PowerPoint พลังงานแสงอาทิตย์

โครงงานพลังงานทดแทน

เรื่อง พลังงานไฟฟาจากพลังงานแสงอาทิตย

นายจักรกริช นุกิจรัมย เลขที่ 1

นางสาวจิตรานุช สายบุตร เลขที่ 11

นางสาวนิษาลักษณ สายแกว เลขที่ 15

โครงงาน เรื่อง พลังงานไฟฟาจากพลังงานแสงอาทิตย

จัดทําโดย

นางสาวนิษาลักษณ สายแกว เลขที่ 15

นางสาวรุจิรดา โกติรัมย เลขที่ 26

นางสาวนิตยา เจริญรัมย เลขที่ 33

ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 6/5

เสนอ

คุณครพูิทักษฉัตร เทพราชา

พลังงานไฟฟาจากพลังงานแสงอาทติยพลังงานไฟฟาจากพลังงานแสงอาทติย

สถานการณพลังงานของโลก

ส ถ า น ก า ร ณ โ ล ก ป จ จุ บั น กํ า ลั ง เ ผ ชิ ญ กั บ ป ญ ห า ด า นทรัพยากรธรรมชาติที่ลดนอยลง โดยเฉพาะวิกฤติพลังงาน

ในกลางศตวรรษที่ 20 ถึงปจจุบันพลังงานหลักที่ใชในกิจกรรมในกลางศตวรรษที่ 20 ถึงปจจุบันพลังงานหลักที่ใชในกิจกรรมตางๆลวนมาจากน้ํามันและแกสธรรมชาติ แตเนื่องจากมีการพยากรณไววาประมาณอีก 50 ปปริมาณน้ํามันจะลดลงและน้ํามันจะเปนพลังงานราคาแพงจนไมคุมที่จะเปนพลังงานหลักในการผลิตสินคาอีกตอไป ทําใหตองหาแหลงพลังงานใหมที่ราคาถูกกวามาใชแทนน้ํามัน

การคาดการณพลงังานสํารอง

พลังงานสํารองทั่วโลก พลังงานสํารองในประเทศไทย

น้ํามัน 41 ป น้ํามัน -น้ํามัน 41 ป น้ํามัน -

กาซธรรมชาติ 63 ป กาซธรรมชาติ 19 ป

ถานหิน 150 ป ถานหิน 61 ป

ชวงเวลา 40 ปที่ผานมาการผลิตไฟฟาดวยน้ํามันและพลังน้ํามีสัดสวนลดลง เนื่องจากขอจํากัดของแหลงพลังงานและราคาที่สูงขึ้น

2%

ปจจุบัน

ถานหิน1%

ป พ.ศ. 2516

ถานหิน40%

7%

19%

16%16% 2% ถานหิน

น้ํามัน

กาซธรรมชาติ

นิวเคลียร

พลังน้ํา

อื่นๆ

38%

25%12%

3%21%

1% ถานหิน

น้ํามัน

กาซธรรมชาติ

นิวเคลียร

พลังน้ํา

อื่นๆ

ประเทศไทยตองพึ่งพาการนําเขาพลังงานจากตางประเทศเปนหลัก โดยมีสัดสวนการนําเขาน้ํามันถึง 80% ของปริมาณการใชน้ํามันทั้งหมดและมีแนวโนมสูงขึ้นอีกเพราะไมสามารถผลิตปโตรเลียมในประเทศ ไดทันกับความตองการ

สัดสวนการนําเขาพลังงาน/ผลิตในประเทศ

0% 20% 40% 60% 80% 100%

น้ํามันดิบ

น้ํามันสําเร็จรูป

กาซธรรมชาติ

ถานหิน

ไฟฟา

ผลิตในประเทศ

นําเขา

พลังงานทดแทน

พลังงานทดแทน หมายถึง พลังงานที่นํ ามาใชแทนน้ํ ามันเชื้อ เพลิงได สามารถแบงตามแหลงที่มาได 2 ประเภท คือ

• พลังงานทดแทนจากแหลงที่ใชแลวหมดไป หรือ พลังงานสิ้นเปลือง

• พลังงานทดแทนจากแหล่งที�ใช้แล้วหมุนเวียนมาใช้ได้ หรือ

พลังงานทดแทน

หมดไป หรือ พลังงานสิ้นเปลือง เชน ถานหิน กาซธรรมชาติ นิวเคลียร หินน้ํามัน เปนตน

แล้วหมุนเวียนมาใช้ได้ หรือ พลังงานหมุนเวียน เช่น แสงอาทติย์ ลม นํ �า เป็นต้น

พลังงานแสงอาทิตย

พลังงานแสงอาทิตย

พลังงานแสงอาทิตย เปนพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ไดตามธรรมชาติ เปนพลังงานที่สะอาด และเปนพลังงานที่มีศักยภาพสูง แบงได 2 รูปแบบการใชงาน คือ

• การใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิต • การใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิต• การใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิตกระแสไฟฟา

• การใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิตความรอน

พลังงานแสงอาทิตย

การใชแสงอาทิตยเพื่อผลิตกระแสไฟฟา การใชแสงอาทิตยเพื่อผลิตความรอน

• เซลลแสงอาทิตยแบบอิสระ (PV Stand-alone system)

• เซลลแสงอาทิตยแบบตอกับระบบ

• การผลิตน้ํารอนดวยแสงอาทิตยมี 3 ชนิด

- การผลิตน้ํารอนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติ

- การผลิตน้ํารอนชนิดใชปมน้ําหมุนเวียน• เซลลแสงอาทิตยแบบตอกับระบบจําหนาย (PV Grid connected system)

• เซลลแสงอาทิตยแบบผสมผสาน (PV Hybrid system)

- การผลิตน้ํารอนชนิดใชปมน้ําหมุนเวียน

- การผลิตน้ํารอนชนิดผสมผสาน

• การอบแหงดวยแสงอาทิตย มี 3 ลักษณะ

- การอบแหงระบบ Passive

- การอบแหงระบบ Active

- การอบแหงระบบ Hybrid

Solar cell

เซลลแสงอาทิตย(Solar cell ) เปนสิ่งประดิษฐที่สรางจากสารกึ่ งตัวนําซึ่ งสามารถเปลี่ยนสารกึ่ งตัวนําซึ่ งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยใหเปนพลังงานไฟฟาไดโดยตรงและไฟฟาที่ไดนั้นจะเปนไฟฟากระแสตรง

หลักการทํางานและการใชงานทั่วไปของเซลลแสงอาทิตย

- โครงสรางของเซลลแสงอาทิตย ไดแก รอยตอพีเอ็นของสารกึ่งตัวนําพวกซิลิกอน

- นําเซลลแสงอาทิตยมาผานกระบวนการแพรซึมสารเจือปนในเตาอุณหภูมิสูง เพื่อสรางรอยตอ สารเจือปนในเตาอุณหภูมิสูง เพื่อสรางรอยตอ P – N ที่หนาที่สรางสนามไฟฟาภายในเซลล

- เมื่อแสงอาทิตยตกกระทบจะเกิดการสรางพาหะนําไฟฟาอิเล็กตรอนและโฮล รอยตอ P–N จะนําอิเล็กตรอนไหลไปที่ขั้วลบและนําไฟฟาชนิดโฮลไหลไปที่ขั้วบวก จึงเกิดแรงดันไฟฟาแบบกระแสตรงขึ้นที่ขั้วทั้งสอง

หลักการทํางานและการใชงานทั่วไปของเซลลแสงอาทิตย(ตอ)

- เ ซ ล ล แ ส ง อ า ทิ ต ย เ ส น ผ า นศูนยกลาง 5 นิ้วใหกระแสไฟฟาลั ดวงจร 3 แอมแปร และใหแรงดันไฟฟาวงจรเปด 0.5 โวลต แรงดันไฟฟาวงจรเปด 0.5 โวลต ถาตองการใหไดกระแสไฟฟามากๆก็ทําไดโดยการนําเซลลมาตอขนานกันหรือถาตองการใหไดแ ร งดั นสู งๆก็ นํ า เซลล มาต ออนุกรมกัน

หลักการทํางานและการใชงานทั่วไปของเซลลแสงอาทิตย(ตอ)

- กร ะแส ไฟฟ าที่ ไ ด จ าก เซลลแสงอาทิตยเปนกระแสตรง ถาตองการนําไปจายไฟฟาใหกับตองการนําไปจายไฟฟาใหกับอุปกรณ ไฟฟากระแสสลับตองตอเซลลกับอินเวอรเตอร ซึ่งเปนอุปกรณเปลี่ยนไฟฟากระแสตรงใหเปนกระแสสลับ

หลักการทํางานและการใชงานทั่วไปของเซลลแสงอาทิตย(ตอ)

- ถาจายไฟฟาใหเฉพาะเครื่องใชไฟฟากระแสตรงในเวลากลางวัน สามารถตอเซลลแสงอาทิตยกับเครื่องใชไฟฟากระแสตรงไดเลย

- ถาจายไฟฟาใหกับเครื่องใชไฟฟากระแสสลับในเวลากลางวัน ตองมีอินเวอรเตอรดวย

- ถาตองการใชไฟฟาในเวลากลางคืนดวยจะตองมีแบตเตอรี่เขามาใชในระบบดวย

สถานะภาพระบบเซลลแสงอาทิตยของโลก

120

140

160

)

ปริมาณใชงานของแผงเซลลแสงอาทิตย(ทั่วโลก)

0

20

40

60

80

100

120

1970 1980 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000

ปริมา

ณใช

งาน(

เมกะ

วัตต)

ป

ปริมาณใชงานของแผงเซลลแสงอาทิตย(ทั่วโลก)

สถานะภาพระบบเซลลแสงอาทิตยของประเทศไทย

สัดสวนการใชงานเซลลแสงอาทิตยในประเทศไทย

ระบบคมนาคม ระบบประจุแบตเตอรี่ใหหมูบานหางไกล

ระบบสูบน้ําในหมูบานหางไกล ระบบสอนหนังสือทางไกล

ระบบผลิตไฟฟาผสมผสานในพื้นที่หางไกล ระบบผลิต/จําหนายไฟฟาเขาสูสายสง

36%

33%

19%

2% 1% 5% 4%

ระบบผลิตไฟฟาผสมผสานในพื้นที่หางไกล ระบบผลิต/จําหนายไฟฟาเขาสูสายสง

เบ็ตเตล็ด เชน ไฟสัญญาณ สถานีอนามัยฯ

• 1. ระบบแสงไฟถนนดวยเซลลแสงอาทิตย 10 ชุด โดยบริษัท บีพีไทยโซลาร จํากัด

• 2. ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยเชื่อมตอสายสงโดยการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย

ตัวอยางการนําเซลลแสงอาทิตยมาใช

โครงการนําพลังงานทดแทนไปใชในศูนยศึกษาการพัฒนาเขาหินซอนอันเนื่องมาจากพระราชดําริ

• 2. ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยเชื่อมตอสายสงโดยการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย

• 3. ระบบสูบน้ําดวยไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย

ระบบแสงไฟถนนดวยเซลลแสงอาทิตย 10 ชุด โดยบริษัท บีพีไทยโซลาร จํากัด

ภายในศูนยศึกษาการพัฒนาเขาหินซอนฯ มีการติดตั้งระบบแสงไฟถนนดวยเซลลแสงอาทิตยจํานวน 10 ระบบ แตละระบบประกอบดวย เซลลแสงอาทิตยขนาด 75 วัตต อุปกรณควบคุมแบตเตอรี่ หลอดไฟฟลูออเรสเซนตขนาด 18 วัตต และเสาไฟพรอมโครงฟลูออเรสเซนตขนาด 18 วัตต และเสาไฟพรอมโครงเหล็กยึดเซลลแสงอาทิตย

ลักษณะการทํางานของระบบ คือ เซลลแสงอาทิตยจะประจุไฟฟาลงในแบตเตอรี่ ในเวลากลางวัน โดยผานอุปกรณที่ควบคุมประจุใหอยูในระดับที่พอเหมาะ ภายในเครื่องมีอุปกรณสั่งใหหลอดไฟสวางเมื่อทองฟาเริ่มมืด และสั่งใหหลอดไฟดับเมื่อทองฟาเริ่มสวาง

ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยเชื่อมตอสายสงโดยการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย

ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยเชื่อมตอสายสงนี้ประกอบดวยเซลลแสงอาทิตยขนาด 2,100 วัตต อุปกรณควบคุม 1 ชุด เครื่องแปลงกระแสไฟฟา 1 ชุด และวัตตมิเตอรแสดงผลการผลิตไฟฟา 1 ชุด

เซลลแสงอาทิตยจะทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานแสงเปนพลังงานไฟฟากระแสตรง 220-240 โวลต เซลลแสงอาทิตยจะทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานแสงเปนพลังงานไฟฟากระแสตรง 220-240 โวลต และถูกเปลี่ยนเปนไฟฟากระแสสลับ 220 โวลต ซึ่งมีคุณสมบัติเหมือนกับไฟฟาในระบบไฟฟาที่มีอยูเดิม ดังนั้น ไฟฟาที่ผลิตไดจากระบบน้ีจึงสามารถใชไดกับเครื่องใชไฟฟาทุกชนิด

ถาไฟฟา ที่ผลิตไดจากเซลลแสงอาทิตยมีมากกวาความตองการใชสวนเกินจะถูกขายคืนเขาในระบบสายสงของการไฟฟาฯ ในทางกลับกันหากความตองการใชไฟฟามีมากกวาไฟฟาที่ผลิตได ไฟฟาสวนที่ขาดก็จะถูกซื้อเสริมเขามาจากระบบสายสงของการไฟฟาฯ ตามปกติ

ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยเชื่อมตอสายสงโดยการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย

ผลการติดตั้ง ทําใหปริมาณไฟฟาที่ซื้อจากระบบสายสง ลดลงเทากับปริมาณซื้อจากระบบสายสง ลดลงเทากับปริมาณไฟฟาที่ผลิตไดจากเซลลแสงอาทิตย ซึ่งเทากับวาจะสามารถชวยลดการใชเชื้อเพลิงบรรพชีวิน ในการผลิตกระแสไฟฟาลงไดดวย

ระบบสูบน้ําดวยไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย

ระบบสูบน้ําดวยไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตยแบบกระแสสลับ ประกอบดวยแผงเซลลแสงอาทิตยขนาด 1,500 วัตต 1 ชุด เครื่องสูบน้ํามอเตอรกระแสสลับขนาด 1 แรงมา 1 เครื่อง เครื่องแปลงกระแสไฟฟาจากกระแสตรงเปนกระแสสลับขนาด 3 กิโลวัตต 1 เครื่อง แบตเตอรี่ขนาด 130 แอมแปรชั่วโมง 12 โวลต 20 ลูก อุปกรณควบคุมการประจุแบตเตอรี่ 1 ชุด 30 แอมแปร 48 โวลต อาคารโรงคลุมอุปกรณ 1 หลัง และ20 ลูก อุปกรณควบคุมการประจุแบตเตอรี่ 1 ชุด 30 แอมแปร 48 โวลต อาคารโรงคลุมอุปกรณ 1 หลัง และทอสงน้ํา 1 ชุด

เครื่องสูบน้ําจะทํางานดวยการใชพลังงานไฟฟาที่ถูกสะสมไวในแบตเตอรี่จากเซลลแสงอาทิตยโดยผานเครื่องแปลงกระแสไฟฟา ซึ่งสามารถสูบน้ําไดวันละ 45 ลูกบาศกเมตร

ระบบสูบน้ําดวยไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย

เนื่องจากไดนําระบบแบตเตอรี่มาใชเปนอุปกรณสะสมพลังงาน ทําใหระบบนี้สามารถนําพลังงานไฟฟาจากแบตเตอรี่มาใชสามารถนําพลังงานไฟฟาจากแบตเตอรี่มาใชกับอุปกรณไฟฟาอื่นๆ ไดในชวงเวลาที่ไมมีความจําเปนตองใชพลังงานเพื่อการสูบน้ํา เชน ใชกับหลอดไฟ โทรทัศน และอุปกรณไฟฟากระแสสลับอื่นๆ ที่มีขนาดและระยะเวลาการใชงานทีเ่หมาะสม

บทสงทาย

แสงอาทิตยเปนแหลงพลังงานหลอเลี้ยงทุกชีวิตบนโลกนี้ นาเสียดายที่เราไมไดใชความพยายามอยางเพียงพอ ที่จะประยุกตใชขุมพลังงานนี้ ใหเกิดประโยชนสูงสุด แตกลับเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่สะสมมานับลานปใหหมดไป ในระยะเวลาเพียงไมกี่ชั่วคน ผลก็คือความสะดวกสบายที่ไดรับ แตเราก็ตองเผชิญกับความเสื่อมเพียงไมกี่ชั่วคน ผลก็คือความสะดวกสบายที่ไดรับ แตเราก็ตองเผชิญกับความเสื่อมโทรมของสภาวะแวดลอม หวังวาผลที่ไดจากโครงการนี้ จะเปนแรงหนึ่งที่ชวยผลักดันใหประเทศไทย มีการผลิตไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตยเพิ่มมากขึ้น

การเริ่มตนรวมมือกันในวันนี้คงยังไมสาย หากเราจะกลับไปสูพลังงานที่ใหกําเนิดชีวิต และมีใหใชอยางเหลือเฟอ ซึ่งเปนอีกหนทางหนึ่ง ที่จะชวยบรรเทาปญหาการขาดแคลนพลังงาน และชวยทําใหปญหามลภาวะเปนพิษเบาบางลงไปได

ที่มาของขอมูล

• http://www.volunteerspirit.org/node/1352

• http://www.dede.go.th/dede/index.php?option=com_content&view=article&id=889&Itemid=56&lang=thntent&view=article&id=889&Itemid=56&lang=th

• http://www.eppo.go.th/vrs/VRS49-09-Solar.html

• http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/virtual2/solar-cell/index.html

• http://library.dip.go.th/Industrial%20Innovation/www/innonew1-02.html