ทิศและมุมเอียงแผงโซลาร์ในไทย ตั้งอย่างไรให้ได้ไฟมากที่สุด

หลายคนที่กำลังจะติดโซลาร์เซลล์มักมีคำถามแรก ๆ ว่า บ้านหรือโรงงานของตัวเองหลังคาหันทิศนี้ ติดโซลาร์แล้วจะได้ไฟเยอะพอไหม โดยเฉพาะคนที่หลังคาไม่ได้หันไปทางทิศใต้พอดี ๆ ก็มักกังวลว่าจะติดไม่ได้หรือได้ไฟน้อยจนไม่คุ้ม ความจริงแล้วทิศและมุมเอียงของแผงมีผลต่อปริมาณไฟที่ผลิตได้จริง แต่ไม่ได้หมายความว่าหลังคาทุกทิศจะติดไม่ได้ วันนี้เรามาทำความเข้าใจหลักการง่าย ๆ กันว่าทำไมทิศและมุมถึงสำคัญ และบ้านของเราควรวางแผงอย่างไรให้ได้ไฟคุ้มค่าที่สุด

ทำไมทิศและมุมเอียงถึงมีผลกับไฟที่ผลิตได้

แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟได้มากที่สุดเมื่อ แสงอาทิตย์ตกกระทบหน้าแผงในแนวตั้งฉากหรือใกล้เคียง ยิ่งแสงเฉียงมากเท่าไหร่ ปริมาณพลังงานที่แผงรับได้ก็จะยิ่งลดลง เพราะพื้นที่หน้าตัดที่รับแสงจริงมันน้อยลงไปเรื่อย ๆ ลองนึกภาพการถือร่มกันฝน ถ้าฝนตกตรง ๆ ลงมา กางร่มแนวนอนก็กันได้เต็มที่ แต่ถ้าฝนเฉียงมาด้านข้าง ร่มแนวนอนก็กันได้ไม่หมด ต้องเอียงร่มตามทิศฝนถึงจะกันได้ดีที่สุด แสงอาทิตย์ก็ทำงานในลักษณะคล้ายกัน

ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่บนท้องฟ้าตลอดวันและเปลี่ยนตำแหน่งตามฤดูกาลด้วย การตั้งทิศและมุมเอียงของแผงจึงเป็นการ หาจุดที่รับแสงเฉลี่ยตลอดทั้งปีได้มากที่สุด ไม่ใช่การเล็งให้ตรงกับดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้น

ทิศไหนดีที่สุดสำหรับติดโซลาร์ในไทย

ประเทศไทยตั้งอยู่ในซีกโลกเหนือและอยู่ไม่ไกลจากเส้นศูนย์สูตรมากนัก โดยทั่วไปแล้ว ทิศใต้ถือเป็นทิศที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการติดตั้งแผงโซลาร์ในบ้านเรา เพราะดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านช่วงกลางวันค่อนไปทางทิศใต้เกือบตลอดทั้งปี การหันแผงไปทางทิศใต้จึงมักให้ปริมาณไฟสะสมต่อปีสูงที่สุดเมื่อเทียบกับทิศอื่น

รองลงมาคือทิศตะวันออกเฉียงใต้และทิศตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งยังให้ผลผลิตไฟที่ดีอยู่ ส่วนทิศตะวันออกและทิศตะวันตกตรง ๆ ก็ยังใช้งานได้ เพียงแต่รูปแบบการผลิตไฟจะเปลี่ยนไป คือทิศตะวันออกจะผลิตไฟได้ดีช่วงเช้า และทิศตะวันตกจะผลิตไฟได้ดีช่วงบ่ายถึงเย็น ซึ่งบางกรณีก็เหมาะกับพฤติกรรมการใช้ไฟของบ้านหรือโรงงานบางแห่งด้วยซ้ำ เช่น โรงงานที่ใช้ไฟหนักช่วงบ่าย การมีแผงหันทิศตะวันตกบางส่วนอาจช่วยให้ไฟที่ผลิตได้ตรงกับช่วงที่ใช้งานจริงมากขึ้น

มุมเอียงที่เหมาะสมสำหรับประเทศไทย

มุมเอียงของแผง หมายถึงมุมที่แผงเอียงขึ้นจากแนวราบ หลักการทั่วไปในทางฟิสิกส์คือ มุมเอียงที่ให้ผลผลิตไฟสูงสุดตลอดทั้งปีมักใกล้เคียงกับ ค่าละติจูดของสถานที่ตั้ง เนื่องจากประเทศไทยมีละติจูดต่ำ อยู่ในช่วงประมาณ 5-20 องศาเหนือ แล้วแต่ภูมิภาค มุมเอียงที่เหมาะสมของบ้านเราจึงมักอยู่ในช่วงที่ค่อนข้างน้อย เมื่อเทียบกับประเทศในเขตหนาวที่ต้องตั้งแผงเอียงชันมาก

ตัวเลของศาที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามพื้นที่ตั้ง รูปแบบการใช้ไฟ และเป้าหมายของระบบ เช่น บางกรณีออกแบบให้เอียงน้อยลงเล็กน้อยเพื่อให้น้ำฝนไหลชะล้างฝุ่นบนแผงได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นอีกปัจจัยที่ต้องพิจารณาร่วมด้วย ตรงนี้แนะนำให้ปรึกษาผู้ติดตั้งที่มีความรู้เพื่อคำนวณมุมที่เหมาะกับหลังคาและพื้นที่ของแต่ละบ้านจริง ๆ ไม่ควรยึดตัวเลขตายตัวจากที่ใดที่หนึ่ง เพราะปัจจัยแวดล้อมของแต่ละบ้านไม่เหมือนกัน

หลังคาไม่ได้ทิศใต้ ยังติดได้ไหม

คำตอบคือ ติดได้แน่นอน เพียงแต่ปริมาณไฟที่ผลิตได้อาจน้อยกว่าหลังคาที่หันทิศใต้พอดีในสัดส่วนหนึ่ง ซึ่งความแตกต่างนี้ขึ้นอยู่กับว่าทิศจริงของหลังคาเบี่ยงไปจากทิศใต้มากน้อยแค่ไหน หากเบี่ยงไปทางตะวันออกหรือตะวันตกไม่มาก ผลต่างของไฟที่ผลิตได้มักไม่มากจนน่ากังวล แต่ถ้าหลังคาหันไปทางทิศเหนือตรง ๆ ก็อาจต้องพิจารณาทางเลือกอื่น เช่น ใช้โครงสร้างยกแผง (ที่เรียกกันว่า tilt frame หรือโครงเหล็กเอียง) เพื่อปรับให้แผงหันไปทางทิศใต้ได้ดีขึ้นแม้ตัวหลังคาจะไม่ได้ทิศนั้น

อีกแนวทางหนึ่งคือการออกแบบระบบให้แยกแผงเป็นหลายกลุ่มหันไปคนละทิศ เช่น ครึ่งหนึ่งหันตะวันออก ครึ่งหนึ่งหันตะวันตก เพื่อให้มีไฟผลิตได้ยาวนานตลอดทั้งวัน ซึ่งวิธีนี้เหมาะกับบ้านหรือโรงงานที่ใช้ไฟต่อเนื่องตลอดวันมากกว่าการหันไปทิศเดียว

หลังคาแต่ละแบบมีผลต่อการจัดวางอย่างไร

หลังคาจั่วหรือหลังคาเพิงหมาแหงน ซึ่งมีความลาดเอียงอยู่แล้วตามธรรมชาติ มักติดตั้งแผงให้แนบไปกับผืนหลังคาได้เลย โดยมุมเอียงของแผงจะเท่ากับมุมเอียงของหลังคานั้น ๆ ซึ่งในหลายกรณีก็ใกล้เคียงกับมุมที่เหมาะสมอยู่แล้ว ส่วนหลังคาแบบแบนหรือดาดฟ้า จะต้องใช้โครงยึดเสริมเพื่อปรับมุมเอียงให้แผงรับแสงได้ดีขึ้น ซึ่งต้องคำนึงถึงระยะห่างระหว่างแถวแผงด้วย ไม่ให้แผงแถวหน้าบังเงาแผงแถวหลังในช่วงที่ดวงอาทิตย์อยู่ต่ำ

สำหรับโรงงานที่มีหลังคาเมทัลชีทขนาดใหญ่และมีหลายผืนหันคนละทิศ การออกแบบมักต้องพิจารณาเป็นรายผืนหลังคา บางผืนอาจให้ผลผลิตไฟดีกว่าผืนอื่นอย่างชัดเจน ซึ่งทีมออกแบบที่มีประสบการณ์จะช่วยคำนวณและจัดลำดับความสำคัญของพื้นที่ติดตั้งให้เหมาะสมกับงบประมาณและเป้าหมายการใช้ไฟของแต่ละโรงงาน

จะรู้ได้อย่างไรว่าบ้านเราควรติดแบบไหน

ในทางปฏิบัติ ผู้ติดตั้งมืออาชีพจะใช้เครื่องมือวัดทิศและมุมหลังคาจริงหน้างาน ร่วมกับโปรแกรมจำลองการรับแสงตลอดทั้งปี เพื่อประเมินว่าการจัดวางแบบใดให้ผลผลิตไฟคุ้มค่าที่สุดสำหรับหลังคานั้น ๆ โดยเฉพาะ ซึ่งต่างจากการเดาหรือใช้ค่าทั่วไปแบบเหมารวม เพราะแต่ละบ้านมีปัจจัยแวดล้อมไม่เหมือนกัน เช่น ต้นไม้ อาคารข้างเคียง หรือสิ่งปลูกสร้างอื่นที่อาจสร้างเงาบดบังในบางช่วงเวลา

สิ่งสำคัญที่อยากย้ำคือ งานติดตั้งที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างหลังคาและระบบไฟฟ้าควรให้ช่างผู้มีความรู้และประสบการณ์เป็นผู้ดำเนินการเท่านั้น ไม่ควรปรับมุมหรือต่อระบบไฟด้วยตัวเองเด็ดขาด เพราะนอกจากเรื่องความปลอดภัยแล้ว การติดตั้งผิดมุมหรือผิดวิธียังอาจทำให้แผงผลิตไฟได้ไม่เต็มประสิทธิภาพในระยะยาวด้วย หากสนใจศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบระบบโซลาร์ สามารถอ่านบทความอื่น ๆ ได้ที่ บล็อกความรู้โซลาร์ของเรา

หลังคาหันทิศเหนือ ติดโซลาร์ได้ไหม

ได้ แต่โดยทั่วไปจะผลิตไฟได้น้อยกว่าทิศใต้อย่างชัดเจน หากไม่มีทางเลือกอื่น ผู้ติดตั้งอาจแนะนำให้ใช้โครงเหล็กยกมุมแผงเพื่อหันไปทางทิศใต้แทน หรือพิจารณาพื้นที่หลังคาอื่นที่ให้ทิศดีกว่าร่วมด้วย

มุมเอียงของแผงต้องเท่ากับมุมหลังคาเสมอไปไหม

ไม่จำเป็น ถ้าหลังคามีมุมเอียงใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมอยู่แล้วก็ติดแนบหลังคาได้เลย แต่ถ้าหลังคาแบนหรือมุมต่างไปมาก ผู้ติดตั้งอาจใช้โครงยึดปรับมุมเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ผลผลิตไฟที่ดีขึ้น

ติดแผงหันหลายทิศพร้อมกันคุ้มกว่าหันทิศเดียวไหม

ขึ้นอยู่กับเป้าหมาย ถ้าต้องการปริมาณไฟสะสมต่อปีสูงสุด การหันทิศใต้ทิศเดียวมักให้ผลดีที่สุด แต่ถ้าต้องการให้มีไฟใช้ต่อเนื่องยาวนานตลอดวัน การแบ่งแผงหันหลายทิศก็เป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลเช่นกัน ควรปรึกษาผู้ออกแบบระบบเพื่อเลือกแนวทางที่เหมาะกับพฤติกรรมการใช้ไฟของบ้านหรือโรงงานนั้น ๆ

โดยสรุปแล้ว ทิศใต้และมุมเอียงที่ใกล้เคียงกับละติจูดของพื้นที่ มักเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการติดโซลาร์ในประเทศไทย แต่หลังคาที่ไม่ได้ทิศนี้ก็ยังติดตั้งและใช้งานได้จริง เพียงแต่ต้องอาศัยการออกแบบและคำนวณที่เหมาะสมกับสภาพหน้างานจริง หากกำลังพิจารณาติดตั้งโซลาร์แต่ไม่แน่ใจว่าหลังคาบ้านหรือโรงงานของตัวเองเหมาะกับการจัดวางแบบไหน ทีมงาน Solar Farm Mining ยินดีให้คำปรึกษาเพื่อประเมินหน้างานจริงให้คุณ

ภาพ: Budget Bizar / Pexels