ตัวอย่าง วิธีการคำนวณ ไฟถนนโซล่าเซลล์
Step-by-step

ตัวอย่าง ต้องการติดตั้ง ไฟถนนled ระบบโซล่าเซลล์ ด้วย โคมไฟled ขนาด 40w เพื่อให้แสงสว่างในเวลากลางคืนเป็นเวลา 12 ชม. โดยแบ่งเป็น สว่างเต็มที่ 100% 6 ชม. ตั้งแต่ 18:00 - 24:00 น. และสว่าง 50% อีก 6 ชม. 00:00-06:00 น. จะต้องเลือกใช้แบตเตอรี่ แผงโซล่าเซลล์ และอุปกรณ์อื่นๆ อย่างไร?

step1- กฎและสูตรทางไฟฟ้าที่นำมาใช้ การคำนวณ

step2 - หาความต้องการของระบบ (Load Demand )

ต้องการให้ หลอดไฟled ขนาด 40 w สว่าง 100% เป็นเวลา 6 ชม. เท่ากับต้องการใช้ไฟ 40w x 6h = 240 วัตต์-ชั่วโมง (wh)
และต้องการให้สว่างอีก 50% เป็นเวลา 6 ชม. เท่ากับต้องการใช้ไฟ 40w x 6h x 50% = 120 wh
เท่ากับว่าในหนึ่งวันระบบต้องการไฟฟ้า 240wh +120wh = 360 wh

step3 - เลือกชนิดและขนาด แผงโซล่าเซลล์ (Solar Panel)

ชนิดของแผงโซล่าเซลล์

แผงโซล่าเซลล์ชนิดที่เหมาะสำหรับนำมาใช้ใน ระบบไฟถนนโซล่าเซลล์นั้น สามารถใช้ได้ทั้ง poly-crystalline Silicon (p-Si) และ Mono-crystalline Silicon(Mono-Si)

ขนาดของแผงโซล่าเซลล์

ในการคำนวณหาขนาดวัตต์ของแผงโซล่าเซลล์ (Wp)
ให้คำนวณจาก

Wp =(กำลัง wh ที่ต้องการของระบบ)x(loss ของระบบ) / (Panel Generation Factor PGF)

   = (360 wh x 1.3) /3.43
   = 136.44 w

โดยที่: Loss ของระบบมีค่าประมาณ 30% แทนค่าด้วย 1.3
Panel Generation Factor (PGF) ซึ่งในแต่พื้นที่จะมีค่าแตกต่างกัน สำหรับประเทศไทย* ใช้ค่า PGF = 3.43
*Panel Generation Factor(PGF) คำนวณมาจาก เวลาที่รับแสงเฉลี่ยต่อวัน,ความเข้มของแสงเฉลี่ยในแต่ละพื้นที่ที่ได้มาจากภาพถ่ายของ NASA และ Physical Test Condition(PTC) ซึ่งในแต่พื้นที่จะมีค่าแตกต่างกัน สำหรับประเทศไทย ใช้ค่า panel generation factor = 3.43
*สำหรับประเทศไทยค่าเฉลี่ยระยะเวลาที่รับแสงอยู่ที่ 4-6 ชม./วัน หรือใช้ 5 ชม./วัน ในการคำนวณ
**ในการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ สำหรับไฟถนน ซึ่งต้องติดบนเสาสูง ควรคำนึงถึงความแข็งแรงและแรงลมในแต่พื้นที่ด้วย

step4 - เลือกแบตเตอรี่

ชนิดของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ที่จะเลือกใช้ในระบบนี้ ควรจะเป็น ชนิด deep cycle battery เพราะมีความเหมาะสมกับระบบ โซล่าเซลล์มากที่สุด (ด้านคุณสมบัติการชาร์จไฟ การจ่ายไฟ และอายุการใช้งาน) สามารถใช้ได้ทั้งที่เป็น แบตฯน้ำ (wet หรือ flooded lead-acid battery) และ แบตฯ แห้ง (sealed battery) ชนิด AGM battery หรือ Gel battery

ขนาดของแบตเตอรี่

*DOD (Deep Of Discharge) คือ ค่าความลึกของการคายประจุของแบตเตอรี่ โดยแบตเตอรี่แต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน ปกติอยู่ระหว่าง 45%-60%
**Battery Loss หรือ Safety Factor ในแบตเตอรี่ เพื่อป้องกัน การชาร์จมากเกินพิกัด หรือ over charge และการคายประจุมากเกินไป หรือ over discharge

step5 - เลือก เครื่องควบคุมการชาร์จ (Solar Charge Controller)

ในระบบไฟถนนโซล่าเซลล์ ควรเลือกใช้เครื่องควบคุมการชาร์จแบบ MPPT (MPPT Solar Charge Controller) เพราะ เครื่องควบคุมการชาร์จแบบ MPPT ช่วยแก้ปัญหาเรื่องความสูญเสียและลดขนาดสายไฟ ระหว่าง แผงโซล่าเซลล์กับแบตเตอรี่ ทั้งนี้เพราะในการติดตั้งใช้งานจริง เพื่อความสวยงามของเสาไฟ แผงโซล่าเซลล์ (ส่วนมากอยู่บนสุดของเสา)กับแบตเตอรี่(อยู่กลางเสาหรือใต้ดิน) อาจอยู่ห่างกันมาก ซึ่งอาจจำเป็นต้องใช้สายไฟขนาดใหญ่เพื่อลดการสูญเสียและไม่ให้เกิดความร้อนในสาย (อ่านเพิ่มเติม MPPT Solar Charge Controller คืออะไร?)

Amp =(Wmp x (Safety Factor 15%))/V

        = (150w x 1.15 )/12V

        = 14.375A

ดังนั้น ควรเลือก Charge Controller ขนาด มากกว่า 14.375 A ในระบบนี้เราเลือกใช้ขนาด 15A ชนิด MPPT

โดยสรุป สำหรับไฟถนนโซล่าเซลล์ขนาด 40w เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างสมบูรณ์และรักษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เราต้องใช้อุปกรณ์ดดังนี้ แผงโซล่าเซลล์ ใช้ชนิดโมโนคลิสตัลไลน์ ขนาด 150w แบตเตอรี่เลือกใช้ชนิด deep cycle Gel ขนาด 85Ah เครื่องควบคุมการชาร์จ เลือกใช้ขนาด 15AMPPT

และหากอ่านแล้วเห็นว่าบทความเนื้อหามีประโยชน์ กรุณา กดlike กดแชร์ ด้านล่าง