การออกแบบระบบชดเชยแสงสำหรับการเกษตรใต้เซลล์แสงอาทิตย์
Design of Light Compensation System for Agriculture under Solar Panel
Abstract
งานวิจัยนี้ทำการออกแบบระบบชดเชยแสง (Light Compensation System) ใต้ฟาร์มเซลล์แสงอาทิตย์ โดยพื้นที่เงาใต้แผงจะได้รับการชดเชยแสงจากระบบชดเชยแสงที่สร้างขึ้นในงานวิจัยนี้ จากการศึกษาพื้นที่เงาที่เกิดใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ และประสิทธิภาพของระบบชดเชยแสงที่สร้างขึ้น พบว่าพื้นที่ของเงาใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะมีพื้นที่เงาเพิ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงเช้าจนถึงเที่ยงวัน (9.00 – 13.00 น.) จากนั้นพื้นที่เงาจะลดลงไปจนเวลาเย็น (13.00 – 16.00 น.) และพื้นที่เงาสูงสุดเท่ากับ 66.30% ของบริเวณใต้แผงที่ทำการศึกษา อย่างไรก็ตาม พื้นที่ประมาณ 97.88% ของเงาดังกล่าว จะได้รับการชดเชยจากระบบชดเชยแสงโดยการปรับมุมก้มเงย และระยะการกวาดของกระจกเงา ทุกจุดใต้แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะได้รับการชดเชยแสงเป็นเวลาประมาณ 21.83 นาทีต่อชั่วโมง โดยใช้พลังงานหลักในการทำงานของระบบประมาณ 0.42 วัตต์ การศึกษาดังกล่าวสามารถเป็นแนวทางในการใช้พื้นที่ฟาร์มเซลล์แสงอาทิตย์ร่วมกับการเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับการปลูกพืชต้องการแสงต่อวันสั้น (Short Day Plant) ได้
In this research, a controller was designed for a light compensation system under a solar panel. The shadowed areas under the panels are compensated by the light compensation system created for the research. The shadowed areas under the panels and the efficiency of the light compensation system were studied as well. It was found that the shadowed area increased from morning until noon (9.00 A.M. – 1.00 P.M.) and then decreased until evening (1.00 P.M. – 4.00 P.M.). The largest shadowed area, amounting to approximately 66.30%, was achieved at noon. However, 97.88% of the shadow could be compensated by adjusting the tilt angle and the sweep distance of the mirror; every single shadowed area was compensated for approximately 21.83 minutes per hour. The primary energy consumed by the system was approximately 0.42 watts. These results could be useful for dual land use to achieve good efficiency, especially for a short-day plant.
Keywords: ฟาร์มเซลล์แสงอาทิตย์; การชดเชยแสง; การใช้พื้นที่ร่วม; solar farm; light compensation; dual land use
[1] D. Goswami, India’s solar sunrise, Renewable Energy Focus, 2012, 13(2), 28-30.
[2] T. Harinarayana and K.S.V. Vasavi, Solar energy generation using agriculture cultivated lands, Smart Grid and Renewable Energy, 2014, 5, 31-42.
[3] K. Borah, S. Roy and T. Harinarayana, Optimization in site selection of wind turbine for energy using fuzzy logic system and GIS—A case study for Gujarat, Open Journal of Optimization, 2013, 2(4), 116-122.
[4] https://www.set.or.th/set/pdfnews.do?newsId=14592937857961&sequence=2016026039 (Accessed on 19 December 2021)
[5] S. Janjai, Electricity generation potential by using photovoltaic solar cell panels, Research Project, Department of Alternative Energy Development, Thailand, 2017.
[6] J. Owley and A.W. Morris, The new agriculture: from food farms to solar farms, Columbia Journal of Environmental Law, 2019, 44(2), 409–77.
[7] J. Xue, Photovoltaic agriculture-New opportunity for photovoltaic applications in China, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, 73, 1-9.
[8] R.H.E. Hassanien, M. Li and W.D. Lin, Advanced applications of solar energy in agricultural greenhouses, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 54, 989-1001.
[9] http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2013/10/japan-next-generation-farmers-cultivate-agriculture-and-solar-energy. (Accessed on 19 December 2021)
[10] C. Dupraz, H. Marrou, G. Talbot, L. Dufour, A. Nogier and Y. Ferard, Combining solar photovoltaic panels and food crops for optimising land use: Towards new agrivoltaic schemes, Renewable Energy, 2011, 36, 2725-2762.
[11] S. Schindele, M. Trommsdorff, A. Schlaak, T. Obergfell, G. Bopp, C. Reise, C. Braun, A. Weselek, A. Bauerle, P. Högy, A. Goetzberger and E. Weber, Implementation of agrophotovoltaics: Techno-economic analysis of the price-performance ratio and its policy implications, Applied Energy, 2020, 265, 114737.
[12] J. Cho, S.M. Park, A.R. Park, O.C. Lee, G. Nam and In-Ho Ra, Application of photovoltaic systems for agriculture: A study on the relationship between power generation and farming for the improvement of photovoltaic applications in agriculture, Energies, 2020, 13(18), 4815.
[13] S. Amaducci, X. Yin and M. Colauzzi, Agrivoltaic systems to optimise land use for electric energy production, Applied Energy, 2018, 220, 545-561.
[14] A. Marucci, I. Zambon, A. Colantoni and D. Monarca, A combination of agricultural and energy purposes: Evaluation of a prototype of photovoltaic greenhouse tunnel, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, 82, 1178-1186.
[15] W. Liu, L. Liu, C. Guan, F. Zhang, M. Li, H. Lv, P. Yao and J. Ingenhoff, A novel agricultural photovoltaic system based on solar spectrum separation, Solar Energy, 2018, 162, 84-94.
[16] A. Peña-García, L.M. Gil-Martín and E. Hernández-Montes, Use of sunlight in road tunnels: An approach to the improvement of light-pipes’ efficacy through heliostats, Tunnelling and Underground Space Technology, 2016, 60, 135-140.
[17] C. Jamroen, P. Komkum, S. Kohsri, W. Himananto, S. Panupintu, S. Unkat, A low-cost dual-axis solar tracking system based on digital logic design: Design and implementation, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2020, 37, 100618.od Chemistry, 2005, 93(2), 337-348.
DOI: 10.14416/j.ind.tech.2023.07.003
Refbacks
- There are currently no refbacks.
