ความรู้พื้นฐานสำหรับโซล่าร์เซลล์
8 ปีที่ผ่านมา
ในฐานะที่ทำงานเป็นวิศวกรไฟฟ้ามา 15 ปี ผมทราบดีครับว่าคนส่วนใหญ่มักจะส่ายหน้ากับการอธิบายในเชิงเทคนิก และมีศัพท์วิชาการมากมาย เช่น กระแสไฟ แรงดัน กำลังไฟ อะไรต่อมิอะไร เอาเป็นว่าผมขอทิ้งรายละเอียดเชิงเทคนิกไปทั้งหมดก่อน เรามาเน้นอธิบายให้ชาวบ้านฟังดีกว่าเนอะ (ถ้าอยากได้ข้อมูลเชิงเทคนิก ผมกำลังเขียนหนังสือเกี่ยวกับโซล่าร์เซลล์ เดี๋ยวถ้าเขียนเสร็จจะมาแชร์ให้อ่านนะครับ ^^)
ระบบไฟฟ้ากล่าวโดยสรุปแบบง่ายๆ มันประกอบด้วย ผู้ผลิตไฟ และผู้ใช้ไฟ
รูปที่ 11 หลักการง่ายๆ ของผู้ขายไฟ ผู้ซื้อไฟ และระบบกริด Grid
ผู้ผลิตไฟสามารถมีได้หลายคน โดยแต่ละคนจะช่วยกันผลิตไฟแล้วจ่ายมายังที่เดียวกัน เป็นโครงข่ายของระบบจัดจำหน่าย หรือ พาวเวอร์ กริด (Power Grid) ที่เรามักจะเรียกสั้นๆ ว่า Grid (ไม่ต้องสนใจมาก จำชื่อไว้ก็พอ ^^) เงื่อนไขของผู้ผลิตไฟก็คือ จะต้องผลิตไฟให้อยู่ในรูปแบบเดียวกัน ในทางไฟฟ้า มันคือ แรงดัน(V) และความถี่(Hz) ผู้ผลิตไฟจะต้องผลิตไฟให้ค่าสองตัวนี้ ให้ตรงกันเสมอ ถึงจะร่วม Grid กันได้ สำหรับประเทศไทย แรงดัน และความถี่ของ Grid คือ 220โวลต์-V 50เฮิร์ต-Hz (สำหรับไฟ 1 เฟส)
ทำไมต้องเป็น แรงดัน 220V ความถี่ 50Hz เพราะเครื่องใช้ไฟฟ้าบ้านเราต้องใช้แรงดัน และความถี่เท่านี้ไงล่ะครับ แต่ยังไงก็ดี เริ่มมีเครื่องใช้ไฟฟ้าที่รับไฟจากโซล่าร์เซลล์ได้โดยตรง ไม่ต้องแปลงเป็นกระแสสลับ เริ่มมีวางจำหน่ายแล้วครับ เช่น หม้อหุงข้าว หลอดไฟ แอร์
ส่วนผู้ใช้ไฟก็พวกเราๆ ท่านๆ นี่แหล่ะครับ มีได้หลายคนแน่นอน
และเมื่อวันหนึ่งการไฟฟ้าอนุญาติให้เราผลิตกระแสไฟฟ้าจากหลังคาบ้านเราได้ แสดงว่าเขายินยอมให้เราเป็น “ผู้ผลิตไฟ” นั่นเองครับ
สำหรับพระเอกเบอร์ 1 ของเรานั่นคือ แผงโซล่าเซลล์ นั่นเอง แต่คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าร์เซลล์ จะเป็น 12V หรือ 24V และไม่มีความถี่ เราเรียกว่าแรงดันกระแสตรง (DC) ไม่สามารถต่อเข้ากับ Grid ของการไฟฟ้าได้โดยตรง จะต้องอาศัยอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ (Inverter) นั่นเอง
รูปที่ 12 แผงโซล่าร์เซลล์
พระเอกเบอร์ 2 ของเราหรือ อินเวอร์เตอร์ (Inverter) จะทำหน้าที่แปลงกระแสตรง(DC) 24V 0Hz ที่ได้จากแผงโซล่าร์เซลล มาเป็นกระแสสลับ (AC) 220V 50Hz จะได้ต่อเข้ากับ Grid ของการไฟฟ้าได้นั่นเอง
รูปที่ 13 Solar Inverter
สำหรับผู้ช่วยพระเอกอีกคน ของเราคือ แบตเตอรี่ (Battery) จะทำหน้าที่คู่กับตัวควบคุมการชาร์จ (Charge controller) เพื่อทำการสำรองไฟไว้ใช้งานยามที่แผงโซล่าร์ไม่ทำงาน โดยทำให้ประสิทธิภาพของระบบดียิ่งขึ้น
เพราะถ้าไม่มี แบตเตอรี่ การใช้ไฟจะขึ้นอยู่กับปริมาณโหลดที่ถูกใช้ ณ ขณะนั้นๆ เช่นถ้าเราต่อโหลดแค่ 50% ของบ้าน แต่โซล่าร์เซลล์สามารถจ่ายได้ถึง 100% ส่วนที่เหลืออีก 50% จะไม่ได้ถูกกักเก็บ ก็จะสูญเปล่าไป
แต่ถ้ามี แบตเตอรี่ ส่วนที่เหลือจากการใช้ไฟในบ้าน จะถูกจัดเก็บลง แบตเตอรี่ทั้งหมด เป็นการบริหารพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
เพื่อความเข้าใจมากขึ้นในการทำงาน เมื่อมีแสงแดดมาตกกระทบแผงโซล่าร์เซลล์ จะเกิดการเปลี่ยนจากพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC Current) ผ่านตัวควบคุมการชาร์จ(Charge controller) เพื่อควบคุมว่าจะปล่อยไปใช้เท่าไหร่ และจะเหลือเก็บลงแบตเตอรี่เท่าไหร่
ส่วนที่ปล่อยไปใช้งาน จะต้องผ่านอินเวอร์เตอร์ เพื่อแปลงเป็น ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Current) ก่อนนำไปใช้งานกับโหลดต่างๆ
รูปที่ 14 รูปแบบการใช้งานโซล่าเซลล์
ในวงการไฟฟ้าจะชอบแบ่งประเภทของโซล่าร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นไปตามการต่อ Grid ซึ่งผมมองว่ามันไม่จำเป็นต้องรู้เท่าไหร่ แต่เพื่อให้ครบองค์ความรู้ จะขอกล่าวไว้ตรงนี้สักหน่อย
(1) Off grid หรือ Stand-Alone
คือระบบที่ใช้พลังงานจากโซล่าร์เซลล์เพียงอย่างเดียว ไม่ต่อกับแหล่งจ่ายไฟอื่นๆ เลย เป็นระบบที่มักจะทำงานควบคู่กับแบตเตอรี่ เพื่อให้เกิดการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง ถือเป็นระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ใช้งานมากที่สุดทั่วโลก เหมาะสำหรับสถานที่ ที่มีโหลดคงที่ เช่นตู้หยอดเหรียญ ไฟถนน ไฟสวน ปั้มสูบน้ำ หรือโหลดแบบเจาะจงตามบ้าน ข้อเสียคือไม่สามารถต่อโดยตรงเข้ากับไฟเมนของบ้าน ต้องออกแบบระบบให้แน่นอนก่อน เปลี่ยนแปลงโหลดได้ยากในอนาคต
รูปที่ 15 การต่อวงจรแบบ Off grid solar system
ข้อดีอย่างหนึ่งของระบบ Off grid คือสามารถทำในรูปแบบของชุดคิตสำเร็จรูปได้ง่าย (Solar Kit) ดังรูปครับ
รูปที่ 16 ชุดคิตโซล่าร์เซลล์ รูปแบบหนึ่งของ Off grid ขนาดเล็ก
(2) On grid หรือ Grid-tie
คือระบบที่ต่อกับการไฟฟ้าเพื่อขายไฟ ให้กับการไฟฟ้า เป็นระบบที่ลงทุนน้อยที่สุดและคุ้มค่ามากที่สุด แต่ต้องอาศัยนโยบาลของรัฐบาลช่วยผลักดัน ระบบนี้มีข้อจำกัดก็คือ การไฟฟ้าไม่สามารถรับไฟได้แบบไม่อั้น เพราะข้อจำกัดเรื่องขนาดหม้อแปลงของการไฟฟ้า ดังนั้นในอนาคตระบบนี้จะต้องหมดโควต้าอย่างแน่นอน ในประเทศไทย ตอนนี้มีนโยบายรับซื้อไฟ ซึ่งจะหมดเขตในเดือนมิถุนายน 2558 รีบๆ หน่อยนะครับ (ตอนเขียนบทความนี้ยังไม่หมดเขตครับ ^^)
รูปที่ 17 Ongrid solar system จะมีมิเตอร์ขาย และมิเตอร์ซื้อแยกกัน
(3) Grid-tie with power backup
หรือ Grid interactive system เหมือนระบบ On grid เพียงแต่มีแบตเตอรี่ เพื่อสามารถจ่ายไฟในช่วงเวลาไฟดับได้ด้วย หรือสามารถเซ็ตระบบ ให้สามารถจ่ายไฟได้ในกรณีที่มีไฟตก ไฟกระพริบ ระบบนี้จะแพงกว่า On grid ประมาณ 12-20%
รูปที่ 18 การต่อแบบ Grid-tie with power backup หรือ Grid interactive system
(4) Grid fallback
เป็นระบบที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ไฟในบ้าน ไม่ได้ทำการขายไฟให้กับการไฟฟ้า แต่ต่อเข้าโดยตรงกับไฟบ้านผ่านสวิตช์ตัดต่อ สวิตช์ตัดต่อดังกล่าวเรียกว่า Automatic transfer switch มีหลักการทำงานคือ เมื่อมีแสงแดด สวิตช์ตัวนี้ จะแบ่งโหลดส่วนหนึ่งมารับไฟจากโซล่าร์เซลล์ จนเมื่อแสงแดดหมดแบตเตอรี่จะจ่ายไฟต่อจนแบตหมด หลังจากนั้นสวิตช์จะเปลี่ยนไปใช้ไฟจากการไฟฟ้าให้อัตโนมัติ โดยโหลดไม่สะดุดเลย ระบบนี้จะเป็นระบบหลักของโลกในอนาคต เมื่อการไฟฟ้าไม่รับซื้อไฟอีกต่อไป เราจึงต้องหันมาพึ่งตัวเองครับ ^_^ (ปล.หลายคนอาจเคยได้ยินชื่อระบบว่า Smart hybrid แต่จริงๆ แล้วก็คือ Grid fallback และก็มีมานานแล้วด้วยครับ ระบบนี้)
รูปที่ 19 การต่อแบบ Grid fallback ที่ให้ประสิทธิภาพการใช้งานสูงสุด
ก็ครบหมดแล้วทั้ง 4 รูปแบบการใช้งานโซล่าร์เซลล์สำหรับบ้าน จะมีสิ่งหนึ่งที่อยากจะเน้นย้ำอีกครั้งหนึ่งนะครับ กันความสับสน
- ถ้าติดเพื่อขายไฟ ไม่ต้องสนใจโหลดว่าต้องใช้ไฟเท่าไหร่ ให้สนใจว่าจะลงทุนเท่าไหร่ มีพื้นที่หลังคาพอหรือไม่ (ซึ่งจะกล่าวถึงอีกครั้งหนึ่ง)
- ถ้าติดเพื่อใช้ไฟเอง จะต้องมีการคำนวณโหลดที่ต้องการรับไฟจากโซล่าร์เซลล์ ให้จำนวนแผงเหมาะสมกับปริมาณโหลดที่จะใช้
ระบบไฟฟ้ากล่าวโดยสรุปแบบง่ายๆ มันประกอบด้วย ผู้ผลิตไฟ และผู้ใช้ไฟ
รูปที่ 11 หลักการง่ายๆ ของผู้ขายไฟ ผู้ซื้อไฟ และระบบกริด Grid
ผู้ผลิตไฟสามารถมีได้หลายคน โดยแต่ละคนจะช่วยกันผลิตไฟแล้วจ่ายมายังที่เดียวกัน เป็นโครงข่ายของระบบจัดจำหน่าย หรือ พาวเวอร์ กริด (Power Grid) ที่เรามักจะเรียกสั้นๆ ว่า Grid (ไม่ต้องสนใจมาก จำชื่อไว้ก็พอ ^^) เงื่อนไขของผู้ผลิตไฟก็คือ จะต้องผลิตไฟให้อยู่ในรูปแบบเดียวกัน ในทางไฟฟ้า มันคือ แรงดัน(V) และความถี่(Hz) ผู้ผลิตไฟจะต้องผลิตไฟให้ค่าสองตัวนี้ ให้ตรงกันเสมอ ถึงจะร่วม Grid กันได้ สำหรับประเทศไทย แรงดัน และความถี่ของ Grid คือ 220โวลต์-V 50เฮิร์ต-Hz (สำหรับไฟ 1 เฟส)
ทำไมต้องเป็น แรงดัน 220V ความถี่ 50Hz เพราะเครื่องใช้ไฟฟ้าบ้านเราต้องใช้แรงดัน และความถี่เท่านี้ไงล่ะครับ แต่ยังไงก็ดี เริ่มมีเครื่องใช้ไฟฟ้าที่รับไฟจากโซล่าร์เซลล์ได้โดยตรง ไม่ต้องแปลงเป็นกระแสสลับ เริ่มมีวางจำหน่ายแล้วครับ เช่น หม้อหุงข้าว หลอดไฟ แอร์
ส่วนผู้ใช้ไฟก็พวกเราๆ ท่านๆ นี่แหล่ะครับ มีได้หลายคนแน่นอน
และเมื่อวันหนึ่งการไฟฟ้าอนุญาติให้เราผลิตกระแสไฟฟ้าจากหลังคาบ้านเราได้ แสดงว่าเขายินยอมให้เราเป็น “ผู้ผลิตไฟ” นั่นเองครับ
สำหรับพระเอกเบอร์ 1 ของเรานั่นคือ แผงโซล่าเซลล์ นั่นเอง แต่คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าร์เซลล์ จะเป็น 12V หรือ 24V และไม่มีความถี่ เราเรียกว่าแรงดันกระแสตรง (DC) ไม่สามารถต่อเข้ากับ Grid ของการไฟฟ้าได้โดยตรง จะต้องอาศัยอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ (Inverter) นั่นเอง
รูปที่ 12 แผงโซล่าร์เซลล์
พระเอกเบอร์ 2 ของเราหรือ อินเวอร์เตอร์ (Inverter) จะทำหน้าที่แปลงกระแสตรง(DC) 24V 0Hz ที่ได้จากแผงโซล่าร์เซลล มาเป็นกระแสสลับ (AC) 220V 50Hz จะได้ต่อเข้ากับ Grid ของการไฟฟ้าได้นั่นเอง
รูปที่ 13 Solar Inverter
สำหรับผู้ช่วยพระเอกอีกคน ของเราคือ แบตเตอรี่ (Battery) จะทำหน้าที่คู่กับตัวควบคุมการชาร์จ (Charge controller) เพื่อทำการสำรองไฟไว้ใช้งานยามที่แผงโซล่าร์ไม่ทำงาน โดยทำให้ประสิทธิภาพของระบบดียิ่งขึ้น
เพราะถ้าไม่มี แบตเตอรี่ การใช้ไฟจะขึ้นอยู่กับปริมาณโหลดที่ถูกใช้ ณ ขณะนั้นๆ เช่นถ้าเราต่อโหลดแค่ 50% ของบ้าน แต่โซล่าร์เซลล์สามารถจ่ายได้ถึง 100% ส่วนที่เหลืออีก 50% จะไม่ได้ถูกกักเก็บ ก็จะสูญเปล่าไป
แต่ถ้ามี แบตเตอรี่ ส่วนที่เหลือจากการใช้ไฟในบ้าน จะถูกจัดเก็บลง แบตเตอรี่ทั้งหมด เป็นการบริหารพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
เพื่อความเข้าใจมากขึ้นในการทำงาน เมื่อมีแสงแดดมาตกกระทบแผงโซล่าร์เซลล์ จะเกิดการเปลี่ยนจากพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC Current) ผ่านตัวควบคุมการชาร์จ(Charge controller) เพื่อควบคุมว่าจะปล่อยไปใช้เท่าไหร่ และจะเหลือเก็บลงแบตเตอรี่เท่าไหร่
ส่วนที่ปล่อยไปใช้งาน จะต้องผ่านอินเวอร์เตอร์ เพื่อแปลงเป็น ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Current) ก่อนนำไปใช้งานกับโหลดต่างๆ
รูปที่ 14 รูปแบบการใช้งานโซล่าเซลล์
ในวงการไฟฟ้าจะชอบแบ่งประเภทของโซล่าร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นไปตามการต่อ Grid ซึ่งผมมองว่ามันไม่จำเป็นต้องรู้เท่าไหร่ แต่เพื่อให้ครบองค์ความรู้ จะขอกล่าวไว้ตรงนี้สักหน่อย
(1) Off grid หรือ Stand-Alone
คือระบบที่ใช้พลังงานจากโซล่าร์เซลล์เพียงอย่างเดียว ไม่ต่อกับแหล่งจ่ายไฟอื่นๆ เลย เป็นระบบที่มักจะทำงานควบคู่กับแบตเตอรี่ เพื่อให้เกิดการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง ถือเป็นระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ที่ใช้งานมากที่สุดทั่วโลก เหมาะสำหรับสถานที่ ที่มีโหลดคงที่ เช่นตู้หยอดเหรียญ ไฟถนน ไฟสวน ปั้มสูบน้ำ หรือโหลดแบบเจาะจงตามบ้าน ข้อเสียคือไม่สามารถต่อโดยตรงเข้ากับไฟเมนของบ้าน ต้องออกแบบระบบให้แน่นอนก่อน เปลี่ยนแปลงโหลดได้ยากในอนาคต
รูปที่ 15 การต่อวงจรแบบ Off grid solar system
ข้อดีอย่างหนึ่งของระบบ Off grid คือสามารถทำในรูปแบบของชุดคิตสำเร็จรูปได้ง่าย (Solar Kit) ดังรูปครับ
รูปที่ 16 ชุดคิตโซล่าร์เซลล์ รูปแบบหนึ่งของ Off grid ขนาดเล็ก
(2) On grid หรือ Grid-tie
คือระบบที่ต่อกับการไฟฟ้าเพื่อขายไฟ ให้กับการไฟฟ้า เป็นระบบที่ลงทุนน้อยที่สุดและคุ้มค่ามากที่สุด แต่ต้องอาศัยนโยบาลของรัฐบาลช่วยผลักดัน ระบบนี้มีข้อจำกัดก็คือ การไฟฟ้าไม่สามารถรับไฟได้แบบไม่อั้น เพราะข้อจำกัดเรื่องขนาดหม้อแปลงของการไฟฟ้า ดังนั้นในอนาคตระบบนี้จะต้องหมดโควต้าอย่างแน่นอน ในประเทศไทย ตอนนี้มีนโยบายรับซื้อไฟ ซึ่งจะหมดเขตในเดือนมิถุนายน 2558 รีบๆ หน่อยนะครับ (ตอนเขียนบทความนี้ยังไม่หมดเขตครับ ^^)
รูปที่ 17 Ongrid solar system จะมีมิเตอร์ขาย และมิเตอร์ซื้อแยกกัน
(3) Grid-tie with power backup
หรือ Grid interactive system เหมือนระบบ On grid เพียงแต่มีแบตเตอรี่ เพื่อสามารถจ่ายไฟในช่วงเวลาไฟดับได้ด้วย หรือสามารถเซ็ตระบบ ให้สามารถจ่ายไฟได้ในกรณีที่มีไฟตก ไฟกระพริบ ระบบนี้จะแพงกว่า On grid ประมาณ 12-20%
รูปที่ 18 การต่อแบบ Grid-tie with power backup หรือ Grid interactive system
(4) Grid fallback
เป็นระบบที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ไฟในบ้าน ไม่ได้ทำการขายไฟให้กับการไฟฟ้า แต่ต่อเข้าโดยตรงกับไฟบ้านผ่านสวิตช์ตัดต่อ สวิตช์ตัดต่อดังกล่าวเรียกว่า Automatic transfer switch มีหลักการทำงานคือ เมื่อมีแสงแดด สวิตช์ตัวนี้ จะแบ่งโหลดส่วนหนึ่งมารับไฟจากโซล่าร์เซลล์ จนเมื่อแสงแดดหมดแบตเตอรี่จะจ่ายไฟต่อจนแบตหมด หลังจากนั้นสวิตช์จะเปลี่ยนไปใช้ไฟจากการไฟฟ้าให้อัตโนมัติ โดยโหลดไม่สะดุดเลย ระบบนี้จะเป็นระบบหลักของโลกในอนาคต เมื่อการไฟฟ้าไม่รับซื้อไฟอีกต่อไป เราจึงต้องหันมาพึ่งตัวเองครับ ^_^ (ปล.หลายคนอาจเคยได้ยินชื่อระบบว่า Smart hybrid แต่จริงๆ แล้วก็คือ Grid fallback และก็มีมานานแล้วด้วยครับ ระบบนี้)
รูปที่ 19 การต่อแบบ Grid fallback ที่ให้ประสิทธิภาพการใช้งานสูงสุด
ก็ครบหมดแล้วทั้ง 4 รูปแบบการใช้งานโซล่าร์เซลล์สำหรับบ้าน จะมีสิ่งหนึ่งที่อยากจะเน้นย้ำอีกครั้งหนึ่งนะครับ กันความสับสน
- ถ้าติดเพื่อขายไฟ ไม่ต้องสนใจโหลดว่าต้องใช้ไฟเท่าไหร่ ให้สนใจว่าจะลงทุนเท่าไหร่ มีพื้นที่หลังคาพอหรือไม่ (ซึ่งจะกล่าวถึงอีกครั้งหนึ่ง)
- ถ้าติดเพื่อใช้ไฟเอง จะต้องมีการคำนวณโหลดที่ต้องการรับไฟจากโซล่าร์เซลล์ ให้จำนวนแผงเหมาะสมกับปริมาณโหลดที่จะใช้
MEMBER
▲
▼
รายการสั่งซื้อของฉัน
รายการสั่งซื้อของฉัน
ข้อมูลร้านค้านี้
Divine Technology Solutions
ตรวจทดสอบ Fire Pump ทั้งระบบ พร้อมดูแล ซ่อมบำรุง ปรับปรุงแก้ไข โดยสามัญวิศวกร ซ่อมปั๊ม และ มอเตอร์ Repair Heat Exchanger รับ Alignment ด้วย Laser
เบอร์โทร : 02-346-4150
อีเมล : divinetechno01@gmail.com
อีเมล : divinetechno01@gmail.com
ส่งข้อความติดต่อร้าน
เกี่ยวกับร้านค้านี้
ค้นหาสินค้าในร้านนี้
ค้นหาสินค้า
สินค้าที่ดูล่าสุด
บันทึกเป็นร้านโปรด
Join เป็นสมาชิกร้าน
แชร์หน้านี้
แชร์หน้านี้
↑
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
สินค้าในตะกร้า ({{total_num}} รายการ)
ขออภัย ขณะนี้ยังไม่มีสินค้าในตะกร้า
ราคาสินค้าทั้งหมด
฿ {{price_format(total_price)}}
- ฿ {{price_format(discount.price)}}
ราคาสินค้าทั้งหมด
{{total_quantity}} ชิ้น
฿ {{price_format(after_product_price)}}
ราคาไม่รวมค่าจัดส่ง
➜ เลือกซื้อสินค้าเพิ่ม