REDUCING LOSSES FROM RESISTANCE OF POWER LINES IN THE SOLAR POWER PLANT BY ARRANGING SOLAR PANEL

Abstract

According to the Electricity Generating Development Plan, 2018 (Power Development Plan; PDP 2018) in a meeting on 30 April, 2019, an opportunity on the investment of new power plant construction (56,431 megawatts and above was opened to cope with an increase is needs for electricity use within the year 2037). Regarding renewable energy, there was a ten-year project in 100 megawatts solar power. The design of solar power plant everywhere would have power loss in the electricity generating system which included controllable and uncontrollable systems. Solar panel arrangement could reduce power loss in a form of electricity generating system. Manufacturer using the test data from solar panels of 30,800 panels. Loss from the resistance of the electric wires obtained from the calculation use the detailed panel information such as the power produced, voltage, and current. Use data from testing in Standard Test Conditions (STC) comparison solar panel arrangement. Found that solar panel arrangement system having new power loss is 1.298% (less than 1.300% from STC). When arranging the total voltage, average current, and average power from the solar panel test data sorted by highest to lowest value it is found that the total voltage arrangement causes the electrical loss to be 1.297% (this is the only value is lower than the loss from the resistance of the cable 0.001%). Arranging the panels using the average current and power There is a loss from the resistance of the new cable is 1.300% (greater than 0.002% resistance of the new cable specified).

However, the solar panel arrangement by total voltage having the difference in voltage and current of the solar panels of the whole project was 2.22 voltages and 0.66 ampere, respectively. Resulted in the highly difference in each string ring and power loss in the electricity generating system (1.28 increase).

Based on an economic analysis of the two types of solar power plants based on NPV at 31% discount rate, it was found that both types had a positive NPV. This denoted that it was worthwhile for the investment. For B/C ratio and internal returns rate (IRR) it was found that the solar power type of arrangement had a bit better worthiness (B/C ratio = 1.13 and 1.06; IRR= 3.86 and 3.38%, respectively). For the sensitivity analysis of the investment costs (arrangement solar power panel, it was more worthwhile in the investment).

จากแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ 2561 (Power Development Plan; PDP2018) ในการประชุมวันที่ 30 เมษายน 2562 เปิดทางให้มีการลงทุนสร้างโรงไฟฟ้าใหม่เพิ่มอีกกว่า 56,431 เมกะวัตต์ เพื่อรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นตามการเติบโตทางเศรษฐกิจประเทศในปี 2580 ในส่วนของพลังงานทดแทน มีโครงการพลังงานแสงอาทิตย์โซลาร์ภาคประชาชนปีละ 100 เมกะวัตต์ เป็นเวลา 10 ปี การออกแบบระบบโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทุกที่ จะมีการสูญเสียในระบบการผลิตไฟฟ้าเกิดขึ้น ทั้งแบบที่สามารถควบคุมได้และไม่สามารถควบคุมได้ การจัดเรียงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ถือเป็นการลดการสูญเสียในระบบผลิตไฟฟ้ารูปแบบหนึ่ง ที่ผู้ออกแบบระบบสามารถควบคุมได้ โดยใช้ข้อมูลการทดสอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์จากผู้ผลิตก่อนส่งลูกค้าทั้งโครงการจำนวน 30,800 แผง การสูญเสียจากความต้านทานของสายไฟฟ้าที่ได้จากการคำนวณ ใช้ข้อมูลรายละเอียดแผง เช่น กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า เป็นต้น จากผู้ผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อใช้ในการทดสอบค่า ที่เงื่อนไขมาตรฐาน (Standard Test Conditions, STC) มาเป็นจุดเริ่มการคำนวณปรกติ เปรียบเทียบกับการจัดเรียงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ตามข้อมูลการทดสอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ พบว่าเมื่อออกแบบระบบผลิตไฟฟ้าด้วยวิธีการจัดเรียงแผง ทำให้ระบบมีกำลังการผลิตติดตั้งเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากในการผลิตแผงผู้ผลิต จะผลิตแผงให้มีกำลังการผลิตมากกว่าที่ระบุ เมื่อแทนค่าในการคำนวณทำให้การสูญเสียทางกำลังไฟฟ้าใหม่ เป็น 1.298% แต่ยังน้อยกว่าค่าที่กำหนดไว้ คือ 1.300% เมื่อทำการจัดเรียงแรงดันไฟฟ้ารวม กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย และกำลังไฟฟ้าเฉลี่ย จากข้อมูลการทดสอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จัดเรียงตามค่ามากที่สุดไปหาน้อย แทนค่าลงในการคำนวณปรกติ พบว่า การจัดเรียงแรงดันไฟฟ้ารวมทำให้การสูญเสียทางกำลังไฟฟ้าเป็น 1.297% ซึ่งเป็นค่าเดียวที่ต่ำกว่าค่าสูญเสียจากความต้านทานของสายไฟฟ้าใหม่ 0.001% ส่วนการจัดเรียงแผงด้วยวิธีเรียงกระแสไฟฟ้าเฉลี่ย และกำลังไฟฟ้าเฉลี่ย มีค่าการสูญเสียจากความต้านทานของสายไฟฟ้าใหม่เป็น 1.300% มากกว่าค่าสูญเสียจากความต้านทานของสายไฟฟ้าใหม่ที่กำหนด 0.002% จึงได้เลือกใช้ค่าแรงดันไฟฟ้ารวมในการจัดเรียงแผงเซลล์แสงอาทิตย์

จากการใช้ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมในการจัดเรียงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ พบว่าระบบการผลิตไฟฟ้าดีกว่าแบบไม่จัดเรียงแผง หากไม่จัดเรียงแผงเซลล์ ความต่างศักย์และกระแสของแผงทั้งโครงการอยู่ระหว่าง 2.22 โวลต์ และ 0.66 แอมป์ ส่งผลให้สตริงแต่ละวงต่างกันมาก ทำให้เกิดการสูญเสียในระบบผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 1.28 เปอร์เซ็นต์

การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งสองแบบ พิจารณาจากมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) ที่อัตราคิดลด 3% พบว่า ทั้งสองแบบมีมูลค่าปัจจุบันสุทธิที่เป็นบวก แสดงว่ามีความคุ้มค่าที่จะลงทุน และอัตราผลตอบแทนต่อต้นทุน (B/C ratio) กับอัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) พบว่า โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบมีการการจัดเรียงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ มีความคุ้มค่าในการลงทุนมากกว่าแบบไม่จัดเรียงแผงเล็กน้อย โดยมีอัตราผลตอบแทนต่อต้นทุนเท่ากับ 1.13 และ 1.06 อัตราผลตอบแทนภายในเท่ากับ 3.86% และ 3.38% ตามลำดับ ส่วนการวิเคราะห์ความอ่อนไหวนั้น ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นทำให้ผลตอบแทนจากโรงไฟฟ้าทั้งสองแบบลดลงแต่ยังคงมีความคุ้มค่าในการลงทุนอยู่ และทั้งกรณีต้นทุนเพิ่มและลด การลงทุนสร้างโรงไฟฟ้ามีการจัดเรียงแผงยังคงมีความคุ้มค่าในการลงทุนมากกว่าแบบไม่จัดเรียงแผง