกา(ถ่านนาฬิกา), แบตเตอรี่ไฟฉาย(ถ่านไฟฉาย)เป็นต้น ซึ่งเมื่อใช้ไฟในแบตเตอรี่จนหมดแล้วก็หมดเลยไม่สามารถกลับนำมาใช้ใหม่ได้ เราเรียกแบตเตอรี่นี้ว่า แบตเตอรี่ปฐมภูมิ(Primary Battery)
  2. แบตเตอรี่ที่ทำการชาร์จใหม่ได้เมื่อแบตเตอรี่มีไฟที่อ่อนลง เช่นแบตเตอรี่รถยนต์ เราเรียกแบตเตอรี่นี้ว่า แบตเตอรี่ทุติยภูมิ(Secondary Battery)

ในระบบผลิตไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์นั้นจะใช้แบตเตอรี่แบบทุติยภูมิซึ่งสามารถชาร์จได้ใหม่เมื่อแบตเตอรี่มีกำลังไฟที่อ่อนลง ในระบบแบตเตอรี่จะทำงานเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์เข้ามาไว้ แล้วปล่อยกำลังไฟฟ้าออกไปให้กับโหลดในเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ เช่นในช่วงเวลากลางคืนหรือเมฆครึ้มตลอดวัน

รถยนต์ที่เราใช้งานอยู่ทุกวันเมื่อเปิดวิทยุหรือพัดลมในรถยนต์โดยที่เราไม่สตาร์ทเครื่องยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นก็ทำงานได้ปกติ แต่เมื่อเปิดไปนานๆจนไฟในแบตเตอรี่เริ่มหมดลง แรงดันในแบตเตอรี่ก็จะเหลือน้อยลง ต้องทำการชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ การชาร์จประจุของแบตเตอรี่ในรถยนต์ทำได้โดยการสตาร์ทเครื่องยนต์รถ เพื่อจะทำให้เพลาขับไปหมุนเอาเตอเนเตอร์ผลิตไฟกระแสตรงชาร์จให้กับแบตเตอรี่ต่อไป จนแบตเตอรี่กลับมามีแรงดันไฟฟ้าที่เต็มเหมือนเดิม ซึ่งเวลาเครื่องยนต์กำลังทำงานอยู่เราก็สามารถเปิดวิทยุและพัดลมได้เหมือนเดิม เพราะว่าทุกอย่างไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ โหลด เครื่องยนต์ และเอาเตอเนเตอร์ต่อทำงานร่วมกันอยู่ในระบบ ถ้าเปรียบเทียบหน้าที่การทำงานของแบตเตอรี่ของระบบผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ก็คล้ายกับแบตเตอรี่ในรถยนต์นั่นเอง เพียงแต่ไฟฟ้าที่นำมาชาร์จประจุจะผลิตจากแผงโซล่าเซลล์โดยผ่านเครื่องควบคุมการชาร์จ ส่วนโหลดอาจจะเป็นโหลดไฟฟ้ากระแสตรง หรือถ้าต้องการใช้งานกับโหลดไฟฟ้ากระแสสลับก็ต้องต่อผ่านอินเวอร์เตอร์อีกทีหนึ่ง

แบตเตอรี่ที่ใช้กับระบบผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์จะมีหลายชนิด เช่น ลีดเอซิด(Lead-Acid Battery), อัลคาไลน์(Alkaline), นิคเกิลแคดเมียม(Nickel-cadmium) แต่ที่นิยมใช้กันมากที่สุดก็คือ แบตเตอรี่ลีดเอซิด เพราะมีอายุการใช้งานที่ยืนยาวและมีการปล่อยประจุ(กระแสไฟฟ้า)ที่สูง

โครงสร้างภายในของแบตเตอรี่แบบลีดเอซิด(Lead-Acid Battery)

ภายในลีดเอซิดแบตเตอรี่จะประกอบด้วยเซลล์อยู่ภายในโดยต่อกันแบบอนุกรม จำนวนเซลล์ก็ขึ้นอยู่กับการออกแบบแบตเตอรี่นั้นๆว่าให้มีค่าแรงดันใช้งานที่เท่าไร โดยทั่วไปหนึ่งเซลล์มีแรงดันประมาณ 2 โวลท์ ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่รถยนต์มีแรงดันใช้งานที่ 12 โวลท์ ดังนั้นข้างในแบตเตอรี่จะประกอบด้วยเซลล์ 6 เซลล์ต่ออนุกรมกันอยู่

battery1_e_w

ลักษณะของการปล่อยประจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่

จะแบ่งออกเป็นสองแบบด้วยกัน ได้แก่

  1. แบตเตอรี่ที่สามารถปล่อยประจุ(กระแส)ไฟฟ้าได้น้อย(Shallow-Cycle Battery) คือแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้ปล่อยประจุไฟฟ้าได้ประมาณ 10-20 เปอร์เซนต์ของประจุไฟฟ้ารวมก่อนจะทำการชาร์จประจุใหม่ การปล่อยประจุไฟฟ้าจะมีหน่วยเป็นแอมอาวด์(Ahr) , 100 Ahr  หมายถึงแบตเตอรี่สามารถปล่อยประจุกระแสไฟฟ้า 100 หน่วยได้ 1 ชั่วโมง(ในความเป็นจริงไม่สามารถทำอย่างนั้นได้เพราะเมื่อปล่อยประจุจากแบตเตอรี่จนหมด แบตเตอรี่จะเสียทันที) – ตัวอย่างถ้ามีแบตเตอรี่แบบปล่อยประจุได้น้อย(Shallow cycle battery) ที่สามารถปล่อยประจุไฟฟ้าได้ 100 แอมอาวด์อยู่หนึ่งตัว แบตเตอรี่ตัวนี้ควรที่จะปล่อยประจุไฟฟ้า(หรือใช้กระแสไฟฟ้า) ได้เพียง 10-20 แอมอาวด์ หลังจากนั้นจะต้องทำการชาร์จประจุให้เต็มก่อนการคลายประจุครั้งต่อไป ถ้าการปล่อยประจุมากเกินกว่าที่กำหนดไว้ เช่นทำการปล่อยประจุที่ 50 แอมอาวด์ จะทำให้แบตเตอรี่มีอายุการที่ใช้งานที่สั้นลง(เสื่อมเร็ว)อย่างมากเช่นตามสเปคอายุการใช้งานของแบตเตอรี่สามารถชาร์จได้ 3000 ครั้งอาจจะลดเหลือเพียงแค่ 1000 ครั้ง ดังนั้นการออกแบบระบบโดยรวมควรคำนึงถึงลักษณะการปล่อยประจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่ด้วย
  2. แบตเตอรี่ที่สามารถปล่อยประจุ(กระแส)ไฟฟ้าได้มาก(Deep-Cycle Battery) คือแบตเตอรี่สามารถปล่อยประจุได้ถึง 60-80 เปอร์เซนต์ของประจุรวมก่อนที่จะทำการชาร์จประจุใหม่ ส่วนมากแล้วจะนำมาใช้กับระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าในบ้านพักอาศัย แบตเตอรี่ชนิดนี้จะมีราคาที่สูงกว่าแบบแรกมาก แต่ใช้เพียงไม่กี่ตัวก็สามารถทดแทนประจุไฟฟ้ารวมจากแบตเตอรี่แบบแรกได้ แบตเตอรี่แบบนี้จะมีความคุ้มค่าในระยะยาว

คำถามที่มักจะพบบ่อยคือ เราจะสามารถใช้แบตเตอรี่รถยนต์แทนแบตเตอรี่กับระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้หรือไม่ – ถ้าระบบเล็กๆ ใช้กระแสไฟที่จะไปจ่ายโหลดไม่มาก ก็สามารถใช้แบตเตอรี่รถยนต์ได้ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นต้องคำนวนให้ดีว่า ไม่ควรที่จะปล่อยกระแสไฟออกจากแบตเตอรี่ให้มากเกินไปกว่าสเปคที่กำหนดไว้ด้วยเพราะถ้าปล่อยกระแสไฟออกจากแบตมากเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง จนไม่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้อีกต่อไป คล้ายกับแบตคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คที่เสื่อมแล้ว ไม่สามารถที่จะจ่ายกระแสให้กับเครื่องได้นานนัก

แบตเตอรี่รถยนต์มีอายุการใช้งานประมาณ 2 ปีแต่ถ้าเป็นแบตเตอรี่ดีพไซเคิลที่สามารถปล่อยประจุไฟฟ้าได้มากจะมีอายุการใช้งาน 4-5 ปีเลยทีเดียว ถ้าใช้งานกับระบบโซล่าเซลล์แล้ว แบตเตอรี่แบบดีพไซเคิลมีความคุ้มค่ามากกว่าและราคา ณ ปัจจุบัน(2556) ถือว่าลดลงมาจากที่ผ่านมามาก อีกทั้งยังจ่ายกระแสไฟให้กับโหลดได้มากกว่าแบตรถยนต์ก่อนที่จะทำการชาร์จประจุใหม่ด้วย

ความสัมพันธ์ในการทำงานของแบตเตอรี่กับเครื่องควบคุมการชาร์จ

เครื่องควบคุมการชาร์จ – แบตเตอรี่จะต่อกับเครื่องควบคุมการชาร์จซึ่งทำหน้าที่ปรับแรงดันให้เหมาะสมไม่ให้สูงไปเพราะอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้ ถ้าแบตเตอรี่มีแรงดันที่ต่ำมากกว่าค่าที่ตั้งไว้ในเครื่องควบคุมการชาร์จ เครื่องควบคุมการชาร์จจะปลดโหลดออกไปทันทีเพราะถ้าไม่ทำอย่างนี้แล้วประจุที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่จะถูกปล่อยไปจนหมด ซึ่งไม่เป็นผลดีต่อแบตเตอรี่เพราะจะทำให้เซลล์ที่อยู่ข้างในไม่สามารถกลับมาชาร์จประจุได้อีก

ข้อควรระวัง!

  • ไม่ควรปล่อยให้แบตเตอรี่ปล่อยประจุ(กระแสไฟ)จนหมด เพราะจะทำให้ประสิทธิภาพในการเก็บประจุของแบตเตอรี่ลดลงไปอย่างมาก และบางครั้งจะไม่สามารถนำกลับมาชาร์จประจุได้อีกต่อไป
  • ควรติดตั้งแบตเตอรี่ที่อุณภูมิที่กำหนดไว้ในสเปค โดยส่วนใหญ่แล้วแบตเตอรี่จะทำงานได้ดีที่อุณภูมิ 25 องศาเซลเซียส ถ้าอุณหภูมิสูงกว่านี้จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่านี้ จะทำให้ประสิทธิภาพในการเก็บประจุลดลง
  • ควรเลือกขนาดความจุของแบตเตอรี่ให้มีการชาร์จประจุเต็มทุกวัน เพราะถ้าแบตเตอรี่แบบลีดเอซิดไม่เคยชาร์จเต็มเลย จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายโดยใช่เหตุ
  • การติดตั้งขนาดของโซล่าเซลล์รวมต้องมีความเหมาะสมกับขนาดของแบตเตอรี่ด้วย มิฉะนั้นแล้วโซล่าเซลล์จะผลิตไฟฟ้ามากหรือน้อยเกินไป อาจทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วและทำให้เราเสียค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ชุดใหม่ การออกแบบขนาดโซล่าเซลล์ที่เหมาะสมตาม คู่มือออกแบบ ติดตั้งและใช้งานโซล่าเซลล์ จะช่วยให้แบตเตอรี่มีการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพและใช้งานได้ยาวนานยิ่งขึ้น