พลังงานแสงอาทิตย์นอกจากจะเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ก่อมลพิษแล้ว ยังมีคุณสมบัติเด่นตรงที่สามารถใช้งานได้ทุกที่ (ที่มีแสงแดด) ช่วยให้เราสามารถใช้งานเครื่องไฟฟ้าได้แม้จะอยู่ในพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เครื่องสูบน้ำโซลาร์เซลล์ หนึ่งในอุปกรณ์เครื่องใช้ที่สามารถประยุกต์เข้ากับพลังงานแสงอาทิตย์ได้นั่นก็คือ “เครื่องสูบน้ำโซลาร์เซลล์ ”
ซึ่งเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลให้สามารถเข้าถึงเเหล่งน้ำใช้ได้สะดวกมากยิ่งขึ้น โดยไม่ต้องง้อสายส่งไฟฟ้า หรือเครื่องปั่นไฟแต่อย่างใด ซึ่งเจ้า เครื่องสูบน้ำโซลาร์เซลล์ หรือเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์นี้ จะสามารถประยุกต์ใช้ได้อย่างไรบ้าง ลองมาดูกัน
ส่วนประกอบและประเภทของเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์
– แผงโซลาร์เซลล์
– Solar Inverter (อุปกรณ์แปลงไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์)
– เครื่องควบคุมประจุ (Charge Controller)
– แบตเตอรี่ สำหรับเก็บประจุในกรณีที่ต้องการใช้งานมากกว่าช่วงเวลาที่มีแสงแดด
– ชุดควบคุมการทำงาน สำหรับกำหนดระยะเวลาการทำงานของปั๊มสูบน้ำ
– ปั๊มสูบน้ำ แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ ปั๊มบาดาล สำหรับสูบน้ำบาดาล และปั๊มแบบหอยโข่ง สำหรับสูบน้ำผิวดิน
ประเภทระบบสูบน้ำพลังแสงอาทิตย์
1 ระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สําหรับน้ำแรงดันปกติ สำหรับสูบน้ำเพื่อไปพักไว้ในถังเก็บ หรือสูบเพื่อให้น้ำแบบสปริงเกอร์ หรือแม้แต่จะใช้ทำน้ำวนในบ่อปลาคาร์พ มีราคาอยู่ที่ประมาณ 10,000-20,000 บาท
2 ระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สําหรับน้ำแรงดันสูง สำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงดันสูง เช่น การให้น้ำสำหรับหัวพ่นหมอก มีราคาอยู่ที่ประมาณ 15,000-30,000 บาท เพราะต้องมีปั๊มพ่นหมอก (DIAPHRAGM PUMP) เพิ่มเติมเข้ามาในระบบด้วย
การทำงานของเครื่องสูบน้ำกับแผงโซลาร์เซลล์
– เครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบหลัก ๆ คือ แบบรวมกับแผงโซลาร์เซลล์ และแบบแยกกับแผงโซลาร์เซลล์ โดยที่แบบรวมกับแผงนั้นมีข้อดีคือ สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก จึงมีระยะทำการที่อเนกประสงค์กว่า ในขณะที่แบบแยกกับแผงนั้น เป็นเพราะว่าแผงโซลาร์เซลล์ถูกใช้สำหรับจ่ายพลังงานไปยังอุปกรณ์อื่น ๆ ด้วย เช่น หลอดไฟภายในบ้าน เป็นต้น
วิธีการคำนวณขนาดเครื่องสูบน้ำให้พอดีกับแผงโซลาร์เซลล์
– เริ่มต้นจากขนาดปั๊มน้ำก่อน เช่น เราต้องการใช้ปั๊มน้ำขนาด 300 watt DC24Volt หากใช้งานวันละ 2 ชั่วโมง มีปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ 300 x 2 = 600 Watt
– ภายในหนึ่งวันนั้นจะมีแสงแดดที่เข้มข้นเพียงพอประมาณ 5 ชั่วโมง แปลว่าเราสามารถหารเฉลี่ยปริมาณพลังงานรวมที่ต้องการได้ตามนี้คือ 600/5 = 120 Watt
– แปลว่าเราสามารถเลือกใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มากกว่า 120 Watt ได้ โดยแผงโซลาร์เซลล์ในท้องตลาดนั้นมักมีขนาดอยู่ที่ 150 Watt 8A 18V ซึ่งใกล้เคียง
– จากนั้นจึงเลือกแบตเตอรี่สำหรับโซลาร์เซลล์ในขนาดที่เหมาะสมด้วยสูตรคำนวณขนาดกระแส/ชั่วโมง ของแบตเตอรี่ซึ่งสามารถคำนวณได้จาก Ah = ค่าพลังงานรวม / [แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ X 0.6 (% การใช้งานกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในแบตเตอรี่) X 0.85 (ประสิทธิภาพของ Inverter)] จะได้เป็น Ah
= 600/(24×0.6×0.85) = 49 Ah แปลว่าเราสามารถเลือกใช้แบตเตอรี่ขนาด 50 Ah 24V ได้
– สำหรับเครื่องควบคุมประจุ (Charge Controller) นั้น ให้เลือกที่ขนาดใหญ่กว่ากระแสไฟของโซลาร์เซลล์เล็กน้อย เพราะฉะนั้นแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 150 Watt 8A 18V จะสามารถใช้เครื่องควบคุมประจุขนาด 10A 20V ได้
– ส่วนสุดท้ายคือเครื่องแปลงไฟฟ้า (Inverter) ให้เลือกตามจำนวน Watt (โดยไม่เอาเวลามาคูณ) นั่นก็คือ 300w 24v
สรุปสเป็คของเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ตามตัวอย่างจะได้ดังนี้
– เครื่องสูบขนาด 300 watt DC24Volt
– แผงโซลาร์เซลล์ 150 Watt 8A 18V
– แบตเตอรี่ 50 Ah 24V (ปัจจุบัน ไม่ค่อยใช้แบตเตอรี่แล้ว แต่ปั้มจะทำงานได้เฉพาะแค่ช่วงมีแดดเท่านั้น และความเสถียนของปั้มจะไม่คงที่ขึ้นอยู่กับแดด แต่แผงควบคุมไฟอาจจะต้องเลือกใช้ให้เหมาะสม)
– เครื่องควบคุมประจุขนาด 10A 20V
– เครื่องแปลงไฟฟ้า (Inverter) ขนาด 300w 24v
ประยุกต์ใช้กับงานเกษตรกรรม เครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ทางการเกษตรที่สร้างความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ได้หลากหลาย ด้วยการที่แหล่งพลังงานของเครื่อสูบน้ำคือแสงอาทิตย์ที่แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ จึงทำให้สามารถใช้งานเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ได้ทุกที่ โดยเฉพาะพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง โดยอาจจะต่อตรงเข้ากับระบบจ่ายน้ำทางการเกษตรได้เลย เช่น หัวหยด หรือหัวสปริงเกอร์ นอกจากนั้นยังอาจต่อเข้าสู่ถังเก็บน้ำเพื่อแจกจ่ายน้ำไปใช้งานในภายหลังก็ได้เช่นกัน
การประยุกต์ใช้กับระบบน้ำอุปโภคในบ้าน นอกเหนือจากพื้นที่การเกษตร สามารถต่อท่อน้ำจากเครื่องสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อนำไปเก็บยังถังเก็บน้ำเพื่อใช้ในการอุปโภคบริโภคได้ หรือต่อเข้าสู่ระบบกรองน้ำแบบธรรมชาติก็เป็นวิธีที่ดี จากนั้นจึงต่อไปยังถังเก็บน้ำในภายหลังเพื่อเก็บน้ำไว้ใช้ในครัวเรือน
ที่มา : บ้านและสวน