9 เม.ย. 2021 เวลา 09:40 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ระบบโซล่าฟาร์ม (Solar farm)
SOLAR FARM
โซล่าฟาร์มหรือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์นั้น แตกต่างจากโซล่าเซลล์ที่ใช้ตามบ้าน โดยระบบโซล่าฟาร์มเป็นระบบประเภทออนกริด (on-grid) เพื่อขายไฟให้กับการไฟฟ้า ซึ่งโซล่าเซลล์ตามบ้านนั้นส่วนใหญ่จะเป็นระบบออฟกริด(off-grid) ปัจจุบันโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าฟาร์มนั้นเป็นธุรกิจพลังงานชนิดหนึ่งประเภทธุรกิจโรงไฟฟ้าที่ขายไฟให้กับการไฟฟ้า
POWER PLANT
ขนาดของธุรกิจโรงไฟฟ้า
โดยปัจจุบ้นการแบ่งผู้ผลิตไฟฟ้า มี 3 แบบ คือ
1. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายใหญ่ (Independent Power Producer-IPP)
ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระจะเป็นผู้ผลิตเอกชนที่ใช้พลังงานเชิงพาณิชย์ ในการผลิตไฟฟ้า เช่น ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน โดยมีกำลังการผลิตค่อนข้างสูงเพื่อให้มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์
2. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก (Small Power Plant - SPP)
ผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าที่ขายเข้าระบบ 10-90 เมกะวัตต์
3. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็กมาก (Very Small Power Plant - SPP)
ผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนขนาดเล็กมาก ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าที่ขายเข้าระบบต่ำกว่า 10 เมกะวัตต์ เช่นผู้ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน
ส่วนประกอบหลักๆ ของระบบโซล่าฟาร์ม
โดยส่วนประกอบหลักทั้งหมด 3 ส่วน
1. ชุดแผงโซล่าเซลล์
ในระบบโซล่าฟาร์มนั้นแผงโซล่าเซลล์นั้นจะมีจำนวนมาก ซึ่งจะใช้ขนาดแผงที่มีกำลังมากๆ เพื่อลดจำนวนพื้นที่ในการติดตั้ง แผงที่ใช้เช่น ขนาด 500W 630W เป็นต้น
แผงโซล่าเซลล์ทำงานโดยเมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงก็จะเปลี่ยนเป็นพาหะนำไฟฟ้า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้าบวกและลบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของโซล่าเซลล์ เมื่อนำขั้วไฟฟ้าของโซล่าเซลล์ต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง
2. อินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสไฟฟ้าตรงเป็นกระแสไฟฟ้าสลับในการแปลงดังกล่าว จะเกิดการสูญเสียขึ้นเสมอโดยทั่วไป ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์มีค่าประมาณร้อยละ 85-90 หมายความว่าถ้าต้องการใช้ไฟฟ้า 85-90 วัตต์เราควรเลือกใช้อินเวอร์เตอร์100 W เป็นต้น ในระบบโซล่าฟาร์มการใช้งานเราควรติดตั้งอินเวอร์เตอร์ในที่ร่มอุณหภูมิไม่เกิน 40 C°ความชื้นไม่เกินร้อยละ 60อากาศระบายได้ดี ไม่มีสัตว์เช่น หนู งู มารบกวน และมีพื้นที่ให้บำรุงรักษาได้เพียงพอ
INVERTER
ซึ่งอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบโซล่าฟาร์มนั้นเป็น central inverter ซึ่งเป็นการเรียกชื่ออินเวอร์เตอร์ที่ มีขนาดใหญ่กำลังมากๆ ซึ่งจะเป็นต่อการใช้ในระบบโซล่าฟาร์มขนาดใหญ่ เช่น ขนาดกำลัง 500 kW 630 kW เป็นต้น
CENTER INVERTER
3. หม้อแปลงกำลัง
เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญอีกชิ้นหนึ่งในโซล่าฟาร์ม ซึ่งใช้ในการส่งผ่านกำลังไฟฟ้าจากวงจรไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกวงจรโดยอาศัยหลักการของแม่เหล็กไฟฟ้า โดยปกติจะใช้เชื่อมโยงระหว่างระบบไฟฟ้าแรงสูงและไฟฟ้าแรงต่ำ เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ระดับแรงดันเดียวกัน
หลักการทำงาน
เมื่อขดลวดปฐมภูมิได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ จะทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นตามกฎของฟาราเดย์ ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำนี้ขึ้นอยู่กับ จำนวนรอบของขดลวด พื้นที่แกนเหล็ก และความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดจะทำให้มีเส้นแรงแม่เหล็กในขดลวด เส้นแรงแม่เหล็กนี้เปลี่ยนแปลงตามขนาดของรูปคลื่นไฟฟ้าที่ได้รับ เส้นแรงแม่เหล็กเกือบทั้งหมดจะอยู่รอบแกนเหล็ก เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กผ่านขดลวด จะทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมินี้
ขั้นตอนลักษณะการออกแบบระบบโซล่าฟาร์ม
ในประเทศไทยนั้นเป็นการออกแบบโซล่าฟาร์ม จะออกแบบในลักษณะที่เรียกว่า Undersize inverter design เนื่องจากอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมรอบๆ หรืออุณหภูมิโดยทั่วไปมากกว่า 25 องศาเซียลเซียส ดังนั้นจึงมีปัจจัยในด้านอุณหภูมิที่ทำให้ประสิทธิภาพจากแผงลดลง
ไดอะแกรมการออกแบบระบบโซล่าฟาร์ม
1. ต้องวางไดอะแกรมการออกแบบโซล่าฟาร์มเพื่อคำนวณกำลังให้สอดคล้องกับกำลังการผลิตที่ต้องการ โดยเริ่มจากแผงโซล่าเซลล์นั้นคำนวณจำนวนแผงที่ได้โดยนำกำลังการผลิตมาหารกับกำลังของแผง
2. อินเวอร์เตอร์ จากไดอะแกรมนั้นก่อนเข้าถึงตัวอินเวอร์เตอร์นั้น เกิดความสูญเสียระหว่างสายและประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์รวมกันประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นกำลังเอาท์พุตที่เป็นด้านกระแสสลับ จะเหลือ 80 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับกำลังของชุดแผง 100 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นขนาดของอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจึงเท่ากับ 0.8 เท่าของกำลังแผงทั้งหมด
Feedback Loop of Solar Inverter
Feedback Loop of Solar Inverter
ส่วนจำนวนอินเวอร์เตอร์นั้นต้องพิจารณาการต่อของชุดแผงด้วยซึ่งแรงดันและกระแสที่ได้ต้องสอดคล้องกับอินเวอร์เตอร์ต้องคำนวณออกมาจากข้อมูลทาง datasheet จึงจะทำให้ทราบจำนวนอินเวอร์เตอร์
3. หลังจากออกอินเวอร์เตอร์แล้ว แรงดันเอาท์พุตด้านกระแสสลับของอินเวเอร์เตอร์นั้นยังไม่ตรงกับระดับแรงดันของการไฟฟ้า ดังนั้นจึงต้องมีหม้อแปลงแปลงแรงดันให้อยู่ระดับเดียวกับการไฟฟ้าเพื่อขายให้กับการไฟฟ้า ขนาดของหม้อแปลงต้องมากกว่าหรือเท่ากับกำลังของแผงทั้งหมด
โฆษณา