ระบบให้น...

วารสารวิจยัเทคโนโลยีอตุสาหกรรมและวิศวกรรม ปีที่ 1 ฉบับที่ 1 (2559)

55

ระบบให้น ้ำพืชอัตโนมัติด้วยพลังงำนแสงอำทิตย์ กรณีศึกษำแปลงเพำะพันธุ์ข้ำว

CASE STUDY OF AUTOMATIC PLANTS WATERING SYSTEM USING SOLAR ENERGY FOR RICE BREEDING PLAN

มณฑล ฟักเอม*, เกียรติชัย บรรลุผลสกุล,กิตติศักดิ์ คงสีไพ และ

อภิรักษ์ ทัดสอน

Monthol Fak-Aim*, Kiatchai Banlupholsakul, Kittisak Khongseeprai and Apirak Tudsorn

คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม * corresponding author e-mail: [email protected]

บทคัดย่อ งานวิจัยนี้น าเสนอ การพัฒนาระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อจ่ายน้ าให้

กลับแปลงเพาะพันธุ์ข้าว เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า เป็นชนิด Polycrystalline Silicon 20 วัตต์ 20 โวลต ์1.2 แอมป์ สามารถผลิตก าลังไฟฟ้า 78.35 วัตต์ต่อวัน จากผลการทดสอบ ช่วงเวลาที่ปั๊มน้ าท างานที่เหมาสม จะอยู่ในช่วงเวลา 06.25 - 06.35 น. และช่วงเวลา 18.15 - 18.25 น. ท าให้ต้นกล้าข้าวเติบโตได้สูงสุด 19 เซนติเมตร ภายใน 15 วัน

ค าส าคัญ: เซลล์แสงอาทิตย์, ระบบควบคุม, ระบบให้น้ าพืช Abstract This paper was purpose a case study of automatic plants watering system using solar energy for rice breeding plan. Used polycrystalline Silicon 20 watt 20 volt 1.2 amp to generate electric power at 78. 35 watts per day. The experimental results show the optimum time to working at 06:25 - 06:35 am. and 18.15 - 18.25 pm., and rice breeding are growing at 15 cm. in 15 day. Keywords: Solar cells, Automatic System, Plants watering system


56

บทน้ำ ปัจจุบันพลังงานแสงอาทิตย์ นับเป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่มีศักยภาพสูง และยังเป็น

พลังงานสะอาด ไม่ท าลายสิ่งแวดล้อม และยังไม่ต้องหาซื้อหรือน าเข้าเชื้อเพลิงเหมือนกับพลังงานประเภทอื่นๆ ที่ส าคัญยังเป็นพลังงานที่เกิดใหม่ได้ไม่มีที่สิ้นสุด ในปัจจุบันการน าพลังงานแสงอาทติย์มาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า เป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ยิ่งประเทศไทยอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร ท าให้พลังงานแสงอาทติย์ เป็นพลังงานหมุนเวียนที่มีศักยภาพต่อประเทศไทยมากขึ้นไปอีก และเนื่องจากสภาวะการขาดแคลนน้ าในการท าการเกษตรในปัจจุบัน เป็นปัญหาที่ส าคัญส าหรับเกษตรกร การใช้น้ าอย่างมีประสิทธิภาพ ประหยัดและเกิดประโยชน์สูงสุดต่อการผลิตทางการเกษตร นับวันจะมีความส าคัญยิง่ขึ้นทุกขณะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปลูกพืชเพื่อให้ได้ปริมาณและคุณภาพของผลผลิตตรงตามความต้องการของตลาด จ าเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาวิธีการให้น้ า และปริมาณน้ าที่จะต้องให้แก่พืชเพื่อให้พืชใช้น้ าได้อย่างพอเพียงตลอดฤดูเพาะปลูก เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งถ้าหากให้น้ าในปริมาณ หรือระยะเวลาที่ไม่เหมาะสมต่อความต้องการของพืช ก็จะไม่เกิดประโยชน์ต่อพืชหรือตรงข้ามอาจก่อให้เกิดผลเสียต่อพืชขึ้นได้ ถ้ามีการให้น้ าในช่วงเวลาที่มีแดดร้อนมากเกินไป อุณหภูมิของน้ าจะร้อนตามไปด้วย ถ้าหากรากของต้นกล้ารับน้ าที่ร้อนจัด อาจจะส่งผลต่อต้นกล้าข้าว เช่นกล้าเห่ียวเฉา เจริญเติบโตช้า หรือถ้าร้อนมากเกินไปอาจจะท าให้กล้าตายได้ จากที่มาและความส าคัญของปัญหาที่กล่าวมาคณะผู้จัดท าได้น าหลักการของการตรวจจับแสงแดดโดยใช้แผงโซล่าเซลล์ มาควบคุมการจ่ายน้ าให้กับต้นกล้า และสร้างแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าส ารองส าหรับระบบการจ่ายน้ า โดยการจ าลองปั๊มน้ าขนาดเล็ก สูบน้ าจากอ่างนี้ทีต่ิดตั้งไว้ในแปลงสาธิตโรงเรือนเพาะกล้าข้าวนาโยน หาประสิทธิภาพ ความเข้มของแสงแดดที่เหมาะสมในการจ่ายน้ า และความสามารถในการส ารองไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลดได้สูงสุดจากแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าส ารองที่สร้างขึ้น เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาสู่การน าไปใช้งานไดอ้ย่างมีประสิทธิภาพ และมีต้นทุนที่ไม่สูง ส าหรับเกษตรกรในชุมชนต่อไป

วัตถุประสงค์ของกำรวิจัย 1. เพื่อสร้างและพัฒนาระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 2. เพื่อหาประสิทธิภาพของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ วิธีด้ำเนินกำรวิจัย

1. ศึกษาเรื่องของพันธุ์ข้าว ระบบการให้น้ า และระบบเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อที่จะน ามาใช้ให้เหมาะสม

2. ศึกษาระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีขายตามท้องตลาด และอุปกรณ์ที่จะน ามาจัดท าวงจรควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัต.ิ

3. ออกแบบวงจรควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ และระบบเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมกับโรงเรือนเพาะพันธุ์กล้านาโยน

4. สร้างวงจรควบคมุระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ ร่วมกับการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์...... 5. ทดลองการท างานของวงจรควบคมุระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ และระบบเซลล์แสงอาทิตย์

แล้วแก้ไขปัญหา และข้อผิดพลาด


57

6. แก้ไขข้อผิดพลาดของวงจรควบคมุระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ เพื่อให้ท างานร่วมกับโซล่าเซลล์ ในเวลาที่เหมาะสมกับแสงแดด เพื่อพัฒนาระบบให้ใช้งานได้ดีขึ้น

7. เก็บผลการทดลอง เวลาที่ระบบให้น าพืชอัตโนมัติท างาน ระยะเวลาในการรดน้ า ค่าความเข้มแสง ค่าก าลังไฟฟ้าก่อนใช้งานและหลังใช้งาน

การออกแบบและจัดสร้าง

ภำพท่ี 1 แสดงระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (กรณีศึกษาแปลงเพาะพันธุ์ข้าว) จากภาพที่ 1 แสดงระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (กรณีศึกษาแปลงเพาะพันธุ์ข้าว) สามารถให้น้ าแปลงเพาะพันธุ์ข้าวหรือพืชอื่นๆ ได้ในขนาดพื้นที่ 4 ตารางเมตร และมีชุดควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ ให้น้ าโดยอัตโนมัติโดยที่ไม่ต้องมีคนมาคอยควบคุม เพื่อให้แปลงเพาะพันธุ์ข้าวได้รับน้ าตามเวลาที่เหมาะสมกับแสงแดดมากที่สุด

ภำพที่ 2 บล็อกไดอะแกรมแสดงระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

อปุกรณ์ควบคมุการชาร์ต ป๊ัมน า้ แบตเตอร่ี

โซลา่เซลล์ วงจรควบคมุการเปิด-ปิด สปริงเกอร์

แปลงเพาะพนัธุ์ข้าว


58

หลักการท างานของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (กรณีศึกษาแปลงเพาะพันธุ์ข้าว) เมื่อแผงโซล่าเซลล์ได้รับแสงจะท าหน้าที่เปลี่ยนปริมาณความเข้มของแสงให้เป็นความต่างศักย์ไฟฟ้า พลังงานที่ผลิตออกมาได้ จะมีการแปรผันตามความเข้มของแสงที่รับเข้ามา ท าให้แผงโซล่าเซลล์มีการจ่ายแรงดันไฟฟ้าและกระแสไม่คงที่ไม่เสถียรภาพ ถ้าต้องการแรงดันไฟฟ้าและกระแสที่ค่อนข้างคงที่จึงได้มีการน าเอาแบตเตอรี่มาเก็บสะสมพลังงานที่รับเข้ามาเอาไว้ และสามารถน าเอาพลังงานของแบตเตอรี่ที่เก็บสะสมเอาไว้น ามาใช้ประโยชน์ได้ โดยจะมีตัวควบคุมการชาร์ตแบตเตอรี่จากแผงโซล่าเซลล์มาที่แบตเตอรี่ เพื่อไม่ให้แรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไหลย้อนกลับไปที่ โซล่าเซลล์ในเวลากลางคืน จะมีวงจรควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ ในวงจรนั้นจะมีวงจรเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า โดยเมื่อมีแสงมาตกกระทบที่โซลล่าเซลล์ที่แรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์ ถึง 12 โวลต์ และความเข้มแสงที่โซล่าเซลล์ ที่ส่องสว่างในช่วงตอนเช้าระหว่าง 320 ลักซ์ ถึง 660 ลักซ์ และในช่วงตอนเย็นระหว่าง 120 ลักซ์ ถึง 330 ลักซ์ ปั๊มก็เริ่มท างาน ปั๊มน้ าจะหยุดท างานเมื่อ วงจรเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 12 โวลต์ ขึ้นไปจะหยุดท างาน ปั๊มน้ าจะท างานในแต่ละครั้ง ไม่ต่ ากว่า 10 นาทีต่อครั้ง ทั้งในเวลาตอนเช้าและในเวลาตอนเย็น...................................................... 1 การหาประสิทธิภาพการควบคุมเวลาการท างานของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหมาะสมกับการให้น้ ากับพืช โดยในโครงการนี้ได้ใช้กล้าข้าวเป็นตัวอย่างในการทดสอบหาประสิทธิภาพ ซึ่ง มี 2 ขั้นตอน ดังนี้ 1.1 ข้ันตอนการหาความเข้มแสงแดดในแต่ละช่วงเวลา สามารถท าได้โดยการก าหนดช่วงเวลาในแต่ละวัน ตั้งแต่เวลาตอนเช้าที่เริ่มมีแสงแดด จนถึงช่วงเวลาตอนเย็นที่หมดแสงแดด ตั้งแต่เวลา 06.00 น. ถึง 19.00 น. ก าหนดช่วงการวัดความเข้มแสงด้วยลักซ์มิเตอร์ วัดค่าทุกๆ 5 นาที ในช่วงเวลา 06.00 น. ถึง 07.00 น. และช่วงเวลา 18.00 น. ถึง 19.00 น. ในช่วงเวลา 7.00 น. ถึง 09.00 น. และช่วงเวลา 15.00 น. ถึง 18.00 น. จะวัดค่าความเข้มแสงทุกๆ 30 นาที ส่วนในช่วงเวลาอื่นๆ ของวัน จะวัดความเข้มแสงทุกๆ 1 ชั่วโมง แล้วบันทึกผลลงในตารางความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลา และค่าความเข้มแสง เพ่ือหาช่วงเวลาที่เหมาะสมในการให้น้ าแก่ต้นกล้าข้าว 1.2 ขั้นตอนการหาความสัมพันธ์ของความเข้มของแสงแดด กับแรงดันที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ โดยการน าค่าความเข้มแสงที่ได้จากขั้นตอนที่ 1 เปรียบเทียบกับแรงดันที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ที่ได้รับความเข้มแสงในแต่ละช่วงเวลา น ามาบันทึกผลการทดลองลงในตาราง และหาค่าแรงดันที่สามารถให้น้ าได้ในช่วงเวลาที่เหมาะสมกับต้นกล้าข้าวทั้งช่วงเวลาเช้าและเย็น ช่วงเวลาละไม่ต่ ากว่า 10 นาที น ามาออกแบบวงจรที่ใช้ในการควบคุมการท างานของปั๊มน้ าที่จ่ายน้ าให้กับระบบ 2. การประสิทธิภาพการส ารองพลังงานไฟฟ้า ของระบบการให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอนดังนี้ 2.1 ขั้นตอนการผลิตก าลังไฟฟ้าในแต่ละวันของระบบส ารองไฟฟ้า 2.2 การต่อระบบโซล่าเซลล์ที่มีการต่อโหลด ท าการวัดค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้า ก่อนใช้งานและหลังใช้งานของแต่ละวัน จ านวน 15 วัน 3. การหาประสิทธิภาพการเจริญเติบโตต้นกล้าข้าว ที่ใช้ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถท าได้โดยการทดลองเพาะกล้าข้าว ในพื้นที่ 4 ตารางเมตร และติดตามการเจริญเติบโตของกล้าข้าว โดยการวัดความสูงของกล้าข้าวในแต่ละวัน จนกระทั่งครบอายุของการเพาะ


59

กล้าข้าว 15 วัน และวิเคราะห์ความสูงของต้นกล้าข้าว กับความเหมาะสมในการน าต้นกล้าไปเพาะปลูกต่อไป ผลกำรวิจัย 1. ประสิทธิภาพการควบคุมเวลาการท างานของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ให้เหมาะสมกับการให้น้ ากับพืช ผลการวัดหาค่าความเข้มแสงแดดในแต่ละช่วงเวลา ตั้งแต่เวลา 6.00 น. ถึง 19.00 น. (06.00 น. ถึง 12.00 น.) แสดงผลความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลาและค่าความเข้มแสง พบว่า ในช่วงเวลา 14.00 น. สามารถวัดค่าความเข้มแสงได้มากที่สุดคือ 60,300 ลักซ์ รองลงมาในช่วงเวลา 13.00 น. วัดความเข้มแสงได้ 52,900 ลักซ์ ในช่วงเวลาที่มีความเข้มแสงน้อยที่สุดคือช่วงเวลา 19.00 น. สามารถวัดความเข้มแสงได้ 2 ลักซ์ ดังภาพที่ 3

ภำพท่ี 3 ความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลา และค่าความเข้มแสง ในช่วงเวลา 06.00 น. ถึง 07.00 น.

ภำพท่ี 4 ความสัมพันธ์ระหว่างช่วงเวลา และค่าความเข้มแสง ในช่วงเวลา 18.00 น. ถึง 19.00 น.

6 18 50 104 194324

470660

9031080

1404

19602180

0

500

1000

1500

2000

2500

17901332

1057

749522

338 223 120 58 21 11 3 2

0

500

1000

1500

2000


60

ช่วงเวลาที่เหมาะสมกับความเข้มแสงที่วัดได้ อยู่ในช่วง 324 ลักซ์ ถึง 749 ลักซ์ โดยในช่วงเวลาตอนเช้าจะควบคุมให้จ่ายน้ าได้ในช่วงเวลา 6.25 น. ถึง 6.35 น. ในช่วงเวลาตอนเย็นจะควบคุมให้จ่ายน้ าได้ในช่วงเวลา 18.15 น. ถึง 18.25 น. จากผลความสัมพันธ์ของความเข้มแสงแดดกับแรงดันที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ โดยการน าค่าความเข้มแสงที่ได้จากขั้นตอนที่ 1 เปรียบเทียบกับแรงดันที่วัดได้จากโซลาเซลล์ที่ได้รับความเข้มแสงในแต่ละช่วงเวลา ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มแสง และค่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ พบว่า มีความเข้มแสงมากที่สุด คือ 60,300 ลักซ์ สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากโซล่าเซลล์ได้ 16.80 โวลต์ รองลงมามีความเข้มแสง 52,000 ลักซ์ สามารถวัดแรงดันที่ได้จากโซล่าเซลล์ ได้ 17.02 โวลต์ ในช่วงเวลาที่มีความเข้มแสงน้อยที่สุดคือช่วงเวลา 19.00 น. สามารถวัดความเข้มแสงได้ 2 ลักซ์ สามารถวัดแรงดันที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ ได้ 0.15 โวลต ์

ภำพท่ี 5 กราฟแสดงผลความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเข้มแสง กับแรงดันไฟฟ้า ในช่วงความเข้มแสง

ภำพท่ี 6 กราฟแสดงผลความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเข้มแสง กับแรงดันไฟฟ้า ในช่วงความเข้มแสง

6 18 50 104 194 324 470660

9031080

1404

19602180

0

500

1000

1500

2000

2500

17901332

1057

749522

338223 120 58 21 11 3 2

0

500

1000

1500

2000


61

จากช่วงระยะเวลาที่เหมาะสมกับความเข้มแสงที่ต้องการรดน้ าให้กับต้นกล้าข้าวในช่วงเวลาเช้า อยู่ในช่วง 324 ลักซ์ วัดค่าแรงดันจากโซล่าเซลล์ได้ 5.05 โวลต์ ถึง 660 ลักซ์ วัดค่าแรงดันจากโซล่าเซลล์ได้ 12.05 โวลต์ และในช่วงเวลาตอนเย็น อยู่ในช่วง 120 ลักซ์ วัดค่าแรงดันจากโซล่าเซลล์ได้ 5.75 โวลต์ ถึง 338 ลักซ์ วัดค่าแรงดันจากโซล่าเซลล์ได้ 12.02 โวลต์ โดยน าค่าแรงดันที่วัดได้นี้มาออกแบบวงจรควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ เพื่อรดน้ าให้กับต้นกล้าข้าว 2. ประสิทธิภาพการส ารองพลังงานไฟฟ้า ของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 2.1 ความสามารในการผลิตก าลังไฟฟ้า การผลิตก าลังไฟฟ้าในแต่ละวันของระบบส ารองไฟฟ้า สามารถท าได้โดยการต่อระบบโซล่าเซลล์ ท าการวัดค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากระบบในช่วงเวลาที่มีแสงแดด ระหว่างเวลา 6.00 น. ถึง 18.00 น. โดยบันทึกค่าที่ได้ทุกๆ 1 ชั่วโมงลงในตารางบันทึกผล ตำรำงท่ี 1 แสดงก าลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ในแต่ละวัน

ช่วงเวลำ แรงดันไฟฟ้ำ

(โวลต์) กระแสไฟฟ้ำ(แอมป์)

ก้ำลังไฟฟ้ำ (วัตต์)

06.00 น. 0.11 0 0 07.00 น. 13.01 0.02 0.26 08.00 น. 13.42 0.17 2.28 09.00 น. 13.59 0.21 2.85 10.00 น. 14.22 0.51 7.25 11.00 น. 14.18 0.81 11.48 12.00 น. 14.27 0.87 12.41 13.00 น. 14.44 0.90 12.99 14.00 น. 14.43 0.82 11.83 15.00 น. 13.55 0.61 8.26 16.00 น. 13.23 0.50 6.61 17.00 น. 13.01 0.01 0.13 18.00 น. 5.96 0 0

รวม 76.35 จากตารางที่ 1 แสดงก าลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ในแต่ละวัน ในช่วงเวลาต่างๆ ที่โซล่าเซลล์สามารถผลิตก าลังไฟฟ้าได้ในแต่ละช่วงเวลาภายใน 1 วัน ก าลังฟ้าที่ผลิตได้มากที่สุด 12.99 วัตต์ ในช่วงเวลา 13.00 น. และก าลังไฟฟ้าที่ผลิตได้น้อยที่สุด 0 วัตต์ ในช่วงเวลา 18.00 น. ก าลังฟ้าที่ผลิตได้ในแต่ละวันได้ 76.35 วัตต์ต่อวัน


62

2.2 ประสิทธิภาพการใช้โหลดในแต่ละวัน การทดสอบปริมาณการใช้งานโหลดในแต่ละวัน สามารถท าได้โดยการต่อระบบโซลลาเซลล์ที่มีการต่อโหลด ท าการวัดค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้า ก่อนใช้งานและหลังใช้งานของแต่ละวัน จ านวน 15 วัน เท่ากับอายุการเพาะกล้า ตำรำงท่ี 2 แสดงเวลาในการท างานของโหลดในแต่ละวัน

ล้ำดับ

ช่วงเวลำให้น ้ำต้นกล้ำข้ำว รวมทั งวัน

(นำที) ช่วงเวลำเช้ำ ช่วงเวลำเย็น

เริ่ม สิ นสุด เวลำ(นำที)

เริ่ม สิ นสุด เวลำ (นำที)

1 06.26 น. 06.41 น. 15 18.15 น. 18.27 น. 12 27 2 06.25 น. 06.41 น. 16 18.18 น. 18.31 น. 13 29 3 06.32 น. 06.46 น. 14 18.22 น. 18.33 น. 11 25 4 06.28 น. 06.43น. 15 18.20 น. 18.33 น. 13 28 5 06.35 น. 06.48 น. 13 18.25 น. 18.36 น. 11 24 6 06.30 น. 06.46 น. 16 18.19 น. 18.31 น. 12 28 7 06.25 น. 06.40 น. 15 18.21 น. 18.34 น. 13 28 8 06.27 น. 06.41 น. 14 18.17 น. 18.29 น. 12 26 9 06.24 น. 06.38 น. 16 18.20 น. 18.33 น. 13 29 10 06.30 น. 06.45 น. 15 18.25 น. 18.37 น. 12 27 11 06.32 น. 06.40 น. 16 18.26 น. 18.37 น. 11 27 12 06.35 น. 06.48 น. 17 18.28 น. 18.40 น. 12 29 13 06.36 น. 06.51 น. 15 18.30 น. 18.43 น. 13 28 14 06.34 น. 06.50 น. 16 18.28 น. 18.40 น. 12 28 15 06.35 น. 06.49 น. 14 18.29 น. 18.40 น. 11 25

เฉลี่ยรวม 15.133

12.066

27.2

จากตารางที่ 2 แสดงเวลาในการท างานของโหลดในแต่ละวัน พบว่าเวลาเฉลี่ยรวมทั้งหมดของการท างานของโหลด 27.2 นาที เวลาในการท างานของโหลดเฉลี่ยช่วงเช้า 15.133 นาที และเวลาในการท างานของโหลดเฉลี่ยช่วงเย็น 12.066 นาที เวลาในการท างานของโหลดมากที่สุดในช่วงเช้า17 นาที และเวลาในการท างานของโหลดน้อยที่สุดในช่วงเช้า 14 นาที ส่วนเวลาในการท างานของโหลดมากที่สุดในช่วงเย็น 13 นาที และช่วงเวลาในการท างานของโหลดน้อยที่สุดในช่วงเย็น 11 นาที


63

ตำรำงท่ี 3 แสดงก าลังไฟฟ้าก่อนใช้งานและหลังใช้งาน ก าลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ไปในแต่ละวัน

ล้ำดับ

ก่อนใช้งำน หลังใชง้ำน ก้ำลังไฟฟ้ำที่ถูกใช้ไปในแต่ละวัน

(วัตต์) แรงดัน (โวลต์)

กระแส (แอมป์)


แรงดัน (โวลต์)

กระแส (แอมป์)


1 12 11.9 142.80 12 11.7 140.40 29.16 2 12 11.7 140.40 12 11.5 138.00 31.10 3 12 11.5 141.60 12 11.7 140.40 26.56 4 12 11.6 139.20 12 11.8 141.60 29.80 5 12 11.7 140.40 12 11.9 142.80 25.92 6 12 11.8 141.60 12 11.6 139.20 29.80 7 12 11.6 139.20 12 11.8 141.60 29.80 8 12 11.7 140.40 12 11.5 138.00 27.86 9 12 11.5 141.60 12 11.6 139.20 31.10 10 12 11.6 139.20 12 11.7 140.40 29.16 11 12 11.6 139.20 12 11.9 142.80 29.16 12 12 11.8 141.60 12 11.9 142.80 31.10 13 12 11.9 142.80 12 11.7 140.40 29.80 14 12 11.6 139.20 12 11.8 141.60 29.80 15 12 11.7 140.40 12 11.9 142.80 26.56

เฉลี่ยรวม

140.64 140.80

29.112 พลังงำนไฟฟ้ำ 13.10 วัตต์ชั่วโมง

จากตารางที่ 3 แสดงก าลังไฟฟ้าก่อนใช้งานและหลังใช้งาน ก าลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ไปในแต่ละวัน ก าลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนใช้งาน 140.64 วัตต์ และก าลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังใช้งาน 140.80 วัตต์ ก าลังไฟฟ้าที่โหลดใช้งานเฉลี่ย 29.112 วัตต์ และเวลาในการท างานของโหลดมากกว่า 20 นาทีต่อวัน และพลังงานไฟฟ้า 13.10 วัตต์ชั่วโมง จากความสามารถในการผลิตก าลังไฟฟ้า ของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงาน


64

แสงอาทิตย์ สามารถผลิตก าลังไฟฟ้าได้ 76.35 วัตต์ต่อวัน และก าลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ไปในแต่ละวันเฉลี่ย 29.112 วัตต์ต่อวันโดยเฉลี่ย ดังนั้นประสิทธิภาพการส ารองพลังงานไฟฟ้า ของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์มีก าลังงานไฟฟ้าส ารอง 47.238 วัตต์ต่อวัน คิดเป็น 61.87 เปอร์เซ็นต์ ท าให้สามารถเพิ่มพื้นที่ในการรดน้ าพืชอัตโนมัติได้อีก 4 ตารางเมตร 3. ประสิทธิภาพการเจริญเติบโตต้นกล้าข้าว ที่ใช้ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถท าได้โดยการทดลองเพาะกล้าข้าว ในพื้นที่ 4 ตารางเมตร และติดตามการเจริญเติบโตของกล้าข้าว โดยการวัดความสูงของกล้าข้าวในแต่ละวัน จนกระทั่งครบอายุของการเพาะกล้าข้าว 15 วัน บันทึกผลลงในตารางการทดลอง ตำรำงท่ี 4 แสดงผลการเจริญเติบโตของต้นกล้าข้าวในแต่ละวันและอัตราการเจริญเติบโต

ล้ำดับ ควำมสูง

ของต้นกล้ำข้ำว(เซนติเมตร)

อัตรำกำรเจริญเติบโต(เซนติเมตร)

1 0 0 2 0.1 0.1 3 0.2 0.1 4 0.5 0.3 5 1 – 3 0.5 – 2.5 6 5 2 – 4 7 6 – 7 1 – 2 8 7 – 8 1 – 2 9 10 – 11 3 – 4 10 10 – 11 0 11 12 - 13 1 – 2 12 13 – 14 1 13 14 – 15 1 14 15 – 16 1 15 16 – 19 1 – 3

จากตารางที่ 4แสดงผลการเจริญเติบโตของต้นกล้าข้าวในแต่ละวันและอัตราการ

เจริญเติบโต อัตราการเจริญเติบโตมากที่สุด 3 – 4 เซนติเมตร และอัตราการเจริญเติบโตน้อยที่สุด 0.1 เซนติเมตร ท าให้ต้นกล้าข้าวเติบโตได้สูงสุด 19 เซนติเมตร ภายใน 15 วัน และเหมาะสมที่สุดที่จะน าไปเป็นกล้าข้าวนาโยน


65

สรุปผลกำรวิจัย การพัฒนาระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ (กรณีศึกษาแปลงเพาะพันธุ์ข้าว)

ได้น าระบบเซลล์แสงอาทิตย์มาผลิตก าลังไฟฟ้า เพื่อส ารองพลังงานไฟฟ้าให้กับโหลด และวงจรควบคุมระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติ โดยที่ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ จะมีก าลังไฟฟ้าให้ใช้งานได้ตลอด และยังใช้งานได้ในพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้าเข้าถึงได้อีกด้วย ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ได้มีการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ เพื่อให้พืชได้รับน้ าตามแสงแดดที่เหมาะสม ในการพัฒนาระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ในครั้งนี้ ได้น า โซล่าเซลล์ชนิด Polycrystalline Silicon 20 วัตต ์20 โวลต ์1.2 แอมป์ อุปกรณ์ควบคุมการชาร์ต ที่เป็นไดโอดหมายเลข 1N5401 และแบตเตอรี่ขนาด 12 โวลต์ 12 แอมป์ และปั๊มน้ ากระแสตรง 12 โวลต์ 5.4 แอมป์ ในระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพการควบคุมเวลาการท างานของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้ วยพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหมาะสมกับการให้น้ ากับพืช ผลจากความสัมพันธ์ระหว่างเวลา ค่าความเข้มของแสง และแรงดันไฟฟ้า พบว่าความเข้มแสงที่วัดได้แตกต่างกันไปตามความเข้มแสงแดดในช่วงเวลาต่างๆ แรงดันไฟฟ้าที่น ามาเปรียบเทียบกับความเข้มของแสงแดดในช่วงเวลาต่างๆ ในช่วงเวลาตอนเช้าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ 5.05 โวลต์ ความเข้มแสง 324 ลักซ์ และแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ 12.05 โวลต์ ความเข้มแสง 660 ลักซ์ ส่วนในช่วงเวลาตอนเย็นแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ 5.75 โวลต์ ความเข้มแสง 120 ลักซ์ และแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จากโซล่าเซลล์ 12.02 โวลต์ ความเข้มแสง 338 ลักซ์ จากความเข้มแสงและแรงดันไฟฟ้าในช่วงเวลาที่ก าหนดไว้ เป็นช่วงเวลาในการท างานของปั๊มน้ าทั้งช่วงเวลาตอนเช้า และช่วงเวลาตอนเย็นครั้งละไม่ต่ ากว่า 10 นาที ในช่วงเวลาตอนเช้าเวลาในการท างานเฉลี่ย 15.133 นาที และในช่วงเวลาตอนเย็นเวลาในการท างานเฉลี่ย 12.066 นาที ประสิทธิภาพการส ารองพลังงานไฟฟ้า ของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ผลจากก าลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ไปในแต่ละวันเฉลี่ย 29.112 วัตต์ต่อวัน แต่ความสามารถในการผลิตก าลังไฟฟ้าได้ 76.35 วัตต์ต่อวัน ท าให้ประสิทธิภาพการส ารองพลังงานไฟฟ้า ของระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ มีก าลังไฟฟ้าเหลือ 47.238 วัตต์ต่อวัน คิดเป็น 61.87 เปอร์เซ็นต์ ท าให้สามารถเพิ่มพื้นที่ในการรดน้ าพืชอัตโนมัติได้อีก 4 ตารางเมตร ประสิทธิภาพการเจริญเติบโตต้นกล้าข้าว ที่ใช้ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ต้นกล้าข้าว มีความสูง 19 เซนติเมตร มีอัตราเฉลี่ยการเจริญเติบโต 0.12 เซนติเมตรต่อวัน ช่วงวันที่ 1 – 4 อัตราเฉลี่ยการเจริญเติบโต 1.83 เซนติเมตรต่อวัน ช่วงวันที่ 5 – 10 และอัตราเฉลี่ยการเจริญเติบโต 1.6 เซนติเมตรต่อวัน ช่วงวันที่ 11 – 15 ท าให้ต้นกล้าข้าวที่ท าการเพาะพันธุ์ไว้ 15 วัน โดยใช้ระบบให้น้ าพืชอัตโนมัติด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ มีความเหมาะสมที่จะน าต้นกล้าข้าวไปเพาะปลูกต่อไป


66

เอกสำรอ้ำงอิง เชาว์วัช หนูทอง. (2552) กำรท้ำนำโยนกล้ำ. ส านักงานพิพิธภัณฑ์เกษตรเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว (องค์การมหาชน) ธีรพงษ์ จันตะเสน. (2553) โซล่ำเซลล์. หลักสูตรครุศาสตร์อุตสาหกรรมมหาบัณฑิต สาขาครุศาสตร์ไฟฟ้า มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี จังหวัดกรุงเทพมหานคร พินิจ เนื่องภิรมย์ ,อนุสรณ์ เราเท่า ,โชคมงคล นาดี และคณะ. (2553) เครื่องประจุแบตเตอรี่พลังงำนแสงอำทิตย์โดย อำศัยหลักกำรวงจรทบระดับแรงดนั. สาขาวิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีราชมงคลล้านนา ภาคพายัพ จ.เชียงใหม่ วิทยา ฟ้าอมรเลิศ, สมบูรณ์ ศรีวิชัยล าพรรณ. (2550) กำรศึกษำระบบสูบน ้ำพลังงำนแสงอำทิตย์. สาขาวิชา วิศวกรรมเครื่องกล มหาวิทยาลัยนเรศวร จังหวัดพิษณุโลก วันชัย พันเรือง. (2554) พลังงำนแสงอำทิตย์. หลักสูตรครุศาสตร์อุตสาหกรรมมหาบัณฑิต สาขาครุศาสตร์ไฟฟ้า มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี จังหวัดกรุงเทพมหานคร ศุภชัย กวินวุฒิกุล. (2555) กำรประยุกต์ใช้ระบบควบคุมแผงโซล่ำเซลล์ให้เคลื่อนที่ตำมดวงอำทติย์. คณะครุศาสตร์ อุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี จังหวัดปทุมธานี พงศ์ศักดิ์ ชลรลสวัสดิ์. (2544) อุปกรณ์กำรให้น ้ำพืชสมัยใหม่. [ระบบออนไลน์] http://www.ku.ac.th/e-magazine/february44/agri/water.html) เข้าใช้เมื่อ 11 ตุลาคม 2555 ด ารง บุญพงษ์. (2552) ข้ำวหอมมะลิ. [ระบบออนไลน์] http:// www.thaisiamboonphong.com/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail &cid=22594&pid=92975 เข้าใช้เมื่อ 15 ตุลาคม 2555 ลีโอนิคส์. (2012) เครื่องควบคุมกำรประจุ. [ระบบออนไลน์] http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/ greenway13.php เขา้ใช้เมื่อ 20 ตุลาคม 2555 ลีโอนิคส์. (2012) เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ำ. [ระบบออนไลน์] http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/ greenway15.php เขา้ใช้เมื่อ 20 ตุลาคม 2555 ลีโอนิคส์. (2012) แผงเซลล์แสงอำทิตย์. [ระบบออนไลน์] http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/ greenway12.php เขา้ใช้เมื่อ 21 ตุลาคม 2555 ลีโอนิคส์. (2012) พลังงำน. [ระบบออนไลน์] http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/ /solar_knowledge.php เข้าใช้เมื่อ 22 ตุลาคม 2555

ระบบให้น...

Documents