ระบบติดตามแสงอาทิตย์แบบสองแกนด้วยการปรับสมดุลระดับน้ำ

Abstract

บทความนี้นำเสนอเทคนิคใหม่ของระบบติดตามแสงอาทิตย์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำมาก แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับลูกลอยจะเคลื่อนที่ตามแสงอาทิตย์ด้วยการปรับสมดุลระดับน้ำ ซึ่งใช้ปั๊มน้ำฉีดกระจกรถยนต์ขนาด 12 โวลต์ สำหรับการปรับระดับน้ำ ควบคุมการทำงานทั้งหมดด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยรับค่าการตรวจจับแสงผ่านตัวต้านทานเปลี่ยนค่าตามแสง (LDR) และเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง ดังนั้นระดับน้ำที่เปลี่ยนแปลงจะสัมพันธ์กับการตั้งฉากกับทิศทางแสงอาทิตย์ ซึ่งจะทำให้ลูกลอยผลักดันแผงให้เคลื่อนที่ตามทิศทางของแสงอาทิตย์ได้อย่างถูกต้อง ระบบที่นำเสนอนี้ สามารถควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ได้ 2 แกน คือ แกนทิศเหนือกับทิศใต้ และแกนทิศตะวันออกกับทิศตะวันตก ผลการทดสอบเปรียบเทียบค่ากำลังไฟฟ้าที่ได้รับจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 1 แผง ที่ติดตั้งระบบติดตามแสงอาทิตย์ที่นำเสนอและแบบติดตั้งอยู่กับที่ พบว่า แผงที่มีระบบติดตามแสงอาทิตย์ ให้ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยมากกว่าแผงที่ติดตั้งอยู่กับที่ 7.91 วัตต์ หรือสูงกว่าร้อยละ 37.63 และผลการทดสอบการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ระบบติดตามแสงอาทิตย์ที่นำเสนอ เป็นระยะเวลา 5 วัน ๆ ละ 12 ชั่วโมง พบว่า เมื่อใช้เซลล์แสงอาทิตย์ 1 แผง ได้รับพลังงานไฟฟ้า 347.16 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบควบคุม  0.66 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ส่วนการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ 3 แผง ได้รับพลังงานไฟฟ้า 1,212.84 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน และใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบควบคุม 1.76 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ผลการเปรียบเทียบการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบควบคุมการติดตามแสงอาทิตย์ เมื่อใช้เซลล์แสงอาทิตย์ 1 แผง ระหว่างระบบควบคุมที่นำเสนอและระบบที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง พบว่า ระบบติดตามแสงอาทิตย์ที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ใช้พลังงานไฟฟ้า 10.8 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน คิดเป็นพลังงานสูญเสียร้อยละ 1.147 ส่วนระบบควบคุมที่นำเสนอใช้พลังงานไฟฟ้า 0.66 วัตต์-ชั่วโมงต่อวัน คิดเป็นพลังงานที่สูญเสียร้อยละ 0.19 ซึ่งต่ำกว่าระบบที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงร้อยละ 0.958 ดังนั้นระบบควบคุมการติดตามแสงอาทิตย์ที่นำเสนอนี้ สามารถลดพลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียได้จริง