impact of solar pv rooftop to equipment and distribution

ผลกระทบของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตง

บนหลงคาตออปกรณไฟฟาและระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

Impact of Solar PV Rooftop to Equipment and Distribution System of PEA

นายถนอมพล เกษโกมล

นายพธวตร พระสพรรณ

นายณฐกล เมฆอรณ

โครงงานนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต

ภาควชาวศวกรรมไฟฟาและอเลกทรอนกสประยกต

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยศรปทม

ปการศกษา 2557

56EE205

ผลกระทบของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตง

บนหลงคาตออปกรณไฟฟาและระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

Impact of Solar PV Rooftop to Equipment and Distribution System of PEA

นายถนอมพล เกษโกมล

นายพธวตร พระสพรรณ

นายณฐกล เมฆอรณ

โครงงานนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต

ภาควชาวศวกรรมไฟฟาและอเลกทรอนกสประยกต

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยศรปทม

ปการศกษา 2557

57EE205

หวขอโครงการ ผลกระทบของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาตออปกรณไฟฟาและระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

สาขาวชา วศวกรรมไฟฟา นกศกษา นายถนอมพล เกษโกมล นายพธวตร พระสพรรณ นายณฐกล เมฆอรณ อาจารยทปรกษา ผชวยศาสตราจารย.ดร.ส าเรง ฮนทาไม อาจารยทปรกษารวม ดร.ภรชย จอนวฒนกล ........................................................................................................................................

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยศรปทม อนมตใหนบโครงงาน ฉบบนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต

..........................................................หวหนาภาควชาวศวกรรมไฟฟา ( ดร.ภรชย จอนวฒนกล ) และอเลกทรอนกสประยกต

..........................................................อาจารยทปรกษา

( ผชวยศาสตราจารย.ดร.ส าเรง ฮนทาไม )

..........................................................อาจารยทปรกษารวม ( ดร.ภรชย จอนวฒนกล ) (วนท ......... เดอน ....................... พ.ศ. ...................)

ก

รหสโครงการ 57EE205

ผลกระทบของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตง บนหลงคาตออปกรณไฟฟาและระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

บทคดยอ (ABSTRACT)

โครงงานนเปนการศกษาผลกระทบจากการเพมระดบการผลตก าลงไฟฟาดวยเซลล

แสงอาทตยทตดตงบนหลงคาตออปกรณในระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค โดยน าขอมล

โหลดทพกอาศยของการไฟฟาสวนภมภาคมาจ าลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร DIgSILENT

Power Factory เพอชวยในการวเคราะหระบบจ าหนาย และหาผลกระทบจากการเปลยนแปลงคา

ก าลงไฟฟาทผลตไดจากระบบเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาในแตละชวงเวลา เพอประเมนผล

กระทบของการตดตงระบบผลตก าลงไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ทมผลตอ

แรงดนไฟฟาทไมสมดลของการไฟฟาสวนภมภาค กระแสไฟฟาและคาประกอบก าลงไฟฟา โดยท

ระบบยงรกษาระดบแรงดนไฟฟาในขอบเขตมาตรฐาน IEEE ทแรงดนไฟฟาไมเกน 5% และตาม

ขอก าหนดของการไฟฟาสวนภมภาคทวาขนาดก าลงผลตตดตงรวมของระบบผลตไฟฟาทเชอมตอ

ในหมอแปลงจ าหนายแรงต าจะตองไมเกน 25% ของขนาดพกดหมอแปลง ซงการตดตงเซลล

แสงอาทตยทตดตงบนหลงคาพจารณาออกเปน 7 กรณ โดยผลลพธทได เมอท าการจ าลองตดตง

เซลลแสงอาทตยขนาด 3.12 กโลวตต จ านวน 54 หลง แรงดนทไดมคาไมเกนแรงดนมาตรฐานซงม

คาอยท 1.029 p.u และเมอท าการจ าลองตดตงเซลลแสงอาทตยขนาด 5.1 กโลวตต จ านวน 54 หลง

แรงดนทไดมคาไมเกนแรงดนมาตรฐานซงมคาอยท 1.05 p.u ในกรณทการไฟฟามขอก าหนดทวา

ขนาดก าลงผลตตดตงรวมของระบบผลตไฟฟาทเชอมตอในหมอแปลงจ าหนายแรงต าจะตองไมเกน

25% ของขนาดพกดหมอแปลง ทงนไดท าการจ าลองการตดตงเซลลแสงอาทตยขนาด 3.12 กโลวตต

จ านวน 12 หลงแรงดนทไดมคาไมเกนแรงดนมาตรฐานซงมคาอยท 1.0 p.u ซงเปนไปตาม

ขอก าหนดของการไฟฟาสวนภมภาค

ข

กตตกรรมประกาศ

ผจดท าโครงงานขอขอบพระคณ ผศ.ดร.ส าเรง ฮนทาไม และ ดร.ภรชย จอนวฒนกล อาจารยทปรกษาทใหค าแนะน าและชน ากระบวนการทางคดอยางเปนล าดบขนตอน รวมถงวธการแกไขปญหา ตลอดจนอาจารยในภาควชาทประสทธประสาทความรใหกบผจดท าในครงนคณะผจดท ารสกซาบซงตอความกรณาเปนอยางยง

ขอขอบพระคณการไฟฟาสวนภมภาค ทใหความรและขอมลในการวเคราะหการจดท าโครงงานถาปราศจากทานโครงงานนกคงไมส าเรจลลวงไปได

คณความดอนใดทเกดขนจากโครงงานฉบบนผจดท าขออทศให บดา มารดา และบรพคณาจารย สบตอไป

คณะผจดท า 2557

ค

สารบญ หนา

บทคดยอ ก กตตกรรมประกาศ ข สารบญ ค สารบญตาราง ฉ สารบญภาพ ช บทท 1 บทน า 1 1.1 วตถประสงคของโครงงาน 1 1.2 ขอบเขตของโครงงาน 2 1.3 ประโยชนของโครงงาน 2 1.4 วธด าเนนการ 3

1.5 แผนการด าเนนงาน 4

1.6 งบประมาณ 4

1.7 ทบทวนงานวจยทเกยวของ 5

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 เซลลแสงอาทตยหรอโซลารเซลล 6

2.2 อนเวอรเตอร 13 2.3 ลกษณะระบบผลตไฟฟาพลงงานแสงอาทตย 15

2.4 การหาคาพลงงานของเซลลแสงอาทตย 18 2.5 ความเขมของพลงงานแสงอาทตยในประเทศไทย 22

และพลงงานไฟฟาทผลตไดตอวน 2.6 สามเหลยมก าลงไฟฟา 23

2.7 อปกรณและมาตรฐานในระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค 29 2.8 จากการทไดทดลองเกบคาในพนทตวอยาง 31

ง

สารบญ(ตอ) หนา

บทท 3 การเลอกใชอปกรณและวธการด าเนนงาน 32 3.1 อปกรณทใช 32

3.2 ศกษาบทความทางวชาการทเกยวของกบปรญญานพนธ 32

3.3 ศกษาพารามเตอรของระบบจ าหนายแรงต าของการไฟฟาสวนภมภาค 33

3.4 ลกษณะก าลงไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตย 35

3.5 ศกษาการใชโปรแกรม DIgSILENT 36

3.6 การทดสอบระบบจ าลองเพอหาขนาดเซลลพลงงานแสงอาทตยทเหมาะสมท 40 ไมเกนมาตรฐานทก าหนด 3.7 กรณทท าการศกษา 40

บทท 4 การทดลองและผลการทดลอง 44 4.1 กรณท 1 โหลดบานในแบบจ าลองยงไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตย 44 บนหลงคา 4.2 กรณท 2 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 52 3.12 kWจ านวน 12 หลง 4.3 กรณท 3 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 59 3.12 kW จ านวน 24 หลง 4.4 กรณท 4 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 66 3.12 kWจ านวน 36 4.5 กรณท 5 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 73 3.12 kW จ านวน 54 หลง 4.6 กรณท 6 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 80 5.1 kW จ านวน 54 หลง 4.7 กรณท 7 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 87 10 kW จ านวน 54 หลง 4.8 ผลการทดลอง 93

จ

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ 94 5.1 สรปผล 94 5.2 ขอเสนอแนะและแนวทางการแกไข 96

เอกสารอางอง 97

ฉ

สารบญตาราง

หนา

ตารางท 1.1 แสดงแผนการด าเนนงาน 4 ตารางท 2.1 แสดงคา Ideal factor 19 ตารางท 3.1 แสดงรายละเอยดคาพารามเตอรของเซลลพลงงานแสงอาทตย 38 ตารางท 3.2 แสดงรายละเอยดคาพารามเตอรของโหลด 39 ตารางท 4.1 แสดงคาพารามเตอรกอนท าการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตง 93

บนหลงคา

ตารางท 4.2 แสดงคาพารามเตอรหลงท าการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตง 93

บนหลงคา

ช

สารบญภาพ

หนา

ภาพท 1.1 วธการด าเนนงาน 3 ภาพท 2.1 เซลลแสงอาทตยหรอโซลารเซลล 6 ภาพท 2.2 หลกการท างานของโซลารเซลล 8 ภาพท 2.3 อะมอรฟสซลคอนโซลารเซลล 9 ภาพท 2.4 โมโนครสตอลไลนซลคอนโซลารเซลล 10 ภาพท 2.5 โพลครสตอลไลนซลคอนโซลารเซลล 10 ภาพท 2.6 การแปรคาความเขมรงสดวงอาทตยรายวนเฉลยตอเดอนโดยเฉลยทวประเทศ 12

ภาพท 2.7 อนเวอรเตอร 13 ภาพท2.8 ตวอยางไดอะแกรมระบบเซลลแสงอาทตยแบบตอเขาระบบจาหนายแรงต า 15 ภาพท 2.9 แสดงวงจรสมมลของเซลลแสงอาทตย 19 ภาพท 2.10 แสดงก าลงไฟฟา 23

ภาพท 2.11สามเหลยมก าลงไฟฟา 24 ภาพท 3.1 แสดงถงลกษณะบานพกทท าการทดลอง 33

ภาพท 3.2 กราฟแสดงความสมพนธระหวางโหลดทอยอาศยกบเวลาโดยทคาโหลดสงสด 34 มคาเทากบ 1 p.u.ในชวงเวลา 20.00น.-21.00น และคาโหลดต าสดมคาเทากบ 0.13 p.u.ในชวงเวลา 12.00น.-15.00น. ภาพท 3.3 กราฟแสดงความสมพนธระหวางการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงาน 35 แสงอาทตยทตดตงบนหลงคามการเรมผลตพลงงานไฟฟาในชวงตงแต 06.00น. ถง 18.00น. และมคาสงสดเทากบ 0.96 p.u.ตอน 12.00 น. ภาพท 3.4 แบบจ าลองหมอแปลงก าลงและขอมลคาพารามเตอร 36

ภาพท 3.5 แบบจ าลองสายและขอมลคาพารามเตอร 37

ภาพท 3.6 แบบจ าลองเซลลพลงงานแสงอาทตยและขอมลคาพารามเตอร 38 ภาพท 3.7 แบบจ าลองของโหลด 39 ภาพท 3.8 กรณท 1 ไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคา 40 ภาพท 3.9 กรณท 2 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 41 3.12 kW จ านวน 12 หลง

ซ

สารบญภาพ(ตอ)

หนา

ภาพท 3.10 กรณท 3 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 41 3.12 kWจ านวน 24 หลง ภาพท 3.11 กรณท 4 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 42 3.12 kWจ านวน 36 หลง ภาพท 3.12 กรณท 5 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 42 3.12 kWจ านวน 54 หลง ภาพท 3.13 กรณท 6 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 43 5.1 kWจ านวน 54 หลง ภาพท 3.14 กรณท 7 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 43 10 kWจ านวน 54 หลง ภาพท 4.1 แบบจ าลองระบบจ าหนายทไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยในกรณท 1 44 ภาพท 4.2 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะ 45

เปลยนแปลงตามปรมาณโหลด ภาพท 4.3 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 46 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลด ภาพท 4.4 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 47 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.5 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะ 48 บอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.6 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 49 ภาพท 4.7 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 1 50 ภาพท 4.8 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาในกรณท 2 51 ภาพท 4.9 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟาจะ 52 เปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได

ฌ


หนา

ภาพท 4.10 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟา 53 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.11 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 54 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.12 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะ 55 บอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.13 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 56 ภาพท 4.14 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 2 57 ภาพท 4.15 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาในกรณท 3 58 ภาพท 4.16 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟา 59

จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตง บนหลงคาผลตได

ภาพท 4.17 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 60 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.18 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 61 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.19 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะ 62 บอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.20 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 63 ภาพท 4.21 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 3 64 ภาพท 4.22 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาในกรณท 4 65

ญ


หนา

ภาพท 4.23 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟา 66 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.24 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 67 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.25 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 68 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.26 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะ 69 บอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.27 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลาซงคาประกอบก าลง 70 ไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลงในขณะท เซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลง ไฟฟาจรงท โหลดใช ภาพท 4.28 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 4 71 ภาพท 4.29 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาในกรณท 5 72 ภาพท 4.30 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะ 73 เปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.31 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 74 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.32 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 75 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได

ฎ


หนา ภาพท 4.33 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสย 76 จะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.34 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 77 ภาพท 4.35 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 5 78 ภาพท 4.36 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคา 79 ในกรณท 6 ภาพท 4.37 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟา 80 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.38 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 81 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.39 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถง 82 ปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบน หลงคาผลตได ภาพท 4.40 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสย 83 จะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.41 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 84 ภาพท 4.42 แสดงลกษณะของหมอแปลงในกรณท 6 85 ภาพท 4.43 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคา 86 ในกรณท 7 ภาพท 4.44 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟา 87 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตง บนหลงคาผลตได ภาพท 4.45 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟา 88 จะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตง บนหลงคาผลตได

ฏ


หนา ภาพท 4.46 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอก 89 ถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตได ภาพท 4.47 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสย 90 จะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟ ภาพท 4.48 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา 91 ภาพท 4.49 แสดงลกษณะของหมอแปลงซงในกรณท 7 92

1

บทท1 บทน า

ในปจจบนระบบไฟฟาของการไฟฟาสวนภมภาคมความมนคงในระบบจ าหนาย แตเนองดวยนโยบายรฐบาลสนบสนนใหประชาชนเขามามบทบาทและรวมลงทนในการผลตไฟฟาและจ าหนายไฟฟาในรปแบบของการผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา(Solar PV Rooftop) ซงสวนใหญมกตอเชอมเขากบระบบไฟฟาของการไฟฟาสวนภมภาคในระบบจ าหนายดานแรงต า 380/220 V.ผลจากการเชอมตอระบบไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยเขากบระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาคมสวนท าใหอปกรณในระบบจ าหนายและคณภาพไฟฟาก าลง (Power Quality) ในระบบมแนวโนมทจะเปลยนแปลงไปทงในทศทางทดขนหรอแยลงกวาเดม

ส าหรบการศกษาและคนควานจะมงเนนศกษาผลกระทบทางดานอปกรณในระบบจ าหนายและคณภาพไฟฟาก าลง ในรปแบบทมการเชอมตอระบบไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยเขากบระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาคเพอใหทราบถงเงอนไขและองคประกอบตางๆทท าใหผลกระทบดงกลาวขางตนสงผลอยางไรตออปกรณตางๆในระบบไฟฟา โดยอาศยการจ าลองระบบไฟฟาในพนทตวอยางดวยโปรแกรมวเคราะหทางวศวกรรมไฟฟา

1.1 วตถประสงคของโครงงาน

1. เพอศกษาระบบการผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ( Solar PV Rooftop )

2. เพอศกษาคาประกอบทางไฟฟาของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตย 3. เพอศกษาผลกระทบทมตออปกรณไฟฟาและคณภาพทางไฟฟาเมอน าระบบผลตไฟฟา

ดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาเชอมตอเขากบระบบจ าหนายของ การไฟฟาสวนภมภาค

4. เพอวเคราะหผลกระทบโดยรวมของอปกรณไฟฟาและคณภาพทางไฟฟาโดยอาศยการจ าลองระบบไฟฟาในพนทตวอยางดวยโปรแกรม DigSILENT

2

1.2 ขอบเขตของโครงงาน

1. ศกษาและวเคราะหระบบการผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ( Solar PV Rooftop )

2. ศกษาและวเคราะหคาประกอบทางไฟฟาของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตย 3. ศกษาและวเคราะหผลกระทบตออปกรณไฟฟาเมอน าระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงาน

แสงอาทตยทตดตงบนหลงคาเชอมตอเขากบระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค 4. ศกษาและวเคราะหผลกระทบโดยรวมของอปกรณไฟฟาและคณภาพทางไฟฟาโดยอาศย

การจ าลองระบบไฟฟาในพนทตวอยางดวยโปรแกรม DigSILENT

1.3 ประโยชนของโครงงาน

1. เพอเปนแหลงขอมลของคาคณภาพไฟฟาก าลง(Power Quality) ของพลงงานไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตย

2. เพอทราบปญหาและผลกระทบทเกดขนตออปกรณไฟฟาและคณภาพทางไฟฟาเมอน าระบบพลงงานไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยเขามาเชอมตอเขากบระบบจ าหนายดานแรงต า 380/220 V.ของการไฟฟาสวนภมภาค

3. เพอสามารถหาแนวทางแกไขและปองกนในกรณสงผลกระทบในดานเสยใหแกระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

3

ศกษาและวเคราะหระบบการผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยท

ตดตงบนหลงคา ( Solar PV Rooftop )

ศกษาและวเคราะหคาประกอบทางไฟฟาของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตย

ศกษาและวเคราะหผลกระทบคณภาพไฟฟาตออปกรณไฟฟาจากระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา

วเคราะหผลกระทบโดยรวมของอปกรณไฟฟาและคณภาพทางไฟฟาโดยอาศยการจ าลองระบบไฟฟาในพนทตวอยางดวยโปรแกรม DIgSILENT

1.4 วธด าเนนการ

ภาพท 1.1 วธการด าเนนงาน

4

1.5 แผนการด าเนนงาน

ตารางท 1.1 แผนการด าเนนงาน

ล าดบ

รายละเอยด EEG491 EEG492

ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย พ.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. 1.

2. 3.

4.

ศ กษาและว เ ค ร า ะ หระบบการผลตไฟฟาด ว ย เ ซ ล ล พ ล ง ง า นแสงอาทตยทตดต งบนหลงคา ศกษาและวเคราะหคาประกอบทางไฟฟาของระบบผลตไฟฟาดวยเ ซ ล ล พ ล ง ง า นแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคา ศ กษาและว เ ค ร า ะ หผลกระทบคณภาพตออปกรณไฟฟาจากระบบผลตไฟฟาดวย เซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ศ กษาและว เ ค ร า ะ หผลกระทบโดยรวมของอ ป ก ร ณ ไ ฟ ฟ า แ ล ะคณภาพทางไฟฟาโดยอาศยการจ าลองระบบไฟฟาในพนทตวอยางด ว ย โ ป ร แ ก ร ม DIgSILENT

5

1.7 ทบทวนงานวจยทเกยวของ

มงานวจยมากมายทศกษาเกยวกบผลกระทบของระบบการผลตไฟฟาด วยเซลลพลงงานแสงอาทตย เชน

Humberto Jimenez [1] ไดศกษาผลกระทบทางดานของคาตวประกอบทางไฟฟาของระบบการผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยเมอตอเขาหมอแปลงระบบจ าหนายโดยท าการวดคาและจดบนทกโดยใชเวลาในการศกษาเปนเวลา18 เดอนผลจากการวดคาและจดบนทกทไดมคาPF เขาใกล 1 ซงสงผลใหระบบมแนวโนมในทางทด

Greg Shirek [2] ไดศกษาและบนทกผลเกยวกบคาพลงงานของเซลลพลงงานแสงอาทตยทใหคาพลงงานแตละชวงเวลาและความตองการปรมาณทางไฟฟาของผใชไฟฟาในแตละชวงเวลาทงนรวมในกรณผใชไฟฟาอยหางจากแหลงก าเนดในระยะทางทตางกน เพอเปรยบเทยบการสญเสยทางไฟฟา ผลจากการทดลองสรปไดวามความสญเสยเกดขนในระบบจ าหนายเนองจากระยะทางระหวางแหลงจายและโหลดจากผใชไฟฟา

Katsuki KAWAHARA[3] กลาวถงผลกระทบเนองจากการตอระบบผลตไฟฟาดวยเซลลพลงงานแสงอาทตยเขากบหลายๆจดในระบบจ าหนายเดยวกนท าใหเกดความผนผวนของแรงดน ซงไดท าการจดบนทกคาตางๆแลวน ามาเปรยบเทยบกบคาเมอท าการปรบปรงแลว จะพบวาดขน

ReinaldoTonkoskiand LuizA. C. Lopes[4] เนองจากระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแลวจายใหกบระบบของผใชไฟฟาเมอถงชวงเวลาหนงซงผใชไฟฟามความตองการใชไฟนอย ท าใหแรงดนไฟฟาเกนกวาความตองการจงเปรยบเสมอนกบแรงดนไฟฟาเกนและเปนผลเสยตอระบบ จงตองใช APC (Active Power Curtailment) เพอลดแรงดนไฟฟาเกน

KalpendrasinhJadeja [5] กลาวถงผลกระทบของระบบผลตไฟฟาดวยพลงงานแสงอาทตยเมอเชอมตอกบระบบจ าหนายในสวนของผลทางฮาโมนก,คา PFของหมอแปลงในระบบจ าหนายและผลของ PV ตออปกรณปองกน

Dr. Julio Romero Aguero [6] มเทคโนโลยทสามารถท าใหการผลตไฟฟาจากระบบผลตไฟฟาด วยเซลลแสงอาทตย มการใช ประโยชนสงสด ลดการจายกระแสและแรงด นในชวงเวลาของความตองการทางไฟฟานอยเพอน าไปจายในชวงเวลาทมความตองการทางไฟฟาสงและลดการเกดเหตการณแรงดนเกน (Over Voltage)โดยวธการน ากระแสไฟฟาทเกนจากความตองการ ไปเกบสะสมไวในแบตเตอรเพอน ามาใชในชวงเวลาทมความตองการทางไฟฟาสง

6

บทท 2

ทฤษฎทเกยวของ

2.1 เซลลแสงอาทตยหรอโซลารเซลล

เซลลแสงอาทตย(Photovoltaic cell) หรอ โซลารเซลล (Solar cell) เปนอปกรณไฟฟาซงท าหนาทแปลงพลงงานแสงหรอโฟตอนเปนพลงงานไฟฟากระแสตรงโดยปรากฏการณโฟโตโวลตา-อก นนกคอ คณสมบตของสารเชน คาความตานทาน แรงดนและกระแส จะเปลยนไปเมอมแสงตกกระทบโดยไมตองอาศยแหลงจายไฟภายนอกและเมอตอโหลดใหจะท าใหเกดกระแสไหลผานโหลดนนได

ค าวา "Photovoltaic" มาจากภาษากรก φῶς ( Phos ) หมายถง "แสง" และค าวา "โวลต" ซงเปนหนวยของแรงดนไฟฟาวาโวลตมาจากนามสกลของนกฟสกสชาวอตาเลยนชออเลสซาโดร Volta ซงเปนนกประดษฐแบตเตอร (เซลลไฟฟาเคม ) ค าวา "Photovoltaic" ถกใชใน ภาษาองกฤษตงแตป 1849โฟโตโวลตาอกเปนสาขาของเทคโนโลยและการวจยทเกยวของกบการประยกตใชเซลลแสงอาทตยในการผลตกระแสไฟฟาจากแสงสวาง แมวามนมกจะถกน ามาใชเฉพาะเพออางถงการผลตกระแสไฟฟาจากแสงแดดกตาม เซลลนนๆสามารถถกอธบายวาเปนเซลลแสงอาทตยไดแมวาแหลงก าเนดแสงไมจ าเปนตองเปนดวงอาทตย (เชนแสงตะเกยงหรอไฟเทยม ฯลฯ) ในกรณดงกลาวเซลลนนบางครงจะถกใชเปนตวตรวจจบแสง(Photodetector) ตวตรวจจบแสงอนฟราเรดเพอตรวจจบแสงหรอรงสแมเหลกไฟฟาอนๆทอยในทศนวสย หรอใชวดความเขมของแสง

ภาพท 2.1 เซลลแสงอาทตยหรอโซลารเซลล

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Klassieren.jpg

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%81%E0%B8%AA%E0%B8%87

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%82%E0%B8%9F%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%99

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%81%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%88%E0%B8%87%E0%B8%88%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B9%84%E0%B8%9F

7

2.1.1 การท างานของเซลลแสงอาทตย

การท างานของเซลลแสงอาทตย เปนขบวนการเปลยนพลงงานแสงเปนกระแสไฟฟาไดโดยตรง โดยเมอแสงซงเปนคลนแมเหลกไฟฟาและมพลงงานกระทบกบสารกงตวน า จะเกดการถายทอดพลงงานระหวางกน พลงงานจากแสงจะท าใหเกดการเคลอนทของกระแสไฟฟา (อเลกตรอน) ขนในสารกงตวน า จงสามารถตอกระแสไฟฟาดงกลาวไปใชงานไดตองมคณสมบตพนฐาน 3 อยางดงน

การดดซมของแสงเพอสรางคอเลกตรอน-โฮล หรอ เอกซตอน อยางใดอยางหนง การแยกตางหากของตวขนสงประจทตางชนดกน การสกดการแยกออกจากกนของตวขนสงเหลานนออกไปยงวงจรภายนอก

ในทางตรงกนขามตวสะสมความรอนจากแสงอาทตยจะจายความรอนโดยการดดซบแสงแดด เพอวตถประสงคในการใหความรอนโดยตรงหรอใชในการผลตไฟฟาโดยออมอยางใดอยางหนงซงมหลกการท างานของของเซลลแสงอาทตย

n - type ซลคอน ซงอยดานหนาของเซลล คอสารกงตวน าทไดการโดปปงดวยสารฟอสฟอรสซงมคณสมบตเปนตวใหอเลกตรอนเมอรบพลงงานจากแสงอาทตยp - type ซลคอนคอสารกงตวน าทไดการโดปปงดวยสารโบรอนท าใหโครงสรางของอะตอมสญเสยอเลกตรอน (โฮล) เมอรบพลงงานจากแสงอาทตย

จะท าหนาทเปนตวรบอเลกตรอน เมอน าซลคอนทง 2 ชนดมาประกบตอกนดวย p - n junctionจงท าใหเกดเปน " โซลาเซลล "ในสภาวะทยงไมมแสงแดด n - type ซลคอนซงอยดานหนาของเซลลสวนประกอบสวนใหญพรอมจะใหอเลกตรอน แตกยงมโฮลปะปนอยบางเลกนอยดานหนาของ n – typeจะมแถบโลหะเรยกวา Front Electrode ท าหนาทเปนตวรบอเลกตรอน สวน p - type ซลคอนซงอยดานหลงของเซลล โครงสรางสวนใหญเปนโฮลแตยงคงมอเลกตรอนปะปนบางเลกนอย ดานหลงของ p - type ซลคอนจะมแถบโลหะเรยกวา Back Electrode ท าหนาทเปนตวรวบรวมโฮล เมอมแสงอาทตยตกกระทบ แสงอาทตยจะถายเทพลงงานใหกบอเลกตรอนและโฮล

8

ท าใหเกดการเคลอนไหวเมอพลงงานสงพอทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเขาหาเพอจบคกนอเลกตรอนจะวงไปยงชน n - type และโฮลจะวงไปยงชน p - typeเมอมแสงอาทตยตกกระทบ แสงอาทตยจะถายเทพลงงานใหกบอเลกตรอนและโฮลท าใหเกดการเคลอนไหวดงภาพท 2.2

ภาพท 2.2 หลกการท างานของโซลารเซลล

เมอพลงสงพอทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเขาหาเพอจบคกนอเลกตรอนจะวงไปยงชนn - type และโฮลจะวงไปยงชน p-type อเลกตรอนวงไปรวมกนท Front Electrode และโฮลวงไปรวมกนท Back Electrode เมอมการตอวงจรไฟฟาจาก Front Electrode และ Back Electrode ใหครบวงจร กจะเกดกระแสไฟฟาขนเนองจากทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเพอจบคกน ตวแปรทส าคญทมสวนท าใหโซลาเซลลมประสทธภาพการท างานในแตละพนทตางกนและมความส าคญในการพจารณาน าไปใชในแตละพนทตลอดจนการน าไปค านวณระบบหรอค านวณจ านวนแผงแสงอาทตยทตองใชในแตละพนทคอความเขมของแสงและอณหภม

9

2.1.2 ประเภทของเซลลแสงอาทตย แผงเซลลแสงอาทตยแบงออกตามชนดของวสดทใชผลตได 2 ชนดคอกลมทท าจากสารกงตวน าประเภทซลคอน (Silicon) และกลมทท าจากสารประกอบ ทไมใชซลคอน ซงประเภทหลงนจะเปนเซลลแสงอาทตยทมประสทธภาพสงถง 25% ขนไป แตมราคาสงมากสวนมากใชงานส าหรบดาวเทยม แตปจจบนการพฒนาขบวนการผลตสมยใหมท าใหแผงโซลาเซลลทท าจากสารประกอบมราคาถกลงและมแนวโนมการมาใชมากขนในอนาคต

เซลลแสงอาทตยทผลตจากสารกงตวน าประเภทซลคอน (Silicon) สามารถแบงยอยตามลกษณะของผลกทเกดขนได 2 ชนด คอแบบทไมเปนรปผลก แบบอะมอรฟสซลคอน (Amorphous- Silicon) และแบบเปนรปผลก (Crystal) เซลลแสงอาทตยแบบอะมอรฟสซลคอนจะเหนทวไปในเครองคดเลขพลงแสงอาทตยปจจบนมการน ามาท าเปนแผนฟลมบาง (Thin Film)มประสทธภาพต าประมาณ 6-10%

ภาพท 2.3 อะมอรฟสซลคอนโซลารเซลล

เซลลแสงอาทตยแบบทเปนรปผลก แบงออกเปน 2 ชนด คอ ชนดโมโนซลคอน (Mono Crystalline Silicon) และชนดโพลซลคอน ( Poly Crystalline Silicon )

10

เซลลแสงอาทตยแบบโมโนซลคอน จะเปนชนดผลกเดยวจะมความบรสทธของซลกอนสงกวาแบบโพลท าใหเซลลแสงอาทตยแบบโมโนนนมราคามนแพงกวาโพล และมประสทธภาพสงถงประมาณ 18% ปจจบนเซลลแสงอาทตยชนดโมโนไดมการปรบปรงและพฒนาโดยมการสะทอนของแสงอาทตยภายในเซลลลดลง เพอใหแสงตกกระทบลงบนชน n ไดมากทสด ท าใหประสทธภาพเพมขนถง 25%

ภาพท 2.4 โมโนครสตอลไลนซลคอนโซลารเซลล

เซลลแสงอาทตยแบบโพลซลคอนจะมความบรสทธของซลกอนนอยกวา แบบโมโนซลคอนท าใหประสทธภาพต ากวาแบบโมโนซลคอน แตกสงกวาอะมอรฟสซลคอนโซลาเซลลแบบโพลซลคอนถาสงเกตทแผนจะมสเงนๆ ผสมอยดวย เนองจากเปนแรอนๆทตดมาดวย ประสทธภาพของโซลาเซลลแบบโพลซลคอนจะอยทประมาณ 12-15%

ภาพท 2.5 โพลครสตอลไลนซลคอนโซลารเซลล

11

เซลลแสงอาทตยทผลตจากสารประกอบ ทเปนสารกงตวน าชนดอนๆทไมใชซลกอนและน ามาโดป(Dope)แบบ-หลายชน ตงแต Double Junction Triple Junction และ Multi Junction เชน Ga, Td และอนๆแตทนยมกนในปจจบนน ามาใชกบระบบรวมแสง หรอ Concentrated คอ GaAs หรอแกลเลยมอาเซไนด โซลาเซลลชนดนมประสทธภาพสงถง 35% และมราคาสงกวาชนดอน

การท าเซลลแสงอาทตย ใหเปนแผงกเพอความสะดวกในการน าไปใชงานดานหนาของแผงเซลล ประกอบดวย แผนกระจกท มสวนผสมของเหลกต าซงมคณสมบตในการยอมใหแสงผานไดดและยงเปนเกราะปองกนแผนเซลลอกดวย แผงเซลลจะตองมการปองกนความชนทดมาก เพราะจะตองอยกลางแดดกลางฝนเปนเวลายาวนานในการประกอบจะตองใชวสดทมความคงทนและปองกนความชนทด เชนซลโคนและ อวเอ (Ethylene Vinyl Acetate) เปนตนเพอเปนการปองกนแผนกระจกดานบนของแผงเซลล จงตองมการท ากรอบดวยวสดทมความแขงแรงแตบางครงกไมมความจ าเปนถามการเสรมความแขงแรงของแผนกระจกใหเพยงพอซงกสามารถทดแทนการท ากรอบไดเชนกนดงนนแผงเซลลจงมลกษณะเปนแผนเรยบ (Laminate) ซงสะดวกในการตดตง

2.1.3 อณหภมทมผลกระทบตอเซลลแสงอาทตย

สภาพอากาศเยนจะท าใหเซลลแสงอาทตยมประสทธภาพสงในการเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟาและท างานไดดกวาในสภาวะทอณหภมสงหรออากาศรอนสาเหต คอ เซลลแสงอาทตยเปนอปกรณอเลกทรอนกสทผลตกระแสไฟฟาจากแสงอาทตย กลไกการท างานบางอยาง ไมเอออ านวยตอการท างานในสภาวะอากาศทอณหภมสง ส าหรบในฤดหนาวซงสภาพอากาศเยน แตเซลลแสงอาทตยกลบสามารถผลตพลงงานไฟฟาไดนอยกวาในฤดรอน ทงนเพราะชวงเวลากลางวนสนกวาดวงอาทตยท ามมต ากวาและมเมฆปกคลมบดบงแสงอาทตยมากกวาฤดรอน

12

2.1.4 คาความเขมรงสอาทตย

โดยทวไปศกยภาพพลงงานแสงอาทตยของพนทแหงหนงจะสงหรอต าขนกบปรมาณรงสอาทตยทตกระทบพนทนน หรอทเรยกวา “คาความเขมรงสอาทตย” (global radiation) มหนวยทางดานพลงงานเปน เมกกะจลตอตารางเมตร (MJ/m2) โดยบรเวณทไดรบรงสอาทตยมากกจะมศกยภาพในการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชสง แนวโนมการเปลยนแปลงของคาความเขมรงสอาทตยจะเปนไปตามพนท มการเปลยนแปลงตามเวลาในรอบวนและการเปลยนแปลงตามฤดกาลในรอบป กลาวคอ ในพนทหนง ๆ คาความเขมรงสอาทตยจะเพมขนจากชวงเชาจนถงคาสงสดในชวงเวลาเทยงวน และลดต าลงจนถงชวงเยน ซงเปนผลมาจากการเปลยนแปลงของมวลอากาศ (Air Mass) ซงรงสอาทตยเคลอนทผานเขามายงพนผวโลกและผลจากมมตกกระทบของแสงอาทตย ซงเปลยนแปลงต งแตเชาจนถงเยนส าหรบการเปลยนแปลงตามพนทเปนผลมาจากสภาพทางอตนยมวทยาโดยมเมฆเปนตวแปรทส าคญ

ภาพท 2.6 การแปรคาความเขมรงสดวงอาทตยรายวนเฉลยตอเดอนโดยเฉลยทกพนททวประเทศ

13

2.1.5 สภาวะรบกวนตางๆ

การทมสงสกปรกตกคางบนแผงเซลลแสงอาทตย ไมวาจะเปน ฝ น, มลนก, ใบไม หรอ

ละอองของเขมา เปนตน สงสกปรกเหลานจะบดบงแสงทมาตกกระทบบนผวหนาของแผงเซลล

แสงอาทตย ท าใหผลตพลงงานไฟฟาไดลดลง ดงนน ถาพบวามสงสกปรกตกคางอยบนแผงเซลล

แสงอาทตย ใหใชน าสะอาดลางท าความสะอาด หามใชน ายาอนๆ ลาง หรอใชกระดาษทรายขด

ผวหนาของแผงเซลลแสงอาทตยเดดขาด ซงการท าความสะอาดเชนนควรท าเปนระยะๆหรอเมอ

สงเกตเหนวามสงสกปรกตกคางบนแผงเซลลแสงอาทตย

2.2 อนเวอรเตอร(Inverter) [5] อนเวอรเตอรเปนอปกรณแปลงไฟฟากระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลบตามขนาดทเครองใชไฟฟาตองการ จะมอย 3 ชนดดวยกน คอ 1. แบบ Off – Grid Inverter เปนเครองแปลงทใชส าหรบระบบผลตไฟฟาใชเองโดยไมเชอมตอกบระบบของการไฟฟาแปลงไฟฟากระแสตรงจากแบตเตอรใหเปนไฟฟากระแสสลบเพอจายไฟใหกบอปกรณไฟฟา 2. แบบ On – Grid Inverter เปนเครองแปลงทใชส าหรบระบบเชอมตอสายสงการไฟฟาโดยจะแปลงไฟฟากระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลบแลวจายไฟเขาสายสงการไฟฟาโดยตรงไมตองใชแบตเตอร 3. แบบ On – Grid Inverter With Battery Backup เปนเครองแปลงทใชส าหรบระบบเชอมตอสายสงการไฟฟาและสามารถผลตไฟเกบไวในแบตเตอร หากเกดไฟตก ไฟเกนหรอไฟดบระบบสามารถน าไฟในแบตเตอรมาใชงานไดในกรณฉกเฉน

ภาพท 2.7 อนเวอรเตอร

http://www.inverter.co.th/Home/index.php?option=com_content&view=article&id=97&Itemid=81

14

2.2.1 หลกการท างานของอนเวอรเตอร

อนเวอรเตอร (Inverter) จะแปลงไฟกระแสสลบ (AC) จากแหลงจายไฟทวไปทมแรงดนและความถคงทใหเปนไฟกระแสตรง (DC) โดยวงจรคอนเวอรเตอร ( Converter Circuit ) จากนนไฟกระแสตรงจะถกแปลงเปนไฟกระแสสลบทสามารถปรบขนาดแรงดนและความถไดโดยวงจรอนเวอรเตอร(Inverter Circuit) วงจรทงสองนจะเปนวงจรหลกทท าหนาทแปลงรปคลน และผานพลงงานของอนเวอรเตอรโดยทวไปแหลงจายไฟกระแสสลบมรปคลนไซน แตเอาทพตของInverterจะมรปคลนแตกตางจากรปไซน นอกจากนนยงมชดวงจรควบคม (Control Circuit) ท าหนาทควบคมการท างานของวงจรคอนเวอรเตอรและวงจรอนเวอรเตอร

2.2.2 โครงสรางภายในของอนเวอรเตอร

1. ชดคอนเวอรเตอร (Converter Circuit) ซงท าหนาท แปลงไฟสลบจากแหลงจายไฟ (AC. power -supply 50 Hz) ใหเปนไฟตรง (DC Voltage) 2.ชดอนเวอรเตอร (Inverter Circuit) ซงท าหนาท แปลงไฟตรง (DC Voltage) ใหเปนไฟสลบ (AC Voltage) ทสามารถเปลยนแปลงแรงดนและความถได 3.ชดวงจรควบคม (Control Circuit) ซงท าหนาท ควบคมการท างานของชดคอนเวอรเตอร และ ชดอนเวอรเตอร

2.2.3 มาตรฐานของอปกรณแปลงผนไฟฟาชนดตอกบระบบจ าหนาย (Grid connected Inverter) มรายละเอยดดงน

เปนยหอและรนทไดรบการรบรองตามมาตรฐานIEC 61727 Photovoltaic (PV) systems -

Characteristics of the utility interface และมาตรฐาน IEC 62116 Test procedure of islanding -prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters หรอเปนผลตภณฑทมคณสมบตเปนไปตามมาตรฐานIEC 61727 และ IEC 62116 โดยมรายงานผลการทดสอบแสดงประกอบมคณสมบตเฉพาะทางไฟฟา (Electrical specification) เปนไปตามระเบยบของการไฟฟาฝายจ าหนายวาดวยขอก าหนดการเชอมตอระบบโครงขายไฟฟา พ.ศ. 2551 หรอระเบยบอนๆ ทเกยวของโดยใหมรายงานผลการทดสอบคณสมบตดงกลาว






15

2.3 ลกษณะระบบผลตไฟฟาพลงงานแสงอาทตย[3] ระบบผลตไฟฟาพลงงานแสงอาทตยประกอบดวยแผงเซลลแสงอาทตยจะผลตไฟฟากระแสตรง (Direct Current) เมอไดรบแสงอาทตยและจายกระแสไฟฟาเขาอปกรณแปลงผนไฟฟาชนดตอเขาระบบจ าหนาย(Grid Connected Inverter)เพอเปลยนไฟฟากระแสตรงเปนไฟฟากระแสสลบ (Alternative Current)กอนจายกระแสไฟฟาผานเครองวดพลงงานไฟฟา(Watt hour meter) และเชอมตอเขากบระบบจาหนายของการไฟฟาการไฟฟาสวนภมภาคหรอการไฟฟานครหลวง

ภาพท 2.8 ตวอยางไดอะแกรมระบบเซลลแสงอาทตยแบบตอเขาระบบจาหนายแรงต า (Grid Utility Grid connected)

16

2.3.1 รายละเอยดดานเทคนคของระบบเซลลแสงอาทตยบนหลงคาบาน

ลกษณะของหลงคาบานและต าแหนงทเหมาะสมในการตดตงแผงเซลลแสงอาทตยแผงเซลลแสงอาทตยสามารถตดตงไดทงบนหลงคาบานบนหลงโรงจอดรถและบนพนดนต าแหนงทตดตงแผงเซลลแสงอาทตยตองเปนต าแหนงทสามารถรบแสงอาทตยไดดตลอดทงวนตลอดทงปตองไมมสงปลกสรางหรอสงของอนใดมาบงแสงอาทตยตลอดทงวน (เชนตนไมสงปลกสรางอนๆภเขาเสาอากาศจานดาวเทยมฯลฯ) ไมควรเปนสถานททมฝ นหรอไอระเหยจากน ามนมากเกนไปการตดตงแผงเซลลแสงอาทตยในประเทศไทยทไดมาตรฐานโดยทวไปจะตดตงใหดานหนาของแผงเซลลแสงอาทตยหนไปทางทศใตและแผงเซลลเอยงเปนมมประมาณ 10-15 องศากบพนโลกชนดของหลงคาบานทตดตงแผงเซลลแสงอาทตยไดมทงชนดหลงคาหนาจวหลงคาดาดฟาพนคอนกรตหลงคากระเบองหลงคาเมทลชท หลงคาไมแผงเซลลแสงอาทตยมน าหนกประมาณ 15 กโลกรมตอหนงตารางเมตรดงนนจงสามารถตดตงบนหลงคาบานทวไปไดไมมปญหากรณทตดตงบนหลงคาบานแบบหนาจวควรตดตงบนหลงคาดานทหนไปทางทศใตจงจะไดรบแสงอาทตยไดดทสด 2.3.2 ลกษณะการท างานของระบบ[6] ระบบเซลลแสงอาทตยมแผงเซลลแสงอาทตยทตดตงอยบนหลงคาบาน (หรอบางกรณสามารถตดตงบนพนดนบนหลงคาโรงจอดรถฯลฯ)ในเวลากลางวนแผงเซลลแสงอาทตยจะท าหนาทผลตไฟฟากระแสตรง (DC) ไฟฟากระแสตรงนนจะไหลไปสเครองแปลงกระแสไฟฟา (Grid- Connected Type Inverter)ซงตดตงอยภายในบานเครองแปลงกระแสไฟฟาจะแปลงไฟฟากระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลบ (AC, 220 โวลตความถ 50 เฮรต) ไฟฟากระแสสลบทผลตไดจะไหลออกจากบานไปสมเตอรขายไฟฟา(Kilowatt Meter Selling Meter) ทตดตงอยทเสาไฟฟาหนาบานอยางอตโนมตในเวลากลางคนเมอไมมแสงอาทตยจะไมมกระแสไฟฟาไหลออกจากแผงเซลลแสงอาทตยหรอถามกนอยมากจะไมมกระแสไฟฟาไหลออกมาจากเครองแปลงกระแสไฟฟาในขณะเดยวกนกจะไมมกระแสไฟฟาไหลยอนจากเสาไฟฟาเขามาสแผงเซลลแสงอาทตยไดกระแสไฟฟาสลบของการไฟฟาจะหยดคางอยทเครองแปลงกระแสไฟฟาไมสามารถไหลไปแผงเซลลแสงอาทตยไดตอมาในวนรงขนเมอมแสงอาทตยเพยงพอแผงเซลลแสงอาทตยกจะเรมผลตพลงงานไฟฟาอกครงและระบบกจะเรมท างานเองโดยอตโนมตดงนนระบบนไดรบการออกแบบโดยก าหนดใหพลงงานไฟฟาทผลตไดจากแผงเซลลแสงอาทตยจะไมถกใชเองภายในบาน

17

แตไฟฟาทงหมดทผลตไดจะไหลขนไปสเสาไฟฟาหนาบานกลาวคอเปนระบบทมวตถประสงคเพอขายไฟฟาทผลตไดทงหมดใหกบการไฟฟานนเอง 2.3.3 การตดการท างานของระบบเซลลแสงอาทตยเมอไฟฟาดบ

ในกรณทไมมไฟฟาไหลจากเสาไฟฟาเขามาในบาน (กรณไฟฟาดบ) เครองแปลงกระแส ไฟฟาจะตดการท างานของตวเองดงนนเมอไฟฟาของการไฟฟาดบจะไมมกระแสไฟฟาไหลออกจากระบบเซลลแสงอาทตยขนไปสเสาไฟฟาดงนนเจาของบานจะไมสามารถขายไฟฟาไดในขณะทไฟฟาดบและจะไมสามารถน าไฟฟาจากระบบเซลลแสงอาทตยกลบมาใชเองไดในขณะทไฟฟาก าลงดบอยท งหมดนถอวาเปนวธการท างานแบบมาตรฐานททวโลกใชกบระบบเซลลแสงอาทตย ทมการเชอมตอกบระของการไฟฟาสวนภมภาค 2.3.4 รายการวสดอปกรณส าคญทใชในระบบเซลลแสงอาทตยบนหลงคาบาน รายการวสดอปกรณมาตรฐาน จ านวน

1. แผงเซลลแสงอาทตย (Solar Modules) 1 ชด 2. โครงโลหะยดแผงเซลลแสงอาทตยกบโครงหลงคาบาน 1 ชด (Aluminum or Galvalnized Steel Support Structures) 3. ชดสายไฟฟากระแสตรงพรอมทอรอยสายไฟฟา (Cables, Conduits) 1 ชด 4. ตไฟฟากระแสตรงบรรจฟวสเบรกเกอร (DC Panel, Fuses, Blocking Diodes, Heat Sink) 1 ชด 5.ตแปลงกระแสไฟฟา (Inverter DC/AC) 1 ชด 6.ชดสายไฟฟากระแสสลบพรอมทอรอยสายไฟฟา (Cables, Conduits) 1 ชด 7.ตไฟฟากระแสสลบบรรจเบรกเกอร (AC Panel, Circuit Breakers) 1 ชด 8.มเตอรขายไฟฟา (kWh Selling Meter) 1 ชด 9.ชดสายดนและทอรอยสาย (Ground System, Conduits) 1 ชด

18

รายการวสดอปกรณเพมเตมพเศษตามความตองการของลกคา จ านวน

1.อปกรณปองกนไฟฟากระชากดานกระแสตรง 1 ชด 2.อปกรณปองกนไฟฟากระชากดานกระแสสลบ 1 ชด 3.อปกรณเกบขอมลอตโนมตพรอมคอมพวเตอร,จอแสดงผลและปรนเตอร 1 ชด 4.อนๆ เชน อปกรณวดอณหภมแผงเซลลแสงอาทตย 1 ชด อปกรณวดความเขมแสงอาทตยฯลฯ

2.4 การหาคาพลงงานของเซลลแสงอาทตย

2.4.1 การหาคาพลงงานของโซลาเซลล กระแสไฟฟาของเซลลแสงอาทตย (Photo current)เกดจากแสงสวางไปท าใหเซลลแสงอาทตยสรางประจพาหะอสระใหไหลผานโหลดทตออยเปนสดสวนตรงกบความเขมแสงทตกกระทบรอยตอ p – n Junction ซงจะเขยนแทนดวยไดโอดและแหลงจายกระแสในสมการทแสดงถงคณลกษณะทางกระแสและแรงดนของเซลลแสงอาทตยซงจะเขยนอยในรปของฟงกชนเอกโพเนนเชยล (exponential equation)

sh

sphR

IRsV

TKN

IRsVqIII

1exp

(2.1)

เมอ

phI คอ กระแสไฟฟาทเกดจากแสง ; A

sI คอ กระแสไบอสอมตวยอนกลบของไดโอด ; A q คอ ประจอเลกตรอนมคาเทากบ 1.602× 1910 ; C N คอ Ideal factor K คอ คาคงทของ Boltzmanมคาเทากบ 1.3806504× 2310 J/Kevin T คอ อณหภมทรอยตอขณะท างานของเซลล ;Kevin V คอ แรงดนทตกครอมไดโอด ; V

sR คอ คาความตานทานอนกรมของเซลล ; Ω

shR คอ คาความตานทานขนานของเซลล ; Ω

19

LOAD

sR

phI 1D shR

คา Ideal factor นนขนอยกบเทคโนโลยในการผลตโครงสรางของเซลลแสงอาทตยตามตารางท 1และจากสมการสามารถเขยนเปนวงจรสมมลของเซลลแสงอาทตยไดดงแสดงในภาพท 9

ตารางท 2.1 แสดงคา Ideal factor

ภาพท 2.9 แสดงวงจรสมมลของเซลลแสงอาทตย

จากวงจรสมมลของเซลลแสงอาทตยในรปท1 จะเหนวาม 5 ตวแปรทมผลตอกระแสและแรงดนขาออกของเซลลแสงอาทตยคอ sI , N เปนผลของไดโอด ,คา

phI เปนผลของแสงทตกกระทบและคา sR , shR เปนคาความตานทานซงถอเปนการสญเสยทเซลลแสงอาทตย

20

2.4.2 ผลกระทบจากระดบของแสงอาทตย[4]

คา

phI เปนกระแสทสรางขนจากเซลลแสงอาทตยโดยใชแสงในการเปลยนรปพลงงาน ซงคากระแสทสรางขนเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมแสงและอณหภมตามสมการ

refIscph TTKII (2.2)

เมอ

scI คอ กระแสลดวงจรของเซลลท25 °C ; A

IK คอ สมประสทธอณหภมของกระแสลดวงจร ; A/°C

refT คอ อณหภมอางองของเซลล ; Kevin คอ ความเขมแสง ; kW/ 2m

2.4.3 ผลกระทบของอณหภม หากก าหนดใหความเขมแสงมคาคงทจากสมการคาอณหภมมผลกระทบตอก าลงไฟฟาขาออกของเซลลแสงอาทตยเนองจากคากระแสลดวงจรสมพนธกบอณหภมอกท งอณหภมยงมผลกระทบตอกระแสไบอสอมตวยอนกลบของไดโอดทเรยกวา Reverse saturation current of diode ( sI ) ดงสมการท 2.1

t

g

refref

ssVN

E

T

T

T

TItI 1exp

3

(2.3)

เมอ

gE คอ คาพลงงานระหวางสารกงตวน า;วตต ( W )

tV คอ แรงดนทอณหภมหอง ; โวลล (V)

21

2.4.4 แผงเซลลแสงอาทตย (PV Module)

แผงเซลลแสงอาทตยแบบโมดลเปนการนาเซลลแสงอาทตยมาตอแบบอนกรมเพอเพมแรงดนใหเหมาะสมกบพกดแรงดนของแบตเตอรคอ 12 V สวนการตอแบบขนานจะเปนการเพมกระแสไฟฟาโดยแรงดนและกระแสของเซลลจะแปรผนตามตวแปรในสมการท ( 2.2 ) หากไมคดผลของ sR และ shR จะไดสมการของแผงเซลลแสงอาทตยตามสมการ

1exp

s

spphpnTKN

vqInInI

(2.4)

เมอ

pn คอ จ านวนเซลลทตอขนาน sn คอ จ านวนเซลลทตออนกรม 2.4.5 การหาคาขนาดของแผงเซลลแสงอาทตยสามารถท าการหาไดจากสตร

จากการทไดค านวณโหลดทไดใชในแตละวนแลวจะตองมขนาดของโซลารเซลลท

เหมาะสมกบขนาดของโหลดทใชในครวเรอนเพยงพอกบการใชงาน

S

LHCQ

pPV load

(2.5)

เมอ

PV คอ ก าลงวตตของโซลาเซลล (Watt)

Q คอ คาพลงงานแสงทไดรบ/วน (ประมาณ 4 kW-Hour/ Sq.m)

C คอ คาความสญเสยของเซลล (ประมาณ 0.8)

H คอ คาความสญเสยเชงความรอน (ประมาณ 0.85)

I คอ คาประสทธภาพอนเวอรเตอร (ประมาณ 0.8-0.9)

S คอ คาความเขมของแสงบนโลก (ประมาณ 1 kW/Sq.m)

22

2.5 ความเขมของพลงงานแสงอาทตยในประเทศไทยและพลงงานไฟฟาทผลตไดตอวน[2]

ผลการวดความเขมรงสแสงอาทตยซงรายงานโดยกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (พพ.) ในพ.ศ.2540 พบวาคาเฉลยของคาความเขมแสงอาทตยตอตารางเมตรตอวนของจงหวดตางๆในประเทศไทยสงทกจงหวดมคาระหวาง 4.5-5.5 กโลวตตชวโมงตอตารางเมตรตอวน (4.5-5.5 kWh/sq.m./day) ในประเทศไทยเมอน าแผงเซลลแสงอาทตยมาตากแดด

บางฤดกาลผลตพลงงานไฟฟาไดมากบางฤดกาลผลตพลงงานไฟฟาไดนอยระบบเซลลแสงอาทตยขนาด1 กโลวตตจะสามารถผลตพลงงานไฟฟาไดประมาณ 3.5-4.5 หนวยตอกโลวตตตอวน (3.54.5kWh/kWp/day)ขนกบฤดกาลหรอโดยเฉลย3.8-4.0หนวยตอกโลวตตตอวน (3.8-4.0kWh/kWp/day) กระแสไฟ (Current) จะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมของแสงหมายความวาเมอความเขมของแสงสง กระแสทไดจากโซลาเซลลกจะสงขนในขณะทแรงดนไฟฟาหรอโวลตแทบจะไมแปรไปตามความเขมของแสงมากนกความเขมของแสงทใชวดเปนมาตรฐานคอความเขมของแสงทวดบนพนโลกในสภาพอากาศปลอดโปรงปราศจากเมฆหมอกและวดทระดบน าทะเลในสภาพทแสงอาทตยตงฉากกบพนโลกซงความเขม ของแสงจะมคาเทากบ 100 mW ตอ ตร.ซม. หรอ 1,000 W ตอตร.เมตร ซงมคาเทากบ AM 1.5 (Air Mass 1.5) และถาแสงอาทตยท ามม 60 องศากบพนโลกความเขมของแสง จะมคาเทากบประมาณ 75 mWตอ ตร.ซม. หรอ 750 W.ตอ ตร.เมตร ซงมคาเทากบ AM2 กรณของแผงโซลาเซลลนนจะใชคา AM 1.5 เปนมาตรฐานในการวดประสทธภาพของแผง

กระแสไฟ จะไมแปรตามอณหภมทเปลยนแปลงไปในขณะทแรงดนไฟฟาจะลดลงเมออณหภมสงขนซงโดยเฉลยแลวทกๆ 1 องศาทเพมขน จะท าใหแรงดนไฟฟาลดลง 0.5% และในกรณของแผงโซลาเซลลมาตรฐานทใชก าหนดประสทธภาพของแผงแสงอาทตยคอ ณ อณหภม 25 องศาเซลเซยสเชนก าหนดไววาแผงแสงอาทตยมแรงดนไฟฟาทวงจรเปด (Open Circuit Voltage หรอ Voc) ท 21 V. ณ อณหภม 25 องศาเซลเซยสกจะหมายความวาแรงดนไฟฟาทจะไดจากแผงแสงอาทตย เมอยงไมไดตอกบอปกรณไฟฟา ณ อณหภม 25 องศาเซลเซยสจะเทากบ 21 V.ถาอณหภมสงกวา 25 องศาเซลเซยสเชน อณหภม 30 องศาเซลเซยสจะท าใหแรงดนไฟฟาของแผงแสงอาทตยลดลง 2.5% (0.5% x 5 องศาเซลเซยส) นนคอแรงดนของแผงแสงอาทตยท Voc จะลดลง 0.525 V (21 V x 2.5%) เหลอเพยง 20.475 V.(21V. – 0.525V.) สรปไดวาเมออณหภมสงขนแรงดนไฟฟากจะลดลงซงมผลท าใหก าลงไฟฟาสงสดของแผงแสงอาทตยลดลงดวย

23

2.6 สามเหลยมก าลงไฟฟา

การใชงานเครองจกรกลไฟฟายอมเกดก าลงไฟฟาขนในขณะใชงาน ก าลงไฟฟาทเกดเขยนเปนรปแบบไดดงน

ภาพท 2.10 แสดงก าลงไฟฟา

2.6.1 ก าลงไฟฟาปรากฏ ( Apparent Power )

คอก าลงไฟฟาปรากฏขนจรงในการจายไฟฟาใหเครองกลไฟฟา ถอเปน Input การจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา ก าลงไฟฟาตวนจงมหนวยเปนโวลต-แอมแปรหรอกโลโวลต-แอมแปร (VA or kVA) มตวยอคอ S

IVS (2.6)

2.6.2 ก าลงไฟฟาทใชในการท างาน ( Reactive Power )

คอก าลงไฟฟาทเครองจกรกลไฟฟาใชในการท างาน ก าลงไฟฟาตวนจงมหนวย เปน วาร หรอ กโลวาร (VAR or kVAR ) มตวยอคอ Q

sin IVQ ( 2.7)

24

2.6.3 ก าลงไฟฟาจรง ( Real Power หรอ True Power )

คอ ก าลงไฟฟาทเราไดรบประโยชนจรงจากเครองจกรกลไฟฟา มหนวยเปนวตต หรอ กโลวตต (W or kW ) มตวยอคอ P

cos IVP (2.8)

ก าลงไฟฟาทงสามสามารถเขยนเปนสามเหลยมก าลงไฟฟาไดดง

ภาพท 2.11 สามเหลยมก าลงไฟฟา

ก าลงไฟฟารแอคทฟ (kVAR)

ก าลงไฟฟาเสมอน (kVA)

ก าลงไฟฟาจรง(kW)

http://www.engineerfriend.com/wp-content/uploads/2011/07/Power-factor-Correction-2.jpg



25

2.6.4 คาประกอบก าลงไฟฟา (Power Factor) [1] คออตราสวนระหวางก าลงไฟฟาทใชจรง(วตต) กบ ก าลงไฟฟาปรากฏหรอก าลงไฟฟาเสมอน (VA ) ซงคาทดทสด คอมอตราสวนทเทากนจะมคาเปนหนงแตในทางเปนจรงไมสามารถท าไดซงคา Power Factor เปลยนแปลงไปตามการใชโหลดซงโหลดทางไฟฟามอย 3 ลกษณะ คอ

1.โหลดประเภท Resistive หรอ ความตานจะมคา Power Factor เปนหนง อนไดแกหลอดไฟฟาแบบ

ไส เตารดไฟฟาหมอหงขาวเครองท าน าอนเปนตน ถาหนวยงานหรอองคกรมโหลดประเภทนเปน

จ านวนมากกไมจ าเปนทจะตองปรบปรงคา Power Factor

2. โหลดประเภท Inductive หรอ ความเหนยวน าจะมคา Power Factor ไมเปนหนงอนไดแก

เครองใชไฟฟาทใชขดลวดเชน มอเตอรบลลาสกของหลอดฟลออเรสเซนตหลอดแกสดสชารจ

เครองปรบอากาศ เปนตนจะเหนไดวาหนวยงานหรอองคกรสวนใหญจะหลกเลยงโหลดประเภทน

ไมไดและมเปนจ านวนมาก ซงจะท าใหคา Power Factor ไมเปนหนงและโหลดประเภทนจะท าให

คา Power Factorลาหลง ( Lagging ) จ าเปนทจะตองปรบปรงคา Power Factor โดยการน าโหลด

ประเภทใหคา Power Factor น าหนา ( Leading ) มาตอเขาในวงจรไฟฟาของระบบเชน การตอชด

Capacitor Bank เขาไปในชดควบคมไฟฟา

3. โหลดประเภท Capacitive หรอ โหลดทมตวเกบประจ (Capacitor) เปนองคประกอบโหลด

ประเภทนจะมใชนอยมากจะมคา Power Factorไมเปนหนงโหลดประเภทนจะท าใหคา Power

Factor น าหนา ( Leading ) คอกระแสจะน าหนาแรงดนจงนยมน าโหลดประเภทนมาปรบปรงคา

Power Factor ของระบบทมคา Power Factor ลาหลงเพอใหคา Power Factor มคาใกลเคยงหนง

26

1. ขอด ของการปรบปรงคา Power Factor - กระแสไฟฟาทไหลในวงจรไฟฟาลดลง - หมอแปลง และสายเมนไฟฟาสามารถรบโหลดเพมไดมากขน

- ลดก าลงสญเสยในสายไฟฟาลง - ลดแรงดนไฟฟาตก - เพมประสทธภาพระบบไฟฟาทงระบบ

สวนของเพาเวอรแฟคเตอร Power Factor ( .PF )

เปนอตราสวนของวาก าลงไฟฟาจรงตอคาก าลงไฟฟาปรากฏ ดงสมการ

cos.

VA

WPF ( 2.9 )

เมอ

W คอ ก าลงงานไฟฟาจรง

VAR คอ ก าลงงานไฟฟารแอคทฟ

VA คอ ก าลงงานไฟฟาปรากฏ

.PF คอ Power Factor

คอ มมพลงงานไฟฟา

27

2. ผลของการเปลยนแปลงคา .)(PF ถาโหลดจ าพวกอนดกทฟโหลดมากๆ จะท าใหระบบมคา .PF ต าลง และจะท าใหเกดผลเสยตามมา ในกรณทก างานไฟฟาจรงคงท ถาคา .PF ลดลงจะมผลท าใหกระแสรวมของระบบมคาเพมขน จะท าใหหมอแปลงและสายเกดโอเวอรโหลด เปนผลท าใหเกด

ความสญเสย ในหมอแปลงและในสายเพมขนเพราะคาความสญเสยเปนสดสวนโดยตรงกบคาของกระแสยกก าลงสองและ เมอจายใหวงจรทตอเพยงแตคาความตานทานเพยงอยางเดยวนน คา 1. PF 3. การแกไขคาเพาเวอรแฟกเตอร การแกไขคาเพาเวอรแฟกเตอรเนองจากเราไมสามารถแกไขคาความตานทานได เราจงแกไขทคาก าลงงานไฟฟารแอคทฟ โดยการน าคาคาปาซเตอรมาปรบปรงคาเพาเวอรแฟกเตอร

)tan(tan 21 WR PP (2.10)

เมอ

RP คอ ขนาดคาปาซเตอร

WP คอ ขนาดโหลด

4. การหาคาของขนาดคาปาซเตอร

จาก W

R

P

Ptan (2.11)

)tan(tan 2111 WRR PPP (2.12)

คาทไดจากตารางคอคาK และคา

)tan(tan 21 K (2.13)

28

5.zต าแหนงทตดตงคาปาซเตอรแลวไดผล

การตดตงคาปาซเตอรท าได 2 อยาง คอ 1. การตดตงเปนกลมใหญ 2. การตดตง ณ จดตางๆ ของโหลด

การตดตงแบบกลมใหญ

การตดตงคาปาซเตอรแบบกลมใหญนนขนาดของคาปาซเตอรไดจากการการค านวณจากโหลดรวมและจะตดตงทบรเวณตนสายหรอจดจายไฟฟา กอนทจะแยกออกไปหลายสาย โดยมาก คาปาซเตอรจะมขนาดใหญ

การตดตง ณ จดตางๆของโหลด

การตดตงคาปาซเตอรแบบใกลโหลดมากทสด หรอ ปลายสายจายก าลงไฟฟามเหตผล 3 ประการ คอ 1.ลดความสญเสยทางไฟฟาในสายระหวางโหลดกบจดทตดตงมเตอร

2.ระดบแรงดนไฟฟาสงขนใกลโหลด ชวยใหการท างานของอปกรณตางๆ เชน มอเตอรดขน 3.สามารถลดคาคาปาซแตนซตามการลดของโหลด 6. ขอปฎบตในการตดตงคาปาซเตอรแรงต า

1.ขนาดของสายไฟของคาปาซเตอรจะตองสามารถรบพกดกระแสของคาปาซเตอรไดไม ต ากวา 135 % ของพกดกระแสคาปาซเตอร 2.จะตองตดตงอปกรณปองกนกระแสเกน เชน ฟวส หรอ เซอรกต เบรกเกอร 3.สวชตหรอเซอรกตเบรกเกอร ทใชควบคมคาปาซเตอรจะตองมพกดอยางนอย180%ของพกดกระแสคาปาซเตอร 4.ตวถงคาปาซเตอรใหตอลงดนดวย

29

2.7 อปกรณและมาตรฐาน ในระบบจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค

ในระบบการของไฟฟาสวนภมภาคนนม มการจายกระแสไฟอยหลายระบบมทงแรงสงซงประกอบไปดวย 115 kV. 69 kV. 22 - 33 kV. ระบบทเราจะท าการและระบบแรงต า 380/230 V.

2.7.1 ความสามารถในการรบโหลดของหมอแปลงไฟฟา พลงงานไฟฟาทจายออกจากหมอแปลงเปนคาก าลงงานไฟฟาปรากฏ คอคาแรงดนคณกบคากระแสสงสดทหมอแปลงสามารถจายได แตก าลงงานไฟฟาทเราน าไปใชคอคาก าลงงานไฟฟาจรงดงนนหมอแปลงจงจายไฟฟาทน าไปใชงานไดประโยชนสงสดเมอหมอแปลงนนจายโหลดทมคา .PF ใกลเคยง 1 คาของพลงงานไฟฟาทจายใหกบโหลดทมคาก าลงงานไฟฟาจรงคงทคาหนง จะมการเปลยนแปลงคา .PF คาก าลงงานไฟฟาปรากฏทเปลยนไป สามารถเปนสมการไดดงน

21 cos

1

cos

1

kWkVA (2.14)

เมอ

1cos คอ เพาเวอรแฟคเตอรเดม

2cos คอ เพาเวอรแฟคเตอรใหมทเปลยนไป

2.7.2 คาแรงดนตกและแรงดนเพมในหมอแปลง

หมอแปลงจะมคาความตานทานทงดานปฐมภมและทตยภม ซงเมอหมอแปลงจายโหลด จะมแรงดนตกเกดขน แรงดนดงกลาวประกอบดวย แรงดนตกเนองจากคาความตานทานและแรงดนตกเนองจากคาอนดกตฟ ซงแรงดนตกจะมคาความสมพนธกบกระแสโดยตรง หรอเราอาจกลาวไดวา ยงคาเพาเวอรแฟกเตอรต ามากเทาไร คาแรงดนตกในหมอแปลงจะเพมขนเทานน ดงสมการตอไปน

30

sincos XR VVV v (2.15)

เมอ

V คอ แรงดนตก RV คอ แรงดนตกเนองจากความตานทาน XV คอ แรงดนตกเนองจากอนดกทฟ

2.7.3 คาความสญเสยในสาย

ความสญเสยในสายเปนสดสวนโดยตรงกบคากระแสยกก าลงสอง

RIZ 2 (2.16)

การแกไขคาเพาเวอรแฟคเตอรจากคาแฟคเตอรเดมไปเปนคาเพาเวอรแฟคเตอรใหมจะท าใหความสญเสยของสายลดลงจ านวนหนง ดงสมการตอไปน

100cos

cos1%

2

2

1

Z เปอรเซนต % (2.17)

เมอ

Z คอ คาความตานทานของสาย

I คอ กระแสในสายไฟ

R คอ คาความตานทาน

%Z คอ ความสญเสยลดลง

1cos คอ เพาเวอรแฟคเตอรเดม

2cos คอ เพาเวอรแฟคเตอรใหมทเปลยนไป

31

2.8 จากการทไดทดลองเกบคาในพนทตวอยาง

เนองจากการผลตกระแสไฟฟาพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ( Solar PV Rooftop )เปนโครงการท รฐบาลมการสนบสนนใหประชาชนมสวนรวมผลตพลงงานไฟฟาใชในครวเรอน อกทงยงสามารถสรางรายได เนองจากพลงงานทผลตไดมเกนความตองในครวเรอน จงสามารถขายพลงงานไฟฟา คนใหกบการไฟฟาสวนภมภาคได แตเนองดวยจาก ความลาชาทางกระบวนการท าใหโครงการนมจ านวนนอยมากยากตอการเกบขอมล แตในขณะเดยวกนโครงการโซลารฟารมเปนโครงการทรฐบาลมการสนบสนนกอนหนานจงท าให โซลารฟารม มจ านวนพอสมควร สามารถหาขอมลได ดงน

32

บทท 3

การเลอกใชอปกรณและวธการด าเนนงาน

3.1 อปกรณทใช

1. เครองคอมพวเตอรสวนบคคล 2. ระบบปฏบตการ Window 7 ( 32bit ) 3. โปรแกรม Microsoft Office 4. โปรแกรม DIgSIENT Power Factory version 14.1.3

3.2 ศกษาบทความทางวชาการทเกยวของกบปรญญานพนธ

3.2.1 ศกษาบทความทเกยวของกบผลกระทบแรงดนไฟฟาไมสมดลบนระบบจ าหนายแรงต าทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา 3.2.2 ศกษามาตรฐานทเกยวของกบเปอรเซนตแรงดนไฟฟาไมสมดลและมาตรฐานหรอขอจ ากดของการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยตดตงบนหลงคา

33

3.3 ศกษาพารามเตอรของระบบจ าหนายแรงต าของการไฟฟาสวนภมภาค

3.3.1 ศกษาระบบจ าหนายแรงต า

จากการส ารวจ และเกบขอมลจากระบบสารสนเทศทางภมศาสตรของการไฟฟาสวนภมภาคในพนททไดจ าลองสภาวะโหลด โดยขอมลของระบบจ าหนายไฟฟาเปนพนทบานพกทอยอาศย และขนาดของบานแตละหลงมขนาดเทากบ 102 ตารางเมตร และ เปนลกษณะเปนโหลด แบบไมสมดล โดยม ขนาดพนทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยเทากบ 25.5 ตารางเมตร ระยะหางระหวางบานมขนาดเทากน เพอใหทราบถงปจจยทสงผลกระทบตอ อปกรณไฟฟาและแรงดนไฟฟาทแสดงดงภาพท 3.1

ภาพท 3.1 แสดงถงลกษณะบานพกทท าการทดลอง

3.3.2 ลกษณะโหลดของผใชไฟ

โหลดมลกษณะเปนโหลดหนงเฟสทเปนบานพกทอยอาศยโดยจ านวนบานพกทอยอาศยในเฟส A มจ านวน 18 หลงคา เฟส B มจ านวน 18 หลงคา เฟส C มจ านวน 18 หลงคา โดยเปนโหลดไฟฟาแรงต า (380/220 V) ความตองการใชโหลดของทอยอาศยแตละหลง 0.43 – 3.3 kVA ก าลงโหลดสงสดจะอยทชวงเวลา 05.30 – 06.30 น. และจะกลบมาสงสดเมอ 20.00 – 21.00 น.

34

ภาพท 3.2 กราฟแสดงความสมพนธระหวางโหลดทอยอาศยกบเวลาโดยทคาโหลดสงสดมคาเทากบ 1 p.u.ในชวงเวลา 20.00น.-21.00น. และคาโหลดต าสดมคาเทากบ 0.13 p.u.ในชวงเวลา 12.00น.-15.00น.

โหลด

ชวโมง

35

3.4 ลกษณะก าลงไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตย

เซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทเชอมตอเปนกบบานพกทอยอาศย (380/220V.) ทมลกษณะเปนโหลดหนงเฟส ก าลงไฟฟาทผลตจะอยทชวงเวลา 07.00น. – 18.00น. แสดงดงภาพท 3.3

ภาพท 3.3 กราฟแสดงความสมพนธระหวางการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตย ตดตงบนหลงคามการเรมผลตพลงงานไฟฟาในชวงตงแต 06.00น.- 18.00น. และม คาสงสดเทากบ 0.96 p.u.ตอน 12.00 น.

ก าลงการผลต

ชวโมง

36

3.5 ศกษาการใชโปรแกรม DIgSILENT

3.5.1 หมอแปลงทใชทดสอบในโปรแกรม DIgSILENT

หมอแปลงระบบจ าหนายเปนหมอแปลง 3 เฟส ท าหนาทปรบระดบแรงดนไฟฟา โดยดานแรงดนสงของหมอแปลงรบไฟ 3 เฟสตอแบบ Delta และดานแรงต าของหมอแปลงเปนระดบไฟฟาแรงต า 380 โวลต มลกษณะการตอแบบ Star จายไฟแบบลกษณะ 3 เฟส 4 สาย แสดงดงภาพท 3.4

Power Transformer

(ก)

(ข)

ภาพท 3.4 แบบจ าลองหมอแปลงก าลงและขอมลคาพารามเตอร

37

3.5.2 สายปอนทใชทดสอบในโปรแกรม DIgSIENT

สายปอนทใชจ าลองในโปรแกรม DIgSILENT ในระบบจ าหนายแรงต าซงมลกษณะเปนสายอะลมเนยมหมฉนวน ขนาดสาย 95 2mm แบบ 3 เฟส 4สาย แสดงดงภาพท 3.5

Line

(ก)

(ข)

ภาพท 3.5 แบบจ าลองสายและขอมลคาพารามเตอร

38

3.5.3 เซลลพลงงานแสงอาทตยทใชทดสอบในโปรแกรม DIgSILENT

เซลลพลงงานแสงอาทตยคอกระบวนการผลตไฟฟาจากการตกกระทบของแสงบนวตถทมความสามารถในการเปลยนพลงงานแสงเปนพลงงานไฟฟาไดโดยตรงซงกระแสไฟฟาทผลตไดเปนไฟฟากระแสตรงจ าเปนตองผานอนเวอรเตอรกอนเชอมตอเขาสระบบจ าหนายไฟฟา ซงในโปรแกรม DIgSILENT นน จะใชเปน Negative Load และซงเซลลพลงงานแสงอาทตยมขนาดเทากบ 1 × 1.5 m.ตอ แผงมก าลงการผลตสงสดตอแผงเทากบ 240 W. ซงจากขอมลทไดจะสามารถตดตงโซลาเซลลไดจ านวน 13 แผง ดงภาพท 3.6

ภาพท 3.6 แบบจ าลองเซลลพลงงานแสงอาทตย

ตารางท 3.1 แสดงขอมลคาพารามเตอรเซลลพลงงานแสงอาทตย

Voltage , U(L-L) 0.38 kV

Active Power 1 - 10 kW

Reactive Power 0.1 kVar

39

3.5.4 โหลดแรงต าทใชทดสอบในโปรแกรม DIgSILENT

แบบจ าลองโหลดทใชในโปรแกรม DIgSILENT มสญลกษณและ มคาพารามเตอรทแสดงดงภาพท 3.7

ภาพท 3.7 แบบจ าลองของโหลด

ตารางท 3.2 แสดงขอมลคาพารามเตอรของโหลด

TP1 2-Winding Tranformer

Technology 1 PH PH-N

Load Type P,cos(phi)

Voltage,U(L-L) 0.38 kV

Appearance Power 0.43 – 3.3 kW

Reactive P0wer 10% in Appearance Power

Power Factor,cos(phi)

40

3.6 การทดสอบระบบจ าลองเพอหาขนาดเซลลพลงงานแสงอาทตยทเหมาะสมทไมเกนมาตรฐานทก าหนด

ขอมลพารามเตอรของระบบจ าหนายแรงต า ขอมลโหลดเพมเตมน าไปจ าลองในโปรแกรม DIgSIENT โดยการศกษานนจะท าการเพมขนาดของเซลลพลงงานแสงอาทตยขนครงละ 1kW ถง 10 kW แลวท าการศกษาผลกระทบแรงดนไฟฟาไมสมดลทเกดขนตามแผนภาพท 26 ในแตละรปแบบโดยแบงการศกษาเปน 7 กรณดงแสดงดงภาพท 3.8

3.7 กรณทท าการศกษา

ภาพท 3.8 กรณท 1 ไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคา

41

ภาพท 3.9 กรณท 2 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW จ านวน 12 หลง คดเปน 22.2 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

ภาพท 3.10 กรณท 3 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW

จ านวน 24 หลง คดเปน 44.4 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

42

ภาพท 3.11 กรณท 4 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kWจ านวน 36 หลง คดเปน 66.7 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

ภาพท 3.12 กรณท 5 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

43

ภาพท 3.13 กรณท 6 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 5.1 kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

ภาพท 3.14 กรณท 7 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 10 kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

1

บทท 4

การทดลองและผลการทดลอง

4.1 กรณท 1โหลดบานในแบบจ าลองยงไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคา การทดลองในแบบจ าลองน จะแสดงคาทโหลดใชในแตละชวงเวลาใน 1 วน ตลอด 24 ชม.

ภาพท 4.1 แบบจ าลองระบบจ าหนายทไมมการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยในกรณท 1

45

─·─·─· คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส A (p.u.) ─ · ─ คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส B (p.u.) ─··─··─ คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส C (p.u.)

ผลทไดจากการทดลองในกรณท 1

ภาพท 4.2 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอย 0.942 p.u.ในชวงเวลา20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอยท 0.991 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.

46

─·─·─· คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส A (kA) ─ · ─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส B (kA) ─··─··─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส C (kA)

ภาพท 4.3 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลด โดยทคากระแสไฟฟาต าสดจะอย ท 0.018 kA. ในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

47

─·─·─· คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส A (MW) ─ · ─ คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส B (MW) ─··─··─ คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส C (MW)

ภาพท 4.4 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟโดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบ จะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวกจะบงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตย ทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟาจรงต าสดจะอยท -0.004 MWในชวงเวลา 12.00 น.และคา กระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.031 MWในชวงเวลา 20.00 น.

48

─·─·─· คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส A (Mvar) ─ · ─ คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส B (Mvar) ─··─··─ คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส C (Mvar)

ภาพท 4.5 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสย ต าสดจะอยท -0.000 MVarในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

49

─·─·─· คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส A ─ · ─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส B ─··─··─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส C

ภาพท 4.6 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดจะมคาเทา 1 lagging

50

ภาพท 4.7 แสดงลกษณะของหมอแปลง ซงในกรณท 1 จะมคาพารามเตอรเปนดงภาพ

51

4.2 กรณท 2 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kWจ านวน 12 หลง คดเปน 22.2 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

ภาพท 4.8 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาในกรณท 2

52

─·─·─· คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส A (kA) ─ · ─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส B (kA) ─··─··─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส C (kA)


ภาพท 4.9 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอยท 1.000 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.

53

─·─·─·คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส A ─ · ─คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส B ─··─··─คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส C

ภาพท 4.10 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงาน ทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตได โดยทคากระแสไฟฟาต าสดจะอยท 0.003 kA. ในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแส ไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

54

─·─·─·คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส A ─ · ─คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส B ─··─··─คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส C

ภาพท 4.11 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตได โดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวก จะบงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟา จรงทโหลดใชสงสดจะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น. และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตไดสงสดจะอยท 0.002 MW ในชวงเวลา 12.00 น.

55

─·─·─·คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส A (Mvar)─ · ─คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส B (Mvar)─··─··─คาก าลงไฟฟาใชงานสงสดทขวเฟส C (Mvar)

ภาพท 4.12 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟา สญเสยต าสดจะอยท -0.000 MVarในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

56

─·─·─·คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส A (Mvar)─ · ─คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส B (Mvar)─··─··─คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส C (Mvar)

ภาพท 4.13 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดจะมคาเทากบ 0.983 leading ในเวลา 12.00น. และกลบไปมคาเปน 0.955lagging หลง 16.00 น.

57

.


58

4.3 กรณท 3 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW จ านวน 24 หลง คดเปน 44.4 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย


59

─·─·─·คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส A (p.u.)─ · ─คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส B (p.u.)─··─··─ คาแรงดนไฟฟาสงสดทขวเฟส C (p.u.)


ภาพท 4.16 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลาซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอยท 1.009 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.

60


ภาพท 4.17 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานท เซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตได โดยทคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตกระแสไฟฟาสงสดสดจะอยท

0.009 kA. ในชวงเวลา 12.00 น. และคาทโหลดใชกระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

61


ภาพท 4.18 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตได โดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวก จะบงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาคซงคาก าลงไฟฟา จรงทโหลดใชสงสดจะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น. และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตไดสงสดจะอยท 0.008 MW ในชวงเวลา 12.00 น.

62


ภาพท 4.19 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสย ต าสดจะอยท -0.000 MVarในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

63

─·─·─· คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส A (Mvar) ─ · ─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส B (Mvar) ─··─··─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส C (Mvar)

ภาพท 4.20 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลง ในขณะทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใช จะมคาสงสดเทากบ 0.983 leading ใน เวลา 12.00น. และกลบไปมคาเปน 0.995lagging หลง 16.00 น.

64


65

4.4 กรณท 4 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW จ านวน 36 หลง คดเปน 66.7 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย


66



ภาพท 4.23 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอยท 1.016 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.

67


ภาพท 4.24 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตกระแสไฟฟาสงสดสดจะอยท0.06 kA.ในชวงเวลา 12.00 น. และคาทโหลดใชกระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

68


ภาพท 4.25แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตง บนหลงคาผลตได โดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวกจะบงบอกถง การผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใชสงสด จะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น.และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาลตไดสงสดจะอยท 0.014 MW ในชวงเวลา 12.00 น.

69


ภาพท 4.26 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสยต าสด จะอยท -0.000 MVarในชวงเวลา 12.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

70

─·─·─·คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส A (Mvar)─ · ─คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส B (Mvar)─··─··─คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส C (Mvar)

ภาพท 4.27 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลง ในขณะทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใช จะมคาเทากบ 0.622 leadingในเวลา 08.00น.และแนวโนมจะดขนไปเรอยๆจนมคาเทากบ 0.990 leading ในเวลา16.00น.และกลบไปมคาเปน 0.995lagging หลง 18.00 น.

71


72

4.5 กรณท 5 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 3.12 kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย


73



ภาพท 4.30 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยท ตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอย

74

─·─·─· คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส A ─ · ─ คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส B ─··─··─ คาก าลงไฟฟาปรากฏสงสดทขวเฟส C

ภาพท 4.31 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตได โดยทคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตกระแสไฟฟาสงสดสดจะอยท 0.094 kA. ในชวงเวลา 12.00 น. และคาทโหลดใชกระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

75

─·─·─· คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส A ─ · ─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส B ─··─··─ คากระแสไฟฟาสงสดทขวเฟส C

ภาพท 4.32 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวกจะ บงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟาจรง ทโหลดใชสงสดจะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น.และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตไดสงสดจะอย ท 0.022 MW ในชวงเวลา 12.00 น.

76


ภาพท 4.33 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสยต าสด จะอยท -0.000MVar และ-0.0001MVarในชวงเวลา 12.00 น.และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

77

─·─·─· คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส A ─ · ─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส B ─··─··─ คาประกอบก าลงไฟฟาทขวเฟส C

ภาพท 4.34 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลง ในขณะทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใช โดยจะมคาเทากบ 0.982 lagging ในเวลา 07.00นซงมแนวโนมจะดขนไปเรอยๆจนมคาเทากบ 0.987 leading ในเวลา08.00น.และกลบไปมคาเปน 0.995lagging หลง 18.00 น.

78


79

4.6 กรณท 6 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 5.1kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย

ภาพท 4.36 แบบจ าลองระบบจ าหนายทตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาแบบในกรณท 6

80



ภาพท 4.37 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอย ท 1.050 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.ซงถอวาเปนคาสงสดทยอมรบได ตามมาตรฐาน IEEE

81


ภาพท 4.38 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลาซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตกระแสไฟฟาสงสดสดจะอยท 1.08 kA.ในชวงเวลา 12.00 น. และคาทโหลดใชกระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

82


ภาพท 4.39 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวก จะบงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟา จรงทโหลดใชสงสดจะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น. และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตไดสงสดจะอย ท 0.038 MW ในชวงเวลา 12.00 น

83


ภาพท 4.40 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลาซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสยต าสด จะอยท -0.0001MVar ในชวงเวลา 12.00 น.และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

84


ภาพท 4.41 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลงใน ขณะทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใช โดยจะมคาเทากบ 0.917 lagging ในเวลา 07.00น.และแนวโนมจะดขนไปเรอยๆจนมคาเทากบ 0.998 leading ในเวลา 08.00น.และกลบไปมคาเปน 0.995lagging หลง18.00 น.

85

ภาพท 4.42 แสดงลกษณะของหมอแปลงในกรณท 6 จะมคาพารามเตอรเปนดงภาพ

86

4.7 กรณท 7 ตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยบนหลงคาทมก าลงการผลตเทากบ 10 kW จ านวน 54 หลง คดเปน 100 เปอรเซนตของโหลดตวอยางในระบบจ าหนาย


87



ภาพท 4.44 แสดงลกษณะแรงดนไฟฟาทโหลดใชในแตละชวงเวลา ซงคาแรงดนไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาแรงดนไฟฟาต าสดจะอยท 0.942 p.u. ในชวงเวลา 20.00 น.และคาแรงดนไฟฟาสงสดจะอยท 1.094 p.u. ในชวงเวลา 12.00 น.ซงเกนกวาคา ตามมาตรฐาน IEEE

88


ภาพท 4.45 แสดงลกษณะกระแสไฟฟาทโหลดใชงานในแตละชวงเวลา ซงคากระแสไฟฟาจะเปลยนแปลงตามปรมาณโหลดและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตย ทตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตกระแสไฟฟาสงสดสดจะอยท 0.300 kA.ในชวงเวลา 12.00 น. และคาทโหลดใชกระแสไฟฟาสงสดจะอยท 0.145 kA. ในชวงเวลา 20.00 น.

89


ภาพท 4.46 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาจรงในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาจรงจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟและคาพลงงานทเซลลแสงอาทตยท ตดตงบนหลงคาผลตไดโดยทคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนลบจะบงบอกถงการใชพลงงานไฟฟาของโหลดแตถาคาก าลงไฟฟาจรงมคาเปนบวกจะ บงบอกถงการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงจายคนใหกบระบบของการไฟฟาสวนภมภาค ซงคาก าลงไฟฟาจรง ทโหลดใชสงสดจะอยท -0.031 MW ในชวงเวลา 20.00 น. และคาก าลงไฟฟาจรงทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตไดสงสดจะอยท 0.075 MW ในชวงเวลา 12.00 น.

90


ภาพท 4.47 แสดงลกษณะก าลงไฟฟาสญเสยในแตละชวงเวลา ซงคาก าลงไฟฟาสญเสยจะบอกถงปรมาณการใชโหลดของผใชไฟซงคาก าลงไฟฟาสญเสยต าสด จะอยท -0.0001MVarในชวงเวลา 08.00 น. และคากระแสไฟฟาสงสดจะอยท -0.003 MVarในชวงเวลา 20.00 น.

91


ภาพท 4.48 แสดงลกษณะคาประกอบก าลงไฟฟาในแตละชวงเวลา ซงคาประกอบก าลงไฟฟาทไดในชวงเวลาทโหลดใชก าลงไฟฟาจรงเรมเปลยนแปลง ในขณะทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาผลตพลงงานไฟฟาออกมาชดเชยคาก าลงไฟฟาจรงทโหลดใช โดยจะมคาเทากบ 0.914 lagging ในเวลา 07.00น. และแนวโนมจะดขนไปเรอยๆจนมคาเทากบ 1.000 leading ในเวลา 08.00น. และกลบไปมคาเปน 0.995lagging หลง 18.00 น.

92


93

4.8 ผลจากการทดลอง

ตารางท 4.1 แสดงคาพารามเตอรกอนท าการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา

คาพารามเตอร Voltage(p.u) Current(kA) Active Power(MW) Reactive Power(MVar) PF. แบบจ าลองท 1 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -1.000 แบบจ าลองท 2 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995 แบบจ าลองท 3 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995

แบบจ าลองท 4 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995

แบบจ าลองท 5 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995

แบบจ าลองท 6 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995

แบบจ าลองท 7 0.942 0.145 -0.031 -0.003 -0.995

หมายเหต : คาพารามเตอรเปนคาทวดในชวงโหลดสงสด ( เวลา 20.00น.)

ตารางท 4.2 แสดงคาพารามเตอรหลงท าการตดตงเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา

คาพารามเตอร Voltage(p.u) Current(kA) Active Power(MW) Reactive Power(MVar) PF. แบบจ าลองท 1 0.991 0.018 -0.004 -0.000 -1.000 แบบจ าลองท 2 1.000 0.003 0.002 -0.000 0.983 แบบจ าลองท 3 1.009 0.009 0.008 -0.000 0.983 แบบจ าลองท 4 1.016 0.060 0.014 -0.000 0.990 แบบจ าลองท 5 1.029 0.094 0.022 -0.000 0.990 แบบจ าลองท 6 1.050 0.108 0.038 -0.000 0.998 แบบจ าลองท 7 1.094 0.300 0.075 -0.000 1.000

หมายเหต : คาพารามเตอรเปนคาทวดในชวงทเซลลพลงงานแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลต

พลงงานไฟฟาสงสด ( เวลา 12.00น.)

94

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผล จากการศกษากรณศกษาการตดตงเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาในรปแบบตางๆผลทไดม

ดงน 1).จากการทดลอง กรณศกษาท 1 จะสงเกตเหนวาในชวงเวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสง

จะอยในชวงเวลา 20.00น.– 21.00น.คาแรงดนไฟฟาจะมคา 0.942 p.u. ซงคาทไดจะมคาต ากวาคามาตรฐาน IEEE โดยระบคาแรงดนไฟฟาไวท 0.95 p.u. V 1.05 p.u.คา PF. เทากบ 0.995 laggingและหมอแปลงท างานท 71.28%ของพกดสงสด

2).จากการทดลอง กรณศกษาท 2 ถง 5 มการตดตงเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ขนาด 3.12 kW ตอหลง ปรมาณของบานทตดตง เรมตงแต 12 หลง , 24 หลง , 36 หลง , 54 หลง ตามล าดบ ซงผลทไดในการตดตงทง 4 กรณ คอ คาแรงดนไฟฟาในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได มคาไมเกนคามาตรฐาน IEEE ก าหนด แตในชวงเวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสงจะอยในชวงเวลา 20.00น.– 21.00น.คาแรงดนไฟฟาจะมคา 0.942 p.u.ซงคาทไดจะมคาต ากวาคามาตรฐาน IEEE คา PF. มแนวโนมไปในทางทดขนในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได ( PF. 1 )และหมอแปลงท างานท 71.28%ของพกดสงสด

3).จากการทดลองกรณศกษาท 6 มการตดตงเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาขนาด 5.1kW ตอหลง ปรมาณของบานทตดตงจ านวน 54 หลง ซงผลทได คาแรงดนไฟฟาในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได มคา 1.05 p.u. เปนคาสงสดตามคามาตรฐาน IEEE ก าหนด แตในชวงเวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสงจะอยในชวงเวลา 20.00น.– 21.00น.คาแรงดนไฟฟาจะมคา 0.942 p.u. ซงคาทไดจะมคาต ากวาคามาตรฐาน IEEEคา PF. มแนวโนมไปในทางทดขนในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได ( PF.1 )และหมอแปลงท างานท 85.35 % ของพกดสงสดซงสงเกนกวาคาทการไฟฟาสวนภมภาคก าหนด ตามมาตรฐานของการไฟฟาสวนภมภาค หมอแปลงสามารถรบโหลดไดท 80% ของพกดสงสด

4).จากการทดลอง กรณศกษาท 7 มการตดตงเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาขนาด 10 kW ตอหลง ปรมาณของบานทตดตงจ านวน 54 หลง ซงผลทได คาแรงดนไฟฟาในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได มคา 1.094 p.u. เปนคาสงเกนกวาคามาตรฐาน IEEE ก าหนด แตในชวง

95

เวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสงจะอยในชวงเวลา 20.00น.– 21.00น.คาแรงดนไฟฟาจะมคา 0.942 p.u. ซงคาทไดจะมคาต ากวาคามาตรฐาน IEEE คา PF. มแนวโนมไปในทางทดขนในชวงเวลาทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาสามารถผลตได ( PF.1 ) และหมอแปลงท างานท 162.08 % ของพกดสงสด

ซงสงเกนกวาคาทการไฟฟาสวนภมภาคก าหนด ตามมาตรฐานของการไฟฟาสวนภมภาค หมอแปลงสามารถรบโหลดไดท 80% ของพกดและในกรณนมผลท าให อปกรณในระบบเสยหาย จากคากระแสทสงมาก

96

5.2 ขอเสนอแนะและแนวทางการแกไข

1).ในชวงเวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสงจะอยในชวงเวลา 20.00น.– 21.00น.คาแรงดนไฟฟาจะมคา 0.942 p.u. ซงคาทไดจะมคาต ากวาคามาตรฐาน IEEE ท าใหเกดแรงดนตกในสาย สามารถแกไขไดโดยการน าคาปาซเตอรแรงต าไปตดตงในระบบ เพอยกระดบแรงดนไฟฟาไมใหมแรงดนไฟฟาตกทปลายสาย

2).จะเหนไดวา คาพลงงานทเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาและคาของความตองการใชพลงงาน ไมสอดคลองกนและไมสามารถแกไขปญหาแรงดนตกได ดงนนจงควรท าการตดตงแบตเตอรส ารอง (Battery backup)ไวดวย เพอทจะไดเกบคาพลงงานทเหลอใชจากการผลตและสามารถน ากลบมาใชในชวงเวลาทมความตองการพลงงานไฟฟาสงได

3).ตามมาตรฐานการตดตงเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคา ของการไฟฟาสวนภมภาค ใหตดตงไดไมเกน 25% ของความตองการโหลดทหมอแปลงสามารถจายได เนองจากวาถามการตดตงทมากจนเกนไปจะท าใหมการเปลยนขนาดและพกดของอปกรณปองกนในระบบใหม เพอทจะมารองรบการผลตพลงงานไฟฟาของเซลลแสงอาทตยทตดตงบนหลงคาท าใหตองเสยคาใชจายเพมขน

4).การตดตงตองพจารณาความสมดลในแตละเฟส เพราะถาหากแรงดนไฟฟาไมสมดลจะท าใหแรงดนไฟฟาในระบบเกดการเปลยนแปลงตามไปดวย จนสงผลถงอปกรณในระบบ เชน หมอแปลง ถาหมอแปลงจายแรงดนไฟฟาทไมสมดลจะท าใหประสทธภาพและอายการใชงานลดลง

97

เอกสารอางอง

[1] Humberto Jimenez , Hugo Calleja , Raul Gonzalez , Jorge Huacuz , Javier Lagunas “The Impact Of Photovoltaic Systems On Distribution Transformer : A case study ” [2] GregShirek , Brian LassiterMilsoftUtility Solution Abilene,TX “Solar Photovoltaic Modeling Impacts on Distribution Systems – Case Study” ; IEEE 2012 Rural Electric Power Conference Milwaukee, WI April 16, 2012 [3] Katsuki KAWAHARA , Shigeru MIYASHITA Satoshi UEMURA HIromuKOBAYASHi “Development Of Voltage Regulation Method Considering Mutual Smoothing Effect Of PV In Power Distribution System” CIRED2013 Session3 [4] ReinaldoTonkoski and Luiz A. C. Lopes.” Impact of Active Power Curtailment on Overvoltage Prevention and Energy Production of PV Inverters Connected to Low Voltage Residential Feeders” Concordia University –1455 De Maisonneuve Blvd. West, Montreal, Quebec, Canada-H3G 1MB [5] kalpendrasinhJadeja, "Major Technical issues with increased PV penetration on the existing electrical grid.” Murdoch University, Master of Science in Renewable Energy,Pec624 Renewable Energy Dissertation [6] Julio Romero Aguero , FaridKatiraei , Bas Kruimer “Impact Studies & Mitigation Measures for Integration of Solar Photovoltaic Distributed Generation”

Quanta Technology, LLC | 4020 Westchase Blvd., Suite 300 | Raleigh, NC 27523 |+1 (919) 334-3000 | www.quanta-technology.com

http://www.quanta-technology.com/

impact of solar pv rooftop to equipment and distribution

Documents