Embed Size (px)
Citation preview
1
บทท 1 บทน า
1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา
พลงงานแสงอาทตยเปนแหลงพลงงานอกอยางทมนษยใหความสนใจ และไดเลอกมาใชเปน
พลงงานทดแทน เนองจากพลงงานดงกลาวเปนพลงงานทไดเปลามจ านวนไมจ ากด และปราศจาก
มลภาวะ แตเนองจากในปจจบนความตองการใชพลงงานไฟฟามเพมมากยงขน จงไดมการน าเซลล
แสงอาทตย หรอโซลารเซลลมาใชในการผลตไฟฟาเพอชดเชยการผลตไฟฟาดวย เมอเปรยบเทยบ
กบพลงงานชนดอน ๆ เชน น ามน ถานหน กาซธรรมชาต ซงแหลงพลงงานเหลานมปรมาณลด
นอยลงและมราคาทสงขนเรอย ๆ ในขณะทพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานทสะอาด ใชแลวไม
หมดไป นอกจากนยงเปนแหลงพลงงานแบบกระจาย (Distributed Energy) ทเหมาะการตดตงใน
พนทหางไกล ทงในรปแบบโซลาฟารม และแบบตดตงบนหลงคา (Solar Rooftop) ไดอกดวย การ
จดท า “ชดสาธตระบบผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย” ในครงนมวตถประสงคเพอสราง
แบบจ าลองใหเหนถงหลก การท างานของระบบเซลลแสงอาทตยหรอโซลารเซลล ตลอดจนศกษา
เกยวกบอปกรณของระบบ รวมทงการผลตโซลารเซลลตงแตเรมตน เนองจากโซลารฟารมเปน
ระบบอตสาหกรรมทมขนาดใหญ อาจจะไมสะดวกตอการศกษาเรยนร ซงหากมการศกษาวเคราะห
จากชดสาธตดงกลาวก จะท าใหเขาใจถงหลกการท างานของระบบไดงายยงขน และเปนการสราง
พนฐานในการตอยอดไปจนถงระบบขนาดใหญในรปแบบของโซลารฟารมตอไป
1.2 วตถประสงคของการท าโครงงาน
1. สรางแบบจ าลองการผลตไฟฟาดวยพลงงานแสงอาทตย เพอใชเปนสอในการเรยนการสอน 2. เพอเปนการศกษาถงหลกการท างานของระบบเซลลแสงอาทตย และอปกรณพนฐานตาง ๆ
ทเกยวของกบการผลตพลงงานจากเซลลแสงอาทตย 3. เพอใชเปนขอมลในการน าเสนอส าหรบตดตงใชงานจรง
2
1.3 ขอบเขตการการท าโครงงาน
สรางชดสาธตระบบผลตไฟฟาจากเซลลพลงงานแสงอาทตย ขนาดก าลงไฟฟาไมเกน 250 วตต พรอมตดตงอปกรณปองกนระบบ รวมถงทดสอบการเชอมตอใชงานเขากบอปกรณไฟฟา
1.4 ประโยชนของโครงงาน
1. ท าใหทราบถงหลกการท างานของการผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย 2. ท าใหทราบถงผลกระทบทเกดขนในแตละชวงเวลาของการผลตไฟฟาจากเซลล
แสงอาทตย 3. ท าใหทราบถงผลกระทบของโหลดแตละแบบทสงผลตอระบบการผลตไฟฟาจากเซลล แสงอาทตย
4. ท าใหทราบขอมลตาง ๆ ทเกยวกบระบบการผลตไฟฟาจากเซลลพลงงานแสงอาทตย เพอ น าเสนอส าหรบตดตงใชงานจรง
1.5 โครงสรางของโครงงาน
ภาพท 1.1 ระบบออฟกรด ( Off-Grid System)
3
1.6 วธการด าเนนงาน 1. ศกษาขอมลเกยวกบโครงสรางและหลกการท างานของโซลารเซลล 2. หาสถานทตดตงและออกแบบเพอท าการสรางชดทดลอง 3. จดซออปกรณและท าการประกอบ 4. น าชดทดลองไปตดตงและท าการทดสอบ 5. ท าการปรบปรงแกไขในสวนทมปญหาและเกบขอมล 6. วเคราะหผลทไดจากการทดลองและสรปผลเพอน าไปวเคราะหผลกระทบทมตอระบบ
4
บทท 2
ทฤษฎทเกยวของ
2.1 ทฤษฎเกยวกบพลงงานแสงอาทตย
ภมศาสตรของโลก:โลกมลกษณะเปนทรงกลมร วธเพอบอกต าแหนงบนพนโลกจะบงชโดย
เสนแนวตงและเสนแนวนอนเรยกวา เสนเมอรเดยน (Meridian) และเสนศนยสตร (Equator) ทาง
ภมศาสตรก าหนดเสนศนยสตรคอ เสนสมมตรอบดาวเคราะหทตงฉากกบแกนหมนของดาวเคราะห
และมระยะหางจากขวเหนอและขวใตเทากน นนคอ เสนศนยสตรจะแบงดาวเคราะหเปนซกเหนอ
และซกใต โดยมละตจดเทากบศนยองศา พนทบนเสนศนยสตรนชวงเวลาของกลางวนและ
กลางคนยาวนานเกอบเทากนตลอดทงป นอกจากนพนทซงอยบนต าแหนงเสนละตจดตางกนจะม
สภาพอากาศ (Climate) และกาลอากาศ (Weather) แตกตางกน เสนละตจดมตงแต 0 ถง 90 องศา
โดยทละตจด 90 องศา ทขวโลกเหนอจะนบเปน 90 องศาเหนอ สวนขวโลกใตนบเปน 90 องศาใต
2.1.1 รงสอาทตยบนพนโลก [ 1 ]
รงสอาทตยบนพนโลกไดผานกระบวนการดดกลนและการแผรงสอาทตยโดยกาซใน
บรรยากาศ เปนผลใหสเปคตรมแสงอาทตยเปลยนไป ซงโมเลกลของกาซ ฝ นละอองและเมฆท าให
รงสอาทตยกระจดกระจาย (Scatter) และเกดการสะทอน (Reflect)
แสดงผลกระทบตอการเปลยนแปลงของรงสอาทตยเมอเขาสบรรยากาศโลกและพน
โลก เมอเทยบกบรงสเหนอบรรยากาศเกดการเปลยนแปลงดงน ความเขมรงสรวมทความยาวคลน
ใด ๆ องคประกอบของสเปคตรมและทศทาง ประเภทของรงสอาทตยบนพนโลกทควรทราบ
รงสตรง (Beam or Direct Radiation) เปนรงสทมาจากดวงอาทตยโดยตรงและตกบนผว
รบแสงดวยทศทางทแนนอน ณ เวลาหนงเวลาใด ซงทศของรงสตรงอยในแนวล าแสงอาทตย
เนองจากรงสตรงมทศทางแนนอนและมส าแสงขนานจงสามารถรวมแสงหรอโฟกสรงสตรงได
5
รงสกระจาย (Diffuse Radiation) เปนรงสอาทตยสวนทถกสะทอนและกระจาย โดย
กาซและฝ นละอองรวมถงวตถตาง ๆ ทอยในทางเดนของแสงกอนตกกระทบผวรบแสง รงส
กระจายนมาจากทกทศทางในทองฟาจงไมสามารถรวมแสงหรอโฟกสรงสกระจายได
รงสรวม (Total หรอ Global Radiation) เปนผลรวมของรงสตรงและรงสกระจายซง
จ ากดเฉพาะคลนแมเหลกไฟฟาคลนสน (ไมเกน 4 ไมโครเมตร) ไมรวมพลงงานคลนยาวจากการ
แผรงสของพนโลกและบรรยากาศ โดยกรณผวรบแสงเปนพนทเอยง (Incline Plane) รงสรวมจะ
ประกอบดวยรงสตรงจากทองฟา รงสกระจายจากทองฟาและรงสกระจายจากพนโลก อาคาร
บานเรอน ซงเกดจากสวนทสะทอนกลบจากพนโลก ในกรณนเรยกวา Total Radiation แตกรณ
ผวรบแสงเปนพนแนวราบ (Horizontal Plane) รงสรวมบนพนราบประกอบดวยรงสตรงและรงส
กระจายทมาจากครงทรงกลมทองฟา ไมมรงสกระจายทมาจากพนโลกเราเรยกรงสรวมบนพน
แนวราบวา Global Radiation
การเปลยนแปลงของรงสรวม รงสตรงและรงสกระจายในวนทฟากระจางและวนทฟาม
เมฆ เนองจากปรมาณเมฆ ฝ นละออง และหมอกควนมแตกตางกนตามฤดกาล ดงนนปรมาณรงส
รวม รงสกระจาย และรงสตรงจะเปลยนแปลงไปตลอดทงป ส าหรบประเทศไทย ฤดแลงมคา
รงสรวมและรงสตรงสงเพราะทองฟาโปรง แตฤดฝนจะมรงสกระจายสวนและรงสรวมนอย
2.1.2 ปรมาณรงสอาทตยในประเทศไทย [1]
โดยทวไปศกยภาพพลงงานแสงอาทตยของพนทแหงหนงจะสงหรอต าขนอยกบรงส
อาทตยทตกกระทบในพนทนน ๆ การศกษาเพอทราบปรมาณรงสอาทตยบนพนทโลกซงจะใชเปน
แนวทางการสงเสรมการใชประโยชนจากพลงงานแสงอาทตย ซงน าเสนอในรปแผนทศกยภาพ
พลงงานแสงอาทตย ส าหรบประเทศไทยมแผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตยของกรมพฒนา
พลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (กรมพฒนาและสงเสรมพลงงาน) จดท าขนในป พ.ศ. 2542
โดยมหาวทยาลยศลปากร ตามภาพท 2.1 ศกยภาพพลงงานแสงอาทตยเฉลยรายป ในแตละเดอน
นนการกระจายของความเขมรงสอาทตยตามบรเวณตาง ๆ ของประเทศไดรบอทธพลส าคญจากลม
มรสมตะวนออกเฉยงเหนอ และลมมรสมตะวนตกเฉยงใต ในพนทสวนใหญของประเทศไดรบ
รงสอาทตยสงสดระหวางเดอนเมษายนและพฤษภาคม โดยมคาอยในชวง 5.54 ถง 6.65 กโลวตต
6
ชวโมงตอตารางเมตรตอวน ในป พ.ศ. 2543 ไดมการพฒนาเครอขายสถานวดความเขมรงสอาทตย
มทงหมด 37 สถานทวประเทศ เพอใหประเทศไทยมขอมลความเขมรงสทละเอยดและถกตอง
สามารถน าไปใชเพอประโยชนดานการวจย พฒนาและการประยกตใชพลงงานแสงอาทตยอยางม
ประสทธภาพ ปจจบนสามารถทราบขอมลพลงงานแสงอาทตยทงขอมลจากการตรวจวดจากสถาน
ระหวางป พ.ศ. 2545-2550 และขอมลดาวเทยมเปนขอมลเฉลยรายเดอนของจงหวดและอ าเภอ
ระหวางป พ.ศ. 2536-2541
7
ภาพท 2.1 แผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตยส าหรบประเทศไทย [2]
(หนวย : กโลวตตชวโมงตอตารางเมตรตอวน)
8
บรเวณทรบรงสอาทตยสงสดเฉลยท งปอยทภาคตะวนออกเฉยงเหนอโดยครอบคลม
บางสวนของจงหวดนครราชสมา บรรมย สรนทร ศรสะเกษ รอยเอด ยโสธร อบลราชธาน และ
อดรธาน และบางสวนของภาคกลางทจงหวดสพรรณบร ชยนาท อยธยา และลพบร โดยไดรบรงส
อาทตยเฉลยทงป 5.26 ถง 5.54 กโลวตต-ชวโมงตอตารางเมตรตอวน พนทดงกลาวคดเปน 14.3 %
ของพนททงหมดของประเทศ นอกจากนยงพบวา 50.2 % ของพนททงหมดรบรงสอาทตยเฉลยทง
ปเทากบ 4.99 ถง 5.26 กโลวตต-ชวโมงตอตารางเมตรตอวน จากการค านวณรงสรวมของดวง
อาทตยรายวนเฉลยตอปของพนททวประเทศมคาเทากบ 5.04 กโลวตต-ชวโมงตอตารางเมตรตอวน
แสดงใหเหนวาประเทศไทยมศกยภาพพลงงานแสงอาทตยคอนขางสง
รงสอาทตยจากดวงอาทตยถกน ามาใชประโยชนเพอผลตไฟฟาโดยอาศยเซลลแสงอาทตย
สามารถทราบคาในรปความเขมรงสอาทตยหนวยเปนวตตตอตารางเมตร และพลงงานแสงอาทตย
หนวยเปนกโลวตตชวโมงตอตารางเมตรตอวน ซงขนกบวนทและเวลา รวมถงต าแหนงบนพนโลก
รงสอาทตยประกอบดวยสเปกตรมในชวงความยาวคลน 0.3 ถง 3 ไมโครเมตร เซลลแสงอาทตย
แตละชนดสามารถตอบสนองตอสเปกตรมไดแตกตางกน ดงนนประสทธภาพในการผลตไฟฟา
ตางกน ในการออกแบบระบบเซลลแสงอาทตย การใชงานและการบ ารงรกษาระบบมความ
จ าเปนตองทราบเกยวกบคาความเขมรงสอาทตยในพนทนน และลกษณะของเซลลแสงอาทตยท
เลอกใชงานพลงงานแสงอาทตยมวธการโดยวดคาความเขมรงสอาทตย (Irradiance) โดยทคาความ
เขมรงสอาทตย คอความเขมของก าลงงานทไดจากรงสอาทตยชวขณะนน ๆ บงบอกดวยหนวยของ
กโลวตตตอตารางเมตร (kW/m2) และจะเปลยนแปลงตลอดวน โดยทในเวลากลางคนมคาเทากบ
ศนยกโลวตตตอตารางเมตร และจะมคามากทสดคอ 1 กโลวตตตอตารางเมตรขนกบต าแหนงพนท
และสภาพภมอากาศ สามารถทราบไดทงรงสรวมและรงสตรง ขนกบเครองมออปกรณทใชวด
การวดคาความเขมรงสอาทตยอกวธหนงเปนการบนทกแสงแดด โดยวดชวงเวลาทรงส
ตรงมความเขมสงพอทจะกระตนตวบนทก โดยทวไปประมาณ 200 มลลวตตตอตารางเซนตเมตร
(mW/cm2) แตการวดแบบนมความถกตองนอยกวาดวยราคาทไมแพงนก แสดงเครองบนทกแดด
(Sunchine Recorder) มชวงเวลาสนทสดทวดได คอ 0.1 ชวโมง ความแตกตางของคาความเขมรงส
อาทตยกบพลงงานแสงอาทตย (Solar Radiation หรอ Solar Insolation) คอ ความเขมรงสอาทตย
เปนปรมาณความเขมของก าลงงานทไดจากรงสอาทตย แตทวาพลงงานแสงอาทตย เปนความเขม
9
รงสอาทตยรวมตลอดชวงเวลาทท าการวด บงบอกดวยหนวยเปนกโลวตต-ชวโมงตอตารางเมตร
(kWh/m2) นอกจากนพลงงานแสงอาทตยยงทราบไดจากขอมลปรมาณเมฆ (Cloud Cover) จาก
ภาพถายดาวเทยม
2.1.3 ลกษณะของเซลลแสงอาทตย [ 1 ]
เซลลแสงอาทตยเปนอปกรณทางไฟฟาท าจากสารกงตวน า ท าหนาทเปลยนพลงงาน
แสงเปนไฟฟาโดยตรง อาศยกระบวนการโฟโตโวตาอก (Photovoltaic Effect) ซงเกดจากความ
ตางศกยไฟฟาภายในสารกงตวน าทมคาแตกตางกน เมอไดรบแสงทมพลงงานมากพอ ท าใหเกด
การเคลอนทของอเลกตรอนอสระ โครงสรางทส าคญของเซลลแสงอาทตยมลกษณะเหมอนกบ
ไดโอดทวไป ประกอบดวยรอยตอระหวางวสดสารกงตวน าตางชนดกนสองชน ไดแก สารกง
ตวน าชนดพเปนขวบวกและสารกงตวน าชนดเอนเปนขวลบ สารกงตวน าทน ามาใชงานในลกษณะ
ดงกลาวสวนมากเปนซลกอน และเพอใหเขาใจไดงาย โดยสวนใหญจะใชการอธบายสารกงตวน าท
ท าจากซลกอน แมวาปจจบนจะมสารกงตวน าทท าจากวสดชนดอนกตาม
เซลลแสงอาทตยชนดซลกอน ประกอบดวยสารกงตวน าชนดพ ผลตขนจากผลกของ
ซลกอนใชสารเจอปนคอ โบรอน เพอท าใหเปนวสดขาดอเลกตรอนอสระ ทงนการขาดอเลกตรอน
ท าใหเกดชองวาง เรยกวา โฮล (Hole) และการขาดอเลกตรอนทเปนประจลบ ท าใหสวนนเทยบได
กบอนภาพประจบวก สวนสารกงตวน าชนดเอนผานการเตมสารเจอปนคอ ฟอสฟอรส เพอท าให
เกดอเลกตรอนสวนเกด ซงจดเชอมตอเรยกวา รอยตอพ-เอน
ก าลงไฟฟาของเซลลแสงอาทตยตองอาศยท งแรงดนและกระแสไฟฟา โดยท
กระแสไฟฟาเกดขนเมอมการไหลของอเลกตรอน และแรงดนไฟฟาเปนผลมาจากสนามไฟฟา
ภายในบรเวณรอยตอพ-เอน โดยทวไปเซลลแสงอาทตยซลกอนแบบผลกเดยวจะออกแบบใหม
แรงดนไฟฟาประมาณ 0.5 โวลตทกระแสไฟฟาประมาณ 2.5 แอมแปร ดงนนจะเกดก าลงไฟฟา
สงสดประมาณ 1.25 วตต (ขนอยกบรายละเอยดในการออกแบบ ซงเซลลแสงอาทตยแบบอน ๆ
อาจมแรงดนหรอกระแสไฟฟาสงหรอต ากวาน)
10
ภาพท 2.2 โครงสรางรอยตอพ-เอนของสารกงตวน าซลกอน
2.1.4 สมบตทางไฟฟาของแผงเซลลแสงอาทตย [1]
กระแสและแรงดนไฟฟา : เซลลแสงอาทตยผลตไฟฟาเปนกระแสตรง โดยทแรงดน
และกระแสไฟฟาทผลตไดขนกบความเขมรงสอาทตยและอณหภมแผงเซลล ภาพท 2.3 กระแสกบ
แรงดนไฟฟาของเซลลแสงอาทตยเมอตอกบโหลดทแปรคาตงแตสภาวะวงจรลด (Short Circuit)
ถงสภาวะวงจรเปด (Open Circuit) โดยตดแกนตงทแรงดนเปนศนย จะไดคากระแสทสภาวะวงจร
ลด (Short Circuit Current : ISC) สวนจดตดแกนนอนทกระแสเทากบศนยจะไดคาแรงดนขณะวงจร
เปด (Open Circuit Voltage : VOC) เมอน าคากระแสคณกบแรงดนกจะไดก าลงของเซลลแสงอาทตย
ซงตองมจดเดยวเปนคาก าลงไฟฟาสงสด เรยกวา ก าลงไฟฟาทจดสงสด (Power at Maximum
Point : PMP) สวนกระแสกบแรงดนทจดนเรยกวา กระแสทจดก าลงไฟฟาสงสด (Current at
Maximum Power Point : LMP) กบแรงดนทจดก าลงไฟฟาสงสด (Voltage at Maximum Power
Point : VMP) ตามล าดบ
ภาพท 2.3 กระแสกบแรงดนของแผงเซลลแสงอาทตย (I=V Curve) [ 7 ]
11
การระบคาสมรรถนะทางไฟฟาของแผงเซลลไดจากการทดสอบวดกระแสและ
แรงดนไฟฟา (I-V curve) โดยตอภาระทางไฟฟาทสามารถแปรคาไดตงแตสภาวะวงจรเปดไป
จนถงสภาวะวงจรลด เขากบแผงเซลล แลวใหแสงแกแผงเซลล โดยควบคมสภาพแวดลอมทสภาวะ
มาตรฐาน (Standard Test Condition, STC) คอ ความเขมรงสอาทตย 1,000 วตตตอตารางเมตร
สเปคตรมของแสงท Air Mass (AM) 1.5 และอณหภมดานหลงแผงเทากบ 25 องศาเซลเซยส
นอกจากนนการแสดงเครองหมายรบรองคณภาพจากหนวยงานตาง ๆ และการอางอง
มาตรฐานการทดสอบแผงเซลลแสงอาทตย มาตรฐานหลกทใชในการรบรองคณภาพคอ IEC
61215 ส าหรบแผงเซลลชนดผลก IEC 61646 ส าหรบชนดฟลมบาง ยงมมาตรฐานทางดานความ
ปลอดภย เชน IEC 61730 ส าหรบแผงทงสอง TUV Safety Class II และ UL1703 เปนตน
วงจรสมมลของแผงเซลลแสงอาทตย [1] : เซลลแสงอาทตยสามารถแทนดวย
วงจรสมมล (Equivalent Circuit) ดงภาพท 2.4 ประกอบดวย แหลงจายกระแสไฟฟาตอขนานกบ
ไดโอด (รอยตอพ-เอน) และ Rsh แลวจงตออนกรมกบ Rs โดยก าหนดใหแหลงจายกระแสเปนแบบ
กระแสคงท ซงแปรผนตามความเขมแสงความตานทานอนกรม (Rs) เปนคาความตานทานท
เกดขนจากจดเชอมตอ (Wiring Contact) ระหวางตวน าไฟฟากบเซลลสวนความตานทานชนท
(Rsh) เกดขนเมอใหแรงดนไฟฟาในลกษณะไบอสยอนกลบใหกบไดโอด
ภาพท 2.4 แบบจ าลองคณลกษณะทางสถตของเซลลแสงอาทตย
ทางอดมคตจะไมมกระแสไฟฟาไหลยอนกลบ ตรงกนขามกบความเปนจรงจะมกระแส
ไหลยอนกลบในระดบต า นนแสดงใหเหนวามเสนทางทกระแสไฟฟาสามารถไหลผานได ดงนน
จงแทนดวยความตานทานชนท (Rsh) ซงมคาสงมากเมอเทยบกบความตานทานอนกรมทมคาต า
12
มาก โดยทวไปคณสมบตทางไฟฟาของเซลลแสงอาทตยแสดงในภาพของความสมพนธระหวาง
กระคากระแสและแรงดนไฟฟา เรมตนทวงจรสมมลของเซลลอาทตย ดงแสดงภาพท 2.4 เปนการ
ตอขนานระหวางแหลงก าเนดแสงไดโอด (รอยตอพ-เอน) และความตานทาน Shunt และตอ
อนกรมกบความตานทานอนกรม ตามล าดบ เขยนเปนสมการไดดงสมการท 2.1 นนคอผลลพธ
ของการแสทไดจากเซลลแสงอาทตยเกดมาจากแหลงพลงงานหกลบดวยกระแสทไหลผานไดโอด
และผานความตานทาน Shunt ขณะกระแสไฟฟาไหลผานท าใหเกดคาแรงดนไฟฟาในแตละจดขน
สมการท 2.2 แรงดนไฟฟา ณ จดใดๆ เทากบแรงดนไฟฟาทขาออกบวกดวยผลคณ
ระหวางกระแสไฟฟากบความตานทานอนกรม
I = IL – ID – ISH (2.1)
VRS = V+ (IR × RS) (2.2)
โดยท I = กระแสไฟฟาขาออก มหนวยเปนแอมแปร
IL = กระแสไฟฟาทเกดจากแหลงพลงงานแสง มหนวยเปนแอมแปร
ID = กระแสไฟฟาทไหลผานไดโอด มหนวยเปนแอมแปร
ISH = กระแสไฟฟาทไหลผานความตานทาน Shunt มหนวยเปนแอมแปร
V = แรงดนไฟฟาขาออก มหนวยเปนโวลต
I = กระแสไฟฟาขาออก มหนวยเปนแอมแปร
RS = ความตานทานอนกรม มหนวยเปนโอหม
VRS = แรงดนไฟฟาทไหลผานความตานทานอนกรม มหนวยเปนโวลต
พารามเตอรทบงบอกถงประสทธภาพของเซลลแสงอาทตยประกอบดวย กระแสลดวงจร
( ISC ) แรงดนวงจรเปด ( VOC ) และฟลดแฟกเตอร (FF) แสดงกระแสลดวงจรและแรงดนวงจรเปด
คอ กระแสไฟฟาขณะทแรงดนไฟฟาของเซลลแสงอาทตยมคาเปนศนย เปนคากระแสไฟฟาสงสด
และแรงดนไฟฟาขณะไมมกระแสเปนคาแรงดนไฟฟาสงสด สวนฟลดแฟกเตอร เปนสดสวน
13
ระหวางผลคณแรงดนกบกระแสทจดท างานสงสดและผลคณของกระแสลดวงจรกบแรงดนวงจร
เปด ซงมคานอยกวาหนง นอกจากนมพารามเตอรเกยวกบความตานทานในเซลลแสงอาทตยเปน
ประโยชนตอการตดตามพฤตกรรมของเซลลแสงอาทตยและการพฒนาเซลลแสงอาทตย โดยคด
จากสดสวนระหวางคาแรงดนทจดสงสดตอกระแสทสดท างานสงสดหรออาจใชสดสวนระหวางคา
แรงดนวงจรเปดตอกระแสลดวงจร
ภาพท 2.5 สวนประกอบของเซลลแสงอาทตย [5]
2.1.5 ลกษณะของแผงเซลลแสงอาทตย
เซลลแสงอาทตยน าไปใชงานในรปของแผงเซลล (Module) การเพมก าลงไฟฟาให
สงขนโดยน าแผงเซลลมาเชอมตอกนในรปแบบของสตรง (String) หรออะเรย (Array) แสดง
ลกษณะทวไปของการเชอมตอเซลลชนดผลก กระแสไฟฟาทผลตไดจะถกดงไปทตวน าไฟฟา
ดานหนาและหลงของเซลล โดยดานหนามตวน าเรยกวา ฟงเกอร (Fingers) ท าหนาทน ากระแสสง
ตอไปบสบาร (Busbar) และไหลผานไปยงเซลลทเชอมถงกน ฟงเกอรและบสบาร จะตองบง
เซลลนอยทสดและรบกระแสไฟฟาไดสง เพอใหเซลลรบแสงไดมากทสด และดานรบแสงของ
เซลลจะตองเคลอบสารลดการสะทอนแสง
14
ภาพท 2.6 การเชอมตอแผงโซลาเซลล แบบสตง หรอ อะเรย
2.1.6 ปจจยทลดทอนประสทธภาพของเซลลแสงอาทตย
ประสทธภาพของเซลลแสงอาทตยขนกบทงปจจยภายนอกและสมบตของเซลล ไดแก
อณหภมความเขมรงสอาทตย ความตานทาน Shunt และความตานทานอนกรม เปนตน โดยท
ประสทธภาพลดลงเมออณหภมสงขน นนคอ สภาวะทอณหภมสงระยะหางของแถบพลงงานจะ
ลดลง เปนผลใหแรงดนขาออกของเซลลแสงอาทตยมคานอยลงแตไมท าใหกระแสลดวงจร
เปลยนแปลงนก (ภาพท 2.7) ทงนกระแสลดวงจรหรอกระแสสงสดจะลดลงเมอความเขมรงส
อาทตยมคานอย เชน ในวนททองฟามดครม มเมฆบดบง การบงเงาเนองจากเงาตนไม เปนตน
ความตานทานอนกรมเพมขนจะท าใหแรงดนขาออกมคาลดลงแตไมมตอคาแรงดน
วงจรเปด หรอกลาวไดวา ความตานทานอนกรมท าใหคาฟลดแฟกเตอรลดลง หากคานมมาก ๆ จะ
ท าใหกระแสลดวงจรลดลงและ IV-Curve เปนเสนตรง (ภาพท 2.8) คาความตานทาน Shunt
ลดลงมากจะเปนผลท าใหแรงดนวงจรเปดและกระแสวงจรมคาลดลง (ภาพท 2.9) และคาฟลดแฟก
เตอรลดลงเชนเดยวกบกรณของความตานทานอนกรม
15
ภาพท 2.7 ผลของอณหภมตอแรงดนวงจรเปดและกระแสลดวงจร
ภาพท 2.8 ผลของความตานทานอนกรมตอลกษณะกระแสและแรงดน
16
ภาพท 2.9 ผลของความตานทาน Shunt ตอลกษณะกระแสและแรงดน
2.2 ทฤษฎเกยวกบชนดของแผงโซลารเซลล [1]
เทคโนโลยเซลลแสงอาทตยมการพฒนาอยางตอเนอง เพอลดตนทนดานวสดของเซลล
แสงอาทตยซงจะท าใหราคาเซลลแสงอาทตยลดลง และมประสทธภาพสงขน การแบงประเภท
เทคโนโลยเซลลแสงอาทตยตามการผลตแบงไดเปน 3 กลมดงแสดงในภาพท 2.10
2.2.1 เซลลแสงอาทตยชนดผลก (Crystalline Solar Cells) มความแตกตางกนตามชนดของ
สารกงตวน าตงตน (Semiconductor Material) เชน ซลกอน (Si) และแกเลยม อารเซไนด (GaAs)
เปนตน เซลลแสงอาทตยผลกซลกอนมกรรมวธในการผลตหลายวธ จงมใหเลอกใชงานตามความ
เหมาะสม ขนกบราคาและวตถประสงคการใชงาน ไดแก แบบผลกเดยว (Monocrystalline
Silicon Cellx) แบบแผนฟลมบาง (Silicon Ribbon Cells) แบบหลายผลก (Polycrystalline Silicon
Cellx) แบบแผนบางหลายผลก (Polycrystalline Thin Film Silicon Cells) เปนตน เซลลแสงอาทตย
ในกลมนไดการยอมรบในเชงพาณชยและมประสทธภาพ 10-15 % แตตนทนของวสดคอนขางสง
2.2.2 เซลลแสงอาทตยชนดฟลมบาง (Thin Film Solar Cells) ประกอบดวย เซลลทผลตจาก
อะมอฟสซลกอน เซลลทผลตจากแคดเมยมเทลลไลด (CdTe) และเซลลทผลตจากคอปเปอร
17
อนเดยมไดเซเลเนยม (CIGS) มการใชงานในเชงพาณชยและมประสทธภาพท 6-10% ถงแมวา
ประสทธภาพจะนอยกวาเซลลชนดผลก แตมขอดของราคาทถกกวา สวนการตดตงใชงานใน
สภาวะจรง อายการใชงานและการเสอมสภาพของเผงเซลลในระยะยาวยงอยระหวางการศกษาวจย
เซลลแสงอาทตยทพฒนาจากชนดผลกและชนดฟลมบางเพอเพมประสทธภาพ ลดการสรางมลพษ
และเพมอายการใชงาน แบงตามการพฒนาเทคโนโลยเซลลแสงอาทตยไดเปน 3 แบบ ไดแก ทรง
กลม (Spherical Micro Solar Cells) ดายเซนซไทซ (Dye-Sensitized Solar Calls) และควอนตม
ตอล (Quantum Dot Solar Cells) ดงภาพท 2.10 ก. , ข. , ค. เซลลแสงอาทตยทรงกลมจะสามารถรบ
แสงไดสามมต จงเพมประสทธภาพในการรบแสง และมน าหนกเบากวาแบบแผนราบ เมอ
ประกอบเปนแผงเซลลแสงอาทตย จงลดตนทนลงได มการใชงานเชงพาณชยแตยงไมแพรหลาย
ก. Single Crystalline Silicon ข. Polycrystalline Silicon ค. Amorophous Silicon
ภาพท 2.10 ตวอยางเซลลแสงอาทตยแบบตาง ๆ [5]
ดายเซนซไทซมจดเดนในความเปนมตรกบสงแวดลอม โดยการออกแบบเซลลใชแนวคด
เดยวกบกระบวนการสงเคราะหแสงของพช ปจจบนมผลตขายในเชงพาณชย และมประสทธภาพ
3-5% ควอนตมดอต (Quantum Dot Solar Cells : QD) ถกพฒนาขนเพอเพมประสทธภาพการ
เปลยนผลทางเทอรโมไดนามกสของโฟตอนใหมคามากทสด เปนการพฒนาจากขอจ ากดของเซลล
ชนดผลก โดยเพมประสทธภาพของวสดสารกงตวน าจาก 31-33% เปน 66% และยงไมมการใชงาน
เชงพาณชยแผงเซลลชนดฟลมบางแบงได 2 แบบ คอ
18
1. แผงเซลลแบบโครงสรางแขง เซลลถกสรางลงบนกระจกโดยตรง จากนนท าการเชอมตอทางไฟฟา แลวจงน าไปเคลอบลามเนตดวยว สดหอหมท งดานหนาและดานหลง
สวนประกอบของเซลลชนดอะมอรฟสซลกอน (a-Si), ซงกระจกท าหนาทเปนซบสเตรท
เทคโนโลยของเซลลทใชกระบวนการผลตแบบนคอ CdTe, a-Si เซลลแสงอาทตยชนดฟลมบาง
ซลคอน แบบเซลลซอนระหวางอะมอรฟสซลคอน/อะมอรฟสซลคอน หรอ อะมอรฟสซลคอน/ไม
โครครสตลไลนซลคอน หรอเรยกวา Tandem, และ CIGS
2. แผงเซลลแบบออนตว มลกษณะของการเกาะตด (Deposit) บนซบสเตรททออนตว
สวนการเชอมตอทางไฟฟาขนกบชนดของซบสเตรท ถาวสดจ าพวกฉนวนไฟฟา เชน Polyester
หรอ Polyimide สามารถใชวธเดยวกบซบสเตรททเปนกระจก แตวสดจ าพวกตวน าไฟฟาตองใช
วธการอน จากนนกจะถกน าไปลามเนตดวยวสดพอลเมอรทไมมสและยอมใหแสงผานได เชน
ETFE หรอ FEP นอกจากน การแบงแผงเซลลสามารถแบงตามลกษณะการประกอบหรอวสด
ประกอบแผงเซลล เชน
วสดประกอบแผง เชน แผงเทปลอน แผง PVB และแผงเรซน เปนตน
เทคโนโลยการประกอบแผง เชน การลามเนต เปนตน
วสดซบสเตรท เชน ฟลมบาง กระจกกบเทดลาร โลหะกบฟลม อะครลคพลาสตก และ
กระจกกบกระจก เปนตน
โครงสรางเฟรม ไดแก แบบมเฟรม และแบบไรเฟรม
การเพมโครงสรางพเศษ เชน Toughened Safety Glass (TSG) กระจกนรภยหลายชน
(Laminated Safety Glass, LSG) และกระจกฉนวน (Insulating Glass) เปนตน
ก. แผงเซลลแสงอาทตยแบบออนตว ข. การตดตงแผงเซลลแสงอาทตยแบบออนตว
ภาพท 2.11 แผงเซลลแสงอาทตยแบบออนตว [1]
19
ความหลากหลายของแผงเซลลไดเอออ านวยตอการสรางสรรคในเชงสถาปตยกรรม ท าให
การพจารณาเพอเลอกใชตองควบคกนไปทงดานประสทธภาพของแผงเซลล ความกลมกลนกบตว
อาคารและเปนไปตามกฎขอบงคบการกอสรางหรอตอเตมอาคาร เชน
สสน ขนกบชนดของเซลล การผนกแผนหลงเซลล การเชอมตอเซลล และชนดของ
กระจก
ความโปรงแสง ขนกบการจดเรยงเซลลและคณลกษณะความโปรงแสงของเซลล
ความสามารถในการยดหยน ขนกบชนดของซบสเตรท
ลกษณะของรปแบบการเชอมตอเซลล เพอท าเปนแผงเซลลมอย 3 แบบ คอ
1. แบบอนกรม คอน าแตละเซลลมาตออนกรมเปน 1 แถว หรอ 1 สตรงใน 1 แผง ดงภาพท 2.12 (ก) เพอเพมแรงดนไฟฟา หากแตละเซลลมแรงดนวงจรเปด (V) ประมาณ 0.6 โวลตเทากนทก
เซลลและกระแสเทากน แผงเซลลจะมแรงดน V เทากบจ านวนเซลลทตออนกรมคณกบแรงดน V
เซลล กรณนเทากบ 12 โวลต สวนกระแสทไหลผานจะไหลเทากบกระแสของหนงเซลลเทานน
(ก) การตอแผงโซลาเซลลแบบอนกรม
(ข) การตอแผงโซลาเซลลแบบอนกรม-ขนาน
ภาพท 2.12 แสดงการตอแผงเซลลชนดตาง ๆ
20
2 . แบบอนกรม-ขนาน คอน าแตละสตรงทเซลลตออนกรม เพอเพมแรงดนไฟฟา แลวน ามาตอขนานเพอเพมกระแสไฟฟา ดงภาพท 2.12 (ข) แตละสตรงมเซลลตออนกรม 4 เซลล ซงท าใหม
แรงดนทแตละสตรงเทากบ 2.4 โวลต สมมตใหกระแสแตละสตรงเทากบ 5 แอมป ท าใหกระแสท
ไดจากแผงนมคาเทากบผลรวมคากระแสของทกสตรงทตอขนานกน ในทนเทากบ 20 แอมป
3 . แบบอนกรม-ขนาน-อนกรม คอน าแตละกลมทเชอมตอกนตามแบบท 2 มาตออนกรม เพอ
เพมทงแรงดนและกระแสไฟฟาโดยสวนใหญสวนประกอบแผงเซลลแสงอาทตยส าหรบชนดผลก
ซลกอนม 4 สวน ประกอบดวย วสดประกบผวหนาเซลล วสดส าหรบหอหมเซลล (Encapsulant)
วสดแผนหลง (Back Sheet) และเฟรม
วสดประกบผวหนา ท าหนาทกนน า ไอน า ฝ นละอองและสงสกปรก รวมถงแรงกระแทก คณสมบตของวสด คอ แสงสามารถสองผานไดด ปองกนแสงอลตราไวโอเลต (UV) และ
ระบายความรอนไดด โดยทวไปวสดทใชเปนผวหนาจะเปนกระจกชนด Tempered Low-Iron ซงม
ราคาไมสง
วสดหอหมเซลล ชวยในการจบยดกนระหวางวสดผวหนา ตวเซลลและวสดประกบแผนหลงของแผงเซลล ซงตองทนทานตออณหภมสงและรงสอลตราไวโอเลต รวมทงใหแสงสอง
ผานไดดและระบายความรอนไดด โดยสวนใหญใชวสดจ าพวกโพลเมอรทเรยกวา EVA ยอมา
จาก Ethyl Vinyl Acetate
วสดประกบแผนหลง ท าหนาทปองกนและเปนแผนหลงของแผงเซลลแสงอาทตย ตองมคณสมบตระบายความรอนไดด และปองกนน าและไอน า โดยสวนมากวสดทน ามาใชเปน
จ าพวกโพลเมอรแผนบางทมชอวา Tedlar
เฟรม (Frame) ท าหนาทเปนโครงสรางของแผงเซลลเพอเพมความแขงแรงกบแผงเซลลและเปนสวนปองกนแรงกระแทกตาง ๆ โดยทวไปวสดทใชเปนอลมเนยม
21
2.3 กลองรวมสาย, ไดโอดปองกนกระแสไหลยอนกลบ
(Junction Box, Bypass Diode และ Blocking Diode)
การตอเซลลแสงอาทตยเพอใหคาแรงดนไฟฟาทเหมาะสม ส าหรบเซลลแสงอาทตยชนดผลก
ซลคอนจะมคาแรงดนวงจรเปดหรอความตางศกยแตละเซลลประมาณ 0.6 โวลตและส าหรบเซลล
แสงอาทตยชนดฟลมบางซลคอนประมาณ 0.6 – 0.9 โวลต และคากระแสไฟฟา (ขนอยกบพนท
เซลล) หลงการตอเซลลเปนแผงเซลลจะรวมสายไฟฟาเขาดวยกนโดยแยกเปนขวบวกและขวลบไป
ยงกลองรวมสายทเรยกวา Junction Box เพอน าไฟฟาไปใชงานตอไป
การผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตยในสภาวะไมมเงาบงแสงได แตถาเงาบงจากกรณตาง ๆ
เชนใบไม และสงปลกสราง เปนตน จะท าใหแผงเซลลมคากระแสไฟฟาลดลง เปนผลท าให
ก าลงไฟฟาโดยรวมของแผงเซลลลดลงอยางมาก นอกจากนแลวเมอเกดเงาบงกบแผงเซลล ท าให
เกดความรอนทตวเซลลขน เนองจากเซลลทถกบงจะท าหนาทเปนภาระทางไฟฟาแทนทจะเปน
แหลงจายพลงงาน
ในทางปฏบตการตอเซลลแสงอาทตยเปนแผงเซลลนนจะตองม Bypass Diode เขาไปในแผง
เซลลเพอท าหนาทใหกระแสไฟฟาไหลผานขวขณะในกรณทเกดเงาบงหรอแมกระทงกรณทเซลล
เสยหายถาวร เมอมเงามาบดบง และจะพบวาถาม Bypass Diode จะท าใหกระแสไฟฟาทไหลใน
แผงเซลลเปนปกต เนองจากกระแสไฟฟาจะไมไหลผานสวนของแผงเซลลทเกดเงาบง เปนใหให
คาก าลงไฟฟาโดยรวมจากแผงเซลลมการลดทอนเพยงเลกนอย
เซลลแสงอาทตยชนดผลกซลคอนจะน าเซลลมาตออนกรมกนเพอเพมคาแรงดนวงจรเปดให
เหมาะกบการใชงาน ซงจ านวนเซลลในหนงแผงประมาณ 36-40 เซลลและใช Bypass Diode
ประมาณ 2 ตว ภาพท 2.13 เปรยบเทยบกระแสและแรงดนไฟฟาเกดจากแผงทม Bypass Diode
และไมม Bypass Diode โดยทเสนสน าเงนแสดงกระแสและแรงดน แตเมอไมมเงาบงพนทเงาบง
เซลลหนงเซลลถง 75% ของพนทเซลล กรณทไมม Bypass Diode (เสนสแดง) กระแสไฟฟา
ลดลงจากปกตเปนอยางมาก เนองจากกระแสไฟฟาทเหลอเพยง 25% จากพนทเซลลทงหมด แตถา
ม Bypass Diode จะท าใหกระแสไฟฟาวงจรลด และแรงดนวงจรเปดเทาเดม (กราฟสเขยว)
เพยงแตก าลงไฟฟาทงหมดลดลงเทานน
22
ภาพท 2.13 การเปรยบเทยบ I-V Curve ทมและไมม Bypass Diode เมอมการเกดเงาบง
ในอกกรณส าหรบการตอแผงเซลลแสงอาทตยเปนระบบขนาดเลกไปจนถงขนาดใหญ
จ าเปนตองค านงถงผลกระทบของการผลตไฟฟาทไมเทากนของแตละสตรงซงเกดจากหลายปจจย
อยางเชน การบงแดดเนองจากเมฆในบางสตรงของระบบโดยรวม คณสมบตของแผงเซลลเองทไม
เทากน มมเอยงของการตดตงทไมอยในแนวระนาบเดยวกนทงหมด ดวยปจจยตาง ๆ ทกลาวมา
เปนผลใหระบบผลตไฟฟาอาจจะมปรากฏการณของความไมเทากนในแตละสตรง ซงจะท าให
สตรงทมคาก าลงไฟฟาต าสดกลายเปนภาระทางไฟฟาชวคราวและมการถายเทพลงงานจากสตรงท
ยงคงผลตก าลงไฟฟาไดดมายงสตรงทมคาต า ซงท าใหก าลงไฟฟาโดยรวมมคาลดต าลง ดงนนเพอ
ปองกนภาวะดงกลาว จงจ าเปนตองตดตง Blocking Diode ทบรเวณปลายสายของทกสตรงเพอท า
หนาทเปนตวปองกนกระแสไฟฟาไหลยอนจากสตรงตวอนอกทงยงชวยปองกนไมใหสตรงตวต า
เกดความเสยหาย เนองจากภาวะกระแสไฟฟาไหลยอน
ภาพท 2.14 แผนภาพของระบบทมการตดตง Bypass Diode
23
ปรากฏการณดงกลาวขางตนน จะเหนไดวาการตดตง Bypass Diode ระหวางแผงเซลลเพอท า
หนาทเปนตวผานของการแสไฟฟาเวลาเกดเงาบงหรอการเกด Hot Spot ในแตละแผงภายในสตรง
และการตดตง Blocking Diode เพอปองกนกระแสไฟฟาไหลยอนเขาสสตรง (ภาพท 2.14) จะท า
ใหระบบมความคงทในการผลตไฟฟาตลอดทงวน โดยทไดโอดแตละตวจะท าหนาทในเวลาท
เกดปรากฎการณตาง ๆ ทคาดไมถง ซงจะท าใหการผลตไฟฟามความสม าเสมอตลอดเวลา
2.4 ลกษณะของอนเวอรเตอร [1]
อนเวอรเตอรในระบบเซลลแสงอาทตยสามารถแบงได 2 ประเภท คอ อนเวอรเตอรแบบ
เชอมตอระบบจ าหนาย (Grid-Connected or Grid Tied Inverter) และอนเวอรเตอรแบบอสระ
(Stand-Alone Inverter) ในชวงประมาณ 20 ปทผานมา งานวจยเกยวกบอนเวอรเตอรส าหรบการ
ผลตไฟฟาเซลลแสงอาทตยแบบเชอมตอระบบจ าหนาย (Grid-Connected PV Inverters) สวนหนง
เนนไปทวงจรหรอเทคนคการควบคมใหม ๆ ซงเมออาศยความกาวหนาดานโซลทสเตท ท าใหม
ความเปนไปไดทจะสรางเอซโมดลทกะทดรด ประสทธภาพสง มความเชอถอไดและมราคาถก
วงจรตาง ๆ ในภาคก าลงของพวอนเวอรเตอร : วงจรของพวอนเวอรเตอรตางๆ สามารถแบง
โดยอาศยวธพจารณาไดหลายวธ เชน มการแยกโดดหรอไมมการแยกโดดทางไฟฟา (Isolated or
Non-Isolated) มหรอไมมภาคคล (Unfolding Stage) และการใชหลกการมอดเลทดวยความกวางของ
พลส (PWM) หรอใชหลกการเรโซแนนซ อยางไรกตามถามการเชอมตอระบบจ าหนาย ความ
ปลอดภยเปนสงทส าคญอยางยง ดงนน วงจรตาง ๆ ทจะน ามาเปนภาคก าลงของพวอนเวอรเตอรจะ
แบงเปน 2 ประเภท ตามการมการแยกโดดและไมมการแยกโดด
2.4.1 วงจรทไมมการแยกโดด หมายถงการมการเชอมตอทางไฟฟาระหวางเมนสและแผง
เซลลซงการแยกโดดจะอาศยการตอผานหมอแปลง ในทางดานความปลอดภยทางไฟฟาการไมม
การแยกโดดอาจยอมรบไมได อยางไรกตามขอดจากการไมมหมอแปลง คอ อนเวอรเตอรจะมขนาด
เลกและราคาถก
อนเวอรเตอรทใชแรงดนดานเขาสองขว เปนวงจรแบบหนงซงไมมภาคคล แตจ าเปนตองมแผงเซลลสองกลม เพอใหสรางคลนซายนไดครบวฏจกร ซงเปนขอเสยอยางหนงของ
24
วงจรนอนเวอรเตอรชนดนไมมการเพมแรงดน ดงนนแตละกลมของแผงเซลลจะตองสามารถสราง
แรงดนสงสดไดมากกวาคาแรงดนสงสดของเมนส (Mains) ซงท าไดโดยการตอแผงเซลลอนกรม
กนหลาย ๆ แผง แตการตอแบบนท าใหความเปนโมดลของระบบลดลง คอ ไมใชระบบหนงแผง
เซลลตอหนงอนเวอรเตอร
อนเวอรเตอรทใชการสงเคราะหทางดจตอล อนเวอรเตอรชนดนท างานโดยการคล (Unfold) แรงดนดานบวกของแรงดนซายนทตองการไดจากการรวมแรงดนทไดจากแหลงจาย
แรงดนหลาย ๆ แหลงทถกตออนกรมเขาดวยกน วงจรนแบงออกเปนสองสวนหลก สวนแรกเปน
วงจรสงเคราะหคลนรปซายนมเอาทพทเปนแอบโซลทซายน และสวนทสองเปนวงจรคล วงจรน
ตองใชแผงเซลลหลายแผง ท าใหความเปนโมดลของระบบลดลงเชนกน
วงจรบรดจทอาศยหลกการมอดเลทความกวางของพลส แรงดนรปคลนซายนถกสรางขนจากวงจรบรดจ วงจรนแรงดนไฟฟาสลบดานออกจะไดจากการแปลงไฟตรงดานเขาซงเปน
แรงดนขวเดยว และการควบคมแอมปลจดของกระแสดานออกท าไดโดยการปรบคาวฏจกรงาน
(Duty Cycle,D) (เปอรเซนตของชวงเวลาทสวทซน ากระแสเทยบกบคาบเวลาการท างานของสวทซ)
ของพลส PWM ทผลตจากตวควบคม ถาชวงเวลาทสวทซน ากระแสมคามากแอมปลจดของแรงดน
ดานออกกจะมากเนองจากวงจรนไมมคณสมบตในการเพมแรงดน ท าใหสตรงของแผงเซลลทม
พกดแรงดนดานออกสงกวาแรงดนพคของเมนส
วงจรทมพนฐานจากวงจรทอนระดบ (Buck-Boost) โดยทวไปแรงดนไฟฟาทไดจาก
แผงเซลลมกมคานอยกวาคาแรงดนสงสดของเมนส กระแสทไหลจากแผงเซลลสามารถรกษาให
ไหลในทศทางเดยวไดโดยใชวงจรเรยงกระแสแบบบรดจซงควบคมได และแรงดนจากเมนสทผาน
วงจรเรยงกระแสแลวจะมคามากหรอนอยกวาแรงดนทไดจากแผงเซลลสลบกนไป ดงนนวงจร
แปลงผน (Converter) ตองมความสามารถในการแปลงแรงดนขนและลง วงจรแปลงผนแบบ Buck-
Boost และ Cuk มคณสมบตดงทกลาวมาน อยางไรกตามตวเหนยวน าดานออกของวงจร Cuk ท า
ใหยากตอการก าหนดจดตดศนยของกระแส วงจรนไมเหมาะทจะน ามาใช ถาอตราสวนของแรงดน
สงสดของเมนสตอแรงดนพกดจากแผงเซลลมคาสงมาก
อนเวอรเตอรทดดแปลงมาจากวงจรแปลงฟนแบบ Zeta สองวงจร คอวงจรแปลงไฟฟากระแสตรงเปนวงจรไฟฟากระแสสลบสามารถสรางขนจากวงจรแปลงผนแบบ Zeta สอง
25
วงจร โดยจะถกมอดเลทแบบซายน และการสรางครงบวกของรปคลนซายนจะท างานในลกษณะ
Pulse-Width Modulation และจะมการน ากระแสตลอดชวงครงบวกของแรงดนแหลงจาย ในวงจร
แบบนจะมสวทซตวหนงท างานทความถสงและอกหนงตวท างานทความถต า ดงนนการสญเสยจาก
การสวทซในวงจรนจงมคานอยกวาวงจรอน ๆ
2.4.2 วงจรทมการแยกโดด (Isolated Circuit Topologies)
วงจรอนเวอรเตอรทมการแยกโดดจะกนทางไฟฟาระหวางเมนสและแผงเซลล ท าใหม
ความปลอดภยทางไฟฟาสงขน โดยทวไปการแยกโดดโดยการใชหมอแปลง วงจรประเภทนหลาย
วงจรหมอแปลงแยกโดดท าหนาทแปลงแรงดนขนดวย
วงจรอนเวอรเตอรแบบ Push-Pull มหมอแปลงแบบมแทปกลางและภาคคล
(Unfolding Stage)
วงจรท างานโดยการใชหมอแปลงเพมแรงดนทผลตไดโดยว ธ Pulse-Width
Modulation มสวทซทถกควบคมดวยวงจรหาจดทใหก าลงงานสงสด (Maximum Ppower Point
Tracking, MPPT) และวงจรควบคมความเปนซายน รปคลนแรงดนทออกจากหมอแปลง มรปราง
เปนรปคลนซายนทความถเมนส แรงดนนจะถกแปลงเปนแรงดนกระแสตรงโดยไดโอดเรกตไฟ
เออรชนดความเรวสง ซงสวทซในวงจรท างานประสานกนเปนค เปนวงจรคล เพอกลบทศทางการ
ไหลของกระแสทปอนเขาสวงจรเมนสทก ๆ ครงวฏจกรและท างานรวมกนเปนวงจรความถต า
ขอเสยสองประการทวงจรแบบน คอ การสญเสยในการสวทซ มคาสงเนองจากสวทซ
สองตวนท างานในลกษณะ PWM นนคอ เปนการสวทซแบบแขง (Hard Switching) ขอเสยอก
ประการ คอ หมอแปลงถกใชงานไมเตมท คอ ใชครงละครงขดลวดเทานน อยางไรกตามหมอ
แปลงในวงจรนไมตองมการเกบพลงงานและฟลกซแมเหลกในหมอแปลงเปนแบบสองขว ท าให
แกนเหลกของหมอแปลงไมอมตวงาย
26
วงจรทดดแปลงมาจากวงจรคอนเวอรเตอรแบบฟลายแบค (Fly Back Converter) เปนวงจรคอนเวอรเตอรแบบทบ-ทอนระดบแบบหนง มการแยกโดดระหวางขว
ดานเขาและขวดานออก ในวงจรมอปกรณแมเหลกไมใชหมอแปลง แตเปนตวเหนยวน าแบบสอง
ขดลวด ฟลกซแมเหลกในแกนหมอแปลงของวงจรนเปนแบบขวเดยว (Unipolar) ท าใหแกนหมอ
แปลงอาจเกดการอมตวได ซงเมอเกดขนแลวจะท าใหความเหนยวน าดานปฐมภมลดลง กระแสดาน
ปฐมภมจะมคาสงท าใหสวทซก าลงอาจเกดการเสยหายได ดงนนหมอแปลงควรถกออกแบบให
อมตวไดยาก
วงจรทมพนฐานจากคอนเวอรเตอรแบบฟอรเวรค (Forward Converter)
เปนรปแบบหนงของคอนเวอรเตอรแบบทอนระดบ ถาแปรคาอตราสวนจ านวน
รอบของหมอแปลงจะท าใหคอนเวอรเตอรนท าหนาทเพมแรงดนได การควบคมขนาดและรปคลน
ของแรงดนขาออกท าโดยใหสวทซท างานในโหมดการมอดเลทความกวางของพลส (Pulse-Width-
Modulation) ขดลวดลางอ านาจแมเหลก (Demagnetizing Winding) และไดโอดตออนกรม ท า
หนาทกพลงงานทเกบไวในแกนของหมอแปลงคนกลบสวงจรดานขาเขา โดยทวไปจ านวนรอบ
ของขดลวดตวท 1 และ 2 มคาเทากน แตพกดกระแสของขดลวดตวท 2 มคาต ากวาของขดลวดตวท
1 เนองจากท าหนาทเปนทางผานของกระแสลางอ านาจแมเหลกเทานน และเนองจากไมจ าเปนตอง
ใหมการแยกโดดทางไฟฟาอยางมากระหวางขดลวดปฐมภมและขดลวดลางอ านาจแมเหลก ดงนน
ขดลวดทงสองขดนสามารถพนแบบ Bifilar ไดซงจะชวยลดความเหนยวน ารวไหลระหวางขดลวด
ทงสองนได
วงจรทมพนฐานบนคอนเวอรเตอรแบบทอนสองวงจร
(Topology Based On Double Duck Converter) แนวความคดเบองหลงวงจรแบบน คอพยายามเพมประสทธภาพของวงจรโดยการ
ลดจ านวนสวทซทมในสวนของวงจรทกระแสหลกไหลผาน ซงการลดจ านวนสวทซลงไดกจะเปน
การเพมความเชอถอไดของวงจรดวย
27
อนเวอรเตอรทมวงจรแบบกงบรดจ
(Topology Based On a Half Bridge Circuit)
อนเวอรเตอรน จะมวงจรกงบรดจอยในภาคการแปลงแรงดนไฟตรงเปนไฟ
กระแสสลบ วงจรแบบกงบรดจมขอดคอวงจรมความงายเพราะมอปกรณนอย เมอเทยบกบวงจรเตม
บรดจ วงจรกงบรดจ จงเหมาะทจะใชกบระบบทมแรงดนขาเขาสงเพราะแรงดนไฟฟาจะมคาเพยง
ครงหนงของแรงดนขาเขา ท าใหความเครยดทางไฟฟาของสวทซมคาต ากวา
อนเวอรเตอรทมวงจรแบบเตมบรดจ
(Topology Based On a Full Bridge Circuit)
ในกรณนแรงดนไฟฟาทตกครอมอปกรณก าทอนตาง ๆ กจะมคาสงกวา ในกรณท
เปนวงจรแบบครงบรดจอนเวอรเตอรทมวงจรแบบเตมบรดจจะเหมาะกบระบบทมแรงดนขาเขาต า
กวากระแสสง ขอเสยของวงจรแบบเตมบรดจ คอ วงจรโดยรวมจะมความซบซอนกวา
อนเวอรเตอรทมวงจรก าทอนอนกรมสองวงจร
(Topology Based On Dual Series Resonant Converter) เปนการน าคอนเวอรเตอรก าทอนอนกรมแบบครงบรดจสองวงจรมาตออนกรมกน
วงจรทไดจะท าตวเปนแหลงกระแส ขอดของวงจรแบบนมสองประการ คอ การท างานทความถคงท
ท าใหการออกแบบอปกรณทางแมเหลกและอปกรณกรองความถมสมรรถนะดทสดทความถใน
ความถหนง และอนเวอรเตอรจะมคณสมบตแฝงในการทนตอการลดวงจรและเปดวงจรโดยอาศย
อมพแดนซของวงจรก าทอน ขอเสยของวงจรคอ วงจรมความซบซอนมากเทยบกบอนเวอรเตอร
แบบทใชการควบคมโดยการเปลยนความถ
2.4.3 หลกการท างานของอนเวอรเตอร [1]
อนเวอรเตอรแบบเชอมตอระบบจ าหนายในระบบเซลลแสงอาทตยท าหนาทเชอมโยง
ระหวางระบบแผงเซลลแสงอาทตย (PV Array) ระบบจ าหนาย (Grid) และภาระไฟฟา (AC
28
Loads) โดยรบไฟฟากระแสตรง (DC) จากระบบแผงเซลลแสงอาทตยและแปลงเปนไฟฟา
กระแสสลบ (AC) ซงมความถและแรงดนเดยวกบระบบจ าหนาย
การเชอมตอเขากบระบบจ าหนายสามารถเชอมตอเขากบระบบจ าหนายหลกโดยตรง
หรอระบบจ าหนายของอาคารมความแตกตาง คอ การเชอมตอโดยตรงก าลงไฟฟาทผลตไดจะถก
ปอนเขาสระบบจ าหนายโดยตรง แตหากเชอมตอกบระบบจ าหนายของอาคาร ก าลงไฟฟาทผลต
ไดจะถกน าใชกบภาระของอาคารกอน สวนทเหลอเกนจงจะถกปอนเขาสระบบจ าหนายหลก
ระบบเซลลแสงอาทตยแบบน สามารถใชไดกบทงระบบ 1 เฟสและ 3 เฟส ดงภาพท 2.15 เพอให
ปอนก าลงไฟฟาเขาสระบบจ าหนายไดสงสดเสมอ อนเวอรเตอรประเภทนจงตองท างานทจดก าลง
สงสด (MPP) ของพวอะเรยซงเปลยนแปลงไปตามสภาพอากาศ ดงนนตวตดตามจดก าลงสงสด
(MPP Tracker) ภายในอนเวอรเตอรจงตองปรบจดก าลงสงสดใหเหมาะสมกบคาแรงดนและ
กระแสของพวอะเรย วงจรอเลกทรอนกสซงท าหนาทเปน MPP Tracker จงมความจ าเปนตอ
อนเวอรเตอร
ภาพท 2.15 การเชอมตอระบบเซลลแสงอาทตยกบระบบจ าหนาย
29
ในปจจบน อนเวอรเตอรแบบเชอมตอระบบจ าหนาย สามารถใชงานตามหนาทดงน
แปลงพลงงานไฟตรงทผลตไดจากระบบแผงเซลลหรอพวอะเรยเปนพลงงานไฟสลบ
เขาสระบบจ าหนาย
ปรบการท างานของอนเวอรเตอรใหท างานทจดก าลงสงสดของพวอะเรย
สามารถบนทกขอมลการท างานของอนเวอรเตอรได
มฟงกชนปองกนทงดานไฟฟากระแสตรง และไฟฟากระแสสลบ
ในปจจบน อนเวอรเตอรแบบเชอมตอระบบจ าหนายมผผลตในหลายประเทศ ทงพกดเลกไม
เกน 10 กโลวตต และพกดขนาดใหญมากกวา 10 กโลวตต หลกการท างานแบงออกไดเปน 2
ลกษณะ คอ Grid-Controlled และ Self-Commutated Inverter
2.4.4 อนเวอรเตอรแบบ Grid-Controlled
สวนประกอบพนฐานของอนเวอรเตอรลกษณะนคอ วงจรบรดจของอปกรณสวตชชง
เชนเดยวกบอนเวอรเตอรทวไป ดงภาพท 2.16 อปกรณสวตชซงทนยมในปจจบน ไดแก Thyrister
และ IGBT อนเวอรเตอรแบบนจะใชแรงดนของระบบจ าหนายในการควบคมการสวทซเปดและปด
ของอปกรณอเลกทรอนกสก าลงแตละคของอปกรณสวตชชงในวงจรบรดจ โดยท างานทความถ 50
เฮรต ดงนนจงเรยกอนเวอรเตอรลกษณะนวา Grid-Controlled
ก. หลกการของอนเวอรเตอรแบบ Grid-Controlled
30
ข. Current and voltage curves
ภาพท 2.16 หลกการของอนเวอรเตอรแบบ Grid-Controlled
หากระบบจ าหนายไม มแรงดน อนเวอรเตอรจะหยดท างานและเปนเหตผลท
อนเวอรเตอรแบบอสระจงไมสามารถใชงานแบบอนเวอรเตอรแบบเชอมตอระบบจ าหนายได
บางครงอาจจะเรยกอนเวอรเตอรลกษณะนวา Square-Wave Inverter เนองจากกระแสเอาตพตม
ลกษณะเปนคลนรปสามเหลยม (Square Wave) ซงท าใหเกดองคประกอบฮารมอนกทคอนขางสง
และตองรบก าลงรแอกตฟจากระบบจ าหนายปรมาณมากดวย นอกจากนยงตองใชหมอแปลง 50
เฮรตเพอแยกโดด (Isolate) ออกจากระบบจ าหนาย การควบคมการสวทซในปจจบนจะใชผาน
อปกรณ Microprocessor เพอหนวงมม (Delay Angle Control) สญญาณการสวทซส าหรบการใช
งาน MPP. Tracking
2.4.5 อนเวอรเตอรแบบ Self-Commutated
สวนประกอบพนฐานเปนวงจรบรดจเชนเดยวกน ดงภาพท 2.17 แตอปกรณสวทซใน
วงจรทเลอกใชขนอยกบประสทธภาพของระบบและระดบแรงดนระบบดานไฟฟากระแสตรง ซง
สามารถเลอกใชอปกรณไดแก MOSFETs Bipolar Transistor GTO และ IGBT อปกรณเหลานใช
หลกการควบคมแบบ Pulse Width Modulation ซงท าใหไดสญญาณรปคลนซายนทดกวาการสวทซ
ทความถสงประมาณ 10 – 100 กโลเฮรต ท าใหชวงการสวทซ (Duration) และรปของสญญาณ
31
ใกลเคยงรปคลนซายน เมอผานวงจรกรอง Low Pass Filter แลวท าใหก าลงไฟฟากระแสสลบท
ปอนเขาสระบบมลกษณะเชนเดยวกบระบบจ าหนาย
ดงน นองคประกอบฮารมอนกจะปรากฏเพยงอนดบต าเทาน น และก าลงรแอกตฟ
ส าหรบ Commutation กยงต าดวย อยางไรกตาม การสวทซดวยความถสงจะท าใหเกด High-
Frequency Interference หรอรจกดวาเปนปญหาของ Electromagnetic Compatibility (EMC) ซง
ตองการอปกรณปองกนวงจรทเหมาะสม โดยทวไปแลวอนเวอรเตอรแบบนเหมาะส าหรบเปน
อนเวอรเตอรแบบอสระ หากน ามาใชกบอนเวอรเตอรแบบเชอมตอระบบจ าหนาย ตองค านงถง
ความถของก าลงไฟฟาทปอนเขาสระบบจ าหนายจะตองซงโครไนซกบความถของระบบจ าหนาย
ก. วงจรของอนเวอรเตอรแบบ Self-Commutated Inverter
ข. Characteristic curve
ภาพท 2.17 หลกการของอนเวอรเตอรแบบ Self-Commutated Inverter
32
อนเวอรเตอรแบบ Self-Commutated และอนเวอรเตอรแบบ Grid-Controlled
ประกอบดวยหมอแปลงความถต า 50 เฮรต เปนอปกรณส าหรบจบคแรงดนเขากบแรงดนของระบบ
และแยกโดดสวนไฟฟากระแสตรงและไฟฟากระแสสลบออกจากกน ในภาพท 2.17 เปน
อนเวอรเตอรแบบ Self-Commutated With Low-Frequency (LF) Transformer ประกอบดวยวงจร
ตาง ๆ ดงน (1) Step Down Converter (2) Full Bridge Circuit (3) Grid Transformer (4) Maximum
Power Point Tracker (MPPT) และ (5) Monitoring Circuit With WNS และ Grid Monitoring
ขอดของการแยกโดดทางไฟฟาดวยหมอแปลงท าใหสามารถออกแบบระบบแผงเซลล
แสงอาทตยส าหรบความปลอดภยดานแรงดนต ามากได นอกจาก นยงปองกน Potential
Equalization, Lightning Protection, Surge Protection, Grounding, Electromagnetic Interference
อยางไรกตามการใชหมอแปลงความถต าจะท าใหเกดก าลงสญเสยในหมอแปลง ดงนนขนาดของ
อนเวอรเตอรจงใหญขนตามขนาดหมอแปลง จงท าใหราคาของอปกรณเพมขนดวย
กรณของหมอแปลงความถสง หมายถงหมอแปลงซงท างานทความถระดบ 10 – 50 กโล
เฮรต หากเปรยบเทยบกบหมอแปลงความถต าจะมก าลงไฟฟาสญเสย ขนาดและราคาต ากวา
อยางไรกตามจะท าใหวงจรของอนเวอรเตอรมความซบซอนเพมมากขน
ก าลงไฟฟาสญเสยของอนเวอรเตอรสามารถลดไดโดยไมใชหมอแปลง ยงเปนการลดทง
ขนาดน าหนกและราคาดวย โดยทวไปแรงดนระบบเซลลแสงอาทตยจะตองสงกวา Crest Value
ของแรงดนดานระบบจ าหนาย หรอใช Step-Up DC to DC Converter เพอเพมแรงดน เมอเพมวงจร
DC to DC Converter ท าใหเกดก าลงสญเสยในอนเวอรเตอรมากขน ซงสวนหนงสามารถลดได
โดยไมใชหมอแปลง
ภาพท 2.18 สวนประสอบวงจรของอนเวอรเตอรทมหมอแปลงความถต า
33
สงทส าคญของอนเวอรเตอรแบบไมมหมอแปลง คอ ไมมการแยกโดยทางไฟฟา
ระหวางวงจรก าลงดานไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบ ดงนนจงตองการระดบความปลอดภยของ
อปกรณสงขนดวย โดยทวไปมาตรฐานการตดตงและเชอมตอระบบจ าหนายตองการการแยกวงจร
ดานไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบออกจากกน ซงหากไมมตองมอปกรณปองกน Universal
Current Sensitivity (DIN VDE0126) เพอปองกนการท าปฏกรยา (Reaction) ของอปกรณตอ Fault
ทงดานไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบ ซงอปกรณนอาจรวมอยในสวนวงจร ENS/MSD
ขอควรระวงคอ อนเวอรเตอรลกษณะนจะมคาความจของกระแสปลอยประจ
(Capacitive Discharge Current) มากกวา 30 มลลแอมแปร ระหวางการท างานปกต ซงสามารถไหล
ลงดนผานแผงเซลล ท าใหอปกรณปองกนไฟรว (Residual Current Device, RDC) ซงตดการท างาน
ท 30 มลลแอมแปรไมสามารถน ามาใชงานได การไมแยกโดดทางไฟฟาจะท าใหผลของ Couple
Electromagnetic Interference Pulse (Electro-Smog) ในแผงเซลลเกดไดงาย หมายความวา
อนเวอรเตอรลกษณะนจะมผลกระทบดานแมเหลกไฟฟาตอสงแวดลอมสงมาก
ผผลตอนเวอรเตอรก าลงใหความส าคญกบความสะดวกในการใชงานอนเวอรเตอรมาก
ขน เชน การใชงานอนเวอรเตอรขนาดเลกในระบบหลาย ๆ ตว ซงเชอมโยงถงกนไดโดยใชเพยง
สายเคเบลเชอมแตละโมดลเขาดวยกนเพอเพมก าลงเอาตพต หรอใชวธการเพมโมดลส าหรบการ
เกบขอมลใชงานอนเวอรเตอร การแสดงผลรวมถงฟงกชนการปองกนอปกรณตามความตองการ
ของผใชงาน
ผผลตบางรายอาจเพมระบบการวดกราฟกระแสและแรงดนไฟฟา (I-V Curve) เขาไว
ในอนเวอรเตอรซงสามารถวดและสงผลไปยงคอมพวเตอร การวดลกษณะกระแสและแรงดนไฟฟา
ของระบบมประโยชนในการชบงความผดปกตทเกดขนในการตดตง เชน การตอกลบขว ความ
เสยหายของเซลลแสงอาทตยในแผงเซลล การเชอมตอสายเคเบล เปนตน ท าใหการตรวจสอบ
ระบบท าไดงาย สวนในดานความคงทนในการใชงานอนเวอรเตอรกลางแจง ผผลตอาจใช Active
Cooling System ใหท างานเฉพาะขณะทจ าเปนเทานน มาตรฐานและขอก าหนดในการตดตงระบบ
เซลลแสงอาทตยก าหนดใหไชเมนส DC Circuit Breaker หรอ Disconnector/Isolator Swith เปน
อปกรณทตองตดต งระหวางแผงเซลลและอนเวอรเตอร ซงผ ผลตอาจม Electronic DC
34
Disconnector/Isolator Switch มาใชพรอมอนเวอรเตอรแทนทจะตองใช Circuit Breaker เพอ
ปองกนการลดวงจรดานไฟฟากระแสตรง
2.4.6 คาทควรทราบในอนเวอรเตอรแตละตว
- Rated Power คอคาก าลงไฟฟาสงสดทสามารถตอเครองใชไฟฟาเขาท
อนเวอรเตอรได หากก าลงไฟฟาของเครองใชไฟฟาสงกวาอนเวอรเตอรดงกลาวจะสงผลท า
ใหอนเวอรเตอรเสยหายได หนวยเปนวตต (W)
- AC. Voltage คอระดบแรงดนไฟฟากระแสสลบทตอเครองใชไฟฟา ซงใน
ประเทศไทย อปกรณเครองใชไฟฟาในบานเรอนจะมระดบอยท 220 VAC. 230 VAC. เปนตน
หนวยเปนโวลต (V)
- Frequency คอระดบความถทอนเวอรเตอรผลตไดในประเทศไทยคอความถ 50 Hz
หนวยเปน เฮรต (Hz)
- DC Voltage Range คอชวงการท างานของระดบแรงดนของแหลงจายไฟฟา
กระแสตรง เชนแบตเตอรทใชตอเขาอนเวอรเตอร แลวอนเวอรเตอรสามารถท างานได เชน
ระดบ 12 V, 24 V, 48 V เปนตน
- Efficiency คอประสทธภาพของอนเวอรเตอร ยงมคาสงจะยงมประสทธภาพทด
หนวยเปนเปอรเซนต
2.5 ลกษณะของแบตเตอร [1]
แบตเตอรในระบบเซลลแสงอาทตยไดถกออกแบบเพอใหการจายประจมคาแรงดนไฟฟาคงท
อยางตอเนอง มความแตกตางจากแบตเตอรส าหรบการสตารทเครองยนตซงไดรบการออกแบบให
จายกระแสไฟฟาไดมาก ๆ ในชวระยะเวลาหนง ๆ สวนการแบงแบตเตอรโดยทวไปแบงได 2 กลม
คอ แบบปฐมภม (Primary Battery) และแบบทตยภม (Secondary Battery) โดยแบตเตอรปฐมภม
หมายถง แบตเตอรทใชงานไดเพยงครงเดยวแลวจะตองทงไป เนองจากไมสามารถท าให
เกดปฏกรยาทางเคมแบบยอนกลบใหมได สวนแบตเตอรทตยภม คอแบตเตอรทสามารถท าการเกบ
35
ประจไฟใหมและน ากลบมาใชงานไดอก หรอกลาวคอ สามารถท าปฏกรยาทางเคมแบบยอนกลบ
ไดตวอยางเชน ตะกว-กรด นเกล-แคดเมยม นเกล-เหลก นเกลไฮไดรดและลเทยมแบตเตอรเปนตน
ระบบเซลลแสงอาทตยนยมใชแบตเตอรตะกว-กรด แบตเตอรนเกล-แคดเมยมใชกบอปกรณ
ขนาดเลกและน าหนกเบา เชน เครองคดเลข นาฬกาขอมอ เปนตน ส าหรบแบตเตอรนเกล-เหลกไม
นยมน ามาใช เนองจากการคายประจโดยตวเองมคาสง สวนแบตเตอรนเกล-ไฮไดรดราคาคอนขาง
สงเมอคดราคาตอกโลวตต-ชวโมงเทยบกบแบตเตอรตะกว-กรด อยางไรกตามคาความจของ
แบตเตอรนมชวงใหเลอกใชงานไดระดบหลายรอยจนถงพนแอมแปร-ชวโมง และตองการระบบ
ปองกนในวงจรการประจจงเหมาะสมกบการใชงานในระบบเซลลแสงอาทตยขนาดใหญ
ภาพท 2.19 สวนประกอบของแบตเตอรตะกว-กรด
จากภาพท 2.19 สวนประกอบของแบตเตอรตะกว-กรด ดงน
เปลอกและฝาแบตเตอร เพอใชบรรจกลมแผนธาตบวกและลบ โดยทวไปท าจากยางแขง
หรอพลาสตกทนทานกรดก ามะถน ซงในรปเปนแบตเตอรชนด 12 โวลต แบงเปน 6 ชอง
36
กลมแผนธาตบวกและแผนธาตลบ เปนโครงตะกวผสมระหวางตะกวกบพลวง หรอตะกว
กบแคลเซยมแลวฉาบอดดวยผงตะกวบรสทธผสมสารเคม แผนธาตบวกมเนอแผนสน าตาล แผน
ธาตลบมเนอแผนสเทา ซงจะท าปฏกรยาทางเคมกบน ากรดแลวเกดกระแสไฟฟา
แผนกน ท าหนาทปองกนไมใหแผนธาตบวกและลบสมผสกน แผนกนอาจท าจากแผน
บางพรน แผนพลาสตกทมรพรนเลก ๆ หรอแผนกระดาษสงเคราะห ชวยใหเกดการท าปฏกรยา
ทางเคมไดอยางดระหวางแผนธาตบวกและแผนธาตลบเมอมน ากรด
น ากรดผสมหรอน ายา อเลกโทรไลท เปนสวนผสมระหวางน ากลนและน ากรดก ามะถน
ชนดเขมขน ท าใหเจอจาง โดยประเทศในเขตรอนใชน ากรดผสมทมคาความถวงจ าเพาะ 1.240-
1.260 ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส
ฝาจกแบตเตอร ท าหนาทรกษาและไมใหน ากรดผสมออกจากชองเซลลแบตเตอรพรอม
ระบายกาซทเกดจากปฏกรยาทางเคม จงควรปองกนและรกษาความสะอาดไมใหเกดการอดตน
ความแตกตางของโครงสรางทส าคญระหวางแบตเตอรแบบ Deep Cycle Lead-Acid ซง
เหมาะสมกบการใชงานในระบบเซลลแสงอาทตยกบแบตเตอรตะกว-กรดทวไป คอแผนตะกวของ
แบตเตอรแบบแรกเปนของแขงทบ แตในแบตเตอรอกแบบหนงเปนแบบของแขงมรพรนเหมอน
ฟองน า ทงนอาจพบแบตเตอรแสดงไวทฉลากเปน Deep Cydle Lead-Acid แตภายในไมใชแผน
ตะกวแบบของแขงทบ จงอาจเรยกแบตเตอรนเปนแบบผสมผสาน (Hybrid Battery) อยางไรกตาม
แบตเตอรแบบ Deep Cycle Lead-Acid ถกออกแบบใหสามารถจายกระแสไฟฟาไดถง 20%ของ
ความจ และสามารถท าการประจไดหลายพนรอบ ทงน หลาย ๆ บรษทไดแนะน าวาแบตเตอรแบบ
ผสมผสานจะไมสามารถจายประจไดถง 50 % ของคาความจ
2.5.1 การท างานของแบตเตอร [1]
แบตเตอรหรอเซลลโวตาอก (Voltaic Cell) แสดงดวยสองครงเซลลซงเชอมตอดวย
สะพานเกลอเพอเปนตวกนระหวางแตละเซลลและยนยอมใหสงผานอออนไดเทานน แตไมยนยอม
ใหโมเลกลของน าผาน
แบตเตอรเปนแหลงก าเนดไฟฟาทอาศยหลกการเปลยนแปลงพลงงานเคมเปนพลงงาน
ไฟฟาไดโดยตรง แบตเตอรประกอบดวยหนงเซลลโวตาแอกหรอมากกวาหนงเซลล โดยแตละ
37
เซลลโวตาอกประกอบดวยสองครงเซลล เปนการตอแบบขวบอกตอกบขวลบเรยงซ าเชนนไป
ตามล าดบ หรอเรยกวาการตออนกรม ท งนหนงครงเซลลจะรวมถงสารอเลกโทรไลตและ
อเลกโทรดทสงผานประจลบ เรยกวา แอโนด สวนอกหนงครงเซลลโดยรวมสารอเลกโทรไลตและ
อเลกโทรดทสงผานประจบวกคาโทด
ในปฏกรยารดอกซผลตก าลงไฟฟานน จะประกอบดวยปฏกรยารดกวนเปนการเพม
อเลกตรอนและเกดขนในดานคาโทด ขณะทปฏกรยายอกซเดชนเปนการดงอเลกตรอนเกดขนใน
ดานแอโนด ทงนอเลกโทรดจะไมสมผสกนโดยตรง แตจะเกดเชอมตอกนทางไฟฟาโดยอาศยสาร
อเลกโทรไลต ซงอาจเปนไดทงของแขงและของเหลว นอกจากนยงอาจพบวากรณแบตเตอรทม
หลายเซลลจะใชครงเซลลซงมสารอเลกโทรไลตแตกตางกนในแตละเซลลและถกปดผนกไวใน
บรรจภณฑแตละครงเซลลจะมแรงขบเคลอนทางไฟฟา (Electromotive Force, emf) หรออเอมเอฟ
จากคานจะทราบความสามารถในการเคลอนของกระแสไฟฟาจากภายในสภายนอกเซลล คาอเอม
เอฟสทธของแบตเตอร คอคาความแตกตางระหวางอเอมเอฟของแตละครงเซลลทงหมด หรออาจ
กลาวไดวา คาอเอมเอฟสทธ คอความแตกตางระหวางศกยของปฏกรยารดกชนของแตละครงเซลล
แรงขบดนไฟฟาหรอการเคลอนขามระหวางขวของแบตเตอรเปนคาแรงดนททราบไดจากการวด
โดยมหนวยเปนโวลต แรงดนทขวของแบตเตอรเปนการอดประจหรอการคายประจจะเทากบคา
อเอมเอฟ ของแบตเตอร ทงนแรงดนทขวของแบตเตอรขณะจายประจจะมคานอยกวาหากเทยบกบ
ขนาดของแรงดนทขวขณะอดประจ เนองมาจากคาความตานทานภายในของแบตเตอร
38
ภาพท 2.20 พนฐานเซลลไฟฟา
แบตเตอรอยางงายประกอบดวยสวนตาง ๆ ดงภาพท 2.20 ไดแก ขวบวก (Positive
Electrode) ,ขวลบ (Negative Electrode) , อเลกโทรไลต (Electrolyte) , แผนกน (Separator) โดยท
ขวบวกเปนสวนทสญเสยอเลกตรอน เนองจากการท าปฏกรยาทางเคม สวนขวลบเปนตวรบ
อเลกตรอน ส าหรบอเลกโทรไลตจะเปนตวกลางใหประจไหลระหวางขวบวกและขวลบ และตว
คนเซลลจะท าหนาทแยกทางไฟฟาในสวนของขวบวกและขวลบออกจากกน
แรงดนไฟฟาทไดจะถกก าหนดโดยวสดทใชสราง ซงปฏกรยาทางเคมทเกดขนแตละขว
อเลกโทรดจะใหคาศกยทางไฟฟาคาหนง เชน ตะกว-กรด ทขวบวกจะใหศกยไฟฟาเทากบ (-)
1.685 โวลต สวนทขวลบจะใหศกยไฟฟาเทากบ (+) 0.365 โวลต จากศกยไฟฟาทไดจากขว
อเลกโทรดทงสองท าใหไดผลรวมของแรงดนไฟฟาเทากบ 2.05 โวลต ซงคาแรงดนทางไฟฟานจะ
เปนศกยไฟฟามาตรฐานของแบตเตอรตะกว-กรด การเชอมตอทางไฟฟาของเซลลหลายเซลลภายใน
แบตเตอร โดยใหขวบวกของเซลลหนงตอกบขวลบของเซลลถดไป และตอกนเชนนไปเรอย ๆ จะ
ท าใหแรงดนไฟฟาทไดเทากบผลรวมของแรงดนไฟฟาของแตละเซลลรวมกน เรยกการตอแบบน
วา “การตอแบบอนกรมหรอการตอแบบอนดบ” สวนวธการเพมความจไฟฟาใหกบแบตเตอรนน
จะตองตอใหขวบวกของทกเซลลเขาดวยกนและขวลบของทกเซลลเขาดวยกน เรยกการตอแบบน
39
วา “การตอแบบขนาน” นอกจากศกยไฟฟาทไดจากแตละขวอเลกโทรดแลว ความเขมขนของอเลก
โทรไลตภายในแบตเตอรกมผลตอคาแรงดนไฟฟาทจะเพมขนเชนกน แตมผลเพยงเลกนอย ดงนน
แรงดนไฟฟาโดยทวไปจากแบตเตอรตะกว-กรด จะอยทประมาณ 2.15 โวลต ส าหรบเซลลนเกล-
แคดเมยมใหแรงดนไฟฟาประมาณ 1.2 โวลต สวนเซลลลเทยมใหแรงดนไฟฟาสงถง 4 โวลต
การท าปฏกรยาหรอการเปลยนแปลงทางเคมในแบตเตอร : ปฏกรยาเคมในแบตเตอร
เปนการรบและใหอเลกตรอน หรอเรยกวา “ปฏกรยารดอกซ” ซงการเสยอเลกตรอนเกดขนท
ขวบวก ท าใหมสภาพขาดแคลนอเลกตรอน แตการรบอเลกตรอนเกดขนทขวลบ ท าใหมสภาพ
อดมดวยอเลกตรอน ปฏกรยาเคมทเกดขนภายในเลกโทรไลตหรอน ากรดก ามะถน (Sulfuric Acid)
กบแผนธาตบวก (เปนตะกวไดออกไซด) และแผนธาตลบ (เปนตะกวพรน) และปฏกรยาเคมทเกด
แบงเปน 2 ชวง คอ การคายประจ และการอดประจ
1. การคายประจหรอการจายกระแสไฟฟา แบตเตอรจายกระแสไฟฟาไดทนทเมอขวบอกและขวลบตอกบวงจรภายนอก (อปกรณไฟฟา) โดยทออกซเจนจากแผนธาตบวกจะรวมตวกบ
ไฮโดรเจนในกรดก ามะถนเกดเปนน า ขณะเดยวกนจะเกดสารประกอบเรยกวา ตะกวซลเฟตหรอข
เกลอ (คราบหรอผลกสขาว) เชนเดยวกบตะกวพรนในแผนธาตลบกจะรวมตวกบอนมลซลเฟตจาก
กรดก ามะถนเกดเปนตะกวซลเฟต เชนกน
2. การอดประจไฟฟา เครองประจไฟฟาถกน ามาตอกบแบตเตอรโดยการตอขวบวกของเครองประจไฟฟาเขากบขวบวกของแบตเตอรและตอขวลบของเครองประจไฟฟากบขวลบของ
แบตเตอร แลวจายกระแสไฟฟาใหแกแบตเตอร กระแสไฟฟาจะไหลผานแผนธาตบวกและแผน
ธาตลบท าใหสารประกอบตะกวซลเฟตจากแผนธาตทงสองออกมารวมตวกบน ากลายเปนน ากรดอก
ครง แบตเตอรขณะจายกระแสไฟฟา (คายประจ) จะเกดตะกวซลเฟต (ขเกลอ) ขนทผานธาตบวก
และแผนธาตลบ การทอนภาคซลเฟตจากกรดก ามะถนถกใชไปและเกดเปนน ามาแทนท าใหความ
หนาแนนของน ากรดลดลง ในทางกลบกนขณะอดประจไฟ กระแสไฟฟาจะแยกตะกวซลเฟตจาก
แผนธาตโดยน าจะแยกตวเปนไฮโดรเจนและออกซเจน อนมลซลเฟตจะรวมตวกบไฮโดรเจน
กลายเปนกรดปฏกรยาจะเกดเชนนสลบไปมาจนกระทงแผนธาตทงสองเสอมสภาพไมสามารถเกบ
ประจไฟฟาได แบตเตอรในระบบเซลลแสงอาทตยมอายการใชงานยาวนานกวา 3-4 เทาของ
แบตเตอรทวไป การจายไฟตอเนองไดนานกวาดวยอตรากระแสเทากน และการบ ารงรกษางายกวา
40
โดยเตมน ากลนนอยกวา ทงนเนองจากโครงสรางของแผนธาตใหญและหนา ท าใหเนอของแผน
ธาตหลดรวงไดยากและมความเหมาะสมส าหรบใชงานในเมองรอน
2.5.2 ประสทธภาพ คาความจ และการประจไฟฟามากเกนไป
พลงงานไฟฟาในแบตเตอรสามารถวดไดในหนวยวตต-ชวโมง หรอกโลวตต-ชวโมง
ค านวณหาประสทธภาพของพลงงาน หรอ Energy Efficiency โดยใชสมการ ซงแบตเตอรทวไปม
คาในชวง 70-80%
ประสทธภาพพลงงาน (%) = (2.1)
สวนคาความจะของแบตเตอร (Capacity) สามารถวดไดในหนวยของแอมแปร-ชวโมง
(Ah) และประสทธภาพของการอดประจ (Charge Efficiency) หรออาจเรยกวา ประสทธภาพของ
แอมแปร-ชวโมง (Ah Efficiency) ค านวณไดจากสมการประสทธภาพของกระแสตอชวโมง
แบตเตอรตะกว-กรดจะมคาประมาณ 95% แตในแบตเตอรนเกล-แคดเมยมจะมคานอยกวาน
โดยทวไปคาประสทธภาพของพลงงานนอยกวาประสทธภาพของการอดประจหรอประสทธภาพ
ของแอมแปร-ชวโมง เนองจากการคายประจของแบตเตอรใชแรงดนต ากวาการอดประจ
ประสทธภาพของกระแสตอชวโมง = (2.2)
การอดประจหรอการอดประจเกน ปฏกรยาเคมซงเกดขนในแบตเตอรตะกว-กรด และแบตเตอรน
เกล-แคดเมยมนนจะเกดกาซออกซเจนและกาซไฮโดรเจนจากการแตกตวของน าทขวลบ
อตราการคายประจ (Discharge Rate) และอตราการอดประจ (Charge Rate) จะ
สมพนธกบ Rated Capacity ซงผผลตมกจะแสดงคา Specific Rated Capacity ในหนวยของ Ah ท
อตราการคายประจจ าเพาะคาหนงๆ อาท แบตเตอรตะกว-กรด ความจ 200 Ah (อตรา 10 Hour Rate)
แสดงวาแบตเตอรสามารถจายกระแสไฟฟา 20 แอมแปร เปนเวลา 10 ชวโมง ทอณหภม 20 องศา
พลงงานทคายประจ (วตต-ชวโมง) x 100 พลงงานทตองใชในการอดประจจนเตมพกด
กระแสของชวโมงการคายประจ x 100 กระแสตอชวโมงทใชในการอดประจจนเตมพกด
41
เซลเซยส เปนตน กระแสทใชงานนค านวณโดยใชสมการอตราการคายประจ และอตราการอด
ประจ จากความจของแบตเตอร หารดวยจ านวนชวโมง
อตราการคายประจ และอตราการอดประจ = (2.3)
2.5.3 ความลกของการคายประจและการอดประจ
คาดโอด (DOD, Depth of Discharge) เปนสดสวนหรอ % ของความจซงถกใชงานจาก
การอดประจเตมพกด ในทางสวนกลบของคาดโอด คอ คาเอสโอซ (SOC, State of Charge) เปน
สดสวนหรอ % ของความจทคงใชงานได คาดโอดหรอเอสโอซจะใชเพออางองความจปกต
(Nominal Capacity) ตารางท2.1 ความสมพนธอยางงายของคาดโอดและคาเอสโอซ
ตารางท 2.1 ความสมพนธระหวางคาดโอดกบคาเอสโอซ
เอสโอซ (% SOC) ดโอด (% DOD) 100 75 50 25 0
0 25 50 75 100
อยางไรกตามอาจพจารณาคลายแกวน าซงมน าอยระดบหนง ซงจะมสวนทวางเปลาหรอ
สวนจะตองเตมใหเตม คาดโอดและคาเอสโอซ คอความสงของสวนทวางเปลาไมมน าในแกวและ
ความสงของน าทมอยในแกว ตามล าดบ ตวอยางเชน ความจอตรา 10 ชวโมง (10 Hour Rate) การ
จายกระแสต าจะใหคาดโอดมากกวา 100% ซงมความหมายอยางงาย คอ แบตเตอรมความจในการ
ใชงานไดมากกวา 100% เมออตราการคายประจต ากวาอตราการคายประจปกต
กระแสทจาย = คาความจ (แอมแปร-ชวโมง)
เวลา (ชวโมง)
42
อตราการคายประจดวยตวเอง การคายประจดวยตวเองเปนการสญเสยประจของแบตเตอร ถาหากปลอยทงไวทวงจรเปดหรอไมมการจายกระแสในระยะเวลาหนง เชน แบตเตอร
ปฐมภมทถกวางบนชนจ าหนายในรานคา เมอผานไปหลาย ๆ ป จะพบวาคาความจจะเหลออยไม
เทากบความจตงตน แตส าหรบแบตเตอรทตยภมนน อตราการคายประจดวยตวเองจะอางถงดวย
เปอรเซนตความจทหายไปตอเดอนโดยตงตนทคาความจเตมพกด แตตองค านงถงอณหภมของ
แบตเตอรควบคไปดวยกน ในหลาย ๆ กรณคานจะเปนสองเทาเมออณหภมแบตเตอรเพมขนทก ๆ
10 องศาเซลเซยล จากการค านวณแบตเตอรในระบบเซลลแสงอาทตย พบวาอตราการคายประจ
ดวยตวเองจะมคาต าโดยอยในชวง 1-4% ทอณหภม 20-25 องศาเซลเซยส
วงจรอาย (Cycle Life) ความหมายของค าวา ไซเคล (Cycle) คอ การท าซ า ๆ เพอ
การคายประจและการอดประจซงเปนการท างานปกตของแบตเตอร ดงนน หนงไซเคลหรอหนง
รอบเทากบการคายประจหนงครงตามดวยการอดประจหนงครง ในวงจรอายของแบตเตอรในการ
วดจ านวนไซเคลของแบตเตอร ซงแบตเตอรสามารถท างานเปนปกตไดตลอดชวอาย โดยทวไปจะ
พจารณาจากจ านวนไซเคลของการคายประจและคาดโอด (DOD) รวมถงสดสวนของคาความจ
กอนทจะลดลงไปตอคาความจตงตน (ปกตใชคา 80%) วงจรอายขนกบคาความลกของแตละไซเคล
หากทดสอบโดยวดทคาดโอดสง และคาดโอดต าลงแลวใหน าผลของจ านวนไซเคลคณดวยคาดโอด
แลวพบวามคาคอนขางคงท แสดงวามการเปลยนแปลงความจมคาเชนเดยวกบคาดโอดทลดลง
2.5.4 ชนดของแบตเตอร
แบตเตอรตะกว-กรด มหลายประเภทขนอยกบเทคโนโลยแผนธาตและชนดของสาร
อเลกโทรไลต โดยทวไปแบตเตอรตะกว-กรดทใชส าหรบระบบเซลลแสงอาทตยไดแก แบตเตอร
แบบทมแผนธาตเปนกรด (Grid Plate) และมสารอเลกโทรไลดเปนของเหลว แบตเตอรแบบเจล
แบตเตอรแบบ tubular plate และแบตเตอรแบบบลอก (OGi Block)
แบตเตอรแบบ Grid Plate ทม Electrolyte เปนของเหลว (Wet Cells) แบตเตอรชนด
นนยมใชงานในรถยนต ส าหรบการสตารทเครองยนตซงตองการกระแสสงในชวงเรมสตารท โดย
43
การออกแบบใหมแผนธาตบาง จ านวนหลายแผนเพอเพมกระแส แตแบตเตอรชนดนเหมาะส าหรบ
ใชกบการคายและการอดประจทกระแสสงในชวงสน ๆ แตไมเหมาะส าหรบลกษณะการท างานของ
ระบบเซลลแสงอาทตยซงตองการการคายและการอดประจทกระแสไมสงนก แตรอบเวลายาวนาน
หลายชวโมง ดงนนจงตองมการดดแปลงแบตเตอรชนดนเพอใหสามารถใชไดดกบระบบเซลล
แสงอาทตยโดยการเพมความหนาของแผนธาต เพมสารเคลอบแผนกรดและลดความเขมขน
สารละลายกรด เพอปองกนการกดกรอนและยดอายการใชงาน จะพบวาหากตองการใหแบตเตอร
ท างานไดยาวนานเพยงพอ (400 รอบ) ไมควรปลอยใหเกดการคายประจมากกวา 50%
แบตเตอรชนดเจล อเลกโทรไลตแบตเตอรชนดนถกท าใหเปนเจลโดยการเพมสาร
บางอยางทชวยในการจบตว ประโยชนของแบตเตอรชนดนมดงน
- ไมเกดปญหาการแบงชนของกรด (Acid Stratification) ซงชวยลดการเกด
ซลเฟตชนและยดอายการใชงาน
- ไมเกดกาซ และลดความเสยงหรออนตราย
- ไมมการรวไหล สามารถตดตงไดทกท
- ไมตองการการบ ารงรกษา เชนไมตองคอยเตมน ากลน
แตอยางไรกตาม เนองจากแบตเตอรชนดนมขอบกพรอง คอ เสยหายไดงายหากมการ
อดประจเกนพกด จงจ าเปนตองมการควบคมแรงดนไฟฟาอยางด โดยไมใหเกนคาทท าใหเกดกาซ
เนองจากไมสามารถระบายกาซออกไปได และการตรวจสอบสภาวะการอดประจท าไดวธเดยวคอ
การวดแรงดนไฟฟา เจลแบตเตอรจะมอายการใชงานยาวนานกวาแบตเตอรชนดสารอเลกโทรไลต
เปนของเหลว (Wet Cells) จะพบวาทการคายประจ 50% จะมอายการใชงานถง 1000 รอบแตจะม
ราคาแพงกวาแบตเตอรชนดอเลกโทรไลต เปนของเหลวประกอบของแบตเตอรตะกว-กรดชนดเจล
44
ภาพท 2.21 แบตเตอรตะกว-กรดชนดเจล
แบตเตอรชนด Stationary Tubutar Plate (Type OPzS and OPzV) แบตเตอรชนดน
เหมาะส าหรบการใชงานประมาณ 15 ถง 20 ป และระบบขนาดใหญทมการท างานตลอดทงป แต
แบตเตอรจะมน าหนกมาก ขนาดใหญและราคาสงมาก โดยมทงชนดเลกโทรไลต เปนของเหลว
(OPzS) และชนดเจล (OPzV) ความแตกตางจากแบตเตอรชนดอนทการออกแบบอเลกโทรดดาน
ขวบวก (Positive Electrode) เปนแบบหลอดดงแสดงในภาพท 2.22 ซงแขงแรงทนทาน ท าใหม
อายการใชงานยาวนาน จะพบวาทการคายประจ 50% จะมอายการใชงานถง 4,500 รอบ ซงสงกวา
แบตเตอรชนดอนทกชนด
ภาพท 2.22 แบตเตอรตะกว-กรดชนด Stationary Tubular Plate
45
แบตเตอรชนดบลอก (OGi Block) แบตเตอรชนดนมอเลกโทรดดานขวบวกจะเปน
แผนแบน ซงเปนการผสมกนระหวางแผนกรดและแผนทมลกษณะเปนทอ (Tubular Plate) ดง
แสดงในภาพท 2.23 เปนสวนประกอบของแบตเตอรตะกว-กรดชนดบลอก ซงสามารถอดประจ
ดวยกระแสไฟฟาทต าไดและมประสทธภาพการอดประจสงประมาณ 95 ถง 98 % และตองการการ
บ ารงรกษานอยมากเพยง 2-3 ปตอครง แบตเตอรชนดนจะมอายการใชงานยาวนาน จะพบวาทการ
คายประจ 30% จะมอายการใชงานถง 3500 รอบซงสงกวาแบตเตอรชนดอน ยกเวนแบบ
Stationary Tubular Plate
ภาพท 2.23 แบตเตอรชนดบลอก
46
2.5.5 พฤตกรรมและลกษณะการท างานของแบตเตอรชนดตะกว-กรด
การใชงานหรอเลอกใชแบตเตอรชนดตะกว-กรด อยางถกตองและเหมาะสมนน
จ าเปนตองเขาใจพฤตกรรมและลกษณะการท างานของแบตเตอรชนดนกอน โดยมประเดนหลก ๆ
ทควรพจารณาท งหมด 6 ประเดนไดแก ความจของแบตเตอร กระแสไฟฟาของแบตเตอร
แรงดนไฟฟาของแบตเตอร การคายและการอดประจ สภาวะการอดประจ และ ปจจยทสงผล
กระทบตออายการใชงานของแบตเตอร
ความจของแบตเตอร (Battery Capacity) ความจของแบตเตอร คอ ปรมาณพลงงานไฟฟาทแบตเตอร
สามารถจายออกไปหรอคายประจได จนกระทงหยดจายพลงงานหรอหยดคายประจ
Cn = In x tn (2.4)
โดย
Cn = ความจปกตของแบตเตอร
In = คากระแสไฟฟาคงทขณะคายประจ
tn = เวลาทงหมดในการคายประจจนหมด
คาความจของแบตเตอรจะไมคงท โดยขนอยกบอณหภม แรงดนไฟฟาขณะคายประจ
จนหมดและกระแสไฟฟาขณะคายประจ ทงนหากกระแสไฟฟาขณะคายประจมคาต าจะท าใหกรด
ซลฟวรกคอย ๆ แตกตวและไปจบกบแผนธาตเกดการสะสมเปนชนตะกวซลเฟตอยางชา ๆ ซงชวย
ใหการแทรกซมของกรดซลฟวรกท าไดลกกวา แตในทางกลบกน หากกระแสไฟฟาขณะคายประจ
มคาสงจะท าใหเกดสะสมเปนชนตะกวซลเฟตอยางรวดเรว และท าใหการแทรกซมของกรด
ซลฟวรกท าไดไมลกพอ ดงนน ในกรณทตองการก าลงไฟฟาของการคายประจมากจงตองพยายาม
ใหกระแสไฟฟาขณะคายประจมคาต าและใชเวลานานขน ดวยเหตนผผลตแบตเตอรจงก าหนดคา
พกดความจของแบตเตอรภายใตสภาวะใดสภาวะหนง เชน คาความจแบตเตอรทกระแสคายประจ
คาหนง หรอทเวลาในการคายประจคาหนง เปนตน
47
กระแสไฟฟาของแบตเตอร จากหลกการเดยวกนกบความจของแบตเตอร คา
กระแสไฟฟาของแบตเตอรจะขนอยกบระยะเวลาในการอดหรอการคายประจ โดยคากระแสไฟฟา
ทวไปของแบตเตอรส าหรบระบบเซลลแสงอาทตย มดงตอไปน
คากระแสไฟฟาสงสดขณะอดประจ (Maximum Charge Current)
l20 = C20 / 20h
คากระแสไฟฟาปานกลางขณะอดประจ (Medium Charge Current)
l50 = C50 / 50h
คากระแสไฟฟาปานกลางขณะคายประจ (Medium Discharge Current)
l120 = C120 / 120h
แรงดนไฟฟาของแบตเตอร คาแรงดนไฟฟาโดยทวไปของแบตเตอรชนดตะกว-กรด
คอ ประมาณ 2 โวลตตอเซลล สวนใหญจะมทงหมด 6 เซลล โดยทตอกนแบบอนกรมอยภายใน
กลองและแรงดนรวมประมาณ 12 โวลตตอแบตเตอรหนงตว ซงคาแรงดนทแทจรงจะเปลยนแปลง
เสมอ ขนอยกบสภาวะการท างานและเพอปองกนความเสยหายทจะเกดกบแบตเตอรจ าเปนตอง
จ ากดคาแรงดนไฟฟาใน 2 สภาวะตอไปน คอ จ ากดคาแรงดนสงสดในสภาวะการอดประจ และ
จ ากดคาแรงดนต าสดในสภาวะการคายประจ นอกจากนยงตองจ ากดคาแรงดนเพอปองกนการเกด
กาซในสภาวะการอดประจอกดวย คาแรงดนไฟฟาขณะไมมภาระทางไฟฟาหรอแรงดนวงจรเปด
ของแบตเตอรชนดตะกว-กรด จะไมสามารถวดไดทนท ภายหลงจากการอดหรอคายประจเนองจาก
กระบวนการทางเคมและความรอนยงไมเขาสภาวะสมดล ซงคาแรงดนวงจรเปดนขนอยกบสภาวะ
การอดประจและชนดของแบตเตอรโดยมคาอยระหวาง 1.96-2.12 โวลตตอเซลลหรอแบตเตอรหนง
ตวมคา 12-12.7 โวลต
48
การอดและการคายประจ
(Charging and Discharging)
กระบวนการอดประจ คาแรงดนไฟฟาของแบตเตอรจะคอย ๆ เพมขนจนถงคาหนง
ทจะเรมเกดกาซ (Gassing Voltage) นนคอ น าถกแยกตวออกเปนออกซเจนและไฮโดรเจน เรยก
Oxy-Hydrogen Gas ซงสามารถจดตดไฟและระเบดไดงาย ดงนนผผลตเครองควบคมการประจ
แบตเตอรจงควรจ ากดแรงดนไฟฟาตอนอดประจไมใหเกนคา ๆ หนงเปนคาแรงดนปลดออกเมออด
ประจหรอ Charge Cut-Off Voltage นอกจากนเนองจากคาแรงดนทเรมเกดกาซขนอยกบคาอณหภม
ของแบตเตอร ดงน นเครองควบคมการประจแบตเตอรควรตองมการวดอณหภมเพอน ามา
ค านวณหาคา Charge Cut-Off Voltage อยางถกตอง
แบตเตอรส าหรบเซลลแสงอาทตยจะท างานครบรอบหรอไซเคลในหนงวน คอ
ชวงเวลากลางวนเปนการอดประจและกลางคนเปนการคายประจ โดยอาจคายประจอยระหวาง 2
ถง 20% ของความจแบตเตอร การท างานของแบตเตอรจะขนอยกบฤดกาล เชนในฤดหนาว (หรอ
ฤดฝน) แสงแดดมนอย ท าใหแผงเซลลแสงอาทตยผลตพลงงานไดนอยจงไมเพยงพอส าหรบการอด
ประจใหแกแบตเตอรใหเตม สงผลใหแบตเตอรท างานทสภาวะการอดประจ (State of Charge,
SOC) ทต ามาก อาจจะประมาณ 20% ของคาความจของแบตเตอร ขณะทในชวงฤดรอน แสงแดด
มมาก แผงเซลลผลตพลงงานไดมากและเพยงพอส าหรบอดประจใหแกแบตเตอรจนเตมหรอเกอบ
เตม ซงอาจสงผลใหแบตเตอรท างานทสภาวะการอดประจทสงคอ อาจถง 80 หรอ 100% ของคา
ความจของแบตเตอรได แตกอาจท าใหเกดปญหาการอดประจเกนพกด ดงนน เพอหลกเลยงปญหา
น จงจ าเปนตองมการก าหนดคาแรงดนไฟฟาสงสดของแบตเตอร ซงโดยทวไปก าหนดไวท 2.4
โวลตตอเซลล โดยเครองควบคมการประจแบตเตอรบางรน อาจก าหนดคาแรงดนสงกวานใน
ชวงเวลาสน ๆ เพอเหตผลจ าเปนบางประการ เชน เพอการอดประจแบบ Equalization หรอการอด
ประจแบบรวดเรว เปนตน
กระบวนการคายประจ เมอเรมตนแรงดนไฟฟาจะตกลงอยางทนท เนองจากแรงดน
สวนหนงตกครอมบนตวตานทานภายในของแบตเตอร เมอมกระแสไฟฟาไหลในวงจรจากนน
แรงดนไฟฟาจะคอย ๆ ลดลงอยางตอเนองและจะลงลงอยางรวดเรวเมอใกลสนสดกระบวนการหรอ
จนถงคาแรงดนปลดออกเมอคายประจ หรอ Discharge Cut-Out Voltage หากปลอยใหแรงดนไฟฟา
49
ลดลงตอไปจนกระทงต ากวาคา Discharge Cut-Out Voltage จะท าใหความเขมขนของกรดจะมคา
สงมากจนเกดเปนผลกซลเฟต หรอเรยกวาเกดซลเฟชน ซงควรหลกเลยงไมใหเกดสภาวะน
สภาวะการอดประจ
(State of Charge, SOC)
การท างานของระบบเซลลแสงอาทตยแบบอสระทมแบตเตอรจ าเปนตองทราบ
จ านวนเวลาทระบบยงสามารถจายไฟใหแกภาระทางไฟฟาไดในชวงเวลาทไมมแดดเพอประมาณ
การหรอเตรยมมาตรการรองรบหรอปองกนการขาดแคลนไฟฟา ดงน นจงจ าเปนตองทราบ
ตลอดเวลาวามปรมาณพลงงานทเหลออยในแบตเตอรมากนอยเพยงใด ซงโดยทวไปม 2 วธทจะท า
ใหทราบปรมาณพลงงานทเหลออยในเบตเตอร (State of Charge)
วธท 1 ส าหรบ Unsealed แบตเตอรหรอแบตเตอรทมอเลกโทรไลทเปนของเหลว
สามารถทราบไดจากคาความหนาแนนของกรด (Acid Density) ซงวดโดยไฮโดรมเตอร
(Hydromenter) โดยแบตเตอรแตละชนดจะมคาตางกน
วธท 2 ส าหรบ Sealed แบตเตอรหรอแบตเตอรทมอเลกโทรไลทเปนแบบเจลซงไม
สามารถวดคาความหนาแนนของกรด (Acid Density) ได จงตองวดระดบแรงดนไฟฟาแทน
อยางไรกตาม จ าเปนตองทราบระดบแรงดนวงจรเปดขณะเรมตน (Resting Voltage) กอนทกครง
เพอใชอางองเปนคาเรมตนทสภาวะการประจเปน 0% และตองปลอยแบตเตอรไวโดยไมตอวงจรไว
อยางนอย 4 ชวโมงกอนการวดแรงดน
ปจจยทสงผลกระทบตออายการใชงานของแบตเตอร
(Ageing Effect)
แบตเตอรชนดตะกว-กรดมจดบกพรองเนองจากอายการใชงานคอนขางส น โดยท
การใชงานระหวาง 100 ถง 800 รอบ จะมอายการใชงานประมาณ 3 ถง 8 ป แตในขณะทแบตเตอร
แบบ Stationary จะมอายการใชงานประมาณ 10 ถง 15 ป สงทตองค านงถงเสมอแมวาจะไมมการ
กายประจใด ๆ จากแบตเตอร กระบวนการทางเคมกยงคงเกดขนและเปนเหตใหเกดการคายประจ
ภายในตวแบตเตอรเอง ทงนไมควรใหเกดการคายประจเกน 3%ตอเดอน จากกระบวนการทางเคม
50
ทเกดขนในแบตเตอรเปนปจจยทสงผลตออายการใชงานของแบตเตอร ประกอบดวย การแบงชน
ของกรด (Acid Stratification) การเกดซลเฟชน (Sulfation) การกดกรอน (Corrosion) การเกด
ตะกอน (Sludging) และการสญเสยน า (Drying Out)
การแบงชนของกรด หรอ Acid Stratification เปนปฏกรยาสามารถยอนกลบได
เนองจากการทกรดมองคประกอบของโลหะหนก ซงความหนาแนนของกรดบรเวณดานลางของ
แบตเตอรจงมากกวาดานบน ท าใหเกดความตางศกยขนระหวางกรดชนบนและชนลาง เปนเหตให
เ กดการคายประจบางสวนวนอยภายในตวกลองแบตเตอร กระบวนการนเ รยกวา Acid
Stratification และในกรณนท าใหเกดกาซบาง ทงนในแตละชวงเวลาของการบ ารงรกษาจงควรชวย
ใหเกดการผสมของกรดชนบนและชนลาง โดยการเคลอนยายแบตเตอรเพอใหเกดการผสมกน
ระหวางกรดชนบนและชนลาง และชวยลดการคายประจภายในแบตเตอร
การเกดซลเฟชน หรอ Sulfation เปนปฏกรยาทไมสามารถยอนกลบไดในกรณ
ทแบตเตอรไมไดรบการอดประจอยางเพยงพอหลงจากทคายประจแลว จะท าใหเกดผลกของตะกว
ซลเฟตตกตะกอนสะสมอยดานลาง ซงไมสามารถละลายกลบเขาในสารอเลกโทรไลตไดอก และ
การสญเสยซลเฟตนท าใหความสามารถในการอดประจครงตอไปลดลง กระบวนการนเรยกวา
Sulfation
การกดกรอน หรอ Corrosion เปนปฏกรยาทไมสามารถยอนกลบได โดยท
กระบวนการกดกรอนจะเกดขนกบแผนธาตกรดทขวบอกของแบตเตอร เมอแรงดนทขวบวกสงเกน
กวาปกต จะท าใหความดานทานของแผนธาตกรดเพมขน จนในทสดเมอเกดการกดกรอนเปน
บรเวณกวางจะท าใหเกดการลดวงจรภายในระหวางขวบวกกบอเลกโทรด
การเกดเปนตะกอน หรอ Sludging เปนปฏกรยาทไมสามารถยอนกลบได โดย
ทปรมาตรขององคประกอบทางเคมทมการเปลยนแปลงในระหวางการอดและคายประจท าให
องคประกอบบางสวนหายไป หากเกดกาซขนจะท าใหเกดการสะสมเปนตะกอนของตะกว หรอ
ตะกวซลเฟตทดานลางแบตเตอรและเมอสะสมจนสงมากพอจะท าใหเกดการลดวงจรภายใน
การสญเสยน า หรอ Drying Out เปนปฏกรยาทไมสามารถยอนกลบได หากเกด
กาซขนในระหวางการอดประจจะท าใหเกดการสญเสยน า ซงตองมการเตมน าอยางสม าเสมอเพอ
ชดเชยและไมใหแบตเตอรหยดท างาน
51
2.6 เครองควบคมการอดประจไฟฟา [2]
ระบบเซลลแสงอาทตยแบบอสระโดยทวไปประกอบดวย แผงเซลลแสงอาทตย เครองควบคม
การประจไฟฟา แบตเตอรและโหลดนน ซงแรงดนไฟฟาของระบบแผงเซลลแสงอาทตยควร
เหมาะสมกบแรงดนไฟฟาของแบตเตอร โดยทวไปมคาเทากบ 12 โวลต, 24 โวลต และ 48 โวลต
ตวอยางเชน แบตเตอร 12 โวลต มแรงดนไฟฟาสงสดไดถง 14.4 โวลต หากแผงเซลลแสงอาทตย
เปนชนดผลกซลกอนจ านวน 36 ถง 40 เซลล มแรงดนใชงานได 15 ถง 18 โวลต (ขนกบอณหภม
ของอากาศ) ขอจ ากดทางเทคนคทก าหนดใหแรงดนใชงานตองมากกวาแรงดนการประจไฟฟาของ
แบตเตอร แมวาอณหภมจะสงขน ซงในกรณนจะเหนวาแรงดนใชงานของแผงเซลลแสงอาทตย
เพยงพอตอการประจไฟฟาใหแกแบตเตอร แมเกดการสญเสยแรงดนไฟฟาในสายไฟฟาและไดโอด
(โดยทวไปไมเกน 2 %)
ภาพท 2.24 ตวอยางเครองควบคมการประจไฟฟาทมทวไป
เครองควบคมการประจไฟฟาท าหนาทประจไฟฟาทผลตไดจากแผงเซลลแสงอาทตยลงใน
แบตเตอรและควบคมไมใหประจไฟฟาเกน (Overcharging) หลกการท างานของเครอง คอ ตรวจวด
แรงดนของแบตเตอร เพอก าหนดสภานะการประจของแบตเตอร เมอแบตเตอรมประจอยเตม
แรงดนไฟฟาจะสงขน เชน แบตเตอร 12 โวลต เครองควบคมการประจไฟฟาจะตดการประจเมอ
แรงดนสงถง 14.4 โวลตและจะประจไฟฟาใหมอกครงเมอแรงดนไฟฟาลดลงเหลอ 13.4 โวลต
52
และท าหนาทเบยงเบนไฟฟาจากแผงเซลลแสงอาทตยเมอแรงดนไฟฟามากเกน หรอต ากวา
แบตเตอรจะรบได สวนการปองกนการจายไฟฟายอนกลบจากแบตเตอรไปยงแผงเซลลแสงอาทตย
จะมไดโอดปองกนกระแสไหลยอน ซงปกตจะมรวมอยในเครองควบคมการประจไฟฟา
นอกจากนชารจเจอรบางรนกยงมคณสมบตเพมเตมอาทเชน ระบบควบคมแสงสวาง ม UPS.
ส าหรบชารจมอถอเปนตน หนาทของเครองควบคมการประจไฟฟาไดดงน
ควบคมใหมการประจไฟฟาทเหมาะสม
ปองกนการคายประจยอนกลบ
ปองกนการประจไฟฟาเกดกวาแบตเตอรจะรบได
ปองกนการคายประจ
แสดงสถานะของแบตเตอร (บางรน)
โดยชารจเจอรสามารถแบงออกเปน 2 ชนดใหญ ๆ คอ
2.6.1 ชนด Pules Width Modulation (PWM.) [2]
หลกการท างานคอใชหลกการควบคมกระแสทออกมาจากแผงเซลลแสงอาทตยแบบ
สวตซเปนจงหวะ ๆ หรอเรยกวาจงหวะพลส โดยหากแบตเตอรมประจไฟทนอยมชวงเวลา On
Time ทเพมขน และหากแบตเตอรมประจไฟใกลเตมระยะเวลาของการ On Time จะนอยลง โดยจะ
มการจดวงจรคอแบบอนกรมคอนโทรล (Series Controller) และขนานคอนโทรล (Parallel
Controller) ซงจากภาพท 2.25 จะเปนการชารจกระแสทไดจากแผงโซลารเซลเซลลเขาแบตเตอร
ผานอปกรณไทรสเตอรซงคอสวตซ S2 โดยตรงซงผลของการจดวงจรดงกลาว จะสงผลท าใหระดบ
แรงดนทใชในการชารจลดลงซงสงผลท าใหชารจเจอรไมสามารถใชก าลงไฟฟาสงสดในการ
ควบคมการชารจประจในแบตเตอรได โดยกระแสทชารจแบตเตอรจะขนอยกบ กระแสทไดรบจาก
แผงโซลาเซลลเปนหลง โดยตวชารเจอรแบบ PWM นนจะมราคาถกวาแบบ MPPT ประมาณ 2-3
เทา ท าใหประหยดคาใชจายในการตดตงระบบทมก าลงผลตต า ๆ ได แตประสทธภาพการแปลง
พลงงานทผลตไดจากโซลารเซลลเพอจายเขาไปชารจกบแบตเตอรจะนอยกวาแบบ MPPT
53
ก. วงจรอยางงายของระบบชารจเจอรแบบ PWM แบบวงจรอนกรม
ข. วงจรอยางงายของระบบชารจเจอรแบบ PWM แบบวงจรขนาน
ภาพท 2.25 วงจรอยางงายของระบบชารจเจอรแบบ PWM โดยมวงจรควบคมการท างานของโหลด
2.6.2 ชนด Maximum Power Point Tracking (MPPT) [2]
หลกการท างานคอมคอนโทรลเลอรปรบแรงดนขาเขาซงมาจากโซลารเซลลเพอใหไดจดทมก าลงไฟฟาสงสดและจะเปลยนก าลงไฟฟาดงกลาวเปนกระแสไฟฟาเพอชารจเขาแบตเตอร
เพราะฉะนนกระแสชารจจะขนอยกบก าลงไฟฟาของแผงโซลารเซลลทตอเขากบตวชารจ ดงภาพท
2.25 โดยโซลารชารจเจอรชนดนจะมประสทธภาพทดกวาชารจเจอรแบบ PWM ประมาณ 10-20 %
แตราคาจะสงกวามาก เหมาะส าหรบระบบใหญ ๆ ซงตองการชารจเจอรทมประสทธภาพ ซงจะ
สามารถลดตอนทนการใชแผงโซลารเซลลลงได โดยการเปรยบเทยบประสทธภาพของชารเจอร
ระหวางแบบ PWM กบแบบ MPPT จะพบวาหากชารจเจอรไดรบก าลงไฟฟาจากแผงโซลารเซลลท
54
100 Watt แบบ MPPT จะสามารถแปลงเปนก าลงไฟฟาทชารจเขาได 100 Watt แตแบบ PWM จะ
สามารถแปลงเปนก าลงไฟฟาไดเพยง 81 Watt เทานน เพราะจะถกจ ากดดวยแรงดนของระบบ
(Vsyt) ถงแมจะไดรบกระแสจากโซลาเซลล (Ipv) เพมขนกตาม (Psyt =Vsyt x Ipv) ท าให
ก าลงไฟฟาในระบบนอยกวาชารจเจอรแบบ MPPT
ภาพท 2.26 วงจรอยางงายของระบบชารจเจอรแบบ MPPT
คาทควรรเพอใชในการเลอกชารจเจอร มดงน
1. แรงดนไฟฟาสงสดดานอนพต (Max. DC Input Voltage) คอระดบแรงดนสงสดทจะ
สามารถตอแผงโซลารเซลลแลวระดบแรงดนเปดวงจร (Voc) ของแผงโซลารเซลลรวมกนแลว
จะตองไมเกนแรงดนไฟฟาสงสดในดานอนพตของชารจเจอร
2. กระแสสงสดดานอนพต (Max. DC Input Current) คอกระแสสงสดทจะสามารถตอแผง
โซลารเซลลแลวระดบกระแสลดวงจร (Isc) ของแผงโซลารเซลลรวมกนแลวจะตองไมเกนกระแส
สงสดในดานอนพตของชารจเจอร
3. ก าลงไฟฟาสงสด (Max. DC Input Power) คอคาก าลงไฟฟาสงสดทจะสามารถตอแผง
โซลารเซลลแลวระดบแรงดนก าลงไฟฟาของแผงโซลารเซลลรวมกนแลวจะตองไมเกนก าลงไฟฟา
สงสดทชารจเจอรรบได
4. ระดบแรงดนแบตเตอรทใชกบชารเจอร (DC Voltage Range) คอระดบของแรงดน
แบตเตอรสามารถตอใชงานกบชารจเจอรได
55
5. กระแสชารจสงสด (Max. Charging Current ) คอกระแสชารจสงสดทสามารถชารจ
แบตเตอรได
6. คาประสทธภาพของชารจเจอร (Efficiency) คอประสทธภาพในการแปลงพลงงานท
ไดรบจากแผงโซลาเซลลของตวอปกรณ ซงยงคาสงกหมายถงประสทธภาพทสงตามไปดวย
56
บทท 3
การออกแบบทางโครงงาน
3.1 การออกแบบระบบ Off Grid
การออกแบบระบบ Off Grid ควรออกแบบใหเหมาะสมกบการใชพลงงานไฟฟาของผใชงาน
กลาวคอ หากผใชงานตองการใชไฟฟา 10 หนวยตอวน กควรออกแบบใหระบบผลตไฟฟาใหได
ใกลเคยง 10 หนวยตอวน ในวนทแสงนอยทสดของป โดยสามารถเผอการออกแบบระบบไว
ประมาณ 10-25% อนเนองมาจากประสทธภาพของแผงโซลาเซลลและแบตเตอรทเสอมลงตามอาย
การใชงาน
การเลอกระดบแรงดนทเหมาะสมของระบบ Off Grid แนวทางการเลอกใชงานระดบแรงดนท
เหมาะสมในระบบออฟกรต สามารถแบงออกเปน 2 แนวทางขนาดของแรงดนของอปกรณไฟฟา
ดานกระแสตรง กลาวคอถาหากเครองใชไฟฟากระแสตรง เชนหลอด LED T8 ขนาด 18W ระดบ
แรงดนทผผลตบอกมาคอ 24 V เราสามารถเลอกระดบแรงดนของระบบ Off Grid เทากบ 24 V ได
ปรมาณพลงงานทใชงานระบบตอวนกลาวคอ ถาหากมการใชปรมาณพลงงานไฟฟาทสงกควร
เลอกใชระดบแรงดนสงตาม เนองจากการชารจแบตเตอรต าลงตามแรงดนทสงขน สงผลให
ประหยดคาใชจายในเรองขนาดของสายไฟและความรอนทเกดขนในระบบ
3.2 การค านวณหาขนาดของอนเวอรเตอร
การค านวณหาก าลงไฟฟาของอนเวอรเตอรเพอใชงานส าหรบโหลดไฟฟากระแสสลบควร
ออกแบบใหมคามากกวาก าลงไฟฟารวมของอปกรณไฟฟาดานกระแสสลบประมาณ 1.25 เทา หา
ไดจาก
Pinv ≥ 1.25 x Pac (t) (3.1)
57
โดย
Pinv = ก าลงไฟฟาสงสดของอนเวอรเตอร หนวยเปน วตต (W)
Pac(t) = ก าลงไฟฟารวมของอปกรณดานไฟฟากระแสสลบ หนวยเปน วตต (W)
กรณโหลดเปนมอเตอรแลวตอตรงเขาอนเวอรเตอร จะตองท าการเผอขนาดจาก 1.25 เปน 3
เทา ของพกดมอเตอรทตอใชงานดานไฟฟากระแสสลบ เพอปองกนกระแสกระชากของมอเตอร
ขณะสตารทแลวท าใหอนเวอรเตอรเสยหายโดยสามารถเขยนความสมพนธไดวา
Pinv ≥ 3 x Pac (Motor) (3.2)
3.3 การเลอกใชงานและการค านวณขนาดของ แบตเตอร
การเลอกใชแบตเตอรในระบบโซลารเซลลเลอกใชแบบ Deep Cycle เพราะสามารถเกบประจ
ไวไดมากและสามารถจายไฟไดอยางตอเนอง โดยแบตเตอรชนดนจะไมสามารถจายกระแสสงๆได
ในเวลาอนสนซงจะตางจากแบตเตอรรถยนตทวไปซงสามารถจายกระแสไฟฟาไดในปรมาณมากๆ
ไดในชวงระยะเวลาอนสนๆได แตไมสามารถเกบประจไวไดมากเมอเทยบกบแบตเตอรแบบ Deep
Cycle ซงจะมขนาดของแผนตะกวทหนากวาและจ านวนรอบการชารจทมากกวาอกดวย
ค านวณหาความจของแบตเตอร ไดจาก
Battery Capacity = (3.3)
โดย
Ws = ก าลงไฟฟาของระบบ
Battery Capacity = คาความจของแบตเตอรหนวยเปน แอมแปร-ชวโมง(Ampare - hour :
Ah)
Day of autonomy = จ านวนวนทตองการใหโหลดทางไฟฟายงคงท างานไดหากไมมการ
ผลตไฟฟาจากโซลารเซลล หนวยเปน วน (Days)
Ws x Day of autonomy V sys x DOD
58
V system = ระดบแรงดนของระบบหนวยเปน โวลต (Volt:V)
DOD = คาระดบความลกของการคายประจหนวยเปนเปอรเซนต (%)
ค านวณหาจ านวนแบตเตอรทตออนกรม
No. (ser) = (3.4)
โดย
No. (ser) = จ านวนแบตเตอรทตออนกรม หนวยเปนลกหรอตว
V sys = ระดบแรงดนของระบบOff Grid หนวยเปนโวลต (Volt : V)
V B = แรงดนของแบตเตอรทเลอกใชงาน หนวยเปนโวลต (Volt : V)
ค านวณหาจ านวนแบตเตอรทตอขนาน
Vp = (3.5)
โดย
Vp = จ านวนแบตเตอรทตอขนาน หนวยเปนลกหรอตว
Ah = คาความจของแบตเตอรทเลอกใชงาน หนวยเปน แอมปแปร-ชวโมง (Ampare-hour)
Battery Capacity = คาความจของแบตเตอรทตองการ หนวยเปน แอมปแปร-ชวโมง
(Ampare-hour : Ah)
V B V sys
Battery Capacity
Ah
59
3.4 การหาก าลงไฟฟาของแผงโซลาเซลล
ประสทธภาพก าลงของโซลาเซลลจะขนอยกบปจจยหลายอยางเชน อณหภม ความเขมของ
แสง ฝ นทเกาะอยบนแผงโซลาเซลล คาความเสอมของแผงโซลาเซลล เปนตน แตทงนถาหากเราตด
ปจจยตวแปรใหเหลอ-แค ฝ นทเกาะ คาความคลาดเคลอนจากผผลต และความสญเสยทเกดจาก
อณหภม เราสามารถค านวณหาขนาดของแผงโซลาเซลลใหเหมาะสมกบระบบไดจากสมการ
Ppv = (3.7)
โดย
Ppv = ก าลงไฟฟารวม(สงสด)ของแผงโซลาเซลลทใชในระบบ หนวยเปน
(Watt peak : Wp)
Ws = พลงงานไฟฟารวมของระบบทใชงานตอหนงวน หนวยเปนวตต-ชวโมง
(Watt-hour:Wh)
Oz = Over size factor หรอคาทเผอส าหรบการออกแบบ
PSH = Peak Sun Hours ระยะเวลาการมแสงท 1000 W/m2 ตอวน หนวยเปนชวโมง
(Hours:Hr) [9] โดยทงนควรเลอกในเดอนทคาต าสดในการค านวณระบบออฟกรด
f_dirt = คาประสทธภาพเมอมสงสกปรกเกาะอยบรเวณแผงโซลารเซลลหนวยเปนรอยละ
f_temp = คาประสทธภาพหากมผลกระทบจากอณหภม ซงปกตแลวหากอณหภมสงขน
เกน 25 องศา ท Standard Condition จะสงผลท าใหก าลงไฟฟาของแผงโซลารเซลลลดลงหนวยเปน
รอยละ
f_cable = คาประสทธภาพของระบบสายไฟ หากมระยะทางไกลมากๆประสทธภาพ
ดงกลาวยอมมคานอยตาม หนวยเปนรอยละ
f_charger = คาประสทธภาพของชารจเจอร หนวยเปนรอยละ
f_tolerance = คาความคลาดเคลอนซงจะเปนคาทมาจากผผลต หนวยเปนรอยละ
Ws x Oz
PSH x f dirt x f torance x f temp x f cable x f charger x f battery
60
f_battery = คาประสทธภาพของแบตเตอร โดยแบตเตอรธรรมดาจะมคา 0.6 และแบตเตอร
deep cycle จะมคาอยท 0.8 หนวยเปนรอยละ
3.4.1 ค านวณหาจ านวนแผงโซลารเซลลทสามารถตอเขาระบบไดสงสด
N_pv_max = (3.8)
3.4.2 ค านวณหาก าลงไฟฟารวมของแผงโซลารเซลลในระบบทใชงานจรง
Pvs = N_PV_max x Pv,wp (3.9)
โดย
Ppv = ก าลงไฟฟารวม(สงสด)ของแผงโซลารเซลลทใชในระบบหนวยเปนวตต
(Watt peak : Wp)
Pvs = ก าลงไฟฟารวมของแผงโซลารเซลลทใชในระบบทใชงานจรงหนวยเปนวตต
(Watt : W)
Pv,wp = ก าลงไฟฟาของแผงทเราเลอกใชหนวยเปนวตต (Watt peak : Wp)
N_pv_max = จ านวนแผงโซลาเซลลทสามารถตอเขาระบบไดสงสดหนวยเปนโมดล
3.4.3 การค านวณหาขนาดชารจเจอร
ค านวณหาขนาดก าลงไฟฟาของชารจเจอรแบบ MPPT. (Maximum Power Point Tracking)
P_charger ≥ 1.25 x Pvs x N_Pv_max (3.10)
โดย
P charger = ก าลงไฟฟาขาเขาของชารจเจอรหนวยเปน วตต (Watt : W)
Pvs = ก าลงไฟฟารวมของแผงโซลาเซลลในระบบหนวยเปน วตต (Watt : W)
Ppv Pv,wp
61
N_Pv_max = จ านวนแผงโซลาเซลลทสามารถตอเขาระบบไดสงสดหนวยเปน โมดล
หรอแผง
3.5 การออกแบบระบบโซลาเซลลแบบ Off-Grid ขนาด 250 วตต
โหลดทตองการการใชพลงงานไฟฟากระแสสลบ(AC) เทากบ 900 Wh และมก าลงไฟฟารวม
เทากบ 180 วตต เพราะฉะนนความตองการการใชพลงงานไฟฟาในระบบคอ Ws = 900 Wh
3.5.1 หาขนาดของอนเวอรเตอรทใชงาน จากสมการ 3.1
Pinv = 1.25 x P ac(t)
= 1.25 x 180
= 225 วตต
พจารณาเลอกอนเวอรเตอรชนด Pure Sine Wave ขนาด 500 W.
3.5.2 หาขนาดและจ านวนของแบตเตอร จากสมการ 3.3 สามารถแสดงตวอยางการหา
ขนาดแบตเตอรไดดงการค านวณดานลาง ไดความจของแบตเตอรเทากบ 46.87 แอมป-ชวโมงและ
หาจ านวนของแบตเตอรไดดงสมการท 3.4 ไดเทากบ 2 ลก
Battery Capacity =
=
= 46.87 Ah
เลอกใชแบตเตอร ชนด Deep Cycle ขนาด 12V,45Ah
Ws x Day of autonomy
V system x DOD
62
Battery Series =
=
= 2 ลก
จ านวนแบตเตอรทตออนกรมกนเทากบ 2 ลก
3.5.3 หาขนาดของก าลงไฟฟารวมของแผงโซลารเซลล จากสมการ 3.7
Ppv =
=
(คา PSH นอยทสดของป ของจงหวดกรงเทพฯ มคาเทากบ 4.69 ชวโมงตอวน)
Ppv =
= 331.98 วตต
ดงนนก าลงไฟฟาของแผงโซลารเซลลทตองการคอ 331.98 วตต
หมายเหต กรณไมรคาความสญเสยในระบบทแทจรงสามารถประมาณคาก าลงไฟฟาของแผงโซลาร
เซลลทตองการไดจาก
V battery V system
Ws x Oz
PSH x f dirt x f torance x f temp x f cable x f charger x f battery
Ws x 1.73 PSH
63
Ppv =
หาคาจ านวนของแผงโซลารเซลลทใชงาน จากสมการ 3.8
N_pv_max =
=
= 1.32 หรอ 1 โมดล
หาคาก าลงไฟฟาของแผงโซลารเซลลทใชงานจรง จากสมการ 3.9
Pvs = N_PV_max x Pv,wp
= (1x250) W
= 250 W
หาขนาดก าลงไฟฟาของชารจเจอร จากสมการ 3.10
P_charger ≥ 1.25 x Pvs
= 1.25 x Pvs
= 1.25 x 250
= 312.5 W
Ws x 1.73 PSH
64
3.5.4 ค านวณหาขนาดของสายไฟฟาและอปกรณปองกนในระบบ
หาขนาดสายจากแผงโซลาเซลลและชารจเจอร จากสมการ 3.11 โดยเดนในทอรอย
สายในอากาศ
Iw,1 ≥ Nsmax_parallel x Isc x1.25 (3.11)
= 1 x 8.98 x 1.25
= 11.22 A
กรณเลอกใชสาย CV แกนเดยวเดนในเดนลอยในอากาศ สามารถเลอกใชสาย CV ขนาด
2.5 ตร.มม.(ขนาดเลกสดทผลต) ซงทนกระแสไดสงสด 25 A สมมตระยะทางจากแผงโซลารเซลล
ถงชารจเจอร คอ 20 m สายไฟ(รวมไป-กลบ) มระยะทางสงสด 40 m
หากระแสของแผงโซลารเซลลทตอเขาชารจเจอร
Ipvt = Nsmax_parallel x Imp
= 1x 8.17 A
= 8.17 A
หาแรงดนตกครอมบนสายไฟ (VD)
VD = Ipvt x R
= Ipvt x
ความยาวสายไฟ
= 8.17A x [
]
= 2.68 V
คดเปนเปอรเซนต
%VD = 1- ( )
x 100
65
= 1-
x 100
= 8.76 %
เลอกใชสาย CV ขนาด 2.5 ตร.มม. เดนลอยในอากาศซงทนกระแสไดสงสด 25 A
3.5.5 ค านวณอปกรณปองกนระหวางแผงโซลาเซลลกบชารจเจอร
ขนาดของกระแสภายในสายจากแผงโซลารเซล (Iw,1)
Iw,1 = Nsmax_parallel x Isc x 1.25
= 1 x 8 x 9 x 1.25
= 11.22 A.
หาคากระแสตดวงจรของ Circuit breaker (Amp trip)
Io = Circuit breaker, Amp trip
Io = Iw,1
Io = 11.22 A
สามารถเลอกใชเซอรกตเบรคเกอรกระแสตรงขนาด 32 AT ในการออกแบบได
หาขนาดสายไฟระหวางชารจเจอรและแบตเตอร
Iw,1 ≥ Max.Charging current x 1.25
= 8.98x1.25
=11.22 A
เลอกใชสาย CV ขนาด 2.5 ตร.มม. เดนลอยในอากาศซงทนกระแสไดสงสด 25 A
ค านวณหาอปกรณปองกนระหวางชารจเจอรกบแบตเตอร
Io = Circuit breaker (Amp trip)
Io = Iw,1
Io = 11.22 A
สามารถเลอกใชเซอรกตเบรคเกอรกระแสตรงขนาด 32 AT ในการออกแบบได
66
ภาพท 3.1 ขนาดขายดแผงโซลาเซลล
67
ภาพท 3.2 ขนาดแผงตดตงอปกรณชดสาธต
68
ภาพท 3.3 การตอวงจรโซลาเซลล
69
บทท4
การทดลองและผลการทดลอง
4.1 วตถประสงค
เพอบนทกคาแรงดนจากแผงโซลารเซลลในชวงเวลาตางๆ ของแผงโซลารเซลล ชนด Poly
Crystalline ทระยะมม 25˚องศา
4.2 ผลการทดลอง
จากการทดลองแผงโซลารเซลล ชนด Poly Crystalline ทระยะมม 25˚องศา ผลทไดปรากฏวา
แผงโซลาเซลล ชนด Poly Crystalline มคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคาก าลงงานไฟฟาททดลองได มประสทธภาพใกลเคยงกบขอมลจากทางผผลตใหมา ท าการทดลอง โดยใช Lux Meter ในการวดแสงโดยใช เปนตว Calibrate แลวดคา Output Power โดย Calibrate กบ Prova 210 PV Analyzer เปนหลก ระยะเวลาในชวงท าการทดลอง คอ ตงแตเวลา 7:00 – 17:00 น. โดยเกบขอมลทก 1 ชวโมง และน าคาททดลองไดมาเฉลยเปนทก 3 ชวโมง เพอใหทราบถงคา Output Power ในแตละชวงเวลาท แผงโซลารเซลล ผลตได [1] จากการทดลองแสดงคาของแรงดน ตงแต เวลา 7.00น. – 17.00 น. จะเหนวาคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคาก าลงงานไฟฟาคอนขางคงท โดยจะมคานอยเฉพาะในตอนชวงเชา และในตอนชวงเยนเทานน ทงนอาจเปนเพราะแสงในชวงตอนเชา และแสงในชวงตอนเยนนนอาจมความเขมนอย และจะสงเกตเหนวา ในแตละวนกจะมคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคาก าลงงานไฟฟาใกลเคยงกน คาทไดกจะขนอยกบสภาพภมอากาศในวนทท าการทดสอบดวย
70
ตารางท 4.1 แรงดนไฟฟา
ชวงเวลา แรงดน (โวลต)
0.00 0 1.00 0 2.00 0 3.00 0 4.00 0 5.00 0 6.00 0 7.00 24.88 8.00 25.04 9.00 25.97
10.00 25.98 11.00 26.22 12.00 27.01 13.00 28.68 14.00 28.80 15.00 26.22 16.00 25.20 17.00 24.78 18.00 0 19.00 0 20.00 0 21.00 0 22.00 0 23.00 0
71
ภาพท 4.1 แสดงคาแรงดนไฟฟา (โวลต)
ตารางท 4.2 คาเฉลยแรงดนไฟฟา
คาเฉลยแรงดนไฟฟา ชวงเวลา แรงดนไฟฟา (โวลต) 7.0-9.0 25.23
9.0-11.0 26.06 11.0-13.0 27.30 13.0-15.0 27.90 15.0-17.0 25.40
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00
แรงดน (โวลต)
แรงดน (โวลต)
hr
v
V
72
ตารางท 4.3 คากระแสไฟฟา
เวลา กระแส (แอมป)
0 0 1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 6.31
8 7.73 9 7.33
10 7.03
11 7.21
12 7.92 13 8.03
14 7.67
15 7.44
16 7.13 17 6.43
18 0
19 0
20 0
21 0
22 0
23 0
73
ภาพท 4.2 แสดงคากระแสไฟฟา (แอมป)
ตารางท 4.4 คาเฉลยกระแสไฟฟา
คาเฉลยกระแสไฟฟา ชวงเวลา กระแส (แอมป) 7.0-9.0 7.12
9.0-11.0 7.19 11.0-13.0 7.72 13.0-15.0 7.71 15.0-17.0 7.00
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00
กระแส (แอมป)
กระแส (แอมป)
Hr
I (A)
I
74
ตารางท 4.5 คาก าลงงานไฟฟา
ชวงเวลา ก าลงไฟฟางาน (วตต)
0.00 0 1.00 0 2.00 0 3.00 0 4.00 0 5.00 0 6.00 0 7.00 156.98 8.00 193.56 9.00 190.36
10.00 182.64 11.00 189.04 12.00 213.92 13.00 230.30 14.00 220.89 15.00 195.07 16.00 179.67 17.00 159.34 18.00 0 19.00 0 20.00 0 21.00 0 22.00 0 23.00 0
75
ภาพท 4.3 แสดงคาก าลงงานไฟฟา (วตต)
ตารางท 4.6 คาเฉลยก าลงงานไฟฟา
คาเฉลยก าลงงานไฟฟา ชวงเวลา ก าลงงานไฟฟา (วตต) 7.00-9.00 192.04
9.00-11.00 193.37 11.00-13.00 202.27 13.00-15.00 199.60 15.00-17.00 191.19
ตารางท 4.7 สมรถนะทางไฟฟา (Electrical Performance)
Electrical Performance
Max Power Pmax 250 W Operating Voltage Vmp 30.6 V Operating Current Imp 8.17 A
Oper Circuit Voltage Voc 37.8 V Short Circuit Current Isc 8.98 A
-50
0
50
100
150
200
250
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00
ก ำลงำนไฟฟำ (วตต)
ก าลงานไฟฟา (วตต)
hr
P (W)
P
76
ภาพท 4.4 แสดงคาเปรยบเทยบก าลงไฟฟา แรงดนไฟฟา และกระแสไฟฟา
ภาพท 4.5 ใช Lux Meter Calibrate กบ Prova 210 PV Analyzer
-50
0
50
100
150
200
250
0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00
ก าลง(W)
แรงดน(V)
กระแส(A)
P V I
Hr
77
ภาพท 4.6 คาความเขมแสงเทยบกบคาทไดจากการวดจรง
ในการพจารณาคณลกษณะทางกระแสและแรงดนของเซลลแสงอาทตย จะมพารามเตอรท
ส าคญทจะตองเกยวของดงตอไปน แรงดนขณะเปดวงจร(Open Circuit Voltage; Voc.), กระแส
ลดวงจร (Short Circuit Current; Isc), ก าลงไฟฟาสงสด (Maximum Power Point; MPP),
กระแสไฟฟาสงสด (Maximum Power Current; Imp) และแรงดนไฟฟาสงสด(Maximum Power
Voltage; Vmp) นอกจากนยงมคาทเกยวของ กบคณภาพของเซลลไดแก
อตราสวนของก าลงไฟฟาสงสดตอผลคณระหวางกระแสขณะลดวงจรกบคาแรงดน
ขณะเปดวงจรเรยกวา คาฟลลแฟคเตอร (Fill Factor ; FF) สามารถเขยนไดดง สมการท 4.1
FF = (4.1)
ประสทธภาพของโซลารเซลล หาไดจากอตราสวนของก าลงไฟฟาดานออกตอ
แสงอาทตยดานเขา (Pin) สามารถเขยนไดดง สมการท 4.2
ɳ = (4.2)
หาอตราสวนประสทธภาพโซลาเซลล (PR Ratio) สามารถเขยนเปนสมการไดดงน
Voc x Isc Vmm x Imp
Pin Voc x Isc x FF
78
=
(
) (4.3)
จากการวเคราะหจดคมทนเลอกใชแผงโซลารเซลลขนาด 250 W ผลตก าลงไฟฟาเฉลยตอ
วนได 1.5 kWh จงน ามาค านวณ
หาคา Performance ratio จากสมการท 4.1
FF =
=
FF = 0.74
ประสทธภาพของโซลารเซลล จากสมการ 4.2
ɳ =
=
ɳ = 0.15 หรอ 15%
หาอตราสวนประสทธภาพโซลาเซลล จากสมการ 4.3
=
(
)
=
(
) = 77 %
Voc x Isc Vmm x Imp
37.80 x 8.98 30.60 x 8.17
Pin Voc x Isc x FF
1000 Watt / m2 x 1.62 m2 37.80 x 898 x 0.74
79
4.3 ประเมนจดคมทน
การค านวณจดคมทนตองน าจ านวนหนวยไฟฟาทระบบผลตไฟฟาพลงงานแสงอาทตยบน
หลงคาผลตได มาค านวณหาวา เมอน ามารวมกนแลวแตละปจดคมทนอยทกปโดยบรเวณทรบสคอ
กรงเทพมหานคร โดยไดรบรงสเฉลยทงป 6 kWh/ตารางเมตร/วน ขอมลจากกระทรวงพลงงานป
2553 ดงนนหากระบบท างานเตมประสทธภาพจะไดก าลงไฟฟาทงหมดดงนยกตวอยาง แผงขนาด
250 x 6 = 1.5 kWh/วนจะผลตได 1.5 หนวยตอ 1 วนแตในความเปนจรงระบบไมสามารถท างานได
เตมประสทธภาพเนองจากสญเสยพลงงานไปกบความรอน และกบ อนเวอรเตอร โดย PR เฉลยอยท
0.77 นนคอระบบสญเสยพลงงานทควรทจะผลตไดถง 15 % จากปจจยดงกลาวท าใหระบบทควร
ผลตไดตอวน คอ 1.5 หนวย เหลอเพยง 77% คอ 1.155 หนวยเทานนหากเราผลตไฟฟา ได 1.155
หนวยตอวนหากขายกบการไฟฟาเราจะผลตไฟฟาขายได 1.155 x 6.85 = 7.91 บาท/วน หรอเดอน
ละ 7.91x30 = 237.3 หรอปละ 2847.6 บาทโดยตนทนคาใชจายอปกรณพรอมตดตง อยท 35,000
บาท ดงนนจดคมทนของแผง 250 W จะได 35,000 / 2,847.6 = 12 ประยะ คนทนของแผง 250 วตต
ได จะอยท 12 ป
80
บทท 5
สรปและขอเสนอแนะ
จากการทดลองแสดงคาของพารามเตอรในชวงระยะเวลาตงแตเวลา 7:00 – 17:00 น. โดยการเกบขอมลทก 1 ชวโมง และน าคาทไดมาเฉลยเปนทก 3 ชวโมง เพอใหทราบถงคา Output Power ในชวงเวลาท แผงโซลาเซลลผลตได จากการทดลองแสดงคาของแรงดน กระแส และก าลงงานไฟฟา มคาคอนขางคงท โดยจะมคานอยเฉพาะในตอนชวงเชา และในตอนชวงเยนเทานน ทงนเปนเพราะแสงในชวงตอนเชา และแสงในชวงตอนเยนนนอาจมความเขมนอย และจะสงเกตเหนวา ในแตละวนกจะมคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคาก าลงงานไฟฟาใกลเคยงกน คาทไดกจะขนอยกบสภาพภมอากาศในวนนน ๆ ดวย ประสทธภาพในการท างานของชดสาธตมประสทธภาพในการท างานคอนสง เมอเปรยบเทยบคาระหวางการค านวณ การวดจรง และจาก Data Sheet ของแผงโซลารเซลล มคาก าลงงานไฟฟาเฉลยทงวน 196.77 วตต คาแรงดนไฟฟาเฉลยทงวนเทากบ 26.38 โวลต และคากระแสไฟฟาเฉลยทงวน 7.35 แอมแปร แสดงใหเหนวาแผงโซลารเซลลชนด Poly crystalline ทระยะมม 25˚องศา ผลทไดปรากฏวา แผงโซลาเซลล ชนด Poly crystalline มคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคาก าลงงานไฟฟาททดลองได มประสทธภาพใกลเคยงกบขอมลจากทางผผลตใหมา
81
เอกสารอางอง
[1] กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน
[2] คมอการออกแบบระบบไฟฟาพลงงานแสงอาทตยเบองตน (นครนทร รนพล)
[3] http://th.wikiprdia.org
[4] หนงสอรงสอาทตย มหาวทยาลยศลปกร
[5] www.Monmai.com
[6] เอกสารการอบรมเชงวชาการระบบผลตไฟฟาจากพลงงานแสงอาทตย
[7] www.itacnet.org/a-guide-to-photovotic/
[8] http://solarcellcenter.com/en/content/32-break-even-point
[9] http://www.gaisma.com/en/dir/001-continent.html
82
83
84
