สรุปความรู้เกี่ยวกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับครัวเรือน

ปัจจุบัน ความต้องการซื้อระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (สำหรับครัวเรือน) ของผู้คนเพิ่มขึ้นอย่างมากภายใต้สถานการณ์การขาดแคลนพลังงาน ขณะเดียวกัน หลายประเทศและเมืองต่าง ๆ ก็เริ่มให้เงินอุดหนุน แต่ในแง่ของผลิตภัณฑ์เฉพาะนั้น เรายังไม่ค่อยมีความรู้มากนัก เรามาสรุปความรู้เกี่ยวกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อให้คุณกลายเป็นผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมได้อย่างรวดเร็ว

พูดง่ายๆ ก็คือ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับครัวเรือน หมายถึงระบบที่ผลิตไฟฟ้าและจ่ายไฟฟ้าโดยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่บ้าน ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์สำหรับการผลิตไฟฟ้าบริสุทธิ์สำหรับใช้ส่วนบุคคล ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีระบบกักเก็บพลังงานก็ตาม

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะประกอบไปด้วยเครื่อง All-in-One และเครื่องแยกส่วนเป็นหลัก เนื่องจากเครื่องแยกส่วนมีสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายและสะดวกกว่า จึงได้รับความนิยมมากกว่า

เครื่องออลอินวันระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับครัวเรือนเป็นระบบที่ผสานรวมอินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ และตัวควบคุมไว้ด้วยกัน สามารถแสดงสถานะการทำงานได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และเข้าใจง่ายผ่านหน้าจอสัมผัส สามารถปรับพารามิเตอร์และโหมดการทำงานต่างๆ ได้อย่างสะดวก โดยทั่วไปมีโหมดการทำงาน 3 โหมด ได้แก่ โหมดเน้นพลังงานแสงอาทิตย์ โหมดเน้นไฟฟ้ากระแสสลับ (ไฟหลัก) และโหมดเน้นไฟฟ้ากระแสสลับ (SE) (โหมดเปลี่ยนการใช้พลังงานสูงสุด)
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับครัวเรือนแบบแยกส่วน (Split-Type) จะติดตั้งแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์แยกกัน ผู้ใช้สามารถเลือกใช้อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงานสำหรับครัวเรือนได้ตามความต้องการ และยังสามารถเลือกใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งหรืออินเวอร์เตอร์เป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองได้อีกด้วย โดยทั่วไประบบนี้ประกอบด้วย 4 ประเภท ได้แก่ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด + ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่, ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด + ระบบกักเก็บพลังงาน, ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบออนกริด และระบบการจัดการพลังงาน (EMS)

สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในครัวเรือน ระบบบูรณาการจะมีต้นทุนคุ้มค่ากว่าและสะดวกต่อการใช้งานและการบำรุงรักษามากกว่า

ในระหว่างวัน ไฟฟ้าที่ผลิตโดยระบบโฟโตวอลตาอิกส์จะถูกใช้โดยโหลดในพื้นที่เป็นหลัก และพลังงานส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ และสามารถเลือกรวมเข้าในกริดเมื่อยังมีไฟฟ้าส่วนเกินอยู่ได้
ในเวลากลางคืน เมื่อระบบโฟโตโวลตาอิคส์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ แบตเตอรี่จะคายประจุเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดในพื้นที่

ระบบกักเก็บพลังงานในครัวเรือนสามารถปรับปรุงระดับการผลิตและการใช้ไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ในครัวเรือน ลดค่าไฟฟ้าของผู้ใช้ และรับประกันความเสถียรของการใช้ไฟฟ้าของผู้ใช้ภายใต้สภาพอากาศที่รุนแรง

สำหรับผู้ใช้ในพื้นที่ที่มีราคาไฟฟ้าสูง มีช่วงราคาสูงสุดถึงต่ำสุด หรือระบบไฟฟ้าเก่า การซื้อระบบจัดเก็บข้อมูลภายในบ้านจะคุ้มค่ากว่า และผู้ใช้ภายในบ้านก็มีแรงจูงใจที่จะซื้อระบบจัดเก็บข้อมูลภายในบ้านเช่นกัน

โดยทั่วไป หากมีเครื่องใช้ไฟฟ้า 3-5 เครื่องที่ใช้ไฟฟ้าในบ้านทุกวัน ระบบผลิตไฟฟ้าขนาด 3 กิโลวัตต์ก็สามารถตอบสนองความต้องการได้ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าขนาดนี้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เพื่อผลิตไฟฟ้า คุณสามารถเลือกเครื่องออลอินวันที่สามารถชาร์จไฟฟ้าจากไฟฟ้าหลักโดยตรงเพื่อสำรองไฟฟ้าได้ ราคาอยู่ที่ประมาณ 5,000 ดอลลาร์สหรัฐ (มาตรฐานนี้อ้างอิงจากแบรนด์ที่เชื่อถือได้และผ่านมาตรฐานความปลอดภัย ดังรายละเอียดด้านล่าง)

หากมีเครื่องใช้ไฟฟ้า 7-10 เครื่องที่ใช้ไฟฟ้าในแต่ละวัน กำลังไฟฟ้ารวมของระบบผลิตไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 5 กิโลวัตต์ ราคาของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สำหรับครัวเรือนขนาด 5 กิโลวัตต์อยู่ที่ประมาณ 12,000 ดอลลาร์สหรัฐ
หากอัตราการใช้ไฟฟ้าต่อวันสูงถึง 12 ถึง 15 เครื่องใช้ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพิจารณาถึงบ้านอัจฉริยะและการชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ด้วย ควรเลือกใช้ระบบผลิตไฟฟ้า 10 กิโลวัตต์ที่มีราคาประมาณ 25,000 ดอลลาร์สหรัฐ

หากใช้โครงการที่พักอาศัยในเซี่ยงไฮ้เป็นตัวอย่าง โดยพิจารณาจากพื้นที่ติดตั้งที่มีประสิทธิภาพของหลังคาผู้ใช้ เราจะใช้กำลังการผลิตที่ติดตั้ง 10 กิโลวัตต์เป็นตัวอย่าง แรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดคือ 380 โวลต์ ไฟฟ้าผลิตและใช้งานเอง และส่วนที่เหลือจะเชื่อมต่อกับกริด

อ้างอิงจากปริมาณแสงแดดเฉลี่ยต่อปีในเซี่ยงไฮ้ กำลังการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อเดือนของโครงการอยู่ที่ประมาณ 1100 กิโลวัตต์ชั่วโมง หากรวมปริมาณการใช้ไฟฟ้าส่วนบุคคลและยอดขายเข้าระบบแล้ว จะรวมอยู่ในนโยบายการอุดหนุนแบบกระจายของเซี่ยงไฮ้ โดยอ้างอิงจากเงินอุดหนุนระดับชาติ 0.059 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง บวกกับเงินอุดหนุนแบบกระจายในท้องถิ่น 0.056 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง มูลค่าการลงทุนรวมของระบบอยู่ที่ประมาณ 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ คาดว่าต้นทุนจะสามารถคืนทุนได้ภายใน 4-5 ปี เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์มีอายุการใช้งาน 30 ปี ช่วงเวลาที่เหลืออีก 25-26 ปีจึงเป็นช่วงเวลาแห่งผลกำไรอย่างแท้จริง

แน่นอน “การใช้ไฟฟ้าส่วนเกินที่เชื่อมต่อเข้ากับระบบกริดแบบใช้เองโดยธรรมชาติ” เป็นโหมดการใช้พลังงานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายสำหรับครัวเรือน ในโหมดนี้ จุดเชื่อมต่อระบบกริดจะถูกตั้งไว้ที่ด้านโหลดของมิเตอร์ไฟฟ้าของผู้ใช้ และจำเป็นต้องติดตั้งมิเตอร์ไฟฟ้าแบบส่งกลับพลังงานแสงอาทิตย์ หรือตั้งค่ามิเตอร์ไฟฟ้ากริดให้เป็นแบบสองทาง พลังงานแสงอาทิตย์ที่ผู้ใช้ใช้โดยตรงสามารถใช้ประโยชน์จากราคาขายของกริดได้โดยตรง ซึ่งจะช่วยประหยัดค่าไฟฟ้า โดยกำลังไฟฟ้าที่ส่งกลับจะถูกวัดแยกต่างหากและจ่ายตามราคาไฟฟ้าที่เชื่อมต่อระบบกริดที่กำหนดไว้

อย่างไรก็ตาม นโยบายการอุดหนุนในแต่ละภูมิภาคมีความแตกต่างกัน คุณสามารถปรึกษาหน่วยงานด้านพลังงานระดับเทศบาลหรือระดับเทศมณฑลได้

การติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านมีรายละเอียดมากมายที่ต้องใส่ใจ ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างหลังคา มุมและทิศทางของหลังคา ความสามารถในการรับน้ำหนัก ฯลฯ ซึ่งทุกรายละเอียดล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตพลังงานในอนาคตและประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้ ดังนั้น ก่อนการติดตั้ง จำเป็นต้องหาทีมงานมืออาชีพเพื่อออกแบบโซลูชันการกักเก็บพลังงานภายในบ้านที่ตรงเป้าหมาย

สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยในการใช้งานผลิตภัณฑ์ในครั้งต่อไป คุณต้องรู้ว่าโดยทั่วไปแล้วระบบพลังงานไฟฟ้าบนหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์และระบบกักเก็บพลังงานจะมีอายุการใช้งานประมาณ 15 ปี การรื้อถอนและติดตั้งใหม่ รวมถึงการสื่อสารและการเชื่อมต่อกับฝ่ายแบรนด์นั้นมีความยุ่งยากมาก

ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่พื้นผิวโลกได้รับต่อปีสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานทั่วโลกได้ถึง 10,000 เท่า ปริมาณรังสีเฉลี่ยที่ได้รับต่อตารางเมตรของพื้นผิวโลกอยู่ระหว่าง 1000-2000 กิโลวัตต์ชั่วโมง สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ระบุว่า การติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ทะเลทราย 4% ของโลกนั้นเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานทั่วโลก การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีพื้นที่สำหรับการพัฒนาอีกมาก (เช่น หลังคา พื้นผิวอาคาร พื้นที่เปิดโล่ง และทะเลทราย เป็นต้น) และมีศักยภาพมหาศาล

(1) ตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ที่ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหรือไม่ และควรเป็นแบตเตอรี่ลิเธียม และจำนวนรอบการชาร์จต้องมากกว่า 6,000 ครั้ง

(2) ตรวจสอบว่ามีระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS ที่สามารถตรวจสอบสถานะประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ และให้การป้องกันหลายรูปแบบ เช่น การชาร์จเกิน แรงดันไฟเกิน กระแสเกิน การคายประจุเกิน อุณหภูมิเกิน การโอเวอร์โหลด ฯลฯ

(3) ตรวจสอบว่ามีระบบการจัดการพลังงาน EMS หรือไม่ ข้อมูลความผิดพลาดสามารถเชื่อมต่อได้โดยอัตโนมัติ และเจ้าหน้าที่หลังการขายสามารถค้นหาความผิดพลาดได้ในครั้งแรกและแก้ไขปัญหาอุปกรณ์ได้ทางออนไลน์

(4) ตรวจสอบว่ามีแอปรองรับเชื่อมต่อกับระบบ EMS หรือไม่ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถดูการผลิตพลังงานและการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ต่างๆ ได้จากระยะไกลบนโทรศัพท์มือถือของตน เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยที่แท้จริงของการจัดเก็บพลังงานและการใช้ไฟฟ้า

(5) ตรวจสอบว่ามีการออกแบบสัญญาณเตือนภาพหรือไม่ เช่น มีไฟแสดงการใช้พลังงานหรือไม่ สามารถตรวจพบข้อผิดพลาดได้ทันเวลาผ่านไฟแสดงการทำงานหรือไม่ เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดมีกระบวนการผลิตและกักเก็บพลังงานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 10 กิโลวัตต์ สามารถผลิตพลังงานได้ 45 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน คำนวณจากการใช้ไฟฟ้า 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งสามารถใช้งานได้ประมาณ 14.6 ชั่วโมง อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานได้นานประมาณ 65.7 ชั่วโมง ซึ่งเพียงพอต่อปริมาณการใช้ไฟฟ้าของครอบครัวในแต่ละวัน

ไม่ว่าจะเป็นหลังคาจั่ว หลังคาเรียบ หลังคาเหล็กสี หรือหลังคาบ้านกระจก/บ้านรับแสงอาทิตย์ ก็สามารถติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ได้ ปัจจุบันผลิตภัณฑ์กักเก็บพลังงานสำหรับบ้านสามารถปรับแต่งรูปแบบการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ให้เหมาะสมกับโครงสร้างหลังคาต่างๆ ได้ จึงไม่ต้องกังวลเรื่องโครงสร้างหลังคาอีกต่อไป

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ 5KW:
แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 535W x 8 แผงโซลาร์เซลล์มีกำลังไฟฟ้ารวม 4280W และผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 20 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ 7.5KW:
แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 535×12 แผงโซลาร์เซลล์มีกำลังไฟฟ้ารวม 64220 วัตต์ และสามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 30 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ 10 กิโลวัตต์: แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 535W x 18 แผง พลังงานรวมของแผงโซลาร์เซลล์คือ 9630W และสามารถผลิตพลังงานได้ประมาณ 45 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ (พร้อมตัวควบคุม MPPT) แผงโซลาร์เซลล์ MC4 และส่วนประกอบอื่นๆ โดยทั่วไประบบจะมีขนาด 5 กิโลวัตต์ (แผงโซลาร์เซลล์ + อินเวอร์เตอร์) + 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง (แบตเตอรี่สำรองพลังงาน) หรือ 10 กิโลวัตต์ + 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง

แบตเตอรี่ถือเป็นแกนหลักของระบบกักเก็บพลังงาน คิดเป็นประมาณ 45-50% ของต้นทุน อินเวอร์เตอร์สามารถควบคุมการชาร์จและการคายประจุ และแปลงไฟ AC เป็น DC คิดเป็นประมาณ 10-15% ของต้นทุน ระบบแผงโซลาร์เซลล์ หรือระบบโซลาร์เซลล์ ใช้สำหรับ ต้นทุนการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์คิดเป็นประมาณ 20-25% ต้นทุนการติดตั้งจะเพิ่มขึ้นจาก 1,400 ดอลลาร์สหรัฐในปี 2021 เป็นประมาณ 2,800 ดอลลาร์สหรัฐ คิดเป็น 15-20%