การประเมินศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์: กรณีศึกษา อาคารสำนักวิทยบริการ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม EVALUATION OF ELECTRICITY GENERATION POTENTIAL FROM SOLAR ROOFTOP USING THE MATHEMATICAL MODEL: CASE STUDY OF ACADEMICS RESOURCE CENTER BUILDING, MAHASARAKHAM UNIVERSITY
คำสำคัญ:
เซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคา, รังสีอาทิตย์, การประเมินศักยภาพบทคัดย่อ
งานวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาภายใต้เงื่อนไขทิศทางการรับรังสีอาทิตย์ตามทิศทางของหลังคาอาคารสำนักวิทยบริการ (อาคาร A) มหาวิทยาลัยมหาสารคาม เขตพื้นที่ขามเรียง อ.กันทรวิชัย จ.มหาสารคาม โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และประมวลผลผ่านโปรแกรม Microsoft Excel โดยมีขั้นตอนการดำเนินงานวิจัยประกอบด้วย (1) ประเมินศักยภาพเชิงพื้นที่โดยใช้แบบพิมพ์เขียวอาคารซึ่งวิเคราะห์ด้วยโปแกรม AutoCAD (2) ประเมินศักยภาพรังสีอาทิตย์โดยใช้ข้อมูลรังสีอาทิตย์จากสถานีวัดรังสีอาทิตย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม เพื่อประเมินค่ารังสีอาทิตย์ตามทิศทางของหลังคา (3) ประเมินกำลังไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้าโดยใช้ข้อมูลรังสีอาทิตย์ร่วมกับข้อมูลอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมเฉลี่ยจาก 4 สถานีตรวจวัดสภาพอากาศ (สถานีอุตุนิยมวิทยา จ.ขอนแก่น และ จ.ร้อยเอ็ด) และข้อมูลคุณสมบัติพื้นฐานของเซลล์แสงอาทิตย์รุ่น SW 285-300 MONO (5-busbar) และ (4) ประเมินพลังงานไฟฟ้าต่อกำลังการติดตั้ง โดยการประเมินศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าพิจารณาภายใต้มาตรฐานที่กำหนดโดย IEA (IEA-PVPS T2-03:2002) และแสดงผลการประเมินโดยใช้ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ ผลการวิจัยพบว่าอาคาร A มีพื้นที่หลังคารวม 2,744.00 ตารางเมตร สามารถจำแนกทิศทางของหลังคาโดยใช้มุมอะซิมุธพื้นดินได้ 6 ทิศทาง ได้แก่ 165 (NE1) 75 (SE2) 30 (SE1) -15 (SW1) -105 (NW1) และ -150 (NW2) สามารถติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ได้รวม 972 แผง มีกำลังไฟฟ้าติดตั้ง 291.60 กิโลวัตต์ ผลการประเมินรังสีอาทิตย์ที่ตกกระทบหลังคา
มีค่าเฉลี่ยสูงสุดในทิศ SW1 SE1 NW1 SE2 NW2 และ NE1 มีค่า 5.84 5.61 5.30 5.19 4.72 และ 4.45 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ตารางเมตร-วัน ตามลำดับ ส่งผลต่อพลังงานไฟฟ้าต่อกำลังการติดตั้ง (Ya) มีค่า 154.86 148.54 139.08 136.88 122.35 และ 114.97 กิโลวัตต์ชั่วโมง/กิโลวัตต์ติดตั้ง ตามลำดับ โดยศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้ามีค่าสูงสุดในทิศ SE1 NW1 NW2 SW1 NE1 และ SE2 มีค่า 100.53 86.62 75.76 74.15 71.61 และ 65.54 เมกะวัตต์ชั่วโมง/ปี ตามลำดับ คิดเป็นพลังงานไฟฟ้ารวม 474.20 เมกะวัตต์ชั่วโมง/ปี ดังนั้นการประเมินศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์จึงมีความจำเป็นเพื่อช่วยในการตัดสินใจเลือกตำแหน่ง Ya ที่มีค่าสูงสุด
Downloads
เอกสารอ้างอิง
[2] International Energy Agency. (2017). Annual Report 2016. France: IEA Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS).
[3] Natthapong Suwanasang; and Sopitsuda Tongsopit. (2015). An Assessment of the Technical and Economic Potential of Rooftop Solar Systems on Chulalongkorn University’s Buildings. Journal of Energy Research. 12(2): 59-74.
[4] Perawut Chinnavornrungsee.; et al. (2015). Evaluation of Rooftop Solar PV Performance of Different PV Module Technologies Operating in Thailand. Ladkrabang Engineering Journal. 32(2): 19-24.
[5] Nipon Ketjoy; and Kongrit Mansiri. (2010). Technical Performance Study of 6.52 kW Photovoltaic Grid Connected System. Naresuan University Journal. 18(3): 27-35.
[6] Emmanuel Kymakis.; et al. (2009). Performance Analysis of a Grid Connected Photovoltaic Park on the Island of Crete. Energy Conversion and Management. 50(3): 433-438.
[7] Bakirci Kadir. (2012). General Models for Optimum Tilt Angles of Solar Panels: Turkey Case Study. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 16(8): 6149-6159.
[8] Basharat Jamil.; et al. (2016). Estimation of Solar Radiation and Optimum Tilt Angles for South-Facing Surfaces in Humid Subtropical Climatic Region of India. Engineering Science and Technology, an International Journal. 19(4): 1826-1835.
[9] Taehoon Hong.; et al. (2014). A GIS (Geographic Information System)-Based Optimization Model for Estimating the Electricity Generation of the Rooftop PV (Photovoltaic) System. Energy. 65: 190-199.
[10] T. Santos.; et al. (2014). Applications of Solar Mapping in the Urban Environment. Applied Geography. 51: 48-57.
[11] Muhammad Iqbal. (1983). An Introduction to Solar Radiation. New York: Academic Press.
[12] Muneer; and Saluja. (1985). A Brief Review of Models for Computing Solar Radiation on Incline Surfaces. Energy Conversion and Management. 25(4): 443-458.
[13] P.I. Cooper. (1969). The Absorption of Solar Radiation in Solar Still. Solar Energy. 12(3): 333-346.
[14] Serm Janjai. (2017). Solar Radiation. 2nd ed. Nakornpathom: Phetkasem Printing Group.
[15] Map of World. (2017). Thailand Latitude and Longitude Map. Retrieved December 13, 2017, from http://www.mapsofworld.com/lat_long/thailand-lat-long.html
[16] B. Minnaert; and P. Veelaert. (2014). A Proposal for Typical Artificial Light Sources for the Characterization of Indoor Photovoltaic Applications. Energies. 7(3): 1500-1516.
[17] Eco Direct. (2017). 300 Watt Mono Solar Panel. Retrieved December 13, 2017, from https://www.ecodirect.com/SolarWorld-SW300-Plus-Mono-5BB-300W-Mono-Panel-p/solarworld-sw300-plus-mono-5bb.htm
[18] Wutthisat Chokkuea. (2013). Parabolic Trough Solar Thermal Electric Power Plant for House. Doctor of Philosophy, Ph.D. (Mechanical Engineering). Mahasalakham: Graduate School Mahasalakham University.
[19] Thai Meteorological Department (TMD). (2018). Weather Classified by City. Retrieved December 13, 2017, from http://www.aws-observation.tmd.go.th
[20] Volker Quaschning. (2005). Understanding Renewable Energy Systems. London: Earthscan.
[21] Antonio Luque; and Steven Hegedus. (2011). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons.
[22] R.G. Ross; and M.I. Smoklre. (1986). Flat-Plate Solar Array Project: Final Report, Volume VI: Engineering Sciences and Reliability. USA: Jet Propulsion Laboratory.
[23] International Energy Agency. (2001). Operational Performance, Reliability and Promotion of Photovoltaic Systems. Germany: IEA Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS).
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
วารสารมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อยู่ภายใต้การอนุญาต Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International (CC-BY-NC-ND 4.0) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น โปรดอ่านหน้านโยบายของวารสารสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเข้าถึงแบบเปิด ลิขสิทธิ์ และการอนุญาต
