ผชวยศาสตราจารย ดร.ประสทธ นางทน

ประธานหลกสตรวศวกรรมศาสตร สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา

หวหนาศนย PLC เพอการอนรกษพลงงานและสงแวดลอม

Solar Rooftop

1. On Grid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบออนกรด

2. OFF Grid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบออฟกรด

3. Hybrid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบไฮบรด

ระบบของโซลาเซลล ทใชกนอยในปจจบน แบงออกไดดงน

เปนระบบการผลตไฟฟาจากโซลาเซลล แลวเปลยนไฟฟากระแสตรงทไดใหเปนไฟฟากระแสสลบ ดวยอปกรณ Inverter แลวไปเชอมตอเขากบระบบจ าหนายไฟของ การไฟฟานครหลวง หรอการไฟฟาสวนภมภาค โดยขอดคอสามารถน ากระแสไฟฟาทผลตไดขายใหกบ การไฟฟาฯ (ทงนตองไดรบอนญาตจากหนวยงานราชการกอน ) หรอน าไฟฟาทไดมาใชงานเองเพอลดคาไฟฟา หากผลตไมพอใชอปกรณควบคมกจะน าไฟฟาจากระบบจ าหนายไฟของการไฟฟามาใชงานทดแทน

On Grid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบออนกรด

จดเดนของโซลารเซลล แบบออนกรด

• ใชไฟจาก 2 แหลง คอโซลารเซลลและการไฟฟาพรอมกน

• ประหยดคาไฟฟา ผลตไฟไดเองมากเทาไร ลดการใชไฟมากเทานน

• รองรบกระชากไฟ ของการสตารทมอเตอรปมน า ทกครงทมอเตอรท างาน

• เปนพลงงานสะอาด ลดคารบอนเครดต ไมสรางมลพษแกสงแวดลอม

• ไมตองใชแบตเตอร การดแลรกษาต า แปลงไฟใชงานไดทนท

• ระบบไฟใชงานอปกณไฟฟาไดทกชนด ทใชไฟจากการไฟฟา

ระบบทผลตไฟฟาจากโซลาเซลลทไมปฏสมพนธกบผ ใหก าเนดพลงงานไฟฟารายใหญ(ในประเทศไทยคอการไฟฟาฝายผลต,นครหลวง หรอภมภาค) ระบบออฟกรดนจะแยกเดยวออกมาโดยผตดตงโซลาเซลลจะสามารถผลตไฟฟาใชไดเอง โดยไมตองพงพาการไฟฟา ซงสามารถแยกหมวดยอยลงไปไดอกตามลกษณะแรงดนไฟฟาทจะใชงานวาเปน ไฟฟากระแสตรง หรอ ไฟฟากระแสสลบ โดยตองเลอกโหลด(เครองใชไฟฟา)ใหเหมาะสมกบแรงดนทใช

Off Grid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบออฟกรด

เปนระบบทน าเอา ระบบออนกรด และ ออฟกรด มารวมกนคอจะมระบบแบตเตอร มาส ารองพลงงาน ใชงานในเวลาทไมมแสงอาทตย และส าหรบกรณทเมอมแสงอาทตยแลวผลตกระแสไฟฟาไดหากกระแสไฟฟาทผลตไดมมากกวาทน ามาใชงาน ระบบกน ากระแสไฟฟานนชารจเขาแบตเตอร เพอน ามาใชงานไดตอไป พอถงเวลากลางคนทผลตไฟฟาจากโซลาเซลลไมได ระบบกจะไปน าเอากระแสไฟฟาจากแบตเตอรมาใชกอน หากยงไมเพยงพอ ระบบกจะไปดงไฟฟามาจากระบบจ าหนายมาชดเชยอกทหนง

Hybrid System ระบบพลงงานแสงอาทตย แบบไฮบรด

On Grid System หรอ Solar Roof Top system• เปนระบบการผลตไฟฟาจากแผงโซลาเซลล ทเชอมตอกบระบบการไฟฟานครหลวง หรอการไฟฟาสวนภมภาค จะใชอปกรณเพยง แผงโซลาเซลล และอนเวอรเตอรออนกรด (inverter on grid)โดยหลกการ แปลงไฟกระแสตรงจาก แผงโซลาเซลล เปนไฟฟากระแสสลบเพอเชอมตอเขาระบบ การไฟฟาเพอท าการ ขายไฟฟาคน (กรณนตองท าสญญากบผ รบซอกคอ การไฟฟานครหลวงหรอการไฟฟาสวนภมภาค) หรอ ลดคาใชจายในการใชไฟฟาได

สวนประกอบระบบ Solar Rooftop

1. แผงโซลารเซลล (Solar Cell Panel) ท าหนาท เปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนไฟฟากระแสตรง

2. แบตเตอร (Battery) ท าหนาท เกบกระแสไฟฟาทโซลารเซลลผลตไดใว

3. เครองควบคมการชารจ (Solar Charge Controller) ท าหนาทควบคมการชารจไฟจากแผงโซลารเซลลลงแบตเตอรและควบคมการจายไฟจากแบตเตอรไปเครองใชไฟฟา

4. เครองแปลงไฟ (Power Inverter) ท าหนาท เปลยนไฟฟากระแสตรง(ไฟจากแบตเตอร DC) เปนไฟฟากระสลบ 220 V (ไฟบาน AC)

1. โมโนครสตลไลน (Monocrystalline Silicon Solar Cells)

ขอด ขอเสย

ประสทธภาพสงสด (15-25 %) มประสทธภาพตอพนทสงสด เพราะวาใหก าลงสงจงตองการพนทนอยทสด

ราคาสงเนองจากตองใชซลกอนบรสทธ

มอายการใชงานยาวนานทสด โดยเฉลยแลวประมาณ 25 ปขนไป

ถาหากมความสกปรกหรอถกบงแสงในบางสวนของแผง อาจท าใหวงจรหรอ inverter ไหมได เพราะอาจจะท าใหเกดโวลตสงเกนไป

ผลตกระแสไฟฟาไดมากวาชนด โพลครสตลไลน เมออยในภาวะแสงนอย

ชนดแผง Solar Cell Panel

2. โพลครสตลไลน (Polycrystalline Silicon Solar Cells)

ขอด ขอเสย

มขนตอนกระบวนการผลตทงาย ไมซบซอน จง ใชปรมาณซลคอน ในการผลตนอยกวา เมอเทยบกบ ชนด โมโนครสตลไลน

มประสทธภาพโดยเฉลยอยท 13-16% ซงต ากวา เมอเทยบกบชนด โมโนครสตลไลน

มประสทธภาพในการใชงาน ในทอณหภมสง ดกวา ชนด โมโนครสตลไลน เลกนอย

มประสทธภาพตอพนทต ากวา ชนด โมโนครสตลไลน

มสน าเงน ท าใหบางครงอาจดไมสวยงาม เมอเทยบกบ ชนด โมโนครสตลไลน และชนด thin film ทมสเขม เขากบสงแวดลอม

ชนดแผง Solar Cell Panel

3. ฟลมบาง (Thin Film Solar Cells)

ขอด ขอเสย

มราคาถกกวา เพราะสามารถผลตจ านวนมากไดงายกวา ชนดผลกซลคอน

มประสทธภาพต า

ในทอากาศรอนมากๆ แผงโซลาเซลล ชนด ฟลมบาง มผลกระทบนอยกวา

มประสทธภาพตอพนทต า

ไมมปญหาเรอง เมอแผงสกปรกแลวจะท าใหวงจรไหม

สนเปลองคาโครงสรางและอปกรณอนๆ เชน สายไฟ

ถาคณมทเหลอเฟอ แผงโซลาเซลล ชนด ฟลมบาง กเปนทางเลอกทด

ไมเหมาะน ามาใชตามหลงคาบาน เพราะมพนทจ ากด

การรบประกนสนกวาชนด ผลกซลคอน

ชนดแผง Solar Cell Panel

จะท าหนาทเกบส ารองไฟฟา ในเวลาทแผงโซลาร

ไมสามารถรบแสงได (เวลากลางคน) แบตเตอร

ทเหมาะสมกบการใชงานในระบบเซลลแสงอาทตย

ควรใชแบตเตอรชนด Deep Cycle

Battery Storage

เปรยบเทยบคณสมบตแบตเตอร Deep Cycle และแบตเตอรรถยนต

แบตเตอร Deep Cycle แบตเตอร รถยนต

แผนตะกวหนาความตานทานภายในสงจายกระแสต าๆไดนาน

จายพลงงานสงในชวงเวลาสนๆ

จายพลงงานปรมาณเลกนอยไดอยางตอเนองเปนเวลานาน

ความสามารถในการปลอยประจตอเนองต า

ใชไฟฟาทเกบอยในแบตเตอรนไดอยางตอเนองถง 80% ถาใชไฟฟามากกวา 50-60% ของพลงงานทเกบอยจะท าใหอายการใชงานสนลง

สามารถชารจดวยกระแสต าได แบตเตอรรถยนตมก าหนดกระแสขนต าในการชารจ

Battery Storage

ความตองการพลงไฟฟาแตละเดอน คอ ความตองการพลงไฟฟาเปนกโลวตต เฉลยใน 15 นาททสงสดในรอบเดอน

เศษของกโลวตต ถาไมถง 0.5 กโลวตตตดทง ตงแต 0.5กโลวตตขนไป คดเปน 1 กโลวตต

Peak Demand ความตองการพลงไฟฟา

ตวอยางเชน อาคารแหงหนงมการใช Peak Demand สงสดท 1000 kW ตองการลด Peak Demand ใหเหลอแค 950 kW สวนทเกนมา 50 kW จะใชพลงงานทเกบไวท Battery Storage ของระบบ Solar Rooftop เขามาจายพลงงานแทน

การน า Solar Rooftop ชวยลด Peak Demand

ค านวณ จ านวนแผง Solar Cell Panelขนาดของแผง = คาการใชพลงงานรวมทงหมด / 5 ชวโมง (ปรมาณแสงอาทตยทนาจะไดใน 1 วน)

พลงงานทตองการใชชดเชยในชวง Peak Demand คอ 50kW

= 50,000/5 ชวโมง

= 10,000 w

ขนาดแผง Solar Cell ทมขายในทองตลาด ขนาด 340w 24v หาจ านวนแผงทตองใช

= 10,000 w/340w

= 29.41 แผง หรอตองใชประมาณ 30 แผง

การน า Solar Rooftop ชวยลด Peak Demand

Solar Panel Datasheet

ค านวณ จ านวน Batteryสตรค านวณ ขนาดกระแส/ชวโมง ของแบตเตอรสามารถค านวณไดจาก

Ah = คาพลงงานรวม / [แรงดนไฟฟาแบตเตอร X 0.6 (% การใชงานกระแสไฟฟาทอยในแบตเตอร) X 0.85 (ประสทธภาพของ Inverter)]

= (10000w X 3 ชวโมง)/ (12 โวลต X 0.6 X 0.85)

= 4901.96 Ah

ขนาดแบตเตอรทมขายในทองตลาด 200Ah หาจ านวนแบตเตอร

= 4901.96 Ah/200Ah

=24.5 ลก หรอประมาณ 25 ลก

การน า Solar Rooftop ชวยลด Peak Demand