ต้นแบบอินเวอร์เตอร์สำหรับปั๊มน้ำจากเซลแสงอาทิตย์หลายกำลังขับ เทคโนโลยีที่เตรียมพร้อมสำหรับการแก้ไขปัญหาภัยแล้ง เป็นงานวิจัยที่ใช้ได้จริง ด้วยนวัตกรรมของทีมนักวิจัยไทย
พลังงานที่มนุษย์ใช้อยู่ในปัจจุบัน แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ พลังงานสิ้นเปลืองและพลังงานหมุนเวียน โดยพลังงานสิ้นเปลือง คือ พลังงานที่ใช้แล้วหมดไป เช่น ถ่านหิน หินน้ำมัน น้ำมันดิบ น้ำมันเชื้อเพลิง ก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น ส่วนพลังงานหมุนเวียน ได้แก่ พลังงานที่ได้จากไม้ ฟืน แกลบ กากอ้อย ชีวมวล น้ำ แสงอาทิตย์ ลม เป็นต้น จากสถานการณ์ของโลกในปัจจุบันที่มีความต้องการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นตามลำดับ พลังงานหลัก เช่น น้ำมัน ถ่านหิน ซึ่งเป็นพลังงานสิ้นเปลือง นับวันจะมีจำนวนลดลง และมีราคาสูงขึ้น ทำให้เรื่องของการใช้พลังงานกลายเป็นปัญหาใหญ่และนับวันจะส่งผลกระทบต่อประชาชนทั่วไปเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ
สำหรับประเทศไทย มีการใช้พลังงานเพื่อการเกษตรเป็นจำนวนมาก หนึ่งในนั้นคือการใช้เพื่อสูบน้ำเข้าสู่พื้นที่เกษตร ซึ่งมีต้นทุนค่าพลังงาน (น้ำมัน/ไฟฟ้า) เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกษตรกรต้องหาเทคนิคอื่นๆ มาใช้ในการสูบน้ำ เทคนิคหนึ่งที่ได้รับความนิยม ได้แก่การใช้ปั้มน้ำจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นระบบที่นำเอาพลังงานจากแสงอาทิตย์มาแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อนำไปใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องสูบน้ำทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงหรือไฟฟ้า ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นจำนวนมาก และยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
ปัจจุบันปั๊มน้ำที่ใช้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงจากแผงโซล่าเซลล์ ต้องใช้ปั๊มน้ำแบบ DC (DC Pump) ซึ่งมีขนาดกำลังขับต่ำ และไม่มีรูปแบบของปั๊มน้ำให้เลือกตามการใช้งานมากนัก การใช้ปั๊มน้ำแบบ AC (AC Pump) ซึ่งในท้องตลาดมีให้เลือกใช้ หลายรุ่นหลายแบบ หลายกำลังขับ จำเป็นต้องใช้อินเวอเตอร์ในการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปเป็นกระแสสลับก่อน ซึ่งข้อจำกัดของอินเวอเตอร์โดยทั่วไป คือ ไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อต้องรับแรงดันที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ไม่แน่นอน และบางครั้งจำเป็นต้องใช้จำนวนแผงโซล่ามากเกินความจำเป็น และทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติได้วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีสูบน้ำแบบประหยัด Solar Pump Inverter เป็นอินเวอร์เตอร์สำหรับปั๊มน้ำที่ไม่ต้องใช้ร่วมกับแบตเตอรี่ และสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ว่าจะต้องเผชิญกับความเข้มแสงอาทิตย์ที่ไม่แน่นอน ด้วยระบบ MPPT (Maximum Power Point Tracking) มีขนาดกำลัง 0.5 – 3 แรงม้า โดยใช้แผงโซล่าเซลล์เริ่มต้นเพียงจำนวน 2 แผง และเพิ่มขึ้นไปจนถึง10 แผงตามกำลังขับ ช่วยประหยัดและลดต้นทุนในการใช้พลังงาน เหมาะกับการใช้งานกลางแจ้ง พร้อมทั้งระบบป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่า การกันฝุ่นกันน้ำตามมาตรฐาน IP55 (ได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว โดยต้นแบบเป็นที่รู้จักดีในชื่อ Sunflow)
คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ (ปั๊มน้ำที่ใช้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงจากแผงโซล่าเซลล์)
- Energy Optimization มีวงจรปรับเร่งแรงดัน (Boost) ร่วมกับอัลกอริทึ่มการหาจุดที่มีพลังงานสูงสุด (Advanced MPPT) จึงทำให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้าได้สูงสุดในทุกความเข้มแสง
- PV-Panel flexible รองรับจำนวนแผงโซล่าได้ตั้งแต่ 2-10 แผง* (ขึ้นกับขนาดมอเตอร์ปั๊มน้ำ) โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนชุดอินเวอเตอร์
- Multi-phase drive ครอบคลุมการใช้งานกับมอเตอร์ 1-2-3 เฟส
- Variable AC Pump ขับอินดักชั่นมอเตอร์แบบ PSC 220VAC ขนาดกำลัง 0.5-3 แรงม้า ที่มีให้เลือกใช้งานในท้องตลาดได้หลายรุ่น/ขนาด/กำลังขับ และยังสามารถขับมอเตอร์ 3 เฟส 220V ได้อีกด้วย สามารถใช้กับปั้มบาดาล หอยโข่ง ปั้มจุ่ม และท่อพญานาค
- No Battery cost ไม่มีแบตเตอรี่ในระบบ จึงไม่เสียค่าบำรุงรักษาแบตเตอรี่
- No Engine/Fuel cost ไม่ต้องใช้เครื่องยนต์ จึงไม่เสียค่าน้ำมันเชื้อเพลิงและค่าเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง
- Surge Protection ออกแบบตามมาตรฐานป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่า IEC-61000-4-5
- Ingress Protection ผ่านมาตรฐานกันฝุ่นกันน้ำ IP-55
- Run Dry Protection ปรับตั้งกระแสต่ำสุดเพื่อป้องกันมอเตอร์และปั้มน้ำเสียหายขณะไมมีน้ำ
- Auto Voltage Detection ไม่จำเป็นต้องตั้งค่าแรงดันหรือจำนวนแผง เครื่องทำงานโดยอัตโนมัติ
- *Vmp 35.1V Power max=285W หรือดีกว่า
คุณสมบัติทางเทคนิค
- Input Voltage 60-440Vdc
- Input Current 0-8Adc
- Max Frequency output 65Hz
- Max Motor Current 12A
- Operating Temp Range 5-40 Degree Celsius
- Over Voltage Shutdown 450Vdc
- Under Voltage Shutdown 60Vdc
-
Rated Motor
*** 3 phase motor 220V 50-60Hz 3phase 0.5-3Hp
*** Single phase PSC 220V 50-60Hz 0.5-2.5Hp
*** 2 phase or PSC removed capacitor run 220V 50-60Hz 0.5-3Hp
การใช้งานจริงในภาคการเกษตร
โครงการชาวนาอัจฉริยะ1 ไร่ 1 แสน ของมหาวิทยาลัยหอการค้าไทย
แนวทางการถ่ายทอดเทคโนโลยี
การอนุญาตให้ใช้สิทธิ์ (Licensing) เพื่อการผลิตต่อเชิงพาณิชย์
ทีมวิจัยและพัฒนา
ห้องปฏิบัติการวิจัยต้นแบบและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (IPP) หน่วยวิจัยนวัตกรรมและวิศวกรรม (IENRU)
หัวหน้าโครงการ : นายสุทัศน์ ปฐมนุพงศ์ ความสนใจ Mechatronic embedded system, Power Electronics, Inverter, Motor Driver, Energy Management System, Electric Vehicle(EV), R-HVAC, Solar Energy, Energy Consumption Improvement, RF Subsystem design, Sensor Systems, Internal Combustion Engine Control, Antenna Design
สนใจผลิตภัณฑ์/ผลงาน
ฝ่ายพัฒนาธุรกิจและถ่ายทอดเทคโนโลยี ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ
112 ถนนพหลโยธิน ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี 12120 โทรศัพท์ 02-564-6900 ต่อ 2339
อีเมล: business@nectec.or.th
