ISSN 1513-038X (Print)
ISSN xxxx-xxxx (Online)
RSUJET
วารสารวิศวกรรมและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยรังสิต
https://rsujet.rsu.ac.th
. Vol.25 No.2 , July - December 2022.
กังหันน้ำเติมอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก
ญาณวุฒิ สุพิชญางกูร, จักรกฤษ ปันเจียง, and ธนภัทร สุวรรณฉิม
Abstract
งานวิจัยเป็นการออกแบบและจัดสร้างเครื่องกังหันน้ำเติมอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กจากระบบผลิตกระแสไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดกำลังผลิตไฟฟ้า 20 W เพื่อทดสอบประสิทธิภาพการทำงานและวิเคราะห์คุณภาพน้ำก่อนและหลังการใช้เครื่องกังหันน้ำเติมอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก ในการออกแบบและจัดสร้างเครื่องกังหันน้ำเติมอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก โดยใช้ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ ขนาดกำลังผลิตไฟฟ้า 20 W พร้อมกล่องควบคุมการชาร์จไฟฟ้า และมอเตอร์กระแสตรงขนาดความต่างศักย์ไฟฟ้า 12 V กำลังไฟฟ้า 100 W ต่อเชื่อมระบบส่งกำลังในการขับเคลื่อนเป็นแบบโซ่ส่งกำลัง กับใบพัดแบบกงล้อรูปแบบวิดน้ำ จำนวน 2 ชุด ๆ ละ 6 ใบพัด โดยมีมอเตอร์เป็นต้นกำลัง สามารถปรับความเร็วรอบของการทำงานกังหันตีน้ำเติมอากาศ ด้วยชุดการควบคุมความเร็วการหมุนใบพัดด้วยการปรับแรงดันไฟฟ้ามอเตอร์กระแสตรง จากทดสอบเครื่องเห็นได้ว่า ความเร็วรอบใบพัดแบบลอยในอากาศ มีค่าความเร็วสูงกว่าความเร็วรอบใบพัดที่ผิวน้ำแบบทุ่นลอย เมื่อมีแรงของน้ำกระทำกับใบพัด ซึ่งมีการใช้กำลังไฟฟ้ามอเตอร์หมุนใบพัดมีการตีน้ำที่ผิวน้ำแบบทุ่นลอย สูงกว่าใบพัดแบบลอยในอากาศ และจากการทดสอบเครื่องในสภาพภูมิอากาศทั่วไป ภายใน 1 วัน เป็นการทดสอบใบพัดแบบลอยในอากาศ และการทดสอบใบพัดตีน้ำที่ผิวน้ำแบบทุ่นลอย สรุปได้ว่า ในช่วงเวลา 12:00 - 14:00 น. จะเป็นช่วงที่ดีที่สุด สำหรับเป็นช่วงที่ได้รับความเข้มรังสีแสงอาทิตย์สูง และเป็นช่วงที่เก็บพลังงานไฟฟ้าเข้าประจุในแบตเตอรี่ได้ดี ส่งผลให้ค่าความเร็วรอบใบพัดสูงในช่วงดังกล่าว ส่วนแผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถมีประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ของการทดสอบใบพัดแบบลอยในอากาศและการทดสอบใบพัดตีน้ำที่ผิวน้ำแบบทุ่นลอย เท่ากับ 82.85% และ 71.97% ตามลำดับ ถือว่ามีประสิทธิภาพอยู่ในเกณฑ์ที่ดี ทำให้เครื่องกังหันน้ำเติมอากาศทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในส่วนการวิเคราะห์คุณภาพน้ำก่อนและหลังการใช้เครื่องดังกล่าวสามารถเพิ่มปริมาณออกซิเจนในน้ำได้ 0.20 mg/L/day ซึ่งคิดเป็นการเพิ่มขึ้นร้อยละ 2.72 ขณะเครื่องทำงานต่อเนื่อง ภายในระยะเวลา 1 วัน
Keywords: เครื่องเติมอากาศขนาดเล็ก, กังหันน้ำ, พลังงานแสงอาทิตย์, แบตเตอรี่, ออกซิเจน