คู่มือการออกแบบและคำนวณระบบโซล่าเซลล์ (Off-Grid System 24V)

คู่มือการออกแบบและคำนวณระบบโซล่าเซลล์
(Off-Grid System 24V)

1. การคำนวณปริมาณพลังงานที่ต้องการใช้ (Energy Consumption)

วิเคราะห์จากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานเป็นระยะเวลา 8 ชั่วโมงต่อวัน:

• พัดลมขนาด 18 นิ้ว: 114W × 8 ชม. = 912 Wh
• หลอดไฟ (40W × 2 ดวง): 80W × 8 ชม. = 640 Wh
• พลังงานรวมสุทธิ: 1,552 Wh
• พลังงานรวมเมื่อเผื่อค่าสูญเสียในระบบ (Efficiency Loss 30%):
  1,552 Wh × 1.3 ≈ 2,020 Wh/วัน

 2. การเลือกขนาดแผงโซล่าเซลล์ (Solar Panel Selection)

คำนวณจากค่าเฉลี่ยความเข้มแสงแดดที่ใช้ประโยชน์ได้จริง (Peak Sun Hours)
ประมาณ 5 ชั่วโมงต่อวัน:

• สูตรคำนวณ:
  พลังงานรวมต่อวัน (Wh) ÷ จำนวนชั่วโมงแดด (h) = ขนาดแผงที่ต้องใช้ (W)
• การคำนวณ: 2,020 Wh ÷ 5 h = 404W
• ข้อแนะนำ: ควรเลือกใช้แผงโซล่าเซลล์ชนิด Mono Crystalline ขนาด 450W - 550W
  จำนวน 1 แผง เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถผลิตไฟได้เพียงพอแม้ในวันที่แสงแดดไม่จัด
  
  

3. การคำนวณขนาด/ค่าความจุ Ah ของแบตเตอรี่ (Battery Sizing)

สำหรับระบบแรงดัน 24V และใช้แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมฟอสเฟต (LiFePO4):

• สูตรคำนวณค่ากระแส (Ah):
  พลังงานรวม (Wh) ÷ แรงดันระบบ (V) = ความจุแบตเตอรี่ (Ah)
• การคำนวณ: 2,020 Wh ÷ 24V = 84.2 Ah
• การเผื่อค่าการคายประจุ (Depth of Discharge - DOD 80%):
  เพื่อถนอมอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 

84.2 Ah ÷ 0.8 = 105.25 Ah

ความหมายคือ เราจะใช้ไฟ  84.2 Ah ต้องหาแบตเตอร์รี่ที่มีความจุอย่างน้อย 105.25 Ah
ปริมาณแบตเตอร์รี่ จึงจะเหลือ 20%

• ข้อแนะนำ: ควรใช้แบตเตอรี่ LiFePO4 ขนาดความจุ 120Ah
  ควรใช้แบตเตอรี่ขนาด 120Ah หรือ 150Ah จะเหมาะสมกว่า
  เพื่อให้มีส่วนเผื่อ (buffer) และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้ดียิ่งขึ้น

4. การเลือกอุปกรณ์ควบคุมและป้องกัน (BMS & MPPT)

• BMS (Battery Management System):
• เลือกใช้แบบ 8S (สำหรับระบบ 24V) 
  * ในการต่อแบตเตอร์รี่เอง 12v 4S อนุกรมกันเป็น 24v 8S
• การคำนวณกระแสต่อเนื่อง: โหลดสูงสุด 200W ÷ 24V = 8.33A
• เผื่อกระแสกระชาก (Inrush Current) 4 เท่า: 8.33A × 4 = 33.32A
• ข้อแนะนำ: ควรใช้ BMS ขนาด 30A หรือ 40A ขึ้นไป
  
  
• MPPT Solar Charge Controller:
• แรงดัน (Voltage): ต้องรองรับค่าแรงดันวงจรเปิด (Voc) ของแผงได้ โดยทั่วไปควรเลือกที่รองรับ PV Input 100V ขึ้นไป
• กระแส (Current):
  คิดจาก (ขนาดแผง ÷ แรงดันแบตเตอรี่) × Safety Factor (1.25)
• การคำนวณ: (550W ÷ 24V) × 1.25 = 28.6A
• ข้อแนะนำ: ควรเลือกใช้ MPPT ขนาด 30A - 60A

5. การอ่านค่าทางเทคนิคหลังแผงโซล่าเซลล์
(Standard Test Conditions - STC)

• Pmax (Maximum Power): กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่แผงผลิตได้ (500W)
• Vmp (Voltage at Pmax): แรงดันขณะใช้งานที่ให้กำลังสูงสุด (41.80V)
• Imp (Current at Pmax): กระแสขณะใช้งานที่ให้กำลังสูงสุด (13.04A)
• Voc (Open-Circuit Voltage): แรงดันขณะที่ไม่ได้ต่อโหลด (49.65V) ใช้สำหรับเลือกขนาด MPPT และ Inverter
• Isc (Short-Circuit Current): กระแสลัดวงจร (13.92A) ใช้สำหรับคำนวณขนาดสายไฟและฟิวส์
• Max Series Fuse: ขนาดฟิวส์สูงสุดที่แนะนำ (เช่น Isc x 1.25 ≈ 20A)