โครงงานการติดตั้งระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

1

2 คานา โครงงานเร่ืองการติดตั้งระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาการใช้พลังงาน ไฟฟ้าในชีวิตประจาวัน 3 (พว32032) ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ภาคเรียนท่ี 1 ปีการศึกษา 2563 โดยมวี ตั ถุประสงค์เพ่ือศึกษาการนาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ เพ่ือศึกษาการทางานของ SOLAR CELL เพ่ือ ศึกษาความคุ้มค่าระหว่างการนาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับการใช้พลังงานไฟฟ้า และเพื่อรักษาส่ิงแวดล้อม ด้วยการลดทรัพยากรธรรมชาตแิ ละลดความเสย่ี งทจ่ี ะเกดิ ผลเสียต่อสภาพแวดล้อม ทางคณะผู้จัดทาขอขอบคุณอาจารย์ท่ีปรึกษา ท่ีให้คาแนะนาปรึกษาตลอดมา หวังอย่างย่ิงว่า โครงงานเร่ืองการติดต้ังระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ จะเป็นประโยชน์กับการเรียนการสอนในรุ่นต่อไปไม่ มากกน็ ้อย คณะผูจ้ ัดทา 12 กรกฎาคม 2563 กศน.ตาบลราชคราม

สารบัญ 3 เรื่อง หนา้ คานา สารบญั 1 บทท่ี 1 บทนา 3 บทที่ 2 ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 21 บทท่ี 3 วิธีการดาเนนิ งาน 22 บทที่ 4 ผลการทดลอง 23 บทที่ 5 สรุปผลการทดลอง ภาพประกอบการทาโครงงาน เอกสารอ้างองิ

4 บทท่ี 1 บทนา ทีม่ าของแนวคิดในการทาโครงงาน ในปัจจุบันการพลังงานเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจาวันของมนุษย์เป็นอย่างมาก เช่นพลังงาน ปโิ ตรเลยี มเคมซี ึ่งใชแ้ ลว้ หมดไป พลังงานไฟฟา้ ทใี่ ชแ้ ล้วสามารถผลิตขึ้นใหม่ได้แต่ก็มีการนาทรัพยากรธรรมชาติ ไปใช้เพื่อการผลิตและมีความเสี่ยงท่ีจะส่งผลเสียหลายอย่างต่อสภาพแวดล้อม มนุษย์จึงได้มีการเลือกใช้ พลังงานทดแทนขึ้นมา คณะผู้จัดทาได้สนใจในการนาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ทดแทนหรือลดการใช้พลังงาน อน่ื ๆ ที่เราใชใ้ นชวี ติ ประจาวนั พลังงานถือได้ว่าเป็นส่ิงที่มีความจาเป็นอันดับต้นๆ ในการดารงชีวิตของมนุษย์ พลังงานไฟฟ้าเป็น พลังงานรูปหนึ่งที่มนุษย์รู้จักกันดี และถูกนามาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลาย เน่ืองจากสามารถเปล่ียนไปเป็น พลังงานรูปอ่ืนได้ง่าย สามารถควบคุมและใช้งานได้สะดวก โดยทั่วไปแล้วการผลิตกระแสไฟฟ้าจะอาศัย ทรัพยากรจากแหล่งกาเนิดพลลังงานฟอสซิล อันได้แก่ ปิโตรเลียม แก๊สธรรมชาติ และถ่านหิน เป็นต้น แต่ ปัจจุบันพบว่าแหล่งพลังงานต่างๆมีปริมาณที่จากัด กาลังลดลงเรื่อยๆจนหมดไปในไม่ช้านี้ ดังนั้นมนุษย์จึงให้ ความสนใจในการพัฒนาการผลิตกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่นพลังงานลม พลังงานน้า พลังงานชีวมวล พลังงานความร้อนใต้พิภพ และพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น (พงศธร อมรพิทักษ์สุข และนรา รกั ษ์ หลสี กลุ ,2546) พลงั งานแสงอาทิตย์ เปน็ ต้นกาเนดิ ของชวี ิตบนโลกมนุษย์ พืชและจุลินทรีย์ที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ เปน็ ตน้ ตอของระบบห่วงโซอ่ าหาร และนับเป็นแหลง่ พลงั งานที่ไมม่ ที างหมดไป เป็นพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด ไม่ทาปฏิกิริยาใดๆ อันจะทาให้ส่ิงแวดล้อมเป็นพิษสาหรับประเทศไทยซ่ึงเป็นประเทศใกล้เส้นศูนย์สูตรและ ได้รบั พลังงานแสงอาทิตย์เฉล่ียต่อปีเป็นจานวนมากและมีสภาพภูมิอากาศท่ีค่อนข้างคงตัว ไม่เปลี่ยนแปลงง่าย ปัญหาความไม่แน่นอนของผลผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จึงมีไม่มากนัก เซลล์แสงอาทิตย์จึงเป็นสิ่งประดิษฐ์ทาง อิเลคทรอนิกส์ชนิดหน่ึงท่ีถูกนามาใช้ผลิตไฟฟ้า เนื่องจากสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงาน ไฟฟา้ ได้โดยตรง (สานกั งานพฒั นาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยแี หง่ ชาติ, 2546) พลังงานแสงอาทิตย์ไม่จาเป็นต้องอาศัยการขนส่งเชื้อเพลิงหรือการส่งกาลังไฟฟ้าเพราะมันสามารถ ผลติ ได้โดยหน่วยผลติ กระแสไฟฟา้ ขนาดเลก็ ในการทาความร้อนและความเย็นการใช้แสงแดดโดยตรงจะกาจัด ปัญหาเร่ืองการขนส่งเชื้อเพลิง และส่งกาลังไฟฟ้าเป็นระยะทางไกลๆ ข้อได้เปรียบอันน้ีจะช่วยหักลบกับ ค่าใช้จ่ายท่ีสูงเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ทาหน้าท่ีเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า และปัญหาการเก็บกาลังไฟฟ้า ในกรณที ่แี สงอาทติ ยไ์ ม่ได้มอี ยู่อย่างต่อเน่ือง(สานักงานคณะกรรมการวิจัยวทิ ยาศาสตร์,2529) เนื่องด้วยสภาพแวดล้อม และสภาพเศรษฐกิจในปัจจุบัน ทาให้พลังงานทางเลือกเป็นช่องทางท่ี น่าสนใจ เพราะนอกจากจะช่วยลดปัญหามลภาวะจากการใช้น้ามัน หรือใช้พลังงานไฟฟ้ามากเกินไป การ เลือกใช้พลังงานทางเลือกยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในระยะยาว พลังงานทางเลือกที่สามารถนามาใช้กับปั้มน้า พลังงานแสงอาทิตย์ (solar cell)

5 วตั ถุประสงค์ 1. เพอ่ื ศกึ ษาการนาพลังงานแสงอาทติ ย์มาใช้ 2. เพ่อื ศึกษาการทางานของ SOLAR CELL 3. เพ่อื ศึกษาความคุ้มคา่ ระหวา่ งการนาพลงั งานแสงอาทติ ย์มาใช้กบั การใชพ้ ลงั งานไฟฟ้า 4. เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อมด้วยการลดทรัพยากรธรรมชาติและลดความเส่ียงที่จะเกิดผลเสียต่อ สภาพแวดล้อม ระยะเวลาการดาเนินงาน ระหวา่ งวนั ท่ี 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2563 ถงึ วนั ท่ี 2 สงิ หาคม พ.ศ. 2563

6 บทท่ี 2 ทฤษฎีทเี่ ก่ียวขอ้ ง ทฤษฏที ่เี กยี วขอ้ งกบั การทาโครงงานนม้ี ีอยู่ดว้ ยกนั 2 เร่ืองใหญ่ๆ คือ 1. Solar Cell 2. Battery 1. SOLAR CELL เซลลแ์ สงอาทติ ย์ (Solar Cell) เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) เป็นส่ิงประดิษฐ์กรรมทางอิเลคทรอนิกส์ ท่ีสร้างข้ึนเพื่อเป็นอุปกรณ์ สาหรบั เปลย่ี นพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟา้ โดยการนาสารก่งึ ตวั นา เช่น ซิลิกอน ซึ่งมีราคาถูกท่ีสุด และมีมากที่สุดบนพืน้ โลกมาผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพ่ือผลิตให้เป็นแผ่นบางบริสุทธ์ิ และทันทีที่แสง ตกกระทบบนแผ่นเซลล์ รังสีของแสงทั่ีมีอนุภาคของพลังงานประกอบที่เรียกว่า โฟตอน (Proton) จะถ่ายเท พลังงานให้กับอิเล็กตรอน (Electron) ในสารก่ึงตัวนาจนมีพลังงานมากพอที่จะกระโดดออกมาจากแรงดึงดูด ของอะตอม (atom) และเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังน้ันเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนท่ีครบวงจรจะทาให้เกิดไฟฟ้า กระแสตรงข้ึน เม่ือพิจารณาลักษณะการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์พบว่า เซลล์แสงอาทิตย์จะมี ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงท่ีสุดในช่วงเวลากลางวัน ซึ่งสอดคล้องและเหมาะสมในการนาเซลล์แสงอาทิตย์ มาใช้ผลิตไฟฟ้า เพื่อแกไ้ ขปัญหาการขาดแคลนพลงั งานไฟฟ้าในช่วงเวลากลางวัน การผลติ ไฟฟ้าจากเซลลแ์ สงอาทติ ย์มจี ดุ เดน่ ที่สาคญั แตกตา่ งจากวธิ อี ่นื หลายประการ ดงั ต่อไปนี้ ไม่มีช้ินส่วนท่ีเคลื่อนไหวในขณะใช้งาน จึงทาให้ไม่มีมลภาวะทางเสียงไม่ก่อให้เกิดมลภาวะเป็นพิษจาก ขบวนการผลิตไฟฟ้า มีการบารุงรักษาน้อยมากและใช้งานแบบอัตโนมัติได้ง่าย ประสิทธิภาพคงที่ไม่ข้ึนกับ ขนาด สามารถผลิตเป็นแผงขนาดต่างๆ ได้ง่าย ทาให้สามารถผลิตได้ปริมาณมาก ผลิตไฟฟ้าได้แม้มีแสงแดด อ่อนหรือมีเมฆ เป็นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ท่ีได้มาฟรีและมีไม่สิ้นสุด ผลิตไฟฟ้าได้ทุกมุมโลกแม้บนเกาะ เล็กๆ กลางทะเล บนยอดเขาสูง และในอวกาศ ได้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงซึ่งเป็นพลังงานที่นามาใช้ได้สะดวก ทีส่ ุด ดงั น้นั ไฟฟ้าจากเซลลแ์ สงอาทติ ยจ์ งึ เป็นความหวังของคนทั่วโลก ในศตวรรษท่ี 21 ที่จะมาถึงในอีกไม่ นาน

7 ประวัติความเปน็ มาของเซลลแ์ สงอาทติ ย์ เซลลแ์ สงอาทิตย์ถูกสร้างขึน้ มาครั้งแรกในปี ค.ศ. 1954 (พ.ศ. 2497) โดย แชปปิน (Chapin) ฟูลเลอร์ (Fuller) และเพยี สนั (Pearson) แห่งเบลลเ์ ทลเลโฟน (Bell Telephon) โดยทั้ง 3 ทา่ นนไ้ี ด้ค้นพบเทคโนโลยี การสรา้ งรอยต่อ พี-เอ็น (P-N) แบบใหม่ โดยวธิ กี ารแพร่สารเขา้ ไปในผลกึ ของซิลิกอน จนได้เซลลแ์ สงอาทิตย์ อนั แรกของโลก ซ่ึงมีประสทิ ธิภาพเพยี ง 6% ซง่ึ ปจั จบุ ันนเี้ ซลล์แสงอาทิตย์ได้ถูกพัฒนาขึ้นจนมปี ระสทิ ธภิ าพสูง กวา่ 15% แลว้ ในระยะแรกเซลล์แสงอาทติ ย์ส่วนใหญ่จะใชส้ าหรับโครงการดา้ นอวกาศ ดาวเทียมหรือยาน อวกาศทส่ี ่งจากพ้นื โลกไปโคจรในอวกาศ ก็ใชแ้ ผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์เปน็ แหล่งกาเนดิ พลงั ไฟฟ้า ต่อมาจึงไดม้ ีการ นาเอาแผงเซลล์แสงอาทิตย์มาใชบ้ นพื้นโลกเชน่ ในปจั จบุ นั นี้ เซลล์แสงอาทติ ยใ์ นยุคแรกๆ ส่วนใหญ่จะมีสเี ทาดา แตใ่ นปจั จุบันน้ีได้มีการพัฒนาให้เซลล์แสงอาทิตย์มสี ีต่างๆ กันไป เชน่ แดง นา้ เงิน เขียว ทอง เป็นต้น เพ่ือ ความสวยงาม

8 ประเภทของ \" เซลล์แสงอาทติ ย์ \" เซลล์แสงอาทิตย์ท่นี ิยมใชก้ นั อยใู่ นปจั จบุ ัน จะแบง่ ออกเปน็ 2 กล่มุ ใหญ่ๆ คอื 1. กลมุ่ เซลลแ์ สงอาทิตยท์ ่ีทาจากสารก่ึงตัวนาประเภทซิลคิ อนจะแบ่งตามลักษณะของผลกึ ที่เกดิ ขึ้น คอื แบบท่เี ป็น รปู ผลึก ( Crystal ) และแบบที่ไม่เปน็ รูปผลึก (Amorphous) แบบท่ีเปน็ รูปผลกึ จะแบ่ง ออกเปน็ 2 ชนิด คอื ชนิดผลกึ เดี่ยวซิลิคอน ( Single Crystalline Silicon Solar Cell) และ ชนิดผลึกรวม ซลิ คิ อน ( Poly Crystalline Silicon Solar Cell) แบบท่ีไมเ่ ปน็ รูปผลึก คือ ชนิดฟิลม์ บางอะมอร์ฟัสซิลคิ อน ( Amorphous Silicon Solar Cell) 2. กลมุ่ เซลลแ์ สงอาทิตย์ท่ีทาจากสารประกอบทีไ่ ม่ใชซ่ ิลคิ อน ซ่ึงประเภทน้ี จะเป็นเซลลแ์ สงอาทติ ย์ท่ีมี ประสิทธภิ าพสูงถึง 25% ขึ้นไป แต่มรี าคาสงู มาก ไมน่ ยิ มนามาใช้บนพน้ื โลก จงึ ใช้งานสาหรับดาวเทยี มและ ระบบรวมแสงเป็นสว่ นใหญ่ แตก่ ารพัฒนาขบวนการผลติ สมัยใหม่จะทาให้มรี าคาถูกลง และนามาใชม้ ากขน้ึ ใน อนาคต ( ปจั จุบันนามาใช้เพียง 7 % ของปริมาณท่ีมีใช้ท้ังหมด ) สว่ นประกอบของเซลลแ์ สงอาทิตย์ แรงเคล่อื นไฟฟ้าทีผ่ ลิตขึ้นจากเซลล์แสงอาทิตย์เพียงเซลล์เดียวจะมีค่าต่ามาก การนามาใช้งานจะต้อง นาเซลลห์ ลาย ๆ เซลล์ มาต่อกนั แบบอนุกรมเพ่อื เพิม่ ค่าแรงเคล่ือนไฟฟ้าให้สูงข้ึน เซลล์ท่ีนามาต่อกันในจานวน และขนาดทเ่ี หมาะสมเรยี กวา่ แผงเซลล์แสง อาทติ ย์ (Solar Module หรอื Solar Panel) การทาเซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นแผงก็เพื่อความสะดวกในการนาไปใช้งาน ด้านหน้าของแผงเซลล์ ประกอบด้วย แผน่ กระจกที่ มสี ่วนผสมของเหลก็ ต่า ซ่งึ มคี ุณสมบัติในการยอมใหแ้ สงผ่านได้ดี และยังเป็นเกราะ ป้องกันแผ่นเซลล์อีกด้วย แผงเซลล์จะต้องมีการ ป้องกันความชื้นท่ีดีมาก เพราะจะต้องอยู่กลางแดดกลางฝน เปน็ เวลายาวนาน ในการประกอบจะต้องใชว้ ัสดทุ ่ีมีความคงทนและปอ้ ง กันความช้ืนที่ดี เช่น ซิลิโคนและ อีวีเอ (Ethelele Vinyl Acetate) เป็นต้น เพื่อเป็นการป้องกันแผ่นกระจกด้านบนของแผงเซลล์ จึง ต้องมีการทา กรอบด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรง แต่บางคร้ังก็ไม่มีความจาเป็น ถ้ามีการเสริมความแข็งแรงของแผ่นกระจกให้ เพยี งพอ ซึง่ กส็ ามารถทดแทนการทากรอบไดเ้ ช่นกนั ดังนนั้ แผงเซลล์จึงมีลกั ษณะเป็นแผ่นเรียบ (laminate) ซึ่ง สะดวกในการตดิ ตงั้

9 ความรเู้ บอื้ งต้นเกยี่ วกับพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทติ ย์ ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ท่ีอยู่ใกล้โลกมากท่ีสุด โดยมีลักษณะเป็นกลุ่มก๊าซร้อนรูปทรงกลมท่ีมีความ หนาแน่นสูง เปรียบได้กับเตาปฏิกรณ์ที่เกิดปฏิกิริยาฟิวชันของก๊าซท่ีเป็นส่วนประกอบอย่างต่อเนื่อง ดวง อาทิตย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 1.39 ล้านกิโลเมตร มีมวลเท่ากับ 1.99 x 1,030 กิโลกรัม และมีความ หนาแน่นเฉลี่ยเท่ากับ 1,410 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ดวงอาทิตย์ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจนในปริมาณ 75% ที่เหลือเป็นธาตุฮีเลียมและธาตุหนักอ่ืน ๆ เช่น เหล็ก พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกจากดวงอาทิตย์เป็น พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยาการแตกตัวหลายชนิด ปฏิกิริยาที่สาคัญท่ีสุดปฏิกิริยาหนึ่งคือการรวมตัวกันของ ไฮโดรเจนเปน็ ฮเี ลยี ม ปฏกิ ริ ิยาดงั กลา่ วจะทาใหม้ วลบางสว่ นของไฮโดรเจนสญู หายไป มวลส่วนท่ีหายไปคือมวล ท่ีเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานซ่ึงจะเกิดขึ้นภายในดวงอาทิตย์ท่ีอุณหภูมิหลายล้านองศาเซลเซียส พลังงานนี้จะ ถา่ ยเทมาทผี่ ิวของดวงอาทิตย์และแผ่ออกสอู่ วกาศ พลังงานแสงอาทิตย์ที่ผิวดวงอาทิตย์พื้นที่ 1 ตารางหลา มีค่าถึงประมาณ 65,000 แรงม้า แต่ที่ผิวโลก บนพื้นท่ี 1 ตารางหลาเท่ากันน้ันมีพลังงานแสงอาทิตย์เดินทางมาถึงเพียงประมาณ 1.33 แรงม้า หรือ 1 กิโลวัตต์เท่าน้ัน ในส่วนของประเทศไทยซ่ึงตั้งอยู่บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร จึงได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ใน เกณฑ์สูง พลังงานโดยเฉล่ียซึ่งรับได้ทั่วประเทศประมาณ 4 ถึง 4.5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน แต่ ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์บนผิวโลกที่ดูมีค่าเพียงน้อยนิดนี้ เม่ือคิดเป็นปริมาณของพลังงานจากแหล่ง เชื้อเพลิงที่มีอยู่ และความจาเป็นของมนุษย์เราในการใช้พลังงานเพ่ือกิจกรรมต่าง ๆ แล้วไม่น้อยเลย เพราะ พลังงานแสงอาทิตย์ท่ีมาถึงโลกในช่วงเวลา 1 เดือนนั้น หากคิดเป็นปริมาณพลังงานก็เท่ากับถ่านหินถึง 18 x 1,012 ตัน หรือ แปดล้านล้านตันเลยทีเดียว ทั้งนี้ ดวงอาทิตย์ถือเป็นแหล่งกาเนิดพลังงานที่สาคัญที่สุดทั้ง ทางตรงและทางออ้ มใหแ้ ก่โลก พลังงานที่ดวงอาทติ ย์ใหแ้ ก่โลกทางตรงคือแสงสว่าง ซึ่งมีผลทาให้เกิดความร้อน สร้างความอบอุ่นให้แก่โลก พลังงานทางอ้อมคือดวงอาทิตย์ทาให้สิ่งมีชีวิตดารงชีพอยู่ได้ โดยเฉพาะอย่างย่ิง สาหรบั พชื ทีเ่ จริญเตบิ โต โดยอาศัยการสงั เคราะหแ์ สง ขณะที่มนษุ ยไ์ ด้อาศัยพลังงานจากต้นไม้ คือการนามาทา เปน็ ฟนื และถ่าน นอกจากนน้ั เมื่อพืชและสตั วต์ ายทับถมกนั เป็นเวลานาน ๆ จะกลายเป็นถ่านหินปิโตรเลียม ซึ่ง สามารถนาหลกั การยอ่ ยสลายของพืชมาทาเป็นก๊าซชีวภาพได้อีกด้วย (สานักวิชาการพลังงานภาค 4 การไฟฟ้า ฝา่ ยผลติ แหง่ ประเทศไทย กรมพฒั นาพลังงานทดแทนและอนรุ กั ษพ์ ลังงาน

10 ศกั ยภาพพลงั งานแสงอาทิตยข์ องประเทศไทย โดยทั่วไปศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของพ้ืนที่แห่งหนึ่งจะสูงหรือต่าข้ึนกับปริมาณรังสีอาทิตย์ท่ีตก กระทบพื้นท่ีนั้น หรือที่เรียกว่า “ค่าความเข้มรังสีอาทิตย์” (global radiation) มีหน่วยทางด้านพลังงานเป็น เมกกะจูลต่อตารางเมตร (MJ/m2) โดยบริเวณท่ีได้รับรังสีอาทิตย์มากก็จะมีศักยภาพในการนาพลังงาน แสงอาทิตย์มาใช้สูง แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของค่าความเข้มรังสีอาทิตย์จะเป็น ไปตามพื้นที่ มีการ เปล่ียนแปลงตามเวลาในรอบวันและการเปล่ียนแปลงตามฤดูกาลในรอบปี กล่าวคือ ในพื้นที่หน่ึง ๆ ค่าความ เข้มรังสีอาทิตย์จะเพ่ิมขึ้นจากช่วงเช้าจนถึงค่าสูงสุดในช่วงเวลาเที่ยงวัน และลดต่าลงจนถึงช่วงเย็น ซ่ึงเป็นผล มาจากการเปลีย่ นแปลงของมวลอากาศ (air mass) ซ่ึงรงั สีอาทติ ยเ์ คลื่อนท่ผี ่านเข้ามายังพ้ืนผิวโลก และผลจาก มุมตกกระทบของแสงอาทิตย์ ซึง่ เปลยี่ น แปลงต้ังแต่เช้าจนถึงเย็น สาหรับการเปล่ียนแปลงตามพ้ืนที่เป็นผลมา จากสภาพทางอตุ ุนิยมวทิ ยาโดยมีเมฆเปน็ ตัวแปรทีส่ าคญั รปู การแปรค่าความเข้มรังสดี วงอาทิตย์รายวนั เฉล่ียต่อเดือน โดยเฉล่ยี ทุกพ้ืนท่ีทว่ั ประเทศ ท่ีมา : กระทรวงพลงั งาน,กรมพฒั นาพลังงานทดแทนและการอนุรกั ษ์พลังงาน จากแผนทศ่ี ักยภาพพลงั งานแสงอาทติ ย์ของประเทศไทย (2542) โดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน และคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร พบวา่ การกระจายของความเข้มรังสีอาทิตย์ตามบริเวณต่าง ๆ ในแต่ละเดือนของประเทศ ได้รับอิทธิพลสาคัญ จากลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ และลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ และพื้นท่ีส่วนใหญ่ของประเทศได้รับรังสี อาทิตย์สูงสุดระหว่างเดือนเมษายนและพฤษภาคม โดยมีค่าอยู่ในช่วง 20 ถึง 24 MJ/m2-day เม่ือพิจารณา แผนทศ่ี กั ยภาพพลังงานแสงอาทิตย์รายวันเฉลี่ยต่อปี พบว่าบริเวณที่ได้รับรังสีอาทิตย์สูงสุดเฉลี่ยท้ังปีอยู่ท่ีภาค ตะวันออกเฉียงเหนือ โดยครอบคลุมบางส่วนของจังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย์ สุรินทร์ ศรีสะเกษ ร้อยเอ็ด ยโสธร อุบลราชธานี และอดุ รธานี และบางส่วนของภาคกลางท่ีจังหวัดสุพรรณบุรี ชัยนาท อยุธยา นครสวรรค์ และลพบุรี โดยได้รับรังสีอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปี 19-20 MJ/m2-day พื้นที่ดังกล่าวคิดเป็นร้อยละ 14.3 ของพื้นที่ ท้ังหมดของประเทศ และนอกจากนี้ยังพบว่าร้อยละ 50.2 ของพื้นท่ีทั้งหมดได้รับรังสีอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปีในช่วง 18-19 MJ/m2-day ส่วนใหญ่อยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและบางส่วนของภาคกลาง บริเวณที่มีศักยภาพ คอ่ นขา้ งตา่ มเี พียงร้อยละ 0.5 ของพื้นที่ทั้งหมดของประเทศ (บริเวณภูเขาทางด้านตะวันออกและตะวันตกของ ภาคเหนือ) จากการคานวณรังสีรวมของดวงอาทิตย์รายวันเฉลี่ยต่อปีของพื้นที่ท่ัวประเทศพบว่ามีค่าเท่ากับ 18.2 MJ/m2-day จากผลท่ีไดน้ ี้แสดงให้เหน็ วา่ ประเทศไทยมศี ักยภาพพลังงานแสงอาทติ ย์ค่อนข้างสงู

11 รปู แผนที่ศกั ยภาพพลังงานแสงอาทิตยเ์ ฉลย่ี ตลอดปีของประเทศไทย ท่มี า : กระทรวงพลังงาน,กรมพฒั นาพลงั งานทดแทนและการอนรุ กั ษ์พลังงาน(2542) จากข้อมูลด้านศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของประเทศไทยที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น สรุปได้ว่า ประเทศไทยนั้นมีศักยภาพทางด้านพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง จึงได้มีการพัฒนาเพื่อนาพลังงาน แสงอาทิตย์มาใช้ให้เกิดประโยชน์ โดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงานเสนอให้การใช้พลังงาน จากแสงอาทติ ยเ์ ปน็ หนง่ึ ในพลงั งานงานทางเลือกทดแทนทางหนึ่ง โดยเร่ิมดาเนินการมาต้ังแต่ปี พ.ศ. 2526 แต่ พลังงานทางเลือกยังไม่เป็นท่ียอมรับอย่างแพร่หลายมากนักในตอนน้ัน (เนื่องจากราคาน้ามันมีราคาถูก) แต่ ต้ังแต่ช่วงปี พ.ศ. 2540 เป็นต้นมา พลังงานทดแทนได้รับความสาคัญอีกคร้ังหนึ่งซ่ึงพลังงานแสงอาทิตย์ก็เป็น ส่วนหน่ึงในการพัฒนาเป็นพลังงานทดแทน โดยมีรายละเอียดการดาเนินการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สาหรับ ประเทศไทยตง้ั แตอ่ ดตี จนถึงปัจจบุ ัน ดังแสดงในตารางที่ 1 ตารางท่ี 1 โครงการด้านพลังงานแสงอาทิตย์ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) ที่ ดาเนินการตดิ ตง้ั ระหว่างปี พ.ศ. 2536-2550 (โครงการจัดทาแผนท่ีศักยภาพพลงั งานแสงอาทิตยจ์ ากข้อมลู ดาวเทยี มสาหรบั ประเทศไทย กรมพฒั นาพลังงาน ทดแทนและการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน กระทรวงพลงั งาน)

12 เซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์ หรือ โซลาร์เซลล์ (อังกฤษ: solar cell) หรือ เซลล์สุริยะ หรือ เซลล์โฟโตโวลตาอิก (Photovoltaic cell) เป็นอุปกรณ์สารก่ึงตัวนาซึ่งหน้าที่แปลงพลังงานแสงหรือโฟตอนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดย ใช้ปรากฏการณ์โฟโตวอลเทอิก น่ันก็คือ คุณสมบัติของสารเช่น ค่าความต้านทาน แรงดัน และกระแส จะ เปลย่ี นไปเมือ่ มแี สงตกกระทบ ปรากฏการณ์ดงั กล่าวถูกสาธิตให้ดูครั้งแรกในปี 1839 โดยนักฟิสิกซ์ชาวฝรั่งเศส วัย 19 ปีช่ือ A.E. Becquerel โดยสาธิตว่า เม่ือแสงตกกระทบวัตถุบางอย่าง จะเกิดกระแสไฟฟ้าข้ึน เขาได้ ทดลองโดยการใช้โลหะสองขั้วจุ่มลงในสารละลายอิออน แล้วให้แสงตกกระทบได้แค่ขั้วเดียว จะปรากฏ กระแสไฟฟ้าไหลจากข้ัวทั้งสอง แสดงให้เห็นถึงกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในวัตถุ เมื่อมีแสงกระทบเขายังพบด้วยว่า เมอื่ เปล่ียนสี (ความยาวคล่ืน พลังงาน) ของแสง ปริมาณของกระแสไฟฟ้าก็เกิดการเปล่ยี นแปลงตามไปด้วย ผู้ท่ี สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เป็นคนแรก ในปี 1883 คือ นักวิจัย Charles Fritts เซลล์แสงอาทิตย์ในยุค แรกนี้ทาจากซีลีเนียม โดยมีประสิทธิภาพเพียง 1% เท่าน้ัน แต่เซลล์แสงอาทิตย์ก็ยังไม่ถูกสร้างขึ้นมาในเชิง พานิชย์ จนกระทั่งใน ปี ค.ศ. 1954 และได้ถูกนาไปใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานให้กับดาวเทียมในอวกาศ เม่ือ ปี ค.ศ. 1959 เซลลแ์ สงอาทติ ย์ คือ สง่ิ ประดษิ ฐ์ที่ทาจากสารก่งึ ตัวนา เชน่ ซิลิคอน (Silicon), แกลเล่ียม อาร์เซไนด์ (Gallium Arsenide), อินเดียม ฟอสไฟด์ (Indium Phosphide), แคดเมียม เทลเลอไรด์ (Cadmium Telluride) และ คอปเปอร์ อินเดียม ไดเซเลไนด์ (Copper Indium Diselenide) เป็นต้น ซ่ึงเม่ือได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะ เปล่ียนเป็นพาหะนาไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบเพ่ือให้เกิดแรงดันไฟฟ้าท่ีข้ัวท้ังสองของ เซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนาข้ัวไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าจะไหล เข้าสู่อปุ กรณ์เหลา่ นัน้ ทาให้สามารถทางานได้ ในประเทศไทย เร่ิมมีการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เพ่ือผลิตไฟฟ้ามาต้ังแต่ปี 2526 จนถึงปี 2553 มียอด ติดตั้งรวม 100.39 MW แจกจ่ายไฟฟ้า(เฉพาะเชื่อมกับสายส่งของ กฟผ แล้ว) ทั้งปี 2553 รวม 21.6 GWh หรอื 0.0134% ของปริมาณความตอ้ งการใช้ไฟฟ้าทัง้ หมด 161,350 GWh โดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิต ผลิตไฟฟ้าได้ 2.2 GWh ผู้ผลิตรายย่อย 19.4 GWh ตามพระราชบัญญัติการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน 15 ปีนับจากปี 2552 กาหนดเป้าหมายการใช้พลังงานหมุนเวียนไว้ท่ี 20.3% ของพลังงานทั้งหมด โดยมีสัดส่วนของพลังงานจาก เซลลแ์ สงอาทติ ย์อยู่ท่ี 6% ดังน้ัน ตามแผนงาน ในปี 2565 ประเทศไทยต้องมโี รงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ด้วย เซลล์แสงอาทิตย์มีกาลังการผลิตรวม 500 MW ตัวเลขในปี 2554 อยู่ระหว่างดาเนินการติดตั้ง 265 MW และ อยู่ระหว่างการพิจารณาจาก กฟผ อีก 336 MW โรงไฟฟ้าที่สร้างท่ีจังหวัดลพบุรีด้วยเทคโนโลยี amorphous thin film ต้องใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ถึง 540,000 ชุด มีกาลังการผลิต 73 MW จะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงาน แสงอาทิตยร์ ะบบโฟโตโวลตาอคิ ส์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก

13 โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ โครงสร้างที่นิยมมากท่ีสุด ได้แก่ รอยต่อพีเอ็นของสารกึ่งตัวนา สารกึ่งตัวนาท่ีราคาถูกที่สุดและมีมาก ที่สุดบนโลก คือ ซิลิคอน จึงถูกนามาสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ โดยนาซิลิคอนมาถลุง และผ่านขั้นตอนการทาให้ บรสิ ทุ ธิ์ จนกระทั่งทาให้เป็นผลึก จากนั้นนามาผ่านกระบวนการแพร่ซึมสารเจือปนเพื่อสร้างรอยต่อพีเอ็น โดย เมอ่ื เตมิ สารเจอื ฟอสฟอรัส จะเปน็ สารกึ่งตัวนาชนดิ เอ็น (เพราะนาไฟฟ้าด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ) และเมื่อ เติมสารเจือโบรอน จะเป็นสารก่ึงตัวนาชนิดพี (เพราะนาไฟฟ้าด้วยโฮลซึ่งมีประจุบวก) ดังนั้น เม่ือนาสารก่ึง ตัวนาชนิดพแี ละเอน็ มาตอ่ กนั จะเกดิ รอยต่อพีเอ็นขนึ้ โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน อาจมีรูปร่าง เป็นแผน่ วงกลมหรือสเ่ี หลย่ี มจัตุรัส ความหนา 200-400 ไมครอน (0.2-0.4 มม.) ผิวด้านรับแสงจะมีชั้นแพร่ซึม ท่ีมีการนาไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าด้านหน้าที่รับแสงจะมีลักษณะคล้ายก้างปลาเพ่ือให้ได้พื้นท่ีรับแสงมากท่ีสุด ส่วน ข้ัวไฟฟา้ ดา้ นหลังเป็นขั้วโลหะเตม็ พื้นผวิ ชนดิ ของแผงเซลลแ์ สงอาทิตย์ เทคโนโลยเี ซลลแ์ สงอาทติ ย์สามารถแบง่ ออกได้เปน็ 3 ชนิดหลัก คอื 1. Mono crystalline หรือ เซลลแ์ สงอาทิตยแ์ บบผลึกเดยี่ ว เซลล์แสงอาทิตย์ชนดิ นส้ี ร้างโดยการนาเอาซิลคิ อนซ่ึงผ่านการทาให้เป็นก้อนที่มีความบริสุทธ์ิสูงมากถึง 99.999% ไปหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงถึง 1500 องศาเซลเซียส เพื่อทาการสร้างแท่งผลึกเด่ียวขนาดใหญ่ (เส้นผา่ นศูนยก์ ลาง 6-8 นว้ิ ) จากผลึกตงั้ ต้น (Seed crystal) ด้วยเทคโนโลยีการดึงผลึก คุณภาพของผลึกเดี่ยว จะสาคญั มากต่อคุณสมบัตขิ องเซลลแ์ สงอาทติ ย์ ต่อไปก็จะนาแท่งผลึกเดี่ยวน้ีไปตัดเป็นแผ่น ๆ เรียกว่า เวเฟอร์ หนาประมาณ 300 ไมโครเมตร และขัดความเรียบของผิว จากน้ันก็จะนาไปเจือสารท่ีจาเป็นในการทาให้เกิด เป็น p-n junction ขึ้นบนแผ่นเวเฟอร์ ด้วยวิธีการ diffusion ที่อุณหภูมิระดับ 1000 องศาเซลเซียส หลังจาก น้ันกจ็ ะเปน็ ขน้ั ตอนการทาข้ัวไฟฟ้าเพอื่ นากระแสไฟออกใช้ และขั้นสุดท้ายก็จะเป็นการเคลือบฟิล์มผิวหน้าเพื่อ ป้องกนั การสะท้อนแสงใหน้ ้อยท่สี ุด รูป แผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนดิ Mono crystallineท่ีมา : กระทรวงพลังงาน,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและการ

14 ) อนรุ ักษ์พลังงาน (ม.ป.ป.) รปู การผลิตเซลล์แสงอาทติ ย์แบบผลกึ เดย่ี ว ที่มา : กระทรวงพลังงาน,กรมพฒั นาพลงั งานทดแทนและการอนรุ กั ษ์พลังงาน (ม.ป.ป.) 2. Poly crystalline หรือ เซลลแ์ สงอาทิตยแ์ บบหลายผลึก เซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายผลึกได้ถูกพัฒนาขึ้นเพ่ือแก้ปัญหาต้นทุนสูงของเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึก เด่ียว ซิลิคอนแบบหลายผลึกก็คือก้อนซิลิคอนท่ีเกิดจากการรวมตัวกันของชิ้นเล็ก ๆ (ขนาดระดับไมโครเมตร - มิลลิเมตร) ของผลึกเดี่ยวของซิลิคอน รูปที่ 3 เป็นการแสดงข้ันตอนการผลิตของโพลีซิลิคอน ด้านบนของ รูปแสดงการผลิตแบบ cast โดยจะเทซลิ ิคอนท่หี ลอมละลายเข้าไปใน crucible แล้วปล่อยให้เย็นลงอย่างช้า ๆ ซ่ึงก็จะได้ก้อน ingot ของซิลิคอนหลายผลึกท่ีมีรูปร่างตาม crucible ท่ีใช้ หลังจากน้ีการนาไปทาเป็นเซลล์ แสงอาทิตยก์ จ็ ะคล้ายกับกรณขี องแบบผลกึ เดี่ยว คอื นาไปตัดเป็นเวเฟอร์หนาขนาด 300-400 ไมโครเมตร แล้ว ก็ทา p-n junction ต่อไป ด้านล่างของรูปเป็นการสร้างแผ่นซิลิคอนหลายผลึกท่ีจะใช้ในการสร้างเซลล์ แสงอาทิตย์โดยตรงจากสารหลอมเหลวของซิลิคอน เรียกวิธีนี้ว่า ribbon โดยวิธีนี้จะช่วยลดข้ันตอนท่ีจะต้อง หัน่ เปน็ แผ่นเวเฟอรใ์ นกรณที ่ีใช้ ingot รปู แผงเซลลแ์ สงอาทติ ยช์ นิด Poly crystalline ที่มา : กระทรวงพลงั งาน,กรมพัฒนาพลงั งานทดแทนและการอนุรกั ษ์พลงั งาน (ม.ป.ป.)

15 รูป ขน้ั ตอนของการผลิตเซลลแ์ สงอาทิตย์แบบหลายผลกึ ท่ีมา : กระทรวงพลงั งาน,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและการอนรุ กั ษ์พลงั งาน(ม.ป.ป.) 3. Amorphous silicon หรือ เซลล์แสงอาทิตยแ์ บบอะมอร์ฟสั เซลล์แสงอาทิตย์แบบอะมอร์ฟัสมีวิธีการผลิตที่ต่างจากแบบผลึกโดยส้ินเชิง โดยจะเป็นลักษณะของ แผ่นฟิล์มบางไม่ใช่เวเฟอร์ ดังรูปท่ี 5 แสดงให้เห็นขั้นตอนการผลิต เราจะสร้างแผ่นฟิล์มบางของซิลิคอนบน แผ่นฐานรองโดยใชเ้ ทคนคิ ทีเ่ รียกวา่ CVD (Chemical Vapor Deposition) ซงึ่ จะมีระบบนาก๊าซที่มีซิลิคอนติด อยู่ เช่น ก๊าซไซเลน (SiH4) ผ่านเข้าไปในท่อสูญญากาศ และตรงบริเวณท่ีวางแผ่นฐานรองก็จะมีการกระตุ้น เช่น โดยพลาสมาเพ่ือส่งพลังงานให้ซิลิคอนแยกตัวออกจากก๊าซเข้าไปจับตัวกันบนแผ่นฐานรอง ซ่ึงโดยส่วน ใหญ่จะเป็นแก้ว สเตนเลส หรือพลาสติก ที่ได้ทาการเคลือบช้ันตัวนาโปร่งแสงไว้ก่อน โดยมีอุณหภูมิบนแ ผ่น ฐานรองประมาณ 200-300 องศาเซลเซียส ซิลิคอนจะทับถมสะสมบนแผ่นเกิดเป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอน ใน ขั้นตอนน้ีหากเราใส่ก๊าซท่ีมีโบรอน เช่น B2H6 เข้าไปด้วย เราก็จะได้แผ่นฟิล์มที่เป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอนชนิด p และถ้าหากใส่ก๊าซที่มีฟอสเฟต เช่น PH3 เราก็จะได้แผ่นฟิล์มที่เป็นอะมอร์ฟัสซิลิคอนชนิด n ซึ่งจะเห็นได้ว่า ดว้ ยวธิ ีนี้เราสามารถควบคมุ การไหลของกา๊ ซเพอื่ สรา้ งให้เกิดช้ันของ pin อะมอร์ฟัสซิลิคอนข้ึนได้อย่างค่อนข้าง งา่ ยดาย หลงั จากได้ pin แล้ว เรากจ็ ะสร้างสว่ นของขว้ั ไฟฟ้าใหเ้ สร็จเปน็ เซลล์แสงอาทติ ย์ รูป แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์ชนิด Amorphous silicon ท่มี า : กระทรวงพลังงาน,กรมพัฒนาพลงั งานทดแทนและการอนุรักษ์พลังงาน (ม.ป.ป.)รูป ขบวนการผลิตเซลล์ แสงอาทิตย์แบบ Amorphous Si Solar Cell (Glass Substrate) ทีม่ า : กรมพฒั นาพลังงานทดแทนและการอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน

16 รูป ขบวนการผลติ เซลลแ์ สงอาทติ ยแ์ บบ Amorphous Si Solar Cell (Film Substrate) ทม่ี า : กระทรวงพลังงาน,กรมพฒั นาพลงั งานทดแทนและการอนรุ ักษ์พลงั งาน (ม.ป.ป.) การใชง้ านเซลลแ์ สงอาทิตย์น้ันมีรูปแบบท่หี ลากหลายต่างกัน แต่ท้ังหมดจะมีรูปแบบการใช้งานหลัก ๆ อยู่ 3 รูปแบบ ดงั น้ี 1. ระบบติดตง้ั แบบอสิ ระ (Stand alone system) เป็นระบบที่เหมาะสมสาหรับการใช้งานในพื้นท่ีห่างไกลที่ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้าเข้าถึง หลักการทางานของ ระบบติดต้ังแบบอิสระ แบ่งได้เป็น 2 ช่วงเวลา คือ ช่วงเวลากลางวันและช่วงเวลากลางคืน โดยในช่วงเวลา กลางวัน เซลล์แสงอาทิตย์ซ่ึงได้รับแสงแดดจะ สามารถผลิตไฟฟ้าจ่ายให้แก่โหลดพร้อมทั้งประจุพลังงานไฟฟ้า ส่วนเกินไว้ในแบตเตอรี่พร้อม ๆ กัน ส่วนในช่วงเวลากลางคืน เซลล์แสงอาทิตย์ไม่ได้รับแสงแดดจึงไม่สามารถ ผลิตไฟฟ้าได้ ดังน้ันพลังงานจากแบตเตอร่ีที่เก็บประจุไว้ในช่วงกลางวันจะถูกจ่ายให้แก่โหลด จึงกล่าวได้ว่า เซลลแ์ สงอาทิตยร์ ะบบติดต้ังแบบอสิ ระน้ี สามารถจา่ ยกระแสไฟฟา้ ให้โหลดได้ทง้ั กลางวันและกลางคนื รปู เซลลแ์ สงอาทิตย์ระบบติดตั้งแบบอิสระ ท่มี า : กระทรวงพลังงาน,กรมพฒั นาพลังงานทดแทนและการอนุรักษ์พลงั งาน (ม.ป.ป.)

17 รายละเอยี ดของระบบตดิ ตั้งอิสระ ประกอบดว้ ย •แผงเซลล์แสงอาทติ ย์ ทาหน้าทีใ่ นการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เปน็ พลงั งานไฟฟ้า •เครื่องควบคุมการประจุแบตเตอร่ี ทาหน้าที่ในการปรับระดับแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสมกับการประจุ ไฟฟ้าเขา้ แบตเตอร่ี •แบตเตอรี่ เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าท่ีได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพ่ือไว้ใช้ในตอนที่ไม่มี แสงอาทิตย์ เชน่ กรณที ่ีฟา้ ครึ้ม หรอื ตอนกลางคืน •เครื่องแปลงไฟฟา้ จากกระแสตรงเปน็ กระแสสลบั เป็นอุปกรณ์ที่ทาหน้าท่ีในการแปลงกระแสไฟฟ้าให้ เหมาะสมกบั เครอ่ื งใช้ ไฟฟ้า เช่น หากเคร่ืองใช้ไฟฟ้าต้องการไฟฟ้าท่ีแรงดัน 220Vac 50Hz เครื่องแปลงไฟฟ้า จะเปล่ยี นแรงดันไฟฟา้ กระแสตรง จากแบตเตอรี่เปน็ ไฟฟา้ กระแสสลบั 220Vac 50Hz เพ่ือให้สามารถใช้งานได้ เป็นตน้ ส่วนในกรณที ีเ่ ครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ต้องการ แรงดนั กระแสตรง กส็ ามารถใช้งานโดยตรงจากแบตเตอร่ีได้เลย 2. ระบบตดิ ตง้ั แบบเชื่อมต่อระบบจาหน่าย (Grid connected system) เป็นระบบท่ีได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นระบบที่ไม่ซับซ้อน การลงทุนไม่สูงมากเท่าแบบติดตั้ง อิสระ แต่ต้องติดต้ังในพ้ืนท่ีท่ีมีระบบสายส่งไฟฟ้าอยู่แล้ว ระบบนี้จะไม่มีการเก็บพลังงานลงแบตเตอร่ี ผลิต ไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์แล้วก็จ่ายเข้าระบบได้ เลย ทาให้ช่วยลดต้นทุนค่าใช้จ่ายในส่วนของการดูแลรักษา แบตเตอร่ี แต่หากระบบไฟฟ้าหลักขัดข้อง ระบบนี้ก็จะหยุดจ่ายกระแส ไฟฟ้าเข้าระบบด้วย เนื่องจากเป็น มาตรฐานความปลอดภยั สาหรับช่างไฟฟา้ ที่จะซอ่ มบารงุ ระบบ ซึง่ เป็นมาตรฐานทบ่ี งั คับใช้ท่วั โลก รปู แบบเซลล์แสงอาทิตยร์ ะบบตดิ ตัง้ แบบเช่ือมต่อระบบจาหน่าย ท่มี า : กระทรวงพลังงาน,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและการอนรุ กั ษ์พลังงาน (ม.ป.ป.) รายละเอยี ดของระบบติดตงั้ แบบเช่อื มต่อระบบจาหน่าย ประกอบด้วย •แผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์ ทาหน้าทใี่ นการเปลย่ี นพลังงานแสงอาทิตย์ให้เปน็ พลังงานไฟฟา้ •เครื่องแปลงกระแสสลับชนิดเช่ือมต่อกับระบบจาหน่าย เป็นอุปกรณ์ที่ทาหน้าท่ีในการแปลง กระแสไฟฟ้าที่ได้จากชุดแผง เซลล์แสงอาทิตย์ซ่ึงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับท่ีมีขนาดและ แรงดันเท่ากับระบบไฟฟ้าหลัก เช่น ระบบ ไฟฟ้าหลักมีแรงดัน 220Vac 50Hz ก็จะต้องใช้เคร่ืองแปลงไฟฟ้า เป็นรุ่นที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าท่ีแรงดัน 220Vac 50Hzด้วย ซึ่งระบบแบบต่อร่วมระบบจาหน่ายนี้มีการ ติดตั้งใช้งานกนั มากในปัจจุบันเนื่องจากมีการส่งเสริมจากทางภาครัฐ ทาให้ในปัจจุบันจะเห็นโรงไฟฟ้าพลังงาน แสงอาทิตยใ์ นพื้นที่ต่าง ๆ กันมาก

18 3. ระบบติดตงั้ แบบผสมผสาน (Hybrid system) เป็นระบบซ่ึงเป็นที่นิยมใช้กันมากในพ้ืนที่ห่างไกลหรือพื้นท่ีตามเกาะต่าง ๆ และเหมาะสาหรับ ออกแบบให้เป็นแหล่งไฟฟ้าหลักได้เลย เนื่องจากจะใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าจากหลาย ๆ แหล่งมาช่วยจ่าย กระแสไฟฟ้า ทาให้ระบบไฟฟ้ามีเสถียรภาพมากขึ้น เช่น มีแหล่ง จ่ายจากชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จากชุด กงั หันลมผลิตไฟฟ้า จากชดุ เครือ่ งยนตก์ าเนดิ ไฟฟา้ เปน็ ตน้ รปู แบบเซลล์แสงอาทิตยร์ ะบบตดิ ต้ังแบบผสมผสาน ท่ีมา : กระทรวงพลังงาน,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและการอนรุ กั ษ์พลังงาน (ม.ป.ป.) รายละเอียดของระบบตดิ ตัง้ แบบผสมผสาน ประกอบดว้ ย •แผงเซลล์แสงอาทติ ย์ ทาหนา้ ทีใ่ นการเปล่ยี นพลังงานแสงอาทติ ยใ์ ห้เป็นพลงั งานไฟฟ้า •เคร่ืองควบคุมการประจุแบตเตอรี่ ทาหน้าที่ในการปรับระดับแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสมกับการประจุ ไฟฟา้ เขา้ แบตเตอร่ี •แบตเตอร่ี เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าท่ีได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เพ่ือไว้ใช้ในตอนท่ีไม่มี แสงอาทติ ย์ เช่น กรณีทฟี่ ้า ครึ้ม หรือตอนกลางคืน •เครื่องแปลงกระแสไฟฟา้ ชนดิ 2 ทิศทาง จะทาหน้าที่ในการแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นกระแสสลับเพื่อ จ่ายไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า และในขณะเดียวกันหากแรงดันชุดแบตเตอร่ีต่าลง หรือไม่มีแสงอาทิตย์สาหรับ ประจุลงแบตเตอรี่ เคร่ืองแปลงก็จะ ทาหน้าท่ีในการเป็นเครื่องประจุแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ เม่ือมีแหล่งจ่าย ไฟฟ้าจากเครื่องยนต์ที่จ่ายกระแสเข้ามาและเม่ือเครื่องยนต์ท่ีมีเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าจ่ายกระแส ไฟฟ้าให้กับ เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ และอปุ กรณ์เคร่ืองแปลงไฟฟา้ ทาการประจุไฟฟา้ จนแบตเตอรี่เต็มแล้ว เครื่องยนต์กาเนิดไฟฟ้าก็ จะหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์เครื่องแปลงไฟฟ้าก็จะกลับมาทาหน้าที่ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ ทันที ทาใหร้ ะบบสามารถจา่ ยกระแสไฟฟ้าใหก้ บั เครอื่ งใช้ไฟฟ้าไดอ้ ย่างต่อเน่ือง

19 คณุ สมบตั ิและตวั แปรทส่ี าคัญของเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวแปรที่สาคัญที่มีส่วนทาให้เซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพการทางานในแต่ละพ้ืนที่ต่างกัน และมี ความสาคัญในการพิจารณานาไปใช้ในแต่ละพ้ืนที่ ตลอดจนการนาไปคานวณระบบ หรือคานวณจานวนแผง เซลล์แสงอาทิตย์ทต่ี อ้ งใชใ้ นแต่ละพื้นที่ มดี งั นี้ 1. ความเข้มของแสง กระแสไฟ (Current) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของแสง หมายความ วา่ เมื่อความเขม้ ของแสงสูง กระแสทไ่ี ด้จากเซลล์แสงอาทิตย์ก็จะสูงข้ึน ในขณะท่ีแรงดันไฟฟ้าหรือโวลต์แทบจะ ไม่แปรไปตามความเข้มของแสงมากนัก ความเข้มของแสงท่ีใช้วัดเป็นมาตรฐานคือ ความเข้มของแสงท่ีวัดบน พ้ืนโลกในสภาพอากาศปลอดโปร่งปราศจากเมฆหมอก และวดั ที่ระดับน้าทะเลในสภาพที่แสงอาทิตย์ต้ังฉากกับ พ้ืนโลก ซ่ึงความเข้มของแสงจะมคี ่าเท่ากับ 100 mW ต่อตารางเซนติเมตร หรือ 1,000 W ต่อตารางเมตร ซ่ึงมี ค่าเท่ากับ AM 1.5 (Air Mass 1.5) และถ้าแสงอาทิตย์ทามุม 60 องศากับพ้ืนโลกความเข้มของแสงจะมีค่า เท่ากบั ประมาณ 75 mW ต่อตารางเซนติเมตร หรือ 750 W ต่อตารางเมตร ซึ่งมีค่าเท่ากับ AM2 กรณีของแผง เซลล์แสงอาทิตย์นั้นจะใช้ค่า AM 1.5 เป็นมาตรฐานในการวดั ประสทิ ธภิ าพของแผง 2. อุณหภูมิ กระแสไฟ (Current) จะไม่แปรตามอุณหภูมิท่ีเปล่ียนแปลงไป ในขณะที่แรงดันไฟฟ้า (โวลท์) จะลดลงเม่ืออุณหภูมิสูงข้ึน ซ่ึงโดยเฉลี่ยแล้วทุก ๆ 1 องศาที่เพ่ิมข้ึน จะทาให้แรงดันไฟฟ้าลดลง 0.5% และในกรณีของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ มาตรฐานท่ีใช้กาหนดประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์คือ ณ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เช่น กาหนดไว้ว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีแรงดันไฟฟ้าท่ีวงจรเปิด (Open Circuit Voltage หรือ Voc) ท่ี 21 V ณ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ก็จะหมายความว่า แรงดันไฟฟ้าที่จะได้จากแผง เซลล์แสงอาทิตย์เมื่อยังไม่ได้ต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้า ณ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะเท่ากับ 21 V ถ้าอุณหภูมิ สูงกว่า 25 องศาเซลเซียส เช่น อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะทาให้แรงดันไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ลดลง 2.5% (0.5% x 5 องศาเซลเซยี ส) น่นั คอื แรงดนั ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ท่ี Voc จะลดลง 0.525 V (21 V x 2.5%) เหลือเพียง 20.475 V (21V – 0.525V) สรุปได้ว่า เม่ืออุณหภูมิสูงข้ึน แรงดันไฟฟ้าก็จะลดลง ซ่ึงมี ผลทาใหก้ าลังไฟฟ้าสงู สดุ ของแผงเซลลแ์ สงอาทติ ย์ลดลงด้วย จากข้อกาหนดดังกล่าวข้างต้น ก่อนท่ีผู้ใช้จะเลือกใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ จะต้องคานึงถึงคุณสมบัติ ของแผงที่ระบุไวใ้ นแผงแต่ละชนิดด้วยว่า ใช้มาตรฐานอะไร หรือมาตรฐานท่ีใช้วัดแตกต่างกันหรือไม่ เช่น แผง ชนิดหน่ึงระบุว่า ให้กาลังไฟฟ้าสูงสุดได้ 80 วัตต์ ท่ีความเข้มแสง 1,200 W ต่อตารางเมตร ณ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส ขณะท่ีอีกชนิดหนึ่งระบุว่า ให้กาลังไฟฟ้าสูงสุดได้ 75 วัตต์ ท่ีความเข้มแสง 1,000 W ต่อตาราง เมตร และอุณหภูมิมาตรฐาน 25 องศาเซลเซียสแล้ว จะพบว่าแผงที่ระบุว่าให้กาลังไฟฟ้า 80 W จะให้ กาลังไฟฟ้าต่ากว่า จากสาเหตุดังกล่าว ผู้ที่จะใช้แผงจึงต้องคานึงถึงข้อกาหนดเหล่านี้ในการเลือกใช้แผงแต่ละ ชนดิ ดว้ ย

20 2. Battery โครงสร้างของแบตเตอร่ี 1. แบตเตอร่แี หง้ (Dry Cell) วัตถุดิบท่ีใช้เป็นข้ัวลบ คือ กระบอกสังกะสี ใช้สังกะสีก้อนมาทาการหลอมละลาย ผ่านเคร่ืองรีดให้เป็น สังกะสีแผ่น นาไปผ่านเครื่องตัดให้ได้สังกะสีตามขนาดท่ีต้องการ และนาไปปั๊มให้ขึ้นรูปเป็นกระบอกสังกะสีใช้ เป็นข้ัวลบ วัตถุดบิ ทใ่ี ชใ้ นการประกอบเขา้ เป็นกอ้ นถา่ นไฟฉาย ขน้ึ อย่กู ับการเลือกใช้ - ยางมะตอย (Asphalt) ทาหนา้ ทปี่ อ้ งกนั การรั่วของกระแสไฟฟ้า - แป้งสาลี หรือ แป้งมัน ผสมแล้วมีลักษณะคล้ายกาว ทาหน้าท่ีเป็นตัวยึดให้ก้อนขั้วบวกติดแน่นอยู่กับ กระบอกสงั กะสี - กระดาษ มหี ลายประเภท เชน่ กระดาษเคลอื บนา้ ยาใช้แทนแป้ง หรือกระดาษบาง กระดาษหนา ใช้รอง กน้ และปิดกระบอกไฟฉาย

21 เซลแบบแหง้ ไดแ้ ก่ เซลแบบสังกะสี-อากาศ (Zinc Air Cell) เป็นเซลกระดุมที่มีรูให้อากาศเข้าที่ด้านล่าง ซึ่งจะใช้ออกซิเจน ในการออกซไิ ดซ์ผงสังกะสผี สมอลั คาไลน์อเิ ลคทรอไลท์ซ่ึงเป็นขัว้ ลบ เซลแบบลิเธ่ียม (Lithium Cell) ข้ัวลบเป็นลิเธี่ยม ข้ัวบวกเป็นแมงกานีสไดออกไซด์ผสมกับซัลเฟอร์ได ออกไซดห์ รอื ไธโอนลิ คลอไรด์ ใชก้ บั งานหนกั ท่ีตอ้ งการแรงดันสูงกวา่ ปกติ 2. แบตเตอรี่นา้ (Storage Battery) มีส่วนประกอบคือเปลือกนอกซึ่งทาด้วยพลาสติกหรือยางแข็ง ฝาครอบส่วนบนของแบตเตอร่ี ขั้วของ แบตเตอร่ี สะพานไฟ แผ่นธาตุบวก และแผ่นธาตุลบ แผ่นกั้นซ่ึงทาจากไฟเบอร์กลาสท่ีเจาะรูพรุน ปัจจุบัน แบตเตอร่ีรถยนต์มี 2 แบบคือ แบบที่ต้องคอยตรวจดูระดับน้ากรดในแบตเตอร่ี กับแบบที่ไม่ต้องตรวจดูระดับ น้ากรดเลยตลอดอายกุ ารใช้งาน

22 - แผน่ ธาตุ (Plates) ในแบตเตอรี่มี 2 ชนดิ คือ แผน่ ธาตุบวก และแผ่นธาตุลบ แผ่นธาตุบวกทาจากตะก่ัว เปอร์ออกไซด์ (PbO2) และแผ่นธาตุลบทาจากตะกั่ว (Pb) วางเรียงสลับกัน จนเต็มพอดีในแต่ละเซลล์ แล้วก้ัน ไม่ให้แตะกัน ด้วยแผน่ กัน้ - แผ่นก้ัน (Separaters) ทาหน้าที่ป้องกันไม่ให้แผ่นธาตุบวก และแผ่นธาตุลบแตะกัน ซึ่ง จะทาให้เกิด การลดั วงจรข้นึ ซึ่งแผ่นก้ันน้ีทาจากไฟเบอร์กลาสหรือยางแข็ง เจาะรูพรุนเพ่ือให้น้ากรด สามารถไหลถ่ายเทไป มาได้ และมขี นาดความกวา้ งยาวเท่ากบั แผน่ ธาตุบวกและแผน่ ธาตุลบ - น้ากรดหรือน้ายาอิเล็กโตรไลต์ (Electrolyte) น้ากรดในแบตเตอร่ีรถยนต์เป็นน้ากรดกามะถันเจือจาง คือจะมีกรดกามะถัน (H2SO4) ประมาณ 38 เปอร์เซ็นต์ ความถ่วงจาเพาะของน้ากรด 1.260 - 1.280 ที่ อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส น้ากรดในแบตเตอร่ีเป็นตัวที่ทาให้แผ่นธาตุลบเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจนเกิด กระแสไฟฟา้ และแรงเคลอื่ นไฟฟา้ ข้ึนมาได้ - เซลล์ (Cell) คือช่องท่ีบรรจุแผ่นธาตุบวก แผ่นธาตุลบ ที่วางสลับกัน กั้นด้วยแผ่นก้ัน แล้วจุ่มในน้ากรด ในช่องหน่ึงจะมีแรงเคล่ือนไฟฟ้า 2.1 โวลต์ ก็จะมีเซลล์ 6 เซลล์ และในแต่ละเซลล์ก็จะมีส่วนบนเป็นที่เติม น้ากรดและมีฝาปิดป้องกันน้ากรดกระเด็นออกมา และที่ฝาปิดก็จะมีรูระบายก๊าซไฮโดรเจนท่ีเกิดจากปฏิกิริยา ทางเคมีใหร้ ะบายออกไปได้ - ฝาปิดเซลล์ (Battery Cell Plug) หรือฝาปิดช่องเติมน้ากรด ฝาน้ีจะมีรูระบายก๊าซไฮโดรเจนที่เกิดจาก ปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่ให้สามารถระบายออกไปได้ ถ้าไม่มีฝาระบายนี้ เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีก๊าซ ไฮโดรเจนจะไมส่ ามารถระบายออกไปได้ ทาใหเ้ กดิ แรงดัน ดนั จนแบตเตอรเ่ี กิดระเบดิ ขึ้นได้ แบตเตอรีใ่ หมๆ่ ที่ยงั ไม่มีน้ากรด ที่ฝาปิดจะมีกระดาษกาวปิดไว้เพื่อป้องกันความชื้นเข้าไปในแบตเตอรี่ ซ่ึง จะทาให้แบตเตอร่ีเส่อื มสภาพ เม่ือเตมิ นา้ กรดเข้าไปแล้วทาการประจุไฟนามาใช้งาน กระดาษกาวท่ีปิดนี้จะต้อง แกะออกให้หมด เพอื่ ไม่ให้แบตเตอร่ีเกดิ ระเบิดข้ึนได้ ที่มา : - แบตเตอรี่ (Battery) กับการจัดเก็บภาษีสรรพสามิต ฝ่ายมาตรการป้องกันส่วนสืบสวนและประมวล หลักฐาน สานกั ตรวจสอบป้องกันและปราบปราม กรมสรรพสามิต สามติ สาร ปีท่ี 5 ฉบับที่ 5 ก.ย.- ต.ค. 2542 - แบตเตอรขี่ อแนะนาตวั เองครบั สว่าง ประกายรุ้งทอง

23 ปฏกิ ิรยิ าในแบตเตอร่ี 1. ขณะแบตเตอรี่มีกระแสไฟเต็ม แผ่นธาตุบวกซึ่งทาจากตะกั่วออกไซด์ (PbO2) และแผ่นธาตุลบซ่ึงทาจาก ตะกั่ว (Pb) ที่แชอ่ ย่ใู นน้ากรดกามะถันเจือจาง (H2SO4) แรงเคล่อื นไฟฟา้ ของเซลล์เกิดจากปฏิกิริยาเคมระหว่าง แผ่นธาตุบวกและแผ่นธาตุ)กลบในน้ากรดกามะถันเจือจาง (ค่าความถ่วงจาเพาะวัดได้ตั้งแต่ 1.260 - 1.280) เมื่อนาอุปกรณ์ไฟฟ้ามาต่อเข้ากับแบตเตอรี่ กระแสไฟจะไหลออกจากแบตเตอร่ี ทาให้เกิดปฏิกิริยาเคมีภายใน แบตเตอรี่เปล่ียนไป แผ่นธาตุบวกและแผ่นธาตุลบจะกลายเป็นตะกั่วซัลเฟต (PbSO4) ซึ่งจะเห็นเป็นตะกอนสี ขาวเกาะอยู่ท่ขี ัว้ ทง้ั สองและก๊าซไฮโดรเจนซึ่งจะรวมกับอิออนของออกซิเจนจากขั้วบวกกลายเป็นน้า (H2O) ทา ให้น้ากรดเจือจางลง มีค่าความถ่วงจาเพาะ (Specific Gravity) ต่า แบตเตอร่ีจึงไม่มีกระแสไฟฟ้าต้องทาการ ประจุไฟกลบั เข้าไปใหม่ 2. ขณะแบตเตอร่ีไม่มีกระแสไฟฟ้า สามารถนาไปทาการประจุกระแสไฟใหม่ได้ ขณะทาการประจุไฟจะ ทาให้ปฏกิ ริ ิยาเคมีภายในแบตเตอรเี่ ปล่ยี นไป คอื ซลั เฟต (SO4) ท่จี ับกับแผ่นธาตุบวกและแผ่นธาตุลบ ก็จะหลุด ออกมาละลายกับน้าเกิดเป็นกรดกามะถันเจือจาง และเมื่อกระแสไฟเต็ม แบตเตอรี่จะมีค่าความถ่วงจาเพาะ ของน้ากรดกามะถนั เจอื จาง ประมาณ 1.260 - 1.280

24 บทที่ 3 วธิ กี ารดาเนินงาน 1. ทาการเดนิ สายไฟจาก Battery มาต่อกับสายไฟจาก Solar Cell 2. นา Solar Cell ใสท่ ่วี างแล้วนาไปวางกลางแจ้งในชว่ งเวลกลางวนั เพ่ือรับพลังงานแสงอาทิตย์ แล้ว เกบ็ ไวใ้ น Battery 3. หลังจากจากนั้นนา Battery ไปต่อเข้ากับหม้อแปลงเพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าจาก Battery แล้วส่ง เข้าเครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ให้เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าทางาน 4. ทาซ้าข้อ 2 และ 3 เป็นเวลา 4 วัน เปรียบเทียบเวลาและคานวณหาเวลาเฉลี่ย ท่ีใช้ในการเก็บ พลังงานผ่าน Solar Cell และทีส่ ามารถใชใ้ นการทาใหเ้ ครื่องใช้ไฟฟา้ ทางาน 5. วิเคราะห์การนาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจาวัน และความคุ้มค่าของการนา พลังงานแสงอาทติ ยผ์ ่าน Solar Cell มาใช้

25 บทที่ 4 ผลการทดลอง วนั -เวลา เวลาที่เก็บ (ชม.) เวลาทจี่ ่ายพลังงานได้ (ชม.) 12 กรกฎาคม 2563 09.00 - 12.00 น. 3 2 ชว่ั โมง 42 นาที 19 กรกฎาคม 2563 09.00 - 13.00 น. 4 4 ช่ัวโมง 15 นาที 26 กรกฎาคม 2563 09.00 - 14.00 น. 5 4 ช่ัวโมง 12 นาที 2 สงิ หาคม 2563 09.00 - 15.00 น. 6 4 ชว่ั โมง 17 นาที เฉลี่ยการเก็บพลงั งานเขา้ Battery ขนาด 20 ah/hr 12V ดว้ ย Solar Cell ขนาด 30W ใชเ้ วลาเก็บอย่างนอ้ ย 4 ชัว่ โมงจะเต็มพอดี เม่ือนาไปตอ่ พัดลม MISTUMARU 16 นว้ิ แบบตัง้ พ้นื 50 watt จะใช้งานไดอ้ ย่างน้อย 4 ช่ัวโมง สาหรับการใช้ไฟฟา้ 1 หน่วยหรอื 1 ยูนติ คือ เคร่ืองใช้ไฟฟ้าขนาด 1,000 วัตตท์ ี่ใช้งานใน 1 ชวั่ โมง หรือใช้สตู ร การคานวณดังน้ี กาลังไฟฟา้ (วตั ต)์ ชนดิ น้ันๆ x จานวนเครื่องใช้ไฟฟา้ ÷1000 x จานวนชว่ั โมงทีใ่ ชง้ าน ใน 1 วนั = จานวนหน่วยหรือยนู ติ 50 x 1 ÷ 1000 x 4 = 0.2 หนว่ ย คดิ กรณีทม่ี กี ารใช้ไฟฟ้าเกิน 400 หน่วยต่อเดือน ติดสว่ นทปี่ ระหยัดไป เป็นหนว่ ยละ 3.9361 บาท 0.2 หน่วย x 3.9361 = 0.7872 บาท หากคดิ จุดคุ้มทุนในการนามาใช้ 7000 ÷ 0.7872 = 5511 วนั หรือคิดเปน็ 15 ปี

26 บทที่ 5 สรุปผลการทดลอง 1. สามารถเกบ็ พลงั งานแสงอาทติ ย์ไดส้ าเร็จโดยหากเลือกเก็บเข้า Battery 20 Ah ใช้เวลาในการ เกบ็ ประมาณ 4 ชั่วโมง 2. สามารถนาพลังงานทีเ่ ก็บไวใ้ น Battery มาจ่ายให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้สาเร็จ สามารถใช้พัดลม ต้ังโตะ๊ 50 watt ไดเ้ ป็นเวลาอย่างนอ้ ย 4 ชวั่ โมง 3. ประหยดั คา่ ไฟไดว้ ันละ 0.7872 บาท 4. พลังงานท่ีคุ้มค่ากว่า ณ ปัจจุบันคือ พลังงานไฟฟ้า เพราะเห็นได้ชัดว่าการนาพลังงาน แสงอาทิตยม์ าใช้ ยังมตี ้นทุนทีส่ งู เกินไป 5. หากใช้พลงั งานแสงอาทิตย์แทนการใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าจะคมุ้ ค่าหลังจากใชไ้ ปเปน็ เวลา 15 ปี ประโยชนท์ ค่ี าดว่าจะได้รับ 1. สามารถนามาพลงั งานแสงอาทิตย์มาใช้ได้ 2. มคี วามร้คู วามเขา้ ใจหลกั การทางานของ Solar Cell 3. มีความรูค้ วามเข้าใจในความเสยี่ งจากการผลิตพลังงานไฟฟา้ 4. คานวณความคุ้มระหว่างการใชพ้ ลังงานแสงอาทติ ยแ์ ละพลังงานไฟฟา้ สาหรบั ช่วงเวลาปัจจุบันได้ 5. รักษาสงิ่ แวดล้อมด้วยการลดทรัพยากรธรรมชาติและลดความเสยี่ งทจี่ ะเกิดผลเสียต่อสภาพแวดล้อม และประหยัด

27 เอกสารอ้างองิ http://www2.egat.co.th/re/solarcell/solarcell.htm http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/solar_knowledge.php http://www2.egat.co.th/ned/index.php?option=com_content&view=article&id=172&Itemid=175 http://lab.excise.go.th/group3/battery/batstruc.htm http://lab.excise.go.th/group3/battery/batreac.htm

28 ภาพประกอบการทาโครงงานการตดิ ต้ังระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ระหวา่ งวันท่ี 12 กรกฎาคม 2563 – 2 สงิ หาคม 2563

29 ภาพประกอบการทาโครงงานการตดิ ต้ังระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ระหวา่ งวันท่ี 12 กรกฎาคม 2563 – 2 สงิ หาคม 2563

30 ภาพประกอบการทาโครงงานการตดิ ต้ังระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ระหวา่ งวันท่ี 12 กรกฎาคม 2563 – 2 สงิ หาคม 2563

31 ภาพประกอบการทาโครงงานการตดิ ต้ังระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ระหวา่ งวันท่ี 12 กรกฎาคม 2563 – 2 สงิ หาคม 2563

32

33

34

35