Research

ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ (The solar power generation system)


อาจารย์นรงฤทธิ์   เสนาจิตร
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้ากำลัง  คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
15 มกราคม 2561

 

บทนำ

       พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ใช้แล้วเกิดขึ้นใหม่ได้ตามธรรมชาติ เป็นพลังงานที่สะอาดปราศจากมลพิษและเป็นพลังงานที่มีศักยภาพสูง สำหรับประเทศไทยมีศักยภาพของพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง และได้รับการส่งเสริมอย่างจริงจังจากภาครัฐในการลดการนำเข้าน้ำมันและหันมาใช้พลังงานทดแทนให้เพิ่มมากขึ้น [1-2] ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2554 เรื่อยมาการเติบโตของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของประเทศไทยปรากฏชัดเจนเป็นรูปธรรม ทั้งนี้ผู้ประกอบการด้านผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งทำให้ประเทศไทยมีโรงไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์กว่า 190 แห่งทั่วประเทศซึ่งส่วนใหญ่เป็นผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็กมาก การเติบโตของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผ่านมาได้นำพาให้การส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งบนหลังคาได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นตามลำดับ จนกระทั่งปลายปี พ.ศ. 2556 ภาครัฐเดินหน้าสนับสนุนการรับซื้อไฟฟ้าจากการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคา ทำให้ภาคครัวเรือนสามารถเข้ามามีส่วนร่วมตรงนี้มากขึ้น ซึ่งทำให้ประชาชนทั่วไปสามารถเข้าถึงและรู้จักพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ มากยิ่งขึ้นด้วย

         ดังนั้นในบทความนี้จะขอกล่าวถึงในส่วนของรูปแบบการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้งานกันในปัจจุบัน เพื่อความเข้าใจและนำไปเลือกใช้งานได้อย่างถูกต้องเหมาะสมต่อไป

รูปแบบระบบการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ [1]

         ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ระบบหลัก คือ

1. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand Alone System)

2. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid Connected System)

3. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid System)

 

  1. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand Alone System) 
           
    เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับนำไปใช้งานแบบติดตั้งอิสระ เหมาะสำหรับทุกพื้นที่ ที่ระบบสายส่งการไฟฟ้าเข้าไม่ถึง อุปกรณ์ของระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ (Charge Controller) แบตเตอรี่ (Batteries อาจจะมีหรือไม่ก็ได้ แล้วแต่การใช้งาน) และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ (Inverter) เพื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อไป ซึ่งแสดงตัวอย่างการต่อของระบบ ดังรูปที่ 1
     รูปที่ 1 Simplified Stand Alone PV System [3]

                                                                                                                                       
  2. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid Connected System)   
           เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง กล่าวคือต้องเป็นพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ของระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า (อาจมี Batteries ต่อร่วมก็ได้ แล้วแต่การใช้งาน) โดยตัว Inverter นี้ ต้องได้รับการรับรองจากการไฟฟ้าก่อน ถึงจะสามารถนำไปใช้งานและติดตั้งได้ ซึ่งแสดงตัวอย่างการต่อของระบบ ดังรูปที่ 2
     
         รูปที่ 2 Simplified Grid Connected PV System [3]

                                                                                                                                             
  3. ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid System)
           เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับการทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าระบบอื่นๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม เครื่องยนต์ดีเซล หรือระบบผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ เป็นต้น โดยรูปแบบของระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์ของโครงการที่ใช้งานเป็นกรณีเฉพาะ ดังตัวอย่างการต่อของระบบ ในรูปที่ 3
     
         รูปที่ 3 Simplified Hybrid PV System [4]

                                                                                                                                 

สรุป

        ตามที่ได้กล่าวมาทั้งหมดจะเห็นว่าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำมาต่อใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผู้ใช้งานเองว่าจะเลือกการติดตั้งแบบไหน โดยต้องคำนึงถึงพื้นที่การติดตั้งและประโยชน์การใช้งานเป็นหลัก เพื่อให้ได้ระบบการใช้งานที่เหมาะสมคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยการติดตั้งออกแบบควรให้ผู้เชี่ยวชาญด้านนี้โดยเฉพาะเข้ามาช่วยออกแบบเพื่อความเหมาะสมของระบบที่เลือกและความปลอดภัยของผู้ใช้งานเอง

 

 

 

 

<< ย้อนกลับ