การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์

การประยุกต์ใช้เซลล์แสงอาทติย์

1

หลักสูตร “สําหรับช่างเทคนิค”

การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์

บรรยายโดย

อาจารย์วินัย นาคนาม

กองพัฒนาพลังงานทดแทน ฝ่ายพัฒนาและแผนงานโครงการ

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

หัวข้อการบรรยาย

1. การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาอาคาร

2. การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนพื้นดิน

3. การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนทุ่นลอยน้ํา

4. หนังสืออ้างอิง


2

โครงการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคา

อาคารโรงเรียนจิตรลดา


3

ส่วนประกอบและรายละเอียดของระบบผลิตไฟฟ้า

• ชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย(์Photovoltaic Arrays)

• กล่องรวมสาย อุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์ป้องกัน

• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า(Inverter)

• มิเตอร์ผลิตไฟฟ้า(Energy Meter)


4

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

• เป็นหัวใจของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์

• มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงแดดเป็นกระแสไฟฟ้า

กระแสตรง เมื่อมีแสงแดดมาตกกระทบ

เซลล์แสงอาทิตย์ที่นิยมใช้กันมาก

เซลล์ชนิดผลึกเดีย่ว (Single Crystal Silicon Cells)

เซลล์ชนิดหลายผลึก(Poly Crystal Silicon Cell)

เซลล์ชนิดอะมอร์ฟัส (Amorphous Silicon Cells)


5

กล่องรวมสาย อุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์ป้องกัน


6

ตู้ควบคุมมีอุปกรณ์ต่างๆ ดังนี้

• ที่พักสายไฟต่างๆ ของระบบ

• ฟิวส์และสวิตช์เบรกเกอร์ด้านไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์

• ฟิวส์และสวิตช์เบรกเกอร์ด้านไฟฟ้ากระแสสลับ

• อุปกรณ์ป้องกันสัญญาณรบกวนจากไฟฟ้ากระแสสลับ

• มิเตอร์ผลิตไฟฟ้า


7

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า(INVERTER)


8

มิเตอร์ผลิตไฟฟ้า

(Energy Meter)


9

การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์

•การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์

•การติดตั้งตู้ควบคุมและเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

•การติดตั้งบอร์ดแสดงผล


10

การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์

การเลือกวัสดุอุปกรณ์โครงสร้างแผงเซลล์

• ต้องมีน้ําหนักเบา

• แข็งแรงทนทาน

• ไม่เป็นสนิม

เช่น การเลือกใช้อลูมิเนียมเป็นโครงสร้าง น๊อตยึดเป็นสแตนเลส

ทั้งนี้ต้องคํานึงถึงโครงสร้างของหลังคาด้วยว่าแข็งแรงหรือไม่


11

มุมและทิศทางที่จะติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์

• พื้นที่ที่จะติดตั้งควรหันหน้าไปทางทิศใต้

• มุมของหลังคาที่เหมาะสมที่สุดประมาณ 15 องศา

• ไม่มีเงาบังในช่วงเวลา 8.00-16.00น.

• มีพื้นที่เพียงพอในการติดตั้งเซลล์ฯ

การตัดเจาะโครงสร้างหลังคา ต้องคํานึงถึงการป้องกันการรั่วซมึของน้ําด้วย

มีการซีลตามแนวที่เจาะกระเบื้องอย่างถูกต้องและเหมาะสม


12

การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ โรงเรียนจิตรลดา

เปิดหลังคาเพื่อวัดระยะจันทัน


13


เจาะช่องที่หลังคาเพื่อติดตั้งเสา


14

การติดตั้งเสาเข้ากับจันทันหลังคา


15

การหาระยะติดตั้งเสาตัวกลางหลังจากติดตั้งเสาหัว-ท้ายแล้ว



16

การอุดรอยรั่วโดยซิลิโคน ขั้นตอนที่ 1



17

การอุดรอยรั่วโดยยางมะตอย ขั้นตอนที่ 2



18

การอุดรอยรั่วโดยซิลิโคน ขั้นตอนที่ 3



19

การยึดคานกับเสาที่ติดตั้งแล้ว



20

เตรียมวัดระยะเพื่อติดตั้งแป (คานยึดแผง PV)



21

การตดิตั้งเซลล์แสงอาทติย์

การตดิตัง้แปเข้ากบัคาน (จนัทนั)


22

การติดตั้งแปตัวแรก



23

ติดตั้งแปแล้วพร้อมเดินสายไฟ



24

การติดตั้งอุปกรณ์ยึดแผงโซล่าเซลล์



25

การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคา

การเตรียมแผง PV เพื่อนําขึ้นหลังคา


26

การยึดแผง PV กับแป



27

การติดตั้งแผง PV พร้อมเดินสายไฟ



28

การติดตั้งสายไฟที่กล่องพักสาย



29

ตัวอย่างสายไฟบวก-ลบ ของแผง PV แต่ละชนิด (กันน้ํา)



30

ระบบที่ติดตั้งเสร็จแล้ว



31

ระบบที่ติดตั้งเสร็จแล้ว



32

การตรวจวัดกระแสจากแผง PV ก่อนนําเข้าใช้งาน



33

การติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

• ควรเป็นที่ที่มีอากาศถ่ายเทได้สะดวก

• เข้าดูแลรักษาได้สะดวก

• ไม่ควรอยู่ใกล้จุดที่มีความชื้นสูง ฝนไม่สาด แสงแดดไม่

สามารถส่องผ่านโดยตรง

• ความแข็งแรงในการติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

กล่องรวมสาย อุปกรณ์ควบคุม ควรติดตั้งใกล้ๆ กันกับเครื่องแปลง

กระแสไฟฟ้า เพื่อสะดวกในการเชื่อมโยงระบบเข้าด้วยกัน


34

การต่อสายไฟฟ้าเชื่อมโยงเข้าระบบจําหน่ายของการไฟฟ้า

• สายไฟฟ้าควรมีขนาดที่เหมาะสมกับขนาดของ

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

• การต่อเชื่อมโยงระบบไฟฟ้าเข้าที่แผงควบคุมไฟฟ้าในอาคาร

(Load Center) โดยต่อผ่านเซอร์กิตเบรกเกอร์

• ใช้ท่อร้อยสายไฟหรือรางเก็บสายไฟ

• แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของไฟฟ้า ต้องมีคุณสมบัติตรงกับ

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า

การติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ ต้องคํานึงถึงความสวยงาม ความเรียบร้อย

และความปลอดภัยของผู้ใช้งานด้วย


35

การเลือกใช้ขนาดของสายไฟ ต้องให้เหมาะสมกับปริมาณของ

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

ถ้าสายไฟมีขนาดเล็กเกินไป จะทําให้เกิดแรงดันตกคร่อมในสายสูง ทําให้

ประสิทธิภาพของการผลิตไฟฟ้าลดลง

ถ้าเลือกใช้สายไฟใหญ่มากเกินความจําเป็นจะทําให้ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น

แรงดันที่หายไป ยอมให้ได้ไม่เกิน 2.5% (Voltage drop) ของระบบ

การเลือกใช้สายไฟ

การเชื่อมโยงแผงเซลล์แสงอาทิตย์และการเลือกใช้สายไฟ


36

การติดตั้งตู้ควบคุม และ Inverter



37

การเตรียมท่อสายไฟ



38

ตู้ควบคุมภายใน และ Inverter



39

ตู้ควบคุมภายใน และ Inverter



40

การติดตั้งบอร์ดแสดงผลการทํางานระบบผลิตไฟฟ้า

ภาพรวมของระบบ Inverter และชุดสาธิต


41

กล่องรวมสายVSF 1x4 Sq.mm.

VSF 1x4 Sq.mm.

VSF 1x4 Sq.mm.

VSF 1x4 Sq.mm.

VSF 1x6 Sq.mm.

ตู้ควบคุมVSF 1x6 Sq.mm.

- +

+- G

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20191817161514131211

Pmax = 180 W

ISC = 3.65 A

VOC = 66.4 V

Ipmax = 3.33 A

Vpmax = 54.0 V

การจัดและการต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์การประยุกต์ใช้เซลล์แสงอาทติย์

42

PV

3,600 Wp

SP

=

~ kWh

SP

LOAD

CENTER

FDC CBDC

Surge

Protection

Surge

Protection

INVERTER

3.5 kW

15(45)A

CBAC FAC

LOAD

GRID

220 Vac

50 Hz

บล็อกไดอะแกรมแสดงการติดตั้ง

ระบบการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์


43

ระบบการผลิตและจําหน่ายไฟฟ้าจาก

เซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาอาคาร

หม้อแปลงไฟฟ้า

ระบบส่งไฟฟ้า

ชุดแผงเซลล์แสงอาทิตย์

แผงควบคุมไฟฟ้า

เครื่องใช้ไฟฟ้า

เครื่องแปลง

กระแสไฟฟ้า

มิเตอร์

วัดการส่งออกมิเตอร์ซื้อมิเตอร์

ผลิตไฟฟ้า

กล่อง

รวมสาย

ตู้แสดง

พลังงาน

ที่ผลิตได้

คาดว่าระบบนี้จะผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ 1200-1300 kWh / kWp/ ปี หรือ 12-13 kWh/วัน


44

โครงการติดตั้งโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ผาบ่อง


45

การทํางานระบบไฟฟ้า

PV ARRAYS500 kWp.

SWITCH GEARAND METERING

INVERTER250 kVA. x 2

POWER CONVERTER200 kVA. x 2

SYSTEM CONTROLLERAND DATA ACQUISITION

PEA. GRID SYSTEM22 kV. 3φ

BATTERY BANK560 V. 1200 Ah.

450~650 VDC.

400 VAC. 3φ

560 VDC.

400 VAC. 3φ

22 kV.


46

อาคารแบตเตอรี่


47

ระบบเก็บข้อมูล


48

การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์


49

การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์


50

ห้อง เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและระบบควบคุมการประยุกต์ใช้เซลล์แสงอาทติย์

51

โครงการติดตั้งโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์เขื่อนสิรินธร


52

ต้นแบบระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ ใชร้ะบบติดตามดวงอาทิตย์แบบถ่วงน้ําหนัก

Brand&Model of PV- Sharp Model: NE-80E2E (2.56 kWp/Tracker)- Sharp Model: NU-S5E3E & NU-S0E3E (3.29 kWp/Tracker)- Bangkok Solar Model: BS-40S (1 kWp/Tracker)

Water Weighted Pipe Solenoid ValveSensor PLC Controller


53

ตัวตามดวงอาทิตย์ต้นแบบ


54



55

ระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบถ่วงน้ําหนักการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ : ส่วนใหญ่จะติดตั้งแบบยึดติดอยู่กับที่ ทําให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีมุมรับพลังงานแสงอาทิตย์เต็มที่ในบางช่วงเวลาเท่านั้น ในปี พ.ศ. 2546 กองพัฒนาพลังงานทดแทน ได้ออกแบบระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบถ่วงน้ําหนัก ที่ใช้น้ําเป็นตัวกลางในการถ่วงน้ําหนัก สามารถเคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์ตั้งแต่ตอนเช้าจนถึงตอนเย็น และได้พัฒนามาอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันทดสอบการใช้งานอยู่ที่สถานีพลังงานแสงอาทิตย์สันกําแพง อ.แม่ออน จ.เชียงใหม่

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ระบบติดตามดวงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า

ที่ติดตั้งยึดติดอยู่กับที่ ประมาณ 10 - 20 เปอร์เซนต์

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ ระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบถ่วงน้ําหนัก

56



57



58



59



60

ชุดตัวตามดวงอาทิตย์

แบบระบบตดิตามดวงอาทติย

แบบเลขที ่ ST-00

การไฟฟ าฝายผลติแหงประเทศไทย

7 / 11 / 2550

ระดบัผวิดนิเดมิ

ระดบัผวิ

ดนิเดมิ























ระบบตดิตามดวงอาทติยท ัง้หมด 360 ชุด

แบงเป็น ตูควบคมุเล็ก ทางทศิเหนือ 144 ชุด ตูควบคมุใหญ ทางทศิเหนือ 36 ชุด ตูควบคมุเล็ก ทางทศิใต 143 ชดุ ตูควบคมุใหญ ทางทศิใต 37 ชุด

ระบบตดิตามดวงอาทติย 5 ชุด รวมเป็น 1 กลุม


62

แผนภาพการจัดวางกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ของระบบฯ

Location to install Sensors for Tracking System at 8-7 and 5-3

AJP1MAB 1-1 , MAB 1-7


AJP3 MAB 3-1 , MAB 3-7







AJP10MAB 8-13 , MAB 8-16

AJP11MAB 8-17 , MAB 8-23

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1-4 1-3 1 -2 1-1

4-4 1-7 1 -6 1-5

2-4 2-3 2 -2 2-1

5-4 2-7 2 -6 2-5

3-4 3-3 3 -2 3-1

6-4 3-7 3 -6 3-5

7-2 7-1

7-4

7 -8

4 -3 4-2 4-1

4 -7 4-6 4-5

5-15 -3 5-2

5-55 -7 5-6

6-3 6-2 6 -1

6 -7 6-6 6-5

7-6

8-2 1

8-2 2

7-5

8-3 8-2 8-1

8-6 8-5 8-4

8-9 8-8 8-7

8-12 8-11 8-10

8-14 8-13

8-16 8-15

8-18 8-17

8-20 8-19

Control

Building

13 m105 m 70 m

75 m

75 m

105 m 13 m

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

7 -77-3

7-3

Asi Tracking 2 Sets

Csi Tracking 1 Sets

Location to install Sensors for Fixed System


63

งานติดตั้งฐานรากตัวตามดวงอาทิตย์


64

ห้องเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า


65

งานติดตั้งโครงสร้างตัวตามดวงอาทิตย์


66

งานก่อสร้างรางวางสายไฟฟ้า


67

การป้องกันสายไฟและอุปกรณ์ในตู้ควบคุม


68

การติดตั้งอุปกรณ์ในตู้ควบคุม


69



70



71

การติดตั้งสายไฟในราง


72

งานติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนทุ่นลอยน้ํา

ที่เขื่อนศรีนครินทร์


73

• ตัวตามดวงอาทิตย์ทั้งหมด 8 ชุด (ชุดละ 3.36 กิโลวัตต์ รวม 26.88 กิโลวัตต)์

– ตัวตามดวงอาทิตย์แต่ละชุดยาว 18 เมตรใช้น้ําชุดละ 22-26 ลิตร

– ใช้ชุดควบคุม PLC จํานวน 2 ชุด (1 ชุดควบคุมตัวตามดวงอาทิตย์ 4 ชุด)

– ปั้มน้ํา 1 ชุด

• ชุดติดตั้งคงที่ 1 ชุด (ขนาด 3.36 กิโลวัตต)์

• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าขนาด 30 กิโลวัตต ์3 เฟส จํานวน 1 เครื่อง

• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าขนาด 3.5 กิโลวัตต์ 1 เฟส จํานวน 1 เครื่อง

• ระบบเก็บข้อมูลและแสดงผลแบบ Real time จํานวน 1 ชุด

• งบประมาณ 8.04 ล้านบาทจากกองทุนวิจัยและพัฒนาของ กฟผ.

งานติดตั้งระบบไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 30.24 กิโลวัตต์


74

การติดตั้ง


75



76



77



78



79

หนังสืออ้างอิง


80


• ติดตั้งให้แผงหันไปทางทิศใต้

• มุมเอียงตามละติจูดแต่ไม่น้อยกว่า 15 องศา

• สายไฟที่ออกจากแผงให้อยู่ด้านบนเพื่อป้องกันน้ําเข้า

• การงอสายไฟจะต้องไม่มากเกินไปจนทําให้ฉนวนที่หุ้มอยู่ปริออก

• ป้องกันสายไฟจากหนูกัดโดยใส่ท่อป้องกัน หรือฉีดโฟมที่บริเวณใต้

ตู้ควบคุมหรือทางเข้าอาคาร

• สายไฟที่ต้องสัมผัสกับขอบโลหะ(อาจมีคม)ต้องมีปลอกหุ้มป้องกันเสมอ


81

การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์

Engineering