ช่วงอุณหภูมิที่ระบบที่ใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ของ Demax รองรับได้คือเท่าใด?

ระดับระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ Demax: ต่ำ, ปานกลาง, สูง

Demax ให้ความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ครอบคลุมช่วงอุณหภูมิต่าง ๆ โดยใช้แผงรับพลังงานที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ความทนทาน และความคุ้มค่าต้นทุน สำหรับการประยุกต์ใช้งานในภาคครัวเรือน ภาคธุรกิจ และภาคอุตสาหกรรม

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบอุณหภูมิต่ำ (≤60°C): แผงรับพลังงานแบบแบน (Flat-Plate Collectors) สำหรับน้ำร้อนใช้ในครัวเรือน

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ระดับอุณหภูมิต่ำ ซึ่งใช้เครื่องเก็บความร้อนแบบแผ่นเรียบ (Flat-Plate Collectors) เป็นหลัก โดยออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนกับน้ำสำหรับการอาบน้ำ การทำความสะอาดภายในครัวเรือน การซักผ้า และกิจกรรมในครัวเรือนอื่นๆ โครงสร้างการออกแบบมีความเรียบง่ายและทนทาน พร้อมทั้งต้องการการบำรุงรักษาน้อย ตัวเครื่องประกอบด้วยแผ่นดูดซับความร้อนทำจากทองแดง ติดตั้งอยู่ด้านหลังกระจกนิรภัย ระบบทั้งหมดถูกออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการใช้น้ำร้อนในครัวเรือน โดยไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพสูงหรือความซับซ้อนในการผลิตพลังงานมากนัก ระบบนี้สามารถลดการใช้พลังงานสำหรับการให้ความร้อนกับน้ำได้โดยเฉลี่ย 50–70% ในพื้นที่ที่มีแสงแดดจัดเป็นเวลานาน รุ่นที่มีคุณสมบัติป้องกันน้ำแข็ง (frost-protected) สามารถใช้งานได้ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ระบบนี้ใช้ของเหลวถ่ายเทความร้อนชนิดโพรพิลีนไกลคอล (propylene-glycol) และการติดตั้งใช้ระบบยึดคงที่ (non-adjustable system) ที่มีต้นทุนติดตั้งต่ำ

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ระดับอุณหภูมิปานกลาง (60–120°C): เครื่องเก็บความร้อนแบบท่อสุญญากาศ (Evacuated Tube Collectors) สำหรับการให้ความร้อนเบื้องต้นในภาคธุรกิจ

เครื่องเก็บความร้อนแบบท่อดูดสุญญากาศ (ETC) ถูกนำมาใช้งานในช่วงนี้ โดยใช้หลอดแก้วโบโรซิลิเกตที่ปิดผนึกสุญญากาศ วัสดุเหล่านี้ช่วยยับยั้งการสูญเสียความร้อนจากการพาความร้อน ทำให้สามารถผลิตความร้อนได้ที่อุณหภูมิ 80–110°C ซึ่งเอื้อต่อการประยุกต์ใช้งานหลากหลายประเภท เช่น การซักผ้าในโรงแรม การล้างทำความสะอาดอาหารก่อนปรุง และการฆ่าเชื้อในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์จากนม สารเคลือบแบบเลือกสรรที่มีประสิทธิภาพสูงยังคงรักษาประสิทธิภาพได้ดีจนถึงมุมตกกระทบ 25° ทำให้สามารถนำไปใช้งานได้อย่างหลากหลาย ระบบมีโครงสร้างแบบโมดูลาร์ รองรับขนาดกำลังการผลิตตั้งแต่ 20 กิโลวัตต์ ไปจนถึงหลายเมกะวัตต์ ผลการศึกษาในโรงเบียร์เมื่อปี ค.ศ. 2023 พบว่า ETC ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงสำหรับหม้อไอน้ำได้ 34% ต่อปี ซึ่งแสดงให้เห็นถึงคุณค่าในการดำเนินงานของระบบนี้ในสถานประกอบการที่ต้องใช้พลังงานความร้อนสูง

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบอุณหภูมิสูง (120–250°C): โมดูลแบบกระจกรวมแสงสำหรับความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรม

กระจกโค้งพาราโบลาและตัวสะท้อนเฟรสเนลเชิงเส้นจะรวมแสงแดดด้วยอัตราส่วน 80–100 เท่า ไปยังท่อดักจับความร้อนที่หุ้มฉนวน ซึ่งสามารถสร้างอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรม ระบบทั้งสองนี้ช่วยให้ได้พลังงานความร้อนโดยไม่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล สำหรับการย้อมผ้า การสังเคราะห์สารเคมี และการให้ความร้อนเบื้องต้นในกระบวนการโลหะวิทยา การถ่ายเทความร้อนดำเนินการด้วยน้ำมันความร้อนหรือเกลือหลอมเหลว โดยถังเก็บความร้อนที่หุ้มฉนวนมีการสูญเสียความร้อนรายวันน้อยกว่า 3% ที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C ระบบทั้งหมดนี้ให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อนอยู่ที่ 22–28% จึงสามารถแทนที่หม้อไอน้ำที่ใช้การเผาไหม้และขจัดการปล่อยมลพิษที่สถานที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ ระบบติดตามดวงอาทิตย์แบบสองแกน (dual-axis tracking) ที่ผสานเข้าด้วยกันจะปรับมุมตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนไปตามฤดูกาล เพื่อรักษาจุดโฟกัสและกำลังผลิตตลอดทั้งปี

ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่ออุณหภูมิในการทำงานจริงของระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อผลผลิตพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ ได้แก่ ความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์ มุมเอียงของแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ และทิศทางการติดตั้ง

การแผ่รังสีแสงอาทิตย์เป็นปัจจัยที่มีผลมากที่สุดต่อพลังงานความร้อนสูงสุด โดยระดับการรับแสงที่สูงขึ้นจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและเพิ่มผลผลิตพลังงาน องศาเอียงและทิศทางที่เหมาะสม (โดยทั่วไปคือมุมเอียงเท่ากับละติจูดของสถานที่ติดตั้ง และหันหน้าไปทางทิศใต้จริง [หรือทิศเหนือในซีกโลกใต้]) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงานตลอดทั้งปีได้ การเบี่ยงเบนจากมุมที่แนะนำเกิน ±15° อาจทำให้สูญเสียอุณหภูมิของผลผลิตที่มีประสิทธิภาพประมาณ 20% นอกจากนี้ ประสิทธิภาพยังได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงเส้นทางของดวงอาทิตย์ตามฤดูกาล ดังนั้นจึงแนะนำให้มีการปรับมุมเอียงสำหรับระบบที่ติดตั้งแบบคงที่ ทั้งนี้ ปริมาณเมฆและสภาพบรรยากาศยังสามารถก่อให้เกิดความแปรผันของประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการใช้ระบบตรวจสอบแบบบูรณาการ เพื่อเพิ่มความแม่นยำของการพยากรณ์และควบคุมพลังงานความร้อน

ฉนวนกันความร้อนและของเหลวถ่ายเทความร้อนที่ออกแบบให้เหมาะสมเพื่อควบคุมการสูญเสียความร้อนได้ดีขึ้น

หากไม่มีฉนวนกันความร้อนที่เพียงพอ การสูญเสียพลังงานความร้อนอาจสูงได้ถึง 30% ดังนั้น ใยแร่ความหนาแน่นสูง หรือโฟมโพลียูรีเทนแบบเซลล์ปิดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการหุ้มฉนวนท่อ ท่อรวม (manifolds) และถังเก็บความร้อน นอกจากนี้ การเลือกของเหลวถ่ายเทความร้อน (HTF) ก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่น สารผสมไกลคอลกับน้ำให้ความสามารถในการป้องกันการแข็งตัวได้ดีขึ้น และจุดเดือดสูงกว่าน้ำบริสุทธิ์ อย่างไรก็ตาม หากใช้งาน HTF ที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง จะทำให้คุณภาพของของเหลวเสื่อมลง และอาจลดความจุความร้อนจำเพาะ (specific heat capacity) ลง 15–25% ต่อปี หากไม่มีการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ ดังนั้น การทดสอบคุณภาพของของเหลวและประเมินความสมบูรณ์ของฉนวนกันความร้อนอย่างสม่ำเสมอจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส ซึ่งความหนืดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อรักษาการไหลของของเหลว และอาจนำไปสู่ภาวะการไหลหยุดนิ่ง (flow stagnation) ได้ด้วย

ประสิทธิภาพระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ผ่านการตรวจสอบในสนามจริง: ข้อมูลอุณหภูมิการใช้งานจริงจากโครงการติดตั้งในสหภาพยุโรปและออสเตรเลีย

กรณีศึกษาลิสบอน: แผงเซลล์แสงอาทิตย์ Demax ขนาด 87 กิโลวัตต์ สามารถให้อุณหภูมิขาออกคงที่ที่ 92°C แม้ในสภาพท้องฟ้ามีเมฆลอยตัวไม่แน่นอน

การศึกษากรณีเป็นระยะเวลา 12 เดือน ซึ่งดำเนินการที่ลิสบอน (กุมภาพันธ์ 2022 – กุมภาพันธ์ 2022) ยืนยันว่าแผงเก็บพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบ Demax กำลัง 87 กิโลวัตต์ สามารถให้ความร้อนได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 92°C แม้ในสภาวะที่มีเมฆปกคลุมแบบไม่สม่ำเสมอซึ่งพบได้บ่อย ระบบแผงนี้เหนือกว่าระบบแผงเก็บพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิม ซึ่งมักประสบปัญหาการลดลงของอุณหภูมิ 15–20°C เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระดับการรับพลังงานแสงอาทิตย์ในลักษณะเดียวกัน ผลลัพธ์นี้เกิดขึ้นจากวัสดุเก็บความร้อนล่าสุดร่วมกับอัลกอริธึมควบคุมการไหลแบบไดนามิกขั้นสูง ซึ่งสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสงภายในช่วงเวลาเพียง 90 วินาที ส่งผลให้สามารถจัดหาพลังงานความร้อนอย่างสม่ำเสมอสำหรับการใช้งานแบบต่อเนื่อง เช่น การแปรรูปอาหารและการทำให้ปลอดเชื้อ โครงการติดตั้งที่ลิสบอนเผชิญกับภาวะมีเมฆปกคลุมเฉลี่ยร้อยละ 30 ต่อปี จากสภาพอากาศแบบเมดิเตอร์เรเนียนที่มีเมฆลอยมาเป็นระยะ และแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ไปใช้งานอย่างสม่ำเสมอสำหรับการเก็บพลังงานความร้อนและการทำความร้อนในเขตภูมิอากาศที่มีความแปรปรวน

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ของ Demax – คำถามที่พบบ่อย

ระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ของ Demax มีแบบใดบ้าง?

Demax นำเสนอระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์สามระดับ ได้แก่ ระบบที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ปานกลาง และสูง ซึ่งออกแบบมาเพื่อการใช้งานในภาคครัวเรือน ภาคธุรกิจ และภาคอุตสาหกรรม ตามลำดับ

แผงเก็บความร้อนแบบแบน (Flat-plate collectors) ที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำทำงานอย่างไร?

แผงเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อการใช้งานในครัวเรือน (เช่น การอาบน้ำและการซักผ้า) โดยให้ความร้อนกับน้ำภายในแผงเก็บความร้อนผ่านแผ่นดูดซับทองแดงและกระจกนิรภัย

ข้อดีของแผงเก็บความร้อนแบบท่อสุญญากาศ (Evacuated tube collectors) คืออะไร?

เนื่องจากใช้ท่อที่ปิดผนึกภายใต้สภาวะสุญญากาศ ทำให้สูญเสียความร้อนน้อยมาก ดังนั้น แผงเก็บความร้อนประเภทนี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ (เช่น งานซักผ้าในโรงแรม) และสามารถให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ

ระบบที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมทำงานอย่างไร?

ระบบนี้ใช้น้ำมันความร้อนหรือเกลือหลอมเหลวในการสร้างอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม และใช้โมดูลแบบรวมศูนย์ (concentrated modules) เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าว