โครงงานวศวกรรมชลประทาน (02207499) ท 8/2554

เรอง

การพฒนาเครองสบน าพลงงานแสงอาทตย The development of solar pumps

โดย

นายสรชย ทองเสงยม นายอรรถพร พวงผว

เสนอ ภาควชาวศวกรรมชลประทาน คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน

เพอความสมบรณแหงปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมโยธา - ชลประทาน)

พทธศกราช 2554

ใบรบรองโครงงานวศวกรรมชลประทาน

ภาควชาวศวกรรมชลประทาน

คณะวศวกรรมศาสตร ก าแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร เรอง : การพฒนาเครองสบน าพลงงานแสงอาทตย นามผท าโครงงาน : นายสรชย ทองเสงยม นายอรรถพร พวงผว ไดรบพจารณาเหนชอบโดย ประธานโครงการ ……………………………………………

(อ.ดร.สมชาย ดอนเจดย)

………/………/……… ประธานกรรมการ ……………………………………………

(อ.วรพจน ศตเดชากล)

………/………/……… หวหนาภาควชา ……………………………………………

(รศ.สนต ทองพ านก)

………/………/………

ก

บทคดยอ

ชอเรอง : การพฒนาเครองสบนาพลงงานแสงอาทตย

โดย : นายสรชย ทองเสงยม

นายอรรถพร พวงผว

อาจารยทปรกษาโครงงาน :

................................................

(อ.ดร.สมชาย ดอนเจดย)

.......... /........../.........

การวจยนใชศกษาและพฒนาเครองสบนาพลงแสงอาทตยโดย การนา เซลลแสงอาทตยทชารดแลว

รวมถงแบตเตอรเกามาซอมเพอใหใชงานไดอกครง จากการพฒนาสามารถทาให ประสทธภาพการทางานของ

เซลลแสงอาทตย และแบตเตอรอยท 80-90% เมอเปรยบเทยบกบของใหม ขนาดปมนาทเหมาะสมนามาใชคอ

ปมนา DC-24V แบบจม เครองสบนาพลงงานแสงอาทตยทพฒนาขนสามารถสบนาไดในอตราสงสด 3.15 ลตร

ตอวนาท โดยทอตราการไหลจะแปรผกผนตามเวลา และมระยะเวลาในการสบเพยง 4 ชวโมง อยางไรกตาม

หากชารตไฟจากเซลลแสงอาทตยพรอมกบสบนาสามารถสบนาไดตลอดเวลาโดยปรมาณนาทไดจากการสบจะ

คงทท 1.5 ลตรตอวนาท

ข

ABSTRACT

Title : The development of solar pumps

By : Mr.Sirichai Tongsangiem

Mr.Autthaporn Puangpiw

Project Advisor :

................................................

(Dr. Somchai Donjadee)

........../........../.........

This research studied and developed a solar pump. A defective solar cell and

wasting battery were repaired and use for this solar pump. The efficiency of repaired solar

cell and battery are 80-90% when compared with the new one. A submerged pump with

DC-24V type is suitable for this solar pump. However, this solar pomp gives a maximum

discharge about 3.15 liters/second. The discharge reduces with time and can use only 4

hours. However, when use the solar pump during charged the battery form solar cell, it can

use un-limited with discharge 1.5 3.15 liters/second.

ค

ค ำนยม

โครงงานวศวกรรมชลประทานฉบบนสาเรจลลวงไปไดดวยด ดวยความชวยเหลอจากบคคลหลายฝาย

เปนอยางด ผทาโครงงานขอขอบคณ อ .ดร.สมชาย ดอนเจดย ประธานทปรกษาโครงงาน และ อ.วรพจน

ศตเดชากล กรรมการทปรกษาโครงงาน ทไดดแลชวยเหลอ และใหคาแนะนาชแนวทางในการดาเนนงาน และ

ยงใหคาแนะนาในการเรยบเรยงโครงงานฉบบนเปนอยางด

ขอขอบคณ นายสรพล เจรญชพ บคลากรภาควชาวศวกรรมชลประทานและนายพรลขต ทองรอด

นสตปรญญาโทภาควชาวศวกรรมชลประทาน ตลอดจนเพอนทกคน ทไดใหความอนเคราะหเออเฟอสถานท

อปกรณ และใหความชวยเหลอ ในการจดทาโครงงานใหเปนผลสาเรจลลวงไปไดดวยด และสามารถจดรปเลม

ทสมบรณได

ในนามของผจดทาโครงงานจงขอขอบพระคณทกทานทกลาวมาไว ณ ทนดวย

คณะผจดทา

เมษายน 2555

ง

สำรบญ

หนำ

บทคดยอ ก

ABSTRACT ข

คานยม ค

สารบญ ง

สารบญรป ฉ

สารบญตาราง ซ

บทท1 บทนา

1.1 ความสาคญ และทมา 1 1.2 วตถประสงค 1 1.3 ขอบเขตในการศกษา 1

บทท 2 การตรวจเอกสาร

2.1 เซลลแสงอาทตย (Solar Cell) 2 2.2 แบตเตอร (Battery) 9 2.3 ปม (Pump) 13 2.4 ระบบสบนาพลงงานแสงอาทตยลดโลกรอน 25

บทท 3 อปกรณ และวธการทา

3.1 อปกรณ 29

3.2 วธการสรางชดเครองสบนาพลงงานแสงอาทตย 29

3.3 วธการทดลอง 39

บทท 4 ผลการทดลอง

4.1 ผลการทดลอง 41

4.2 ตารางเปรยบเทยบการประมาณคาใชจายในการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย 43

จ

สำรบญ(ตอ)

หนำ

บทท 5 สรปผลการทดลอง และขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง 44 5.2 ขอเสนอแนะ 44เอกสารอางอง 45ภาคผนวก 46

ฉ

สำรบญรป

หนำ

รปท 2.1 โครงสรางของเซลลแสงอาทตย 3รปท 2.2 หลกการทางานของเซลลแสงอาทตย 3รปท 2.3 เซลลแสงอาทตยชนดผลกเดยวซลคอน 4รปท 2.4 เซลลแสงอาทตยชนดผลกโพลซลคอน 4รปท 2.5 เซลลแสงอาทตยชนดฟลมบางอะมอรฟสซลคอน 5 รปท 2.6 ตอแบบขนานเพอใหกระแสมากขน 11รปท 2.7 ตอแบบอนกรมเพอตองการกระแสมากขน 12รปท 2.8 ตอแบบอนกรมผสมกบแบบขนานตองการแรงดนและกระแสมากขน 12 รปท 2.9 เครองควบคมประจไฟฟา 13รปท 2.10 การจาแนกประเภทของปม 14รปท 2.11 ทศทางการไหลของของเหลวขณะผานออกจากใบพด (Impeller) ของปมแบบเซนตรฟกอล 15รปท 2.12 ลกษณะทวไปของเรอนปม (Casing) ของปมแบบเซนตรฟกอล 15รปท 2.13 ปมเซนตรฟกอลแบบหอยโขง (Volute) ทเรอนปมมชองทางเดนของของเหลว เพยงชองเดยว ( a) และสองชอง (b) 16รปท 2.14 ปมเซนตรฟกอลแบบมครบผนนา (Diffuser Type) ซงมครบชวยใหการเปลยนทศทางการไหลของของเหลวในหองสบสมาเสมอดขน 17รปท 2.15 ปมเซนตรฟกอลแบบเทอรไบน (Regenerative Turbine) 17รปท 2.16 ทศทางของของเหลวออกจากใบพด 18รปท 2.17 ลกษณะใบพดของปมแบบเซนตรฟกอล 20รปท 2.18 ปมโรตารแบบเฟอง (Gear Pump) 21รปท 2.19 ปมโรตารแบบลอน 21 รปท 2.20 ปมโรตารแบบลอน 21รปท 2.21 ปมโรตารแบบสวาน 22รปท 2.22 ระบบสบนาพลงงานแสงอาทตย 28รปท 3.1 แสดงการเทนากรดออกใหหมด 30รปท 3.2 แสดงการเทนาเดอดลงแบตเตอร 30รปท 3.3 แสดงการเขยาแบตเตอร 31รปท 3.4 แสดงการเทนายาลางหองนาลงแบตเตอร 31รปท 3.5 แสดงการเทนากรดเกาลงแบตเตอร 32รปท 3.6 แสดงการวดกระแสไฟฟาดวยโวลตมเตอร 33

ช

สำรบญรป(ตอ)

หนำ

รปท 3.7 แสดงการเจยรกระจก 33รปท 3.8 แสดงการกดพลาสตก EVA 33รปท 3.9 แสดงขวเซลลแสงอาทตย 34รปท 3.10 แสดงรอยแตกของเซลลแสงอาทตย 34รปท 3.11 แสดงการเจยรกระจก 34รปท 3.12 แสดงการใชลมรอนเปาพลาสตก EVA 35รปท 3.13 แสดงการใชลกกลงไฟแชก กลงไปบนแผนอลมเนยมฟรอยด 35 รปท 3.14 แสดงรอยแตกบนเซลลแสงอาทตย 35รปท 3.15 แสดงการออกแบบแพลอยนา 36รปท 3.16 แสดงการเชอมแพลอยนา 37รปท 3.17 แสดงโครงสรางทวางเซลลแสงอาทตย 37รปท 3.18 แสดงการทาสกนสนม 37รปท 3.19 แสดงอปกรณทงหมดพรอมใชงาน 38รปท 3.20 แสดงการตอวงจร 38รปท 3.21 แสดงการตออปกรณ 39รปท 3.22 แสดงการวดคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา 39รปท 3.23 แสดงการวดอตราการไหล 40รปท 4.1 แสดงอปกรณทงหมดพรอมใชงาน 41 รปท 4.2 กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา 42

ซ

สำรบญตำรำง หนำ

ตาราง 4.1 แสดงคาใชจายการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย (จากเซลลแสงอาทตยทชารด และแบตเตอรเกา) 43ตาราง 4.2 แสดงคาใชจายการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย 43

1

บทท 1

บทน า

1.1 ความส าคญ และทมา

ปจจบนโลกของเราประสบปญหาเรองพลงงานอยางมาก ทงพลงงานนามน พลงงานไฟฟา การใชพลงงานทดแทนจงเปนทางเลอกทจาเปน โดยเฉพาะพลงงานแสงอาทตย( Solar Energy) นบวาเปนพลงงานทดแทนทมศกยภาพสง ปราศจากมลพษ อกทงเกดขนใหมไดไมสนสด เราสามารถนาแสงแดดมาเปลยนเปนพลงงานไฟฟาไดโดยผานอปกรณทเรยกวา เซลลแสงอาทตย (Solar Cell)

การนาพลงงานไฟฟาทไดจากเซลลแสงอาทตย(Solar Cell) มาประยกตใชกบปมสบนากระแสตรง มาสบนาเขาสวนไรนา ทาใหประหยดนามนเชอเพลง และไฟฟาทใชกบปมนาแบบเดมทใชกนอยทวไป แตเนองจากเซลลแสงอาทตยมราคาสง เกนกาลงการซอของเกษตรกรทจะลงทนนาเซลลแสงอาทตยมาใชเปนแหลงผลตพลงงานไฟฟา ดงนนการนาเซลลแสงอาทตยทชารดมาซอม เพอนากลบมาใชใหม เปนการลดคาใชจาย จงเปนอกทางเลอกหนง สาหรบเกษตรกรทอยในพนทชนบท หรอระบบไฟฟาเขาไมถง

โครงงานวศวกรรมน จงเปนการทาชดปมนา สมบรณแบบทใชพลงงานแสงอาทตย โดยสามารถนาไปใชทใดกได

1.2 วตถประสงค

1. เพอศกษาวธการซอมเซลลแสงอาทตยทชารด และวธลางแบตเตอรเกา เพอนามาใชใหม 2. เพอพฒนาเครองสบนาพลงงานแสงอาทตย

1.3 ขอบเขตในการศกษา

ผลตชดปมนาพลงงานแสงอาทตยขนาด 24V โดยใชเซลลแสงอาทตยเกา

2

บทท 2

ตรวจเอกสาร

2.1 เซลลแสงอาทตย (Solar Cell) (สมศกด, 2538)

เซลลแสงอาทตย หรอโซลารเซลล ( Solar Cells) เปนสงประดษฐอเลกทรอนกส ทเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟาไดโดยตรง เซลแสงอาทตยทาจาก สารกงตวนา ซงดดกลนพลงงานแสงอาทตยแลวเปลยนเปนพาหะนาไฟฟา พาหะนาไฟฟาทเกดขนจากพลงงานแสงอาทตยนจะถกแยกเปนประจไฟฟาบวก และประจไฟฟาลบดวยโครง สรางหวตอพเอนของสารกงตวนาเพอใหเกดแรงดนไฟฟาทขวทงสองของเซลลแสงอาทตย เมอตอขวไฟฟาของเซลลแสงอาทตยกบโหลด เชน หลอดไฟฟาหรอมอเตอรไฟฟา กระแสไฟฟาจะไหลสโหลดเหลานน และทาใหอปกรณไฟฟาเหลานนทางานได

2.1.1 โครงสรางของเซลลแสงอาทตย (สมศกด, 2538)

โครงสรางหลกโดยทวไปของเซลลแสงอาทตยดงรปท 2.1 ไดแก หวตอพเอนของสารกงตวนา เชน ซลคอน (Si) เมอมการเตมสารเจอฟอสฟอรส (P) จะมสารกงตวนาชนดเอน เพราะนาไฟฟาดวยอเลกตรอนซงม ประจลบ และเมอซลคอนเตมดวยสารเจอโบรอน (B) จะเปนสารกงตวนาชนดพ เพราะนาไฟฟาดวยโฮล ซงมประจบวก ดงนนเมอนาสารกงตวนาชนดพและชนดเอนมาตอกน กจะเกดหวตอพเอนขน โครงสรางของเซลลแสงอาทตยชนดซลคอน จงทาจากผลกซลคอนเปนฐานหนาประมาณ 300 ไมครอน (หรอประมาณ 0.3 มลลเมตร) ดานรบแสงจะมชนแพรซม ( Diffused Layer) ทมการนาไฟฟาตรงขามกบฐานซงหนาเพยง 0.5 ไมครอน การออกแบบใหหวตอพเอนตนนเปนสงจาเปน เพราะตองการใหแสงทตกกระทบเซลลแสงอาทตยทะลทะลวงถงหวตอใหไดมากทสด หากหวตอพเอนอยลกเกนไป จะทาใหจานวนพาหะไฟฟาทเกดจากการดดกลนแสงแพรซมถงหวตอพเอนไดนอยลง สงผลใหปรมาณกระแสไฟฟาทไดมจานวนนอยลงไปดวยขวไฟฟาทอยดานรบแสงของเซลลแสงอาทตยจะมลกษณะเปนกางปลา หรอรปแบบอนๆ เพอใหไดพนทรบแสงมากทสด ในขณะเดยวกนสามารถรวบรวมพาหะนาไฟฟาทเกดขนไดมากทสดดวยสวนขวไฟฟาดานหลงของเซลลแสงอาทตยจะเปนขวโลหะเตมหนา ผวดานรบแสงทนอกเหนอจากขวไฟฟาแบบกางปลาแลว ยงมชนตานการสะทอนแสง (AR : Anti Reflection Coating) ปดทบเพอเพมประสทธภาพการดดกลนแสงใหมากขน โดยมใหแสงสะทอนกลบ เราจงเหนเซลลแสงอาทตยเปนสนาเงนเขม เพราะมชนโลหะออกไซดเปนชนตานการสะทอนแสงนนเอง

3

รปท 2.1 โครงสรางของเซลลแสงอาทตย

2.1.2 หลกการท างานของเซลลแสงอาทตย (สมศกด,2538)

เมอมแสงอาทตยตกกระทบเซลลแสงอาทตย จะเกดการสรางพาหะนาไฟฟาประจลบและบวกขน ไดแก อเลกตรอน และโฮล โครงสรางรอยตอพเอนจะทาหนาทสรางสนามไฟฟาภายในเซลล เพอแยกพาหะนาไฟฟาชนดอเลกตรอนไปทขวลบ และพาหะนาไฟฟาชนดโฮลไปทขวบวก (ปกตทฐานจะใชสารกงตวนาชนดม ขวไฟฟาดานหลงจงเปนขวบวก สวนดานรบแสงใชสารกงตวนาชนดเอน ขวไฟฟาจงเปนขวลบ) ทาใหเกดแรงดนไฟฟาแบบกระแสตรงทขวไฟฟาทงสอง เมอตอใหครบวงจรไฟฟาจะเกดกระแสไฟฟาไหลขน

การตอแผงเซลลแสงอาทตยแบบขนาน จะทาใหไดกระแสไฟฟาเพมมากขน การตอแผงเซลลแสงอาทตยแบบอนกรม จะทาใหไดแรงดนไฟฟาสงขน

รปท 2.2 หลกการท างานของเซลลแสงอาทตย

2.1.3 ประเภทของเซลลแสงอาทตย (สมศกด, 2538) 2.1.3.1 เซลลแสงอาทตยชนดผลกเดยวซลคอน ( Single Crystalline Silicon Solar Cell หรอ c-Si) ดงรปท 2.3 ซลคอนเปนวสดสารกงตวนาทมราคาถกทสด เนองจากซลคอนเปนธาตชนดหนงทมมากทสดในโลกสามารถถลงไดจากหนและทราย เรานยมใชธาตซลคอนในงานอตสาหกรรมอเลกทรอนกส

4

เชน ใชทาทรานซสเตอร ไอซ และเซลลแสงอาทตยเทคโนโลย c-Si ซงไดรบความนยมและใชงานอยางแพรหลายโดยเฉพาะพนทชนบทหางไกลความเจรญทไมมไฟฟาใช

รปท 2.3 เซลลแสงอาทตยชนดผลกเดยวซลคอน

2.1.3.2 เซลลแสงอาทตยชนดผลกโพลซลคอน ( Polycrystalline Silicon Solar Cell หรอ pc-Si) ดงรปท 2.4 จากความพยายามในการทจะลดตนทนการผลตของ c-Si จงทาใหเกดการพฒนาเทคโนโลย pc-Si ขนสงผลใหตนทนการผลต pc-Si ตากวา c-Si รอยละ10 อยางไรกตาม เทคโนโลย pc-Si กไดรบความนยมและใชงานกนอยางแพรหลายเชนกน

รปท 2.4 เซลลแสงอาทตยชนดผลกโพลซลคอน

2.1.3.3 เซลลแสงอาทตยชนดฟลมบางอะมอรฟสซลคอน ( Amorphous Silicon Solar Cell หรอ a-Si) ดงรปท 2.5 เปนเทคโนโลยทใชธาตซลคอนเชนกน แตไมเปนผลก ผลของสารอะมอรฟสจะทาใหเกดเปนฟลมบาง ของซลคอน ซงมความบางประมาณ 300 นาโนเมตร ทาใหไมสนเปลองเนอวสด นาหนกเบา การผลต ทาไดงาย และขอดของa-Si ไมเกดมลพษกบสงแวดลอม จงนามาประยกตใชกบอปกรณไฟฟาทกนไฟฟานอย เชน เครองคดเลข นาฬกาขอมอ วทยทรานซสเตอร เปนตน

5

รปท 2.5 เซลลแสงอาทตยชนดฟลมบางอะมอรฟสซลคอน

นอกจากซลคอนแลว วสดสารกงตวนาอนๆ กใชทาเซลลแสงอาทตยไดเชนเดยวกน เชน แกลเลยมอารเซไนด ( GaAs : Gallium Arsenide)แคดเมยมซลไฟด ( CdS : Cadmium Sulphide) ทองแดงอนเดยมไดเซเลไนด (CuInSe2) : Copper Indium Diselenide) ซงลวนแลวแตเปนสารประกอบกงตวนาทงสน เซลลแสงอาทตยททาจากวสดแกลเลยมอารเซไนดจะเปนเซลลแสงอาทตยทมประสทธภาพสง 20-25% ใชงานกบแสงความเขมสงไดด ทนทานกบรงสอนภาคทมพลงงานสง จงเหมาะกบงานดานอวกาศ แมจะมราคาแพงกวาเซลลแสงอาทตยททาจากซลคอนถง 50 เทา เซลลแสงอาทตยททาจากแคดเมยมซลไฟด และทองแดงอนเดยมไดเซเลไนดนน จะมราคาถกพอๆ กบซลคอน เพราะมลกษณะเปนฟลมบาง และเตรยมไดงาย วสดสารกงตวนาทใชทาเซลลแสงอาทตยไดด ตองมความสามารถในการดดกลนแสงจากพลงงานแสงอาทตย โดยมขนาดของแถบพลงงานทเหมาะสมกบสเปกตรมของแสงอาทตย และสามารถประดษฐโครงสรางหวตอพเอน เพอใชในการแยกพาหะทมประจไฟฟาตางกนออกไปยงขวไฟฟาบวกและลบได 2.1.4 คณสมบตและตวแปรทส าคญของเซลลแสงอาทตย ( สนนทกล, 2553)

ตวแปรทสาคญทมสวนทาใหเซลลแสงอาทตยมประสทธภาพการทางานในแตละพนทตางกน และมความสาคญในการพจารณานาไปใชในแตละพนท ตลอดจนการนาไปคานวณระบบหรอคานวณจานวนแผงแสงอาทตยทตองใชในแตละพนท มดงน 2.1.4.1 ความเขมของแสง กระแสไฟ ( Current) จะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมของแสง หมายความวาเมอความเขมของแสงสง กระแสทไดจากเซลลแสงอาทตยกจะสงขน ในขณะทแรงดนไฟฟาหรอโวลตแทบจะไมแปรไปตามความเขมของแสงมากนก ความเขมของแสงทใชวดเปนมาตรฐานคอ ความเขมของแสงทวดบนพนโลกในสภาพอากาศปลอดโปรง ปราศจากเมฆหมอกและวดทระดบนาทะเลในสภาพทแสงอาทตยตงฉากกบพนโลก ซงความเขมของแสงจะมคาเทากบ 100 mW ตอ ดร.ซม. หรอ 1,000 W ตอ ดร.เมตร ซงมคาเทากบ AM 1.5 (Air Mass 1.5) และถาแสงอาทตยทามม 60 องศากบพนโลกความเขมของแสง จะมคาเทากบประมาณ 75 mW ตอ ตร.ซม. หรอ 750 W ตอ ตร.เมตร ซงมคาเทากบ AM2 กรณของแผงเซลลแสงอาทตยนนจะใชคา AM 1.5 เปนมาตรฐานในการวดประสทธภาพของแผง

6

2.1.4.2 อณหภม กระแสไฟ(Current) จะไมแปรตามอณหภมทเปลยนแปลงไป ในขณะทแรงดนไฟฟา (โวลท) จะลดลงเมออณหภมสงขน ซงโดยเฉลยแลวทกๆ 1 องศาทเพมขน จะทาใหแรงดนไฟฟาลดลง 0.5% และในกรณของ

แผงเซลลแสงอาทตยมาตรฐานทใชกาหนดประสทธภาพของแผงแสงอาทตยคอ ณ อณหภม 25◦c เชน กาหนด

ไววาแผงแสงอาทตยมแรงดนไฟฟาทวงจรเปด (Open Circuit Voltage หรอ V oc) ท 21 V ณ อณหภม 25◦c

กจะหมายความวา แรงดนไฟฟาทจะไดจากแผงแสงอาทตย เมอยงไมไดตอกบอปกรณไฟฟา ณ อณหภม 25◦c

จะเทากบ 21 V ถาอณหภมสงกวา 25◦c เชน อณหภม 30◦c จะทาใหแรงดนไฟฟาของแผงแสงอาทตยลดลง

2.5% (0.5% x 5◦c) นนคอ แรงดนของแผงแสงอาทตยท V oc จะลดลง 0.525 V(21 V x 2.5%) เหลอเพยง 20.475 V (21V – 0.525V) สรปไดวา เมออณหภมสงขน แรงดนไฟฟากจะลดลง ซงมผลทาใหกาลงไฟฟาสงสดของแผงแสงอาทตยลดลงดวย จากขอกาหนดดงกลาวขางตน กอนทผใชจะเลอกใชแผงแสงอาทตย จะตองคานงถงคณสมบตของแผงทระบไวในแผงแตละชนดดวยวา ใชมาตรฐานอะไร หรอมาตรฐานทใชวดแตกตางกนหรอไม เชนแผงชนดหนงระบวา ใหกาลงไฟฟาสงสดได 80 วตต ทความเขมแสง 1,200 W ตอ ดร.

เมตร ณ อณหภม 20◦c ขณะทอกชนดหนงระบวา ใหกาลงไฟฟาสงสดได 75 วตต ทความเขมแสง 1,000 W

ตอ ดร.เมตร และอณหภมมาตรฐาน 25◦c แลว จะพบวาแผงทระบวาใหกาลงไฟฟา 80 W จะใหกาลงไฟฟาตากวา จากสาเหตดงกลาว ผทจะใชแผงจงตองคานงถงขอกาหนดเหลานในการเลอกใชแผงแตละชนดดวย 2.1.5 ลกษณะเดนของเซลลแสงอาทตย 1. ใชพลงงานจากธรรมชาต คอ แสงอาทตย ซงสะอาดและบรสทธ ไมกอปฏกรยาทจะทาให สงแวดลอมเปนพษ 2. เปนการนาพลงงานจากแหลงธรรมชาตมาใชอยางคมคา และไมมวนหมดไปจากโลกน 3. สามารถนาไปใชเพอผลตพลงงานไฟฟาไดทกพนทบนโลกและไดพลงงานไฟฟาใชโดยตรง 4. ไมตองใชเชอเพลงอนใดนอกจากแสงอาทตย รวมถงไมมการเผาไหม จงไมกอใหเกดมลภาวะดาน อากาศและนา 5. ไมเกดของเสยขณะใชงาน จงไมมการปลอยมลพษทาลายสงแวดลอม 6. ไมเกดเสยงและไมมการเคลอนไหวขณะใชงาน จงไมเกดมลภาวะดานเสยง 7. เปนอปกรณทตดตงอยกบท และไมมชนสวนใดทมการเคลอนไหวขณะทางาน จงไมเกดการสกหรอ 8. ตองการการบารงรกษานอยมาก 9. อายการใชงานยนยาวและประสทธภาพคงท 10. มนาหนกเบา ตดตงงาย เคลอนยายสะดวกและรวดเรว 11. เนองจากมลกษณะเปนโมดล จงสามารถประกอบไดตามขนาดทตองการ 12. ชวยลดปญหาการสะสมของกาซตางๆ ในบรรยากาศ เชน คารบอนมอนอกไซด,ซลเฟอรได ออกไซด, ไฮโดรคารบอน และกาซไนโตรเจนออกไซด ฯลฯ ซงเปนผลจากการเผาไหมของ

7

เชอเพลงจาพวกนามน ถานหน และกาซธรรมชาต ลวนแลวแตสงผลกระทบตอสงแวดลอม เกดปฏกรยาเรอนกระจก ทาใหโลกรอนขน เกดฝนกรด และอากาศเปนพษ ฯลฯ

2.1.6 การประยกตเซลลแสงอาทตย (สมศกด, 2538) หลงจากเกดวกฤตดานพลงงานในป พ.ศ. 2516 เปนตนมา เซลลแสงอาทตยไดรบความสนใจอยางกวางขวาง เพอเปนพลงงานทดแทนแหลงพลงงาน ทผลตดวยนามนเชอเพลง ในป พ.ศ. 2537 ประเทศไทยมการตดตงเซลลแสงอาทตย เพอใชงาน แลวทงสนกวา 1.4 เมกะวตตทวประเทศ แมจะเปนตวเลขทนอยมาก เมอเทยบกบการใชพลงงานไฟฟาทงหมดของประเทศ แตกเปนการใชงานเฉพาะ และคมคา โดยเฉพาะการพฒนาชนบท ไดแก 1. การสบนาดวยเซลลแสงอาทตย ซงเปนระบบขนาดเลก ( 300-500 วตต) และระบบขนาดกลาง (1-2 กโลวตต) ตดตงกระจายอยทวประเทศ โดยเฉพาะในภาคอสานของประเทศไทย

2. การอดแบตเตอรดวยเซลลแสงอาทตยซงเปนระบบขนาดตงแต 1-10 กโลวตต เพอใชเปนศนยอดประจแกแบตเตอรประจาหมบานในชนบท ทไมมไฟฟาใช เพอใหชาวบานไดใชไฟฟาจากแสงอาทตย เพอเปนไฟแสงสวาง ฟงวทย และดโทรทศนในยามกลางคน 3. แหลงกาเนดไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย สาหรบสถานทวนสญญาณไมโครเวฟขององคการโทรศพทแหงประเทศไทย ซงตดตงใชงานทวประเทศกวา 100 สถาน ทงบนภเขา บนเกาะ และทองถนทรกนดาร ซงเปนระบบขนาด 1-2กโลวตต 4. แหลงกาเนดไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย สาหรบอปกรณสอสารทเคลอนทได เชน วทยสนามของหนวยงานบรการ และวทยสนามของทหาร เปนตน แผงเซลลแสงอาทตยทใชงานน จะเปนแบบพบได และกางออกใชงาน เมอตองการ เพอความสะดวกในการเคลอนยาย มขนาดเลกและเบา ใหกาลงไฟฟาตงแต 10-100วตต 5. แหลงกาเนดไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยสาหรบไฟสญญาณตางๆ เชน ไฟสญญาณสนามบน รางรถไฟ ประภาคารในทะเล ฯลฯ 6. เซลลแสงอาทตยสาหรบตเยนสนาม เพอเกบวคซนสาหรบหนวยอนามย และหนวยแพทยเคลอนทในทองถนทรกนดาร 7. สถานผลตกระแสไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยของการไฟฟาสวนภมภาค และการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย โดยเปนสถานทแยกอสระ (Stand Alone) และสถานผลตรวม (Hybrid System) ทเชอมโยงกบระบบผลตกระแสไฟฟา ดวยพลงงานนา และกงหนลม 8. ระบบเตมออกซเจนในนาดวยเซลลแสงอาทตยสาหรบบอกงและบอปลา เปนการประยกตเซลลแสงอาทตย ในดานอตสาหกรรมการเกษตร ซงเปนผลงานวจยทจดสทธบตรของจฬาลงกรณมหาวทยาลย 9. ชดปดเปดประตบานดวยเซลลแสงอาทตย เปนการออกแบบระบบ เพอใชงานกบบานทอยในเมอง หรอใชกบการปดเปดประตของคอกปศสตว ซงเปนผลงานทจดสทธบตรของจฬาลงกรณมหาวทยาลย

8

2.1.7 อายการใชงาน และราคาตนทนของเซลลแสงอาทตย เซลลแสงอาทตยทาจากสารกงตวนา และเปนอปกรณททางานได โดยไมมการเคลอนไหวใดๆ เซลลแสงอาทตยจะถกปดผนกอยางด เพอ ปองกนความชนจากบรรยากาศ ดงนนอายการใชงานของเซลลแสงอาทตยจงยนยาว โดยเฉพาะเซลลแสงอาทตยททาจากผลกซลคอน ซงจะมอายการใชงานกวา 25 ป สวนเซลลแสงอาทตย ททาจากอะมอรฟสซลคอน จะมอายการใชงานสนกวา เนองจากวสดอะมอรฟสยงไมมเสถยรภาพด พอตองการการพฒนาคณภาพอกระยะหนง จงมอายอยระหวาง 3-5 ป ซงเพยงพอตอการใช งานกบอปกรณเครองใชไฟฟาทวๆ ไป เชน เครองคดเลข และนาฬกาขอมอ สวนเซลลแสงอาทตยททาจากแกลเลยมอารเซไนด จะมอายการใชงานยนยาวพอๆ หรอมากกวาซลคอน เพราะทนตอการแผรงสอวกาศได

ดกวา จงเหมาะสาหรบใชกบดาวเทยม และยานอวกาศ ราคาตนทนการผลตของเซลลแสงอาทตย แบบผลกซลคอนในป พ.ศ. 2537 อยท 5 ดอลลาร (หรอประมาณ 125 บาท) ตอวตต หรอเปนราคาตนทนการผลตเซลลแสงอาทตยทม เสนผาศนยกลาง 4 นว 1 ชน ปกตแผงเซลล แสงอาทตยมาตรฐานทวไป จะมเซลลแสงอาทตยตออนกรมอย 30-40 ตว จงมราคาตนทนการผลต ประมาณ 5000 บาทตอแผง ในขณะทราคาขายในทองตลาดจะสงกวา 10000 บาทตอแผง ทให

กาลงไฟฟา 40วตต สาหรบเซลลแสงอาทตยแบบอะมอรฟสซลคอน จะมราคาตนทนการผลต ทถกกวาผลกซลคอน แตมกจะผลตจาหนายเปนเซลลขนาดพนทเลกๆ และใชงานกบเครองใชไฟฟาอเลกทรอนกสทกนไฟฟานอยๆ

เพราะมประสทธภาพตา และไมคงทนตอการทางาน การใชงานเซลลแสงอาทตยจะคมทน เมอใชงานไปนานๆ เพราะเปนการลงทนครงเดยว เนองจากไมตองเสยคาใชจายดานเชอเพลง และการบารงรกษา นอกจากนยงเปนพลงงานท สะอาดอกดวย

9

2.2 แบตเตอร (Battery) (วรพล, 2550)

แบตเตอร เปนอปกรณจดเกบ และจายกระแสไฟฟา โดยมลกษณะเปนทรงสเหลยม ทมการทา

ปฏกรยาภายใน ทาใหเกดไฟฟา ซงเปนแหลงรวมพลงงานไฟฟาของรถ แบตเตอรใหกระแสไฟฟาแกรถในการ

สตารทเครองโดยการจายไฟฟาใหแก ไดรสตารทเพอใหเครองยนตตด จากนนระบบไฟฟาทใชในรถจะมาจาก

ไดชารจ ยกเวนกรณการใชอปกรณบางอยางเชนใบปดนาฝน ไฟหนารถ ไฟเลยว ฯลฯ จะมการจาย

กระแสไฟฟาจากแบตเตอรชวยในการทางาน แบตเตอรทตดรถเรยบรอยแลวจะไดรบการเตมไฟฟาจากไดร

ชารจเมอกระแสไฟฟาในแบตเตอรลดลงเนองจากการนากระแสไฟฟาไปใช (โดยกระบวนการชารจไฟนจะ

ทางานในขณะทเครองยนตตด)

2.2.1 ประเภทของแบตเตอร (วรพล, 2550)

2.2.1.1 แบบธรรมดา ( Conventional) หรอแบตเตอรชนดนา เปนแบตเตอร ทใชโลหะตะกวผสม

พลวงเหมาะกบการใชงานทวไป ราคาถก เหมาะกบรถยนตทใชงานทวไป

2.2.1.2 แบตเตอรแบบไฮบรด (HYBRID) หรอ ชนดกงแหง ใชตะกวผสมแคลเซยมในโครงแผนธาตลบ

เปนเทคโนโลยของญปน มขอดคอ อายการใชงานทนทานกวาแบตเตอรธรรมดา และไมตองกงวลเรองเตมนา

กลน การใชงานจรงจงสามารถเตมนากลนทกๆ 5,000 หรอ 10,000 กม. พรอมกบการเปลยนถายนามนเครอง

นอกจากนยงมคณสมบตททนทานกวา Ca-MF ในภาวะทใชงานหนก ( Deep Cycle –Heaty Duty) เชน รถ

บรรทก,รถโดยสาร และรถรบจาง

2.2.1.3 แบบแคลเซยม แมนเทนแนนซฟร (Calcium-Maintenance Free) หรอแบตเตอรชนดแหง

ใชตะกวผสมแคลเซยมทงในโครงแผนธาตบวกและลบ มคณสมบตดกวา HYBRID คอไมตองเตมนากลนตลอด

อายการใชงาน(แตในเมองไทยทมอากาศรอน ดงนนอาจตองมการเตมนากลนบาง)ในเมองไทยรถยนตท

ประกอบตงแตป 2545 จะใชแบตเตอรชนด Ca-MF ทงหมด สะดวกตอการใชงาน และไมตองบารงรกษา

2.2.2 การชารจแบตเตอร (นดดา, 2552)

1. การชารจแบบปกต ชารจไฟดวยกระแสไฟฟา 8% ของความจ (Ah) ของแบตเตอร

เชน แบตเตอรทมความจ 50 Ah ตองชารจไฟ = 50Ah×0.08

= 4 A

เกณฑการพจารณาวาไฟเตมหรอไม คอ

1.1 เกดฟองกาซละเอยดมากในทกชองจนดขาวขน

1.2 วดโวลตของแบตเตอรขณะไมปดเครองได 14.5-15.5โวลต

1.3 วดความถวงจาเพาะของนากรดแตละชองไดคาสงสดคงท (1.250)

10

2. การชารจแบบเรว ชารจดวยกระแสไฟฟา 50% ของความจแบตเตอร

เชน แบตเตอรทมความจ 50 Ah ตองชารจไฟ = 50Ah×0.5

= 25 A

วธการน แนะนาใหใชเฉพาะกรณเรงดวนเทานน เพราะอาจมผลทาใหแบตเตอรเสย หรออาย

แบตเตอรสนลง โดยอณหภมแบตเตอร ตองไมเกน 50◦c และชารจไมเกน 1ชวโมง หามอดดวยกระแส

ไฟฟาแรงสง

2.2.3 วธการเตมกรดแบตเตอรใหมกอนชารจไฟ (นดดา, 2552)

1. แกะอลมเนยมเทปทปดบนชองเตมกรดออก

2. อณหภมของกรดทใชเตมควรตากวา 35◦c

3. ระวงอยาใหฝนผงลงไปในแบตเตอร

4. เตมกรดใหไดระดบทกาหนดไว ถาเปนเปลอกหมอพลาสตกจะมขดบอกระดบ Upper Level และ

Lower Level แตถาเปลอกหมอทไมมขดบอกระดบใหเตมจนทวมแผนธาตประมาณ 10-15มลลเมตร หรอ

เตมจนถงระดบกระบอกชองเตมกรด หลงจากเตมจนไดระดบแลวทงไวครหนงระดบกรดจะตาลงไปอก

เนองจากแผนธาต และแผนกนคอยๆ ดดซมกรดไวจงตองเตมกรดลงไปอกจนไดระดบเดม

ขอควรระวง

1. หามใชนาหลนในครงแรก

2. หามใชนากรดทมความถวงจาเพาะสงกวากาหนด ทาใหอายงานจะสน

3. หามใชนากรดทมความถวงจาเพาะตากวากาหนด ทาใหแรงสตารท

4. หามใชนากรดชนดอน เชน กรดเกลอ กรดนาสมฯ

5. หามเตมนากรดตากวาระดบ Lower Level เพราะทาใหนากรดไมพอ

6. หามเตมนากรดเกนระดบสงสด Upper Level เพราะทาใหนากรดลนกดกรอนหอง เครองยนต

7. อยาใหนากรดเขาตา ถกผวหนง หรอเสอผา ถาถกนากรด รบลางดวยนาสะอาดทนท กรณเขาตา

ลางนาสะอาดมากๆ แลวรบไปพบแพทยโดยเรว

2.2.4 การบ ารงดแลรกษาแบตเตอร (นดดา, 2552)

1. ทาความสะอาดสายไฟ ทงบวกลบ และแบตเตอรดวยนาอน และเชดใหแหงอยเสมอ

2. ตรวจเชคทาความสะอาดขวแบตเตอร และทาดวยวาสลน เพอปองกบคราบขเกลอ

3. ตรวจเชคนากลนสมาเสมอ ไมปลอยใหนาแหง

4. ไมเตมนากลนใหเกนกวาขดสงสด และตากวาขดตาสด

11

5. ตรวจวดระดบกระแสไฟแบตเตอรอยางสมาเสมอ

6. ตรวจเชคไดรชารจ เมอระบบไฟออน

7. ตรวจสอบความมนคงของการตดตง

8. หามเตมนากรด และนากลนทมสหรอสารเคมโดยเดดขาด

9. หามสบบหร ขณะตรวจเชคนาในแบตเตอร เพราะอาจจะระเบดได

10. ตาแมวของแบตเตอรแหงใชดกาลงไฟโดย (สนาเงน=ไฟดอย / สสมแดง=แบตเตอรมปญหา

จะตองชารตไฟหรอเตมนากลน / สขาว=แบตเตอรเสยหรอเสอมคณภาพ ตองเปลยนลกใหม

2.2.5 วธสงเกตแบตเตอรเสยม (นดดา, 2552) 1. ใชงานมานานกวา 1.5 - 2 ป 2. ไฟหนาไมสวางเหมอนเชนเคย 3. กระจกไฟฟาทางานไมเหมอนเดม (ชาลง) 4. ในตอนเชา เครองยนตสตารท ตดยาก (รอบของเครองยนตไมพอเพยง) 5. ตองเตมนากลนบอยครง (ตรวจ Checked Alternator for Voltage) 2.2.6 ชนดของแบตเตอรในระบบเซลลแสงอาทตย (วสทธ, 2551)

ในทางปฏบตแลวแบตเตอรทกชนด สามารถนามาใชในระบบเซลลแสงอาทตยได แตทนยมใชมากทสดเปนแบตเตอรชนดตะกว-กรด (Lead-acid battery) ดวยเหตผลนานาประการไมวาจะเปนราคาทถกกวาและหาซอไดงายในทกๆท

แบตเตอรชนดตะกว-กรดมสวนประกอบสาคญเปนแผนตะกวทเปนขวบวกและลบจมอยในสารละลายกรดซลฟรกหรอเรยกวาสารละลายอเลกโตรไลตเมอเซลลมการจายประจ โมเลกลของซลเฟอรจากสารละลายอเลกโตรไลตจะตดอยกบแผนตะกว และปลอยอเลกตรอนออกมามากมาย เมอเซลลมการประจไฟฟาเขาไปใหมอเลกตรอนจานวนมากจะกลบเขาไปในสารละลายอเลกโตรไลต แบตเตอรจงเกดแรงดนไดจากปฏกรยาเคมนเอง และไฟฟาเกดขนไดจากการเคลอนทของอเลกตรอนภายในแตละเซลลของแบตเตอรใหแรงดน 2 โวลต แบตเตอร 12 โวลตจงม 6 เซลลตอกน แบบอนกรม เซลลทงหมดอาจบรรจอยภายในกลองเดยวหรอแยกกลองกได

รปท2.6 ตอแบบขนานเพอใหกระแสมากขน

12

รปท2.7 ตอแบบอนกรมเพอตองการกระแสมากขน

รปท2.8 ตอแบบอนกรมผสมกบแบบขนานตองการแรงดนและกระแสมากขน

แบตเตอรชนดตะกว-กรดมอยหลายแบบดวยกน แตทเหมาะสาหรบใชงานกบระบบเซลลแสงอาทตยมากทสดคอแบตเตอรแบบจายประจสง (Deep discharge battery) เพราะถกออกแบบใหสามารถจายพลงงานปรมาณเลกนอยไดอยางตอเนองเปนเวลานานๆ สามารถใชไฟฟาทเกบอยในแบตเตอรนไดอยางตอเนองถง 80% โดยแบตเตอรไมไดรบความเสยหาย (แบตเตอรทวไปทใชในการตดเครองยนต ถกออกแบบใหจายพลงงานสงในชวงเวลาสนๆ ถาใชไฟฟามากกวา 20-30% ของพลงงานทเกบอย จะทาใหอายการใชงานสนลงได) สวนมากแบตเตอรทใชในระบบเซลลแสงอาทตยจะมลกษณะทฝาครอบดานบนเปดออกได เพอใหสามารถตรวจสอบเซลลและเตมนาในเวลาทจาเปนได เรยกวาแบตเตอรแบบเซลลเปด (Open cell หรอ Unsealed หรอ Flooded cell battery) มบางชนดทถกปดแนนและไมตองการการซอมบารง เรยกวาแบตเตอรแบบไมตองดแลรกษา (Maintenance free หรอ Sealed battery) 2.2.7 ความสามารถในการจดเกบพลงงาน (วสทธ, 2551) ความจของแบตเตอรในการบรรจพลงงานมหนวยเปน แอมแปร -ชวโมง (Ampere-Hour;Ah) พลงงานในแบตเตอร 12 V 100 Ah เทากบ 12V x 100Ah หรอ 12V x 100A x 3600s จะไดเทากบ 4.32 MJ ถาแบตเตอร 100 Ah เทากบวาแบตเตอรจะจายกระแส 1 แอมแปรอยางตอเนองเปนเวลา 100 ชวโมง หรอแบตเตอรจายกระแส 10 แอมแปรอยางตอเนองเปนเวลา 10 ชวโมง เชนเดยวกบแบตเตอรจายกระแส 5 แอมแปรอยางตอเนองเปนเวลา 20 ชวโมง ซงทงหมดนจายกระแสเทากบ 100 Ah ทงสน จะเหนไดวา แบตเตอรทมความจเทากนอาจมความเรวในการจายกระแสตางกนไดดงนน การจะทราบความจของแบตเตอรตองทราบถงอตราการจายกระแสดวย มกกาหนดเปนจานวนชวโมงของการจายกระแสเตมท การกาหนดขนาดของแบตเตอรสาหรบระบบเซลลแสงอาทตยนนขนอยกบความจของแบตเตอรในการจดเกบพลงงาน , อตราการจายประจสงสด , อตราการประจสงสดและอณหภมตาสดทจะนาแบตเตอรไปใชงาน (อณหภมทไดผลดทสดของแบตเตอรตะกว-กรด คอ 77 F หรอประมาณ 60-80 F)

13

รปท 2.9 เครองควบคมประจไฟฟา 2.3 ปม (Pump) (วบลย, 2529)

ปม หรอเครองสบ อาจใหคาจากดความไดวา เปนเครองมอกลททาหนาทเพมพลงงานใหแกของเหลว เพอใหของเหลวนนไหลผานระบบทอปดจากจดหนงไปยงอกจดหนงไดตามความตองการ พลงงานทนามาเพมใหแกของเหลวนนอาจไดมาจากเครองยนต มอเตอร แรงลม แรงคน หรอพลงงานแหลงอนๆ กได

กลาวไดวา ปมมสวนในการพฒนาความเปนอยของมนษยชาตมาตงแตอดต และจะมมากยงๆ ขนตอไปในอนาคต ในอดตประชากรสวนใหญตองอาศยอยใกลๆ กบแหลงนาเพอความสะดวกในการใชนาเพออปโภคบรโภค และทาการเกษตร แหลงนาใดทอยตากวาผวดนมากไมสะดวกตอการใช มนษยกไดพยายามคดคนเครองมอซงมลกษณะเปนปมหรอเครองสบชนดตางๆ เพอนาเอานามาใชใหสะดวกขน เพอใหสามารถทาการเพาะปลกไดมาก และหางไกลจากแหลงนามากขน ปมหรอเครองมอทคดคนขนมาหลายรอยปแลวบางชนกยงคงมใชอยในหลายๆ ประเทศในปจจบน

ปมสมยใหมไดเรมมววฒนาการมาตงแตประมาณป ค.ศ .1840 โดยเปนแบบลกสบชก (Reciprocating) ชนดตอตรงเขากบเครองจกรไอนา นบตงแตสมยนนเปนตนมากไดววฒนาการมากขนในทกๆ ดานจนอาจกลาวไดวา ปมเปนเครองมอสาคญทจาเปนตอความอยดกนดของมนษยชาตทกดาน นบตงแตงานจดหาและสงนาเพออปโภคบรโภค การเกษตร งานอตสาหกรรม คมนาคม หรอแมกระทงงานแพทยทใชปมทาหนาทหวใจเทยม เปนตน อยางไรกตาม ปมทจะกลาวถงในทนจะเนนเฉพาะแบบทวๆไปทใชกนในงานจดหานา สงนา และระบายนา หรอปมนาเทานน 2.3.1 ประเภทของปม (วบลย, 2529) ปจจบนไดมการผลตปมออกจาหนายมากมายหลายชนด และมการเรยกชอแตกตางกนออกไปจนบางครงทาใหเกดการสบสน ดงนนจงไดมการจดหมวดหมเพอใหสามารถแยกประเภทและเรยกชอไดชดเจนขนการแยกประเภทอาจแบงออกไดเปน 2แบบดวยกน คอ 1. แยกตามลกษณะการเพมพลงงานใหแกของเหลว หรอการไหลของของเหลวในปม ซงไดแก 1.1ประเภทเซนตรฟกอล (Centrifugal) เพมพลงงานใหแกของเหลวโดยอาศยแรงเหวยงหนจด ศนยกลาง ปมประเภทนบางครงเรยกวาเปนประเภท Roto-dynamic 1.2 ประเภทโรตาร (Rotary) เพมพลงงานโดยอาศยการหมนของฟนเฟองรอบแกนกลาง 1.3 ประเภทลกสบชก (Reciprocation) เพมพลงงานโดยอาศยการอดโดยตรงในกระบอกสบ

14

1.4 นอกแบบ (Special) ซงเปนปมทมลกษณะพเศษไมสามารถจดอยในสามประเภทขางตนได ในแตละประเภทตามทกลาวมานยงมการดดแปลงออกไปเปนแบบตางๆ อกหลายแบบและมชอเรยก ของแตละแบบแตกตางกนออกไป ดงแสดงในรปท 2.10

รปท 2.10 การจ าแนกประเภทของปม

2. แยกประเภทตามลกษณะการขบดนของเหลวในเครองสบ ซงแบงออกเปน 2ประเภทดวยกน

คอ 2.1 ทางานโดยไมอาศยหลกการแทนทของเหลว (Non-Positive Displacement) ปมประเภทอาศยแรงเหวยงหนจดศนยกลางอาจจดใหอยในกลมนได 2.2 ทางานโดยอาศยหลกการแทนทของเหลวในหองสบดวยการเคลอนทของชนสวนของเครองสบ ปมประเภทนรวมแบบโรตาร และลกสบชกเขาอยในกลมเดยวกน นอกจากการแบงประเภทสองแบบตามทกลาวขางตนแลว ยงอาจแบงแยกปมตามวตถประสงค ใชงานของแตละแบบดวย เชน ปมดบเพลง ปมลม ปมสญญากาศ ปมบาดาล เปนตน ปมเหลานจะประกอบกนเปนชดโดยมอปกรณสาหรบใชงานทออกแบบไวโดยเฉพาะและไมเหมาะทจะนาไปใชอยางอน 2.3.2 การท างานของปมแบบเซนตรฟกอล (วบลย, 2529) ปมแบบนทางานโดยอาศยการหมนของใบพด หรออมเพลเลอร(Impeller)ทไดรบการถายเทกาลงจากเครองยนตตนกาลงหรอมอเตอรไฟฟา เมอใบพดหมนพลงงานจากเครองยนตกจะถกถายเทโดยการผลกดนของครบใบพด ( vane) ตอของเหลวทอยรอบๆทาใหเกดการไหลในแนวสมผสกบเสนรอบวง (Tangential flow) เมอมการไหลในลกษณะดงกลาวกจะเกดแรงเหวยงหนศนยกลาง ( Centrifugal force) และเปนผลใหมการไหลจากจดศนยกลางของใบพดออกไปสแนวเสนรอบวงทกทศทาง ( Radial flow) ดงนนของเหลวทถกใบพดผลกดนออกมากจะมทศทางการไหลทเปนผลรวมของแนวทงสอง ดงรปท 2.11 โดยหลกชลศาสตรเมอของเหลวถกหมนใหเกดแรงหนศนยกลางความกดดนของของเหลวจะมคามากขนเมออยหางจาก

15

ศนยกลางของใบพดมากขน เมอความเรวของใบพดซงหมนอยในภาชนะปดมากพอ ความกดดนทจดศนยกลางกจะตากวาความกดดนของบรรยากาศ ดงนนปมแบบอาศยแรงเหวยงหนจดศนยกลางทแทจรงจงมทางใหของเหลวไหลเขาหรอทางดด (Suction Opening) อยทศนยกลางใบพด

รปท 2.11 ทศทางการไหลของของเหลวขณะผานออกจากใบพด (Impeller) ของปมแบบเซนตรฟกอล

ของเหลวทถกดดเขาทางศนยกลาง เมอถกผลกดนออกไปดวยแรงผลกดนของครบใบพดและแรงเหวยงหนจดศนยกลาง กจะไหลออกมาตลอดแนวเสนรอบวง ดงนนใบพดจงจาเปนตองอยในเรอนปม (Casing) เพอทาหนาทรวบรวมและผนของเหลวเหลานไปสทางจาย (Discharge Opening) เพอตอเขากบทอสงหรอระบบใชงานตอไป ในการรวบรวมของเหลวทถกผลกดนออกมานจาเปนจะตองเรมตนทจดใดจดหนงบนเสนรอบวงของใบพด ดงนนจะมจดหนงซงผนงภายในของเรอนปมเขามาชดกบขอบของใบพดมากจดดงกลาวนเรยกวา ลนของเรอนปม ( Tongue of the easing) ลกษณะโดยทวไปของเรอนปมจะดไดจาก รปท 2.12

รปท 2.12 ลกษณะทวไปของเรอนปม (Casing) ของปมแบบเซนตรฟกอล

จากลนของเรอนปมไปตามทศทางการหมนของใบพด จะมของเหลวไหลออกมามากขนตามความยาวของเสนรอบวงของใบพดทเพมขน ดงนนชองวางซงเปนทางเดนของของเหลวระหวางผนงของเรอนปมกบใบพดก

16

จะตองเพมขนาดขนดวย โดยหลกการแลวอตราการเพมพนทหนาตดจะคงทเพอใหความเรวของการไหลสมาเสมอซงจะเปนผลใหมการสญเสยพลงงานนอยลงนนเอง อยางไรกตาม ความเรวของการไหลจะลดลงเนองจากพลงงานบางสวนถกเปลยนมาเปนพลงงานศกย (Potential Energy) ในรปของความดน ( Pressure head) แทน 2.3.3 แบบตางๆของปมประเภทเซนตรฟกอล (วบลย, 2529) ตามรปท 2.10 ปมประเภทเซนตรฟกอล สามารถแบงแยกออกไปไดอกหลายแบบ คอ 1.แบบหอยโขง (Volute Type รปท 4) เปนแบบพนฐานของปมประเภทน กลาวคอเปนแบบทของเหลวทไหลเขามาสศนยกลางของใบพดททศทางขนานกบแกนของเพลา แลวไหลออกทามม 90 องศากบทศทางทไหลเขา ชองทางเดนของของเหลวจากลนของเรอนปมมพนทหนาตดเพมขนตามความยาวของเสนรอบวงในทศทางการหมนของใบพด บางแบบมการเพมชองทางเดนใหมากขนเชนในรป 4 ( b) การดดแปลงดงกลาวนจะชวยใหแรงกดบนเพลาของปมมความสมดลยดขน

รปท 2.13 ปมเซนตรฟกอลแบบหอยโขง (Volute) ทเรอนปมมชองทางเดนของของเหลว เพยงชองเดยว ( a) และสองชอง (b) 2.แบบมครบผนนา (Diffuser Type ดงรปท 2.14) ปมแบบนมลกษณะของใบพดและรปรางภายนอกของเรอนปม (Casing) เหมอนกบแบบแรกทกประการ จะผดกนกเพยงแตวาภายในจะมครบผนนา ( Guide Vanes) เพมขนมา ครบดงกลาวซงตดอยกบเรอนปมจะชวยใหของเหลวทถกผลกดนออกมาคอยๆเบนทศทางไปสชองทางเดนซงเปนสวนโคงไดดขน ทาใหมการสญเสยพลงงานนอยลง และเปนผลใหการเปลยนพลงงานจลน (Kinetic Energy) มาเปนพลงงานศกยในรปของความดน (Pressure head) มประสทธภาพดขน 3. แบบเทอรไบน (Turbine Type ดงรปท 2.15)ปมแบบนบางครงเรยกวาแบบ Vortex, Peripheryหรอ Regenerative Turbine ลกษณะพเศษของมน คอ ใบพดจะเปนแผนแบนกลมมความหนา ครบของใบพดเกดจากการเซาะรองบนขอบของแผนใบพด ทาใหเกดเปนแผนครบแคบๆและสนในแนวรศม ( Radial Direction) ขณะทของเหลวไหลเขามาจากทางดดสชองวางระหวางครบของใบพดมนจะถกเหวยงออกดวยแรงหนศนยกลาง แตเนองจากผนงของเรอนปมปดกนอยของเหลวดงกลาวกจะวงยอนกลบชองวางระหวางใบพดและถกเหวยงออกไปอก ขบวนการดงกลาวจะซากนอยเชนนจนกวาจะถงชองทางจาย ( Discharge

17

Opening) พลงงานทของเหลวไดรบจะขนอยกบจานวนครงทขอเหลววงเขาสชองวางระหวางครบของใบพดและถกเหวยงออกไปมคาตงแต 2 ถง 50 ครง ถาจานวนครงมากพลงงานศกยของของเหลวกจะมากตามขนไปดวย

รปท 2.14 ปมเซนตรฟกอลแบบมครบผนน า (Diffuser Type) ซงมครบชวยใหการเปลยนทศทางการไหลของของเหลวในหองสบสม าเสมอดขน

รปท 2.15 ปมเซนตรฟกอลแบบเทอรไบน (Regenerative Turbine)

4. แบบ Vertical Turbine (Vertical Turbine Type รปท7) ปมแบบนเดมทเดยวผลตขนมาสาหรบสบนาจากบอบาดาล ดงนนบางครงจงเรยกวาปมนาบาดาล (Deep Well หรอ Deep Well Turbine Pump )โดยแทจรงแลวใบพดของปมแบบนไมใชเปนแบบเทอรไบน แตเปนแบบ Radial Flow หรอ Mixed Flow ซงจะกลาวถงในหวขอตอไป เนองจากสวนประกอบทงหมดของปมจะตองประกอบกนเปนทอนทรงกระบอกเพอใหสามารถบรรจลงในทอบอนาบาดาลได และบอนาบาดาลสวนใหญมระดบนาลกมาก ปมชดเดยวอาจใหพลงงานศกยไมพอ ปมแบบนจงตองออกแบบใหใบพดและเรอนปมหลายชดตอเขาดวยกนไดเปนชนๆ โดยอาศยเพลาหมนใบพดทอนเดยวกน เรอนปม(Casing)กตองดดแปลงใหรบนาจากใบพดแลวสงขนไปสทางดดของใบพดตวบนได และเนองจากลกษณะของเรอนปมแตกตางจากแบบหอยโขง (Volute) ชอของสวนนจงเปลยนไปเรยกวาโบวล (Bowl) ภายในโบวลจะประกอบดวยครบผนนาซงมลกษณะของแบบมครบผนนา (Diffuser) โบวลหนงชดจะเทยบไดกบปม 1 เครอง ปมแบบแบบ Vertical Turbine โดยทวๆไปมโบวลมากก

18

วาหนงชน ( Stage) ซอนกน ในกรณทวานกอาจจาเปนตองบอกจานวนชนควบคไปกบการเรยกชอปมดวย เชน Single -stage Vertical Turbine, Three – stage Deep well Turbine สาหรบปมทมโบวลชนเดยวและสามชน เปนตน 5. Mixed Flow ปมสองชนแรกทกลาวถงขางตน คอแบบหอยโขง ( Volute) และแบบมครบผนนา (Diffuser) เปนแบบทเรยกชอตามลกษณะของเรอนปมททาหนาทรวบรวมหรอผนของเหลวทไหลออกจากใบพดไปสชองทางจาย ใบพดทใชกบปมทงสองแบบสวนใหญจะมลกษณะเปน Radial Flow คอของเหลวไหลเขาสศนยกลางของใบพดในแนวขนานกบเพลาแลวไหลออกดวยแรงเหวยงหนจดศนยกลางเพยงอยางเดยวทศทางการไหลออกจะทามม 90 องศา กบทศทางทมนไหลเขาดงรปท 2.16 สาหรบปมแบบ Mixed Flow นนเปนชอทเรยกตามลกษณะของใบพด หรอทศทางการไหลของของเหลวออกจากใบพด ปมหรอใบพดแบบนจะเพมพลงงานใหแกของเหลวโดยอาศยทงแรงเหวยงหนจดศนยกลางและแรงผลกดนของแผนใบพดในแนวขนานกบแกนของเพลา ของเหลวทไหลออกจะทามม 45 ถง 80 องศากบแกนของเพลา (รปท 2.16 b) ปมแบบนใหเฮด ( Head) นอยกวาแบบ Radial Flow แตจะใหอตราการสบสงกวา ใบพดแบบ Mixed Flow ใชกนแบบ Vertical Turbine ปมแบบ Mixed Flowนจะใหเฮด ตงแต 3 ถง 50 เมตรตอใบพด 1 ชด อตราการสบมากไดถง 7 ,000 ลกบาศกตอชวโมง ความเรวปกตของใบพด 1,450 รอบตอนาทหรอมากกวา

รปท 2.16 ทศทางของของเหลวออกจากใบพด (a) ในแนวรศม (Radial Flow)

(b) ในแนวท ามมเอยงกบเพลา (Mix Flow) และ(c) ในแนวขนานกบเพลา (Axial Flow)

6. Axial Flow (รปท 2.16 c) ในปมแบบ Axial Flowของเหลวทไหลเขาและออกจากใบพดมทศทางขนานกบแกนของเพลา แรงทเพมพลงงานใหกบของเหลวเปนแรงผลกดนในทศทางการไหลเพยงอยางเดยวไมมแรงเหวยงหนจดศนยกลาง ปมแบบนใหเฮดตงแตประมาณ 50 เซนตเมตรถง 7 เมตรตอใบพด1ชด อตราการสบอาจไดมากถง 100 ,000 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ความเรวปกตของใบพด 1 ,160 รอบตอนาทหรอมากกวา

19

2.3.4 ลกษณะและการท างานของปม (วบลย, 2529) 2.3.4.1 ลกษณะใบพดของปมแบบเซนตรฟกอล เนองจากวาใบพดของปมแบบเซนตรฟกอลไดรบการออกแบบใหเหมาะสมกบการใชงานมากมายหลายชนด การจาแนกประเภทอาจจะพจารณาไดจากลกษณะของแผนใบพด จานประกบ (Shroud) ลกษณะการไหลของของเหลวเขาและออกจากใบพดหรอวตถประสงคการใชงานของมนใบพดทไดรบการแยกประเภทตามหลกการขางตนมดงน คอ 1. ใบพดเปด ( Open Impeller) โดยทวไปแลวครบของใบพดจะยดตดอยกบจานประกบ ( Shroud) สาหรบใบพดทจดอยในประเภทนจะมแผนครบบางสวนยนออกมาจากจาน คอรศมของจานจะเลกกวารศมของใบพด ดงรปท9a 2. ใบพดกงเปด ( Semi - open Impeller) เปนแบบทรศมของจานประกบเทากบรศมของใบพด ใบพดประเภทนมจานประกบเพยงดานเดยว อกดานหนงของใบพดจะไมมฝาปด ดงรปท 2.17 b 3. ใบพดปด( Closed Impeller) (รปท9 c และ d) เปนแบบทใบพดปดอยดวยจานประกบ 2 แผนในรป 2.17 c มทางใหของเหลวไหลเขาหรอทางดดเพยงดานเดยว เรยกวาเปนแบบใบพดปดดดดานเดยว (Closed,single suction impeller)สาหรบรป 2.17 d มทางดด 2ดาน เรยกวาเปนแบบใบพดปดดดสองดาน(Closed,double suction impeller) 4. Paper-stock Impeller (รปท 2.17 e) เปนใบพดทไดรบการออกแบบเปนพเศษใหใชกบของเหลวทมความขนเหลว (Consistency) สง เดมทเดยวใบพดแบบนออกแบบไวใชในโรงงานอตสาหกรรมเยอกระดาษ ตอมานามาใชกบของเหลวอนดวยแตกยงเรยกชอเดมอย 5. Propeller (รปท 2.17 f) เปนใบพดทเพมพลงงานใหแกของเหลวโดยการผลกดนในทศทางเดยวกนกบทศทางการไหลมาเขาสใบพดเพยงอยางเดยว ไมมแรงเหวยงหนจดศนยกลาง ปมทมใบพดประเภทนเรยกวา Axial Flow Pump 6. Mixed Flow (รปท 2.17 g) เปนแบบทของเหลวไหลเขาสใบพดในแนวขนานกบแกนของเพลา แตตอนไหลออกจะทามม45องศา ถง 80องศา กบทศทางเดม กลาวคอการขบดนของเหลวมทงแรงขบดนในทศทางเดยวกนกบการไหลเขาสใบพดและแรงเหวยงหนจดศนยกลาง 7. Radial Flow เปนใบพดแบบทของเหลวถกดนออกไปโดยอาศยแรงเหวยงหนจดศนยกลางเพยงอยางเดยว ทศทางการไหลออกทามมฉากกบการไหลเขา 2.3.4.2 ลกษณะและการท างานของปมแบบโรตาร ปมโรตาร เปนแบบททางานโดยของเหลวถกดดเขาและอดปลอยออกโดยการหมนรอบจดศนยกลางของเครองมอกล ซงมชองวางใหของเหลวไหลเขาทางดานดดและเกบอยระหวางผนงของหองสบกบดานลางทหมนหรอโรเตอร ( Rotor) จนกวาจะถงดานจาย การหมนของโรเตอรจะกอใหเกดการแทนททเปนจะเพมปรมาตรของของเหลว (Positive Displacement) ใหทางดานจาย

20

a) open Impeller (e) Paper Stock ( b) Semi - open Impeller (f) Propeller Axial flow Impeller

( c) Closed , single suction (g) Mixed flow Impeller (d) Closed , double suction

รปท 2.17 ลกษณะใบพดของปมแบบเซนตรฟกอล

อตราการสบของปมแบบนขนอยกบอตราการแทนทของเหลวของโรเตอร ซงโดยทวไปแลวจะตากวาแบบอน ประสทธภาพของการทางานขนอยกบองคประกอบหลายอยาง เชน ชองวาง (Clearance) ระหวางโรเตอรกบผนงของหองสบ ความแตกตางของความดนระหวางดานสบกบดานจาย ความขนเหนยว ( Viscosity) ของของเหลว และความเรวของการหมน เปนตน ปมแบบนจะใหประสทธภาพสงไดถง 80 – 85 % ถาใชกบของเหลวทมความขนเหนยวสง ผผลตไดออกแบบปมประเภทนตางๆกนมากมายหลายแบบ ลกษณะการทางานของทกแบบคลายคลงกน จะผดกนกคอชนสวนททาหนาทหมนเพอกอใหเกดการแทนทของเหลว การเรยกชอจงเรยกตามลกษณะรปรางของสวนนเปนหลก ตวอยางของปมประเภทนไดแก 1.ปมโรตารแบบเฟอง (Gear Pump รปท 2.18) เปนแบบทใชกนแพรหลายมากทสด ปมแบบนประกอบดวยฟนเฟองหรอเกยรสองตวหมนขบกนในหองสบของเหลวจากทางดดจะไหลเขาไปอยในรองฟนซงจะหมนและพาของเหลวเขาไปสทางจาย ซของฟนเฟองซงอยชดกบผนงของหองสบปองกนไมใหของเหลวไหลยอนมาสทางดดได เมอมาถงทางจายแลวรองฟนเฟองซงมของเหลวบรรจอยกจะถกแทนทดวยฟนจากเฟองอกตวหนงซงขบกนสนทจนของเหลวไมสามารถไหลผานฟนเฟองไปสทางดดได

21

2.ปมโรตารแบบครบ ( Vane Pump รปท 2.19)ปมแบบนมหองสบเปนรปทรงกระบอกและมโรเตอรซงเปนทรงกระบอกเหมอนกนวางเยองศนยใหผวนอกของโรเตอรสมผสกบผนงของหองสบทกงกลางทางดดกบทางจาย รอบๆ โรเตอรจะมครบซงเลอนไดในแนวเขาออกจากจดศนยกลางมาชนกบผนงหองสบ เมอโรเตอร หมนครบเหลานกจะกวาดเอาของเหลวซงอยระหวางโรเตอรกบหองสบไปสทางจาย ปมแบบนไดเปรยบแบบเฟอง(Gear Pump)ตรงทวา การสกหรอของผนงหองสบหรอปลายครบจะไมมผลตอประสทธภาพการทางานมากเหมอนการสกหรอของฟนเฟอง เพราะครบสามารถเลอนออกมาชนกบผนงหองสบไดสนท

รปท 2.18 ปมโรตารแบบเฟอง (Gear Pump)

รปท 2.19 ปมโรตารแบบลอน (a) สองลอน (Two-Lobe) (b) สามลอน (Three-Lobe)

รปท 2.20 ปมโรตารแบบลอน (a) สองลอน (Two-Lobe) (b) สามลอน (Three-Lobe)

22

รปท 2.21 ปมโรตารแบบสวาน (Screw Pump) (a) สวานเดยว (Single - Screw ) (b) สองสวาน(Two - Screw )

3.ปมโรตารแบบลอน(Lobe Pump รปท 2.20) ปมแบบนมลกษณะเชนเดยวกนกบแบบเฟอง( Gear Pump)แตโรเตอรมลกษณะแบบเปนลอนหรอพสองถงสลอน ชองวางระหวางลอนมลกษณะแบนและกวางดงนนอตราการสบจงสงกวาแบบแรก แตเนองจากการถายทอดกาลงหมนของโรเตอรแบบนมประสทธภาพตามาก จงจาเปนตองมเฟองนอกหองสบอกชดหนงเพอชวยใหจงหวะการหมนของโรเตอรทงสองเขากนไดพอด 4.ปมโรตารแบบสวาน( Screw Pump รปท 2.21) ปมแบบนเพมพลงงานใหแกของเหลวโดยอาศย โรเตอรซงมลกษณะเปนสวานทหมนในลกษณะขบดนใหของเหลวเคลอนทไประหวางรองเกลยวสวานกบผนงหองสบจากทางดดไปสทางจาย จานวนสวานหรอโรเตอรอาจมไดตงแตหนงถงสามตว 2.3.5 การเลอกตนก าลง(วบลย, 2529) ตนกาลงทนยมใชขบเคลอนปมมอยสองชนด คอ มอเตอร ละเครองยนต การทจะเลอกใชชนดใดนนขนอยกบสถานททจะตดตง คาใชจายตางๆ แหลงพลงงานทมอย ตลอดจนลกษณะความตองการใชงานของปม หวขอทจะตองพจารณาในการเลอกตนกาลงสาหรบปมมดงน คอ 1. ลกษณะการใชงาน เปนการตดตงอยกบทหรอตองมการเคลอนยาย 2. จานวนแรงมาทตองการ และชวโมงการทางานของปมตลอดป 3. ราคาคากระแสไฟฟารวมคาขอตดตงครงแรก ราคาของนามนเชอเพลงและหลอลน 4. ราคาเครองยนตและมอเตอร คาเสอมราคา และคาใชจายในการซอมบารงประจาป 5. จานวนเฟส (Phase) ของไฟฟาทมอยในบรเวณนน เนองจากมอเตอรทมแรงมาเกน 10แรง ตองใชไฟ 3เฟส ดงนนจะตองทราบดวยวามไฟ 3เฟสในบรเวณทตองการตดตงหรอไม 6. ตองมการเปลยนแปลงความเรวของปมเพอลดหรอเพมอตราการสบหรอเฮดหรอไม ถามกจาเปนตองใชเครองยนตเพราะมอเตอรโดยทวไปมความเรวคงท 7. ความเชอถอไดของกระแสไฟฟา มความขดของในการใชไฟเนองจากไฟตก หรอไมมกระแสไฟบอยๆหรอไม ระยะเวลาสงสดทยอมใหปมหยดทางานเนองจากกระแสไฟฟาขดของ หรอหยดเดนเครองเพอซอมบารงเครองยนต 8. โครงการขยายงาน หรอการใชปมในอนาคต

23

2.3.6 การเลอกซอปม (รองผวาการแผนและวชาการ, 2549) 1. รรายละเอยดการใชนา เชน ถาจะตดตงสปรงเกลอรตองรปรมาณนาและแรงดนของสปรงเกลอร 2. เลอกปมนา ใหเหมาะสมกบการใชงาน เชน ปมทะเล/เคมสาหรบสบนาทะเลหรอเคม, ปมหอยโขงสาหรบงานเกษตร, งานสปรงเกลอร , งานประปาหมบานหรองานดบเพลง , ปมแชสาหรบงานดดนาบาดาล , นาดหรอนาเสย 3. เลอกขนาดของปม ในการเลอกปมตองดวาปมสามารถจายปรมาณนาไดมากแคไหนเพยงพอกบการใชงานหรอไม และทแรงดนนาทตองการ เชน - ปรมาณนา 280 ลตร/นาท หรอ 30 m3 / h (ลกบาศกเมตร / ชวโมง) - แรงดน5บาร(10 m=1bar )ระยะทางสง50เมตรเทากบ 5บาร - ขนาดมอเตอร 220 V.หรอ380 V (Volt แรงดนไฟฟาทจายเขามอเตอร) - 50 Hz. (Hertz ความถไฟฟาทมอเตอรใช) - 400 W. (Watt กาลงไฟฟาทมอเตอรใช) - 1.6 A. ( Amp กระแสไฟฟา ทมอเตอรใช) 2.3.7 ปายรายละเอยดขางปม (Name Plate) (รองผวาการแผนและวชาการ, 2549) ทดานขางของปมสวนใหญจะแสดงรายละเอยดตางๆของปมไวคราวๆ - ขนาดมอเตอร เชน 220 V. (Volt แรงดนไฟฟาทจายเขามอเตอร 50 Hz. (Hertz ความถไฟฟาทมอเตอรใช 50 เฮรท) 200 W. (Watt กาลงไฟฟาทมอเตอรใช 200 วตต) 1.2 A. ( Amp กระแสไฟฟา ทมอเตอรใช 1.2 แอมป) รายละเอยดของมอเตอรน ไมไดใหขอมลโดยตรงเกยวกบความสามารถในการจายนาของปมนา แตกประมาณคราวๆได ซงอาจไมเหมาะสมกบการใชงาน - ความสามารถของปม เชน Q 0.6 - 2.4 m3 / h หมายถงอตราการจายนาของปม ซงสามารถจายนาไดปรมาณ 0.6ถง 2.4 ลกบาศกเมตร ( m3) ในเวลา 1 ชวโมง ( h) ซงอตราการจายนานจะสมพนธกบความสงของปลายทอหรอกอกทปลอยนาออก H 1 - 8 m หมายถงปมสามารถสรางแรงดนนา เทยบเปนความสงของนาทปมสามารถจายนาได ซงสามารถจายนาไดทความสงของปลายทอสง 1 ถง 8 เมตร (m) อตราการไหลของนาและแรงดนนา มความสมพนธกนโดยทแรงดนสงจะจายนาไดปรมาณนอย ทแรงดนตาจะจายนาไดปรมาณมาก ดงตวอยางปมขางบน ถาเปดกอกจายนาออกทความสง 1 เมตร จะจายนาไดในอตรา 24 ลกบาศกเมตรตอชวโมง และถาเปดกอกจายนาทความสง 8 เมตร จะจายนาไดในอตรา 0.6 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ดงนนทกอกนาชนบนนาจะไหลเบากวาชนลาง

24

ปมราคาถก บางยหอบอกรายละเอยดความสามารถของปมไมครบถวน ทาใหเกดความเขาใจผด คอบอกเฉพาะคาสงสดทปมทางานได เชน

Q MAX 3 m3 / h

h MAX 12 m เมอเหนรายละเอยดแบบนพาใหเขาใจวาปมนสามารถจายนาไดในอตราการไหล 3 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ทความสง(แรงดน) 12 เมตร อยางนบานสชนสง 10 เมตร กใชไดสบายส... เขาใจผดนะ (ไมรวาคนทาปมตงใจใหเขาใจผดหรอเปลา)ทจรงเปนวาปมนสามารถจายนาไดอตราการไหลสงสด 3 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ซงโดยทวไปจะเกดทความสงปลายทอตามากหรอทหนาปมแคนนเอง และสามารถสงนาไดสงสด 12 เมตร โดยทวไปทแรงดนสงสดอตราการไหลตามากแทบจะไมไหล พอเราเอาปมนไปตดตง พอเปดกอกทชนส สง 10 เมตร นากไหลนอยมากพอใหรวามนาไหลแตไมพอใชงาน - กราฟของปม ปมยหอดๆ สวนใหญแสดงความสามารถในการทางานของปมดวยกราฟ โดยแกนตงเปนแรงดนนา แกนนอนเปนอตราการจายนา หรอกลบกนกได และมเสนโคงบนกราฟ แสดงวาทตาแหนงความสงตางๆนน ปมจะสามารถจายนาไดในอตราการไหลเทาไหร ซงจะเลอกไดละเอยด เหมาะสมมากขน ถาเปนปมนาสาหรบอตสาหกรรมจะมเสนประสทธภาพอยในกราฟดวย เพอจะเลอกใชงานปมในชวงทประสทธภาพสงสด การเลอกใชปมนนควรเลอกใชในชวงกลางๆของความสามารถของปม ไมควรเลอกใชทความสามารถสงสดทปมทาได ซงจะใหประสทธภาพดกวาชวงปลาย และถาคนทาปมใหขอมลเกนจรง ปมกยงรองรบความตองการของเราไดอย - หนวยของคาตวเลขตางๆ ทใชในปมน า -- แรงดน โดยปกตหนวยของแรงดนจะบอกเปนขนาดของแรงทกระทาตอหนงหนวยของพนท เชน แรงดนลมทเราเตมยางรถยนต แรงดน 30 ปอนด/ตารางนว ( lbs/in2) หมายถง แรงดนทมขนาดแรงกด 30ปอนดบนพนทขนาด 1 ตารางนว (หนวยวดแบบองกฤษ) แรงดน 2 กโลกรม/ตารางเซนตเมตร ( kg/cm2) หมายถง แรงดนทมขนาดแรงกด 2 กโลกรมบนพนท 1 ตารางเซนตเมตร (หนวยวดแบบเมตรก) ทหนวยมหลายแบบเนองจากในโลกมมาตราของหนวยตางๆหลายมาตรฐาน อยางของไทยกมหนวยวดความยาว และนาหนกของไทย แตไมนยมใช ในการบอกขนาดแรงดนของปม นยมบอกขนาดแรงดนเปนความสงของนา โดยสามารถประมาณคาไดดงตารางขางลาง

25

-- อตราการไหล หรอปรมาณการจายนา โดยปกตจะบอกเปนหนวยของปรมาตรตอหนงหนวยเวลา เชน อตราการไหล 1 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ( m3/h) หมายถงนาไหลไดปรมาตร 1 ลกบาศกเมตรในเวลา 1ชวโมง อตราการไหล 50 ลตรตอนาท (l/min) หมายถงนาไหลไดปรมาตร 50 ลตรในเวลา 1 นาท

2.4 ระบบสบน าพลงงานแสงอาทตยลดโลกรอน (เดชนยม ,2551) ผมไดตดตามทาทของกระทรวงพลงงานในการผลกดนการใชพลงงานทดแทนแลวคอนขางเหนใจและขอบคณตอความเหนอยยากในเรองเหลานทเปนเรองคอนขางใหมสาหรบคนไทย แตกลายเปนเรองจาเปนและเรงดวนฉกเฉนแบบตงตวไมทนเอาเลยทเดยว พลงงานทมบทบาทสงและกระทบความเปนอยหรอปากทองของประชาชนและเศรษฐกจโดยรวมของประเทศหรอทจรงนาจะเปนทงโลกดวยซาไปในปจจบนคอพลงงานในภาคเชอเพลงและขนสงหรอวากนอยางเจาะจงไปเลยกคอ “นามน” ความจรงนามนไมไดสงผลกระทบตอภาคขนสงเทานน แตยงมผลกระทบตอภาคเกษตรทเปนรากเหงาในการดารงชวตของคนสวนใหญของประเทศดวยเหมอนกน เพราะการเกษตรสมยใหมใชเครองจกรกลมากขนและเครองจกรกลเหลานนใชนามนเปนหลก นามนแพง ตนทนผลตพชพนธธญญาหารกแพงขนเปนเงาตามตว ใชนามนมากเทาไร กสรางกาซคารบอนไดออกไซดทเปนกาซเรอนกระจกททาใหโลกรอนมากขนดวยเทานน ในบรรดาเครองมอเครองไมในการทาการเกษตรนอกจากจะเปนเครองจกรกลเกษตรเชน รถเพอการไถพรวน รถเพอการหวาน โรยหรอหยอดเมลด รถเพอการเกบเกยว เปนตนแลว ยงมเครองมออกอยางหนงซงสาคญยงชนดทแทบจะขาดไมไดเลยคอ “เครองสบนา” หรอ“ปมนา” นนเองเครองจกรกลตางๆทยกตวอยางมาใชเครองยนตทเปนตนกาลงซงมแรงมาสงและเปนการยากทจะหาเครองมอชนดอนทไมใชนามนในการขบเคลอนมาทดแทนได เวนแตเครองสบนา ปจจบนการพฒนาเครองสบนาโดยใชพลงงานแสงอาทตยผลตไฟฟาเปนตนกาลงเพอเดนเครองสบนาไดกาวหนาไปมาก คอ มอนเวอรเตอรททาหนาทควบคมมอเตอรอยางซอฟทสตารท คอใหมกระแสกระโชกขณะสตารททตาอยางหนงและแปลงไฟกระแสตรงทผลตไดจากเซลลแสงอาทตยไปเปนไฟฟากระแสสลบตามชนดและความตองการของมอเตอรอกหนาทหนงพรอมๆกบทพฒนาใหมประสทธภาพในการสบนาไดใน

ความสงนา แรงดนประมาณ

10เมตร 1 kg/cm2

14.7 lb/in2

1 bar

26

ปรมาณมากๆในระยะเวลาหนงๆ( Flow Rate)โดยใชแผงเซลลใหนอยลงควบคไปดวย อยางไรกตามในดานปรมาณนาทจะสบไดตอวนจะไมอาจเทยบไดกบเครองสบนาชนดใชนามนทมอตราไหลตอวนาทตอพนทหนาตดทอทเทากนสงกวา ทงยงสามารถสบไดตอเนองตลอดเวลาทมนามนเดนเครอง แตเมอมองตนทนทเปนคาสบนาตอลกบาศกเมตรภายใตเงอนไขราคานามนทเปนอยปจจบนคอทราวๆ 40 บาทตอลตรแลว ตนทนสบนาโดยการใช Solar Pump ถกกวา แปลกแตจรงทตวเลขความสนเปลองนามนตอปรมาณนาทสบไดเปนเรองทหาไดยากเยน ไมปรากฏในคณลกษณะ(Specification)ของผลตภณฑทงชนดทนาเขาหรอทผลตในประเทศ และหาแทบไมไดแมแตในสถาบนการศกษาทงดานการเกษตรหรอดานวศวกรรมเครองกล ทงผผลต ผนาเขาหรอสถานศกษาพดคลายๆกนวาเปนเรองยาก เพราะมหลายปจจยทจะทาใหอตราความสนเปลองนแตกตางกนไป เชน การเรงความเรวรอบเพอใหสบนาไดมากหรอเรวขน หรอระดบการยกนาตลอดจนระยะทางในการสงนา เปนตน ภายใตราคานามนทนบวนจะแพงขน ตวเลขนมความสาคญมากขนทกท เพราะเปนขอมลทควรร และหนวยงานทเกยวของนาจะกาหนดหรอสรางสมมตฐานทเปนตวแปรสาคญแลวใหผผลตระบอตราสนเปลองนออกมาตามสมมตฐานทกาหนดนนใหได ทผานมาอาศยการสงเกตจากการใชงานเปนหลก ผมเองกพงเจาของบอกงบอปลาทมประสบการณใชเครองสบนาเปนประจาหลายรายในการเกบขอมล หลายรายไมรวธคานวณปรมาณนา บอกผมเหมอนๆกนวาบอทอยตรงหนาผมนนมนาลกเทานนเทานและสบนาออกโดยใชเครองสบนาชนดเครองยนตเบนซนยหอดงๆยหอหนงขนาดทอดดและสงนาเทาโนน สบนาออกไดหมดในเวลาเทานนชวโมงโดยหมดนามนไปทงถงนามนของเครองทพอด ตองเรมตนคานวณปรมาตรบอหรอปรมาตรนา และไลหาสเปคเครองสบนามาดคาตางๆ เชน อตราการไหลทระดบยกนาตางๆ แรงมาทความเรวรอบตางๆ ขนาดความจถงนามน เพอหาขอมลความสนเปลองเชอเพลงหรอนามนเพอหาตนทนในการสบนา ผลทพอรวบรวมไดจากเครองสบนาชนดเครองยนตเบนซน ขนาดทอ 3 นวยหอหนงซงผลตในประเทศ อายใชงานไมเกน 1 ป มอตราการไหลทระดบยกนาไมเกน 2 เมตรท 1,100 ลตร ตอนาท ขนาด 5.5 แรงมาทความเรวรอบ 3,600 รอบตอนาท สามารถสบนาในบอทมปรมาตรประมาณ 180 ลกบาศกเมตรไดในเวลา 3 ชวโมง และนามนจากถงความจ 3.6ลตรหมดพอด ตรวจสอบจากการใชงานของเจาของบอกงบอปลาทวา หลายรายแลวใกลเคยงกบสเปค ของเครองพอใชได โดยสวนทไดเพมมานอกเหนอสเปคคอนามนทใชไป 3.6 ลตร คดเปนเงน 144 บาททคานามนเบนซน 40 บาทตอลตร คดเปนปรมาณนาทสบได 50 ลกบาศกเมตร ตอ นามน 1 ลตร คดเปนคาสบนาตอลกบาศกเมตรท 0.80 บาท หรอ 80 สตางคตอ 1 ลบ.ม. นวากนถงเครองสบนาคอนขางใหม ซงจะกนนามนนอยกวาเครองทเกาคอนขางมาก และไมนบรวมคาตวเครองสบนาทอยราวๆ 12,000-15,000บาททหากจะนาไปเปรยบเทยบกบระบบสบนาพลงงานแสงอาทตยทมอายการสบนาราว 25 ป แลวนาจะตองเปลยนเครองสบนาทวไปไมนอยกวาสองรอบ และ คาใชจายสนเปลองนามนเครองทควรเปลยนถายทกๆ 100-150 ชวโมงใชงานคราวละประมาณ 1.5 ลตร ถาเปนเกรดดถงบรรจ 5 ลตรราคาอยทประมาณ 1,800 บาท (คดเปน 9 สตางคตอนา 1 ลบ.ม.)

27

เมอรวมกบความสนเปลองทจะสงขนเมอเครองเกาลงแลว นาจะทาใหตนทนสบนานาจะอยทราวๆ 1.00 บาทตอลตรทราคานามน 40 บาทตอลตร คราวนลองมาเปรยบเทยบกบตนทนสบนาพลงงานแสงอาทตยโดยใช Solar Pump ชนดสบนาผวดน (ทตางไปจากชนดสบนาบาดาล) รนทมขนาดทอดดและสงนา 3 นวเทากนทมอตราการไหลดทสดในระดบยกนาไมเกน 6 เมตร เพอใหเทยบเคยงสมรรถนะไดดวย เครองสบนาทนามาเปรยบเทยบใชแผงเซลลขนาด 120 วตตจานวน 8 แผงเปนตนกาลงไฟฟาเดนเครองสบนาทมอตราการไหล 260 ลตรตอนาท ซงอตราการไหลระดบนจะอยในชวงความยาวชวงคลนแสง(Wave Length) ทเหมาะสมเทานนซงจะมคาเฉลยชวโมงรบแสงในยานดงกลาวตอป ราววนละ 4.5 ชวโมง ดงนนจงคานวณเปนคาเฉลยปรมาณนาทสบไดตอวน 70 ลกบาศกเมตร หรอปละ 25,200 ลบ.ม.และหากคานวณตลอดอายใชงานแผงเซลลทไมนอยกวา 25 ป จะสบนาไดถง630,000ลบ.ม. ซงระบบสบนาน จะมราคาขายทเปรยบเหมอนตนทนทประมาณ 280,000บาท คดเปนตนทนในการสบนาท 0.44บาท หรอ 44 สตางคตอลกบาศกเมตร เทานน หรอหากเปนรนทสามารถสงนาขนสงไดดกวา คอยกนาไดถงระดบ 90เมตรซงมราคาขายใกลเคยงกน แตจะมอตราการไหลตาลงคอทระดบยกนาสงไมเกน 2เมตรจะมอตราการไหล 210ลตรตอนาททจะสบนาไดตลอดอายการใชงานท 495,000ลบ.ม. คดเปนตนทนในการสบนาท 0.57บาท หรอ 57สตางคตอลกบาศกเมตร และระบบนแทบไมม หรอคาใชจายในระหวางใชงานและการบารงรกษาเลย ถวเฉลยคาใชจายสวนนนาจะไมเกน 6 และ 8สตางคตอลกบาศกเมตร กจะทาใหมตนทน 50 สตางค และ65สตางคตามลาดบตอการสบนา 1ลบ.ม. เทานน และหากมองในดานสงแวดลอม แมจะไมมตวเลขการสรางกาซคารบอนไดออกไซดของการสบนาโดยตรง แตหากเทยบเคยงกบการสรางกาซนในการผลตไฟฟาโดยใชนามน ทจะสรางกาซคารบอนไดออกไซดถง ประมาณ 720กรมตอการผลตไฟฟา 1หนวย หรอ 1 kWh และการผลตไฟฟาหนงหนวยดงกลาวนนจะใชนามนระหวาง 0.35-0.4 ลตร หรอเฉลย 0.39ลตร ดงนนนามน 1ลตรจะผลตไฟฟาไดประมาณ 2.5 หนวย ซงจะสรางคารบอนไดออกไซดถง 1,800กรม หรอ 1.8กโลกรม ซงหากนามาเทยบตอวานามน 1ลตรสบนาได 50ลบ.ม.กหมายความวาทกๆการสบนา 1ลบ.ม.จะสรางกาซคารบอนไดออกไซดถง 36 กรม และหากนาจานวนนาทจะสบไดจากพลงงานแสงอาทตยทเปนตวตาคอ 495,000ลบ.ม.แลว จะเหนวาลดการสรางกาซคารบอนไดออกไซดใหแกโลกไดถง 17,820,000กรมหรอราว 17.8ตน ทอาจจะเกดขนจากการสบนาดวยเครองสบนาชนดใชนามนใหไดนาจานวนเดยวกนในเวลา 25ป หรอปละ 712.80กโลกรม เลยทเดยว แตเนองจากปรมาณนาทสบไดในแตละวน มจานวนไมมากนก ในการใชนาในปรมาณทมากจงตองวางแผนอยางรอบคอบและไดประโยชนสงสด ภายใตภาวะราคานามนทสงลวและนบวนจะแพงขนไปเรอยๆประกอบกบความตองการลดภาวะโลกรอนดวยการชวยกนลดการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด ในขณะทการปลกพชเพอเปนพลงงานทางเลอกจะมากขนและจะใชนากจะมากขนเปนเงาตามตว(โดยเฉพาะการปลกปาลมนามนทเปนพชซงตองการนามากในระยะเรมตนเสยดวย) กระทรวงพลงงาน กระทรวงเกษตรและสหกรณกบกระทรวงทรพยากรธรรมชาตทมสวนเกยวของในเรองน จงควรรบทราบขอมลและเรองราวเหลานไว เพอหาทางชวยเหลอเกษตรกรและ

28

ชวยเหลอโลกไปพรอมๆกน โดยจะตองตนตว เชนหาทางตดตงเพอการศกษาและสาธตเปนการนารอง หาทางเพมอานาจซอของแพงๆเหลานดวยการเจรจาหาสถาบนการเงนมารองรบเปนสนเชอระยะยาว ดอกเบยตา หรอ การหนนชวยทางการเงน(Subsidy) อนๆ เชนเดยวกบทกระทรวงพลงงานอดหนนโดยการจายเงนเพมในการรบซอไฟฟาทผลตจากพลงงานหมนเวยนจากผผลตไฟฟารายเลกรายนอยนนกได

รปท 2.22 ระบบสบน าพลงงานแสงอาทตย

29

บทท 3

อปกรณ และวธการ

การสรางชดเครองสบนาพลงงานแสงอาทตย โดยใชเซลลแสงอาทตยทชารดและแบตเตอรเกามาซอม

แลวนากลบมาใชใหม มอปกรณ และวธการสรางขดเครองสบนาพลงงานแสงอาทตยดงน

3.1 อปกรณ

1. เซลลแสงอาทตยทชารดนามาซอม

2. แบตเตอรเกานามาลางใหม

3. ปมนา รน Z 3000 24V-8A ,Head 5 m

4. ถงนาขนาด 200 ลตร

5. เหลก

3.2 วธการสรางชดเครองสบน าพลงงานแสงอาทตย

3.2.1 ท าการลางแบตเตอรเกา

เปนการนาแบตเตอรเกามาลางเพอนากลบไปใชใหม โดยมอปกรณ และวธการลางแบตเตอรดงน

อปกรณ (ลางแบตเตอร)

1. แบตเตอรขนาด 12โวลต เกา 2. นากรดแบตเตอร ถพ.1250-1280ดกร

3. นายาลางหองนา 4. โวลตมเตอร

5. ถงมอยาง 6. หมอ

7. เตาปกนก 8. กะละมง

30

วธการ (ลางแบตเตอร) การคดแบตเตอรทจะมาท าสาว 1. แผนธาตตองไมกรอบ เขยาแลวไมดงกอกแกก 2. วดแรงดนไฟตองไมตากวา 5โวลต ถาไมมโวลตแสดงวาขวภายในอาจขาด 3. ชองภายในตองไมทะลถงกน ดไดจากเวลาเตมนากลนชองใดแลว ชองขาง ๆ นาขนดวย ถาแผนกน ทะล เรยกวา ชอรตตด ไมได

การลางแบตเตอรครงท 1 1. เปดจก เกบไว 2. เทนากรดออกใหหมด ใสกะละมง ในนากรดจะมฝนตะกว จะตองทงใหตกตะกอน (ตะกวจะทงตาม พนดนไมได จะเกดอนตราย)

รปท 3.1 แสดงการเทน ากรดออกใหหมด

3. เทนาเดอด ๆ ทกชองจนทวมแผนธาตทอยขางใน

รปท 3.2 แสดงการเทน าเดอดลงแบตเตอร

4. ปดจก เขยาแรง ๆ ในทกดาน เพอใหตะกอนปนออกมากบนา 5. ควาเขยาแรง ๆ เพอเทนาออกจากแบตเตอร จะเหนสงสกปรกออกมากบนาเปนสดา

31

รปท 3.3 แสดงการเขยาแบตเตอร

การลางแบตเตอรครงท 2 1. เตมนารอนเดอด ๆ ทกชองจนทวมแผนธาต 2. เตมนายาลางหองนา 1 ฝา ตอ 1 ชอง นายาลางหองนา ประกอบดวยกรดเกลอ 20 % กรดเกลอเปนกรดทใชลางทาความสะอาดผวโลหะการชบอยแลว นายาลางหองนาจะไมกดผวตะกว แตจะกดสงสกปรก คราบททาใหแผนธาตบอด จายกระแสไฟไมได หรอชารจไฟไมเขา และไมทาใหไฟฟาทชารจไวแลวสญหาย พบวากอนลางมแรงดน 5 โวลต หลงลางมแรงดน 12 โวลต

รปท 3.4 แสดงการเทน ายาลางหองน าลงแบตเตอร

3. ปดฝา เขยาแรงๆ ใหนายาผสมกบนารอน ทงไว 45นาท เพอใหนายาทาปฏกรยากบคราบสกปรกท ตดอยตามแผนธาต 4. เทนายาลางหองนาทขวแบตเตอรทง 2ขาง แลวเอานาเดอดลางออก 5. เมอครบ 45 นาท เขยาแรง ๆ ทก ๆ ดาน ใหตะกอนและคราบออก 6. เปดฝา ควาแบตเตอรลงเพอเทนาทง ลงในกะละมง เขยาตลอดเวลาทเทนาทออก จะมนาสดา ม กลนฉนและมตะกอนออกมา 7. ลางนาเดอดอกอยางนอย 4ครง หรอจนกวานาจะสะอาด เปนการลางคราบสกปรก และนายาลาง

32

หองนา ใหดมกลนนายาลางหองนาวาหมดกลนหรอยง ดผงตะกอนสดาทปนออกมากบนาวาหมด หรอยง 8. นานากรดเกาททงไวใหตกตะกอนใสแลว มาเปนนายาบวนปากขนสดทาย เพอซบนาทชมอยกบ แผนธาตออกกอนทจะเตมนากรดใหม มฉะนนนากรดใหมทเตมไปจะปนกบนาทชมแผนธาตอยทา ใหกลายเปนกรดออนและแบตเตอรจะเกบไฟไมได

รปท 3.5 แสดงการเทน ากรดเกาลงแบตเตอร

9. ตากแดด ทงไว 7 วน แลวเตมนากรดใหม วดแรงดนไฟด * หมายเหต: การทางานทกขนตอนควรทางานดวยความระมดระวง

3.2.2 ซอมเซลลแสงอาทตยเกา เปนการนาเอาเซลลแสงอาทตยทชารด แลวนากลบมาซอมแลวกลบมาใหม โดยมมอปกรณ และซธการซอมดงน

อปกรณ 1. แผงเซลลแสงอาทตย 2. อลมเนยมฟรอยด 3. ซลโคน 4. ไดโอด (ตวตานทานกระแสไฟฟา) 5.เครองเจยร 6.มดคตเตอร 7.มเตอรวดไฟฟา 8.เทอรมนอล 9.สกรไลปากแบน/สว 10.เครองเปาลมรอน 11.คมปากจงจก 12.ลกกลงไฟแชค

วธการ(ซอมเซลลแสงอาทตย)

1. ใชมเตอรปรบยานโวลต (V) และแอมแปร (A) โหมดไฟกระแสตรง (DC) วดคาแลวจดบนทก ถาไฟ ไมขนหรอขนนอยมากใหทาการซอมขวกอน 2. ใหดทขว บวกและลบ วามรอยขาดหรอไดโอดขาดจากนนทาการซอมขว

33

รปท 3.6 แสดงการวดกระแสไฟฟาดวยโวลตมเตอร

2.1 ใชเครองเจยร เจยรกระจกลงไปใหถงชนพลาสตก EVA (ขนาดชองใหใหญกวาเสนขวเลกนอย)

รปท 3.7 แสดงการเจยรกระจก

2.2 ใชมดคตเตอรกดลงชนพลาสตก EVA ใหทะลถงเซลล

รปท 3.8 แสดงการกดพลาสตก EVA

2.3 นาคมปากจงจกคอยๆงดขวขนมา (ระวงอยาใหขาด ) แลวจงนาเทอรมนอลมาใสเพอเชอมขวให ใชไดเหมอนเดมจากนนเชคไฟกอนแลวทาซลโคน

34

รปท 3.9 แสดงขวเซลลแสงอาทตย

วธการผาเซลลทแผง 1. สงเกตรอยแตกทแผงวาอยในลกษณะแบบใด 2. ทาเครองหมายเพองายตอการซอม

รปท 3.10 แสดงรอยแตกของเซลลแสงอาทตย

3. ใชเครองเจยรเจาะกระจกใหถงชนพลาสตก EVA

รปท 3.11 แสดงการเจยรกระจก

4. ใชลมรอนเปา และใชสกรไล/สว คอยๆขดพลาสตกEVA ออกใหหมด

35

รปท 3.12 แสดงการใชลมรอนเปาพลาสตก EVA

5. นาแผนอลมเนยมฟรอยดมาตดใหเลกกวาชองเซลลเพอกนกระแสไฟชอต จากนนใชลกกลงไฟแชก กลงเบาๆบนแผนอลมเนยมฟรอยดเพอใหตดแนนขน

รปท 3.13 แสดงการใชลกกลงไฟแชก กลงไปบนแผนอลมเนยมฟรอยด

6. ทาซลโคนทรอยซอมเพอปองกนความชนทงไวประมาณ 1 ชวโมง แลวนาแผงมาใหงานได

วธการดแผนเซลลแสงอาทตย

รปท 3.14 แสดงรอยแตกบนเซลลแสงอาทตย

36

1. สงเกตรอยแตก ของกระจกโดยหนแผนเซลลแสงอาทตยเขาหาแสง

2. สงเกตทเซลลแตละเซลลมการชารดทาใหกระแสไฟไมสามารถวงเขาหาขวได

3. ใหเลอกซอมเซลลทจาเปนเทานน

หมายเหต : การซอมเซลลแสงอาทตยมากเกน เมอขนยายไปตดตง อาจทาใหแผงเซลลแสงอาทตย แตกเพมได

3.2.3 สรางโครงสรางวางเซลลแสงอาทตย โดยท าเปนแพลอยน า

โดยการสรางทวางเซลลแสงอาทตย เปนการปองกนการแตกหกของเซลลแสงอาทตยทแลวแลว และ

เปนทวางอปกรณตางๆเชน แบตเตอร เปนตน ซงมอปกรณ และวธการซอมดงน

อปกรณ

1. เหลกกลอง ขนาด 2 นว จานวน 2 เสน

2. เหลกกลอง ขนาด 1 ½ นว จานวน 1 เสน

3. ทอเหลก ขนาด 4 หน จานวน 2 เสน

4. ทอเหลก ขนาด 6 หน จานวน 1 เสน

5. เหลกฉาก ขนาด 1 นว จานวน 3 เสน

6. ถงนา ขนาด 200 ลตร จานวน 4 ใบ

7. ไมอด หนา 10 มลลเมตร จานวน 1 แผน

วธการสราง

1. ออกแบบโครงสรางดานลางทจะเปนตวรบนาหนก มลกษณะเปนกากบาท เพอทาใหแพไมควา

ขนาดแพดานซาย-ขวา กวาง 1.30 เมตร ยาว 3.00 เมตรใชเหลกกลองขนาด 2 นว

รปท 3.15 แสดงการออกแบบแพลอยน า

37

2. ทาการเชอมขาเหลกเพอไวสาหรบยดถงนา

รปท 3.16 แสดงการเชอมแพลอยน า

3. ตดเหลกกลองขนาด 1 ½นว ยาว 1.50เมตร นามาเชอมแนวขวางเพอเปนฐานไววางแบตเตอร 4. ออกแบบทวางแผงเซลลแสงอาทตย ตดเหลกฉากขนาด 1นว กวาง 1.30เมตร ยาว 2.60เมตร โดยเผอความยาวเจาะรเพอระบายนาเวลาฝนตก

รปท 3.17 แสดงโครงสรางทวางเซลลแสงอาทตย

5. ทาสกนสนมและปพนแพดวยไมอด

รปท 3.18 แสดงการทาสกนสนม

38

รปท 3.19 แสดงอปกรณทงหมดพรอมใชงาน

6. นาเซลลแสงอาทตย แบตเตอรและปมนามาตดตง โดยตอเซลลแสงอาทตยเปนแบบขนานกนได

แอมแปร (A) เพมขนแตโวลต (V) เทาเดม สวนแบตเตอรใหตออนกรมกนเพอใหไดโวลต (V) เพมขน

แตแอมแปร (A) เทาเดม ทาสวตซเปด- ปด เพองายตอการใชงาน ดงรปท3.20

รปท 3.20 แสดงการตอวงจร

39

3.3 วธการทดลอง

การทดลองนเปนการทดลองเพอหาคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และอตราการไหล ของเครองสบ

นาพลงงานแสงอาทตย โดยมวธการทดลองดงน

1. ตอแบตเตอรเขากบปมนาแบบขนาน

รปท 3.21 แสดงการตออปกรณ

2. วดคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟาโดยใชโวลตมเตอร วดทกๆ 15นาท แลวจดบนทก

รปท 3.22 แสดงการวดคาแรงดนไฟฟา และคากระแสไฟฟา

3. วดอตราการไหล โดยปลอยนาใสถงทรปรมาตร และมความสงจากพนดน,(Head) 1เมตร แลวจบ

เวลา 3นาท วดทกๆ 15นาท แลวจดบนทก

40

รปท 3.23 แสดงการวดอตราการไหล

4. ทาตามขอ 2-3 จนกระทงนาไมไหลลงถงในระดบ 1เมตร

5. นาแบตเตอรมาชารตไฟใหมใหเตม แลวทาตามขอ 2-4

6. ทาตามขอ 2-5 ซากน 3ครง

41

บทท 4

ผลการทดลอง

4.1 ผลการทดลอง

จากการศกษาวธการซอมเซลลแสงอาทตยทชารด และวธลางแบตเตอรเกา แลวนามาปฏบตจรงกบอปกรณทมอย หลงจากททาการซอมเซลลแสงอาทตยเกา หรอมตาหน ทวดกระแสไฟฟากอนทาการซอมได 40W เมอซอมเสรจแลว แลววดกระแสไฟฟาอกครงไดกระแสไฟฟาประมาณ 50W ซงประสทธภาพการทางานของเซลลแสงอาทตยอยท80-90%เมอเทยบกบของใหม สวนแบตเตอรรถยนต 12 โวลต ทใชงานมาเปนเวลา 3 ป เกบไฟไดเพยง 6 โวลต เมอนามาลางใหมโดยทยงไมไดชารตวดกระแสไฟไดถง 11โวลต ซงมประสทธภาพการทางานอยท80-90%เมอเทยบกบของใหม ซงแบตเตอรทนามาลางแลวนาไปชารตกบเซลลแสงอาทตยทซอมใชเวลาประมาณ 10ชม. ถงแบตเตอรจะเตมแลวนาไปใชงาน

การนา เซลลแสงอาทตยทเสยแลวรวมถงแบตเตอรเกามาซอมเพอใหใชงานไดอกครง โดยสามารถ

นามาประยกตใชกบปมนา โดยทเซลลแสงอาทตยจะทาหนาทเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนกระแสไฟฟาแลว

ทาการประจ(ชารต)เขาไปเกบไวในแบตเตอรเพอรอจายกระแสไฟฟาใหปมนา โดยมตว Controller เปนตว

ควบคมการชารต และใชกระแสไฟฟาทงหมดในระบบ ปรมาณนาทไดในการสบแตละครงขนอยกบปรมาณ

กระแสไฟฟาทมในแบตเตอร ปรมาณกระแสไฟฟาในแบตเตอรจะมมากหรอนอยขนอยกบปรมาณแสงแดด

และกาลงวตต(W)ของเซลลแสงอาทตย ทงนปรมาณนาทไดในการสบแตละครงขนอยกบคณสมบตของปมนา

ของแตละรนในระบบดวย โดยเซลลแสงอาทตยทง 2แผง ทนามาซอมแลวนากลบมาใชใหม สามารถนามาใช

ไดกบปมนา DC 24V สบนาไดอตราสงสด 3000 แกลลอน.ตอชวโมง และสามารถสบนาไดนานตอเนอง 4ชม.

โดยปรมาณนาทไดจะในชวงแรกจะสง และลดลงเรอยๆตามปรมาณกระแสไฟฟาทมอยในแบตเตอรทลดลง

ตามเวลาทใชงานดงกราฟท4.1 แตถาทาการสบนาพรอมกบชารตแบตเตอรไปดวย จะไดปรมาณนาทสบคงท

รปท 4.1 แสดงอปกรณทงหมดพรอมใชงาน

42

รปท 4.2 กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา

จากการทดลองแลวนามาเขยนกราฟ จะเหนไดวาเมอปรมาณกระแสไฟฟาลดลง ปรมาณนาทสบไดก

จะมปรมาณลดลงตามดวย ซงสามารถสบนาไดประมาณ 4ชวโมง โดยปรมาณกระแสไฟฟาทจะสามารถสบนา

ไดอยในชวงระหวาง 1.2-6A ในระดบความสงจากพนดน 1เมตร

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

อตรการไหล,(l/s)

กระแสไฟฟา,(A)

43

4.2 ตารางเปรยบเทยบการประมาณคาใชจายในการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย

ตาราง 4.1 แสดงคาใชจายการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย (จากเซลลแสงอาทตยทช ารด และแบตเตอรเกา)

รายการ ราคา ( บาท) 1. เซลลแสงอาทตย 50 W จานวน 2แผน 3000 2. แบตเตอร 12V 100A จานวน 2ลก 1000 3. นากรดแบตเตอร ถพ.1250-1280ดกร จานวน 4ขวด 35 4. ซลโคน จานวน 1ขวด 40 5. อลมเนยมฟลอยล จานวน 1มวน 80 6. ตวตานทานกระไฟฟา จานวน 2ตว 5 7. ปมนา DC 24V จานวน 1เครอง 1500 8. คาแรง จานวน 1คน 500 9. อนๆ 100 รวม 6260

ตาราง 4.2 แสดงคาใชจายการประดษฐชดพลงงานแสงอาทตย

รายการ ราคา ( บาท) 1. เซลลแสงอาทตย 50W จานวน 2แผน 8000 2. แบตเตอร 12V 100A จานวน 2ลก 5000 3. ปมนา DC 24V จานวน 1เครอง 1500 4. คาแรง จานวน 1คน 500 5. อนๆ 100 รวม 15100

เมอนาราคาคาใชจายทง 2ตาราง มาเปรยบเทยบกนจะเหนวา การใชเซลลแสงอาทตยทชารด และ

แบตเตอรเกามาซอม แลวนากลบมาใชใหมจะมราคาถกกวากวาชดพลงงานแสงอาทตย(ใหม)อยท 8840บาท

และมประสทธภาพการทางานอยท 80-90%เมอเทยบกบของใหม

44

บทท 5 สรปผลการทดลอง และขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการทดลอง

การพฒนาเครองสบนาพลงงานแสงอาทตยโดยดาเนนการซอมเซลลแสงอาทตยทชารด และการลาง

แบตเตอรเกา เพอนากลบมาใชใหมอกครงโดยประสทธภาพการทางานของเซลลแสงอาทตย และแบตเตอรอย

ท 80-90% เมอเปรยบเทยบกบของใหม โดยทเซลลแสงอาทตยสามารถผลตกระแสไฟฟา แลวมาประจ

(ชารต) ไวทแบตเตอร ดงนน ขนาดปมนาทเหมาะสมทจะนามาใช คอปมนา DC-24V แบบจม ขนาดทอนา

ออก 114นว เมอ นาเซลลแสงอาทตย แบตเตอรและปมนามาตอวงจรเขาดวยกน จะไดชดสบนาพลงงาน

แสงอาทตยทสามารถสบนาไดในอตราสงสด 3000 แกลลอนตอชวโมง สงนาไดสงสด 5เมตรจากตวปม หรอ

ทางราบไดไกลกวา 20 เมตร และเมอแบตเตอรเตมสามารถสบนาไดประมาณ 4ชม.โดยชวงแรกจะไดปรมาณท

สง แลวจะลดลงเรอยๆตามปรมาณกระแสไฟฟาในแบตเตอรทจะลดลงเมอถกใชงาน แตถาชารตไปพรอมกบ

สบนาสามารถสบนาได โดยปรมาณนาทไดจากการสบจะคงท

5.2 ขอเสนอแนะ

หลงจากทไดทาการศกษา และทดลองตามวตถประสงคของโครงงานนแลว ไดเกดปญหาและจดนา

สงเกตหลายประการ เพอใหการทาโครงงานลกษณะนในภายภาคหนาเปนไปอยางราบรน ทางผจดทาจงใคร

ควรเสนอแนะความคดเหนบางประการไวดงน

1. การลางแบตเตอรควรทาดวยความระมดระวงทกขนตอน

2. หลงจากซอมเซลลแสงอาทตยแลว ควรมฐานตงเซลลแสงอาทตยทแขงแรงและมนคง เพอไมใหเกด

การแตกหกอก เพราะเซลลแสงอาทตยทซอมแลวไมคอยมความแขงแรง

3. ตองใสซลโคนใหเตมชองกระจกทตดออก เพอกนนา และความชนเขาไปภายในเซลลแสงอาทตย

4. ควรแปะอลมเนยมฟรอยลใหแนบสนทกบสารกงตวนา ถาแปะไมสนทจะทาใหไดกระแสไฟฟา

นอย

45

เอกสารอางอง เอกสารประกอบการฝกอบรม พลงงานทดแทน โดย อาจารยนนท ภกด ผเชยวชาญดานพลงงานทดแทนทไมตองพงพานามน วบลย บญยธโรกล .(2529). ปมและระบบสบนา.ภาควชาวศวกรรมชลประทาน. คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

สมศกด ปญญาแกว .(2539).เซลลแสงอาทตย.สารานกรมไทยสาหรบเยาวชนฯเลมท 20

วสทธ อรแกวกาญ. แบตเตอร.เอกสารเผยแพรเรอง เซลลแสงอาทตย. ศนยอนรกษพลงงานแหงประเทศไทย, กรมพฒนาและสงเสรมพลงงาน

วรพล สงหเขยวพงศ .(2550).ความรเกยวกบแบตเตอรรถยนต. http://www.klangbattery.com/how_to.html

46

ภาคผนวก

การทดลองหาคาแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และอตราการไหล มผลการทดลองดงน

ผลการทดลองครงท 1 ( 31 มนาคม 2555)

เวลา,(min) แรงดนไฟฟา,(V) กระแสไฟฟา,(A)

อตราการไหล,(l/s)

0.00 24.70 5.97 2.120

15.00 24.10 5.77 1.953

30.00 23.60 5.45 1.667

45.00 21.20 4.27 1.399

60.00 19.50 3.50 0.886

75.00 16.10 2.80 0.880

90.00 15.10 2.77 0.854

105.00 14.90 2.69 0.815

120.00 14.70 2.17 0.617

135.00 13.20 2.20 0.604

150.00 13.00 2.19 0.557

165.00 12.90 2.13 0.534

180.00 12.90 2.11 0.515

195.00 12.80 2.10 0.502

210.00 12.80 2.08 0.488

225.00 12.50 1.90 0.447

47

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบแรงดนไฟฟา

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

อตรการไหล,(l/s)

แรงดนไฟฟา,(V)

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

อตรการไหล,(l/s)

กระแสไฟฟา,(A)

48

ผลการทดลองครงท 2 ( 1 เมษายน 2555)

เวลา,(min)

แรงดนไฟฟา,(V) กระแสไฟฟา,(A)

อตราการไหล,(l/s)

0.00 24.60 5.95 2.066

15.00 24.20 5.78 1.900

30.00 23.50 5.50 1.717

45.00 22.40 4.52 1.357

60.00 20.20 3.64 0.902

75.00 17.30 2.93 0.885

90.00 15.90 2.76 0.864

105.00 15.00 2.71 0.792

120.00 14.60 2.23 0.634

135.00 13.40 2.21 0.599

150.00 13.10 2.18 0.575

165.00 13.00 2.15 0.550

180.00 12.90 2.13 0.528

195.00 12.80 2.11 0.511

210.00 12.70 2.10 0.483

225.00 12.50 1.92 0.445

49

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบแรงดนไฟฟา

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

อตรการไหล,(l/s)

แรงดนไฟฟา,(V)

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

อตรการไหล,(l/s)

กระแสไฟฟา,(A)

50

ผลการทดลองครงท 3 ( 2 เมษายน 2555)

เวลา,(min)

แรงดนไฟฟา,(V) กระแสไฟฟา,(A)

อตราการไหล,(l/s)

0.00 24.80 5.99 2.159

15.00 24.30 5.76 2.010

30.00 23.80 5.55 1.738

45.00 22.70 4.43 1.440

60.00 21.10 3.76 0.875

75.00 18.00 2.89 0.858

90.00 15.80 2.75 0.838

105.00 15.20 2.69 0.758

120.00 14.80 2.22 0.612

135.00 13.90 2.21 0.589

150.00 13.30 2.17 0.563

165.00 13.10 2.14 0.538

180.00 13.00 2.12 0.520

195.00 12.90 2.11 0.507

210.00 12.60 2.09 0.486

225.00 12.50 1.91 0.425

51

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบแรงดนไฟฟา

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

อตรการไหล,(l/s)

แรงดนไฟฟา,(V)

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

อตรการไหล,(l/s)

กระแสไฟฟา,(A)

52

ผลการทดลองเฉลย

เวลา,(min)

แรงดนไฟฟา,(V) กระแสไฟฟา,(A) อตรการไหล,(l/s)

0.00 24.70 5.97 2.115

15.00 24.20 5.77 1.954

30.00 23.63 5.50 1.707

45.00 22.10 4.41 1.399

60.00 20.27 3.63 0.888

75.00 17.13 2.87 0.874

90.00 15.60 2.76 0.852

105.00 15.03 2.70 0.788

120.00 14.70 2.21 0.621

135.00 13.50 2.21 0.597

150.00 13.13 2.18 0.565

165.00 13.00 2.14 0.541

180.00 12.93 2.12 0.521

195.00 12.83 2.11 0.507

210.00 12.70 2.09 0.486

225.00 12.50 1.91 0.439

53

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบแรงดนไฟฟา

กราฟแสดงความสมพนธระหวางอตราการไหลกบกระแสไฟฟา

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

อตรการไหล,(l/s)

แรงดนไฟฟา,(V)

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

อตรการไหล,(l/s)

กระแสไฟฟา,(A)

54