ระบบโซล่าฟาร์ม (Solar farm)

          โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หรือ โซล่าฟาร์มนั้นแตกต่างจากโซล่าเซลล์ที่ใช้ตามบ้าน โดยระบบโซล่าฟาร์มเป็นระบบประเภทออนกริด(on-grid) เพื่อขายไฟให้กับการไฟฟ้า ซึ่งโซล่าเซลล์ตามบ้านนั้นส่วนใหญ่จะเป็นระบบออฟกริด(off-grid) ปัจจุบันโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์หรือโซล่าฟาร์มนั้นเป็นธุรกิจพลังงานชนิดหนึ่งประเภทธุรกิจโรงไฟฟ้าที่ขายไฟให้กับการไฟฟ้า

Solar farm 

ขนาดของธุรกิจโรงไฟฟ้า
          โดยปัจจุบ้นการแบ่งผู้ผลิตไฟฟ้า มี 3 แบบ คือ

1. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายใหญ่ (ไอพีพี) 
(Independent Power Producer-IPP)

          ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระจะเป็นผู้ผลิตเอกชนที่ใช้พลังงานเชิงพาณิชย์ ในการผลิตไฟฟ้า เช่น ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน โดยมีกำลังการผลิตค่อนข้างสูงเพื่อให้มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์

2. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก (เอสพีพี)
(Small Power Plant - SPP)

          ผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าที่ขายเข้าระบบ 10-90 เมกะวัตต์

3. ธุรกิจผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็กมาก (วีเอสพีพี) 
(Very Small Power Plant - SPP) 
          ผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนขนาดเล็กมาก ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าที่ขายเข้าระบบต่ำกว่า 10 เมกะวัตต์ เช่นผู้ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน

ส่วนประกอบหลักๆ ของระบบโซล่าฟาร์ม
          โดยส่วนประกอบหลักทั้งหมด 3 ส่วน

1. ชุดแผงโซล่าเซลล์ 
          ในระบบโซล่าฟาร์มนั้นแผงโซล่าเซลล์นั้นจะมีจำนวนมาก ซึ่งจะใช้ขนาดแผงที่มีกำลังมากๆเพื่อลดจำนวนพื้นที่ในการติดตั้ง แผงที่ใช้เช่น ขนาด 500W 630W เป็นต้น

แผงโซล่าเซลล์ในระบบโซล่าฟาร์ม

   

Central Inverter

   2. อินเวอร์เตอร์
             อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบโซล่า      ฟาร์มนั้นเป็น central inverter          ซึ่งเป็นการเรียกชื่ออินเวอร์เเตอร์ที่        มีขนาดใหญ่กำลังมากๆ ซึ่งจะเป็น        ต่อการใช้ในระบบโซล่าฟาร์มขนาด        ใหญ่ เช่น ขนาดกำลัง 500 kW          630 kW เป็นต้น

Transfromer

3. หม้อแปลงกำลัง
          หม้อแปลงไฟฟ้าใช้ในการแปลงไฟฟ้าเพื่อให้อยู่ระดับแรงดันเดียวกันกับระบบจำหน่ายเพื่อขายไฟฟ้าให้การไฟฟ้า



ขั้นตอนลักษณะการออกแบบระบบโซล่าฟาร์ม

          ในประเทศไทยนั้นเป็นการออกแบบในลักษณะทที่เรียกว่า Undersize inverter design เนื่องจากอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมรอบๆหรืออุณหภูมิโดยทั่วไปมากกว่า 25 องศาเซียลเซียส ดังนั้นจึงมีปัจจัยในด้านอุณหภูมิที่ทำให้ประสิทธิภาพจากแผงลดลง

ไดอะแกรมการออกแบบระบบโซล่าฟาร์ม

1. ต้องวางไดอะแกรมการออกแบบเพื่อคำนวณกำลังให้สอดคล้องกับกำลังการผลิตที่ต้องการ โดยเริ่มจากแผงโซล่าเซลล์นั้นคำนวณจำนวนแผงที่ได้โดยนำกำลังการผลิตมาหารกับกำลังของแผง


2. อินเวอร์เตอร์ จากไดอะแกรมนั้นก่อนเข้าถึงตัวอินเวอร์เตอร์นั้น เกิดความสูญเสียระหว่างสายและประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์รวมกันประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นกำลังเอาท์พุตที่เป็นด้านกระแสสลับ จะเหลือ 80 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับกำลังของชุดแผง 100 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นขนาดของอินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจึงเท่ากับ 0.8 เท่าของกำลังแผงทั้งหมด 

Feedback Loop of Solar Inverter

            ส่วนจำนวนอินเวอร์เตอร์นั้นต้องพิจารณาการต่อของชุดแผงด้วยซึ่งแรงดันและกระแสที่ได้ต้องสอดคล้องกับอินเวอร์เตอร์ต้องคำนวณออกมาจากข้อมูลทาง datasheet จึงจะทำให้ทราบจำนวนอินเวอร์เตอร์

Solar Energy System

3. หลังจากออกอินเวอร์เตอร์แล้ว แรงดันเอาท์พุตด้านกระแสสลับของอินเวเอร์เตอร์นั้นยังไม่ตรงกับระดับแรงดันของการไฟฟ้า ดังนั้นจึงต้องมีหม้อแปลงแปลงแรงดันให้อยู่ระดับเดียวกับการไฟฟ้าเพื่อขายให้กับการไฟฟ้า ขนาดของหม้อแปลงต้องมากกว่าหรือเท่ากับกำลังของแผงทั้งหมด