Hioki Memory HiLogger LR8450 และ Power Analyzer PW6001 สำหรับการตรวจวัดและการตรวจสอบพลังงานแสงอาทิตย์โซลาร์เซลล์
โซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ (PV) คืออะไร?
โซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ PV นั้นเป็นเทคโนโลยีที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลักหลายส่วน – โซลาร์ PV เซลล์, เซลล์จุเบตเตอร์รี่, ชุดปรับสภาพพลังงานแสงอาทิตย์ (PCU), AC DC ไอโซเลเตอร์, แผงสวิตซ์หลัก AC และมาตรวัดพลังงานไฟฟ้า (รูปที่ 1.0)
รูปที่ 1.0 ส่วนประกอบหลักของระบบ PV ที่มีแบตเตอร์รี่ที่เชื่อมต่อกับกริด
วัตถุที่ใช้ผลิตโซลาร์เซลล์ PV ส่วนมากจะผลิตจากซิลิโคนผลึก (ซิลิโคนแบบ N-type และ P-type) จะผลิตแรงดันเอาต์พุตเมื่อมีแหล่งไฟส่องเข้ามา (จากแหล่งใดก็ได้) แสงแดดมีพลังงานขนาดเล็กที่เรียกว่าโฟตอนเมื่อส่องแสง อิเล็กตรอนของอะตอมซิลิคอนในเซลล์แสงอาทิตย์ PV จะทำการดูดซับพลังงานของโฟตอนเหล่านี้จากแสงแดด เมื่อทำการเก็บกักพลังงานได้เพียงพอแล้ว จะช่วยให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ซึ่งจะทำให้เกิดความแตกต่างในพลังงานศักย์ไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) (รูปที่ 2.0)
รูปที่ 2.0 หลักการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์ PV
เซลล์ PV ทุกตัวนั้นได้มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างกันเป็นรูปแบบโมดูล PV, และโมดูล PV หลายๆ ตัวจะเชื่อมต่อกันเป็นแผง PV เพื่อที่จะเพิ่มเอาต์พุตพลังงานไฟฟ้าได้ เซลล์ PV เซลล์เดียวนั้นสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เพียง 1 ถึง 2 วัตต์ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงนั้นสามารถถูกแปลงเป็นกระแสสลับ (AC) ได้โดยใช้ PCU สำหรับผู้บริโภคหรือจะเก็บไว้ในเซลล์แบตเตอร์รี่ผ่านเครื่องชาร์จแบตเตอร์รี่ก็ได้
ความสำคัญในการตรวจสอบพารามิเตอร์ PV แสงอาทิตย์
ถึงแม้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตออกมานั้นเป็นพลังงานทดแทนที่หาได้ง่าย และเป็นพลังงานที่สะอาดกว่าเพื่อเทียบกับพลังงานเชื้อเพลิง อย่างไรก็ตาม ราคาในการติดตั้งนั้นสูงมากในขณะที่ระดับการผลิตพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับสภาพอากาศเป็นอย่างมากด้วย (การฉายรังสีจากแสงแดด) ดังนั้น ระบบนี้จึงจำเป็นต้องมีการติดตามเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถผลิตพลังงานออกมาได้มากที่สุดเพื่อให้ได้ผลตอบแทนจากการลงทุน ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบโซล่าร์ PV
ความแม่นจำในการวัดยังสามารถส่งผลกระทบต่อ ROI สำหรับระบบโซล่าร์ PV อีกต่าง เพราะหน่วยการวัดระดับการใช้งานของพลังงานแสงอาทิตย์ในขนาดใหญ่นั้นจะอยู่ที่ MWh หรือ GWh อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำของตัวมาตรวัดพลังงานไฟฟ้านั้นอยู่เพียงระดับ 0 5% ขึ้นไป, โดยที่เครื่องวัดค่ากำลังไฟฟ้านั้นจะมีความแม่นยำที่สูงกว่า (ความแม่นยำของพลังงาน— 0 02%) ยกตัวอย่างเช่น ระบบวัดค่ากำลังไฟฟ้าที่มีความแม่นยำต่ำนั้นวัดระดับการใช้งานได้ที่ 138,800 MWh ในขณะที่ระบบวัดค่ากำลังไฟฟ้าของ Hioki รุ่น PW6001 ที่มีความแม่นยำที่สูงกว่านั้นได้วัดการใช้งานอยู่ที่ 138,813 MWh ความแตกต่างที่ 13 MWh นั้นมีผลกระทบมากต่อค่าใช้จ่ายหลักๆสำหรับประเทศที่เรียกเก็บภาษีพลังงานแพง ดังนั้น จึงขอแนะนำระบบวัดค่ากำลังไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการตรวจวัดการใช้งานของพลังงานแสงอาทิตย์ในส่วนของลูกค้าเอง
อีกปัจจัยสำคัญในการใช้ระบบวัดค่ากำลังไฟฟ้า Hioki Power Analyzer คือสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสงอาทิคย์ได้สูงสุดถึง 1500 Vdc คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์นี้ช่วยให้ตัว Power Analyzer วัดค่าไฟฟ้าที่เกี่ยวกับประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของตัว PCU ได้อย่างแม่นยำ
การวัดค่าพารามิเตอร์องโซลาร์เซลล์ PVโดยใช้เครื่องวัดค่ากำลังไฟฟ้า PW6001 และ Data Logger LR8450
การติดตั้งระบบ Solar PV ขนาดเล็กในรูปที่ 3.0 นั้นใช้สำหรับการวัด Solar PV โดยใช้ระบบวัดค่ากำลังไฟฟ้า Hioki Power Analyzer PW6001, และ Data logger LR8450
รูปที่ 3.0 การติดตั้ง Solar PV ขนาดเล็กสำหรับการสาธิต
ข้อมูลต่อไปนี้เป็นข้อมูลทดสอบการทำงานของโมเดล Solar PV ขนาดเล็กที่มีความสัมพันธ์ดังกล่าวกับพารามิเตอร์บางตัว
1. แผงโซลาร์เซลล์ Solar PV
1.1. แผงควบคุมอุณหภูมิและอุณหภูมิแวดล้อม (Hioki Data Logger LR8450)
รูปที่ 4.0 แผงควบคุมและอุณหภูมิ
รูปที่ 4.0 แสดงให้เห็นแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของแผงต่ออุณหภูมิแวดล้อม
1.2. การฉายรังสีด้วยแสงแดด (Hioki Data Logger และไพรานอมิเตอร์)
รูปที่ 5.0 ความผันผวนของการฉายรังสีอย่างต่อเนื่อง
รูปที่ 5.0 แสดงให้เห็นความผันผวนของการฉายรังสีอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีสาเหตุมาจากการเคลื่อนไหวของก้อนเมฆที่ปิดกั้นแสงแดดให้ไม่เข้าถึงตัวไพรานอมิเตอร์ได้
2. อินเวอร์เตอร์ (Hioki Power Analyzer PW6001)
2.1 กำลังไฟเข้าและกำลังไฟออกและประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์
รูปที่ 6.0 พลังงานและประสิทธิภาพของตัวอินเวอร์เตอร์
กำลังไฟฟ้าเข้าขึ้นอยู่กับแสงแดดเป็นอย่างมาก และได้ถูกค้นพบว่ามีสัดส่วนผกผันกับประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เป็นอย่างมาก การวัดค่าที่มีความแม่นยำสูงถึงเสี้ยววินาที (รูปที่ 6.0) นั้นจะสามารถใช้งานได้ผ่านเครื่องวัดค่ากำลังไฟฟ้า Power Anayzer ที่มีความแม่นยำสูงเท่านั้น
คำเตือน: ข้อมูลการวัดนี้อาจไม่ได้ตรงกับการติดตั้งโซลาร์เซลล์ Solar PV ขนาดใหญ่ดั่งรูปที่ 7.0
รูปที่ 7.0 ตัวอย่างของการติดตั้ง Solar PV ขนาดใหญ่
2.2. แรงดันไฟฟ้าอินพุทและกระแสไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์
แรงดันไฟฟ้าอินพุทและกระแสไฟฟ้าลดลงในอินเวอร์เตอร์เมื่อโหลด AC ถูกถอดออกไป (รูปที่ 8.0)
รูปที่ 8.0 อินพุทของอินเวอร์เตอร์และการตอบสนองของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ต่อโหลด
3. การชาร์จแบตเตอรี่
แรงดันไฟฟ้าสำหรับการชาร์จแผงโซล่าเซลล์และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (Hioki Power Analyzer PW6001)
แรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มขึ้นและเทียบเท่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เมื่อไม่มีโหลด AC ทำงานอยู่ (รูปที่ 9.0)
รูปที่ 9.0 แรงดันไฟฟ้าสำหรับการชาร์จแผงโซลาร์เซลล์และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่
ด้านล่างเป็นภาพหน้าจอบางส่วนของการวัดจริงของอินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ Solar PV โดยใช้ Hioki Power Analyzer PW6001 (รูปที่ 10.0 และรูปที่ 11.0)
รูปที่ 10.0 การวัดแรงดันไฟฟ้า, กระแสไฟฟ้า, และพลังงานไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ของช่องสัญญาณที่มีแผนการเดินสายไฟ
รูปที่ 11.0 พลังงานไฟฟ้าเข้า, พลังงานไฟฟ้าออกและประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์
โดยสรุปแล้ว การตรวจสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมจึงเป็นสิ่งที่สำคัญมาก การติดตั้ง Solar PV, และค่าไฟโดยอ้างอิงจากอุปกรณ์มาตรวัดพลังงานไฟฟ้า Power Analyzer PW6001 ของ Hioki ที่มีความแม่นยำสูงและ Data Logger LR8450 นั้น สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบโซลาร์เซลล์ Solar PV และ ROI ได้
ข้อมูลที่วัดได้สำหรับ Power Analyzer PW6001 นั้นสามารถเรียกค้นแบบไร้สายได้ผ่านบลูทูธและจับคู่กับ Hioki Data Logger ได้, ในขณะที่ Data logger LR8450 นั้นมี HTTP Remote Server ในตัวเพื่อที่จะกำหนดค่าและตรวจสอบเครื่องมือผ่านเว็ปเบราว์เซอร์ได้ เช่นเดียวกันกับฟังก์ชั่นเซิร์ฟเวอร์ FTP สำหรับการดึงข้อมูลจากระยะไกล แผง Solar PV มักจะถูกติดตั้งบนหลังคาหรือโครงสร้างที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยพิเศษในพื้นที่กว้างขวาง (โซลาร์ฟาร์ม) เพื่อที่จะได้รับแสงแดดได้มากที่สุด ดังนั้น คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สามารถดึงข้อมูลในการวัดได้ง่ายและสะดวก
สำหรับข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม กรุณาคลิกที่ลิงค์ด้านล่าง
