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"


    ไม่มีความคิดเห็น:

    แสดงความคิดเห็น