ทุกโครงการล้วนมีวัตถุประสงค์ และเมื่อเราพูดถึง ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์, เป้าหมายคือเพื่อเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าไฟถนนแบบดั้งเดิม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ให้สูงสุด แต่ละส่วนประกอบต้องทำงานด้วยการใช้พลังงานสูงสุดและสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด เมื่อคิดถึงแบบจำลองของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ อาจมีรูปแบบและโครงสร้างที่หลากหลายผุดขึ้นในใจคุณ แม้ว่าการออกแบบพื้นฐานจะยังคงเหมือนเดิม แต่ความแตกต่างระหว่างรุ่นต่าง ๆ ของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ที่ด้านความสวยงามเท่านั้น มาดูกันว่าทำอย่างไรเพื่อสร้างแบบจำลองไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบง่าย ๆ กันเถอะ.
โดยทั่วไปแล้ว มีส่วนหลักทั้งหมดเจ็ดส่วนที่ประกอบเป็นชุดไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบครบวงจร:
- แผงโซลาร์เซลล์ หรือที่เรียกว่าเซลล์โฟโตโวลเทอิก – ใช้เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
- ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ – ใช้เพื่อควบคุมหรือปรับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากโมดูล PV ไปยังแบตเตอรี่
- ชุดแบตเตอรี่ – ใช้เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ใช้ในเวลากลางคืน
- โคมไฟถนน – แหล่งกำเนิดแสง
- เสา – เพื่อเชื่อมต่อระหว่างส่วนต่าง ๆ และติดตั้งบนพื้นผิวที่สูง
- รีโมทคอนโทรล – เพื่อช่วยควบคุม จัดการ และบำรุงรักษาแบบโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์
ประเภทของชิ้นส่วนอาจแตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต.
การออกแบบแบบจำลองไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์
ก่อนอื่น ให้คำนวณปริมาณแสงที่จำเป็นเพื่อส่องสว่างพื้นที่ดังกล่าว หลอดไฟที่ใช้จะช่วยให้คุณทราบกำลังวัตต์ ใช้กำลังวัตต์นี้ร่วมกับระยะเวลาการส่องสว่างเพื่อคำนวณวัตต์-ชั่วโมงของแบตเตอรี่และอุปกรณ์ใดๆ ที่จะใช้พลังงาน ค่าวัตต์-ชั่วโมงจะช่วยให้คุณเลือกโมดูล PV ที่สามารถผลิตพลังงานในปริมาณดังกล่าวได้ อย่าลืมคำนึงถึงการสูญเสียพลังงาน และควรเลือกแผง PV ที่สามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าปริมาณที่ต้องการ เพื่อชดเชยการสูญเสียดังกล่าว มุมติดตั้งและกำลังสูงสุด (Watt Peak) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้ง ดังนั้นควรตรวจสอบข้อมูลดังกล่าวให้ละเอียด.
เพื่อทราบว่าควรใช้แบตเตอรี่ขนาดใด การคำนวณวัตต์-ชั่วโมงที่จำเป็นสำหรับระบบไฟจะช่วยคุณในการหาคำตอบได้ โดยใช้สูตรไฟฟ้าพื้นฐาน คุณสามารถคำนวณระดับการชาร์จ (depth of charge) ค่าการชาร์จตามชื่อ (nominal charge) และความจุของแบตเตอรี่ในหน่วยแอมป์-ชั่วโมง (amp-hours) ได้.
ขนาดของตัวควบคุมการชาร์จขึ้นอยู่กับความต้องการด้านพลังงานของแผงโซลาร์เซลล์และระบบเก็บพลังงานที่คุณเลือกใช้ หลักการพื้นฐานคือควรใช้ตัวควบคุมการชาร์จที่มีกำลังรับกระแสไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ได้.
การประกอบแผงโซลาร์เซลล์
แผงโซลาร์เซลล์ทำจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นสารที่สามารถนำไฟฟ้าได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ วัสดุที่มักใช้คือซิลิคอน แต่ยังมีวัสดุอื่น ๆ เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ อินเดียมฟอสไฟด์ และทองแดงอินเดียมเซเลไนด์ เพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ จำเป็นต้องใช้อะตอมซิลิคอนจำนวนหลายล้านล้านอะตอม ในรูปของชั้นเวเฟอร์ แต่ละอะตอมซิลิคอนมีอนุภาคที่เล็กมากที่เรียกว่าอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านี้มีประจุไฟฟ้า เมื่อแสงแดดส่องลงบนเซลล์ แสงโฟตอนในแสงแดดจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอม และเมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านเซลล์ ก็จะผลิตไฟฟ้า.
แผงโซลาร์ถูกติดตั้งบนเสาและเชื่อมต่อกับส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบไฟโซลาร์ผ่านสายเคเบิล โดยใช้ตัวยึดและกรอบเพื่อยึดแผงโซลาร์ไว้ ตัวยึดเหล่านี้มักทำจากอลูมิเนียมเพื่อให้มีน้ำหนักเบาและทนต่อสภาพอากาศ.
การประกอบแบตเตอรี่
การประกอบแบตเตอรี่ทำโดยใช้สายไฟที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับโมดูล PV และหลอดไฟ LED ได้ แบตเตอรี่ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูงเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน การประกอบแบตเตอรี่มักถูกเก็บไว้ในตัวเรือนอลูมิเนียมที่มีช่องระบายอากาศเปิด เพื่อให้มีการระบายอากาศอย่างเหมาะสมและช่วยระบายความร้อนที่เกิดจากแบตเตอรี่.
อุปกรณ์ไฟ LED
โคมไฟ LED ติดตั้งบนเสาโดยใช้ตัวยึด และปรับความสูงของโคมไฟ LED ให้ได้ระดับแสงที่เหมาะสม มีแบบดีไซน์ของโคมไฟ LED หลากหลายแบบ ซึ่งแตกต่างกันไปตามรุ่นของไฟพลังงานแสงอาทิตย์
การปรับปรุงระบบให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม มีส่วนประกอบบางประการที่จำเป็นต้องเลือกอย่างระมัดระวัง สิ่งแรกคือควรใช้ไฟ LED แทนหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ เพื่อลดการบริโภคพลังงาน.
ใช้เทคโนโลยีการเก็บพลังงานที่ดีที่สุดสำหรับชุดแบตเตอรี่ ในส่วนใหญ่ของกรณี แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-Ion) เป็นตัวเลือกที่แนะนำให้ใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่น แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่เจล เป็นต้น.
ใช้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกเดี่ยว เนื่องจากถือว่ามีความประสิทธิภาพสูงกว่าเมื่อเทียบกับแบบผลึกหลาย.
ลดการสูญเสียพลังงานในระบบของคุณโดยเลือกการเชื่อมต่อสายไฟที่มีประสิทธิภาพ ตัวควบคุมที่คุณใช้ควรสามารถเปิดและปิดระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
การใช้เซ็นเซอร์อัจฉริยะ
ระบบไฟพลังงานแสงอาทิตย์สามารถติดตั้งตัวควบคุมอัจฉริยะต่อไปนี้และเซ็นเซอร์สองสามตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟ (PIR) ซึ่งใช้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวและควบคุมระดับความสว่าง การใช้ไฟพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับกิจกรรมใดๆ นอกบ้าน เนื่องจากไฟจะส่องแสงไปยังบุคคลหรือวัตถุนั้นทันที นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวประเภทอื่นๆ เช่น เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบไมโครเวฟ เซ็นเซอร์เทคโนโลยีคู่ เป็นต้น.
การตรวจสอบสภาพแบตเตอรี่
สิ่งนี้ช่วยป้องกันความเสียหายต่อแบตเตอรี่ได้ เมื่อแบตเตอรี่ตรวจพบการชาร์จเกิน มันจะลดการไหลของพลังงานลง และเมื่อเกิดการลดลงของแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากความเข้มของแสงแดดลดลง หรือเนื่องจากการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน มันจะช่วยให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าอยู่ในระดับที่เหมาะสม.
