Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การหาขนาดที่เหมาะสมของแบตเตอรี่ในระบบการผลิต ไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์เมื่อพิจารณาถึงการแกว่างของกำลังไฟฟ้าและความถี่

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Determining optimal battery capacity of grid-connected photovoltaic system with power and frequency fluctuation consideration

Year (A.D.)

2012

Document Type

Thesis

First Advisor

กุลยศ อุดมวงศ์เสรี

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2012.1240

Abstract

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานหมุนเวียนที่ได้รับความสนใจในการนำมาผลิตไฟฟ้า แต่ปัญหาใหญ่ที่พบจากการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ คือ กำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความถี่ทางไฟฟ้าที่ได้จะมีค่าไม่คงที่เนื่องจากความไม่แน่นอนของความเข้มแสงอาทิตย์และอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม ซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาคุณภาพไฟฟ้าและเสถียรภาพของไฟฟ้า ทั้งนี้ปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดย การติดตั้งแบตเตอรี่เข้ากับระบบผลิตไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อให้แบตเตอรี่รับกำลังไฟฟ้าส่วนเกิน เมื่อระบบผลิตไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกำลังไฟฟ้าเกินความต้องการ และให้แบตเตอรี่จ่ายกำลังไฟฟ้าชดเชย เมื่อระบบผลิตไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกำลังไฟฟ้าน้อยกว่าความต้องการ อย่างไรก็ดี สิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงในการติดตั้งแบตเตอรี่ คือ ขนาดของแบตเตอรี่จะต้องมีความเหมาะสมกับกำลังการผลิต ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่สามารถลดการแกว่งของกำลังไฟฟ้า และช่วยควบคุมต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าไม่ให้สูงเกินความจำเป็น วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอวิธีการคำนวณหาขนาดของแบตเตอรี่ที่เหมาะสม เพื่อช่วยแก้ปัญหาการแกว่งของกำลังไฟฟ้าและความถี่ โดยในขั้นตอนการวิเคราะห์ จะเริ่มจากการจำลองความเข้มแสงอาทิตย์ที่กระทบแผงเซลล์แสงอาทิตย์และอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในแต่ละชั่วโมงซึ่งรวมผลของความไม่แน่นอนด้วยแบบจำลองที่เหมาะสม และคำนวณกำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความถี่ทางไฟฟ้า ผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย โดยใช้วิธีการติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุด ในส่วนของแบตเตอรี่นั้นจะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของแบตเตอรี่ชนิดกรดตะกั่ว ร่วมกับวิธีการเชิงเลขเพื่อคำนวณหาขนาดของแบตเตอรี่ที่เหมาะสม โดยจะเลือกใช้ขนาดแบตเตอรี่จากข้อมูลจริงของบริษัทผู้ผลิต วิธีการที่นำเสนอนี้ได้ถูกทดสอบกับระบบทดสอบที่กำหนดขึ้น ซึ่งผลจากการทดสอบพบว่าเป็นที่น่าพอใจ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Solar cell has been widely used to generate electricity in recent years. However, it has some disadvantages, e.g. the generated power, voltage magnitude and frequency are intermittent due to the variation of irradiance and ambient temperature. Injection of such power into the utility grid affects the quality of electricity and system stability, in particular. Installing appropriate size of battery to the generation system could alleviate these difficulties. An optimal battery capacity could enable the total generation to meet the load demand, decrease fluctuation, and can limit total investment costs. The purpose of this thesis is to determine the appropriate capacity of battery for the fluctuated power and frequency elimination. Firstly, irradiance and ambient temperature are simulated by a mathematical model considering uncertainty of these factors, including the correlation between them. Then the power output, voltage, and frequency can be computed based on Grid – connected Photovoltaic System. To determine an optimal battery capacity, the mathematical model of lead-acid battery is applied altogether with a numerical method. The battery’s capacity will be chosen from actual manufacturer’s data. This proposed algorithm has tested, and satisfactory results have been obtained.

Link to Full Text

Share

COinS