การออกแบบและเชื่อมต่อระบบโซล่าเซลล์ 

1. การเลือกขนาดของ Inverter   การเลือก Inverter นั้น กำลังไฟฟ้าของ Inverter ต้องมากกว่ากำลังไฟฟ้ารวมของโหลด ถ้าโหลดเป็นโหลดทั่วไป เช่น ทีวี, พัดลม, หลอดไฟ เป็นต้น สามารถใช้ Inverter แบบ Modified Sine Wave ได้แต่ถ้าโหลดเป็นมอเตอร์ เช่น ปั๊มน้ำ, ตู้เย็น, แอร์ เป็นต้น และใช้งานต่อเนื่องนานๆ ต้องใช้ Inverter แบบ Pure Sine Wave

2. การคำนวณกำลังไฟฟ้าและจำนวนของแผงโซล่าเซลล์
สูตร   Pcell = Pload / 4                 โดยที่
Pcell : กำลังไฟฟ้าของโซล่าเซลล์ที่ควรติดตั้ง
Pload : ความต้องการพลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน
4 : คือจำนวนชั่วโมงที่มีแสงแดดเฉลี่ยในหนึ่งวัน
           ตย.  ถ้าต้องการใช้โหลดที่มีกำลังไฟฟ้ารวม 300W เป็นเวลา 8 ชม./วัน จะต้องใช้โซล่าเซลล์ที่มีกำลังไฟฟ้าเอาท์พุทเท่ากับ

Pcell  = (300W x 8 hr.) / 4

          = 2400 / 4 = 600W
2.1 จำนวนของแผงโซล่าเซลล์ = กำลังไฟฟ้าเอาท์พุทรวมของโซล่าเซลล์ที่ต้องใช้ / กำลังไฟฟ้าของโซล่าเซลล์ 1 แผง

จากตัวอย่างนี้ จำนวนของแผงโซล่าเซลล์ = 600W / 295W = 2.03   ( เพราะฉะนั้นต้องใช้แผงโซล่าเซลล์ทั้งหมด 2-3 แผง  )

3. การเลือกขนาดของ Solar Charge Controller
          เราต้องเลือก Solar Charge Controller ที่สามารถรองรับกระแสได้มากกว่ากระแสที่จ่ายออกมาจากแผงโซล่าเซลล์ เนื่องจากแผงโซล่าเซลล์ที่ทดสอบนี้สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 8.11A จึงต้องใช้ Solar Charge Controller  ที่สามารถรองรับกระแสได้มากกว่า 8.11A

ตามรูปบนเลือกใช้ Solar Charge Controller ขนาด 20A

4. คำนวณหาความจุของแบตเตอรี่และระยะเวลาการใช้งาน

             4.1  ขนาดความจุของแบตเตอรี่(Ah ) = กำลังไฟฟ้าของโหลด ( W ) X ระยะเวลาที่ต้องการใช้งานโหลด ( hr ) /  แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ( V ) X ประสิทธิภาพของแบตฯ X ประสิทธิภาพ Inverter

โดยที่ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่     = 0.60 (สำหรับแบตเตอรี่ธรรมดา) 
                                                              = 0.80 (สำหรับแบตเตอรี่ Deep Cycle)
โดยทั่วไปประสิทธิภาพของ Inverter      = 0.85

             กำลังไฟฟ้าของโหลดที่ต้องการใช้, ความจุของแบตเตอรี่ และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แล้ว สามารถคำนวณหาระยะเวลาที่สามารถใช้งานโหลด

ได้จากสูตร
  ระยะเวลาที่ต้องการใช้งานโหลด ( hr ) = ขนาดความจุของแบตเตอรี่(Ah )  X แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ( V ) X ประสิทธิภาพของแบตฯ X ประสิทธิภาพ Inverter  /  กำลังไฟฟ้าของโหลด ( W ) 
          โดยที่   Ah คือ แอมป์-ชั่วโมง หรือ Amp-hour
                        W คือ วัตต์ หรือ Watts
                        hr คือ ชั่วโมง หรือ hour
                         V คือ โวลท์ หรือ Volt
หมายเหตุ : ระยะเวลาที่สามารถใช้งานโหลดได้จะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานของโหลดนั้นๆด้วย

             4.2 คำนวณหาความจุ

              ต้องการนำ Inverter ไปใช้งานกับพัดลมตั้งโต๊ะขนาด 100W ต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมง ต้องใช้แบตเตอรี่ 12V ขนาดความจุเท่าไหร่

 จากสูตร

               ขนาดความจุของแบตเตอรี่(Ah ) = 100W  x 8 hr.
                                                                            12V x 0.60 x 0.85

                                                                       = 130.71 Ah.
                                ดังนั้น ต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดความจุประมาณ 140-150Ah 

              4.3 คำนวณหาเวลา

               ต้องการนำ Inverter ไปใช้งานกับมอเตอร์ปั๊มน้ำขนาด 1 แรงม้า (1HP = 750 W) โดยใช้แบตเตอรี่ 12V/100Ah   จะสามารถใช้งานได้นานต่อเนื่องกี่ชั่วโมง        

            จากสูตร 

  ระยะเวลาที่ต้องการใช้งานโหลด ( hr ) = 100Ah. x 12V x 0.60 x 0.85
                                                                                       750W
                                                                     =  0.816 hr.


               ดังนั้น สามารถใช้ปั๊มน้าได้นานต่อเนื่อง 0.816 ชั่วโมง หรือ 49 นาที
ถ้าเป็นปั๊มน้ำออโต้ที่ใช้ตามบ้านก็จะสามารถใช้งานได้นานกว่า 49 นาที เพราะว่าปั๊มน้ำชนิดนี้จะทำงานก็ต่อเมื่อมีการเปิดก๊อกน้ำเท่านั้น ไม่ได้ทำงานต่อเนื่องตลอดเวลา

                                                                                                         

ความรู้เรื่อง โซลาร์เซลล์

      เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า  (Inverter) 
เป็นอุปกรณ์แปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับตามขนาดที่เครื่องใช้ไฟฟ้าต้องการ จะมีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ
1. แบบ Off – Grid Inverter เป็นเครื่องแปลงที่ใช้สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าใช้เองโดยไม่เชื่อมต่อกับระบบของการไฟฟ้า แปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า
2. แบบ On – Grid Inverter เป็นเครื่องแปลงที่ใช้สำหรับระบบเชื่อมต่อสายส่งการไฟฟ้าโดยจะแปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับแล้วจ่ายไฟเข้าสายส่งการไฟฟ้าโดยตรง ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่
3. แบบ On – Grid Inverter With Battery Backup เป็นเครื่องแปลงที่ใช้สำหรับระบบเชื่อมต่อสายส่งการไฟฟ้าและสามารถผลิตไฟเก็บไว้ในแบตเตอรี่ หากเกิดไฟตก ไฟเกินหรือไฟดับ ระบบสามารถนำไฟในแบตเตอรี่มาใช้งานได้ในกรณีฉุกเฉิน


หลักการทำงานของโซลาร์เซลล์ระบบ On  Grid-Tied
             ระบบ On Grid System หรือ Grid Tie System เป็นระบบที่เชื่อมต่อโซล่าเซลล์เข้ากับสายส่งไฟฟ้าเพื่อขายไฟฟ้าคืนให้การไฟฟ้าหรือช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้  ( ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ )  อุปกณ์ที่เกี่ยวข้องในระบบมีดังนี้
          กรณีระบบ On Grid System อุปกรณ์ที่ต้องใช้

1. แผงโซล่าเซลล์ - ใช้ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงจากแสงแดดเพื่อจ่ายให้กับ Grid Tie Inverter
2. Grid-Tie Inverter - ใช้แปลงไฟกระแสตรงที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ หรือกังหันลม ให้เป็นไฟกระแสสลับ 220V / 1 เฟส หรือ 380V / 3 เฟส เพื่อจ่ายไฟให้เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน ในกรณีที่ไฟเหลือจากการจ่ายให้เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน Grid-Tie Inverter จะจ่ายไฟคืน ให้กับระบบสายส่งของการไฟฟ้า ทำให้มิเตอร์ไฟฟ้าหมุนกลับ ซึ่งสามารถช่วยลดค่าไฟฟ้าภายในบ้านได้


                วิธีต่อ Grid Tie Inverter ก็ง่ายๆครับ เอาแผง Solar ตากแดด เดินสาย 2 เส้นมาที่ Grid Tie Inverter เสียบไฟบ้านเข้า Grid Tie Inverter แล้วก็ เปิด Switch ที่ตัว Grid Tie Inverter แค่นี้ก็เสร็จแล้วครับ ทำให้มิเตอร์หมุนช้าลง หรือ หมุนกลับเวลาไม่มีการใช้งานเครื่องไฟฟ้า ประหยัด สะดวกครับ เหมาะกับท่านๆที่มีไฟฟ้าใชอยู่แล้วมากครับ ไม่ต้องมีแบตเตอรี่ให้กวนใจครับ




GRID TIE INVERTER อินเวอร์เตอร์ชนิดเชื่อมต่อสายส่งขนาดเล็กมาก สามารถที่จะเชื่อมต่อโดยตรงจากแผงโซล่าเซลล์และไฟฟ้าที่ได้จากการแปลง สามารถที่จะเชื่อมต่อโดยตรงเข้ากับไฟฟ้าบ้านปกติ สามารถใช้ได้กับไฟฟ้าที่มีแรงดัน 220 โวลต์ โดยจะทำการจะตรวจสอบ ความถี่และเฟสของไฟฟ้า จากนั้นจะเปลี่ยนรูปคลื่นของไฟฟ้าที่ได้ให้เป็น Pure sine wave และปรับรูปแบบความถี่และเฟสของคลื่นให้เหมือนกับไฟฟ้าปกติ โดยกระแสจะถูกควบคุมโดยใช้วิธี PWM (Pulse width modulation)หรือ หลักการสร้างสัญญาณ อย่างไรก็ตามอินเวอร์เตอร์จะไม่ทำงานเมื่อไฟฟ้าดับ


หลักการทำงานของโซลาร์เซลล์ระบบ Off  Grid-Tied
     ระบบ Off  Grid-Tied   เป็นเครื่องแปลงที่ใช้สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าใช้เองโดยไม่เชื่อมต่อกับระบบของการไฟฟ้าแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า

กรณีระบบ Off Grid System อุปกรณ์ที่ต้องใช้ 
1. แผงโซล่าเซลล์ - ใช้ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงจากแสงแดดเพื่อจ่ายให้กับ Grid Tie Inverter
2. Grid-Tie Inverter - ใช้แปลงไฟกระแสตรงที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ หรือกังหันลม ให้เป็นไฟกระแสสลับ 220V / 1 เฟส หรือ 380V / 3 เฟส เพื่อจ่ายไฟให้เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน ในกรณีที่ไฟเหลือจากการจ่ายให้เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน Grid-Tie Inverter จะจ่ายไฟคืนให้กับระบบสายส่งของการไฟฟ้า ทำให้มิเตอร์ไฟฟ้าหมุนกลับ ซึ่งสามารถช่วยลดค่าไฟฟ้าภายในบ้านได้
3. แบตเตอรี่ชนิด Deep Cycle  - จ่ายไฟได้เต็มที่ถึง 80% ในขณะที่ แบตเปียกและแบตแห้ง อัตราการจ่ายและเก็บใหม่ของมันมันให้แค่ประมาณ 20-30% เท่านั้น

     GRID TIE INVERTER อินเวอร์เตอร์ชนิดเชื่อมต่อสายส่งขนาดเล็กมาก สามารถที่จะเชื่อมต่อโดยตรงจากแผงโซล่าเซลล์และไฟฟ้าที่ได้จากการแปลง สามารถที่จะเชื่อมต่อโดยตรงเข้ากับไฟฟ้าบ้านปกติ สามารถใช้ได้กับไฟฟ้าที่มีแรงดัน 220 โวลต์ โดยจะทำการตรวจสอบ ความถี่และเฟสของไฟฟ้า จากนั้นจะเปลี่ยนรูปคลื่นของไฟฟ้าที่ได้ให้เป็น Pure sine wave และปรับรูปแบบความถี่และเฟสของคลื่นให้เหมือนกับไฟฟ้าปกติ โดยกระแสจะถูกควบคุมโดยใช้วิธี PWM (Pulse width modulation)หรือ หลักการสร้างสัญญาณ  อินเวอร์เตอร์จะยังทำงานจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดได้เมื่อไฟฟ้าดับ ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดแบตเตอรี่นั้นๆ