อุปกรณ์พื้นฐานในการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์:

สำหรับบ้านเรือน

หลังจากในบทความที่แล้วได้กล่าวถึง หลักการในการออกแบบเบื้องต้นสำหรับระบบโซล่าร์เซลล์ สำหรับบ้านเรือนมาแล้ว (หลักการออกแบบและติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เบื้องต้นสำหรับบ้านเรือน) คราวนี้เราจะมาเรียนรู้กันต่อว่าอุปกรณ์พื้นฐานของระบบโซล่าเซลล์ (PVs) สำหรับบ้านเรือนนั้นมีอะไรกันบ้าง

อุปกรณ์พื้นฐานของระบบ PVs สำหรับบ้านเรือนนั้นสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ได้ดังนี้

- ระบบ PVs ที่เชื่อมต่อกับระบบสายส่งโดยไม่มีแบตเตอรี่ไว้เก็บไฟฟ้า
- ระบบ PVs ที่เชื่อมต่อกับระบบสายส่งโดยมีระบบแบตเตอรี่ไว้เก็บไฟฟ้า

ระบบโซล่าเซลล์ ที่เชื่อมต่อกับระบบสายส่งโดยไม่มีแบตเตอรี่ไว้เก็บไฟฟ้า ระบบนี้จะผลิตไฟฟ้าเพื่อจ่ายเข้าสายส่งโดยตรง ระบบนี้มีราคาถูกกว่าและมีความซับซ้อนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับระบบที่มีแบตเตอรี่ แต่ข้อเสียของระบบนี้คือถ้าระบบสายส่งเกิดขัดข้องหรือไฟดับระบบ PVs นี้จะใช้งานไม่ได้

รูประบบ PVs ที่ไม่มีระบบสำรองไฟฟ้า (without Battery Back-up)

รูประบบ PVs ที่มีระบบสำรองไฟฟ้า (with Battery Back-up)

ระบบ PVs ที่เชื่อมต่อกับระบบสายส่งโดยมีระบบแบตเตอรี่ไว้เก็บไฟฟ้า ระบบนี้มีจุดเด่นที่เมื่อระบบสายส่งเกิดขัดข้องจนจ่ายไฟฟ้าไม่ได้ ระบบ PVs นี้ก็ยังสามารถจ่ายไฟฟ้าภายในบ้านเรือนนั้นได้อยู่ แต่อย่างไรก็ตาม ระบบ PVs ที่มีการสำรองไฟฟ้าด้วยแบตเตอรี่นี้มีข้อเสียดังนี้

อุปกรณ์หลัก ๆ ของระบบ PVs มีดังนี้

- Solar Photovoltaic modules
- Meters
- Array mounting racks
- Disconnects
- Grounding equipment
- Combiner box
- Inverter
- Battery bank (The  system with Battery Back-up)
- Charge Controller (The  system with Battery Back-up)
- Battery disconnect (The  system with Battery Back-up)

1. Solar Photovoltaic modules

คือ แผงพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งอุปกรณ์นี้ถือเป็นหัวใจหลักในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งถ้าผลิตจากผู้ผลิตจะมาเป็น Modules แต่เมื่อนำมาใช้งานมีการนำ Modules มาต่อเป็นอนุกรมจะเรียกว่า Strings และเมื่อเอา แต่ละ Strings มาต่อเรียงกันในแนวขนานจะเรียกว่า Array

Cr.iEnergyguru.com

2. Array mounting racks

คือฐานไว้สำหรับติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งปกติการติดตั้งแผง Solar Cell ตามบ้านเรือนนี้จะติดตั้งแบบอยู่นิ่งและติดตั้งเหนือพื้นที่ติดสำหรับให้ลมผ่านได้เพื่อระบายความร้อนของแผ่น

Cr.http://www.homepower.com

3. Grounding equipment

คืออุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้เพื่อป้องกันผู้ใช้งานกับระบบไฟฟ้าเมื่อเกิดความผิดพลาดเกิดขึ้นเช่น เกิดไฟฟ้าลัดวงจร เป็นต้น

Cr.http://www.kbtechworks.com/kbranch

4. Combiner Box

คือเป็นตัวรวมกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าที่รวมได้ไผแปลงกระแสไฟฟ้าที่ Inverter ซึ่ง Combiner box นี้ยังมี ฟิวส์ และ แบรกเกอร์เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าเกิน และบางครั้งอาจจะมี Surge Protection อยู่ภายในด้วย ซึ่ง Surge Protection นี้มีหน้าที่ป้องกันระบบเวลาไฟฟ้ามีสูงเกินไปเช่น เกิดฟ้าผ่า เป็นต้น

Cr.http://www.ecodirect.com

5. Inverter

อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงไปเป็นกระแสสลับ นอกจากนี้ อุปกรณ์นี้ช่วงให้ความถี่ของกระแสไฟฟ้าสม่ำเสมอ (50 Hz) และปรับรูปร่างของคลื่น กระแส AC ให้เหมาะสมก่อนส่งเข้าระบบสายส่ง

Cr.http://completesolar.com

6. Meters

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการอ่านค่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้และอ่านค่าต่างๆ ในระบบ Meter ที่ใช่อ่านค่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นจะเรียกว่า Utility Kilowatt-hour Meter และ Meter ที่ใช้แสดงค่าต่างๆ ในระบบเพื่อไว้ตรวจสอบการทำงานของระบบจะเรียกว่า System Meter

Cr.https://gigaom.com

7. Disconnects

เป็นระบบความปลอดภัยระบบหนึ่งที่มีไว้เพื่อป้องกันอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบและผู้ใช้งาน ในกรณีที่มีความผิดปกติเกิดขึ้นในระบบอย่างกะทันหัน เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร กระแสไฟฟ้าสูงเกิน ปัญหาที่เกิดขึ้นจากสายส่ง เป็นต้น

**สำหรับระบบ PVs ที่มีระบบสำรองไฟฟ้านั้นจะมีการติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมดังนี้

1. Battery Bank

เป็นแหล่งเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ไว้ใช้ในเวลาที่ต้องการ อย่างที่กล่าวมาแล้วว่าการใช้แบตเตอรี่เก็บไฟฟ้านั้นระบบจะสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในระหว่างการเก็บประจุและปล่อยประจุประมาณ 10 % ของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ ประเภทของแบตเตอรี่ที่ใช้โดยทั่วไปมีอยู่ 2 ประเภทคือ แบบ Lead-acid batteries และ แบบ Alkaline batteries ซึ่งแบตเตอรี่แบบ Lead-acid batteries จะถูกนำไปใช้งานมากกว่าเพราะมีราคาที่ถูกว่า แต่ข้อดีของแบตเตอรี่แบบ Alkaline batteries นี้คือสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ในที่ที่มีอุณหภูมิต่ำ ๆ (ประมาณ 10 ^o C หรือต่ำกว่า) ซึ่งโดยทั่วไปจำนวนแบตเตอรี่ที่ต้องใช้ในการเก็บพลังงานไฟฟ้านั้นควรมีปริมาณที่สามารถเก็บไฟฟ้าเพื่อใช้ได้ 1 ถึง 3 วัน โดยปราศจากไฟฟ้าจากระบบสายส่ง

Cr.http://longmansuntech.co.in/images/project4.png

2. Charge Controller

เป็นอุปกรณ์ที่มีความสำคัญเมื่อมีการใช้ระบบสำรองไฟฟ้า ระบบนี้ทำหน้าที่ป้องกัน การเก็บประจุที่เยอะเกินไปในแบตเตอรี่ และป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลกลับเข้าแผงพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงกลางคืน

Cr.http://cdn3.volusion.com/nzfhg.pvkut/v/vspfiles/photos/CD7-12V-AE-2.jpg?1352028961

3. Battery disconnect

เป็นระบบรักษาความปลอดภัยแก่แบตเตอรี่ ซึ่งการทำงานจะคล้ายกับ disconnects อุปกรณ์อื่น ๆ ในระบบ PVs

เรียบเรียงโดย นายสุรเชษฐ ย่านวารี

อ้างอิง

Extension Energy Program. 2009. Solar Electric System Design, Operation and Installation an Overview for Builders in the Pacific Northwest, Washington State University. USA
Endecon Engineering. 2001. A GUIDE TO PHOTOVOLTAIC (PV) SYSTEM DESIGN AND INSTALLATION, California Energy Commission Energy Technology Development Division. USA
Jayakumar P., 2009, Solar Energy Resource Assessment Handbook, Asian and Pacific Centre for Transfer of Technology. India
Phoonsap W., 2014, INSTALLATION AND PERFORMANCE OF PARABOLIC TROUGH SOLAR COLLECTOR, Asian Institute of Technology, Pathumthani
USAID. 2013. SOLAR PV SYSTEM MAINTENANCE GUIDE, United States Agency for International Development. USA
วรรณคนาพล พ., สุวรรณชัยกุล อ., ศรีสุวรรณ์. ป. และ ตันตสวัสดิ์ ฉ., (N/A), ประโยชน์ของการใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคา: กรณีศึกษาอาคารที่พักอาศัยต้นทุนต่ำ, คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการผังเมือง มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, ปทุมธานี
บริษัท บางจากปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน). N/A. โครงการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ อำเภอบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา, บริษัท บางจากปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน), กรุงเทพมหานคร

อุปกรณ์พื้นฐานในการติดตั้งระบบโซล่าเซลล์: สำหรับบ้านเรือน