สมรรถนะของระบบผลิตไฟฟ้าและความร้อนด้วยแผงผลิตไฟฟ้าและความร้อนชนิดแผ่นเรียบรับความร้อน

Abstract

งานวิจัยได้ทำการศึกษาสมรรถนะของระบบผลิตไฟฟ้าและความร้อนด้วยแผงรับความร้อนแบบใช้น้ำเป็นตัวถ่ายเทความร้อนของระบบ ระบบจะประกอบด้วยแผง PV/Tที่ทำการศึกษาขนาด 0.79 ตารางเมตร ถังเก็บน้ำร้อนขนาด 80 ลิตร เครื่องสูบน้ำขนาดเล็ก เครื่องควบคุมอัตราการไหลของน้ำ เครื่องควบคุมการประจุแบตเตอรี่ และแบตเตอรี่  ระบบ PV/T ติดตั้งบนดาดฟ้าของอาคารคณะวิศวกรรมศาสตร์ (N13.735558 E100.533257) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กรุงเทพมหานคร โดยให้ แผง PV/T วางหันหน้าไปทางทิศใต้และทำมุมกับพื้น 15˚การทดสอบทำในช่วงเดือนตุลาคม ปี 2555 ข้อมูลที่ใช้ในการศึกษาและวิเคราะห์ ได้แก่ ข้อมูลความเข้มแสงอาทิตย์ ข้อมูลอุณหภูมิน้ำเริ่มต้น ข้อมูลอุณหภูมิน้ำเข้าแผง และข้อมูลอุณหภูมิอากาศภายนอก การทดสอบกำหนดค่าอัตราการไหลของน้ำคงที่ที่ 1.2 ลิตรต่อนาที  ข้อมูลทั้งหมดจะถูกเก็บทุกๆ 2 นาที จากเวลา 8:00 น. ถึง 16:00 น เป็นเวลา 10 วัน. โดยเครื่องเก็บข้อมูลอัตโนมัติ ในส่วนการวิเคราะห์หาค่าพลังงานไฟฟ้าจะใช้ข้อมูลการตรวจวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ โดยต่อวงจรกับตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์เพื่อหากำลังไฟฟ้า จากนั้นคูณกับเวลาที่ดึงประจุออกจากแบตเตอรี่จะได้เป็นพลังงานไฟฟ้า จากการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่าระบบ PV/T มีประสิทธิภาพทางความร้อนรายวันเฉลี่ยที่ 40.9% ประสิทธิภาพทางไฟฟ้ารายวันเฉลี่ยที่ 3.0% และประสิทธิภาพรวมรายวันเฉลี่ยที่ 43.9% เมื่อใช้ข้อมูลค่าความเข้มแสงอาทิตย์ และอุณหภูมิอากาศภายนอกปี 2553 สามารถคำนวณค่าพยากรณ์ที่ระบบ PV/T สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนเฉลี่ยได้ 78 Wh/day และ 1,181 Wh/day ที่อุณหภูมิน้ำร้อน 41.7˚C ตามลำดับ

PERFORMANCE OF AN ELECTRICITY AND THERMAL SYSTEM USING PV/T COLLECTOR

Bank Srisuk¹ and Withaya Yongchareon²

¹Energy Technology and Management (Interdisciplinary Program) Graduate School. Chulalongkorn University Bangkok

²Department of Mechanical Engineering. Faculty of Engineering Chulalongkorn UniversityBangkok

The performance of PV/T system for producing electricity and thermal energy using water as a heat transfer media was studied in this research. The system consists of PV/T collector having an area of 0.79 square meters, storage tank with 80 liters of water, small water pump, water flow rate controller, battery charge controller, and battery. The PV/T collector system was installed on the roof of faculty of engineering building (N13.735558 E100.533257) Chulalongkorn University, Bangkok. The PV/T collector was installed at 15 degree to the floor plain and facing to the south. The test was conducted in October 2012. The parameters were solar intensity, the initial and the final water temperature inside storage tank, the inlet and outlet water temperature from PV/T collector and ambient temperature. During the test, the water flow rate was set constant at 1.2 liters/minute. All parameters were collected every 2 minutes during 8:00 AM to 4:00 PM in 10 days by using data logger. The parameters to analyze the electric power were the voltage and the electric current measured from wire wound resistance in a battery discharging circuit. The electric power then multiplied with time (hr) to result the electric energy. From data analysis, the mean daily thermal efficiency is 40.9%, the mean daily electricity efficiency is 3.0%, and the mean daily overall efficiency is 43.9%. With the historical data of the solar intensity and environment temperature in 2010, the predicted mean electrical energy and the thermal energy from the PV/T system were 78 Wh/day and 1,181 Wh/day, respectively at the hot water temperature of 41.7˚C