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



วันอังคารที่ 10 มีนาคม พ.ศ. 2558

ไฟถนนโซล่าเซลล์ หลักคิดในการออกแบบ

ไฟถนนโซล่าเซลล์หลักคิดในการออกแบบ
(Solar Street Light Design Concept)

   

จากการบริโภคทรัพยากรอย่างเต็มที่ของโลกของเราในปัจจุบัน ทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป อย่างแหล่งพลังงานจากฟอสซิล เช่น น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ เริ่มเหลือน้อยลงไปทุกวัน ทำให้ต้นทุนด้านพลังงานของกิจการต่างๆต้องเพิ่มสูงขึ้นทุกวันๆ เช่นกัน อย่างไม่มีทางเลี่ยงได้และยังมีการปล่อยมลภาวะโดยเฉพาะการปล่อยก๊าซคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศโลกจากกระบวนการผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นจำนวนมากมายมหาศาลต่อวัน จนเป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดภาวะเรือนกระจกหรือภาวะโลกร้อน น้ำแข็งขั้วโลกละลาย หมีขั้วโลกไม่มีที่อยู่ การเกิดมะเร็งผิวหนังที่เพิ่มมากขึ้น การเกิดของเชื้อโรคสายพันธุ์ใหม่ๆ การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่ไม่สมดุล และอื่นๆอีกเยอะแยะมากมายตามมา

การหาแหล่งพลังงานทางเลือก แหล่งพลังงานทดแทน พลังงานสะอาด ไม่ปล่อยมลภาวะ การลดการใช้พลังงาน จึงเป็นเรื่องสำคัญเร่งด่วนสำหรับการบริหารจัดการพลังงานและทรัพยากรของทุกๆประเทศทั่วโลก และเป็นหน้าที่ของเราทุกๆคนที่จะต้องช่วยกันเพื่ออนาคตของโลกและลูกหลานของเรา...

         


โซล่าเซลล์หรือเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถผลิตไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ได้อย่างไม่จำกัดและเป็นพลังงานสะอาดไม่มีมลภาวะ จึงเป็นทางเลือกใหม่ของแหล่งพลังงานที่อยู่ในความสนใจและถูกกล่าวถึงมากที่สุดในปัจจุบัน

   

ไฟถนน ที่มีความจำเป็นต่อความปลอดภัยในการเดินทาง และการใช้ชีวิตของผู้คนยามค่ำคืนมีความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูง อยู่ในที่กลางแจ้ง จึงมีความเหมาะสมที่สุดในการนำเอาพลังงานพลังงานสะอาดและไม่มีวันหมดอย่างจากดวงอาทิตย์มาใช้งาน โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาระบบสายส่งไฟฟ้าอีกต่อไป
การออกแบบระบบ ไฟถนนโซล่าเซลล์ให้เหมาะสมจึงมีความจำเป็นที่ต้องเข้าใจถึงหลักคิดในการออกแบบ และส่วนประกอบต่างๆ เพื่อก่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดและใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่าที่สุด

         

ส่วนประกอบของไฟถนนโซล่าเซลล์ หรือ ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

ไฟถนนโซล่าเซลล์ (Solar Street Light) ประกอบไปด้วย แผงโซล่าเซลล์, เครื่องควบคุมการชาร์จ, แบตเตอรี่, โคมไฟและหลอดไฟ, เสาไฟและตู้ไฟสำหรับใส่อุปกรณ์ (กรณีเป็นหลอดไฟ 220Vac ก็ต้องมีตัวแปลงไฟขึ้น หรือ Voltage Inverter ด้วย)          

1.แผงโซล่าเซลล์ หรือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Panel/Photovoltaics/PV)

แผงโซล่าเซลล์ หรือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ถือเป็นส่วนประกอบหลัก เพราะเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
อย่างที่ทราบกันดี แผงโซล่าเซลล์คือตัวเปลี่ยนพลังงานจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า ทำมาจากเซลล์แสงอาทิตย์ (Sloar Cell) หลายๆเซลล์มาต่อรวมกัน เซลล์แสงอาทิตย์มีหลายชนิดด้วยกัน และในบรรดาเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหลายนี้ การเลือกใช้งานโดยทั่วไปแล้ว ในพื้นที่ที่มีแสงแดดดี แดดจ้ามากๆ เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนหลายผลึก (polycrystalline silicon) จะมีการนำมาใช้มากกว่า เพราะราคาด้วยที่ต่ำกว่า แต่ในพื้นที่ที่มีฝนตกชุกหรือแดดน้อย เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดผลึกซิลิคอนเดี่ยว (mono crystalline silicon/single crystalline silicon) จะใช้งานได้ดีกว่า เพราะมีประสิทธิภาพและเสถียรภาพดี แต่ถ้าต้องการลดต้นทุนหรือมีปัญหาเรื่องสภาพอากาศที่ร้อนจัดอย่างพื้นที่ทะเลทราย แผงโซล่าเซลล์ชนิด ฟิล์มบาง (Thin film) ก็เป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่า

   

2.ตัวควบคุมการชาร์จและการจ่ายไฟ (Solar Charger Controller)

ไม่ว่าโคมไฟจะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก กำลังวัตต์มากหรือน้อย การควบคุมการชาร์จและการจ่ายไฟที่ดีเป็นสิ่งจำเป็นเสมอ เพราะมันมีผลอย่างมากต่อการรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และการบริหารแบตเตอรี่ให้เหมาะสม
ในเครื่องควบคุมฯที่ดีควรจะต้องมีระบบเพิ่มประสิทธิภาพในการชาร์จ หรือ Mppt (อ่านเพิ่มเติม ระบบ Mppt คืออะไร ) มีอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้า,มีระบบบริหารแบตเตอรี่, มีความสามารถในการตั้งค่าความสว่างของหลอดไฟ, มีการตั้งเวลาการปิดเปิดได้ และฟังก์ชั่นอำนวยความสะดวกอื่นๆ
ทั้งนี้ ก็เพื่อให้คงความสว่างได้ตลอดทั้งคืน ในขณะเดียวกันก็เพื่อรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ด้วย (เป็นสิ่งสำคัญที่สุด) ตลอดจนบริหารจัดการประจุไฟในแบตเตอรี่ให้สามารถเหลือพอที่จะจ่ายในช่วงวันที่ฝนตกหนักได้อีกด้วย

    solar street light

3.แบตเตอรี่ (Battery)

ในเมื่อแสงแดดไม่ได้มีตลอดทั้งวัน การนำเอาแบตเตอรี่มาใช้เพื่อเก็บสะสมและจัดการกับพลังงานจึงเป็นสิ่งจำเป็น สำหรับระบบโซล่าเซลล์ โดยทั่วไปแล้วชนิดของแบตเตอรี่ที่นำมาใช้ในระบบไฟถนนโซล่าเซลล์ควรต้องเป็นแบบ deep cycle เพราะมีอายุการใช้งานที่นานกว่าและจ่ายไฟได้สม่ำเสมอกว่า
โดยทั่วไปแบตเตอรี่ชนิดตะกั่ว-กรด แบ่งเป็น 3 ชนิดหลักๆได้แก่

  • แบตเตอรี่น้ำ (Flooded Acid Battery/Wet Battery)

    แบตเตอรี่น้ำมีใช้งานมากที่สุดในระบบโซล่าเซลล์ เพราะมีราคามีที่ต่ำกว่า เมื่อเทียบเป็น Ah ต่อ Ah
    แต่การแบตเตอรี่น้ำมีข้อเสียคือต้องมีการการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เช่น ดูระดับน้ำกลั่น ดูความสะอาดของขั้วแบตฯ เป็นต้น นอกจากนั้่นก็ต้องติดตั้งในที่มีอากาศถ่ายเทได้ เพราะมีไอระเหยของน้ำกรด และต้องติดตั้งในแนวตั้งเท่านั้นไม่ให้เอียง ตะแคงหรือล้มโดยเด็ดขาด
  • แบตเตอรี่เจล (Gel battery)

    เกิดจากการนำเอาผงซิลิกาเติมลงไปในสารละลายในแบตเตอรี่ ทำให้สารละลายกลายเป็นเจลจึงเรียกว่า แบตฯเจล เป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ชนิดแบตฯแห้ง ระบบปิด (Sealed) ไม่ต้องการการบำรุงรักษา ติดตั้งในพื้นที่ปิดได้ สามารถวางตะแคงได้ และมีอายุการใช้งานที่ยาวกว่า
    ส่วนข้อเสียคือ ราคาสูง ระบายความร้อนได้ต่ำถ้าจ่ายประจุมากเกินไปอาจจะร้อนและระเบิดได้(ไม่เหมาะสำหรับรถไฟฟ้า) และอาจจะมีภาวะเกิดก๊าซภายในในบางครั้งซึ่งจะทำให้ชาร์จไม่เข้าจนกว่าก๊าซจะลอยขึ้นเป็นต้น
  • แบตเตอรี่ AGM (Absorbed Glass Mat)

    แบตเตอรี่ AGM หรือแบตฯตาข่ายไฟเบอร์กลาส เป็นแบตเตอรี่ที่มีการนำตาข่ายไฟเบอร์กลาสใส่เข้าไปไปกั้นเซลล์แต่ละเซลล์ทำให้สามารถวางแผ่นตะกั่วได้ใกล้กันมากขึ้น ทำให้ขนาดเล็กลงแต่เก็บไฟได้มากขึ้น เป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ชนิดแบตฯแห้ง ระบบปิด (Sealed) ไม่ต้องการการบำรุงรักษา ติดตั้งในพื้นที่ปิดได้ สามารถวางตะแคงได้ ระบายความร้อนได้ดีกว่าชนิดเจล แต่มีข้อเสียคือราคาสูงกว่าแบตฯชนิดอื่น
  • แบตเตอรี่ลิเธี่ยม (Lithium Battery)

    แบตเตอรี่ลิเธี่ยมไม่ใช่แบตเตอรี่ชนิดตะกั่ว-กรด แต่เกิดจากการนำเอาโลหะ ลิเธี่ยม(Li) มาเป็นขั้วอาโนด แทนโลหะตะกั่ว(Pb) ส่วนคาร์โธดนั้น มีโลหะได้หลายชนิดด้วยกันขึ้นอยู่กับแต่ละเทคโนโลยี แต่ส่วนมากจะเป็น แมงกานิสไดอ๊อกไซด์ (MnO2 ), ไอออนไดซัลไฟด์ (FeS2) และอื่นๆอีกหลายชนิด
    สำหรับสารละลายภายในก็เป็นสารหลายชนิดผสมกัน(compound) มีหลากหลายชนิดเช่นกัน อ่านเพิ่มเติมได้ที่ วิกิพิเดียLithium battery บางชนิดก็สามารถนำกลับมาชาร์จไฟใหม่ได้ บางชนิดก็ไม่สามารถชาร์จได้
    ข้อดีของแบตฯลิเธี่ยมคือ จ่ายประจุได้มาก ทำให้มีขนาดเล็ก ประหยัดพื้นที่ เหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฮเทคทั้งหลาย
    ข้อเสียคือ ราคาแพง ระเบิดได้ นำกลับมาใช้ใหม่ไม่ได้

   

การเลือกขนาดความจุของแบตเตอรี่ ใช้หลักสำคัญในการเลือกคือ

  1. ต้องสามารถเก็บไฟเพียงพอให้แสงสว่างได้ทั้งคืน สำหรับการชาร์จไฟในช่วงเวลากลางวัน และยังต้องมีไฟเพียงพอเผื่อไว้สำหรับ วันที่มีฝนตกมาก หรือแดดน้อย 2-3 วัน
  2. แบตเตอรี่ที่ขนาดความจุน้อยเกินไปไม่สามารถให้แสงสว่างได้ตลอดทั้งคืน แบตเตอรี่ที่ขนาดความจุมากเกินความจำเป็นสูญเสียอย่างเปล่าประโยชน์และทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง

   

4.หลอดไฟ หรือ โคมไฟ

ชนิดของโคมฟถนนที่นำมาใช้กับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซล่าเซลล์นั้นส่วนใหญ่แล้วจะต้องเป็นหลอดไฟชนิดที่กินไฟน้อยหรือหรือเป็นหลอดประหยัดพลังงาน เพราะจะช่วยลดขนาดแบตเตอรี่แผลขนาดแผงโซล่าเซลล์ได้ ได้แก่ หลอดประหยัดไฟ หลอดไอโซเดียมแรงดันต่ำ หลอดชนิดคายประจุ และ หลอดled    
  • หลอดประหยัดไฟ

    มีกำลังไฟน้อย ประสิทธิภาพสูง แต่มีอายุการใช้งานค่อนข้างสั้นเพียง 2000 ชั่วโมง โดยปกติแล้วมีใช้เฉพาะตามไฟสนามหญ้า หรือไฟสวนหย่อม
  • ปัจจุบันเลิกนิยมไปแล้ว
  • หลอดโซเดียมแรงดันต่ำ

    หลอดโซเดียมแรงดันต่ำบางชนิดอาจมีประสิทธิภาพสูงมากถึง 200 lm/w (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของ inverter) แต่ก็มีราคาค่อนข้างแพง การเปิดต้องมีการอุ่นไส้ และให้แสงไฟคุณภาพต่ำ สีเพี้ยน ไม่เป็นที่นิยมในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
  • หลอดชนิดคายประจุ discharge lamp

    กำลังต่ำ ประสิทธิภาพสูง ต้องการ inverter ไม่เป็นที่นิยมในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
  • หลอดled

    เป็นหลอดไฟชนิดใหม่ ที่กำลังจะมาแทนที่ในระบบไฟฟ้าแสงสว่างทั้งหมด เพราะมีข้อดีคือมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า,ทนทาน,ใช้งานง่าย,น้ำหนัีกเบา,ใช้กับไฟ DC ได้ จึงไม่ต้องการ inverter, ประหยัดไฟเพราะมีประสิทธิภาพสูง (100-130 lm/w) และมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอีก เป็นที่แน่นอนว่าในอนาคต หลอดled จะเป็นหลอดไฟ ที่ได้รับความนิยมสูงสุดในการนำมาใช้กับระบบไฟพลังงานแสงอาทิตย์ (รวมไปถึงไฟแสงสว่างโดยทั่วไป) อ่านเพิ่มเติม ข้อดีของหลอดไฟLED
   

5.เสาไฟและตู้ใส่อุปกรณ์

ความสูงของเสาไฟควรขึ้นอยู่กับความกว้างของถนน ระยะห่างระหว่างเสา และมาตรฐานของถนนแต่ละประเภท

 

โดยสรุป หลักการออกแบบระบบไฟถนนโซล่าเซลล์นั้น ต้องคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้

  • แสงสว่างให้เพียงพอ
  • ระบบมีสเถียรภาพ
  • การรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
  • การประหยัดงบประมาณ

นอกเหนือจากสิ่งเหล่านี้ที่เกี่ยวข้องด้านข้อมูลเทคนิคตามหลักวิศวกรรมแล้ว ยังต้องคำนึงถึงความสวยงามของภูมิทัศน์อีกด้วยเช่นกัน




วันจันทร์ที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

ข้อดีของ หลอดLED

ข้อดีของหลอดไฟ LED

ledandother

By Noppadon B.
พฤศจิกายน 2557


ข้อดีของหลอดไฟLED มีมากมายหลายด้านเมื่อเทียบกับหลอดไฟที่มีใช้ในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นหลอดไส้ หลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือชนิดอื่นๆ

หลอดLED ให้แสงคุณภาพสูง

หลอดไฟledให้แสงสีขาวที่แท้จริง มีอัตราการกระพริบที่สูงมาก (แทบจะไม่มีการกระพริบ) และมีค่าอุณหภูมิสีได้ตั้งแต่ 3000K-6500K แสงจึงออกมาเป็นธรรมชาติ สบายตา ถนอมสายตา เหมาะสำหรับงานแสงสว่างทั่วไป และงานที่ต้องการแสงคุณภาพสูง

มีอายุการใช้งานนานกว่า

ข้อมูลจากการทดสอบของผู้ผลิตหลอดยืนยัน ว่าการใช้งานอย่างถูกวิธีและเหมาะสม สามารถที่จะทำให้ หลอดLED มีอายุใช้งานได้ถึง 60,000 ชั่วโมง โดยความสว่างไม่ลดลง เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่มีอายุการใช้งานเพียงแค่ 1,000 ชั่วโมง หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีอายุการใช้งานประมาณ 10,000 ชั่วโมง เท่านั้น ถือว่า หลอดled มีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก

หลอดLED ทนต่อแรงกระแทก สั่นสะเทือน และทนการกัดกร่อนได้ดี

สามารถใช้หลอดLED ได้ในสภาพแวดล้อมไม่ดีหรือเลวร้าย เช่น สภาพที่มีการเคลื่อนไหวหรือสั่นมากๆ หรือสภาพที่มีภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงได้ดี แต่ถ้าเป็นหลอดอย่างอื่นอาจจะมีความเสียหายง่ายและใช้งานด้วยข้อจำกัดที่มากกว่า

ประหยัดค่าไฟ

ปัจจุบัน หลอด LED สามารถให้ค่าอัตราความสว่างได้ถึง 100-130 ลูเมนต์/วัตต์ ขึ้นอยู่กับแต่ละผู้ผลิต เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ที่ให้ค่าอัตราความสว่างอยู่ที่ 12-15 ลูเมนต์/วัตต์ ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์ ก็ให้ค่าอัตราความสว่างได้ที่ 40-80 ลูเมนต์/วัตต์
และมีแนวโน้มว่า ด้วยเทคโนโลยีที่ีถูกคิดค้นขึ้นใหม่และการแข่งขันทางการตลาดที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ในอนาคต LED จะสามารถให้ความสว่างต่อวัตต์เพิ่มขึ้นหรือประสิทธิภาพสูงขึ้นได้อีก (โดยล่าสุดมีสถิติบันทึกไว้ว่า มีผู้คิดค้น led ที่ให้แสงสว่างได้สูงถึง 300 ลูเมนต์/วัตต์)

กราฟแสดงปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของหลอด LED

กราฟแสดงปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของหลอด LED, หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดฮาโลเจน


หลอดLED ติดตั้งได้ในพื้นที่แคบและจำกัด และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ติดไฟได้

เพราะหลอด led สามารถอบรรจุยู่ในดวงโคมสภาพมิดชิดได้โดยมีความหนาน้อยกว่า(บางกว่า) และไม่มีประกายไฟเกิดขึ้นในขณะใช้งานหรือตอนเปิดปิด ดังนั้นแม้ในสภาพแวดล้อมเลวร้าย เช่น สภาวะติดไฟง่ายหรือระเบิดง่ายก็สามารถใช้หลอด led ได้

หลอดLED ไม่เป็นอันตราย

ไม่มีสารปรอท สารพิษ หรือใช้โลหะหนักเป็นส่วนประกอบดังนั้นหลอดledจึงไม่เป็นอันตรายต่อทั้งมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

หลอดLED มีการบำรุงรักษาต่ำ

เนื่องจาก หลอดLED อยู่ในสภาพมิดชิด และอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า หลอดled จึงไม่ต้องการ การบำรุงรักษาอะไร

หลอดLED ใช้งานในที่เย็นจัดได้

หลอดไฟled สามารถใช้งานในที่เย็นจัดได้ถึง -40 C โดยไม่ต้องมีการอุ่นไส้ และยังสามารถที่จะเปิดติดได้ทันที

หลอดLEDไม่มีรังสี UV

ไม่เป็นอันตราย ไม่มีรังสีอัลตราไวโอเลตหรือUV ที่มีผลเสียต่อผิวหนังและสายตาของมนุษย์ และยังไม่มีรังสีอินฟราเรด หรือรังสีอื่นๆใด ที่เป็นอันตรายอีกด้วย

หลอดLED ใช้พลังงานคุ้มค่า ลดภาวะโลกร้อน

เพราะว่าพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งในการผลิตก่อให้เกิดแก๊สเรือนกระจก
และในการเลือกใช้หลอดไฟLED อีกทั้งยังมีส่วนช่วยลดการใช้พลังงาน ลดแก๊สเรือนกระจกและก๊าซพิษได้เป็นเท่าตัว อาคารที่ใช้หลอดled ก็มีความร้อนน้อยลง จึงช่วยประหยัดค่าแอร์ได้อีกทางหนึ่ง
นอกจากนั้น การเปลี่ยนมาใช้หลอดled ซึ่งใช้พลังงานน้อยลงให้ผลทางตรงเรื่องค่าไฟแล้ว ยังมีส่วนช่วยโลกช่วยประเทศชาติประหยัดพลังงาน แล้วยังให้ผลทางอ้อมคือทำให้องค์กรมีภาพลักษณ์ที่ดีในสายตาสาธารณะชนได้อีกทางหนึ่งด้วย

หลอดLED ให้แสงในทิศทางตรง ลดข้อจำกัดปฏิวัติวงการออกแบบ

การที่หลอดไฟled ให้แสงในทางตรงนั้นทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้รีเฟล็กซ์เตอร์ ในการบังคับทิศทางแสงและในส่วนมาก รีเฟล็กซ์เตอร์ก็มีประสิทธิภาพต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของหลอดไฟต่ำลงไปด้วย ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำกว่า 40 เปอร์เซนต์ แต่ หลอดLED นั้นให้แสงในทิศทางไปข้างหน้าตรงๆ ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์ก็ได้ จึงทำให้หลอดไฟมีประสิทธิภาพสูงไม่ถูกลดทอนโดยรีเฟล็กเตอร์

และการที่ หลอดled ไม่จำเป็นต้องมีรีเฟล็กซ์เตอร์นั้นทำให้ขนาดโดยรวมของหลอดไฟมีขนาดบางลงมาก เท่ากับเป็นการลดข้อจำกัดในการออกแบบ ทำให้นักออกแบบหรือดีไซน์เนอร์สามารถที่จะออกแบบรูปทรงหลอดไฟได้ง่ายขึ้น นั่นก็เท่ากับทำให้รูปแบบหรือดีไซน์ของหลอดไฟเปลี่ยนไปอย่างไร้ข้อจำกัด ทำให้เห็นหลอดไฟมีดีไซน์ใหม่ๆ เพิ่มขึ้นมามากมาย ผลที่ตามมาคือการปฏิวัติวงการออกแบบตกแต่งภายในและหน้าตาภายนอกของยานพาหนะทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นทั้งอาคาร สถานที่ รถยนต์ รถเมล์ รถไฟ เครื่องบิน อากาศยาน เรือ ฯลฯ ล้วนมีหน้าตาที่ทันสมัยขึ้นจากการเปลี่ยนมาใช้หลอดไฟled


หลอดไฟทั่วไป ที่มีรีเฟล็กเตอร์

หลอดไฟทั่วไป ที่มีรีเฟล็กเตอร์



หลอดLED ที่ให้แสงทิศทางตรง

หลอดLED ที่ให้แสงทิศทางตรง



หลอดLED คือ อนาคต ledfuture

นอกจากหลอดไฟledจะลดข้อจำกัดในการออกแบบทำให้สิ่งของต่างๆมีหน้าที่สวยงาม ดูทันสมัยและล้ำหน้า ล้ำอนาคตแล้ว รัฐบาลของทุกประเทศทั่วโลกและองค์กรด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ได้ให้ความสำคัญกับปัญหาเรื่องพลังงาน ปัญหาโลกร้อน ปัญหาขยะสารพิษ และปัญหามลภาวะ มากขึ้น ดังนั้นการใช้ หลอด LED ทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จึงเป็นอีกหนหนึ่งที่จำเป็นที่ทุกๆ ประเทศนำไปพิจารณาในการลดการใช้พลังงาน เห็นได้จากข้อมูลสื่อทั่วๆไป

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



หากอ่านแล้วเห็นว่าบทความเนื้อหามีประโยชน์ กรุณา กดlike กดแชร์ ด้านล่าง

 


บทความที่เกี่ยวข้อง: LEDคืออะไร?, หลอด LED ดีอย่างไร | หลอดไฟled เปรียบเทียบกับหลอดไฟชนิดอื่น ดีกว่ายังไง | ความรู้เกี่ยวกับLED- รู้ไว้ไม่โดนหลอก | ค่าความเข้มของแสงสว่าง ในสถานที่ทำงาน


ที่มา:  https://www.klcbright.com/ledbenefit.php



วันพุธที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ความจำเป็นหรืออันตราย

ไฟสปอร์ตไลท์รถยนต์ ความจำเป็นหรืออันตราย


Energy Saving

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..





บทความที่เกี่ยวข้อง: LEDคืออะไร? | หลอด LED ดีอย่างไร | หลอดไฟled เปรียบเทียบกับหลอดไฟชนิดอื่น ดีกว่ายังไง | ความรู้เกี่ยวกับLED- รู้ไว้ไม่โดนหลอก | ค่าความเข้มของแสงสว่าง ในสถานที่ทำงาน


ที่มา : www.klcbright.com

วันเสาร์ที่ 7 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558

LED คืออะไร?

what is LED?

LED คือ อะไร?

By Noppadon B.
พฤศจิกายน 2557


ประวัติความเป็นมาของ LED


LED หรือ หลอดLEDนั้นมีมานานแล้ว เริ่มปรากฎในแผงวงจรครั้งแรกเมื่อปี 1962 ซึ่งโดยช่วงแรกๆนั้น LED ให้ความเข้มแสงไม่มากนักและมีใช้ในเฉพาะความถี่ในช่วงแสง infra-red ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้(ซึ่งเรายังคงเห็นรูปแบบการใช้งานในช่วงแสง infra-red นี้ตามอุปกรณ์ประเภทรีโมทคอนโทรลในเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนจนปัจจุบัน) ต่อมา LED ถูกพัฒนาให้สามารถเปล่งแสงที่มองเห็นได้โดยแสงสีแดงเป็นสีแรกถูกคิดค้นขึ้นได้ก่อนแต่ทว่าช่วงเริ่มต้นนั้นก็ยังมีความเข้มแสงต่ำอยู่ยังนำเอามาใช้ประโยชน์ได้ไม่มากนัก

นักวิทยาศาตร์และนักวิจัยก็พัฒนา LED เรื่อยมาจนกระทั่งสามารถให้สร้าง LED ที่มีแสงครอบคลุมย่านความถี่ตั้งแต่ infrared คือแสงที่มองห็นได้ (visible light)ไปจนถึงย่าน ultra violet หรือ UV ที่มองไม่เห็น ต่อจากนั้นไม่นาน LED ก็ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟแสดงตามแผงควบคุมเพื่อบอกสัญญาณ และใช้ในไฟแสดงตัวเลข seven segment และนาฬิกาดิจิตอล ต่อมา LED ก็ถูกพัฒนาขึ้นอีก ให้ประสิทธิภาพด้านให้ความเข้มแสงหรือความสว่างมากขึ้น จนสามารถนำเอา LED มาใช้งานในการแสดงสัญญาณ ไฟสัญญาณสำหรับการบิน ไฟสัญญาณจราจร และด้วยเหตุผลที่LED มีข้อดีในหลายๆด้านไม่ว่าจะเป็นด้านประหยัดพลังงาน ด้านการใช้งานได้นานขึ้น มีการบำรุงรักษาที่ต่ำ ความทนของตัวหลอดเอง และขนาดก็เล็กมากเมื่อเทียบกับหลอดไส้อย่างเดิม ทั้งยังปิดเปิดควบคุมง่ายขึ้นแล้ว นักวิจัยและบริษัทต่างๆจึงมุ่งเน้นพัฒนาประสิทธิภาพด้านความเข้มแสงหรือความสว่างให้สูงขึ้นไปอีก เพื่อหวังที่จะนำเอา LED มาใช้เป็นไฟฟ้าแสงสว่างในชีวิตประจำวันเพื่อทดแทนหลอดไฟแบบที่มีใช้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน แต่ทว่าในขณะนั้นก็ติดปัญหาเรื่องการทำให้ LED มีแสงสีขาวเหมือนหลอดไฟทั่วไปไม่ได้

ผ่านมาเกือบ 30 ปีจนกระทั่งในปี 1990 นักวิทยาศาตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คนได้ร่วมกันพัฒนาจนสามารถทำให้ LED เปล่งแสงสีน้ำเงินได้ซึ่งต่อมาก็คือพื้นฐานของแสงสีขาวได้สำเร็จ ซึ่งต่อมาภายหลังนักวิทยาศาตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คนทั้งนี้ได้รับการยกย่องและได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 2014 ในฐานะเป็นผู้คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ทำให้เกิดการปฏิวัติด้านไฟฟ้าแสงสว่างและการใช้พลังงานทั้งโลกศตวรรษที่ 21

LED ในปัจจุบันและอนาคต


ในปัจจุบันหลอด LED เริ่มถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายไม่ว่าจะเป็น ไฟฟ้าแสงสว่างทั่วไปหรือไฟแสงสว่างรถยนต์ แต่ก็ยังติดปัญหาด้านต้นทุนการผลิตอยู่ (ในขณะนั้น) แต่ในอนาคตอีกไม่นานเมื่อต้นทุนในการผลิตหลอดไฟLEDต่ำลงเรื่อยๆ หลอดไฟLED จะถูกนำมาทดแทนหลอดไฟในปัจจุบัน ไม่ต่างจากการเข้ามาของฟลูออเรสเซนต์ เพื่อมาทดแทนหลอดไส้เหมือนช่วง30ปีที่ผ่านมา (ปัจจุบัน 2562 เกิดขึ้นแล้ว)

หลักการทำงานของ LED


เมื่อ LED กำลังเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตประจำวันของทุกคนอย่างไม่มีทางหลีกเลี่ยงได้ ดังนั้นการเข้าใจและรู้หลักการทำงาน LED จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเรา

LED ย่อมาจาก Light Emitting Diode

  • L-Light แสง
  • E-Emitting เปล่งประกาย
  • D-Diodeไดโอด

แปลรวมกัน ก็คือ ไดโอดชนิดเปล่งแสง

ไดโอด (Diode) คือ อุปกรณ์กึ่งตัวนำ (Semi Conductor Device) ที่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ทางเดียว ไดโอดเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่สำคัญในวงจรไฟฟ้า มีใช้อยู่ทั่วไปในวงจรอิเลคทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้าเพื่อทำหน้าที่บังคับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ไดโอดโดยทั่วไปแล้วไม่เปล่งแสงออกมา มีสัญลักษณ์ทางวงจรคือ สัญลักษณ์ไดโอด ส่วนไดโอดที่เปล่งแสงหรือ LED มีสัญลักษณ์ทางวงจรคือ สัญลักษณ์ LEDต่างกันนิดหน่อยตรงที่ไม่มีลูกศรแสดงการเปล่งแสงกับไม่มี

ประเภทของ LED

LED จำแนกออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้
  • 1.LED แบบดั้งเดิม

  • กำลังวัตต์น้อย ขนาดหรือรูปร่างหรือสีขึ้นอยู่กับพลาสติกที่ใช้ทำเปลือกหุ้มใช้ทำไฟสัญลักษณ์ในวงจร

    ตัวอย่าง LED

    LED แบบดั้งเดิม



  • 2.LED ขนาดเล็กมาก

  • ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมเม็ด LED ติดลงไปกับแผงวงจรหรือที่เรียกว่า Surface Mounting Technology (SMT) ซึ่งเป็นวิธีการเดียวกับการประกอบชิ้นส่วนอิเลคโทรนิคและsemi-conductorขนาดเล็ก ในบางครั้งก็เรียก LED ชนิดนี้ว่า Surface Mounting Device LED หรือ SMD LED

    SMD LED

    LED ขนาดเล็กมากหรือ SMD LED



  • 3.LED กำลังสูง

  • LED กำลังสูง หรือ Hi-power LED เป็น LED ชนิดที่ให้กำลังสูง ให้ความสว่างมาก ต้องการกระแสขับสูงถึง 100mA บางรุ่นอาจต้องการกระแสขับถึง 1A ดังนั้นการระบายความร้อนสำหรับ LED ชนิดนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญ ถ้าระบายความร้อนไม่ดีอาจจะทำให้พังหรือเสียในภายในไม่กี่วินาที
    LED ชนิดนี้ส่วนใหญ่จะใช้ทำอุปกรณ์ให้แสงสว่างหรือจะเข้ามาทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

    Hi-power LED
    Hi Power LED

    LED กำลังสูง หรือ Hi-power LED



การต่อวงจร

(ลงในรายละเอียดนิดนึง อ่านข้ามได้)
ด้วยภายในไดโอดเปล่งแสงหรือ LED มีค่าความต้านทานอยู่ค่าหนึ่ง(Rd) จะทำให้แสงเปล่งออกมาได้ต้องมีกระแส (I) ไหลผ่านที่มากพอแต่ต้องไม่มากจนเกินไป การควบคุมกระไหลผ่าน LED ให้พอดี เราจึงจำเป็นต้องทราบคุณสมบัติที่สำคัญ 2 อย่างของ LED คือ
  1. แรงดันตกคร่อมเมื่อมีกระแสไหลผ่าน (Forword Valtage:Vf)
  2. กระแสที่ LED ต้องการ (Imax)

ส่วนสิ่งที่เราต้องคำนวณหาคือ R ภายนอกที่มาต่อเพิ่ม เพื่อจำกัดกระแส และแรงดันสำหรับจ่ายไฟซึ่งเราทราบอยู่แล้ว
วิธีการหาค่า R ใช้สูตรง่ายๆ กฏของโอห์ม
V=IR
V=(Vdc-Vf)
ดังนั้น R=(Vdc-Vf)/I โอห์ม

การต่อวงจรของ LED ไม่มีอะไรซับซ้อน เพียงจ่ายไฟบวกกระแสตรงเข้าที่ขา อาร์โนด (Anode) หรือขาที่ยาวกว่า และต่อไฟลบเข้ากับขา แคโธด(Cathode)หรือขาสั้น และต่ออนุกรมวงจรด้วย R ภายนอกที่เราคำนวณมาได้ ดังรูปข้างล่าง
วงจรการต่อ LED

วงจรการต่อ LED



ตัวต้านทานหรือ R ภายนอกที่นำมาใช้จำกัดกระแส เมื่อมีกระแสไหลผ่านก็มีความร้อนเกิดขึ้นเช่นกัน ดังนั้นสิ่งที่สำคัญในการออกแบบหลอดไฟ LED อีกอย่างหนึ่งคือการระบายความร้อน และการเลือกตัวต้านทานหรือ R ที่ทนความร้อนได้ดี
ตัวอย่าง R เพื่อจำกัดกระแสผ่าน LED

ตัวอย่าง R เพื่อจำกัดกระแสผ่าน LED



การระบายความร้อน

โดยหลักการแล้วในไดโอดเปล่งแสงหรือ LED แบบทั่วๆไปจะเปล่งแสงโดยมีความร้อนเกิดขึ้นน้อยมากจนเราสามรถใช้มือเปล่าสัมผัสได้ แต่ใน Hi Power LED หรือ LED กำลังสูง ที่ให้แสงสว่างมากๆ มีความร้อนเกิดขึ้นมาก การออกแบบระบบระบายความร้อนจึงมีความสำคัญ อุปกรณ์สำคัญอย่างหนึ่งที่ต้องใส่เพิ่มเข้ามาในระบบคือแผงระบายความร้อนหรือที่เรียกว่าฮีทซิงค์ (Heat Sink) ส่วนใหญ่ทำมาจาก อลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคือ หลอมขึ้นรูปได้ง่าย น้ำหนักเบา และพาความร้อนได้ดี

heat sinks

Heat sink แบบต่างๆ


ทั้งนี้ การออกแบบฮีทซิงค์ นอกจากจะคำนึงถึงการระบายความร้อนแล้ว ยังต้องคำนึงถึง ให้รูปทรงเป็นตามลักษณะของหลอดไฟอีกด้วย การออกแบบระบบระบายความร้อนที่ดี จะช่วยให้อายุการใช้งานของ หลอดไฟLED แต่ในทางตรงกันข้ามการออกแบบ heat sink ที่ไม่ดีย่อมทำให้ความร้อนสะสมในหลอด LED มาก ผลก็คืออายุของ LED จะสั้นลงและไม่เป็นไปตามผู้ผลิตกำหนดไว้นั่นเอง



หากอ่านแล้วเห็นว่าบทความเนื้อหามีประโยชน์ กรุณา กดlike กดแชร์ ด้านล่าง

 


บทความที่เกี่ยวข้อง: LED คืออะไร?, หลอด LED ดีอย่างไร | หลอดไฟled เปรียบเทียบกับหลอดไฟชนิดอื่น ดีกว่ายังไง | ความรู้เกี่ยวกับLED- รู้ไว้ไม่โดนหลอก | ค่าความเข้มของแสงสว่าง ในสถานที่ทำงาน
 


เลือกซื้อสินค้า สินค้าไฟLED
 


"ช่วยกันทำให้โลกสว่างไสว และรักษ์โลกด้วยไฟLED"
 

ที่มา: https://www.klcbright.com/LEDis.php



วันศุกร์ที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2558