Connect with us

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับโซล่าเซลล์

การปรับปรุงประสิทธิภาพ เซลล์แสงอาทิตย์ ด้วย Nanowire Arrays

Published

on

การปรับปรุงประสิทธิภาพ เซลล์แสงอาทิตย์ ด้วย Nanowire Arrays

อิเล็กโทรดใสเป็นส่วนประกอบใน เซลล์แสงอาทิตย์ และการแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ การรวบรวมกระแสไฟฟ้าใน เซลล์แสงอาทิตย์ หรือส่งผ่านกระแสไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้ตัวรวมรวบพลังงาน เป็นสื่อกลางในการรับแสงอาทิตย์เพื่อเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า

โลหะที่ใช้กันเป็นตัวรวบรวม พลังงานแสงอาทิตย์ ต้องมีความทึบแสง ดังนั้นในปัจจุบันจึงใช้โลหะออกไซด์ ส่วนใหญ่เป็นอินเดียมดีบุกออกไซด์โดยเป็นโลหะหายาก เนื่องจากโลหะหายากชนิดเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ทำให้นักวิจัยของ Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) จึงหันมาพัฒนาตาข่ายลวดนาโนโลหะที่มีประสิทธิภาพในการส่งผ่านสูงในเชื่อมต่อไฟฟ้า ใน เซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากเส้นนาโนมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ทำให้มีจุดสัมผัส และใช้วัสดุที่หาได้ทั่วไปในการสร้าง

Nanowire Arrays ยังมีการใช้งานเป็นเมตามิกแบบออปติคัล โดยจะทำจากโลหะและไดอิเล็กทริกที่มีคุณสมบัติทางแสงที่แตกต่างจากโลหะโดยทั่วไป ตัวอย่างเช่นปกติวัสดุจะมีดัชนีการหักเหเป็นบวก แต่ Nanowire Arrays สามารถทำให้มีดัชนีหักเหเป็นลบซึ่งหมายความว่าแสงที่ผ่านจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับที่ปกติจะมองเห็น และสามารถสร้างเป็นเลนส์ที่สมบูรณ์แบบได้ เพื่อทำงานเป็น เซลล์แสงอาทิตย์

เนื่องจาก Nanowire Arrays ควรจะมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นที่ใช้งานได้ การสร้าง Nanowire Arrays ที่ทำงานในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้จึงต้องขนาดของ Nanowire ประมาณ 100 นาโนเมตรหรือน้อยกว่า

“เราได้แสดงให้เห็นถึงวิธีการที่สามารถปรับขนาดได้ในการสร้างอาร์เรย์และตาข่ายโลหะนาโนไวร์บนพื้นที่ตารางเซนติเมตรโดยมีขนาดและรูปทรงเรขาคณิตที่สามารถปรับขนาดได้ต่ำกว่า 100 นาโนเมตร” Anna Hiszpanski นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ LLNL ผู้ตรวจสอบหลักของโครงการกล่าว “เราสามารถผลิต Nanowire Arrays ที่มีขนาดใกล้เคียง หรือเล็กกว่าที่เทคนิคนาโนแบบดั้งเดิมสามารถผลิตได้ และผลิตให้มีขนาดใหญ่เพื่อใช้งานได้จริง”

ในการใช้งานอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส โดยมี Nanowire Arrays เป็นส่วนประกอบ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กระดับนาโนเมตร ทำให้แสงส่องผ่านได้มากขึ้นในขณะที่จำนวนหน้าสัมผัสเพิ่มขึ้น ทำให้ความสามารถในการนำไฟฟ้าระหว่างสายนาโนเพิ่มขึ้น ทำให้ได้พลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้นด้วย

“การสั่งซื้อ Nanowire Arrays เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าระหว่างสายไฟเป็นอะไรสนใจมาก แต่ทำได้ยาก” Hiszpanski กล่าว “เนื่องจากการประกอบของโพลีเมอร์เข้ากับกลุ่มอื่นๆ นั้นทำได้ยาก และการสร้าง Nanowire Arrays ตามความต้องการ วิธีการในการสร้าง Nanowire Arrays ที่สั่งซื้อเหล่านี้สามารถปรับขนาดได้ตามเนื้อแท้ตามพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ได้

ตัวอย่าง การผลิตนาโนแบบดั้งเดิมจะวัสดุที่มีขนาด 100 ตารางไมครอนเมตร แต่ทีมสามารถสร้างรูปแบบนาโนที่มีพื้นที่มากกว่าหนึ่งตารางเซนติเมตร ซึ่งมีพื้นที่ใหญ่กว่าปกติถึงหกเท่า

“ในการใช้ Nanowire Arrays นี้นอกจากในห้องปฏิบัติการ ควรถูกนำมาใช้ในพื้นที่ขนาดใหญ่” ยงฮันนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุของ LLNL ได้กล่าวไว้ เพื่อสู่ลำดับต่อไปคือการเพิ่มการนำไฟฟ้าของ เซลล์แสงอาทิตย์ ด้วย Nanowire Arrays

คำถามที่พบบ่อย

Nanowire Arrays คืออะไร?

Nanowire Arrays คือ เส้นลวดที่จะแทนที่โลหะที่ใช้กันเป็นตัวรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ ต้องมีความทึบแสง ดังนั้นในปัจจุบันจึงใช้โลหะออกไซด์ ส่วนใหญ่เป็นอินเดียมดีบุกออกไซด์โดยเป็นโลหะหายาก เนื่องจากโลหะหายากชนิดเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า โดย Nanowire Arrays จะใช้วัสดุทั่วไปในการสร้าง

Nanowire Arrays ทำอะไรได้อีกนอกจากตัวรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์?

Nanowire Arrays ยังมีการใช้งานเป็นเมตามิกแบบออปติคัล โดยจะทำจากโลหะและไดอิเล็กทริกที่มีคุณสมบัติทางแสงที่แตกต่างจากโลหะโดยทั่วไป ตัวอย่างเช่นปกติวัสดุจะมีดัชนีการหักเหเป็นบวก แต่ Nanowire Arrays สามารถทำให้มีดัชนีหักเหเป็นลบซึ่งหมายความว่าแสงที่ผ่านจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับที่ปกติจะมองเห็น และสามารถสร้างเป็นเลนส์ที่สมบูรณ์แบบได้ เพื่อทำงานเป็น เซลล์แสงอาทิตย์

ข้อดีของการใช้ Nanowire Arrays ในเซลล์แสงอาทิตย์คืออะไร?

การใช้งานอิเล็กโทรดแบบโปร่งใส โดยมี Nanowire Arrays เป็นส่วนประกอบ เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กระดับนาโนเมตร ทำให้แสงส่องผ่านได้มากขึ้นในขณะที่จำนวนหน้าสัมผัสเพิ่มขึ้น ทำให้ความสามารถในการนำไฟฟ้าระหว่างสายนาโนเพิ่มขึ้น ทำให้ได้พลังงานแสงอาทิตย์มากขึ้นด้วย

ใครเป็นคนเริ่มวิจัยเรื่อง Nanowire Arrays?

นักวิจัยของ Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *

การเลือกติดตั้งแผงโซล่าเซลล์

ระบบโซล่าเซลล์ ระบบออนกริด เพื่อใช้ลดค่าไฟจากการไฟฟ้า

Published

on

การใช้งานแผงโซล่าเซลล์ ระบบออนกริด เพื่อใช้ลดค่าไฟจากการไฟฟ้า

การใช้งานแผงโซล่าเซลล์ ระบบออนกริด เพื่อใช้ลดค่าไฟจากการไฟฟ้า

การใช้งานแผงโซล่าเซลล์ ระบบออนกริด เพื่อใช้ลดค่าไฟจากการไฟฟ้า

 

การใช้งานแผงโซล่าเซลล์ ระบบออนกริด เพื่อใช้ลดค่าไฟจากการไฟฟ้า ในบ้านพักอาศัย หลายท่านคงทราบดีว่าระบบนั้นเป็น ระบบแบบต่อเข้ากับระบบสายส่งจากการไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าระบบนี้ จะมี แผงโซลาร์เซลล์ สำหรับกำเนิดไฟฟ้า จ่ายไฟให้กับ กริดไทอินเวอร์เตอร์ แปลงจากไฟกระแสตรง เป็นไฟกระแสสลับ ต่อกับระบบไฟฟ้าภายในบ้าน ร่วมกับระบบไฟจากการไฟฟ้า

จุดเด่นของระบบออนกริด บ้านพักอาศัยที่ติดตั้ง ระบบออนกริด คือ จะมีแหล่งจ่ายไฟจากทั้ง 2 ทาง ทางหนึ่งจากการไฟฟ้า และอีกทางหนึ่งจาก แผงโซลาร์เซลล์ ที่หลังคาบ้านเรา ระบบไฟที่ผลิตได้จะแปลงไฟโดย อินเวอร์เตอร์ และสามารถต่อไฟร่วมกับ ระบบไฟจากการไฟฟ้าได้ ไม่ต้องทำระบบสลับไฟใดๆทั้งสิ้น สามารถใช้กับ อุปกรณ์ไฟฟ้า ได้ทุกชนิด โดยไม่ใช้ แบตเตอรี่ (ไม่ใช้แบตเตอรี่นะคะ ซึ่งหลายคนเข้าใจผิดว่า จะต่อใช้แบตเตอรี่ได้ภายหน้า)

ระบบนี้ไม่ต้องคำนึงว่า ในบ้านเราต้องใช้ไฟฟ้ามากเท่าไหร่ใช้กี่ชั่วโมง ระบบไฟโซลาร์เซลล์ ออนกริด จะช่วยลดค่าไฟลงบางส่วนเท่านั้น ตามกำลังที่ แผงจะผลิตได้ หากใช้ไฟมากกว่า ระบบที่ผลิตได้ จะไปดึงไฟจาก การไฟฟ้า นำมาใช้ ระบบนี้สามารถติดชุดใหญ่ หรือชุดเล็ก ตามงบประมาณที่เรามีได้เลยคะ

อินเวอร์เตอร์ แบบออนกริด จะทำงานเมื่อมีไฟจาก แผงโซลาร์เซลล์ และมีไฟจากการไฟฟ้าเท่านั้น (ดังนั้นจะต้องทำการเชื่อมกับระบบไฟหลวงด้วย) เมื่อเกิดเหตุการณ์ ไฟดับ ไฟตก อินเวอร์เตอร์ จะหยุดทำงานทันที หรือขึ้น waiting เนื่องจากเป็นการป้องกันเจ้าหน้าที่จากการไฟฟ้าเวลาไฟดับแล้วเจ้าหน้าที่การไฟฟ้ามาซ่อมไฟ อาจได้รับอันตรายได้ ไฟฟ้าที่ผลิตได้จาก

ระบบโซลาร์เซลล์ เป็นไฟฟ้าที่ได้มาใช้ฟรี ตอนเย็นใกล้ค่ำโวลท์ของ แผงโซลาร์เซลล์ จะลดลงเรื่อยๆ เมื่อต่ำถึงเกณฑ์ที่กำหนด อินเวอร์เตอร์ จะปิดตัวลงอัตโนมัติ พอรุ่งเช้าของวันใหม่ เมื่อมีแสงอาทิตย์ โวลท์ของ แผงโซลาร์เซลล์ จะค่อยๆสูงขึ้น ทำให้อินเวอร์เตอร์กลับมาทำงานอีกครั้งนึงค่ะ

หลักการคำนวณ การใช้งาน ระบบโซล่าเซลล์ สำหรับบ้านที่อยู่อาศัยทั่วไปนั้น เราจะต้องคำนวณจาก ค่าไฟที่ใช้อยู่เป็นหลัก เช่น ปัจจุบัน ท่านมีคนอาศัยในบ้าน อาจจะเป็นคนแก่ เด็กเล็ก ที่ต้องมีการใช้ไฟฟ้าทั้งวันทั้งคืน และมีการเปิดแอร์ตลอดเวลา ระบบโซล่าเซลล์ ตอบโจทย์ กับผู้ใช้งานตรงนี้ ได้อย่างตรงตัวค่ะ

สำหรับการคำนวณ การใช้งาน แผงโซล่าเซลล์นั้น แผงโซล่าเซลล์ ขนาด 300 วัตต์ สามารถลดค่าไฟได้ ประมาณ 150 บาท ต่อแผ่น ดังนั้น ดังนั้นยกตัวอย่างการใช้งาน ระบบโซล่าเซลล์ ภายในบ้าน กรณีที่ท่านจ่ายค่าไฟฟ้าเดือนละ 3,000 บาท ท่านต้องการลดค่าไฟ จำนวน 1,500 บาทต่อเดือน ท่านจะต้องใช้แผงโซล่าเซลล์จำนวน 10 แผ่น หรือ เป็นระบบขนาด 3 กิโลวัตต์ หรือ ลงทุนประมาณ 120,000 บาท ต่อ 1 ระบบ ซึ่งราคาตลาด สำหรับการลงทุนทั้งระบบนั้น อยู่ที่ประมาณ 40,000 บาท โดยประมาณ อัพเดท 15/5/2562

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับกริดหรือระบบ PV ที่เชื่อมต่อกับกริดคือระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV ที่ผลิตไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกับกริดสาธารณูปโภค ระบบ PV ที่เชื่อมต่อแบบกริดประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์อินเวอร์เตอร์หนึ่งตัวหรือหลายตัวชุดปรับสภาพไฟฟ้าและอุปกรณ์เชื่อมต่อกริด มีตั้งแต่ระบบหลังคาที่อยู่อาศัยขนาดเล็กและเชิงพาณิชย์ไปจนถึงสถานีไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ซึ่งแตกต่างจากระบบไฟฟ้าแบบสแตนด์อะโลนระบบที่เชื่อมต่อแบบกริดแทบจะไม่มีโซลูชันแบตเตอรี่ในตัวเนื่องจากยังมีราคาแพงมาก เมื่อเงื่อนไขถูกต้องระบบ PV ที่เชื่อมต่อแบบกริดจะจ่ายพลังงานส่วนเกินเกินกว่าที่จะใช้โดยโหลดที่เชื่อมต่อไปยังกริดยูทิลิตี้

คำถามที่พบบ่อย

ระบบโซล่าเซลล์ที่ใช้งานร่วมกับการไฟฟ้าคือระบบอะไร?

ระบบออนกริด โดยการผลิตไฟฟ้าระบบนี้ จะมี แผงโซลาร์เซลล์ สำหรับกำเนิดไฟฟ้า จ่ายไฟให้กับ กริดไทอินเวอร์เตอร์ แปลงจากไฟกระแสตรง เป็นไฟกระแสสลับ ต่อกับระบบไฟฟ้าภายในบ้าน ร่วมกับระบบไฟจากการไฟฟ้า

อะไรเป็นจุดเด่นของระบบออนกริด?

จุดเด่นของระบบออนกริด คือเราจะมีแหล่งจ่ายไฟจากทั้ง 2 ทาง ประกอบด้วยจากการไฟฟ้า และอีกทางหนึ่งจาก แผงโซลาร์เซลล์ ที่หลังคาบ้านเรา ระบบไฟที่ผลิตได้จะแปลงไฟโดย อินเวอร์เตอร์ และสามารถต่อไฟร่วมกับ ระบบไฟจากการไฟฟ้าได้ ไม่ต้องทำระบบสลับไฟใดๆทั้งสิ้น สามารถใช้กับ อุปกรณ์ไฟฟ้า ได้ทุกชนิด โดยไม่ใช้ แบตเตอรี่

ข้อจำกัดในการทำงานของอินเวอร์เตอร์ออนกริดคืออะไร?

อินเวอร์เตอร์ แบบออนกริด จะทำงานเมื่อมีไฟจาก แผงโซลาร์เซลล์ และมีไฟจากการไฟฟ้าเท่านั้น (ดังนั้นจะต้องทำการเชื่อมกับระบบไฟหลวงด้วย) เมื่อเกิดเหตุการณ์ ไฟดับ ไฟตก อินเวอร์เตอร์ จะหยุดทำงานทันที หรือขึ้น waiting เนื่องจากเป็นการป้องกันเจ้าหน้าที่จากการไฟฟ้าเวลาไฟดับแล้วเจ้าหน้าที่การไฟฟ้ามาซ่อมไฟ อาจได้รับอันตรายได้ ไฟฟ้าที่ผลิตได้จาก

เราจะคำนวณหากำลังที่เหมาะสมกับระบบออนกริดได้อย่างไง?

หลักการคำนวณ การใช้งาน ระบบโซล่าเซลล์ สำหรับบ้านที่อยู่อาศัยทั่วไปนั้น เราจะต้องคำนวณจาก ค่าไฟที่ใช้อยู่เป็นหลัก เช่น ปัจจุบัน ท่านมีคนอาศัยในบ้าน อาจจะเป็นคนแก่ เด็กเล็ก ที่ต้องมีการใช้ไฟฟ้าทั้งวันทั้งคืน และมีการเปิดแอร์ตลอดเวลา ระบบโซล่าเซลล์ เช่น สำหรับการคำนวณ การใช้งาน แผงโซล่าเซลล์นั้น แผงโซล่าเซลล์ ขนาด 300 วัตต์ สามารถลดค่าไฟได้ ประมาณ 150 บาท ต่อแผ่น ดังนั้น ดังนั้นยกตัวอย่างการใช้งาน ระบบโซล่าเซลล์ ภายในบ้าน กรณีที่ท่านจ่ายค่าไฟฟ้าเดือนละ 3,000 บาท ท่านต้องการลดค่าไฟ จำนวน 1,500 บาทต่อเดือน ท่านจะต้องใช้แผงโซล่าเซลล์จำนวน 10 แผ่น หรือ เป็นระบบขนาด 3 กิโลวัตต์ หรือ ลงทุนประมาณ 120,000 บาท ต่อ 1 ระบบ ซึ่งราคาตลาด สำหรับการลงทุนทั้งระบบนั้น อยู่ที่ประมาณ 40,000 บาท โดยประมาณ
Continue Reading

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับโซล่าเซลล์

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ พลังงานแสงอาทิตย์ สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH

Published

on

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ พลังงานแสงอาทิตย์ สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH

คุณสามารถซื้อเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ พลังงานแสงอาทิตย์ แต่เราน่าจะได้เครื่องชาร์จที่ราคาถูกกว่า และสนุกกว่าหากเราทำด้วยตัวเอง

 

หากคุณคิดเหมือนกัน และคุณชอบใช้เวลาส่วนใหญ่พื้นที่ที่ไม่มีทางชาร์จอุปกรณ์ได้ คุณสามารถไปดูเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ พลังงานแสงอาทิตย์ แต่สำหรับแบรนด์ยอดนิยมสิ่งเหล่านี้อาจมีราคา 100 เหรียญขึ้นไป แล้วทำไมไม่สร้างด้วยตัวเองล่ะ?

 

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ปกติแล้วจะให้แรงดันไฟฟ้า หรือกระแสไฟฟ้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ เพื่อชาร์จ แบตเตอรี่ และทำให้แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เราจึงสามารถชาร์จแบตเตอรี่ด้วยระบบง่ายๆ เพียงแค่ให้แรงดันไฟฟ้ากับแบตเตอรี่ แต่ไม่มีระบบป้องกัน แบตเตอรี่ รวมไปถึงสารเคมีของ แบตเตอรี่ ทุกชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด อัตราการปลดปล่อยตัวเอง ความต้านทานภายใน และวงจรแตกต่างกันออกไป

 

การเลือกแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ เคมีแบบชาร์จได้ทั่วไป 3 ชนิด เรามี ลิเธียมไอออน นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) และนิกเกิลแคดเมียม (NiCd) โดยแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยสำหรับลิเธียมไอออน แตกต่างกันไปตั้งแต่ 3.2 V ถึง 3.7 V, Ni-MH คือ 1.2 V และ NiCd ยังเป็น 1.2 V เนื่องจากอุปกรณ์ใช้แบตเตอรี่ภายอย่าง AA หรือแบตเตอรี่ AAA ถูกแทนที่ด้วยลิเธียมไอออนกันที่ดีกว่าเพราะแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าสองเท่าของแรงดันแบตเตอรี่ AA หรือ AAA ถ้าเราเปรียบเทียบพลังงานของ Ni-MH และ NiCd เราจะพบว่า Ni-MH มีพลังงาน 140-1,000 Wh / L และ NiCd มีพลังงาน 50 – 150 Wh / L ในที่นี้เราจะใช้ Ni-MH เพราะพลังงานที่ดีขึ้น

 

วิธีการชาร์จ แบตเตอรี่

ในการชาร์จ แบตเตอรี่ อย่างรวดเร็ว โดยปกติไมโครคอนโทรลเลอร์จะใช้เพื่อตรวจสอบทั้งแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ หากแรงดันไฟฟ้าเริ่มลดลงแสดงว่าแบตเตอรี่อยู่ในสถานะเกิน แล้วเครื่องชาร์จจะปิดลง หากอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้นอาจจะทำความเสียหายต่อ แบตเตอรี่ หรือสถานะของการชาร์จไฟเกินแล้วที่ชาร์จจะปิดลง

 

การชาร์จ แบตเตอรี่ อย่างช้าๆ โดยใช้ตัวจับเวลาเพื่อปิดเครื่องหลังจาก 12 ถึง 14 ชั่วโมง เพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟมากเกินไปเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ ต้องการให้ แบตเตอรี่ มีความจุขั้นต่ำ แต่ถ้า แบตเตอรี่ มีความจุมากกว่าค่าต่ำสุดที่เครื่องชาร์จได้รับการออกแบบมาก็จะชาร์จไม่เต็ม วิธีแก้ปัญหาง่ายๆ คือใช้ความจุแบตเตอรี่ตามที่เครื่องชาร์จระบุ

 

การชาร์จ แบตเตอรี่ แบบหยด ในการชาร์จแบตเตอรี่เปล่าให้เต็มตามคำแนะนำของ Energizer จะใช้เวลา 60 ชั่วโมง ไม่ค่อยเป็นประโยชน์สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็ม แต่มักใช้เพื่อเป็นการชาร์จสำรอง เมื่อแบตเตอรี่เต็มแล้วจะเริ่มมีการชาร์จแบบหยดเพื่อให้แบตเตอรี่ “ปิดไฟ”

 

อะไรเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ ของเรา หยดจะใช้เวลานานเกินไป เครื่องชาร์จตามเวลายังประสบปัญหาเรื่องพลังงาน และเวลา เนื่องจากเครื่องชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ จะสูญเสียพลังงานตัวจับเวลาจะรีเซ็ตส่งผลให้เกิดการชาร์จไฟเกิน สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มแบตเตอรี่สำหรับตัวจับเวลา อย่างไรก็ตามหากพลังงานของตัวจับเวลาจะยังคงทำงานต่อไป แต่ไม่ได้ชาร์จแบตเตอรี่ส่งผลให้แบตเตอรี่ไม่ได้ชาร์จ เนื่องจากใช้เวลาชาร์จนานของวิธีจับเวลาจึงแทบจะทำให้สูญเสียพลังงาน ดังนั้นวิธีจับเวลาจึงไม่ดีนัก การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกที่ดี แต่เป็นระบบที่ซับซ้อนกว่ามาก จะต้องมีเทอร์มิสเตอร์สำหรับแต่ละช่อง แบตเตอรี่ และอีกอันหนึ่งเพื่อวัดอุณหภูมิโดยรอบ จากนั้นเราต้องวัดแรงดันไฟฟ้าของ แบตเตอรี่ ทุกก้อนและอาจไม่สามารถทำการชาร์จอย่างรวดเร็วได้เนื่องจากข้อ จำกัด ด้านพลังงานจากแผง โซล่าร์เซลล์

 

ทุกวิธีมีข้อจำกัด ดังนั้นแทนที่จะใช้วิธีใดวิธีหนึ่งเหล่านี้เราขอเสนอวิธีที่ใช้ส่วนประกอบของตัวจับเวลา และวิธีไมโครคอนโทรลเลอร์ เราใช้เครื่องเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและป้องกันการชาร์จไฟเกิน แต่ใช้อัตราการชาร์จที่ต่ำของตัวจับเวลาเพื่อป้องกันแบตเตอรี่

 

ออกแบบ

เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมได้ เราจึงขอแนะนำให้ใช้ระบบที่สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิ 70C และ -25C แม้ว่า 70C จะสูงกว่าอุณหภูมิอากาศที่คาดไว้ แต่เครื่องชาร์จอยู่กลางแดดทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์สูงขึ้น และอาจถึงอุณหภูมิที่สูงกว่า 50C ได้อย่างง่ายดาย

 

อย่างแรกเราต้องเลือกแผง โซล่าร์เซลล์ เราเลือกแผง 5 W มีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) 22 V และกระแสลัดวงจร (Isc) 300 mA แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของแผง โซล่าร์เซลล์ นี้ช่วยให้สามารถใช้ชาร์จ แบตเตอรี่ รถยนต์ 12 V นอกจากนี้ยังมีราคาไม่แพงอีกด้วย กระแส 300 mA จำกัด จำนวน แบตเตอรี่ ที่เราสามารถชาร์จพร้อมกันกับ แบตเตอรี่ ขนาดเล็กสองสามก้อน หรือ แบตเตอรี่ ขนาดใหญ่หนึ่งก้อน

 

ความจุหรือฟอร์มแฟคเตอร์ คุณอาจมีฟอร์มแฟคเตอร์ (AA, AAA ฯลฯ ) อยู่ในใจเนื่องจากคุณอาจมีอุปกรณ์เฉพาะที่คุณต้องการชาร์จแบตเตอรี่ ฉันจะออกแบบของฉันสำหรับ 1100 mAh AAA Ni-MH แต่เคมีและความจุเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าจริงๆ ตามหลักทั่วไปแบตเตอรี่ยิ่งมีขนาดใหญ่ความจุก็จะมากขึ้น อย่างไรก็ตามความแตกต่างเล็กน้อยในบรรจุภัณฑ์และเทคโนโลยีหมายความว่า AAA หนึ่งก้อนอาจมีความจุต่างจาก AAA อื่น

 

ตอนนี้เรามีแหล่งพลังงานและแบตเตอรี่สำหรับชาร์จ ดังนั้นเรามาออกแบบที่เหลือกันดีกว่า เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าฉันจะใช้เครื่องเปรียบเทียบหมายความว่า ต้องการแรงดันไฟฟ้าอ้างอิง เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟของเรามีความแปรปรวนสูง จึงเลือกใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 เป็นเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้าทั่วไปใช้งานง่ายราคาไม่แพง และมีอุณหภูมิในการทำงานสูง แรงดันขาออกถูกควบคุมโดยตัวต้านทาน 2 ตัว ใช้ LM317 เพื่อสร้างสาย 12 V ที่ฉันจะใช้เป็น VCC สำหรับวงจรที่เหลือ

 

สำหรับทรานซิสเตอร์สำหรับ LED เราใช้ 2N3904 ตัวปล่อยเชื่อมต่อ กับตัวต้านทาน จำกัด กระแสและ LED เป็นอนุกรม สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า แบตเตอรี่ กำลังชาร์จและเมื่อแบตเตอรี่ของเราเต็ม

 

สำหรับทรานซิสเตอร์ที่ควบคุมกระแส แบตเตอรี่ ใช้ทรานซิสเตอร์กำลัง IRF840 เนื่องด้วยข้อกำหนดและราคาไม่แพง แต่สามารถแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์ที่คุณเลือกได้ ทรานซิสเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยมีตัวต้านทาน จำกัด กระแสและแบตเตอรี่

 

ตอนนี้จะเป็นการชาร์จแบตเตอรี่ของคุณ แต่ฉันตัดสินใจที่จะไปต่ออีกเล็กน้อยและเพิ่มระบบอื่นเพื่อ จำกัด กระแส ฉันเพิ่มทรานซิสเตอร์กำลังอีกตัวและเชื่อมต่อประตูเข้ากับตัวจับเวลา 555 ตัวจับเวลา 555 ได้รับการกำหนดค่าให้มีรอบการทำงาน 80% โดยมีความถี่ 1KHz สิ่งนี้จะ จำกัด กระแสไฟฟ้าโดยเฉลี่ย แต่ยังรับประกันได้ว่า LED ตัวบ่งชี้จะมีช่วงเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะทำงานสว่างเพียงพอที่จะมองเห็นภายใต้ดวงอาทิตย์ที่สว่างจ้า

ฉันสร้างต้นแบบของวงจรบนเขียงหั่นขนมที่มีพื้นที่สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ AAA ก้อนเดียว การไหลของกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยตามเวลาไปยังแบตเตอรี่วัดได้ที่ 90 mA ในวันฤดูหนาวที่มีแดดจัด ฉันปลดแบตเตอรี่ออกแล้วชาร์จแบตเตอรี่สี่ก้อนด้วยเครื่องชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ จากนั้นชาร์จสี่ก้อนด้วยเครื่องชาร์จเชิงพาณิชย์ที่ผลิตโดย Duracell วัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อนเพื่อทำการเปรียบเทียบที่ จำกัด

 

แรงดันไฟฟ้าของ แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ Solar Charger มีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย 1274mV และแบตเตอรี่ Duracell Charger มีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย 1295mV แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเล็กน้อยไม่น่าแปลกใจเพราะเครื่องชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ ได้รับการออกแบบมาเพื่อสิ้นสุดรอบการชาร์จ 30mV ภายใต้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด ตอนนี้คุณมีการออกแบบที่สมบูรณ์สำหรับเครื่องชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ ของคุณเองแล้ว

คำถามที่พบบ่อย

ชาร์จแบตเตอรี่ทำอย่างไง?

การทำงานของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่โดยปกติแล้วจะให้แรงดันไฟฟ้า หรือกระแสไฟฟ้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่ เพื่อชาร์จ แบตเตอรี่ และทำให้แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เราจึงสามารถชาร์จแบตเตอรี่ด้วยระบบง่ายๆ เพียงแค่ให้แรงดันไฟฟ้ากับแบตเตอรี่

ชนิดของแบตเตอรี่ที่ชาร์จได้มีอะไรบ้าง?

แบตเตอรี่ เคมีแบบชาร์จได้ทั่วไป 3 ชนิด เรามี ลิเธียมไอออน นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) และนิกเกิลแคดเมียม (NiCd)

ระบบในการชาร์จแบตเตอรี่ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอย่างไง?

ระบบในการชาร์จด้วยพลังงานอาทิตย์นั้นมีการ ประกอบของตัวจับเวลา และวิธีไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อใช้เครื่องเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและป้องกันการชาร์จไฟเกิน แต่ใช้อัตราการชาร์จที่ต่ำของตัวจับเวลาเพื่อป้องกันแบตเตอรี่

ในการชาร์จแบตเตอรี่ต้องทำงานในอุณหภูมิเท่าไร?

เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมได้ เราจึงขอแนะนำให้ใช้ระบบที่สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิ 70C และ -25C แม้ว่า 70C จะสูงกว่าอุณหภูมิอากาศที่คาดไว้ แต่เครื่องชาร์จอยู่กลางแดดทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์สูงขึ้น และอาจถึงอุณหภูมิที่สูงกว่า 50C ได้อย่างง่ายดาย เพื่อเป็นการเป็นยึดอายุการใช้งาน
Continue Reading

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับโซล่าเซลล์

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ Solar Inverter 12V

Published

on

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ Solar Inverter 12V

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ พลังงานแสงอาทิตย์ แบบประหยัดพลังงาน คืออุปกรณ์ที่แปลง พลังงานแสงอาทิตย์ ไปเติม แบตเตอรี่ 12 โวลต์ มีระบบตัดไฟอัตโนมัติเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม โดยทำงานกับแผงโซลาร์เซลล์ 24 โวลต์เป็นอินพุต

 

วงจรใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผัน IC LM 317 เพื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตให้คงที่ประมาณ 16 โวลต์ ตัวต้านทานตัวแปร VR ควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาออก เมื่อแผง โซล่าร์เซลล์ สร้างกระแส D1 ไปข้างหน้าอคติและ Regulator IC กระแสอินพุต แรงดันขาออกขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของ VR และกระแสไฟขาออกจะถูกควบคุมโดย R1 กระแสนี้ผ่าน D2 และ R3 เมื่อแรงดันเอาต์พุตสูงกว่า (ตามที่กำหนดโดย VR) 16 โวลต์ซีเนอร์ไดโอด ZD2 จะดำเนินการและให้แรงดันไฟฟ้า 15 โวลต์ที่เสถียรสำหรับการชาร์จ

 

กระแสไฟชาร์จขึ้นอยู่กับ R1 และ R3 จะมีกระแสไฟฟ้าประมาณ 250 ถึง 300 mA สำหรับการชาร์จ ไฟ LED สีเขียวแสดงสถานะการชาร์จ เมื่อ แบตเตอรี่ มีแรงดันไฟฟ้าเต็มที่ประมาณ 13 โวลต์ซีเนอร์ไดโอด ZD1 จะดำเนินการและอคติไปข้างหน้า T1

 

สิ่งนี้จะระบายกระแสไฟฟ้าขาออกจาก IC ควบคุมผ่าน T1 และ กระบวนการชาร์จจะหยุดลง เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่า 12 โวลต์ ZD1 จะปิดและการชาร์จ แบตเตอรี่ จะเริ่มขึ้นอีกครั้ง

แผนผังวงจรเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ โซลาร์อินเวอร์เตอร์

Solar Inverter Battery Charger Circuit Schematic

 

ตัวอย่างเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ LM317 เอกสารข้อมูลสินค้า

เชื่อมต่อวงจรกับแผง โซล่าร์เซลล์ และวัดแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสูงกว่า 18 โวลต์ เชื่อมต่อวงจรกับ แบตเตอรี่ ด้วยขั้วที่ถูกต้องและปรับ VR จนถึงไฟ LED การนำของ ZD2 และแรงดันขาออก ใช้ฮีตซิงก์สำหรับ LM317 และ TIP 122 เพื่อกระจายความร้อน

 

หมายเหตุ: วงจรเดียวกันสามารถแก้ไขได้สำหรับการชาร์จ แบตเตอรี่ ประเภทต่างๆ การปรับเปลี่ยนของ ZD1 และ ZD2 เลือกค่า ZD2 สำหรับแรงดันไฟฟ้าเอาพุต และ ZD1 สำหรับตัดระดับแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ 6 โวลต์ ZD1 ควรเป็น 6.1 โวลต์และ ZD2 6.8 โวลต์ สำหรับ แบตเตอรี่ มือถือ ZD1 ควรเป็น 4.7 โวลต์และ ZD2 5.1 โวลต์ ส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดยังคงเหมือนเดิม

คำถามที่พบบ่อย

เราใช้อะไรในการชาร์จแบตเตอรี่ในระบบโซล่าเซลล์?

อุปกรณ์ที่ใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่นั้นก็คือ อินเวอร์เตอร์ หลายครั้งเราก็เรียกรวมๆ ว่าระบบที่นำอินเวอร์เตอร์มาใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ว่าเครื่องชาร์จแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ในระบบโซล่าเซลล์คืออะไร?

เครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ ก็คือการนำ อินเวอร์เตอร์ พลังงานแสงอาทิตย์ แบบประหยัดพลังงาน ที่เป็นอุปกรณ์ที่แปลง พลังงานแสงอาทิตย์ ส่งไปเติม แบตเตอรี่ 12 โวลต์ และต่อเข้าระบบตัดไฟอัตโนมัติเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม โดยทำงานกับแผงโซลาร์เซลล์ 24 โวลต์เป็นอินพุต

เราใช้อะไรในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า?

เราประกอบอินเวอร์เตอร์เข้ากับวงจรตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผัน IC LM 317 เพื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตให้คงที่ประมาณ 16 โวลต์ ตัวต้านทานตัวแปร VR ควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาออก

ทำไมต้องควบคุมแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่?

แรงดันไฟฟ้านั้นมีผลต่อการทำงานของการชาร์จแบตเตอรี่ เพราะแรงดันที่สูงเกินไปจะทำให้แบตเตอรี่เสื่่อมสภาพ เนื่องจากความร้อนในการชาร์จ
Continue Reading

Trending