การติดตั้งโซล่าเซลล์ และระบบการทำงานของเครื่องควบคุมไฟฟ้า

 การติดตั้งโซล่าเซลล์ และระบบการทำงานของเครื่องควบคุมไฟฟ้า

 

               การผลิตกระแสไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์ แน่นอนว่าจะต้องมีชุดโซล่าเซลล์ที่มีเครื่องมือครบถ้วนเสียก่อน จึงจะทำให้แผงหลังคาโซล่าเซลล์ของคุณทำงานได้ โดยจุดเริ่มต้นจะอยู่ที่แสงของดวงอาทิตย์อย่างที่ทราบกันดีว่า คือ พลังงานหลักที่จำเป็นต่อระบบโซล่าเซลล์ ไม่ว่าแผงโซล่าเซลล์ของคุณนั้นจะอยู่ภายใต้ระบบการทำงานที่มีความต้องการแบบใดก็ตาม เพราะโซล่าเซลล์แต่ละรุ่นจะขึ้นอยู่กับความพึงประสงค์ของผู้ใช้งาน หรือเจ้าของบ้าน ว่าจะต้องการให้โซล่าเซลล์ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าปกติ หรือว่าจะต้องการใช้ระบบโซล่าเซลล์แบบเก็บสำรองพลังงานแสงอาทิตย์ โดยสำรองไฟไว้ที่ตัวแบตเตอรี่ ซึ่งจะสามารถเก็บไฟไว้ใช้ได้ตลอด 24 ชม. ส่วนไฟฟ้าที่ผลิตได้ที่เหลือจะนำส่งออกเพื่อคืนเข้าสู่การไฟฟ้าแบบปกติ เหมือนกันกับระบบติดตั้งโซล่าเซลล์ออนกริด ที่ยังคงต้องพึ่งพาไฟฟ้าในระบบเดิมอยู่ แม้ว่าจะมีโซล่าเซลล์เข้ามาช่วยแล้วในการทำให้ไฟฟ้าจ่ายตรงเข้าสู่บ้านตอนที่แผงโซล่าเซลล์กำลังทำงาน ภายใต้เงื่อนไขของแสงอาทิตย์อันเป็นวัตถุดิบหลักของการผลิตไฟฟ้าผ่านแผงพลังงานโซล่าเซลล์

 

ในการทำงานของแผงโซล่าเซลล์นั้นจะเริ่มแรกที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์รับพลังงานแสงแดดมา จากนั้นจึงแปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรง DC ให้เป็นกระแสสลับ AC จากนั้นจึงค่อยชาร์จไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่ โซล่าเซลล์ ซึ่งเครื่องมือที่จะช่วยชาร์จแบตให้ได้ ก็จะต้องมีตัวควบคุมการชาร์จประจุไฟ โซลาร์ ชาร์เจอร์ คอนโทรลเลอร์ อยู่ด้วย ส่วนหนึ่งก็เพื่อไม่ให้ระบบแบตเตอรี่เกิดความเสียหาย และเพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ไม่ให้เสื่อมสภาพเร็วได้ด้วย

 

คอนโทรลเลอร์ชาร์จเจอร์โซล่าเซลล์ ถือเป็นอีกหนึ่งในชุดโซล่าเซลล์ที่สำคัญในการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ ดังนั้น การเลือกซื้อตัวควบคุมชาร์จแบตจึงต้องดูให้ดีเสียก่อน ขนาดของคอนโทรลชาร์จเจอร์ต้องเหมาะสมกับแผงเซลล์และขนาดของแผงโซล่าเซลล์ โดยควรวัดจากค่าไฟที่แผงโซล่าเซลล์จะผลิตได้ให้สมดุลกับกำลังไฟของตัวคอนโทรลเลอร์ เพราะว่า คอนโทรลชาร์จเจอร์โซล่าเซลล์ ที่มีกระแสสูงหน่อยราคาก็จะสูงตามไปด้วย แต่ตัวกระแสต่ำราคาจะถูกกว่า และเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องควบคุมการชาร์จ คอนโทรลเลอร์ ชาร์จเจอร์ แบตเตอรี่ โซลาร์ สำหรับเก็บพลังงานที่ชาร์จ เกิดขัดข้องหรือเสียหายขึ้นมาได้ ก็ควรที่จะเลือกซื้ออุปกรณ์โซล่าเซลล์ให้สอดคล้องกัน มีขนาดใกล้เคียงกัน โดยให้คอนโทรลชาร์จเจอร์มีขนาดเหมาะกับ ‘แรงดันระบบ’ ที่จะใช้งานกับแผงโซล่าเซลล์

 

ขั้นตอนการประจุแบตเตอรี่ ในคอนโทรลเลอร์ชาร์จเจอร์

 

ชาร์จคอนโทรล หรือ คอนโทรลเลอร์ชาร์จเจอร์ โซล่าเซลล์ มีหน้าที่ปกป้องไม่ให้เกิดการ Over Charge กับแบตเตอรี่ หรือแบตเตอรี่เกิดความเสียหายอันเป็นต้นตอที่จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพในแบตเตอรี่โซล่าเซลล์ได้ นั่นเอง

 

-        PWM โซลาร์ชาร์จเจอร์ (Pulse Width Modulation) 

 

การชาร์จประจุไฟฟ้าจะใช้การชาร์จไฟฟ้าในช่วงสั้น ๆ มีไมโครคอนโทรลเลอร์คอยควบคุมการทำงานในตอนที่ประจุแบตเตอรี่ในการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า และตรวจสอบกระแสไฟฟ้าทั้งก่อนและหลังการประจุแบตเตอรี่รวมทั้งคอยตรวจอุณหภูมิของแบตเตอรี่โซล่าเซลล์ด้วย ซึ่งถือว่าเป็นฟังก์ชั่นไว้คอยสอดส่องอุณหภูมิของแบตให้คงที่ เพราะแบตเตอรี่หากอุณหภูมิสูงไปก็อาจจะเกิดความเสี่ยงขึ้นได้ แต่เมื่อเวลาแบตใกล้เต็มแล้วมันทำงานตามค่าวัดของตัวมันเอง (ไฟเต็ม ไฟกลาง ไฟน้อย หรือใกล้หมด) ทำให้มันประจุแบตเตอรี่บ้างไม่ประจุบ้าง การเก็บพลังงานจึงมักไม่ค่อยจะคงที่เท่าไหร่นัก แต่ตัวประจุตัวนี้จะมีการแสดงสถานะในการทำงานของตัวมันเองในการชาร์จเจอร์ให้แบตเตอรี่ของเรา ได้แก่ ระดับการเก็บประจุแบตเตอรี่ การทำงานของแผงโซล่าเซลล์ ระบบการตัดไฟอัตโนมัติในขณะที่แบตเตอรี่ใกล้จะหมดเพื่อป้องกันแบตเตอรี่เสื่อมสภาพเพราะไฟฟ้าเกินใช้งาน Over Discharge Protection ตัวชาร์จเจอร์คอนโทรลเลอร์จะมีขนาดเล็ก

 

-        MPPT โซลาร์ชาร์จเจอร์ (Maximum Power Point Tracking)

 

อุปกรณ์ควบคุมการชาร์จเจอร์แบตเตอรี่รูปแบบที่คำนวณหาจุดกำลังสูงสุด มีการปรับแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมกระแสไฟฟ้าตรง และสลับ (DC to DC Converter) เพื่อคำนวณออกมาให้เหมาะสมที่สุดในบรรดาพลังงานที่เหลืออยู่ในแบตเตอรี่สำหรับการชาร์จเจอร์ จะมีการควบคุมการตรวจสอบทำงานของแผงโซล่าเซลล์ผ่านตัว CPU ไมโครคอนโทรลเลอร์และตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าทางด้านเอาท์พุท ที่จะคอยตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าผ่านวงจร BUCK BOOST CONVERTER ทำหน้าที่ควบคุมในการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าขณะทำการประจุแบตเตอรี่ สำหรับคอนโทรลชาร์จเจอร์ MPPT นั้นแสดงค่าสถานะแรงกำลังไฟฟ้าแบบ LED หรือ LCD ของตัวแผงโซล่าเซลล์ให้ด้วย

 

ยิ่งไปกว่านั้น ข้อดีของตัวโซล่าชาร์จเจอร์คอนโทรลนี้ ไม่ว่าจะเป็นระบบ PWM หรือ MPPT ทั้ง 2 ระบบ นอกจากทำงานกับแผงโซล่าเซลล์และชุดอุปกรณ์โซล่าเซลล์แล้ว ยังนำมาชาร์จกับโทรศัพท์มือถือผ่าน USB Port ได้อีกต่างหาก เพียงแต่ต้องดูจากรุ่นที่ใช้ของ คอนโทรลเลอร์ชาร์จเจอร์สำหรับโซล่าเซลล์แต่ละยี่ห้อ เลือกซื้อได้ตามราคาและคุณภาพของอุปกรณ์

 

แน่นอนว่าแผงโซล่าเซลล์ไม่อาจทำงานได้หากว่าไม่มีแสงอาทิตย์เป็นตัวแปรสำคัญ ดังนั้น โซล่าเซลล์ตั้งแต่ยุคแรก ๆ จึงไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในตอนกลางคืน ที่ไม่มีแสงสว่างหรือมีแสงแดดมาตกกระทบลงบนผิวของแผ่นเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งแผงเซลล์ที่ตั้งวางในมุมตั้งฉากกับแสงแดดจะถือได้ว่าเป็นการวางพาแนลที่ดีต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ ในฐานะการตั้งวางแผงไว้บนที่ราบโล่ง หรือผู้ที่ต้องการจะให้แผงโซล่าเซลล์ คือ ประเด็นสำคัญสูงสุดต่อการทำธุรกิจเพื่อผลิตพลังงานส่งออกให้สู่ภาคการบริโภคไฟฟ้าทั้งในภาคอุตสาหกรรม และภาคการอยู่อาศัย เพราะโซล่าเซลล์ คือ รูปแบบการผลิตกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมกับทุกรูปแบบของสถานที่ใดสถานที่หนึ่ง