คู่มือการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์ ......สถาบ...

สถาบนพฒนาเศรษฐกจและเทคโนโลยชมชนแหงเอเชย มหาวทยาลยราชภฏเชยงใหม adiCET

คมอการผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย

จดท าโดย สถาบนพฒนาเศรษฐกจและเทคโนโลยชมชนแหงเอเชย

มหาวทยาลยราชภฏเชยงใหม

adiCET


สารบญ

หนา

เซลลแสงอาทตย (Solar Cell) 1

ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย 2

การออกแบบระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย 5

การตดตงระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย 7

การตอวงจรแผงเซลลแสงอาทตย 9

การตรวจเชคแผงเซลลแสงอาทตย 11

การตรวจเชค Charge controller และ Inverter 12

การตรวจเชคแบตเตอร 12

สถาบนพฒนาเศรษฐกจและเทคโนโลยชมชนแหงเอเชย มหาวทยาลยราชภฏเชยงใหม adiCET 1

เซลลแสงอาทตย (Solar Cell)

เซลลแสงอาทตย (Solar Cell)สรางจากสารกงตวน าทสามารถเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟาได จากรป เมอมแสงอาทตย (1) ตกกระทบเซลลแสงอาทตยจะเกดการส ร า ง พ า ห ะ ท า ง ไ ฟ ฟ า ป ร ะ จ ล บ (electron )(2) และบวก (hole)(3) ขน ซงในโครงสรางรอยตอพเอนจะท าหนาทสรางสนามไฟฟาภายในเซลลเพอแยกพาหะทางไฟฟาออกจากกน เกดการเคลอนทของอเลกตรอนขนกจะมกระแสไฟฟาตอไปยงโหลดทางไฟฟา (4) ได และเมอน าเซลลแสงอาทตยจ านวนหลาย ๆ เซลลมาตอกนกจะไดปรมาณไฟฟาทมากขน และน าไปใชงานรวมกบอปกรณตาง ๆ


ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย

จ าแนกระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย ม 3 แบบ แบบอสระ (Stand Alone) แบบเชอมตอสายสง(Grid Connected) แบบผสมผสาน (Hybrid)

ระบบอสระ (Stand - alone) ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระ เหมาะส าหรบใชงานในพนทชนบททไมมระบบจ าหนายไฟฟาจาก National Grid โดยมหลกการท างานแบงไดเปน 2 ชวงเวลา คอ ชวงเวลากลางวน เซลลแสงอาทตยสามารถผลตไฟฟาจายใหแกโหลดพรอมทงประจพลงงานไฟฟาสวนเกนไวในแบตเตอรพรอมๆ กน สวนในชวงเวลากลางคนเซลลแสงอาทตยไมสามารถผลตไฟฟาได ดงนน พลงงานจากแบตเตอรทประจไวในเวลากลางวนจงถกน ามาใชระบบอสระ ประกอบดวย แผงเซลลแสอาทตย อปกรณประจแบตเตอร แบตเตอร อปกรณแปลงกระกระแส และภาระทางไฟฟาทตองการใชงาน


ระบบเชอมตอสายสง (Grid - connected) เปนระบบผลตไฟฟาดวยเซลล

แสงอาทตยทถกออกแบบส าหรบผลตไฟฟาผานอปกรณเปลยนกระแสตรงเปนไฟฟากระแสสลบเขาสระบบจ าหนายไฟฟา National Grid โดยตรง มหลกการท างานแบงเปน 2 ชวงเวลา คอ ในชวงเวลากลางวน เซลลแสงอาทตยจะสามารถผลตไฟฟาจายใหแกโหลดไดโดยตรง โดยผานอปกรณเปลยนระบบไฟฟากระแสตรงเปนไฟฟากระแสสลบ และหากมพลงงานไฟฟาสวนทเกนจะถกจายเขาระบบจ าหนายไฟฟา สงเกตไดเนองจากมเตอรวดพลงงานไฟฟาจะกลบทาง สวนในชวงกลางคนเซลลแสงอาทตยไมสามารถผลตไฟฟาได กระแสไฟฟาจากระบบจ าหนายไฟฟาจะจายใหแกโหลดโดยตรง สงเกตไดจากมเตอรวดพลงงานไฟฟาจะหมนปกต ดงนน ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบตอกบระบบจ าหนายจะเปนการใชเซลลแสงอาทตยผลตไฟฟาในเขตเมองหรอพนททมระบบจ าหนายไฟฟา ซงระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย แบบเชอมตอสายสงเปนระบบทถกออกแบบใหท างานเมอมไฟฟาจากระบบจ าหนายเทานน และเมอระบบเกดความผดปกตหรอระบบจ าหนายไฟฟาเกดขดของ ระบบเซลลแสงอาทตยจะหยดการจายไฟฟาทนท ประกอบดวย ชดแผงเซลลแสงอาทตย (Photovoltaic Array) และอปกรณเปลยนระบบไฟฟากระแสตรงเปนไฟฟากระแสสลบชนดตอกบระบบจ าหนายไฟฟา (Grid Inverter)


ระบบผสมผสาน (Hybrid) เปนระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยทถกออกแบบส าหรบท างานรวมกบอปกรณผลตไฟฟาอนๆ เชน ระบบเซลลแสงอาทตยกบพลงงานลมและเครองยนตดเซล ระบบเซลลแสงอาทตยกบพลงงานลมและไฟฟาพลงงานน า เปนตน โดยรปแบบระบบจะขนอยกบการออกแบบตามวตถประสงคโครงการเปนกรณ

การออกแบบระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย

1. ขนาดแผงเซลลแสงอาทตย เลอกเทคโนโลยของเซลลแสงอาทตยและการผลตทจะน ามาใช พจารณาเปรยบเทยบบรษทผผลต รนทมการผลต พจารณารายละเอยดทางเทคนค ไดแก ประสทธภาพ เปนตน พจารณาจ านวนแผงเซลลแสงอาทตย จากอตราสวนระหวางขนาด

พกดก าลงไฟฟาสงสดของระบบรวมตอพกดก าลงไฟฟาสงสดของแผงในรนทเลอก

พจารณาการตดตงระบบและการจดเรยงแผงเซลลแสงอาทตย เพอใหไดระดบแรงดนทตองการใชงานและความสามารถในการจายกระแสของระบบ

การหาขนาดเซลลแสงอาทตย จะไดขนาดของแผงเซลลแสงอาทตยทตองใช มหนวยเปน กโลวตต (kW)

ก าลงไฟฟา x จ านวนชวโมงทใชงานตอ 1 วน 4


การหาขนาดแบตเตอร เลอกเทคโนโลยของแบตเตอรทจะน ามาใชงาน พจารณาพกดก าลงของระบบเพอเลอกระดบแรงดนใชงานทเหมาะสม พจารณาจ านวนลกของแบตเตอร หาไดจากอตราสวนระหวางความจ

รวมทงระบบตอผลคณของจ านวนแถวและความจของแบตเตอรแตละลก

พจารณารายละเอยดทางเทคนค ไดแก ประสทธภาพ DOC เปนตน

จะไดขนาดของแบตเตอรทตองใช มหนวยเปน แอมแปรชวโมง (Ah) ตวอยางการหาจ านวนแบตเตอร

หาไดจากขนาดของแบตเตอร (Ah)/ความจของแบตเตอรแตละลก (V) แบตเตอรขนาด 12V 80Ah จะได 3.845 kWh / 12V = 320 Ah จ านวนแบตเตอร = 320 Ah / 80 Ah = 4 ลก ทงนขนอยกบแรงดนของเครองประจแบตเตอร 12V, 24V, 48V

อปกรณควบคมการประจแบตเตอร พจารณาพกดกระแสและแรงดนไฟฟาสงสดของการประจและการคาย

ประจแบตเตอรในระบบ พจารณาความสามารถในการควบคมการประจและการคายประจใหกบ

แบตเตอรไดอยางมประสทธภาพและมอายการใชงานนาน

เครองแปลงกระแส (Inverter) พจารณาพกดก าลงของอนเวอรเตอรจากการค านวณภาระทางไฟฟา

สงสดทสภาวะการใชงาน


พจารณาระดบแรงดนไฟฟาขาเขาใหเหมาะสมและสอดคลองกบระบบแรงดนไฟฟาของระบบเซลลแสงอาทตยและระบบแบตเตอร

พจารณาผลกระทบทมตออปกรณไฟฟา ไดแก ฮารโมนกส การควบคมแรงดนทางดานกระแสสลบเปนตน

การค านวณหาขนาดเครองควบคมการประจฯ การเลอกเครองควบคมการประจแบตเตอร (charger) ตองเลอกใหม

ขนาดเหมาะสมกบแผงเซลลแสงอาทตย ตองเลอกเครองควบคมการประจแบตเตอรทสามารถประจกระแสไฟฟา

ได มากกวา กระแสไฟฟาของแผงเซลลแสงอาทตยเพยงเลกนอย

ตวอยาง แผงเซลลแสงอาทตย (Dupont) ขนาด 110 W กระแส 1.37 A จ านวน 4 แผง ท าการตอแบบขนาน 4 ชด (440 วตต) จะไดกระแสสงสด = 1.37 x 4 = 5.48 A สามารถเลอกใชไดกบ เครองควบคมการประจแบตเตอร ทรบกระแส

มากกวา 5.48 A ขนาดก าลงวตต > 440 วตต ขนาดแรงดนขาออก = 12V หรอ 24V หรอ 48V ใหเหมาะสมกบอนพตแรงดนของเครองแปลงกระแส (Inverter)

การตดตงระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย

การออกแบบโครงสรางรองรบแผงเซลลแสงอาทตย ขอควรค านงมดงน มความแขงแรงในการตดตง ไมเปนสนม ค านงถงต าแหนงการตดตง มมเอยง โครงสรางควรท าการตอสายดน


การตอวงจรแผงเซลลแสงอาทตย นยมตอ 2 แบบ ไดแก ตอแบบอนกรม และ แบบขนาน การตอวงจรแบบอนกรม ลกษณะการตอแผงแบบอนกรม จะสงผลให กระแสเทาเดม แรงดนสงขน

การตอวงจรแบบขนาน ลกษณะการตอแผงแบบขนาน จะสงผลให แรงดนเทาเดม กระแสสงขน


การตรวจเชคและการบ ารงรกษาระบบ


การตรวจเชคแผงเซลลแสงอาทตย 1. ตรวจเชควาเซลลแสงอาทตยกบโครงสรางวาอยในสภาพดใหม 2. เชคจดเชอมสายไฟในกลองรวมสายและซลกนน าวาอย ในสภาพดหรอไม 3. ตรวจเชความเงาบงหรอแผงเซลล สกปรกหรอไม 4. ตรวจสอบคณภาพของแผงยอยในระบบเซลลแสงอาทตยถาตรวจสอบแลวพบวาคาคณสมบตทางไฟฟาไมปกต (แรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาต าลง) ใหรบเปลยนแผงใหมทนท มเชนนนจะท าใหระบบทงระบบเสอมสภาพเรวขน


การตรวจเชค Charge controller และ Inverter

1. ตรวจเชคจดเชอมสายไฟวาอยในสภาพดหรอไม2. ตรวจเชคมแมลง หรอ มด เขาไปท ารงหรอไม3. สงเกตไฟแสดงสถานะของระบบยงปกตหรอไม

การตรวจเชคแบตเตอร

1. เชคบรเวณสายไฟทขวของแบตเตอรใหอยในสภาพดเสมอ2. ท าความสะอาดทขวของแบตเตอรและบรเวณฝาปด ดวยผาชบน า3. ในกรณทมน ากลนภายในเซลลอยนอยควรเตมน ากลนใหอยในระดบ (หามเตม

น ากรดลงไปอกเปนอนขาด)4. เกบรกษาแบตเตอรไวในทแหง และสะอาด5. การตรวจสภาพแบตเตอรโดยใชไฮโดรมเตอร (Hydro Meter) วดคาความ

ถวงจ าเพาะของสารละลายกรดก ามะถน

คาความถวงจ าเพาะ 1.275 – 1.300 แบตเตอรมไฟเตมไมตองอดไฟ

คาความถวงจ าเพาะ 1.225 แบตเตอรมไฟอยครงหนงตองอดไฟใหม

คาความถวงจ าเพาะ 1.150 แบตเตอรมไฟอยประมาณ 1 ใน 4 ตองอดไฟใหม

คาความถวงจ าเพาะ <1.150 ถาทงไวนานกวานจะไมสามารถอดไฟเขาไปและ กลายเปนแบตเตอรทหมดสภาพ แลว

คู่มือการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์ ......สถาบ...

Documents