วิธีการประเมินความสกปรกของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยโมดูลอ่านค่าสี TCS3200

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอการประยุกต์ใช้โมดูลอ่านค่าสี TCS3200 ร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ESP32 เพื่อประมาณค่าความสกปรกของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เกิดจากฝุ่น ซึ่งพื้นผิวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีการสะสมของฝุ่นในปริมาณที่แตกต่างกันมีค่าการสะท้อนแสงที่แตกต่างกัน ผู้วิจัยจึงออกแบบเครื่องมือวัดค่าการสะท้อนแสงนี้โดยใช้โมดูลอ่านค่าสี TCS3200 เพื่อวัดค่าการสะท้อนแสงแล้วแปลงเป็นค่าแม่สีแบบเติมเต็ม (RGB) จากนั้นนำมาผ่านเทคนิคการแปลงเป็นค่าระดับสีเทา (Gray scale) แล้วนำค่าระดับสีเทาไปหาความสัมพันธ์กับปริมาณฝุ่นที่สะสมบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยการทดสอบโดยการจำลองสถานะการณ์ฝุ่นบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในระดับต่างๆ ตั้งแต่ 0 – 25 g/m² บนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลีคริสตัลไลน์ ขนาด 50 W ผลการทดสอบพบว่าค่าระดับสีเทาที่วัดได้ด้วยโมดูลอ่านค่าสี TCS3200 มีความสัมพันธ์สอดคล้องกับปริมาณฝุ่นบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อทดสอบโดยการวัดค่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรและแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทดสอบ พบว่ามีค่าลดลงตามปริมาณฝุ่นบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์สัมพันธ์แบบผกผันกับค่าระดับสีเทา กำลังไฟฟ้าที่ได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีค่าสูงสุดเท่ากับ 43.56 W เมื่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์สะอาดปราศจากฝุ่น และค่ากำลังไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เริ่มลดลงเมื่อมีปริมาณฝุ่นบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตั้งแต่ 5 g ขึ้นไป และมีค่าต่ำสุดเท่ากับ 38.23 W เมื่อฝุ่นบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีปริมาณเท่ากับ 25 g/m²  การลดลงของกำลังไฟฟ้าเกิดจากปริมาณแสงอาทิตย์ที่ส่องผ่านไปยังเซลล์แสงอาทิตย์มีค่าลดลงเพราะถูกปิดบังโดยอนุภาคของฝุ่นทำให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์เกิดการสูญเสียประสิทธิภาพในการรับแสงอาทิตย์ และพบว่าอัตราส่วนระดับความสกปรก (Soil Ratio) ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีค่าลดลงสัมพันธ์แบบผกผันกับปริมาณฝุ่น สรุปได้ว่าโมดูลอ่านค่าสี TCS3200 สามารถวัดความแตกต่างของการสะท้อนแสงที่เกิดจากฝุ่นบนพื้นผิวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ ช่วยให้สามารถประเมินระดับความสกปรกหรือการสะสมของฝุ่นบนพื้นผิวแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ ดังนั้นโมดูลอ่านค่าสี TCS3200 จึงสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการประเมินความสะอาดของพื้นผิวแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตามการอ่านค่าการสะท้อนแสงได้