แบบเสนอผลงานสงประดษฐของคนรนใหม

ปการศกษา 2553ประเภทท 4

ประเภท สงประดษฐดานพลงงานและสงแวดลอม

เครองชารจแบตเตอรรโทรศพทมอถอพลงงานแสงอาทตยแบบหยอดเหรยญ

วทยาลยการอาชพลอง

อาชวศกษาจงหวดแพรสำานกงานคณะกรรมการการ

อาชวศกษากระทรวงศกษาธการ

แบบเสนอผลงานสงประดษฐของคนรนใหม

ปการศกษา 2553ประเภทท 4

ประเภท สงประดษฐดานพลงงานและสงแวดลอม

เครองชารจแบตเตอรรโทรศพทมอถอพลงงานแสงอาทตยแบบหยอดเหรยญ

วทยาลยการอาชพลองอาชวศกษาจงหวดแพร

สำานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา

กระทรวงศกษาธการแบบเสนอผลงานสงประดษฐของคนรนใหม สำานกงานคณะกรรมการ

การอาชวศกษาการประกวดสงประดษฐของคนรนใหม ระดบอาชวศกษาจงหวดแพร

ประจำาปการศกษา 2553

1.ชอผลงานสงประดษฐ เครองชารจแบตเตอรรโทรศพทมอถอพลงงานแสงอาทตยแบบหยอดเหรยญ

2.ประเภทผลงาน ประเภทท 4 สงประดษฐดานพลงงานและสงแวดลอม

3.วทยาลยการอาชพลอง อาชวศกษาจงหวดแพร4.ชอผประดษฐ

1.นายชยยศ บญโลห แผนกวชาชางอเลกทรอนกส ชน ปวช. 3

2.นายจระพฒน วงศคำาแกว แผนกวชาชางอเลกทรอนกส ชน ปวช. 3

3.นายนรา ศรเจรญ แผนกวชาชางอเลกทรอนกส ชน ปวช. 3

5.ชอครทปรกษา1. นายสมฤทธ งามทรง ตำาแหนง คร แผนกวชาชาง

อเลกทรอนกส (หวหนาแผนกฯ) โทรศพท 087-7350075

2. นายฐต ทะนนชย ตำาแหนง คร แผนกวชาชางอเลกทรอนกสโทรศพท 080-1306266

3. นายณฐพล นนท ตำาแหนง คร แผนกวชาชางอเลกทรอนกสโทรศพท 080-1306266

6.ภาพผลงานสงประดษฐ

7.บทคดยอเนองจากโลกในปจจบนมววฒนาการและเทคโนโลยทกาวหนา มนษย

จงมความคดทหลากหลายรปแบบในการประดษฐคดคนอปกรณทสามารถเปนพลงงานทดแทนและลดโลกรอนอนเนองมาจากการใชพลงงานสะอาดเชนพลงงานแสงอาทตยเพราะฉะนนขาพเจาจงมความคดทจะประดษฐเคร องชารจแบตเตอรร พลงงานแสงอาทตยแบบหยอดเหรยญ เพอประหยดการใชพลงงานไฟฟา และเปนการเสรมสรางทกษะในการประดษฐคดคนแกนกเรยนนกศกษาสาขางานอเลกทรอนกสดวย

8.ขอมลทวไป8.1.1 ลกษณะทวไป

เปนผลงานสงประดษฐทคดคนขนใหม เปนผลงานสงประดษฐทพฒนาหรอปรบปรง

แกไขใหม

8.1.2 แบบราง

9.ทมาของการประดษฐเนองจากการใชโทรศพทมอถอในปจจบนถอไดวาเปนอปกรณตดตว

ของทกคนกวาได ซงการใชโทรศพทมอถอในปจจบนไมไดเปนแคการโทรออกและรบสายเพยงอยางเดยว แตมทงระบบมลตมเดยครบทกรปแบบไมวาจะเปนกลองถายรป เคร องเลม Mp3 เคร องเลน Mp 4 เปนตน และการใชโทรศพทกตองจำาเปนใชแหลงพลงงานนนกคอแบตเตอรร เมอมการใชโทรศพทมอถออยางมากมายกจะทำาใหเกดการสญเสยพลงงานซงอยในรปแบบของแบตเตอรร และการชารจแบตเตอรรในแตละครงกจำาเปนตองใชพลงงานไฟฟา

ดงนนทางทมงานประดษฐจงมแนวคดทจะผลตเคร องชารจแบตเตอรร มอถอแบบหยอดเหรยญเพอ ประหยดการใชพลงงานไฟฟาและเปนการเสรมสรางทกษะในการประดษฐสงประดษฐของนกเรยนนกศกษาสาขางานอเลกทรอนกสดวย

10. ทฤษฎ/หลกวชาการทนำามาใชประดษฐคดคน

โซลาเซลล (Solar Cell) เปนสงประดษฐกรรมทาง electronic ทสรางขนเพอเปนอปกรณส ำาหรบเปลยนพลงงานแสงอาทตยใหเปนพลงงาน ไฟฟา โดยการนำาสารกงตวนำา เชน ซลกอน ซงมราคาถกทสดและมมากทสดบนพนโลกมาผานกระบวนการทางวทยาศาสตร เพอผลตใหเปนแผนบางบรสทธ และทนททแสงตกกระทบบนแผนเซลล รงสของแสงทมอนภาคของพลงงานประกอบทเรยกวา โฟตอน (Proton) จะถายเทพลงงานใหกบอเลกตรอน (Electron) ในสารกงตวนำาจนมพลงงานมากพอทจะกระโดดออกมาจากแรงดงดดของอะตอม (atom) และเคลอนทไดอยางอสระ ด งน น เม ออ เล กตรอนเคล อนท ครบวงจรจะท ำา ให เก ดไฟฟากระแสตรงขน วสดสำาคญทใชทำาโซลาเซลล ไดแก สารซลคอน (Si) ซ ง เป นสารชน ด เด ยวก บท ใ ช ท ำาช พ ในคอมพว เตอร และ เคร องอเลกทรอนกส ซลคอนเปนสารซงไมเปนพษ มการนำามาผลตโซลาเซลลใชกนอยางแพรหลายเพราะมราคาถก คงทน และเชอถอได นอกจากนยงมวสดชนดอนทสามารถนำามาผลตโซลาเซลลได เชน แกลเลยมอาเซไนด CIS และ แคดเมยมเทลเลอไรด แตยงมราคาสง และบางชนดยงไมมการพสจนเ ร อ ง อ า ย ก า ร ใ ช ง า น ว า ส า ม า ร ถ ใ ช ง า น ไ ด น า นขอเสยของ Si : การทำาใหบรสทธและอยในรปสารทพรอมจะทำาเซลลฯ มราคาแพง และ แตกหกงายในขบวนการผลต

การทำางานของโซลาเซลล เปนขบวนการเปลยนพลงงานแสงเปนกระแสไฟฟาไดโดยตรง โดยเมอแสงซ งเปนคลนแมเหลกไฟฟาและม พลงงานกระทบกบสารกงตวนำา จะเกดการถายทอดพลงงานระหวางกน พลงงานจากแสงจะทำาใหเกดการเคลอนทของกระแสไฟฟา (อเลคตรอน) ขนในสารกงตวนำา จงสามารถตอกระแสไฟฟาดงกลาวไปใชงานไดn - type ซลคอน ซงอยดานหนาของเซลล คอ สารกงตวนำาทไดการโดปป งดวยสารฟอสฟอรส มคณสมบตเปนตวใหอเลกตรอนเมอรบพลงงานจากแสงอาทตย

p - type ซลคอน คอสารกงตวนำาทไดการโดปป งดวยสารโบรอน ทำาใหโครงสรางของอะตอมสญเสยอเลกตรอน (โฮล) เมอรบพลงงาน จาก

แสงอาทตยจะทำาหนาทเปนตวรบอเลกตรอน เมอนำาซลคอนทง 2 ชนด มาประกบตอกนดวย p - n junction จงทำาใหเกดเปน " โซลาเซลล " ในสภาวะทยงไมมแสงแดด n - type ซลคอนซงอยดานหนาของเซลล สวนประกอบสวนใหญพรอมจะใหอเลกตรอน แตกยงมโฮลปะปนอยบางเลกนอย ดานหนาของ n - type จะมแถบโลหะเรยกวา Front Electrode ทำาหนาทเปนตวรบอเลกตรอน สวน p - type ซลคอนซงอยดานหลงของเซลล โครงสรางสวนใหญเปนโฮล แตยงคงมอเลกตรอนปะปนบางเลกนอย ด านหลงของ p - type ซล คอนจะมแถบโลหะเรยกวา Back Electrode ทำาหนาทเปนตวรวบรวมโฮล

เม อมแสงอาท ตยตกกระทบ แสงอาท ตยจะถ ายเทพล งงานใหก บอเลกตรอนและโฮล ทำาใหเกดการเคลอนไหว เมอพลงสงพอทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเขาหาเพอจบคกน อเลกตรอนจะวงไปยงชน n - type และโฮลจะวงไปยงชน p type เมอมแสงอาทตยตกกระทบ แสงอาทตยจะถายเทพลงงาน

ใหกบอเลกตรอนและโฮล ทำาใหเกดการเคลอนไหว เมอพลงสงพอทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเขาหาเพอจบคกน อเลกตรอนจะวงไปยงชน n - type และโฮลจะวงไปยงชน p type อเลกตรอนวงไปรวมกนท Front Electrode และโฮลว งไปรวมกนท Back Electrode เม อมการตอวงจรไฟฟาจาก Front Electrode และ Back Elec trode ใหครบวงจร กจะเกดกระแสไฟฟาขน เนองจากทงอเลกตรอนและโฮลจะวงเพอจบคกนตวแปรทสำาคญทมสวนทำาใหโซลาเซลลมประสทธภาพการทำางานในแตละ พนทตางกน และมความสำาคญในการพจารณานำาไปใชในแตละพนท ตลอดจนการนำาไปคำานวณระบบหรอคำานวณจำานวนแผงแสงอาทตยทตองใชในแตละ พนท คอความเขมของแสงและอณหภมกระแสไฟ (Current) จะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมของแสง หมายความวาเมอความเขมของแสงสง กระแสทไดจากโซลาเซลลกจะสงขน ในขณะทแรงดนไฟฟาหรอโวลตแทบจะไมแปรไปตามความเขมของแสงมากนก ความเขมของแสงทใชวดเปนมาตรฐานคอความเขมของแสงทวดบนพนโลกในสภาพอากาศปลอดโปรง ปราศจากเมฆหมอกและวดทระดบนำาทะเลในสภาพทแสงอาทตยตงฉากกบพนโลก ซงความเขม ของแสงจะมคาเทากบ 100 mW ตอ ตร.ซม. หรอ 1,000 W ตอ ตร.เมตร ซงมคาเทากบ AM 1.5 (Air Mass 1.5) และถาแสงอาทตยทำามม 60 องศากบพนโลกความเขมของแสง จะมคาเทากบประมาณ 75 mW ตอ ตร.ซม. หรอ 750 W ตอ ตร.เมตร ซงมคาเทากบ AM2 กรณของแผงโซลาเซลลนนจะใชคา AM 1.5 เปนมาตรฐานในการวดประสทธภาพของแผงกระแสไฟ (Current) จะไมแปรตามอณหภมทเปลยนแปลงไป ในขณะทแรงดนไฟฟา (โวลท) จะลดลงเมออณหภมสงขน ซงโดยเฉลยแลวทกๆ 1 องศาทเพมขน จะทำาใหแรงดนไฟฟาลดลง 0.5% และในกรณของแผงโซลาเซลลมาตรฐานทใชกำาหนดประสทธภาพของแผงแสง อาทตยคอ ณ อณหภม 25 องศา C เชน กำาหนดไววาแผงแสงอาทตยมแรงดนไฟฟาทวงจรเปด (Open Circuit Voltage หรอ V oc) ท 21 V ณ อณหภม 25 องศา C กจะหมายความวา แรงดนไฟฟาทจะไดจากแผงแสงอาทตย เมอยงไมไดตอกบ

อปกรณไฟฟา ณ อณหภม 25 องศา C จะเทากบ 21 V ถาอณหภมสงกวา 25 องศา C เชน อณหภม 30 องศา C จะทำาใหแรงดนไฟฟาของแผงแสงอาทตยลดลง 2.5% (0.5% x 5 องศา C) นนคอ แรงดนของแผงแสงอาทตยท V oc จะลดลง 0.525 V (21 V x 2.5%) เหลอเพยง 20.475 V (21V – 0.525V) สรปไดวา เมออณหภมสงข น แรงดนไฟฟากจะลดลง ซงมผลทำาใหกำาลงไฟฟาสงสดของแผงแสงอาทตยลดลงดวย

11. วตถประสงคในการใชประโยชนผลงานสงประดษฐ11.1 เพอชวยประหยดพลงงานไฟฟา11.2 เพอชวยลดภาวะโลกรอนจากการใชพลงงานสะอาด

12. คณสมบตหรอลกษณะเฉพาะของผลงานสงประดษฐ12.1 สามารถชารจแบตเตอรรมอถอจากพลงงานแสงอาทตย

ได13. ขนตอนการทำางานของผลงานสงประดษฐ

13.1 นำาแบตเตอรรโทรศพทมอถอมาคบใหตรงขว13.2 ทำาการหยอดเหรยญตามทตองการโดยมคาบรการดงน

เหรยญ 1 บาท ชารจได 6 นาทเหรยญ 2 บาท ชารจได 12 นาทเหรยญ 5 บาท ชารจได 30 นาทเหรยญ 10 บาท ชารจได 60 นาททกๆ 1 บาทจะเพมขน 6 นาท

14. ประโยชนและคณคาของผลงานสงประดษฐ14.1 ชวยในการประหยดพลงงานไฟฟา14.2 ชวยลดภาวะโลกรอนเนองมาจากการใชพลงงานสะอาด

15. วสดอปกรณในการประดษฐคดคน

รายการ จำานวน ราคา1. แผงโซลาเชลขนาด 60 W

1 แผง 11,500 บาท

2. ชดควบคมการการชารจ 1 ชด 2,500 บาท

3. Inverter 500W 1 ชด 2,500 บาท

4. ชดวงจรชารจแบตเตอรร

2 ชด 300 บาท

5. เสา 3 ขา 1 ตน 1,800 บาท

6. กลองกนนำา 2 กลอง 1,000 บาท

7. อน ๆ 1,000 บาท

รวม 20,600 บาท

16. งบประมาณทใชในการประดษฐคดคน16.1 จำานวน 20,600 บาท16.2 แหลงงบประมาณทไดรบ วทยาลยการอาชพลอง

17. ลงนามผประดษฐคดคน

1. ................................................ ผประดษฐ (นายชยยศ บญโลห)2. ................................................ ผประดษฐ (นายจระพฒน วงศคำาแกว)3. ................................................ ผประดษฐ

(นาย นรา ศรเจรญ )

18. ลงนามอาจารยทปรกษา1) ลงชอ. ................................................ (นายสมฤทธ งามทรง)

ตำาแหนง หวหนาสาขางานอเลกทรอนกส

2) ลงชอ ...................................................... (นายฐต ทะนนชย)ตำาแหนง ครสาขางานอเลกทรอนกส

19. คำารบรองของหวหนาสถานศกษาขอรบรองวาสงประดษฐของคนรนใหม ชอผลงาน เครองชารจ

แบตเตอรรมอถอแบบหยอดเหรยญ เปนผลงานสงประดษฐของนกเรยน นกศกษาวทยาลยการอาชพลอง ทมรายนามขางตนจรง

ลงชอ.............................................................(นายเกษม วศวไพศาล)

ตำาแหนงผอำานวยการวทยาลยการอาชพลอง