1

สงประดษฐทางวทยาศาสตร

เรอง เครองรดน าในรองสวนพลงงานแสงอาทตย

โดย

1. เดกชายอดมวทย สทธนนทเจรญ

2. เดกชายปฐมพร กรดเงน

3. เดกชายปารวฒน อยฤกษ

ครทปรกษา

นายพษณ ศรกระกล

โรงเรยนเบญจมราชรงสฤษฎ 2 สงกดส านกงานเขตพนทการศกษามธยมศกษา เขต 6

รายงานนเปนสวนประกอบของสงประดษฐทางวทยาศาสตร

ระดบชนมธยมศกษาตอนตน

2

บทท 1 บทน า

1.1ทมาและความส าคญ

สบเนองจากประชากรโดยสวนใหญของจงหวดฉะเชงเทราประกอบอาชพทางการเกษตร ไมวาจะเปน ปลกขาว ส าสวนยางพารา ไรมนส าปะหลง แตอาชพทเกษตรกรรอบๆโรงเรยนเบญจมราชรงสฤษฎ2 ยดเปนอาชพหลกคอ การท าสวนหมาก มะพราว มะนาว และมะมวง ซงนยมปลกรอบขอบทองรอง การใหน าสวนใหญเปนการใหน าโดยใชแรงงานจากคน และเครองยนตเบนซนฉดน าจากทองรองขนมารด ทงนคณะผจดท าโครงงานไดท าการศกษาและเกบขอมลราคาน ามนแกสโซฮอลล91 และ 95 ทชาวสวนใชส าหรบเครองยนตรดน าเปนขอมลประกอบการด าเนนจดท าโครงงานเรอรดน าพลงงานทดแทน โดยมแนวคดมาจากการน าพลงงานแสงอาทตยมาประยกตใชผานแผงโซลารเซลลกบเครองมอทางการเกษตรเพอลดเวลาการท างาน ประหยดตนทนการผลตในระยะยาว ใชพลงงานสะอาดทมใชตลอดทงป รวมทงการ รไซเคลทนลอยในนากงมาประกอบเปนตวเรอเพอน ามาใชใหมอกครง

1.2 จดมงหมายของการคนควา 1.เพอศกษาตนทนการใชน ามนแกสโซฮอลล91 และ 95 กบตวอยางครอบครวเกษตรกรทใชเครองยนตเบนซนในการรดน าพชสวนตามทองรอง

2.เพอทดสอบประสทธภาพของเรอรดน าพลงงานทดแทน

1.3 สมมตฐาน

เรอรดน าพลงงานทดแทนสามารถลดตนทนการผลตประหยดเวลาเมอน ามาประยกตใชรดน าพชสวนตามทองรอง

1.4ตวแปรทศกษา ตวแปรตน เครองรดน าพลงงานทดแทน ตวแปรตาม ตนทนพลงงานเชอเพลง ตวแปรควบคม ตนทนพลงงานเชอเพลง

1.5 นยามเชงปฏบตการ

เครองรดน าพลงงานทดแทน หมายถง เครองทใช ปมน าในการดดน าจากทองรองรดใหแกผกของชาวสวน และใชพลงงานแสงอาทตยเปลยนเปนพลงงานไฟฟาเกบไวในแบตเตอรเพอไวใชกบปมน า

3

บทท 2 เอกสารทเกยวของ

1.Solarcell

ภาพท 1 แสดงแผงโซลารเซลลขนาด 10 W

เซลลแสงอาทตย (Solar Cell) เปนอปกรณทท าจากแผนผลกซลคอน ซงเปนสารกงตวน า (Semiconductor) ทมการประดษฐออกแบบใหสามารถเปลยนแปลงพลงงานแสงอาทตยเปนกระแสไฟฟาไดดวยแรงดนไฟฟาภายในเมอมแสงอาทตยตกกระทบจากดวงอาทตยหรอแสงจากหลอดไฟ เซลลแสงอาทตยจะเปลยนพลงงานแสงเปนพลงงานไฟฟากระแสตรง (Direct Current : DC) ถอวาพลงงานไฟฟาทเกดจากเซลลแสงอาทตยน เปนพลงงานทดแทนชนดหนง (Renewable Energy) ซงเปนพลงงานทสะอาดและไมสรางมลพษใด ๆ ตอสงแวดลอมในขณะใชงาน โดยถกคนพบครงแรกในป ค.ศ.1839 (พ.ศ.2482) บคคลแรกทสราง เซลลแสงอาทตยในรปของ p-n junction กคอนกวจยชอGerald Pearson แหง Bell Laboratories เมอป ค.ศ.1954 ซงเปนชวง หลงจากการ คนพบทรานซสเตอร โดย William Shockley แหง Bell Lab. ในป ค.ศ. 1949 ไมนานนกอายการใชงานเซลลแสงอาทตยโดยทวไปยาวนานกวา 20 ป และเนองจากเปนอปกรณทตดตงอยกบท ไมมสวนใดทเคลอนไหว เปนผลใหลดการดแลและบ ารงรกษาระบบดงกลาว จะมเพยงในสวนของการท าความสะอาดแผงเซลลแสงอาทตย ทเกดจากฝ นละอองเทานน 2.ปมน าขนาด DC 12 V

ภาพท 2 แสดงเครองปมน าขนาด DC 12 V

ปมน า(Pump) เปนอปกรณทชวยสงผานพลงงานจากแหลงตนก าเนดไปยงของเหลว เพอท าใหของเหลวเคลอนทจาก ต าแหนงหนงไป ยงอก ต าแหนงหนงทอยสงกวา หรอในระยะทางทไกลออกไป โดยจดเรมตนของเครองปมน านมประวตศาสตรทยาวนานกวา 2,000 ปกอนครสตศกราช ซงในชวงเรมแรกม

4

การใชพลงงาน ทไดจากมนษย สตว ตอมาจงไดใชพลงงานจากธรรมชาต เชน พลงงานจากลม และน าเปนแหลงตนก าเนด ซงในชวงแรกเพยง เพอการอปโภคบรโภคและท าการเกษตรเทานน 3.แบตเตอร ภาพท 3 แสดงแบตเตอรรแบบแหงขนาด 12 V 7.8 AH

แบตเตอร Battery)ในทางวทยาศาสตรและเทคโนโลย หมายถงอปกรณอยางหนงทใชเกบพลงงาน และน ามาใชไดในรปของไฟฟา แบตเตอรนนประกอบดวยอปกรณไฟฟาเคม เชน เซลลกลวานกหรอเซลลเชอเพลง อยางนอยหนงเซลล 4.สวตซ

ภาพท 4 แสดงสวตซแบบหลงเตา สวตช (Switch) เปนอปกรณไฟฟาอกชนดหนง ถอวาเปนอปกรณพนฐานทพบการใชงานไดบอย

หนาทของสวตช คอ ใชตดตอวงจรไฟฟาเพอใหมการจายแรงดนเขาวงจร หรองดจายแรงดนเขาวงจร จะม

แรงดนจายเขาวงจรเมอสวตชตอวงจร (Close Circuit) และไมมแรงดนจายเขาวงจรเมอสวตชตดวงจร (Open

Circuit)

5.สายไฟ

ภาพท 4 แสดงสวตซแบบหลงเตา

สายไฟหรอสายไฟฟานนเปนอปกรณทใชสงพลงงานไฟฟาจากทหนงไปยงอก ทหนงโดยกระแสไฟฟาจะ เปนตวน าพลงงานไฟฟาผานไปตามสายไฟจนถงเครองใชไฟฟา สายไฟท าดวยสารทยอมใหกระแสไฟฟาผานได เรยกวาตวน าไฟฟา และตวน าไฟฟาทใชท าสายไฟเปนโลหะทยอมใหกระแสไฟฟาผานไดด ลวดตวน าแตละชนดยอมใหกระแสไฟฟาผานไดตางกน และในสวนประกอบของสายไฟจะมวสดฉนวนไฟฟาหอหมเพอสะดวกแกการใชงาน และปองกนอนตรายทอาจเกดจากกระแสไฟ ยกเวนสายไฟชนดเปลอยไมมฉนวนหม

5

บทท 3 อปกรณและวธการด าเนนงาน

อปกรณ 1.แบตเตอรแบบแหงขนาด 12 V 7.8 AHจ านวน 1 ลก 2.ปมน าขนาดเลก DC 12V จ านวน 1 ตว 3.สายยาง จ านวน 1.5 เมตร 4.โครงเหลกจ านวน 1 ชด 5.ทอพลาสตกขนาดเสนผานศนยกลาง 1เซนตเมตร จ านวน 2 ทอ 6. สวตซไฟ จ านวน 1 อน 7. สายไฟ จ านวน 1 เมตร 8. แผงโซลาเซลลขนาด 10 วตตจ านวน 1 แผง 9.ทนลอยน าแบบพลาสตก PVC จ านวน 1 อน 10.โฟม จ านวน 1 อน 11.แผนอะครลคใส จ านวน 2 แผน 12.ซลโคน จ านวน 1 อน 13.Solar charger จ านวน 1 อน 14.สกร จ านวน 4 ตว 15.นอตจ านวน 4 ตว 16.ขอตอทองเหลองสามทาง จ านวน 1 อน

ขนตอนการประดษฐ

1.น าทนลอยน าแบบพลาสตก PVC มาตดครง ท าทรงคลายเรอ เจอะรเปนชอง สเหลยมจตรสขนาดความกวาง 21 เซนตเมตร ความยาว 20.5 เซนตเมตร เพอน าอปกรณใสไวขางใน 2.น าเหลกแบนมาเชอมตดกนท าเปนฐานลองแผนโซลาเซลล มขนาดความกวาง 29.5 เซนตเมตร ความยาว42 เซนตเมตร ท ามม 18 องศา เจาะรทขาทงสของฐาน น าไปยดกบตวเรอ 3.ตดแผนอะครลค2 แผน แผนแรก ตดเปนรปสเหลยมจตรสขนาดความกวาง 21 เซนตเมตร ความยาว 20.5 เซนตเมตรเพอน ามาท าเปนทเปด – ปด แผนทสองน ามาตดใหไดขนาดความกวาง 16.5 เซนตเมตร ยาว 29.5 เซนตเมตร เพอน ามาปดสวนทายของตวเรอ 4.น าโฟมมาตด และเจาะเพอน าแบตเตอรร สวทซและ Solar charger มาตดตงภายใน 5.น าปมน ามาตดตงภายในตวล าเรอ ยดนอตภายในใหแนน 6.เดนสายไฟจากแผงโซลาเซลล แบตเตอรร ปมน า และสวตซตอเขากบSolar charger

6

หลกการท างาน

ภาพท 5 แสดงการตอวงจรไฟฟาแบบ off grid

ภาพท 6 แสดงโครงสรางของเครองรดน าพลงงานแสงอาทตย

7

บทท4 บนทกผลการทดลอง

กราฟท 1 แสดงราคาน ามนแกสโซฮอลล91 และ 95เกบขอมลตงแตวนท 4 มกราคม 2556 – 10 ตลาคม 2557

ทมา http://www.pttplc.com/TH/Media-Center/Oil-Price/pages/Bangkok-Oil-Price.aspx ตารางท 1 แสดงตนทนคาใชจายรายเดอนของครอบครวชาวสวนทใชเครองยนตเบซน 91 ในการรดน าพชสวน

จากตารางท 1 พบวาครอบครวนายกาเหวา นายประยงค นายวบรณ มคาเฉลยตนทนคาใชจายรายเดอนของครอบครวชาวสวนทใชเครองยนตเบนซน ในการรดน าพชสวนเทากบ 722.50, 704.16 และ 706.66 บาท/ไร/เดอน และมคาเฉลยรวมเทากบ 711.10 บาท/ไร/เดอน

เดอน

ครอบครว

ชาวสวน

ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย. พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. เฉลย

(ไร/เดอน)

นายกาเหวา หนเสรม 850 800 900 1000 680 560 400 680 710 760 600 730 722.50

นายประยงค เบาค า 800 750 900 1000 650 500 450 650 700 750 600 700 704.16

นายวบรณ บญสมพงษ 800 700 900 1000 680 560 400 650 700 760 600 730 706.66

คาเฉลย 711.10

8

ตารางท 2 เปรยบเทยบประสทธภาพตนทนคาใชจายพลงงานรายเดอนระหวางการใชเรอรดน าเครองยนตเบนซน และเรอรดน าพลงงานทดแทน

จากตารางท 2 เรอรดน าเครองยนตเบนซน มตนทนคาใชจายพลงงานรายเดอน สวนเครองรดน าพลงงานทดแทนมตนทนคาใชจายพลงงานรายเดอน เทากบ 250 บาท/ไรเดอน ซงถกกวารอยละ 35.16

คาใชจาย

ชนดเครองยนตเรอรดน า

เฉลย/ ไร/ เดอน คดเปน

เรอรดน าเครองยนตเบนซน 711.11 100

เรอรดน าพลงงานทดแทน 250 35.16

9

บทท 5 สรปผลการทดลอง

อภปรายผล จากการศกษาแนวโนมราคาน ามนเชอเพลงแกสโซฮอล 91 และ 95 ในตลาดพบวามแนวโนมสงขนและราคาคอนขางผนผวนท าใหตนทนการผลตของเกษตรกรสงขน และจากการส ารวจตนทนคาใชจายรายเดอนของครอบครวชาวสวนทใชเครองยนตเบนซน ในการรดน าพชสวนเทากบ 722.50, 704.16 และ 706.66 บาท/ไร/เดอน และมคาเฉลยรวมเทากบ 711.10 บาท/ไร/เดอน สวนเครองรดน าพลงงานทดแทนมตนทนคาใชจายพลงงานรายเดอน เทากบ 250 บาท/ไรเดอน สรปผลการทดลอง เรอรดน าพลงงานทดแทนสามารถใชงานไดจรง โดยใชแสงอาทตยเปนแหลงพลงงานหลกซงมแผง

โซลารเซลลเปลยนพลงงานแสงใหเปนพลงงานไฟฟา ซงสามารถใชทดแทนเรอรดน าเครองยนตเบนซน

และสามารถประหยดตนทนดานพลงงานในระยะยาวไดถงรอย 35.16 ซงสามารถใชแทนเครองยนตเบนซน

ไดในระยะยาวโดยไมตองค านงถงตนทนการผลตดานพลงงานและสามารถปรบปรงประสทธภาพให

เหมาะสมกบขนาดของพนท

ประโยชนทไดรบ 1. เครองรดน าพลงงานทดแทนมประสทธภาพ สามารถเปนเครองตนแบบพฒนาตอยอดได 2. เครองรดน าพลงงานทดแทนสามารถลดตนทนการผลตดานพลงงานเชอเพลงไดอยางม

ประสทธภาพทงในระยะสนและระยะยาว 3. เครองรดน าพลงงานทดแทนไมกอใหเดมลภาวะกบสงแวดลอมในแงของการปลอยกาซ

คารบอนไดออกไซดสชนบรรยากาศ ขอเสนอแนะ

1. ควรพฒนาใหเครองรดน าสามารถเดนทางไดเองโดยไมตองอาศยแรงคนขบเคลอน ซงเหมาะสมกบทองรองทมขนาดลกและมโคลนจ านวนมาก

10

11

ภาคผนวก

12

รปท 1 แสดงทนลอยน าแบบพลาสตก PVCการตดทนลอยน า

รปท 2 แสดงการตอวงจรไฟฟาภายใน

13

ภาพท 3 เครองรดน าในรองสวนพลงงานแสงอาทตย