ขนาดและชนิดของระบบผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับปั๊มความร้อนที่เหมาะสมสำหรับการผลิตน้ำร้อนในโรงฆ่าสัตว์
คำสำคัญ:
แผงผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์, ปั๊มความร้อน, สมรรถนะ, น้ำร้อน, โรงฆ่าสัตว์บทคัดย่อ
ในโรงฆ่าสัตว์เทศบาลตำบลเชียงดาวมีการใช้ขดลวดไฟฟ้าเพื่อผลิตน้ำร้อนประมาณ 2,500 L/day ที่อุณหภูมิ
65 ℃ เพื่อใช้ในกระบวนการลวกและขูดขนสุกร ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีแนวคิดที่จะใช้ระบบผลิตไฟฟ้าและน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับปั๊มความร้อนเพื่อลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการเลือกชนิดและขนาดของแผง Solar PV/T ชนิด mono-Si PV/T และ poly-Si PV/T ที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากความคุ้มค่าทางด้านเศรษฐศาสตร์
การศึกษาแบ่งเป็นสองส่วน ส่วนแรกเป็นการทดสอบเพื่อสร้างสมการทางคณิตศาสตร์ทำนายสมรรถนะของแผง Solar PV/T และสมรรถนะของปั๊มความร้อน จากการศึกษาพบว่ากรณีแผง Solar PV/T ชนิด mono-Si มีค่า FR(τα)e และ FRUL เท่ากับ 0.328 และ 7.2997 W/m2·K ตามลำดับ ในขณะที่แผง poly-Si PV/T มีค่า FR(τα)e และ FRUL เท่ากับ 0.275 และ 8.4743 W/m2·K ตามลำดับ และมีค่าอัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน (EER) ของปั๊มความร้อนเฉลี่ยเท่ากับ 2.38 Wth/We ในการศึกษาส่วนที่สองเป็นการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทำนายความเหมาะสมของระบบ พบว่า การใช้แผง Solar PV/T ชนิด mono-Si ขนาด 295 WP จำนวน 16 แผง ร่วมกับปั๊มความร้อนขนาด 17.8 kWth มีความเหมาะสมที่สุดสำหรับใช้ผลิตน้ำร้อนในโรงฆ่าสัตว์เทศบาลตำบลเชียงดาวและสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าจากระบบไฟฟ้าพื้นฐานลงได้ 31,465.06 kWh/year หรือคิดเป็นค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้เมื่อเทียบกับการใช้งานขดลวดไฟฟ้า 142,536.72 Baht/year ระบบต้องใช้เงินลงทุนเท่ากับ 888,314.00 Baht และมีระยะเวลาคืนทุน 6.23 Years
เอกสารอ้างอิง
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน.แผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือกพ.ศ. 2558–2579. 2559.[ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา:https://www.dede.go.th/download/files/AEDP2015_Final_version.pdf
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. โครงการปรับปรุงแผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตยจากภาพถ่ายดาวเทียมสําหรับประเทศไทย ปี 2560. 2560.[ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา:https://www.dede.go.th/article_attach/developed_solarmap60%20-%20Copy.pdf
สวัสดิ์ ภูมิสวัสดิ์ และ วิจิตรา ภูมิสวัสดิ์. การศึกษาประสิทธิภาพของเครื่องทำน้ำร้อนพลงงานแสงอาทิตย์.วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, 2562; 14(1): 67-77.
คอรีเยาะ,ดูมีแด ซูไรดา สือยุ และ ซุลกิพลี กาซอ.เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมไฟฟ้า.วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏยะลา, 2560; 2(1): 65-75.
วิทยา ยงเจริญ และ ธวรรธน์ มาลาหอม. การเปรียบเทียบสมรรถนะของระบบทำน้ำร้อนที่ใช้แผงรับแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบกับแบบท่อฮีตไปป์.วารสารวิจัยพลังงาน, 2554; 8(1): 64-72.
อาทิตย์ ไชยอรนันทน์,สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ และ วารุณี เตีย. การทำน้ำร้อนด้วยปั๊มความร้อน.วิศวกรรมสาร ฉบับวิจัยและพัฒนา,2547;15(2): 31-37.
มารุต บูรพา,ณัฐนี วรยศ,ทนงเกยรตี เกียรติศิริโรจน์ และ สุริยนต์ ชมดี.โมเดลอย่างง่ายของการทำน้ำร้อนแสงอาทิตย์ ที่มีปั๊มความร้อนเสริม. วารสารคณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรมมหาวิทยาลัยราชภัฏลําปาง, 2551; 1(2): 15-23.
สราวุธ พลวงษ์ศรี และ ทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน์. การเพิ่มสมรรถนะทางความร้อนของระบบทำน้ำร้อนแสงอาทิตย์ที่มีปั๊มความร้อนเสริมโดยการใช้สารละลายเงินนาโนในตัวรับรังสีอาทิตย์.วารสารวิชาการคณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏลําปาง, 2556; 6(2): 106-120.
Sun, X., Dai, Y., Novakovic, V., Wu, J. and Wang, R. Performance Comparison of Direct Expansion Solar-Assisted Heat Pump and Conventional Air Source Heat Pump for Domestic Hot Water. Energy Procedia, 2015;70:394-401.
He, W., Chow, T.T., Ji, J., Lu, J., Pei, G. and Chan, L.S. Hybrid Photovoltaic and Thermal Solar-Collector Designed for Natural Circulation of Water. Applied Energy, 2006;83:199-210.
Aste, N., Del Pero, C. and Leonforte, F. Water PVT Collectors Performance Comparison. Energy Procedia, 2017;105: 961-966.
Yang, X., Sun, L., Yuan, Y., Zhao, X. and Cao, X. Experimental Investigation on Performance Comparison of PV/T-PCM System And PV/T System. Renewable Energy, 2018;119:152-159.
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. ฐานข้อมูลความเข้มรังสีอาทิตย์ ระดับตำบล ปี 2560. 2560.[ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา:https://www.dede.go.th/ewt_news.php?nid=47941&filename=solar_energy
Duffie, J.A. and Beckman, W.A. Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley & Sons, Inc., 2013.
ศูนย์อุตุนิยมวิทยาภาคเหนือ.สถิติภูมิอากาศเชียงใหม่. 2561. [ระบบออนไลน์] แหล่งที่มา:http://www.cmmet.tmd.go.th/
Chaichana, C., Kiatsiriroat, T. and Nuntaphan, A. Comparison of Conventional Flat-Plate Solar Collector and Solar Boosted Heat Pump Using Unglazed Collector for Hot Water Production in Small Slaughterhouse. Heat Transfer Engineering, 2010;31(5): 419-429.
Wanchupela, N. and Polvongsri, S. The Comparison Study of Performance between Two Different Types of Glazed Solar Photovoltaic Thermal Panels. The 1st International Conference on Informatics, Agriculture, Management, Business administration, Engineering, Science and Technology 2020,May 28-29, Diamond Plaza Hotel, Suratthani, Thailand, 2020.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารฉบับนี้จะยังเป็นของผู้แต่งและยินยอมให้สิทธิ์เผยแพร่กับทางวารสาร
การเผยแพร่ในระบบวารสารแบบเปิดนี้ บทความจะสามารถนำไปใช้ได้ฟรีในการศึกษา และในทางที่ไม่เกี่ยวกับการค้า
