การคำนวณหาจำนวนแผงโซลาร์เซลล์สำหรับพื้นที่ กรุงเทพมหานครและปริมณฑล โดยใช้ค่า ชั่วโมงแสงอาทิตย์ Peak (Peak Sun Hours: PSH) มีขั้นตอนและสูตรคำนวณตามมาตรฐานวิศวกรรมโซลาร์เซลล์ดังนี้ครับ
1. กำหนดค่า PSH สำหรับพื้นที่กรุงเทพมหานคร
พื้นที่กรุงเทพมหานครและภาคกลางตอนล่าง มีค่าศักยภาพรังสีดวงอาทิตย์เฉลี่ยอยู่ในช่วง 4.8 – 5.0 ชั่วโมง/วัน (h/day)
- ในการคำนวณออกแบบทางวิศวกรรมทั่วไป นิยมใช้ค่า PSH = 4.8 h/day (กรณีคิดแบบอนุรักษนิยมเพื่อความแม่นยำสูง)3more_horiz หรือ PSH = 5.0 h/day (กรณีคิดค่าเฉลี่ยระดับประเทศ)2more_horiz
2. ขั้นตอนและสูตรการคำนวณมาตรฐาน (3-Step Algorithm)
- หาพลังงานไฟฟ้าที่ระบบต้องผลิตจริงต่อวัน ($E_{\text{PV\_required}}$): $$E_{\text{PV\_required}} = \frac{\sum E_{\text{load}}}{\eta_{\text{system}}}$$3more_horiz
- $\sum E_{\text{load}}$ = พลังงานไฟฟ้ารวมที่โหลดใช้ต่อวัน ($\text{Wh/day}$)
- $\eta_{\text{system}}$ = ประสิทธิภาพรวมของระบบ (System Efficiency / Derating Factor) กำหนดใช้ที่ 0.75 (75%) เพื่อคิดเผื่อความสูญเสียจากความร้อน ฝุ่น สายไฟ และอินเวอร์เตอร์9more_horiz
- หากำลังติดตั้งรวมของแผงโซลาร์เซลล์ ($P_{\text{PV\_total}}$ ในหน่วย $W_p$): $$P_{\text{PV\_total}} = \frac{E_{\text{PV\_required}}}{\text{PSH}}$$3more_horiz
- คำนวณจำนวนแผงโซลาร์เซลล์ขั้นต่ำ ($N_{\text{modules}}$): $$N_{\text{modules}} = \left\lceil \frac{P_{\text{PV\_total}}}{P_{\text{module\_rated}}} \right\rceil$$910
- $P_{\text{module\_rated}}$ = กำลังไฟฟ้าสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์ 1 แผงตามป้าย Nameplate ($W_p$)
- ข้อกำหนดสำคัญ: ผลลัพธ์ที่ได้จะต้อง ปัดเศษทศนิยมขึ้นเป็นจำนวนเต็มเสมอ ($\lceil \dots \rceil$)
3. ตัวอย่างการแสดงวิธีทำคำนวณจริง
กรณีตัวอย่างที่ 1: บ้านพักอาศัยในกรุงเทพฯ (ใช้ไฟ 5,020 Wh/day)
- เงื่อนไข: โหลดรวม $\sum E_{\text{load}} = 5,020 \text{ Wh/day}$, ใช้ค่า $\text{PSH} = 4.8 \text{ h/day}$ ของกรุงเทพฯ45, ประสิทธิภาพระบบ $\eta_{\text{system}} = 0.75$5, เลือกใช้แผงชนิด N-Type TOPCon ขนาด 550 $W_p$
- หาพลังงานที่ต้องผลิตจริง: $$E_{\text{PV\_required}} = \frac{5,020 \text{ Wh/day}}{0.75} = 6,693.33 \text{ Wh/day}$$
- หากำลังติดตั้งรวมของแผง: $$P_{\text{PV\_total}} = \frac{6,693.33 \text{ Wh/day}}{4.8 \text{ h/day}} = 1,394.44 \text{ W}_p$$
- หาจำนวนแผงขั้นต่ำ: $$N_{\text{modules}} = \frac{1,394.44 \text{ W}_p}{550 \text{ W}_p} = 2.53 \text{ แผง}$$
- สรุป: ปัดเศษขึ้น ต้องติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ขนาด $550 \text{ W}_p$ อย่างน้อย 3 แผง5 (คิดเป็นกำลังผลิตติดตั้งจริง $3 \times 550 = 1,650 \text{ W}_p$ หรือ $1.65 \text{ kW}_p$)
กรณีตัวอย่างที่ 2: อาคารสำนักงาน/โฮมออฟฟิศในกรุงเทพฯ (ใช้ไฟ 24,000 Wh/day หรือ 24 หน่วย/วัน)
สรุป: ปัดเศษขึ้น ต้องติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ขนาด $550 \text{ W}_p$ อย่างน้อย 12 แผง (คิดเป็นกำลังผลิตติดตั้งจริง $ \times 550 = 6,600 \text{ W}_p$ หรือ $6.6 \text{ kW}_p$)
เงื่อนไข: โหลดรวม $\sum E_{\text{load}} = 24,000 \text{ Wh/day}$, ใช้ค่า $\text{PSH} = 5.0 \text{ h/day}$7, ประสิทธิภาพระบบ $\eta_{\text{system}} = 0.75$7, เลือกใช้แผงขนาด 550 $W_p$
หาพลังงานที่ต้องผลิตจริง: $$E_{\text{PV\_required}} = \frac{24,000 \text{ Wh/day}}{0.75} = 32,000 \text{ Wh/day}$$
หากำลังติดตั้งรวมของแผง: $$P_{\text{PV\_total}} = \frac{32,000 \text{ Wh/day}}{5.0 \text{ h/day}} = 6,400 \text{ W}_p \text{ (6.4 kW}_p)$$
หาจำนวนแผงขั้นต่ำ: $$N_{\text{modules}} = \frac{6,400 \text{ W}_p}{550 \text{ W}_p} = 11.64 \text{ แผง}$$