รูปแบบการผลิตไฟฟ้าด้วยโซล่าเซลล์

source : http://www.solarhub.co.th/solar-information/solar-format/310-solarcell-overview




เนื่องจากการผลิตไฟฟ้าด้วย โซล่าเซลล์ มีวิธีการผลิต การใช้งาน วัตถุประสงค์ การเชื่อมต่อ ฯลฯ ที่ค่อนข้างหลากหลาย จึงอาจทำให้เกิดความสับสนให้กับผู้ที่เริ่มศึกษา ดังนั้นทีมงาน SoLarHub.co.th จึงขออธิบายในภาพรวม การผลิตไฟฟ้าด้วย โซล่าเซลล์ เป็น 3 ประเภทหลัก และแบ่งเป็นประเภทการนำไปใช้งานเป็นข้อย่อยๆ ตามเนื้อหาด้านล่างนี้ ( ทั้งนี้ท่านสามารถคลิกที่ลิงค์ในแต่ละหัวข้อ เพื่อทราบรายละเอียดแบบเจาะลึก )


1. ระบบ อ๊อฟกริด (Off Grid) หรือ แบบอิสระ ( Stand Alone )
คือระบบที่ผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ แล้วไม่ได้เชื่อมต่อเข้ากับระบบจำหน่าย ของการไฟฟ้านครหลวง หรือ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ระบบนี้เหมาะกับสถานที่ไม่มีไฟฟ้า หรือที่ไฟเข้าไม่ถึง ไม่คุ้มที่จะเดินลากสายไฟยาวๆเข้ามาใช้เนื่องจากต้นทุนสูง 
     1.1 แบบต่อใช้งานโดยไม่ใช้แบตเตอรี่
กล่าวคือเมื่อได้กระแสไฟฟ้าจากแผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) แล้ว ก็ต่อไปยังอุปกรณ์เพื่อใช้งานเลย ดังนั้นก็จะใช้ได้เฉพาะเวลาที่มีแสงอาทิตย์เท่านั้น และไม่มีการเก็บประจุไฟฟ้ามาใช้งาน ทั้งนี้การนำมาต่อใช้งานก็อาจแยกตามอุปกรณ์ที่ใช้งาน ได้เป็น 2 ชนิด

          1.1.1 อุปกรณ์ที่ใช้งาน (Load) ใช้ไฟ AC
เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้านเราเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC ( Alternating Current ) แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ( Direct Current ) ดังนั้น ก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงมาเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเสียก่อน โดยนำมาต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ ( Inverter ) ซึ่งกำลังไฟฟ้าที่ได้ก็จะมีการสูญเสียจากการแปลงฯ ทำให้ลดทอนประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าลงไป

          1.1.2 อุปกรณ์ที่ใช้งาน (Load) ใช้ไฟ DC
นำกระแสไฟฟ้า DC ที่ได้จาก แผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) มาต่อใช้งานกับอุปกรณ์ของเราใช้งานเลย โดยไม่ต้อง ต่อผ่าน Inverter ซึ่งวิธีการนี้ข้อดีคือการนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งานได้อย่างคุ้มค่าที่สุด เนื่องจากมีการสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำมาก แต่ข้อเสียคือ อุปกรณ์ ที่ใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ไฟ AC ดังนั้นจึงต้องเลือกใช้งานอุปกรณ์ให้เหมะสม เช่น มอเตอร์ปั๊มน้ำที่ใช้ไฟ DC , มอเตอร์บำบัดน้ำเสียที่ใช้ไฟ DC เป็นต้น ซึ่งระบบนี้ก็จะได้ต้นทุนที่ต่ำและประหยัดสุด (เพราะไม่ต้องใช้ อินเวอร์เตอร์ ( Inverter ) และ แบตเตอรี่ ที่ราคาค่อนข้างสูง และอายุการใช้งานสั้น หากบำรุงรักษาไม่ดี)
***ทั้งนี้อุปกรณ์ที่ใช้ไฟ DC บางอย่าง ก็ไม่สามารถต่อกับไฟ DC ที่ได้จากแผง Solar Cell ได้โดยตรง ต้องต่อผ่าน Inverterก่อน เนื่องจากต้องปรับแรงดัน หรือค่าแฟคเตอร์อื่นๆให้เหมาะสมกับ อุปกรณ์นั้นๆ ก่อน

     1.2 แบบต่อใช้งานโดยใช้แบตเตอรี่
วิธีนี้คือการนำกระแสไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ มาชาร์จเข้าแบตเตอรี่ แล้วจึงนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งาน ซึ่งก็สามารถเลือกว่าจะนำจ่ายไฟ ให้กับอุปกรณ์ ที่ใช้ไฟ AC หรือ อุปกรณ์ที่ใช้ไฟ DC ทั้งนี้ข้อดีของการที่มีแบตเตอรี่คือสามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้ใช้งานได้กรณีที่ไม่มีแสงอาทิตย์ หรือสามารถใช้ไฟฟ้าในเวลากลางคืนได้ โดยอาจแยกตามอุปกรณ์ที่ใช้งาน ได้เป็น 2 ชนิด

          1.2.1 นำกระแสไฟที่ได้จากแผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) มาชาร์จแบตเตอรี่ แล้วนำไฟจากแบตเตอรี่ แปลงเป็นไฟ AC ต่อไปยังอุปกรณ์ที่ใช้งาน (Load) ใช้ไฟ AC
เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้านเราเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC ( Alternating Current ) แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ( Direct Current ) ดังนั้น ก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงมาเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเสียก่อน โดยนำมาต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ ( Inverter ) ซึ่งกำลังไฟฟ้าที่ได้ก็จะมีการสูญเสียจากการแปลงฯ ทำให้ลดทอนประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าลงไป
          1.2.2 นำกระแสไฟที่ได้จากแผง Solar Cell หรือ PhotoVoltaic ( PV ) มาชาร์จแบตเตอรี่ แล้วนำไฟจากแบตเตอรี่ ต่อไปยังอุปกรณ์ที่ใช้งาน (Load) ใช้ไฟ DC
ซึ่งวิธีการนี้ข้อดี การนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งานได้อย่างคุ้มค่าที่สุด เนื่องจากมีการสูญเสียกำลังไฟฟ้าต่ำมาก แต่ข้อเสียคือ อุปกรณ์ ที่ใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ไฟ AC ดังนั้นจึงต้องเลือกใช้งานอุปกรณ์ให้เหมะสม เช่น หลอดไฟ LED แบบ DC ,มอเตอร์ , ปั๊มน้ำ เป็นต้น

2. ระบบ ออนกริด ( On Grid ) หรือ แบบเชื่อมต่อกับระบบโครงข่ายระบบจำหน่ายไฟฟ้า ( Grid Connected )
เป็นระบบการผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ แล้วเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยอุปกรณ์ Inverter แล้วไปเชื่อมต่อเข้ากับระบบจำหน่ายไฟของ การไฟฟ้านครหลวง หรือการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยข้อดีคือสามารถนำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ขายให้กับ การไฟฟ้าฯ (ทั้งนี้ต้องได้รับอนุญาตจากหน่วยงานราชการก่อน ) หรือนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งานเองเพื่อลดค่าไฟฟ้า หากผลิตไม่พอใช้อุปกรณ์ควบคุมก็จะนำไฟฟ้าจากระบบจำหน่ายไฟของการไฟฟ้ามาใช้งานทดแทน


     2.1 แบบผลิตเพื่อจำหน่ายไฟ ให้การไฟฟ้าฯ
การติดตั้งแบบนี้ก็เพื่อผลิตไฟฟ้าจำหน่ายให้กับ การไฟฟ้านครหลวง หรือการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยต้องมีการติดตั้งมิเตอร์แยกจาก มิเตอร์ที่เราใช้ไฟจากการไฟฟ้าฯ ทั้งนี้การรับซื้อไฟต้องขึ้นอยู่กับนโยบายของภาครัฐว่าจะเปิดให้ลงทะเบียนจำหน่ายไฟเมื่อใดและมีค่าสมทบค่าไฟฟ้าอีกเท่าใด (เรียกว่าค่าแอดเดอร์) ล่าสุดปิดรับสมัครเมื่อ เดือน มิถุนายน 2558 

     2.2 แบบผลิตเพื่อใช้เองและลดค่าไฟฟ้า
การติดตั้งแบบนั้ เพื่อลดค่าไฟฟ้า โดยเมื่อมีการใช้ไฟ มากกว่าที่ผลิตเองจากโซล่าเซลล์ ตัวอุปกรณ์ Grid Tie Inverter ที่เชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าฯ ก็จะทำหน้าที่ดึงกระแสไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาใช้งานโดยอัตโนมัติ ดังนั้นก็จะทำให้ลดค่าไฟฟ้าลงได้และไม่มีข้อจำกัดเรื่องกำลังไฟไม่พอ เพราะดึงจากการไฟฟ้ามาชดเชย แต่การติดตั้งแบบนี้ต้องได้รับการอนุญาตจาก การไฟฟ้าฯก่อน แต่ข้อเสียของระบบนี้คือช่วงที่ไม่มีแสงอาทิตย์หรือเวลากลางคืน ก็จะไม่มีการผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาซึ่งช่วนี้ก็จะต้องตึงพลังงานไฟฟ้ามาจากระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าฯ

3. ระบบ ไฮบริดส์ ( Hybrid ) หรือแบบผสม

ระบบทำงานได้ทั้ง Off Grid และ On Grid โดยจะเปลี่ยนสถานะเป็นแหล่งจ่ายไฟได้เองอัติโนมัติ และสามารถใช้ไฟได้หาก มีการดับไฟจากระบบจำหน่ายไฟของการไฟฟ้าฯ ซึ่งแบบไฮบริดส์ นี้ก็จะมาแก้ไขจุดด้อยของ ข้อ 2.2 กล่าวคือ ก็จะมีการเพิ่ม Hybrid Inverter และอุปกรณ์แบตเตอรี่เข้ามาด้วยเพื่อทำการเก็บประจุไว้ใช้งานในกรณ์ที่ไม่มีแสงอาทิตย์