ในซีรีย์ “โซล่าเซลล์ off-grid” ผมจะเน้นเรื่องของการทำระบบโซล่าเซลล์ขนาดเล็กด้วยตัวเอง ก่อนจะอธิบายเกี่ยวกับระบบโซล่าเซลล์ ผมขอเริ่มจากการปูพื้นฐานสูตรกำลังไฟฟ้าให้เพื่อนๆได้ฟังกันก่อน
ซึ่งสูตรกำลังไฟฟ้านี้เป็นสูตรไฟฟ้าที่เราใช้กันปกติและเห็นได้บ่อยๆในการคำนวณไฟฟ้าทั่วไป เราสามารถนำสูตรนี้มาใช้กับการคำนวณระบบโซล่าเซลล์ได้เช่นกัน หากใครยังไม่มีพื้นฐาน ผมแนะนำให้ดูไปทีละบทนะครับ แต่หากใครพอมีพื้นฐานแล้วสามารถข้ามบทนี้ไปได้เลยครับ
สารบัญ
- ดูคลิป “กำลังไฟฟ้า P = I x V สำหรับระบบโซล่าเซลล์ออฟกริด”
- กำลังไฟฟ้า (W) คืออะไร
- สูตรพลังงานไฟฟ้า (Wh)
- สูตรกำลังไฟฟ้า (P)
- สูตร P = I x V สำคัญอย่างไร
- สรุป
บทความต่อไปนี้ ผมสรุปมาจากคลิปด้านล่างครับ ใครขี้เกียจอ่านก็ฟังในคลิปเอานะ ใครอยากฟังใน Youtube เข้าไปฟังได้ที่ “สูตรกำลังไฟฟ้า P = I x V สูตรพื้นฐานสำหรับมือใหม่ สนใจโซล่าเซลล์”
ถ้าใครคิดว่ามีประโยชน์ อยากสนับสนุน ฟังสาระดีๆ ช่วยกด Like กด Share กด Subscribe
ให้ผมด้วยนะครับ
กำลังไฟฟ้า (W) คืออะไร
ผมเชื่อว่าหลายๆคนน่าจะเคยเห็นสเป็คเครื่องใช้ไฟฟ้ากันมาบ้างนะ เช่น ไดเป่าผม 2,000W ตู้เย็น 500W หรือแผงโซล่าเซลล์ 300W ซึ่งจริงๆคำว่า “วัตต์” (W) นี่แหละคือ “หน่วย” ของกำลังไฟฟ้า เรามักจะใช้สัญลักษณ์แทนมันคือตัว P
หากถามว่ากำลังไฟฟ้าคืออะไร กำลังไฟฟ้าคือพลังงานที่ใช้ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง เหมือนกับอัตราการไหลของน้ำเช่น เราเติมน้ำด้วยอัตรา 5 ลิตรต่อวินาที
แต่คนส่วนมากชอบสับสนระหว่างคำว่า W กับ Wh (อ่านว่า วัตต์อาวว์) ซึ่งตัว Wh นี้จะเป็น “พลังงานไฟฟ้า” ถ้าเทียบกับน้ำก็คือ น้ำ 5 ลิตร
Wh = W x Hours
สูตรพลังงงานไฟฟ้า Wh
Wh = หน่วยของพลังงานที่เราใช้ไปทั้งหมด
W = หน่วยของกำลังไฟฟ้า ของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นๆ
Hours = จำนวนชั่วโมงที่เราใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า
เวลาทำความเข้าใจอะไรซักอย่าง หากอยากให้เข้าใจง่าย ให้เราพยายามนึกถึงสิ่งที่เราเจอในชีวิตประจำวัน เช่น เวลาเราดูสเป็คเครื่องใช้ไฟฟ้า มันมักจะบอกเราเป็น W
แน่นอนว่าผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าเค้าไม่รู้หรอกว่ามันใช้พลังงานทั้งหมดเท่าไหร่ มันขึ้นอยู่กับว่าเราเปิดนานหรือเปล่า แต่ผู้ผลิตเค้ารู้ว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เค้าผลิตขึ้นมา มันจะกินไฟ ณ ตอนที่มันเปิดอยู่เท่าไหร่ ผู้ผลิตจึงมักบอกสเป็คเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็น W นั่นเอง
ตัวอย่างเช่น เครื่องดูดฝุ่น 1,000W เราเปิด 5 ชั่วโมง เราอยากรู้ว่าเราใช้พลังงานไปทั้งหมดเท่าไหร่ เราก็เอา 1,000W x 5 ชั่วโมง = 5,000 Wh
เสริมให้อีกนิดหน่อยเผื่อใช้ในอนาคต เรามักไม่ค่อยใช้หน่วย Wh แต่เรามักจะพูดเป็น kWh มากกว่า ซึ่ง k ย่อมาจาก กิโล เท่ากับ 1,000 นั่นเอง ซึ่ง 1 kWh จะเท่ากับ 1,000Wh ก็คือ 1 หน่วยไฟฟ้าที่เค้าคิดค่าไฟเรานี่เอง
1 kWh = 1 หน่วยการใช้ไฟฟ้า
สูตรกำลังไฟฟ้า P
หากเราใช้แค่ในชีวิตประจำวันเรา เราแค่เข้าใจเรื่อง W กับ Wh ก็พอ แต่พอเราเริ่มเข้ามาทำงานเกี่ยวกับระบบโซล่าเซลล์ เราต้องมีสูตรพื้นฐานอีก 1 สูตร ที่ควรทำความเข้าใจ
หลายๆคนน่าจะพอคุ้นๆสูตรกำลังไฟฟ้ามาบ้างนะ P = I x V ส่วนใครไม่เคยได้ยินเลยไม่เป็นไรนะ ลองทำความเข้าใจไปครับ
P = I x V
P = คือกำลังที่เราอ่านได้จากพวกสเป็คเครื่องใช้ไฟฟ้านี่แหละ มีหน่วยเป็น W
I = กระแสไฟฟ้า หน่วยเป็น Amp
V = แรงดันไฟฟ้า หน่วยเป็น Volt
ตัวอย่างที่ 1 การใช้สูตร P = I x V
ยกตัวอย่างเช่น สมมติเราวัดกระแสที่เครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ (I) = 1A ส่วนแรงดันไฟฟ้าเรารู้อยู่แล้วว่าไฟบ้านมีแรงดันอยู่ที่ประมาณ 220V ถ้าเราเอา I x V ก็คือ 1A x 220V = 220W ก็คือเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นกินไฟที่ 220W
หากเราเปิดเครื่องใช้ไฟฟ้านี้ 2 ชั่วโมง เราจะใช้พลังงานทั้งหมด 220W x 2 ชั่วโมง = 440Wh = 0.44kWh หรือ 0.44 หน่วย นั่นเอง พอเห็นความสัมพันธ์หรือเปล่า
สูตร P = I x V สำคัญอย่างไร
แล้วทำไมเราต้องหา I กระแส กับ V แรงดันด้วยหละ? เหตุผลก็คือส่วนมากเวลาเราทำการคำนวณหาขนาดอุปกรณ์ในระบบโซล่าเซลล์ ไม่ว่าจะเป็น Solar Charge Controller ฟิวส์ ขนาดสายไฟ มักจะดูขนาดพวกนี้จากกระแสสูงสุด (I) ที่รับได้
ส่วนมากเครื่องใช้ไฟฟ้าจะไม่ค่อยบอกกระแส (I) ในสเป็คอุปกรณ์ แต่จะบอกเป็นกำลัง (P) เนื่องจากในระบบไฟบ้านทั่วไป กับระบบโซล่าเซลล์ จะมีแรงดัน (V) ไม่เท่ากันนะ อย่างไฟบ้านทั่วไปจะอยู่ที่ 220V
ส่วนระบบโซล่าเซลล์ ขนาดแรงดันจะแล้วแต่ผู้ออกแบบเลย บางคนชอบใช้ระบบ 12V บางคนชอบใช้ระบบ 24V บางคนชอบใช้ระบบ 48V หรือหากเราไปดูระบบโซล่าเซลล์ใหญ่ๆตามบ้าน หรือตามโซล่าฟาร์ม เค้าอาจจะใช้แรงดันขึ้นไปถึง 300-600V ครับ
ดังนั้นหากเราต้องการหากระแสของระบบ เราต้องเอา แรงดัน V นั้นๆไปหารตัว P นั่นเอง
ตัวอย่างที่2 การประยุกต์ใช้ P = I x V
เช่นเครื่องใช้ไฟฟ้าเรากินไฟ 2200W เราก็เอา 2200W/220V = 10A (ย้ายข้างสมการ) ดังนั้นอุปกรณ์ต่างๆ หรือสายไฟจะต้องรับกระแสได้อย่างน้อย 10A นั่นเอง ซึ่งในความเป็นจริงจะต้องใส่ Safety factor หรือ ค่าความปลอดภัยเข้าไปอีก 10-20% เราก็คูณ 1.1-1.2 เข้าไปใน 10A ผมจะอธิบายให้ในบทถัดๆไปครับ
สรุป
จะเห็นว่าพื้นฐานไฟฟ้าไม่มีอะไรมากครับ มีอยู่แค่ 2 สูตรที่เราต้องเข้าใจ และใช้ให้เป็นก็คือ
- P = I x V สูตรการหากำลังไฟฟ้า
- Wh = W(P) x hours สูตรการหาพลังงานไฟฟ้า
แค่ 2 สูตรเราสามารถทำระบบโซล่าเซลล์ได้อย่างสบายแล้วครับ ไม่ได้มีอะไรซับซ้อนครับ