battery-pack-in-battery-room-in-power-plant

เปิดวิธีคำนวณแบตเตอรี่ สำหรับงานโซล่าเซลล์ ที่ง่ายสุดๆ

แบตเตอรี่ในระบบโซล่าเซลล์คือเป็นอีกปัจจัยที่หลายคนต้องใช้ เพราะถือว่าใช้งานได้ทั้งระบบออฟกริด และระบบไฮบริดที่ช่วยสำรองไฟฟ้าไว้ใช้ในยามที่ไม่มีไฟจากการไฟฟ้ามาใช้งานได้ แต่ด้วยราคาแบตเตอรี่ที่สูง และประเภทแบตเตอรี่ที่หลากหลาย ทำให้การคำนวณหาแบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำคัญมาก เพราะทำให้เราประหยัดทั้งเงิน และออกแบบระบบเพื่อรองรับการใช้งานได้อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนการหาความจุแบตเตอรี่ เพื่อใช้ต่อกับระบบออฟกริดหรือออนกริดโซล่าเซลล์

  1. คำนวณปริมาณโหลดการใช้ไฟฟ้าที่ต้องการใช้จากแบตเตอรี่
  2. คำนวณหาความจุแบตเตอรี่โซล่าเซลล์ และเลือกประเภทที่ต้องการใช้งานให้เหมาะสม

คำนวณปริมาณโหลดการใช้ไฟฟ้าที่ต้องการใช้จากแบตเตอรี่โซล่าเซลล์

– ดูอัตราการใช้พลังงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า จากฉลากบนเครื่อง เช่น หม้อหุงข้าว ใช้พลังงานอยู่ที่ 800W เราใช้งานวันละ 1 ชั่วโมง ดังนั้นจะได้ค่าอัตราการใช้พลังงานต่อวันอยู่ที่ 800 x 1 = 800Wh แต่ในความเป็นจริง ผมจะยกตัวอย่างการใช้งาน ชุดนอนนา ซึ่งหมายถึงเราใช้ หลอดไฟ, หม้อหุงข้าว, โทรทัศน์, พัดลม ฯลฯ เป็นตัวอย่างดังนี้

อุปกรณ์ไฟฟ้าการใช้พลังงาน

(Watt)

เวลาที่ใช้งานต่อวัน (ชั่วโมง)พลังงานที่ใช้ต่อวัน (Wh)
โทรทัศน์1104440
พัดลม485240
หม้อหุงข้าว3001300
หลอดไฟ18590
                                                             รวมพลังงานที่ใช้ใน 1 วัน1,070

*ถ้ามีอุปกรณ์หลายตัวให้คูณจำนวนเข้าไปด้วย เช่น หลอดไฟเพิ่มเป็น 5 หลอด ใช้ 18 x 5 x 5 = 450Wh

จากตารางการคำนวณ เราจะพบว่า ใน 1 วัน เราจะใช้พลังงานต่อวันทั้งสิ้น 1,070Wh

power-storage-batteries-solar-cells

คำนวณหาขนาดแบตเตอรี่โซล่าเซลล์

เมื่อเราคำนวณหาความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อวันได้แล้วจากข้างต้น ต่อมาให้เราพิจารณาคำนวณความจุของขนาดแบตเตอรี่ที่จะใช้งานดังนี้

ประเมินประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์ ซึ่งโดยปกติอินเวอร์เตอร์จะสูญเสียพลังงานไปราวๆ 10% ดังนั้นจึงมีค่าประสิทธิภาพในการแปลงกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ที่เป็นไฟกระแสตรง DC ไปเป็นไฟกระแสสลับ AC ได้ที่ 0.9

จะได้ว่า พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ต่อวัน / ประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์

คือ 1,070 / 0.9 = 1,188 Wh เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ต้องผ่านอินเวอร์เตอร์

แบตเตอรี่สำหรับผู้เริ่มต้นมักเป็นแบตน้ำ หรือที่เราเรียกว่าแบตรถยนต์นั่นเอง ซึ่งจะมีค่า DoD หรือที่เรียกเป็นทางการว่า ความสามารถในการคายประจุอยู่ที่ 30% เท่านั้น เพื่อไม่ให้ แบตเตอรี่พัง หรือเสื่อมสภาพเร็ว

จะได้ว่า  พลังงานไฟฟ้าที่ต้องผ่านอินเวอร์เตอร์ / ความสามารถในการคายประจุแบตเตอรี่

คือ 1,188 / 0.3 = 3,960 Wh เป็นความจุแบตเตอรี่ที่ต้องการ

แต่แบตเตอรี่ในท้องตลาดทั่วไปเราพูดกันที่หน่วย Ah หรือ แอมป์อาวห์ หรือ กระแสชั่วโมง คือความสามารถในการจ่ายกระแสคงที่ใน 1 ชั่วโมง ดังนั้น เราจึงต้องกำหนด หรือรู้แรงดันระบบโซล่าเซล์ของเราว่าเป็นระบบกี่โวลต์ โดยทั่วไป สำหรับชุดนอนนา คือ 12V และ 24V ในที่นี้ผมจะเลือก 12V เพราะแบตเตอรี่รถยนต์มักจะเป็น 12V เช่นกัน

จะได้ว่า ความจุแบตเตอรี่ที่ต้องการ / แรงดันของระบบโซล่าเซลล์

คือ 3,960 / 12 = 330 Ah เป็นความจุแบตเตอรี่ขั้นต่ำที่ต้องใช้จริง

ปกติแบตเตอรี่ตัวยาวที่ใส่รถไถมักอยู่ที่ 120 Ah ดังนั้น 330 / 120 = 2.75 หรือ 3 ตัว (ปัดขึ้นเท่านั้น)

เพียงเท่านี้เราก็จะสามารถรู้ได้ว่าต้องหาแบตเตอรี่สำหรับโซลล่าเซลล์มาใช้งานที่ความจุเท่าไร ทำให้เลือกใช้งานและประเมินค่าใช้จ่ายได้ถูกต้อง สังเกตได้ว่า ถ้าเราใช้ระบบที่แรงดันสูงขึ้น จะช่วยลดค่าใช้จ่ายได้มากขึ้น เช่น ปริมาณแบตเตอรี่ ขนาดสายไฟที่ใช้ ซึ่งผมจะมาพาเจาะลึกระบบต่างๆเปรียบเทียบให้เห็นกันชัดเจนขึ้นอีกที ซึ่งมีทั้งข้อดี และข้อเสียที่กินกันไม่ลงเลยทีเดียว