วันพุธที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2560

ประหยัดพลังงานให้เห็นผลเริ่มต้นยังไง?



ทำไมต้องประหยัดพลังงาน?


ข้อมูลเบื้องต้น ทบทวนกันนิดนึง ค่าวัตต์ หรือ watt(w) หรือกำลังวัตต์ ที่บอกมากับอุปกรณ์ไฟฟ้า ส่วนมากนั้น คือ ค่าการกินไฟ ไม่ใช่กำลังวัตต์ที่ได้ 1 วัตต์ = ค่าพลังงาน 1 จูล * 1 วินาที = 1 โวลต์ * 1 แอมแปร์ (ในระบบไฟฟ้า)
ต่างกันยังไง? การกินไฟหรือจำนวนพลังงานที่จ่ายให้อุปกรณ์นั้นๆ ส่วนกำลังที่ได้ออกมาขึ้นอยู่กับว่าอุปกรณ์นั้นเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทไหน ถ้าเป็นประเภทให้แสงสว่างกำลังที่ได้จะเป็นค่าแสงสว่างวัดออกมาหน่วยเป็นลูเมนส์ (lumens) ไม่ใช่วัตต์ การแจ้งข้อมูลสินค้า อุปกรณ์บางชนิดจะบอกเป็นกำลังวัตต์หรือกำลังม้าที่ให้ออกมาด้วย เช่น มอเตอร์ เป็นต้น ทีนี้ พอจะมองออกแล้วใช่ไหมว่าวัตต์เกี่ยวข้องกับคุณยังไง วัตต์คือตัวดึงเงินออกกระเป๋าเงินของคุณ ยิ่งคุณมีวัตต์มาก เงินก็จะออกจากกระเป๋าคุณมาก คุณมีวัตต์ลดลงเงินก็จะออกจากกระเป๋าลดลง ในกระเป๋าคุณจะมีเงินเหลือมากขึ้นนั่นเอง!!


ใครควรต้องประหยัดพลังงาน?

คุณ! ใช่คุณนั่นแหละ เรื่องประหยัดพลังงานเป็นเรื่องของเราทุกคน ไม่ว่าจะเป็นนายจ้าง เจ้าของกิจการ ผู้บริหาร ผู้จัดการ วิศวกร ไปจนกระทั่งพนักงานทุกๆคน ไม่เว้นแม้แต่แม่บ้านและลุงคนสวน ทุกคนต้องมีจิตสำนึกในการประหยัดพลังงาน แต่ถ้าจะให้ทำได้และเห็นผลเร็วที่สุด แน่นอนว่าต้องเริ่มต้นจากผู้มีอำนาจก่อน

เริ่มต้นจากอัพเกรดหลอดไฟ


เราควรเริ่มต้นจากการอัพเกรดหรือเพิ่มประสิทธิภาพหลอดไฟที่ให้แสงสว่างก่อน เพราะเป็นลงทุนที่ไม่มาก เห็นผลทันที คืนทุนเร็ว ง่ายต่อการเข้าใจของผู้บริหารและเจ้าของกิจการ
ทำไม?ไม่เริ่มจากอย่างอื่นเช่น มอเตอร์ หรือ อุปกรณ์ทำความร้อน/อุปกรณ์ทำความเย็น

การปรับปรุงหรือเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์ ก็มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการลดบิลค่าไฟไฟ้าก็จริง แต่การศึกษาและเก็บข้อมูลมีความยุ่งยากและใช้เวลานานกว่า บางครั้งอาจต้องวางแผนและต้องเก็บข้อมูลกันเป็นปีเลยทีเดียว แต่โครงการอนุรักษ์พลังงานของคุณอาจมีเวลาให้ทำแค่ 6 เดือนเท่านั้น และอีกอย่างการประเมิณผลงานเขาคิดกันปีต่อปี จริงมั๊ย!



แล้วระบบทำความร้อนทำความเย็นการระบายอากาศและระบบปรับอากาศหล่ะ? (Heating, Ventilation and Air Conditioning หรือเรียกที่รวมแบบย่อๆ ว่า HVAC) ในส่วนของ HVAC นั้นก็มีผลกระทบต่อการใช้พลังงานหรือบิลค่าไฟของคุณมากเช่นกัน แต่ก็ควรจะทำเป็นลำดับถัดมาเพราะว่าบางอย่างเช่นโหลดของเครื่องปรับอากาศและระบบระบายอากาศ อาจจะมีความร้อนส่วนหนึ่งเกิดขึ้นจากหลอดไฟที่ให้แสงสว่าง แต่ถ้าเราปรับปรุงหลอดไฟฟ้าไปก่อน ผลที่ได้อีกอย่างที่ตามมาคือความร้อนในอาคารลดลงไปอีก ดังนั้นเราจึงควรต้องเริ่มจากหลอดไฟก่อนถึงไปต่อที่ระบบ HVAC

นอกจากนั้นการคำนวณค่าไฟจากหลอดไฟก็คำนวณได้ง่าย ติดตั้งได้ง่าย ผลกระทบต่อค่าไฟต่อปีก็มากเหมือนกัน เมื่อปรับปรุงหลอดไฟแสงสว่างเสร็จ เรายังได้ข้อมูลการใช้ไฟของเครื่องปรับอากาศได้เพิ่มมาอีก สามารถนำข้อมูลมาวางแผนเป็นปรับปรุงในลำดับถัดไป


ทำไมต้องเป็นหลอดไฟLED?

เมื่อเราเริ่มต้นด้วยการอัพเกรดหลอดไฟแล้ว แน่นอนที่สุดว่าเราต้องเลือกอัพเกรดให้เป็นหลอดLED ทำไมเราต้องเปลี่ยนมาเป็น หลอดLED? เป็นเพราะว่าด้วยคุณสมบัติที่ดีที่สุด ในด้านต่างๆ ทั้งเรื่องประสิทธิภาพความสว่าง ด้านอายุการใช้งานที่นาน ด้านความปลอดภัยเป็นมิตรกับคนและสิ่งแวดล้อม หรือจะเป็นความร้อนที่ลดลงไปมาก และด้านอื่นๆ ดังนั้นเมื่อจะอัพเกรดเพิ่มประสิทธิภาพแล้ว ต้องเริ่มจากทางที่ง่ายและเห็นผลเร็วที่สุด

อยากรู้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า หลอดLED มีข้อดียังไง?  คลิ๊ก
หลอดLEDคืออะไร อ่านที่นี่

ผู้ช่วยในการทำเรื่องประหยัดพลังงาน

นอกจากลูกน้องคนสนิทของคุณแล้ว ผู้ช่วยสำคัญสำหรับเรื่องประหยัดพลังงานก็คือ วัตต์มิเตอร์ (Watt Meter) กับกระดาษรายงาน วัตต์มิเตอร์คือเครื่องวัดค่าการใช้กินไฟของอุปกรณ์นั้นๆ มีทั้งแบบติดตั้งถาวรและแบบพกพา เมื่อมีวัตต์มิเตอร์(และใช้มันอย่างถูกวิธี) คุณก็จะรู้แล้วว่าอุปกรณ์นี้ทำให้คุณต้องจ่ายค่าไฟเดือนละเท่าไหร่ ปีละกี่หมื่นหรือกี่แสนบาท และเมื่อคุณอัพเกรดปรับปรุงอุปกรณ์เสร็จแล้ว เจ้าผู้ช่วยวัตต์มิเตอร์ก็จะทำให้คุณหรือเจ้าของกิจการของคุณยิ้มออกได้ ว่าค่าไฟลดลงเพราะอุปกรณ์ที่คุณเพิ่งเปลี่ยนไปเท่าไหร่ กี่หมื่นกี่แสนหรือกี่ล้านบาทต่อปี เจ้าของเงินยิ้มได้ คุณก็ยิ้มออก..

ตัวอย่าง เพียงเปลี่ยนโคมไฟ 1 โคม

มาลองคำนวณดูว่าเมื่อคุณเปลี่ยนโคมไฟแสงสว่างฟลัดไลท์ส่องสนาม ชนิดหลอดไส้ทังสเตนฮาโลเจน ขนาด 250w สักโคม มาเป็น โคมไฟLED สำหรับส่องสนามLED หรือฟลัดไลท์LED ขนาด 100w แล้วคุณได้อะไร?

วัตต์ที่ลดลง 250w -100w =150w
หน่วยค่าไฟที่ลดลงต่อชั่งโมง = 150w x 1H /1000 = 0.15 หน่วย(Kw-H)
ค่าไฟที่ลดลงต่อวัน (เปิดทั้งคืน และคิดค่าไฟประมาณหน่วยละ 4 บาท) = 0.15 x 12H x 4 = 7.20 บาท
ทำให้คุณประหยัดเงินค่าไฟต่อปี = 7.20 x 365 = 2,628 บาท

2,628 บาทต่อปีเหมือนไม่มากใช่ไหม แต่คุณรู้รึเปล่าว่ามันเท่ากับดอกเบี้ยต่อ 1 ปี ของเงินฝากออมทรัพย์จำนวน 525,600 บาทเลยทีเดียว! หากคุณกำลังคิดว่าจะฝากเงินที่ธนาคารอะไรให้ดอกเบี้ยดีที่สุด แต่มาลองเปลี่ยนวิธีคิด มาทำวิธีง่ายๆ เพียงเปลี่ยนหลอดไฟเพียงหนึ่งหลอด ผลลัพท์ที่ได้ค่าไม่ต่างกัน
เมื่อผ่านไป 10 ปี =2,628 x 10 = 26,628 บาท แล้วเมื่อผ่านไป 20 ปี = 2,628 x 20 = 52,560 บาท เลยทีเดียว!!! น่าสนใจใช่ไหมล่ะ

ผลดีที่ตามมา

นอกจากเรื่องเงินที่ประหยัดได้โดยตรงจากค่าไฟแล้ว ยังมีผลดีที่ตามมาอีกหลายอย่าง
  • ลดค่าซ่อมบำรุง
  • ลดค่าแอร์เพราะความร้อนในห้องลดลง
  • ได้รับส่วนลดค่าไฟ จากมาตรการแรงจูงใจของการไฟฟ้า
  • การผลิตที่มีคุณภาพขึ้นจากแสงสว่างที่คุณภาพดีขึ้น
  • เจ้าของกิจการยิ้มได้ พนักงานก็มีความสุข

แล้วจะรออะไร?

นั่นสิ แล้วจะรออะไร?

เครดิต: www.klcbright.com

วันอังคารที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2558

แบตเตอรี่ deep cycle คืออะไร? (What is a deep cycle battery?)


 5 กุมภาพันธ์ 2558  โดย www.klcbright.com

แบตเตอรี่ deep cycle มีส่วนสำคัญอย่างมากสำหรับระบบพลังงานทางเลือก อย่างระบบโซล่าเซลล์ หรือระบบกังหันลม เพราะเป็นแหล่งเก็บสะสมพลังงานจากกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จาการะบบเหล่านั้น ซึ่งมีความไม่แน่นอนอยู่แล้ว ให้อยู่ในรูปของถังเก็บพลังงาน เพื่อไว้ใช้ในเวลาที่แหล่งผลิตกระแสไฟฟ้า อย่าง แผงโซล่าเซลล์ หรือกังหันลม ไม่สามารถที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ทั้งนี้ การมีแบตเตอรี่ ก็เพื่อเพิ่มสเถียรภาพของระบบ แม้ว่าโดยหลักการแล้ว แบตเตอรี่ ไม่สามารถที่จะทำให้ระบบมีประสิทธิภาพเต็มร้อยเปอร์เซ็นต์ คือไม่สามารถเก็บไฟได้ร้อยเปอร์เซ็นต์จากที่จ่ายให้ร้อย แล้วนำมาใช้ได้ร้อย อาจจะต้องจ่ายไฟ 110 % แต่สามารถอาจใช้ไฟได้เพียง 95% ความสูญเสียที่เกิดขึ้นจะออกมาในรูปของความร้อนที่ เกิดขึ้น แต่นั่นก็เพียงพอที่จะนำมาวางแผนการใช้งานเพื่อให้ระบบมีสเถียรภาพได้

หลักการทำงานและส่วนประกอบของแบตเตอรี่

หลักการทำงานและส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ ยังคงไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงไป จากเมื่อ 100 กว่าปีที่แล้วมากนัก หลักการของแบตเตอรี่ก็ยังคงเป็น ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจาก แผ่นตะกั่วจุ่มอยู่ในสารละลายกรดซัลฟุลิค การชาร์จและการคายประจุเกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดจากการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ ที่ขั้วบวกและขั้วลบเหมือนเดิม แต่อายุการใช้งานของแบตเตอรี่นั้นได้ถูกพัฒนาให้มีอายุการใช้งานนานขึ้น เพราะว่าในการชาร์จและคายประจุแต่ละครั้ง แผ่นตะกั่วที่ขั้วบวกจะสึกลงเรื่อยๆ การเพิ่มแผ่นตะกั่วให้หนาขึ้นที่ขั้วบวกของ แบตเตอรี่ ในชนิด deep cycle นั้นมีส่วนอย่างมากที่จะทำให้อายุของแบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น (แม้ว่าความหนาของแผ่นตะกั่วไม่ใช่สาเหตุทั้งหมดที่จะทำให้อายุของแบตเตอรี่ สั้นหรือยาวก็ตาม แต่ก็นี่แหละคือสาเหตุหลักที่สำคัญ )

แบตเตอรี่ deep cycle คืออะไร ?

แบตเตอรี่ deep cycle คือแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้ สามารถคายประจุหรือ discharge ได้ลึก หรือได้มากกว่าแบตเตอรี่แบบธรรมดา คือสามารถที่จะคายประจุได้ถึง 45%-75% ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต ซึ่งจะแตกต่างจากแบตเตอรี่รถยนต์ ที่ออกแบบมาเพื่อสำหรับใช้งานกระแสสูง ในระยะเวลาสั้นๆ เช่นขณะสตาร์ทเครื่องยนต์

แบตเตอรี่ deep cycle เป็นแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานที่ยาวขึ้น โดยการเพิ่มขนาดของแผ่นตะกั่วให้มีความหนามากขึ้น และลดพื้นที่ผิวสัมผัสตะกั่วกับสารละลายลง จึงทำให้การชาร์จและคายการประจุใช้เวลานานกว่า แบตเตอรี่รถยนต์ และเนื่องจากมีพื้นผิวสัมผัสที่น้อยกว่าการจ่ายกระแสไฟฟ้าจึงจ่ายออกมาไม่ สูงมาก ไม่เหมือน แบตเตอรี่รถยนต์ ที่มีพื้นผิวสัมผัสมากจึงสามารถจ่ายกระแสได้สูง ซึ่งเหมาะกับการใช้งานแบบที่ต้องการกระแสสูง เหมือนขณะสตาร์ทเครื่องยนต์ และนั่นก็เป็นผลที่ทำให้ แบตเตอรี่รถยนต์ มีอายุสั้นกว่าด้วย

ชนิดของแบตเตอรี่ deep cycle

แบตเตอรี่ deep cycle แบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลักๆ คือ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ และ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ หรือ Flooded type deep cycle battery เป็น แบตเตอรี่ ชนิดมีใช้งานมากที่สุด ในระบบโซล่าเซลล์ และระบบพลังงานทางเลือก เพราะเมื่อเปรียบเทียบกัน ต่อ Ah แล้ว เป็น แบตเตอรี่ ชนิดที่คุ้มค่าต่อการลงทุนที่สุด แต่ก็เป็นชนิดที่ต้องการการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เช่น การเติมน้ำกลั่นหรือ การทำความสะอาดขั้วแบต ส่วนการติดตั้ง ก็ต้องติดตั้งในพื้นที่ที่มีอากาศถ่ายเท และวางในลักษณะตั้งขึ้นได้เท่านั้น
สำหรับแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ ที่เป็นแบบ maintenance free หรือชนิดที่ไม่ต้องการการบำรุงรักษานั้น เป็นชนิดที่ออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานสั้นลง ตามที่ผู้ผลิตรับประกัน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดแห้ง หรือ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน (Valve Regulated Lead Acid : VRLA) เป็นแบตเตอรี่ที่มีโครงสร้างเป็นระบบปิด ไม่ต้องการการบำรุงรักษา ควบคุมแรงดันของสารละลายด้วยวาล์วปรับแรงดันที่อยู่ภายใน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ชนิด GEL และ ชนิด AGM

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด GEL

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดเจล หรือ GEL type deep cycle battery เป็นชนิดที่มีการนำเอาผง ซิลิกา เติมลงไปสารละลายในแบตเตอรี่ ทำให้สารละลายกลายเป็นเจล เพื่อลดการเกิดก๊าซ และการกระเพื่อมของสารละลาย

การชาร์จไฟให้กับ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด GEL นั้นต้องการแรงดันในการชาร์จน้อยกว่า และชาร์จได้ช้ากว่า แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดอื่น และ่เมื่อไหร่ก็ตาม เมื่อมีการชาร์จไฟที่เร็วเกินไป จะทำให้เกิดฟองก๊าซที่รอบๆแผ่นตะกั่ว นั่นทำให้เจลไม่ได้สัมผัสกับแผ่นตะกั่ว ความสามารถในการเก็บไฟจึงลดลงไป จนกระทั่งฟองก๊าซที่เกิดขึ้นได้ลอยขึ้นไปด้านบน นั่นจึงจะทำให้ความสามารถในการเก็บไฟกลับมาเหมือนเดิม

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM

แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM หรือ Absorbed Glass Mat หรือ ชนิดตาข่ายไฟเบอร์กลาส เป็นแบตเตอรี่ชนิดที่มีการนำเอาตาข่ายไฟเบอร์กลาสใส่ลงไปในการกั้นแต่ละเซลล์ เพื่อเพิ่มพื้นที่สำหรับเก็บสารละลายให้มากขึ้น เพราะตาข่ายไฟเบอร์กลาสมีความสามารถในการดูดซับสารละลายได้ดี ทำให้สารละลายมีปริมาณมากขึ้น ทั้งนี้เพื่อให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่มากขึ้นนั่นเอง
แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM เป็นหนึ่งใน แบตเตอรี่ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน VRLA และเป็นระบบปิด หรือ sealed ที่ไม่ต้องมีการบำรุงรักษา

ด้วยขนาดที่เท่ากันกับ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM สามารถที่จะเก็บไฟได้มากกว่าถึง 1.5 เท่า แต่ราคาต่อ Ah ก็แพงกว่า ชนิดน้ำ เกือบเท่าตัวเช่นกัน
ด้วยโครงสร้างของแผ่นแต่ละแผ่นที่ลอยอยู่ระหว่างตาข่ายไฟ เบอร์กลาส แผ่นจึงไม่ต้องรับน้ำหนักตัวมันเอง ความต้านทานที่มีภายในจึงน้อยกว่าชนิดอื่น นั่นทำให้สามารถชาร์จไฟและจ่ายไฟได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดอื่นและเร็วที่สุดในบรรดา แบตเตอรี่ deep cycle ทั้งหมด และด้วยโครงสร้างแบบนี้ ทำให้แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM สามารถทนต่อการใช้งานในที่อากาศร้อนหรืออากาศเย็น และทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดีกว่า อีกด้วย
และอีกอย่างที่เป็นข้อดีของ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM คือ การใช้ตะกั่วที่มีความบริสุทธิ์กว่า นั่นทำให้ แบตเตอรี่ deep cycle ชนิด AGM มีประสิทธิภาพมากขึ้นไปอีก

ขนาดความจุของแบตเตอรี่ Ah หมายถึงอะไร

ค่า Ah ขนาดความจุของแบตเตอรี่ คือค่าที่บอกถึงความสามารถในการคายประจุหรือ discharge ต่อระยะเวลาหนึ่ง และค่าที่ผู้ผลิตบอกและติดไว้ที่ข้างลูกแบตเตอรี่นั้น โดยทั่วไปเป็นค่าที่วัดการคายประจุ ต่อ 20 ชั่วโมง ที่อัตรานี้จึงจะทำให้แบตฯหมด หรือเหลือโวลต์ 10.5 V (สำหรับแบตเตอรี่ 12V) ยกตัวอย่าง เช่น  แบตเตอรี่ 12V 100Ah หมายถึง แบตเตอรี่ลูกนี้ สามารถจ่ายไฟที่อัตรา 5 A ได้นาน 20 ชั่วโมง

ค่า DOD ของแบตเตอรี่ คืออะไร?

ค่า DOD (Depth Of Discharge) คือค่าที่บอกถึงความสามารถของแบตเตอรี่ ในการนำเอาความจุที่มีอยู่ออกมาใช้งาน อาจจะบอกเป็นเปอร์เซนต์ หรือ Ah ก็ได้ ยกตัวอย่าง เช่น แบตเตอรี่เต็มความจุคือ 100% แต่สามารถนำเอาออกมาใช้งานได้เพียง 35% ที่เหลือ 65% เก็บสำรองไว้เพื่อรักษาแบต นั่นคือแบตเตอรี่ลูกนี้มี DOD 35%

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ deep cycle

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่ deep cycle นั้น มีส่วนอย่างมากที่จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ยาวนานขึ้น โดยเฉพาะแบตเตอรี่ deep cycle ชนิดน้ำ เพราะว่าน้ำ เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีจะแตกตัวกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน แล้วระเหยออกไปอยู่ตลอดเวลา การตรวจสอบระดับน้ำกลั่นหรือสารละลายที่อยู่ภายในให้เต็มอยู่เสมอ จึงเป็นสิ่งจำเป็น เมื่อระดับลดลงควรเติมเฉพาะน้ำกลั่นบริสุทธิ์เท่านั้น ไม่ควรเติมกรดหรือสารละลายเพิ่มอย่างอื่นลงไป
ขั้วของแบตเตอรี่ก็เช่นกันควรทำความสะอาดอยู่เสมอ รวมไปถึงขั้วที่ต่อมาจากเครื่องชาร์จด้วย เพราะว่าคราบเกลือหรือคราบสนิมของตะกั่วที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีนั้น ทำให้ เิกิดความต้านทานกระแสไฟฟ้าและทำให้ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟหรือรับไฟจาก การชาร์จลดลง วิธีทำความสะอาดขั้วแบตฯที่ดีคือล้างด้วยสารละลายจำพวกโซดา

  บทความที่เกี่ยวข้อง :ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ หลักคิดในการออกแบบ , ตัวอย่าง การคำนวณ ไฟถนนโซล่าเซลล์, MPPT Solar Charge Controller คืออะไร?, แผงโซล่าเซลล์ เลือกแบบไหนดีกว่า ?



วันอังคารที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2558

ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ หลักคิดในการออกแบบ

ท่ามกลางกระแสการรณรงค์เพื่อการประหยัดพลังงาน จากการบริโภคทรัพยากรอย่างเต็มที่ของโลกของเราในปัจจุบัน ทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไปอย่าง แหล่งพลังงานจากฟอสซิลต์ เริ่มเหลือน้อยลงไปทุกที ซึ่งเป็นเหตุให้ต้นทุนด้านพลังงานเพิ่มสูงขึ้นไปทุกวัน อย่างหลีกเหลี่ยงไม่ได้ และยังมีกระแสความกังวลเรื่องการปล่อยมลภาวะโดยเฉพาะการปล่อย คาร์บอน สู่บรรยากาศ จากการผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลต์ มากและดังขึ้นเรื่อยๆ การหาแหล่งพลังงานทางเลือก หรือ แหล่งพลังงานทดแทน จึงเป็นเรื่องเร่งด่วน สำหรับการบริหารจัดการพลังงาน และทรัพยากร ของประเทศและของทั่วโลก
  
โซล่าร์เซลล์ หรือ เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่มีไม่จำกัด  และเป็นพลังงานสะอาด จึงเป็นทางเลือกใหม่ของแหล่งพลังงานที่อยู่ในความสนใจและถูกกล่าวถึงมากที่ สุดในปัจจุบัน


ไฟถนน ที่มีความจำเป็นต่อความปลอดภัยในการเดินทาง และการใช้ชีวิตของผู้คนยามค่ำคืน ซึ่งมีความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูง และอยู่ในที่กลางแจ้ง จึงมีความเหมาะสมในการเอาพลังงานพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งาน เป็นลำดับต้นๆ
การออกแบบระบบ ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ ให้เหมาะสม จึงมีความจำเป็นที่ต้องเข้าใจถึง หลักคิดในการออกแบบ และส่วนประกอบต่าง ๆ เพื่อก่อให้เิกิดประโยชน์สูงสุดและใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่า (ตามความตั้งใจเบื้องต้นในการประหยัดทรัพยากร )

ส่วนประกอบของ ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ หรือ ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ ประกอบไปด้วย แผงโซล่าร์เซลล์, เครื่องควบคุมการชาร์จ, แบตเตอรี่, โคมไฟและหลอดไฟ, เสาไฟและตู้ไฟสำหรับใส่อุปกรณ์ แต่ถ้ามีการจ่ายไฟเป็น AC 220V ก็ต้องมี ตัวแปลงไฟ หรือ inverter ด้วย  

1.แผงโซล่าร์เซลล์ หรือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Panels)

ในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ แผงโซล่าร์เซลล์ หรือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ถือเป็นส่วนประกอบหลัก เพราะเป็นต้นกำเนิดพลังงาน
อย่างที่ทราบกันดี มันคือตัวเปลี่ยนพลังงาน จากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า ในบรรดาเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไป ในเขตที่มีแสงแดดดี เซลล์แสงอาทิตย์ ชนิด ผลึกซิลิคอนหลายผลึก หรือ polycrystalline silicon จะมีการใช้มากกว่า เพราะราคาที่ต่ำ และขั้นตอนในกระบวนการผลิตที่ง่ายกว่า แต่ในพื้นที่ ที่มีฝนตกชุกหรือแดดน้อย เซลล์แสงอาทิตย ์ชนิด ผลึกซิลิคอนเดี่ยว หรือ mono crystalline Silicon หรือ single crystalline silicon จะมีการใช้งานมากกว่า เพราะความมีประสิทธิภาพและเสถียรภาพที่ดีกว่า แต่ถ้าต้องการลดต้นทุน หรือปัญหาเรื่องอากาศที่ร้อนเกินไป แผงโซล่าร์เซลล์ ชนิด ฟิล์มบาง หรือ thin film ก็เป็นทางเลือกที่ดี
ส่วน เซลล์แสงอาทิตย ชนิด Amorphous silicon เหมาะสำหรับ การนำมาใช้งานในพื้นที่ที่มีแสงน้อย

2.ตัวควบคุมการชาร์จและการจ่ายไฟ (Solar Charger Controller)

 ไม่ว่า หลอดไฟ จะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก กำลังวัตต์มากหรือน้อย การควบคุมการชาร์จและการจ่ายไฟที่ดี ก็เป็นสิ่งจำเป็น เพราะมันมีผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่
ในเครื่องควบคุมที่ดีควรจะมี อุปกรณ์ป้องกัน, มีความสามารถในการตั้งค่าความสว่างของ หลอดไฟ และฟังก์ชั่นการตั้งเวลาการปิดเปิด เพื่อให้คงความสว่างได้ตลอดทั้งคืน และเพื่อให้สามารถจัดการกับไฟจากแบตเตอรี่ เหลือพอที่จะจ่ายในช่วงวันที่ฝนตกมากอีกด้วย

3.แบตเตอรี่ (ฺBattery)

ในเมื่อแสงแดดไม่ได้มีตลอดทั้งวัน การนำเอา แบตเตอรี่ มาใช้เพื่อเก็บสะสมและจัดการกับพลังงานจึงเป็นสิ่งจำเป็น สำหรับระบบโซล่าร์เซลล์ ชนิดของแบตเตอรี่โดยทั่วไปที่นำมาใช้ในระบบ ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ ควรต้องเป็นแบบ deep cycle ที่มีอายุการใช้งานที่นานกว่าและจ่ายไฟได้สม่ำเสมอ
ซึ่งแบ่งเป็น 3 ชนิดหลักๆได้แก่

  • แบตเตอรี่ ชนิดน้ำ หรือแบบเปียก (wet battery)
  • แบตเตอรี่ ชนิดนี้มีใช้งานมากที่สุด ในระบบโซล่าร์เซลล์ ใช้ เพราะมีราคาต่ำกว่าเมื่อเทียบเป็นต่อ Ah แต่ต้องการการบำรุงรักษา และต้องติดตั้งในที่มีอากาศถ่ายเทได้ และต้องไม่ให้เอียงหรือล้ม

  • แบตเตอรี่ ชนิดเจล (gel battery)
  • มี การนำเอาผง ซิลิกา เติมลงไปสารละลายในแบตเตอรี่ ทำให้สารละลายกลายเป็นเจล เป็น1ในชนิดมีวาล์ว VRLA และ sealed จึงไม่ต้องมีการบำรุงรักษา และมีอายุยาวกว่า

  • แบตเตอรี่ ชนิดตาข่ายไฟเบอร์กลาส หรือที่รู้จักกันในชื่อ AGM (Absorbed Glass Mat)
  • ที่เพิ่มตาข่ายไฟเบอร์กลาสในการกั้นแต่ละเซลล์ เป็น1ใน แบตเตอรี่ ชนิดมีวาล์วปรับแรงดันภายใน VRLA และปิดผนึก หรือ sealed ที่ไม่ต้องมีการบำรุงรักษา สามารถติดตั้งในท่าต่างๆได้ แต่ราคาสูงกว่าแบบน้ำ การเลือกขนาดความจุของแบตเตอรี่ ใช้หลักสำคัญในการเลือกคือ
    1. ต้องสามารถเก็บไฟเพียงพอให้แสงสว่างได้ทั้งคืน สำหรับการชาร์จไฟในช่วงเวลากลางวัน และยังต้องมีไฟเพียงพอเผื่อไว้สำหรับ วันที่มีฝนตกมาก หรือแดดน้อย 2-3 วัน
    2. แบตเตอรี่ที่ขนาดความจุน้อยเกินไปไม่สามารถให้แสงสว่าง ได้ตลอดทั้งคืน แบตเตอรี่ที่ขนาดความจุมากเกินไปทำให้เกิดการสูญเสียอย่างเปล่าประโยชน์และ ทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง

    4.หลอดไฟ หรือ โคมไฟ

    ชนิดของหลอดไฟถนน ที่นำมาใช้กับ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซล่าร์เซลล์นั้น ส่วนใหญ่แล้วจะเป็น หลอดไฟชนิดกินไฟน้อย หรือชนิดประหยัดพลังงาน มีได้แก่ หลอดประหยัดไฟ หลอดไอโซเดียมแรงดันต่ำ หลอดชนิดคายประจุ และ หลอดled

  • หลอดประหยัดไฟ
  • มีกำลังไฟน้อย ประสิทธิภาพสูง แต่มีอายุการใช้งานค่อนข้างสั้นเพียง 2000 ชั่วโมง โดยปกติแล้วมีใช้เฉพาะตามไฟสนามหญ้า หรือไฟสวนหย่อม

  • หลอดโซเดียมแรงดันต่ำ
  • มีประสิทธิภาพสูง มากถึง 200 lm/w ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของ inverter มีราคาค่อนข้างแพง และการเปิดต้องมีการอุ่นไส้

  • หลอดชนิดคายประจุ discharge lamp
  • กำลังต่ำ ประสิทธิภาพสูง ต้องการ inverter

  • หลอด led
  • มีอายุการใช้งานยาว ใช้ไฟ DC ได้ จึงไม่ต้องการ inverter มีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันอยู่ที่ 80-100 Lm/w และมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอีกคาดว่าในอนาคต หลอดled เป็นชนิดหลัก ที่จะได้รับความนิยมสูงสุดในการนำมาใช้กับระบบไฟพลังงานแสงอาทิตย์ (รวมไปถึงไฟแสงสว่างโดยทั่วไป)

    5.เสาไฟและตู้ใส่อุปกรณ์

    ความสูงของเสาไฟควรขึ้นอยู่กับความกว้างของถนน ระยะห่างระหว่างเสา และมาตรฐานของถนนแต่ละประเภท แต่การออกแบบไฟถนนพลังงานงานแสงอาทิตย์ต้องคำนึงถึง การประหยัดไฟและ ความสวยงามของภูมิทัศน์ด้วย

    บทความที่เกียวข้อง : ตัวอย่าง การคำนวณ ไฟถนนโซล่าร์เซลล์ , แผงโซลลาร์เซลล์ เลือกแบบไหนดีกว่า ?, แบตเตอรี่ โซล่าร์เซลล์

    ที่มา: http://www.klcbright.com

          "มาร่วมช่วยกันทำให้โลกของเราสว่างไสว
                     และรักษ์โลก ด้วย ไฟถนนLED กันเถอะ"


    วันจันทร์ที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

    ข้อดีของ หลอดLED

    ข้อดีของ หลอดไฟLED มีมากมายหลายด้าน เมื่อเทียบกับหลอดไฟที่มีใช้ในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นหลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือชนิดอื่นๆ พอจะสรุปได้ดังนี้

    rightหลอดLED ให้แสงสีขาวที่แท้จริง เหมาะกับงานที่ต้องการคุณภาพแสง และถนอมสายตา

    แสงจากหลอด led มีอัตราการกระพริบที่สูงมาก (แทบจะไม่มีการกระพริบ) จึงออกมาเป็นธรรมชาติ สบายตา ถนอมสายตา เหมาะสำหรับงานแสงสว่างทั่วไป

    rมีอายุการใช้งานนานกว่า

    ข้อมูลจากการทดสอบของผู้ผลิตหลอดยืนยัน ว่าการใ้ช้งานอย่างถูกวิธีและเหมาะสม สามารถที่จะทำให้หลอด LED มีอายุใช้งานได้ถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลง เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่มีอายุการใช้งานเพียงแค่ 1,000 ชั่วโมง หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีอายุการใช้งานประมาณ 10,000 ชั่วโมง เท่านั้น แล้วถือว่า หลอดled มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก

    rightหลอดLED ให้แสงในทิศทางตรง

    การที่หลอดไฟled ให้แสงในทางตรงนั้นทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้รีเฟล็กซ์เตอร์ (ที่ เห็นสีเงินในโคม โดยส่วนมากคือการฉาบด้วยปรอท) ในการบังคับทิศทางแสงและในส่วนมาก รีเฟล็กซ์เตอร์ก็มีประสิทธิภาพต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของหลอดไฟต่ำลงไปด้วย ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำกว่า 40 เปอร์เซนต์ แต่หลอด LED นั้นให้แสงในทิศทางไปข้างหน้าตรงๆ ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสูงกว่า 80 เปอร์เซนต์
    และการที่หลอด led ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ จึงเป็นการลดข้อจำกัดในการออกแบบ ทำให้นักออกแบบสามารถที่จะออกแบบรูปทรงง่ายได้ขึ้น ดังนั้นจึงทำให้ขนาดโดยรวมของหลอดไฟมีขนาดบางลงมาก
            
    หลอดไฟทั่วไป ที่มีรีเฟล็กเตอร์ 


        หลอด LED ที่ให้แสงทิศทางตรง

    rightหลอดLED ทนต่อแรงกระแทก สั่นสะเทือน และทนการกัดกร่อนได้ดี

    สามารถใช้หลอดLED ได้ในสภาพแวดล้อมไม่ดีหรือเลวร้าย เช่น สภาพที่มีการเคลื่อนไหวหรือสั่นมากๆ หรือสภาพที่มีภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงได้ดี แต่ถ้าเป็นหลอดอย่างอื่นอาจจะมีความเสียหายง่ายและใช้งานด้วยข้อจำกัดที่ มากกว่า

    rightประหยัดค่าไฟ

    ปัจจุบัน หลอด LED สามารถให้ค่าอัตราความสว่างได้ ถึง 80-120 ลูเมนต์/วัตต์ ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่ให้ค่าอัตราความสว่างอยู่ที่ 12-15 ลูเมนต์/วัตต ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์ ก็ให้ค่าอัตราความสว่างได้ที่ 40-80 ลูเมนต์/วัตต์
    ซึ่งแนวโน้มว่าด้วยเทคโนโลยที่ีถูกคิดค้นขึ้นใหม่เรื่อยๆใหม่ ในอนาคต LED จะมีความสามารถให้ความสว่างเพิ่มขึ้นได้อีก (โดยล่าสุดมีสถิติบันทึกไว้ว่า มีผู้คิดค้น led ที่ให้แสงสว่างได้สูงถึง 300 ลูเมนต์/วัตต์)

    กราฟแสดงปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของ หลอดLED, หลอดฟลูออเรสเซนต์ และ หลอดฮาโลเจน

    rightหลอดLED ติดตั้งได้ในพื้นที่แคบและจำกัด และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้

    เพราะหลอด led อยู่ในสภาพมิดชิด มีความหนาน้อยกว่า และไม่มีประกายไฟเกิดขึ้นในขณะใช้งานหรืิอตอนเปิดปิด ดังนั้นแม้ในสภาพแวดล้อมเลวร้าย เช่น ติดไฟหรือระเบิดง่ายก็สามารถใช้หลอด led ได้

    rightหลอดLED ไม่เป็นอันตราย

    ไม่มีสารปรอท หรือสารพิษ ในการบรรจุ ดังนั้นจึงไม่เป็นอันตรายทั้งต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

    rightหลอดLED มีการบำรุงรักษาต่ำ

    เนื่องจากหลอด LED อยู่ในสภาพมิดชิด และอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า หลอดled จึงไม่ต้องการ การบำรุงรักษาที่มากมายอะไร

    rightหลอด LED ใช้งานในที่เย็นจัดได้

    หลอดไฟled สามารถใช้งานในที่เย็นจัดได้ถึง -40 C โดยไม่ต้องมีการอุ่นไส้ และยังสามารถที่จะเปิดติดได้ทันที

    rightหลอด LEDไม่มีรังสี UV

    ไม่เป็นอันตราย ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตหรือUV ที่มีผลเสียต่อผิวหนังและสายตาของมนุษย์ และยังไม่มีรังสีอินฟราเรด หรือรังสีอื่นๆใดที่เป็นอันตรายอีกด้วย

    rightหลอดLED ใช้พลังงานคุ้มค่า ลดภาวะโลกร้อน

    เพราะว่าพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิลต์ ซึ่งในการผลิตก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจก
    และในการเลือกใช้หลอดไฟLED จึงทำให้มีส่วนช่วยลดการใช้พลังงาน ลดแก๊สเรือนกระจกและก๊าซพิษได้เป็นเท่าตัว อาคารที่ใช้ ก็มีกา็รปล่อยความร้อนน้อยลง จึงช่วยประหยัดค่าแอร์ได้อีกทางหนึ่ง นอกจากนั้นการใช้หลอดled ที่ทำให้เกิดการใช้พลังงานน้อยลงแล้ว นอกจากจะช่วยโลกช่วยประเทศชาติแล้ว ยังทำให้องค์กรมีภาพลักษณ์ที่ดีในสายตาสาธารณะชนได้อีกทางหนึ่งด้วย

    rightLED คือ อนาคต

    รัฐบาลของประเทศแทบทั่วโลกและองค์กรด้านสิ่งวแดล้อมต่างๆ ได้ให้ความสำคัญกับปัญหาเรื่องพลังงาน ปัญหาโลกร้อน ปัญหาขยะสารพิษ และปัญหามลภาวะ มากขึ้น ดังนั้นการใช้ หลอด LED ทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จึงเป็นอีกหนหนึ่งที่จำเป็นที่ทุกๆ ประเทศนำไปพิจารณาในการลดการใช้พลังงาน เห็นได้จากข้อมูลสื่อทั่วๆไป

    และโดยล่าสุดองค์กรที่มีชื่ออย่างโนเบล ได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ปี2014 ให้กับ 3 นักวิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่น ผู้คิดค้น led แสงสีน้ำ้เงิน และโนเบลยังประกาศด้วยว่า LED คือแสงสว่างใน ศตวรรษที่ 21

    ที่มา:  http://www.klcbright.com/ข้อดีหลอดไฟled.php

    www.klcbright.com

    วันพุธที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

    ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ความจำเป็นหรืออันตราย

    ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นอย่างมาก สำหรับรถยนต์ทุกคันที่ต้องการความสว่าง ในการมองเห็นขณะขับรถในเวลากลางคืน มากกว่าปกติ ไม่ว่าจะเป็น การจำเป็นต้องออกนอกเส้นทางเพื่อการท่องเที่ยวแนวผจญภัย offroad การทำกิจกรรมนอกสถานที่ เช่นการออกค่ายแจกสิ่งของในท้องที่ทุรกันดาร ภารกิจกู้ภัย หรือการทำกิจกรรมอื่นๆ ซึ่งอาจจะรวมไปถึง เวลาที่เราขับรถ ตอนกลางคืนในบริเวณที่มีหมอกลงจัด ซึ่งจะทำให้ทัศนวิสัยในการมองใกล้มาก เมื่อใช้เพียงไฟหน้าแบบธรรมดา

    ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ จึงเป็นสิ่งที่จะช่วยทำให้เราสามรถมองเห็นได้ดีขึ้น ทำให้ลดความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุได้ หากกรณีอย่างนี้ไม่ได้มีการติดตั้งไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ผู้ขับขี่ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการเกิดอุบัติเหตุ หรือการหลุดออกนอกเส้นทาง หรือการมองไม่เห็นเส้นทางข้างหน้าว่ามีการก่อสร้างหรือเส้นทางชำรุด แม้กระทั่งการติดตั้งไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ที่ไม่ได้คุณภาพหรือแสงสว่างไม่เพียงพอก็อาจจะทำให้ผู้ขับขี่เจอปัญหาเดียวกันนี้ได้

    แต่ทั้งนี้เมื่อมีการติดตั้ง ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ แล้ว ผู้ขับขี่ก็ต้องพึงเข้าใจถึงอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นต่อรถคันอื่นด้วย การเปิด ไฟสปอร์ตไลท์ ต้องเปิดเฉพาะกรณีที่มีความจำเป็นจริงๆ และต้องไม่เปิดขณะขับขี่บนเส้นทางปกติที่มีรถคันอื่นวิ่งสวนมาหรือวิ่งอยู่ข้างหน้า เพราะแสงจากไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ที่มีความสว่างมาก จะทำให้รถที่ขับสวนมาหรือรถคันข้างหน้าเกิดตาพล่ามัว ทำให้สูญความสามารถในการมองเห็นไปชั่วขณะ อาจจะทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ ซึ่งเป็นตรายอย่างมาก

    ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วเมื่อมีความจำเป็นต้องติดตั้ง ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ แล้วควรจะต้องหาที่ครอบไฟมาครอบไว้อยู่ตลอดเวลาสำหรับการเดินทางทั่วไปในชีวิตประจำวัน ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเปิดโดยไม่ได้ตั้งใจหรือไม่มีเหตุจำเป็นจริงๆ แต่ถ้าเป็นการขับขี่แบบเฉพาะกิจกรรม เช่น การแข่งขันแบบ offroad ในเวลากลางคืน, การเดินทางข้ามห้วยขึ้นดอยเพื่อแจกสิ่งของจำเป็น, การกู้ภัย, การท่องเที่ยวเชิงผจญภัยในป่าลึก การเปิด ไฟสปอร์ตไลท์ ย่อมจะมีประโยชน์และช่วยท่านได้ อันนี้คงไม่มีใครว่าท่าน..

    ที่มา : www.klcbright.com

    วันเสาร์ที่ 7 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

    LED คืออะไร?



    ประวัติความเป็นมาของ LED

    LED นั้นมีมานานแล้ว เริ่มปรากฎในแผงวงจรครั้งแรกเมื่อปี 1962 ซึ่งโดยช่วงแรกๆนั้น LED ให้ความเข้มแสงไม่มากนัก และมีใช้ในเฉพาะ ความถี่ในช่วงแสง infra-red ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ (ซึ่งเรายังคงเห็นรูปแบบการใช้งานในช่วงแสง infra-red นี้ตามอุปกรณ์ประเภทรีโมทคอนโทรลในเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนจนปัจจุบัน)

    ต่อมา LED ถูกพัฒนาให้สามารถเปล่งแสงที่มองเห็นได้ โดยแสงสีแดง ถูกคิดค้นขึ้นได้ก่อน แต่ก็ยังมีความเข้มแสงที่ต่ำอยู่ หลังจากนั้น LED ก็ถูกพัฒนาเรื่อยมาจนกระทั่งสามารถให้แสงที่ครอบคลุมย่านความถี่ตั้งแต่ infrared แสงที่มองห็นไปจนถึงย่าน ultra violet หรือ UV
    ต่อจากนั้น LED ก็ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ในอุปกรณ์ไฟแสดงตามแผงควบคุมต่างๆ, ในไฟแสดงตัวเลข seven segment และนาฬิกาดิจิตอล

    ต่อมา หลอดLED ก็ถูกพัฒนาให้มีประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงมากขึ้น จึงทำให้เกิดการนำเอา LED มาใช้งานในการแสดงสัญญาณต่างๆ เช่น ไฟสัญญาณสำหรับการบิน ไฟสัญญาณจราจร และเนื่องด้วย LED มีข้อดีในหลายๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นด้านประหยัดพลังงาน ด้านการใช้งานได้นานขึ้น การบำรุงรักษาที่ต่ำ ด้านความทนทานของตัวหลอดเอง และขนาดก็เล็กมากเมื่อเทียบกับหลอดไส้อย่างเดิม ทั้งยังปิดเปิดง่ายขึ้นแล้ว นักวิจัยและบริษัทต่างๆจึงมุ่งเน้นพัฒนาประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงหรือความสว่างให้สูงขึ้นไปอีก เพื่อหวังที่จะนำเอา LED มาใช้เป็นไฟฟ้าแสงสว่างในชีวิตประจำวันเพื่อทดแทนหลอดไฟแบบที่มีใช้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน แต่ก็ติดปัญหาเรื่องการทำให้ LED มีแสงสีขาว เหมือนหลอดไฟทั่วไปไม่ได้

    ผ่านมาเกือบ 30 ปี จนกระทั่ง ในปี 1990 นักวิทยาศาตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คน ได้ร่วมกันพัฒนาจนประสบความสำเร็จ ซึ่งภายหลังทั้ง 3 คนนี้จึงได้รับการยกย่องและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2014 ที่ผ่านมา ในฐานะเป็นผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ ที่จะทำให้เิกิดการปฏิวัติวงการทั้งโลก ด้านไฟฟ้าแสงสว่างและการใช้พลังงาน ในศตวรรษที่ 21 เลยทีเดียว


    LED ในปัจจุบันและอนาคต

    จึงทำให้ในปัจจุบัน หลอด LED เริ่มนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่ว่าจะเป็น ไฟแสงสว่างรถยนต์ หรือไฟฟ้าแสงสว่างทั่วไป แต่ก็ยังติดปัญหาด้านต้นทุนการผลิตอยู่ แต่ในอนาคตอีกไม่นานเมื่อต้นทุนในการผลิตหลอดไฟLEDต่ำลงเรื่อยๆ เราคงได้เห็น หลอดไฟLED ได้โดยทั่วไปซึ่งจะมาแทนหลอดไฟในปัจจุบันไม่ต่างจากการเข้ามาแทนหลอดไส้ของฟลูออเรสเซนต์ เหมือนช่วงอดีตที่ผ่านมาแน่นอน.....
    หลักการทำงานของ LED

    เพื่อให้ทันต่อกระแส การเข้าใจและรู้หลักการทำงาน LED จึงน่าจะเป็นประโยชน์ เพื่อที่จะได้เปิดใจและยอมรับสิ่งที่กำลังจะกลายเป็นอนาคตของพวกเราทุกคน..

    คำย่อ LED

    L-Light แสง
    E-Emitting เปล่งประกาย
    D-Diode ไดโอด

    แปลรวมกัน ก็คือ " ไดโอดชนิดเปล่งแสง "
    มีสัญลักษณ์ที่ใช้ในวงจรคือ

    ไดโอด คือ สารกึ่งตัวนำประเภทหนึ่ง ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทางเดียว ไดโอด นั้นมีใช้อยู่ทั่วไปในวงจรอิเลคทรอนิกส์ และวงจรไฟฟ้า

    การต่อวงจรของ LED

     การต่อวงจรของ LEDไม่มีอะไรยุ่งยาก เพียงจ่ายไฟบวกกระแสตรงเข้าที่ขา อาร์โนด (Anode) หรือขาที่ยาวกว่า และต่อไฟลบเข้ากับขา แคโธด(Cathode)หรือขาสั้น จะทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมตัว LED ที่เรียกว่า Vf หรือ Farword Voltage เมื่อมีแรงดันตกคร่อม Vf ที่ว่านี้ ด้วยคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำภายใน LEDก็จะเปล่งแสงออกมา แต่เพื่อจำกัดไม่ให้กระแสไหลผ่าน LED มากจนเกินไป ก็จำเป็นต้องต่อ ตัวต้านทาน หรือ R หรือ Resistor อนุกรมเข้าไปในวงจร ดังรูปข้างล่าง

    วิธีการหาค่า R ใช้สูตรง่ายๆ กฏของโอห์ม V=IR, V=(Vdc-Vf)
    ส่วนคุณสมบัติสำคัญของไดโอด LED คือ แรงดันตกคร่อมหรือ Vf และกระแสไหลผ่านที่ทนได้สูงสุดหรือ Imax

    ตัวต้านทานหรือ R ที่ต่อไว้เพื่อจำกัดกระแส ก็มีความร้อนเกิดขึ้นดังนั้นสิ่งที่สำคัญในการออกแบบหลอดไฟที่ใช้ LED สิ่งหนึ่งคือการเลือก ตัวต้านทานหรือ R ที่มีอัตราการระบายความร้อนที่ดี เพื่อเอาความร้อนออกไปให้ไกลจากตัวหลอด LED

    การระบายความร้อน

    โดยหลักการแล้วใน LED แบบทั่วๆไปจะเปล่งแสงโดยไม่มีความร้อนเกิดขึ้น หรือเกิดขึ้นน้อยมากจนเราสามรถใช้มือเปล่าสัมผัสได้
    แต่ใน Hi Power LED หรือ LED กำลังสูง ที่ให้แสงสว่างมากๆ มีความร้อนเกิดขึ้นมาก การออกแบบระบบระบายความร้อนจึงมีความสำคัญอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แผงระบายความร้อนหรือที่เรียกว่าฮีทซิงค์ (Heat Sink) ส่วนใหญ่ทำมาจาก อลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคือ หลอมขึ้นรูปได้ง่าย น้ำหนักเบา และพาความร้อนได้ดี

    ทั้งนี้ การออกแบบฮีทซิงค์ นอกจากจะคำนึงถึงการระบายความร้อนแล้ว ยังต้องคำนึงถึง ให้รูปทรงเป็นตามลักษณะของหลอดไฟอีกด้วย การออกแบบระบบระบายความร้อนที่ดี จะช่วยให้อายุการใช้งานของหลอดไฟ LED ยาวนานถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลง แต่ในทางตรงกันข้าม การออกแบบ heat sink ที่ไม่ดี ย่อมทำให้ความร้อนสะสมในหลอด LED มาก ผลก็คืออายุของ LED จะสั้นลงและไม่เป็นไปตามผู้ผลิตกำหนดไว้นั่นเอง

    บทความที่เกี่ยวข้อง: หลอด LED ดีอย่างไร
    ที่มา: http://www.klcbright.com