การเลือกขนาดของโมดูลพีวี/ทีและถังเก็บน้ำเย็นสำหรับเครื่องผลิตน้ำร้อนปั๊มความร้อนเสริมพีวี/ที : กรณีศึกษาประเทศไทย

Main Article Content

กรกช อุตมะ
ณัฐ วรยศ
ทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน์
ธรณิศวร์ ดีทายาท

บทคัดย่อ

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาศักยภาพในการผลิตน้ำร้อนของปั๊มความร้อนแบบอัดไอทำงานร่วมกับโมดูลโฟโตวอลเทอิก/ความร้อน (พีวี/ที) โดยปั๊มความร้อนมีความสามารถในการทำความร้อนสูงสุดที่ 3,000 วัตต์ ทำหน้าที่ดึงความร้อนจากโมดูลพีวี/ที โดยแต่ละโมดูลสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าสูงสุด 200 วัตต์ และมีพื้นที่รับรังสี 1.326 ม2 การศึกษาจะพิจารณาขนาดของโมดูลพีวี/ที และขนาดของถังน้ำเย็นที่เหมาะสมในการผลิตน้ำร้อนปริมาณ 350, 500 และ 700 ลิตร ให้มีอุณหภูมิน้ำแต่ละวัน 60 °C และพิจารณาปริมาณพลังงานความร้อน และไฟฟ้าที่ผลิตได้ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงจำนวนโมดูล และขนาดถังน้ำเย็น รวมถึงพลังงานไฟฟ้าจากระบบจำหน่ายที่สามารถประหยัดได้เทียบกับระบบทำน้ำร้อนที่ใช้ลวดไฟฟ้า ภายใต้สภาวะอากาศของจังหวัดเชียงใหม่ ขอนแก่น กรุงเทพฯ และสงขลา ผลการศึกษาพบว่าการผลิตน้ำร้อนปริมาณดังกล่าว ระบบสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าจากระบบจำหน่ายได้มากกว่าร้อยละ 90, 90 และ 70 ตามลำดับ และเมื่อพิจารณาผลการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ พบว่าจำนวนโมดูลพีวี/ทีที่เหมาะสมจะอยู่ที่ 8, 8 และ 10 โมดูล ตามลำดับ โดยมีขนาดถังน้ำเย็นที่ 300, 300 และ 50 ลิตร ตามลำดับ ทั้งนี้ระยะเวลาคืนทุนเฉลี่ยอยู่ที่ 5.70, 3.95 และ 4.83 ปี ตามลำดับ

Article Details

บท
บทความวิจัย

References

A. N. Karakilic, A. Karafil, and N. Gene, “Effects of temperature and solar irradiation on performance of monocrystalline, polycrystalline and thin-film PV panels,” IJTPE, vol. 14, no. 2, pp. 254–260, Jun. 2022.

T. Lungkadee and A. Asanakham, “Evaluation of electrical power and temperature of solar rooftop module by air cooling with augmented fin,” Eng. J. Chiang Mai Univ., vol. 28, no. 3, pp. 130–141, 2016.

E. Wilson, “Theoretical and operational thermal performance of a wet crystalline silicon PV module under Jamaican conditions,” Renew. Energy, vol. 34, no. 6, pp. 1655–1660, Jun. 2009.

T. Kim, B. Choi, Y. Han, and K. Do, “A comparative investigation of solar-assisted heat pumps with solar thermal collectors for a hot water supply system,” Energy Convers. Manage., vol. 172, pp. 472–484, Sep. 2018.

M. A. Obalanlege, Y. Mahmoudi, R. Douglas, E. Ebrahimnia-Bajestan, J. Davidson, and D. Bailie, “Performance assessment of a hybrid photovoltaic-thermal and heat pump system for solar heating and electricity,” Renew. Energy, vol. 148, pp. 558–572, Apr. 2020.

S. Vaishak and P. V. Bhale, “Photovoltaic/thermal-solar assisted heat pump system: Current status and future prospects,” Sol. Energy, vol. 189, pp. 268–284, Sep. 2019.

M. Kosan, M. Demirtas, M. Aktas, and E. Disli, “Performance analyses of sustainable PV/T assisted heat pump drying system,” Sol. Energy, vol. 199, pp. 657–672, Mar. 2020.

E. Bellos, C. Tzivanidis, K. Moschos, and K. A. Antonopoulos, “Energetic and financial evaluation of solar assisted heat pump space heating systems,” Energy Convers. Manage., vol. 120, pp. 306–319, Jul. 2016.

Y. Bai, T. T. Chow, C. Menezo, and P. Dupeyrat, “Analysis of a hybrid PV/Thermal solar-assisted heat pump system for sports center water heating application,” Int. J. Photoenergy, vol. 2012, Aug. 2012, Art. no. 265838, doi: 10.1155/2012/265838.

European Commission. “Photovoltaic geographical information systems.” EUROPA.eu. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/ (accessed Aug. 9, 2022).

V. Sun, A. Asanakham, T. Deethayat, and T. Kiatsiriroat, “A new method for evaluating nominal operating cell temperature (NOCT) of unglazed photovoltaic thermal module,” Energy Rep., vol. 6, pp. 1029–1042, Nov. 2020.

K. Utama, “Performance analysis of photovoltaic/thermal module with heat pump for heat and power,” M.S. thesis, Dept. Energy Eng., Chiang Mai Univ., Chiang Mai, Thailand, 2022.