เรื่องของพลังงาน

 


ตอน อุปกรณ์ไฟฟ้า

   

ถ้าจะพูดกันจริงๆ แล้ว เหตุผลที่มีการติดตั้งและใช้งานระบบเซลล์แสงอาทิตย์ก็เพราะต้องการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้านั่นเอง ซึ่งอุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่จะทำงานได้โดยอาศัยไฟฟ้าจากการผลิตของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ใน "เส้นทางสู่พลังงานสีเขียว" มีคำตอบพร้อมสาระดีๆ มาฝาก

 

สิ่งสำคัญที่ควรพิจารณาก็คือ ต้องรู้ว่าระบบที่ถูกออกแบบขึ้นในตอนแรกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนเท่าใด ก็ควรใช้พอดีกับขนาดของระบบ เพราะปัญหาของผู้ใช้งานก็คือ การเพิ่มจำนวนอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือใช้เป็นเวลานานเกินกว่าที่ระบบออกแบบไว้ ซึ่งทำให้ระบบไม่สามารถทำงานได้ ดังนั้น ถ้าต้องการเพิ่มขนาดหรือจำนวนอุปกรณ์ไฟฟ้า จะต้องเพิ่มส่วนประกอบระบบให้เหมาะสมด้วย เช่น เพิ่มแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ให้ใหญ่ขึ้น ฯลฯ

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ มีทั้งแบบธรรมดาที่ใช้ทั่วไปและออกแบบเป็นพิเศษสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ การเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์นั้น จะทำให้ระบบทำงานอย่างถูกต้อง ซึ่งการเลือกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบธรรมดา ควรเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าคุณภาพดีที่ใช้ไฟฟ้าน้อยที่สุดและอาจจะต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นในการติดตั้งอุปกรณ์ประกอบระบบเพิ่มขึ้นเพื่อให้ใช้งานได้ จะเป็นการดีถ้าเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ออกแบบให้ใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์โดยเฉพาะ
หลอดไฟฟ้า
การใช้งานทั่วไปมักเป็นหลอดไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งไม่ต้องเดินสายไฟยาว, ใช้สายไฟขนาดเล็กได้และไม่ต้องใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า หลอดไฟฟ้าที่ใช้มากที่สุดมีอยู่ 2 ประเภทหลักๆ คือ
  • หลอดอินแคนเดสเซนต์ (Incandescent bulb)
    ให้กำเนิดแสงโดยการเผาไส้หลอดให้ร้อนและเปล่งแสง เมื่อเปิดใช้งานจะให้แสงสว่างทันที มีราคาถูกแต่ใช้ไฟฟ้ามากและเกิดความร้อนสูง ที่ใช้ทั่วไป คือ หลอดอินแคนเดสเซนต์ธรรมดา (Standard incandescent bulb) หรือหลอดไส้ และหลอดทังสเตน-ฮาโลเจน (Tungsten-Halogen bulb) ที่พัฒนาขึ้นโดยเติมก๊าซฮาโลเจนเพื่อไม่ให้หลอดดำและยืดอายุการใช้งาน

 
ห้ามใช้หลอดไส้กับระบบเซลล์
แสงอาทิตย์เป็นอันขาด

  • หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent bulb)
    เป็นประเภทหนึ่งของหลอดก๊าซดีสชาร์จ (Gas discharge lamp) ที่ให้กำเนิดแสงโดยการกระตุ้นอะตอมของก๊าซ จะให้แสงสว่างมากและเป็นแบบกระจาย (มากกว่าหลอดไส้ 2 เท่าเมื่อใช้ไฟฟ้าเท่ากัน) อายุการใช้งานยาวนาน มีทั้งแบบหลอดตรง, หลอดวงกลมและหลอดประหยัดไฟ (Compact fluorescent bulb)
    สำหรับหลอดไฟฟ้าที่ออกแบบให้ใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์โดยเฉพาะเป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ที่แรงดันไฟฟ้าเท่ากับจากแบตเตอรี่ เพราะขั้ว + และ - ของหลอดไฟฟ้าจะต้องต่อเข้ากับสายไฟที่ขั้ว + และ - ของแบตเตอรี่นั่นเอง
 
หลอดฟลูออเรสเซนต์
แบบประหยัดพลังงานสามารถใช้
กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้

ตู้เย็นและตู้แช่

  • ตู้เย็นธรรมดาที่ใช้ทั่วไปจะใช้ไฟฟ้ามากอยู่แล้ว ดังนั้นควรเลือกตู้เย็นขนาดเล็กแต่คุณภาพสูงที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ และมีการติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ สำหรับตู้เย็นที่ออกแบบสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ จะใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ไม่ต้องติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและใช้ไฟฟ้าน้อยกว่าตู้เย็นธรรมดา แต่ไม่ค่อยพบเห็นตู้เย็นที่ถูกออกแบบพิเศษนี้ใช้งานตามบ้านทั่วไป มักใช้ตามศูนย์อนามัยที่ห่างไกลซึ่งไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เพื่อเก็บยารักษาโรคและวัคซีนต่างๆ โดยระบบตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์, เครื่องควบคุมการประจุ, แบตเตอรี่และตู้เย็น DC 12 หรือ 24 โวลต์
  • ตู้แช่ คือ ตู้เย็นที่ตั้งอุณหภูมิต่ำจนทำให้น้ำเป็นน้ำแข็ง ใช้แช่แข็งอาหารหรือน้ำ แต่เชื่อไหมว่าตู้แช่ใช้ไฟฟ้ามากกว่าตู้เย็นธรรมดาถึง 2 เท่า เพราะต้องใช้ไฟฟ้าในการทำให้อุณหภูมิในตู้ต่ำ ตู้แช่ที่ออกแบบสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ก็ไม่ต้องติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและใช้ไฟฟ้าน้อยกว่าตู้เย็นธรรมดาเช่นเดียวกับตู้เย็นพลังงานแสงอาทิตย์

อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ
  • เครื่องเล่นวีดีโอ, โทรทัศน์, เครื่องเสียงและวิทยุ อุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้แม้จะใช้ไฟฟ้าน้อย แต่ก็ไม่สามารถใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์โดยตรง ต้องมีการติดตั้งเครื่องแปลงกระ แสไฟฟ้าเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันสูงตามที่อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องการ โดยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าต้องมีขนาดเหมาะสมกับอุปกรณ์ไฟฟ้า รวมถึงควรมีสวิตช์ตัดการจ่ายไฟฟ้าที่ไปยังอุปกรณ์เหล่านี้เมื่อไม่ใช้งานแล้ว สำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวมักไม่ค่อยมีการผลิตขึ้นเป็นพิเศษสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์

  • คอมพิวเตอร์และเครื่องพิมพ์ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) สามารถใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้ โดยมีเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าด้วย แต่คอมพิวเตอร์แล็ปทอป (Laptop) และโน้ตบุ๊ค (Notebook) ที่มีแบตเตอรี่ภายใน ไม่อาจนำมาใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้ เครื่องพิมพ์เลเซอร์ (Laser printer) ใช้ไม่ได้กับระบบที่ติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าประเภท Modified sine wave ส่วนเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ต (Inkjet printer) และเครื่องพิมพ์ด็อตเมตริกซ์ (Dot matrix printer) ใช้กับระบบที่ติดตั้งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าประเภท Modified sine wave ได้ ไม่พบปัญหาใดๆ
  • เครื่องซักผ้า, เครื่องมือ-เครื่องจักรขนาดใหญ่ในโรงงานและเครื่องสูบน้ำ ฯลฯ สามารถนำมาใช้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้ แต่ต้องเลือกเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่คุณภาพสูง (ให้สัญญาณไฟฟ้าขาออกเป็น Pure sine wave) และขนาดใหญ่มาก (2000 W ขึ้นไป) เมื่อมีการใช้งานไปเรื่อยๆ จะทำให้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าอุ่นและร้อนขึ้น มีผลให้อายุการใช้งานสั้นลง รวมถึงเครื่องดูดฝุ่น, สว่านไฟฟ้าและพัดลม ก็ใช้ได้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ (1000 W ขึ้นไป) เพราะมอเตอร์มีไฟกระชากไม่มากนัก ปัจจุบันไม่ว่าจะเป็นเครื่องซักผ้า, เครื่องสูบน้ำหรือพัดลมมีการผลิตขึ้นมาสำหรับระบบเซลล์แสงอาทิตย์โดยเฉพาะแล้ว
  • อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เช่น เตารีด, เครื่องปิ้งขนมปังและเครื่องเป่าผม ใช้ไฟฟ้ามาก แต่เนื่องจากไม่ใช้งานบ่อยครั้งและใช้เพียงเวลาสั้นๆ ดังนั้น ใช้ได้กับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์, เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและแบตเตอรี่ด้วยขนาดใหญ่เพียงพอ
  • อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่ควรใช้ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ เช่น เครื่องปรับอากาศ, เครื่องครัวไฟฟ้า, เครื่องทำความร้อน-น้ำร้อน, เตาหลอดโลหะและเตารีดไอน้ำ ฯลฯ ควรใช้พลังงานทดแทนจากแหล่งอื่นจะเหมาะสมกว่า เช่น ก๊าซธรรมชาติ เพราะอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้ใช้ไฟฟ้ามากจะทำให้ค่าใช้จ่ายรวมของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สูงโดยไม่คุ้มค่าอุปกรณ์ประกอบระบบเซลล์แสงอาทิตย์ก็ว่ากันไปครบถ้วนแล้ว สิ่งที่น่าสนใจยังมีอีกมากมายใน "เส้นทางสู่พลังงานสีเขียว" ซึ่งครั้งหน้าเราจะพาคุณไปเรียนรู้กลเม็ดเคล็ด (ไม่) ลับกับการเลือกใช้สายไฟสำหรับใช้ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ห้ามพลาดโอกาสดีๆ แบบนี้ทีเดียว

ที่มาของข้อมูล: PV Solar Photovoltaic Technical Training Manual, Mr. Herbert Wade
ที่มาของภาพ: www.absak.com, Leonics