มารู้จักกับโซล่าเซลล์ และการคำนวนระบบ

ระบบและการคำนวน

มารู้จักกับโซล่าเซลล์ทั้ง 3 ระบบกัน
1.  ON Grid System   
2.  Hybrid System     
3.  OFF Grid System

1. On Grid System
หรือโซล่ารูฟท๊อป Solar Roof Top
คือการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซล ที่เชื่อมต่อกับระบบการไฟฟ้า นครหลวง และภูมิภาค จะใช้อุปกรณ์เพียง แผง โซล่าเซล และ inverter on grid  
โดยหลักการ แปลงไฟกระแสตรงจาก แผงโซล่า เป็นไฟ กระแสสลับเพื่อเชื่อมต่อเข้าระบบ การไฟฟ้าเพื่อทำการ ขายไฟคืน หรือ ลค่าใช้จ่ายได้ 


ข้อดี สามารถลดค่าไฟฟ้า ใช้ไฟฟ้าฟรี เนื่องจากผลิตไฟฟ้าได้เองในตอนกลางวัน ใช้ไฟฟ้าฟรี ลดค่าไฟฟ้าได้ สำหรับผู้ประกอบการติดตั้งระบบไฟขนาดใหญ่ สามารถขายไฟคืนให้กับการไฟฟ้าได้ โดยติดต่อการไฟฟ้า จะต้องสมัครและยื่นเอกสาร พร้อมวิศวกรเซ็นต์รับรอง

ข้อเสีย กรณีที่ไฟฟ้าจากการไฟฟ้าดับ ถึงแม้ว่าระบบโซลาร์เซลล์ยังจ่ายไฟปกติก็ตาม แต่กริดไทน์อินเวอร์เตอร์จะหยุดทำงาน โดยไม่จ่ายไฟเข้าสายส่ง เพื่อป้องกันไฟฟ้าดูดเจ้าหน้าที่การไฟฟ้า ซึ่งกำลังซ่อมระบบสายไฟฟ้าตามท้องถนน

การใช้งานระบบนี้ จะใช้ในพื้นที่ ที่มีไฟฟ้าเข้าถึงแล้ว ใช้เพื่อช่วยลดค่าไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี ซึ่งทางผู้ที่ต้องการติดตั้ง ต้องมีพื้นที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ และรู้ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในตอนกลางวัน โดยดูจากหน่วยการใช้ไฟฟ้า ที่เสียค่าไฟฟ้าแต่ละเดือน เพื่อออกแบบกำลังการผลิต หาขนาดกริดไทอินเวอร์เตอร์ และจำนวนแผงโซลาร์เซลล์
ON Grid 250W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly            = 1
2. Mini Grid Inverter OMNIK-250w  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 200 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 2,400 บาท
อัตราคุ้มทุน 5.6 ปี
อินเวอร์เตอร์ ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้านครหลวง  (MEA)



ON Grid 1500W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly       = 5 
2. Grid Inverter JFY JSI-1500TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 1,000 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 12,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.7 ปี
อินเวอร์เตอร์ ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้านครหลวง  (MEA)


ON Grid 2000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly       = 7 
2. Grid Inverter JFY JSI-2000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 1,300 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 16,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.8 ปี
อินเวอร์เตอร์ JFY ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้านครหลวง  (MEA)


ON Grid 3000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly       = 10
2. Grid Inverter JFY JSI-3000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 2,000 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 24,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.3 ปี
อินเวอร์เตอร์ JFY ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้านครหลวง  (MEA)


ON Grid 4000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly       = 14 
2. Grid Inverter OMNIK-4000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 2,500 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 30,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.8 ปี
อินเวอร์เตอร์ OMNIK ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้านครหลวง  (MEA)



ON Grid 5000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly       = 17 
2. Grid Inverter OMNIK-4000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 3,000 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 40,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.4 ปี
อินเวอร์เตอร์ OMNIK ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้าภูมิภาค  (PEA)



ON Grid 10000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly                = 34
2. Grid Inverter JFY Suntree-10000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 6,700 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 80,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.2 ปี
อินเวอร์เตอร์ JFY ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้าภูมิภาค  (PEA)



ON Grid 20000W single phase
1. Solar Cell Panel 300w Poly         = 68 
2. Grid Inverter OMNIK-20000TL  = 1
ประหยัดไฟต่อเดือน 13,400 บาท
ประหยัดไฟต่อปี 160,000 บาท
อัตราคุ้มทุน 4.0 ปี
อินเวอร์เตอร์ OMNIK ผ่านการรับรองจากการไฟฟ้าภูมิภาค  (PEA)




2. Hybrid System

ข้อดีของ HYBRID INVERTER คือช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากกระแสไฟจากแผงโซล่า จะป้อนเข้ามาที่โหลดใช้งานได้เลย ก่อนที่จะเข้าไปชาร์ทในแบตเตอรี่ เมื่อโหลดใช้งานน้อยลง จนกระแสไฟจากแผงโซล่าเหลือก็จะค่อยชาร์ทเข้าเก็บในแบตเตอรี่
วิธีนี้ ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ อีกด้วย
ซึ่งถ้าเป็น OFF GRID INVERTER จะต้องเข้ามาที่แบตก่อน แล้วค่อย แปลงไฟด้วยอินเวอร์เตอร์ ให้เป้นกระแสสลับ




การทำงานของระบบ Hybrid System










3. OFF Grid System

Off Grid Connect Battery Back up System
ระบบโซล่าเซลล์แสงอาทิตย์ แบบเชื่อมต่อกับแบตเตอรรี่สำรอง (Off Solar grid connect system)

เป็นระบบที่ไม่เชื่อมต่อกับสายของการไฟฟ้าฯ โดยโซลาร์เซลล์จะผลิตกระแสไฟฟ้าแล้ว กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านตัว Charge controller เพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่ ในช่วงกลางวันที่มีแสงอาทิตย์เพียงพอ  กระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะสามารถผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC)และ inverter แปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) แต่ในเวลากลางคืนจะใช้กระแสไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ จากนั้นจึงต่อเข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า เหมาะสมสำหรับพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง หรือต้องการใช้เพื่อสำรองไฟไว้ใช้เมื่อยามที่ไฟฟ้าดับ เป็นต้น

เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิด กินไฟแค่ไหนมาดูกัน !



          เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เราใช้งานกันอยู่ในบ้าน แต่ละชนิดก็ใช้พลังงานแตกต่างกันออกไป แล้วคุณรู้หรือไม่ว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดไหน กินไฟเท่าไหร่กันบ้าง

          แน่นอนว่าเครื่องใช้ไฟฟ้า คืออีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการดำรงชีวิต เพราะทุกบ้านก็ต้องมีสิ่งอำนวยความสะดวกอย่างเครื่องใช้ไฟฟ้าอยู่มากมายหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็น พัดลม แอร์ โทรทัศน์ ตู้เย็น หม้อหุงข้าว หรือแม้กระทั่งไฟส่องสว่าง ก็ล้วนแล้วแต่ต้องใช้พลังงานที่ถูกคำนวณออกมาเป็นค่าไฟทั้งสิ้น 


กิโลวัตต์ คืออะไร

          การใช้ไฟฟ้าเรามักจะเห็นคิดค่ากำลังไฟกันเป็น กิโลวัตต์ ซึ่งก็คือแรงเทียน หรือกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานไปนั่นเอง (1 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง = 1,000 วัตต์) หากมีจำนวนวัตต์มากก็จะยิ่งเปลืองไฟมาก ซึ่ง 1 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง จะเท่ากับ 1 ยูนิตหรือ 1 หน่วย ตามบิลค่าไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น

          ในบ้านมีหลอดไฟจำนวน 100 วัตต์ 10 หลอด เท่ากับ 100x10 = 1,000 วัตต์ (1 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง)

          ถ้าเปิดไฟทั้ง 10 ดวง นาน 2 ชั่วโมง เท่ากับ 1,000x2  = 2,000 วัตต์ (2 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง)

          ดังนั้น 2 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง = 2 ยูนิต หรือ 2 หน่วย ตามบิลค่าไฟฟ้า

เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดใช้ไฟกี่วัตต์

  • พัดลมตั้งพื้น 45-75 วัตต์
  • พัดลมเพดาน 70-104 วัตต์
  • หม้อหุงข้าวไฟฟ้า 500-1,000 วัตต์
  • เครื่องปิ้งขนมปัง 600-1,000 วัตต์
  • ไดร์เป่าผม 300-1,300 วัตต์
  • เตารีดไฟฟ้า 430-1,600 วัตต์
  • เครื่องทำน้ำอุ่น 900-4,800 วัตต์
  • เครื่องซักผ้า 250-2,000 วัตต์
  • ตู้เย็น (2-12 คิว) 30-194 วัตต์
  • แอร์ 680-3,300 วัตต์
  • เครื่องดูดฝุ่น 625-1,000 วัตต์
  • เตาไฟฟ้าแบบเดี่ยว 300-1,500 วัตต์
  • โทรทัศน์สี 43-95 วัตต์
  • เครื่องอบผ้า 650-2,500 วัตต์
  • หลอดไฟตะเกียบ 8-18 วัตต์
  • หลอดไฟนีออนยาว 36-46 วัตต์
  • หลอดไฟ LED 3,5,10,18 วัตต์

ตัวอย่าง การใช้งานบ้าน 1 หลังไม่มีแอร์

ตู้เย็น 6 คิว              40w*24 hr  = 960w
พัดลม 16"               70w*10 hr  = 700w
TV จอแบน 32"         60w*5  hr  = 300w
จานดาวเทียม             8w*5  hr  =   40w
หลอดไฟ    18w*3 หลอด*10 hr  = 540w
หม้อหุงข้าว             800w*1 hr  = 800w
กระติกน้ำร้อน        650w*0.3 hr  = 195w

รวมใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อวัน    3,535 w

หรือเท่ากับ 3,535/1,000 = 3.53 ยูนิต ค่าไฟยูนิตละ 4 บาท 
ฉะนั้นจะต้องจ่าย 3.53*4  =  14.12  บาท/วัน 
หรือ              14.12*30 = 423.60 บาท/เดือน


1. การออกแบบแบตเตอรี่สำรองไฟ

GLOBATT  DEEPCYCLE  SOLAR 

สำหรับที่อยู่อาศัยเพื่อใช้ในระบบ ไฟฟ้าและอาคาร นิยม ในประเทศ ญี่ปุ่น อินเดีย มาเลเซีย สิงคโปร และ ประเทศไทย  เพียงเลือกให้ เหมาะสมกับความต้องการ และติด ตั้งได้อย่างถูกต้อง โดยเลือก ใช้คู่กับ อินเวอร์เตอร์  Modify sine ,pure sine , หรือ อินเวอร์เตอร์ ระบบ OFF GRID or HYBRID  ซึ่งช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ ได้ยาวนานขึ้น พร้อมระบบ charger controller MPPT 

จากปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อวัน = 3,535w

คำนวนที่ 80% Depth of  Discharge รวม 30% safety margin  
3,535w/(12V*0.8)=368ah 
368ah*1.3= 478ah  

คำนวนที่ 50% Depth of  Discharge รวม 30% safety margin  
3,535w/(12V*0.5)=589ah 
589ah*1.3= 765ah 

   จะได้แบตเตอรี่ขนาด 200a*4 ลูก = 800ah

ข้อแนะนำในการคำนวน 50% Depth of Discharge จะให้อายุงานของแบตเตอรี่ที่ ยาวนานและคุ้มค่ากว่า   

**safety margin ค่าความเผื่อสำหรับการสำรองไฟไว้ในแบตเตอรี่ในวันที่แดดอ่อน หรือใช้งานที่ยาวนาน


2.  การออกแบบแผงโซล่าเซลล์ Solar cell pv

ที่ 100% แผงโซล่าเซลล์ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เฉลี่ยสูงสุดที่ 6 ชม./วัน
เช่นแผง Solar pv 300w ผลิตไฟได้
300w*6hr = 1800w./วัน

คำนวนที่ 70%  เผื่อวันที่ไม่ได้มีแดดทั้งวันใช้ค่าเฉลี่ย 4 ชม. ต่อวัน
300w*4hr = 1200w./วัน

จากปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อวัน = 3,535w

คำนวนที่ 70%  เผื่อวันที่ไม่ได้มีแดดทั้งวันใช้ค่าเฉลี่ย 4 ชม. ต่อวัน

3,535w/4hr = 883w/hr 



   จะได้แผงโซล่าเซลล์ขนาด      300w*3 แผง =   900w
   หรือได้แผงโซล่าเซลล์ขนาด   250w*4 แผง = 1000w

3. การออกแบบ Solar Charger Controller (MPPT)

Maximum Power Point Tracking (MPPT)

คือ ดึงกำลังไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้ได้มากที่สุด โดยการทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด กล่าวคือ MPPT ทำงานโดยการตรวจสอบที่เอาท์พุตของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในระบบ จากนั้นกำหนดค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถจ่ายออกเพื่อทำการประจุลงในแบตเตอรี่ และทำการแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าสูงสุดในการประจุแบตเตอรี่มากกว่ารุ่น PWM 15-30% นอกจากนี้ ยังสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC load) ที่ต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่ได้อีกด้วย

ระบบ MPPT มีประสิทธิภาพสูงหากทำงานภายใต้สภาวะเหล่านี้
  1. สภาวะอากาศเย็นหรือฤดูหนาว โดยปกติ แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ ถึงแม้ในช่วงฤดูหนาวที่มีอากาศเย็น จะมีช่วงเวลาการตกกระทบของแสงอาทิตย์ (Sun hours) น้อย หากมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยระบบ MPPT จะทำให้เกิดการผลิตกำลังไฟฟ้าสูงสุดมากยิ่งขึ้นไปอีก แต่จะมีการสูญเสียพลังงานน้อยมาก
  2. สภาวะที่มีการประจุแบตเตอรี่ต่ำ เนื่องจากยิ่งมีอัตราการประจุแบตเตอรี่ต่ำ จะทำให้กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบ MPPT มากขึ้น

จากปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อวัน = 3,535w

สรุป 
       จะได้แบตเตอรี่ Deep Cycle 200ah = 4 ลูก
       แผงโซล่าเซลล์เลือกขนาด    300w  = 3 แผง
จาก spec ของแผ่นโซล่าเซลล์ 300w  ให้ค่า 
       Voltage  Vpp Vmpp (V) = 36.7v  
       (เหมาะสำหรับการชาร์จลงแบต 24v โดยการต่อขนานแผ่นทั้ง 3 แผ่น)
       Current Mpp Impp (A)   = 8.18a  
       (การขนานแผ่นทำให้ Volt (v) คงที่แต่กระแสแอมป์เพิ่มขึ้นจะได้)
        8.18a*3 แผง = 24.54a

เพราะฉะนั้นเลือก Solar Charger Controler (MPPT) ขนาดไม่น้อยกว่า 30A



4. การออกแบบอินเวอร์เตอร์ Off Grid Inverter ชนิด  Pure Sine 

ตู้เย็น 6 คิว              40w*24 hr  = 960w
พัดลม 16"               70w*10 hr  = 700w
TV จอแบน 32"         60w*5  hr  = 300w
จานดาวเทียม             8w*5  hr  =   40w
หลอดไฟ    18w*3 หลอด*10 hr  = 540w
หม้อหุงข้าว             800w*1 hr  = 800w
กระติกน้ำร้อน        650w*0.3 hr  = 195w
จากปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อวัน = 3,535w

ตู้เย็น 6 คิวจะมีค่าวัตต์สูงสุดตอนสตาร์ทประมาณ 600w
รวมวัตต์สูงสุดของการใช้ไฟทั้งหมด 600+70+60+8+18*3+800+650 = 2200 วัตต์