เราสามารถเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างไร?

การเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าของโซลาร์เซลล์

การนำแผงโซลาร์เซลล์ไปช่วยลดค่าไฟในครัวเรือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต้องทำการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ร่วมกัน เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้า ในระบบโซลาร์เซลล์ ไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกนำเข้าอินเวอร์เตอร์ เพื่อแปลงรูปสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ให้สามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ทางไฟฟ้าในบ้านได้

ปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์ 1 แผง จ่ายกำลังไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 700-740 วัตต์ อย่างไรก็ตาม เมื่อต้องการนำไปช่วยลดค่าไฟในบ้าน จะพบว่าโซลาร์เซลล์เพียงแค่ 1 แผงจะไม่เพียงพอ จึงมีการนำแผงโซลาร์เซลล์มาเชื่อมต่อกัน ก่อนนำเข้าอินเวอร์เตอร์ ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงกระบวนการในการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อให้ได้ค่าทางไฟฟ้าตามที่ต้องการ  

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม คือ กระบวนการเชื่อมต่อเพื่อเพิ่มค่าแรงดันหรือศักย์ทางไฟฟ้า โดยการนำขั้วบวกและขั้วลบของแต่ละแผงมาเชื่อมต่อกัน ดังรูปที่ 1 ผลลัพธ์ที่ได้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้ามีแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 150 วัตต์ ให้ค่าแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจร เท่ากับ 30 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เท่ากับ 5 แอมแปร์ การเชื่อมต่อลักษณะนี้ 4 แผง จะทำให้ได้ผลลัพธ์ของแรงดันเท่ากับ 30*4 = 120 โวลต์ และกระแสไฟฟ้ามีค่าเท่าเดิมเท่ากับ 5 แอมแปร์ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมเป็นวิธีที่ถูกนำมาใช้เชื่อมต่อร่วมกับอินเวอร์เตอร์มากที่สุด เรียกว่าการเชื่อมต่อแบบสตริง (String) เพราะอินเวอร์เตอร์ต้องการแรงดันสูงให้ตรงกับจุดทำงาน เพื่อให้ได้ค่าประสิทธิภาพสูงที่สุด


รูปที่ 1 การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบอนุกรม (อ้างอิงรูปภาพจาก greencoast.org)

การเชื่อมต่อแบบขนาน

การเชื่อมต่อแบบขนาน จะทำให้ระบบโซลาร์เซลล์มีกระแสไฟฟ้าขาออกเพิ่มมากขึ้น โดยการนำโซลาร์เซลล์แต่ละแผงมาเชื่อมต่อขั้วเดียวกัน ดังรูปที่ 2 ผลลัพธ์ที่ได้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้ามีแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 150 วัตต์ ให้ค่าแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจร เท่ากับ 30 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร เท่ากับ 5 แอมแปร์ การเชื่อมต่อลักษณะนี้ 4 แผง จะทำให้ได้ผลลัพธ์ของกระแสเท่ากับ 5*4 = 20 แอมแปร์ และแรงดันไฟฟ้ามีค่าเท่าเดิมเท่ากับ 30 โวลต์

รูปที่ 2 การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบขนาน (อ้างอิงรูปภาพจาก greencoast.org)

การเชื่อมต่อแบบผสม

ในบางกรณี เราอาจต้องการออกแบบระบบโซลาร์เซลล์ให้ได้ทั้งแรงดันและกระแสไฟฟ้าตามที่กำหนด เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เราสามารถเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ลักษณะผสมได้ ดังรูปที่ 3 ผลลัพธ์ที่ได้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าระบบไฟฟ้าหนึ่ง ต้องการแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจร 60 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ขนาด 15 แอมแปร์ เราสามารถออกแบบได้ โดยการนำแผงโซลาร์เซลล์ 2 แผง มาเชื่อมต่อแบบอนุกรม จะได้แรงดันไฟฟ้ารวมเท่ากับ 30 + 30 = 60 โวลต์ แล้วนำโซลาร์เซลล์ชุดนี้ ไปเชื่อมต่อแบบขนานกับโซลาร์เซลล์อีก 2 แผงที่เหลือ ทำให้ได้ผลลัพธ์ค่ากระแสไฟฟ้าขาออกเท่ากับ 5 + 5 + 5 = 15 แอมแปร์


รูปที่ 3 การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบผสม อนุกรม-ขนาน (อ้างอิงรูปภาพจาก greencoast.org)

เพราะฉะนั้น การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ เราต้องคำนึงถึงการใช้งานของระบบไฟฟ้าให้เหมาะสม แต่โดยปกติแล้ว ถ้าเราทำการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา เรามักจะทำการเชื่อมต่อแบบอนุกรม (หรือ สตริง) เพื่อให้เหมาะสมกับการทำงานของอินเวอร์เตอร์ แต่ในบางกรณี ถ้ามีการเชื่อมต่อร่วมกับแบตเตอรี่ การพิจารณาการเพิ่มขึ้นของกระแสก็อาจจะสำคัญอีกด้วย การออกแบบเหล่านี้ ต้องพิจารณาความเหมาะสมและการใช้งานจริงเป็นหลัก

 

 
บทความนี้มีลิขสิทธิ์ ผู้ใดคัดลอกและเผยแพร่โดยไม่มีการอ้างอิง จะถูกดำเนินคดีตามกฏหมาย