ระบบโซล่าเซลล์ On Grid, Off Grid, Hybrid คืออะไร ใช้แบบไหนดี
ระบบโซล่าเซลล์ (Solar Cell System) คือ การใช้แผงโซล่าเซลล์หรือโฟโตโวลตาอิก (PV) เป็นอุปกรณ์ในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยมีระบบการติดตั้งหลากหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับจุดประสงค์การใช้งาน
การติดตั้งระบบโซล่าเซลล์มีทั้งหมด 3 ระบบ คือ ระบบออนกริด (On Grid), ระบบออฟกริด (Off Grid) และ ระบบไฮบริด (Hybrid Grid) โดยแต่ละแบบมีระบบการทำงานที่แตกต่างกัน
ระบบโซล่าเซลล์ออนกริด On Grid
ระบบโซล่าเซลล์แบบออนกริด (On Grid) คือ ระบบที่ใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์ร่วมกับไฟของการไฟฟ้า โดยจะใช้ไฟที่ผลิตได้เฉพาะในช่วงเวลากลางวันที่มีแสงแดดและจะดึงไฟจากการไฟฟ้ามาใช้ในช่วงที่ไม่มีแสงแดดเช่นตอนกลางคืนหรือเวลาที่โซล่าเซลล์ไม่สามารถผลิตไฟได้เพียงพอต่อการใช้งานก็จะดึงไฟจากการไฟฟ้ามาใช้เช่นกัน
โดยในระบบออนกริดไม่สามารถสำรองไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซล่าเซลล์มาได้เนื่องจากไม่มีแบตเตอรี่สำรอง หากแผงโซล่าเซลล์ผลิตไฟได้เกินกว่าที่ใช้งาน ไฟฟ้าที่ผลิตมาก็จะจ่ายคืนให้กับโครงข่ายไฟฟ้าของการไฟฟ้าหรือเป็นการขายไฟให้การไฟฟ้าคืนนั่นเอง
หลักการทำงาน
หลักการทำงานของระบบโซล่าเซลล์ On Grid คือ แผงโซล่าเซลล์ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และถูกส่งผ่านไปยังเครื่องแปลงไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์โซล่าเซลล์ ทำหน้าที่แปลงจากไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อส่งไฟฟ้าไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน
โดยอินเวอร์เตอร์จะต่อขนานกับไฟจากการไฟฟ้าเพื่อใช้ร่วมกันกับไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซล่าเซลล์ (ในกรณีที่แผงโซล่าเซลล์ไม่สามารถผลิตไฟได้เพียงพอต่อการใช้งาน) และจะมีมิเตอร์เพื่อวัดปริมาณไฟฟ้าที่ใช้จากการไฟฟ้า ซึ่งหากสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าเกินกว่าที่ใช้ ไฟที่ผลิตได้จะไหลย้อนกลับไปที่ไฟของการไฟฟ้าทำให้มิเตอร์หมุนย้อนกลับ ค่าไฟลดลง โดยจำเป็นต้องขออนุญาติให้ถูกต้องหรือติดกันย้อนเพื่อไม่ให้เกิดการเสียหายต่อระบบของการไฟฟ้า
ข้อดี
- คืนทุนเร็ว เพราะปัจจุบันแบตเตอรี่สำหรับโซล่าเซลล์มีราคาค่อนข้างแพง แต่ระบบโซล่าเซลล์ On Grid นี้ไม่จำเป็นต้องพึ่งแบตเตอรี่
- ค่าซ่อมบำรุงต่ำ เนื่องจากเป็นระบบที่ไม่ซับซ้อนและมีอุปกรณ์ไม่เยอะทำให้สามารถดูแลได้ง่าย
- มีไฟใช้ตลอด ในเวลาที่ระบบโซลาร์เซลล์ไม่สามารถผลิตไฟได้พอตามความต้องการใช้ ก้สามารถดึงพลังงานจากการไฟฟ้าเข้ามาช่วยจ่ายได้
ข้อเสีย
- หากไฟจากการไฟฟ้าดับ ระบบจะทำการหยุดการจ่ายไฟอัตโนมัติ ไม่สามารถลิตไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์ได้เพื่อป้องกันไฟไหลย้อนกลับไม่ให้เกิดอันตรายต่อเจ้าหน้าที่ที่มาซ่อมระบบ
- ระบบไม่มีแบตเตอรี่สำรองไว้กักเก็บพลังงาน
- จำเป็นต้องขออนุญาติในการติดตั้งและต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่การไฟฟ้ากำหนดเนื่องจากต้องมีการเชื่อมต่อกับระบบโครงข่ายของการไฟฟ้า
เหมาะกับการใช้งานแบบไหน
เนื่องจากระบบโซล่าเซลล์ On Grid สามารถผลิตไฟได้แค่ในช่วงเวลากลางวัน ไม่สามารถสำรองไฟไว้ใช้ในเวลาตอนกลางคืนเนื่องจากไม่มีแบตเตอรี่ จึงเหมาะกับลักษณะการใช้ไฟฟ้าที่ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าช่วงเวลากลางวันเป็นส่วนใหญ่ เช่น บ้าน ออฟฟิส สำนักงาน โรงงาน ไม่เหมาะกับลักษณะการใช้ไฟที่ใช้ไฟในเวลากลางคืนเป็นส่วนใหญ่เพราะอาจจะไม่คุ้มต่อการติดตั้งหรืออาจจะมีระยะเวลาการคืนทุนที่นาน
ระบบโซล่าเซลล์ออฟกริด Off Grid
ระบบโซล่าเซลล์แบบออฟกริด (Off Grid / Stand Alone) เป็นระบบที่ไม่ต้องเชื่อมต่อกับระบบของการไฟฟ้าและไม่จําเป็นต้องมีมิเตอร์ไฟฟ้า (แตกต่างจากระบบ On Grid) ระบบออฟกริดจะใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์เท่านั้นไม่พึ่งพาพลังงานจากการไฟฟ้า จะมีแบตเตอรี่สำรองหรือไม่มีก็ได้ โดยหากมีแบตเตอรี่จะสามารถนำพลังงานที่ผลิตเกินชาร์จลงแบตเตอรี่เพื่อสำรองใช้ในเวลาที่ไม่มีแสงแดด
หลักการทำงาน
พลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์จะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ควบคุมประจุโซล่าชาร์จเจอร์ เพื่อควบคุมกระแสและแรงดันการชาร์จไฟที่ได้รับจากแผงโซล่าเซลล์ลงแบตเตอรี่เพื่อป้องกันการเสียหายหรือเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ หลังจากนั้นอินเวอร์เตอร์จะดึงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่ไปใช้ โดยแปลงไฟฟ้าเป็นกระแสสลับ (AC) และจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน
ข้อดี
- สามารถติดตั้งในพื้นที่ห่างไกล ใช้ไฟฟ้าได้ทุกที่เพราะไม่ต้องพึ่งพาพลังงานจากระบบการไฟฟ้า แม้จะอยู่ในที่ที่ห่างไกลจากระบบไฟฟ้าก็ใช้ไฟฟ้าได้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งสายไฟระยะยาว
- ไม่ต้องขออนุญาติในการติดตั้ง ระบบติดตั้งง่าย สามารถดำเนินการเองได้เลย
- สามารถใช้พลังงานจากโซล่าเซลล์ช่วงที่ไม่มีแสงแดดได้ เพราะสามารถสำรองพลังงานที่ผลิตมาเกินไว้ในแบตเตอรี่
ข้อเสีย
- ต้นทุนแบตเตอรี่มีราคาสูงเพราะแบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ค่อนข้างสั้นอยู่ที่ 3-5 ปี ต้องเปลี่ยนใหม่ ซึ่งมีอายุการใช้งานสั้นกว่าตัวแผงโซล่าเซลล์
- อาจขาดแคลนไฟฟ้าใช้ได้หากเผชิญกับช่วงที่ไม่มีแสงแดดติดต่อกันเพราะไม่ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์มากพอทำให้พลังงานไฟฟ้าที่สำรองไว้ในแบตเตอรี่อาจหมดได้
เหมาะกับการใช้งานแบบไหน
ระบบโซล่าเซลล์ Off Grid เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีข้อจำกัดทางด้านไฟฟ้า ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้า ไฟดับหรือไฟตกบ่อย เช่น กลุ่มเกษตรกรหรือพื้นที่ชนบท
ระบบโซล่าเซลล์ไฮบริด Hybrid
ระบบโซล่าเซลล์ไฮบริด (Hybrid Grid) คือ ระบบที่นำเอาข้อดีของระบบ On Grid และ ระบบ Off Grid รวมเข้าไว้ด้วยกัน โดยจะมีทั้งการเชื่อมต่อสายส่งของการไฟฟ้าและมีแบตเตอรี่สำรอง
หากเราใช้ไฟฟ้าเกินหรือไม่เพียงพอต่อความต้องการที่แผงโซล่าเซลล์สามารถผลิตได้ ระบบก็จะดึงเอาไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาใช้งาน (เหมือนระบบ On Grid) หรือสามารถเลือกดึงไฟฟ้าจากแบตเตอรี่มาใช้งานได้เช่นกัน (ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าอินเวอร์เตอร์) และหากสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเกินกว่าการใช้งาน ก็จะสำรองไฟในแบตเตอรี่ไว้ใช้เมื่อไม่มีแสงแดดเหมือนระบบ Off Grid
หลักการทำงาน
ช่วงที่มีแสงแดดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงโซล่าเซลล์จะชาร์จลงแบตเตอรี่โดยผ่านตัวกลางคืออินเวอร์เตอร์ระบบ Hybrid ที่สามารถควบคุมการชาร์จประจุไฟฟ้า โดยสามารถเลือกให้อินเวอร์เตอร์แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) จ่ายไฟไปที่อุปกรณ์ไฟฟ้าก่อนหรือชาร์จลงแบตเตอรี่ก็สามารถตั้งค่าได้เช่นกัน
ส่วนช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดดโซล่าเซลล์ไม่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้อินเวอร์เตอร์ก็จะดึงไฟจากแบตเตอรี่มาใช้งาน และหากยังไม่เพียงพอก็จะดึงไฟจากการไฟฟ้ามาใช้เพิ่ม
ข้อดี
- ระบบมีความเสถียรภาพของไฟฟ้าสูง หากเผชิญกับไฟตก ไฟดับ ระบบจะดึงไฟฟ้าจากแบตเตอรี่มาใช้ทันที และถ้าหากยังไม่เพียงพอต่อการใช้งานก็จะดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาใช้
- แบตเตอรี่เสื่อมสภาพช้า เมื่อเทียบกับระบบโซล่าเซลล์ Off Grid ที่จะดึงไฟจากแบตเตอรี่มาใช้โดยตรง ต่างจากระบบ Hybrid ที่สามารถตั้งค่าให้นำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้โดยตรง และดึงใช้ไฟจากแบตเตอรี่เพียงบางช่วงเวลา
ข้อเสีย
- มีต้นทุนในการติดตั้งที่สูงกว่าประเภทอื่น ใช้เวลานานในการคืนทุน เนื่องจากแบตเตอรี่ที่ใช้มีราคาแพง
- ระบบมีอุปกรณ์ที่ค่อนข้างซับซ้อนและต้องมีการซ่อมบำรุงสูงกว่าประเภทอื่น
เหมาะกับการใช้งานแบบไหน
ระบบไฮบริดเหมาะกับครัวเรือน การเกษตร หรืออุตสาหกรรมที่ใช้ไฟฟ้ามากทั้งกลางวันและกลางคืน หรือคนที่มีความจำเป็นต้องใช้ไฟสำรองเพื่อป้องกัน ไฟตก ไฟกระชาก ที่ต้องการความเสถียรภาพของไฟฟ้า