ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดคืออะไร และทำงานอย่างไร?

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดคืออะไร และทำงานอย่างไร?

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดผสานการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ และการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานให้บริการ ต่างจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายทั่วไป ซึ่งอาจหยุดทำงานในช่วงเหตุขัดข้องของไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัย ระบบไฮบริดที่ตั้งค่าอย่างเหมาะสมสามารถจ่ายพลังงานต่อเนื่องไปยังโหลดที่ระบุไว้ได้จากพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ แม้โครงข่ายไฟฟ้าจะล้มเหลว

สำหรับสถานที่เชิงพาณิชย์ โรงงาน โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสาร และการดำเนินงานทางการเกษตร ความยืดหยุ่นนี้สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าและช่วยควบคุมต้นทุนค่าไฟฟ้าได้ เมื่อรวมเข้ากับระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะ ระบบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดสามารถประสานงานระหว่างการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ การชาร์จและปล่อยประจุแบตเตอรี่ รวมทั้งการนำเข้าหรือส่งออกไฟฟ้าเข้าสู่หรือออกจากกริด

คู่มือนี้อธิบายหลักการทำงานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด วิธีที่ระบบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการลดต้นทุนพลังงาน สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ รวมทั้งวิธีประเมินความปลอดภัยของระบบและประสิทธิภาพในระยะยาว นอกจากนี้ยังนำเสนอโครงการจริงของ Tanfon ซึ่งเป็นระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดขนาด 100 กิโลวัตต์ พร้อมแบตเตอรี่เก็บพลังงาน 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง สำหรับสถานีสื่อสารแห่งหนึ่งในดิลี ประเทศติมอร์-เลสเต

1. อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดทำงานอย่างไร

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดผสานการทำงานของระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าและระบบเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าระหว่างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ โหลดที่เชื่อมต่อ และโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานสาธารณูปโภค

โหมดการดำเนินงานที่แน่นอนขึ้นอยู่กับรุ่นของอินเวอร์เตอร์ การจัดวางระบบ ข้อกำหนดของโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ และการตั้งค่าการจัดการพลังงาน

การไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด

ในภาวะการใช้งานปกติ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตกระแสไฟฟ้าแบบตรง (DC) ซึ่งอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดเปลี่ยนพลังงานนี้ให้เป็นกระแสไฟฟ้าแบบสลับ (AC) เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่รองรับ

เมื่อปริมาณพลังงานที่ผลิตจากแสงอาทิตย์เกินความต้องการใช้ไฟฟ้าทันทีของสถานที่ ส่วนเกินอาจถูกใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการจัดวางระบบและระเบียบข้อบังคับในพื้นที่ อาจมีการส่งกระแสไฟฟ้าส่วนเกินเพิ่มเติมไปยังโครงข่ายไฟฟ้าได้

เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง เช่น ช่วงเย็นหรือในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก แบตเตอรี่สามารถปล่อยพลังงานเพื่อจ่ายให้กับโหลดที่เชื่อมต่อได้ ถ้าพลังงานจากแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ ระบบสามารถดึงไฟฟ้าจากโครงข่ายสาธารณูปโภคได้เมื่อมีบริการพร้อมใช้งาน

ในกรณีที่โครงข่ายสาธารณูปโภคเกิดความผิดปกติ ระบบไฮบริดที่ออกแบบอย่างเหมาะสมสามารถจ่ายพลังงานสำรองให้กับโหลดที่ระบุไว้ล่วงหน้า โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม อินเวอร์เตอร์ต้องรองรับการทำงานแบบสำรอง และระบบต้องติดตั้งพร้อมมาตรการแยกวงจรและป้องกันที่จำเป็น

บทบาทของระบบจัดการพลังงานอัจฉริยะ

ระบบจัดการพลังงาน (EMS) ช่วยประสานแหล่งพลังงานที่มีอยู่ตามลำดับความสำคัญในการดำเนินงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งลำดับความสำคัญเหล่านี้อาจรวมถึง:

จ่ายพลังงานให้กับโหลดของสถานที่โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่

• ชาร์จแบตเตอรี่เมื่อมีพลังงานแสงอาทิตย์เพียงพอ
• ใช้พลังงานที่เก็บไว้เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำ
• ลดการใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายสาธารณูปโภคในช่วงเวลาที่อัตราค่าไฟฟ้าสูง
• การรักษาความจุแบตเตอรี่ไว้เป็นสำรองเพื่อใช้จ่ายพลังงาน
• การประสานการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าและแหล่งพลังงานอื่นที่รองรับ

อินเวอร์เตอร์ไฮบริดรุ่นใหม่อาจมีฟังก์ชันการตรวจสอบระยะไกล ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานหรือทีมเทคนิคสามารถติดตามปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ ระดับประจุของแบตเตอรี่ (SOC) การใช้ไฟฟ้าจากโครงข่าย และความต้องการโหลด

ระบบไฮบริดแบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านไฟฟ้าและการเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ระบบป้องกันการเกาะตัว (anti-islanding protection) ช่วยป้องกันไม่ให้อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังวงจรของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้าโดยไม่ตั้งใจ เมื่อวงจรนั้นถูกตัดการเชื่อมต่อแล้ว การทำงานแบบสำรองจำเป็นต้องอาศัยระบบที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม เพื่อแยกโหลดออกจากระบบโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานจำหน่ายได้อย่างปลอดภัย

ผลลัพธ์คือสถาปัตยกรรมระบบพลังงานที่ยืดหยุ่น ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ยกระดับความทนทาน และมอบการควบคุมการใช้ไฟฟ้าได้มากยิ่งขึ้น

2. การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนพลังงาน อัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลา และการสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้า

หนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของระบบโซลาร์ไฮบริดคือความสามารถในการประสานงานระหว่างการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์กับการจัดเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ เพื่อลดต้นทุนค่าไฟฟ้า

ในบางตลาด ราคาค่าไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลาของวัน สถานประกอบการเชิงพาณิชย์อาจต้องจ่ายค่าไฟฟ้าสูงขึ้นในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูง และจ่ายน้อยลงในช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำ ที่ซึ่งมีการใช้โครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าแบบนี้ ระบบไฮบริดที่ตั้งค่าอย่างเหมาะสมสามารถช่วยให้ผู้ใช้งานเลื่อนการใช้ไฟฟ้าออกไปจากช่วงเวลาที่มีค่าใช้จ่ายสูง

วิธีที่การจัดเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ช่วยลดค่าไฟฟ้า

ในช่วงเวลาที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูง ระบบสามารถจ่ายไฟฟ้าโดยตรงให้กับโหลดของสถานประกอบการ และชาร์จแบตเตอรี่ด้วยพลังงานส่วนเกิน

ต่อมา เมื่อราคาค่าไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น หรือการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง พลังงานที่จัดเก็บไว้สามารถนำมาใช้สนับสนุนความต้องการของสถานประกอบการ ซึ่งอาจช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่ต้องซื้อจากโครงข่ายในช่วงเวลาที่มีค่าใช้จ่ายสูง

ยอดการประหยัดที่เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย

• อัตราค่าไฟฟ้าในพื้นที่ และความแตกต่างระหว่างราคาค่าไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงกับช่วงเวลาที่มีความต้องการต่ำ
• รูปแบบการใช้พลังงานต่อวันของสถานที่
• ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถผลิตได้ตลอดทั้งปี
• ความจุของแบตเตอรี่ กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่รองรับ และพลังงานที่ใช้งานได้จริง
• ประสิทธิภาพในการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่
• การตั้งค่าการดำเนินงานของระบบและต้นทุนการบำรุงรักษา

การติดตั้งระบบเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ไม่ได้หมายความว่าจะลดค่าไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ ระบบจำเป็นต้องถูกออกแบบให้สอดคล้องกับรูปแบบการใช้ไฟฟ้าจริงของลูกค้าและโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้า ในบางตลาด ประโยชน์ทางการเงินอาจเกิดขึ้นหลักจากความสามารถในการป้องกันการดับของระบบไฟฟ้า หรือลดการใช้น้ำมันดีเซล มากกว่าการใช้กลยุทธ์การจัดการค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลา

สนับสนุนการจัดการพลังงานเชิงพาณิชย์

สำหรับสถานที่ที่มีความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูง ระบบไฮบริดอัจฉริยะสามารถช่วยควบคุมภาระสูงสุด (peak load) และประสานงานระหว่างแหล่งพลังงานต่าง ๆ ซึ่งอาจมีคุณค่าอย่างยิ่งต่อสำนักงาน โรงงาน คลังสินค้า โรงแรม และสถาน facilities ด้านการสื่อสาร ที่การหยุดชะงักแบบไม่คาดคิดหรือค่าไฟฟ้าสูงอาจส่งผลกระทบต่อการดำเนินงาน

การติดตั้งบางระบบขั้นสูงยังสามารถให้บริการสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้าได้ด้วย เช่น การจ่ายกำลังงานปฏิกิริยา หรือการตอบสนองต่อความถี่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของอุปกรณ์และเงื่อนไขที่หน่วยงานผู้ให้บริการไฟฟ้ากำหนด

การเข้าร่วมโครงการโรงไฟฟ้าเสมือน (VPP) หรือข้อตกลงบริการโครงข่ายไฟฟ้าอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับระเบียบข้อบังคับในท้องถิ่น ข้อกำหนดของหน่วยงานผู้ให้บริการไฟฟ้า การเข้าถึงตลาด และศักยภาพเชิงเทคนิคของระบบนั้น ๆ ดังนั้น บริการเหล่านี้จึงควรประเมินเป็นโอกาสที่อาจเกิดขึ้น แทนที่จะถือว่าเป็นประโยชน์ที่ได้รับโดยอัตโนมัติจากทุกระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสม

สำหรับผู้ซื้อเชิงพาณิชย์ การออกแบบที่มีประสิทธิภาพที่สุดเริ่มต้นจากการประเมินอย่างละเอียดเกี่ยวกับปริมาณการใช้พลังงาน ความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า อัตราค่าไฟฟ้า และมูลค่าทางการเงินของพลังงานสำรอง

3. สารเคมีของแบตเตอรี่ ความปลอดภัยของระบบ และสมรรถนะในระยะยาว

ระบบเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสม ซึ่งช่วยให้สามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ในเวลากลางวันมาใช้งานในเวลาต่อมา และยังสามารถจ่ายไฟฟ้าสำรองเมื่อโครงข่ายไฟฟ้าไม่สามารถใช้งานได้

การเลือกแบตเตอรี่ที่เหมาะสมนั้นเกี่ยวข้องมากกว่าการเปรียบเทียบความจุตามชื่อ องค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่ ความสามารถในการส่งกำลัง อุณหภูมิในการทำงาน ความเข้ากันได้กับอินเวอร์เตอร์ ฟังก์ชันการป้องกัน และเงื่อนไขการรับประกัน ล้วนมีผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

เหตุใดแบตเตอรี่ชนิด LiFePO4 จึงถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย

แบตเตอรี่ลิเธียมเฟอร์โรฟอสเฟต (LiFePO4) มักถูกนำมาใช้ในงานจัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติด้านอายุการใช้งานที่ยาวนาน ความเสถียรทางความร้อน และความจุที่ใช้งานได้จริงภายใต้สภาวะการใช้งานที่เหมาะสม

ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ทำหน้าที่ตรวจสอบพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของการทำงานของแบตเตอรี่ และช่วยปกป้องแบตเตอรี่จากการทำงานที่อยู่นอกขอบเขตที่กำหนดไว้ ซึ่งพารามิเตอร์ดังกล่าวอาจรวมถึงแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ อุณหภูมิ กระแสไฟฟ้า และระดับประจุ (state of charge) ขึ้นอยู่กับการออกแบบของแบตเตอรี่แต่ละแบบ

เมื่อประเมินโซลูชันการจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ ผู้ซื้อเชิงพาณิชย์ควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้

• ความจุพลังงานตามชื่อ วัดเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh)
• กำลังไฟฟ้าสำหรับการชาร์จและการปล่อยไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง
• ความลึกของการคายประจุที่ได้รับอนุญาต
• ประสิทธิภาพในการชาร์จและคายประจุ
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงานและการจัดการความร้อน
• การสื่อสารของระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และความเข้ากันได้กับอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริด
• ใบรับรองความปลอดภัยที่ใช้ได้และเงื่อนไขการรับประกัน

 

ความจุของแบตเตอรี่กับค่ากำลังของอินเวอร์เตอร์ แสดงลักษณะที่ต่างกัน ความจุของแบตเตอรี่ซึ่งวัดเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) บ่งบอกปริมาณพลังงานที่สามารถเก็บไว้ได้ ส่วนค่ากำลังของอินเวอร์เตอร์ซึ่งวัดเป็นกิโลวัตต์ (kW) บ่งบอกปริมาณกำลังที่สามารถแปลงหรือจ่ายออกได้ภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ

ตัวอย่างเช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ที่มีความจุแบตเตอรี่สำหรับเก็บพลังงาน 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง สามารถเก็บพลังงานได้มาก แต่พลังงานที่ใช้งานได้จริงขึ้นอยู่กับขีดจำกัดการใช้งานของแบตเตอรี่และประสิทธิภาพของระบบ ระยะเวลาที่ระบบสามารถจ่ายไฟสำรองได้ก็ขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อกับระบบด้วย

แบตเตอรี่เก็บพลังงานจากแสงอาทิตย์ขนาด 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมงอาจเหมาะสมสำหรับบางสถานที่เชิงพาณิชย์ แต่ไม่ใช่ข้อกำหนดที่ใช้ได้ทั่วไป วิศวกรควรคำนวณความจุที่จำเป็นตามการใช้พลังงานต่อวัน ภาระงานที่สำคัญ ระยะเวลาที่ต้องการสำรองพลังงาน และช่วงเวลาที่คาดว่าจะมีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำ

ความเข้าใจด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่และระบบ

ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับการติดตั้งโดยรวม ไม่ใช่เพียงองค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่เท่านั้น การออกแบบระบบไฟฟ้าอย่างถูกต้อง อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม การจัดการอุณหภูมิ การระบายอากาศที่เพียงพอเมื่อจำเป็น และระบบควบคุมที่เข้ากันได้ ล้วนมีส่วนร่วมในการปฏิบัติงานอย่างปลอดภัย

มาตรฐานและใบรับรองที่เกี่ยวข้องอาจครอบคลุมข้อกำหนดสำหรับโมดูลแบตเตอรี่ ระบบเก็บพลังงาน อุปกรณ์ไฟฟ้า และการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า มาตรฐาน UL 1973, UL 9540 และข้อกำหนดการรับรองความสอดคล้องตามมาตรฐาน CE ครอบคลุมผลิตภัณฑ์และบริบทด้านกฎระเบียบที่แตกต่างกัน ซึ่งไม่สามารถใช้แทนกันได้ และไม่จำเป็นว่าผลิตภัณฑ์หรือโครงการทุกชิ้นจะต้องมีทั้งหมดนี้

ก่อนซื้อระบบ ผู้ซื้อควรตรวจสอบใบรับรองและเอกสารการรับรองความสอดคล้องที่แท้จริง ซึ่งใช้ได้กับแบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ และการติดตั้งเฉพาะนั้น

ระบบที่รวมแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์เข้าด้วยกันอย่างดีสามารถช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน และสนับสนุนประสิทธิภาพในระยะยาว เมื่อมีการติดตั้ง ใช้งาน และบำรุงรักษาตามข้อกำหนดของผู้ผลิต

4. ตัวอย่างโครงการจริง: ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดขนาด 100 กิโลวัตต์ พร้อมระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ที่ติมอร์เลสเต

โครงการของ Tanfon สำหรับสถานีสื่อสารในเมืองดิลี ประเทศติมอร์เลสเต แสดงให้เห็นว่าระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดสามารถสนับสนุนสิ่งอำนวยความสะดวกที่ต้องการไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ตลอด 24 ชั่วโมง

โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารอาศัยเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง การหยุดจ่ายไฟอาจส่งผลต่อความต่อเนื่องของบริการ ในขณะที่ค่าไฟฟ้าในพื้นที่สูงอาจเพิ่มต้นทุนการดำเนินงาน สำหรับโครงการนี้ ลูกค้าต้องการโซลูชันพลังงานแบบบูรณาการที่เชื่อถือได้ พร้อมการฝึกอบรมเชิงเทคนิคและศักยภาพในการบำรุงรักษาในระยะยาว

ภาพรวมโครงการ

โครงการนี้ประกอบด้วยการจัดวางระบบดังต่อไปนี้:

• สถานที่ตั้ง: ดีลี ประเทศติมอร์-เลสเต
• การประยุกต์ใช้งาน: สถานีฐานการสื่อสาร
• ความจุของระบบพลังงานแสงอาทิตย์: 100 กิโลวัตต์
• ความจุการจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่: 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง
• แผงโซลาร์: แผงโซลาร์เซลล์ 170 แผง กำลังไฟฟ้าเรตติ้งแผงละ 600 วัตต์
• อินเวอร์เตอร์: อินเวอร์เตอร์ไฮบริด MPS 100 กิโลวัตต์
• พลังงานออก: สามเฟส
• คุณสมบัติของระบบ: การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ การผสานเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้า และการตรวจสอบจากระยะไกล

การให้กำลังไฟฟ้าแบบชื่อเรียกของแผงโซลาร์เซลล์จำนวน 170 แผง ที่แต่ละแผงมีกำลังไฟฟ้า 600 วัตต์ คิดเป็นกำลังไฟฟ้ารวมที่ติดตั้งได้จริง (PV module capacity) เท่ากับ 102 กิโลวัตต์-พีค ซึ่งแตกต่างจากกำลังไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ที่ระบุไว้ที่ 100 กิโลวัตต์ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในทางปฏิบัติจะเปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณแสงแดด อุณหภูมิ การบังแสง และสภาวะการใช้งานอื่น ๆ

ความท้าทายของโครงการและแนวทางแก้ไขด้านวิศวกรรม

ฐานการสื่อสารแห่งนี้จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเพื่อสนับสนุนเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์การสื่อสาร นอกจากนี้ ราคาค่าไฟฟ้าในท้องถิ่นที่สูงยังทำให้ต้นทุนการดำเนินงานกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา

บริษัทแทนฟอนจัดหาโซลูชันแบบครบวงจร ครอบคลุมการออกแบบระบบ การจัดหาอุปกรณ์ การติดตั้งหน้างาน การเดินระบบ และการฝึกอบรมเชิงเทคนิค ทีมวิศวกรถูกส่งไปยังสถานที่โครงการเพื่อดำเนินการผสานรวมระบบให้แล้วเสร็จ และช่วยให้มั่นใจว่าอุปกรณ์จะทำงานตามวัตถุประสงค์ที่กำหนด

ระบบรวมแผงโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์ไฮบริดกำลังไฟ 100 กิโลวัตต์ และแบตเตอรี่ลิเธียมเก็บพลังงานความจุ 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ผลลัพธ์เอาต์พุตแบบสามเฟสสนับสนุนการจัดวางระบบไฟฟ้าของโครงการ ในขณะที่การตรวจสอบระยะไกลและการจัดการพลังงานอย่างชาญฉลาดช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถติดตามประสิทธิภาพของระบบได้

ผลลัพธ์ของโครงการที่รายงาน

ตามกรณีศึกษาโครงการที่เผยแพร่โดยบริษัทแทนฟอน

• สนับสนุนการจ่ายไฟอย่างมั่นคงตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันสำหรับการดำเนินงานของสถานีฐานการสื่อสาร
• ทำให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบจากระยะไกลได้
• รวมถึงการสนับสนุนทางเทคนิคและการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
• จัดการฝึกอบรมด้านการปฏิบัติงานและบำรุงรักษาระบบให้กับทีมงานในท้องถิ่น
• ช่วยเสริมสร้างความสามารถของลูกค้าในการดำเนินงานและบำรุงรักษาระบบ

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าทำไมโครงการโซลาร์ไฮบริดเชิงพาณิชย์จึงควรประเมินในฐานะโซลูชันวิศวกรรมแบบครบวงจร นอกเหนือจากกำลังการผลิตของอุปกรณ์แล้ว การออกแบบยังต้องคำนึงถึงความต้องการโหลด พลังงานสำรอง การผสานรวมระบบ การเดินเครื่อง การตรวจสอบ และความสามารถของลูกค้าในการบำรุงรักษาระบบอย่างต่อเนื่องในระยะยาว

อ่านรายงานกรณีศึกษาโครงการฉบับเต็ม:  ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริด 100 กิโลวัตต์สำหรับสถานีสื่อสารในดิลี ประเทศติมอร์-เลสเต .

แม้ว่าการติดตั้งนี้จะให้บริการฐานการสื่อสาร แทนที่จะเป็นฟาร์ม แต่หลักการวิศวกรรมพื้นฐานยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับฟาร์มเชิงพาณิชย์และสถานที่อื่นๆ ที่ต้องการไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ได้เช่นกัน สถาปัตยกรรมของระบบจึงจำเป็นต้องปรับให้สอดคล้องกับภาระงานจริงและเงื่อนไขการใช้งานของแต่ละแอปพลิเคชันเสมอ

5. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีโซลาร์แบบไฮบริดในฟาร์มและสถานที่เชิงพาณิชย์

เทคโนโลยีโซลาร์แบบไฮบริดสามารถนำไปใช้ได้ในหลากหลายบริบทเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม รูปแบบระบบเหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะภาระงานของสถานที่ แหล่งพลังงานที่มีอยู่ ความต้องการสำรองพลังงาน และเป้าหมายด้านการเงิน

ระบบโซลาร์แบบไฮบริดสำหรับฟาร์ม

ระบบโซลาร์สำหรับการใช้งานในฟาร์มอาจต้องรองรับปั๊มน้ำสำหรับการชลประทาน ห้องเย็น การระบายอากาศ อุปกรณ์แปรรูป สว่าง และระบบจ่ายน้ำ บางภาระงานเหล่านี้ทำงานเฉพาะช่วงกลางวัน ในขณะที่บางภาระงานอาจต้องการไฟฟ้าตลอดคืน

ระบบไฮบริดที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถรวมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์กับระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่เข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่เข้ากันได้ (ถ้ามี) ซึ่งจะช่วยให้ผู้ประกอบการฟาร์มควบคุมต้นทุนค่าไฟฟ้าได้ ขณะเดียวกันก็รักษาความมั่นคงของแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ที่จำเป็น

สำหรับฟาร์มที่ใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่ การเลือกอินเวอร์เตอร์ต้องพิจารณากระแสเริ่มต้น (inrush current) และภาระโหลดที่ทำงานพร้อมกันหลายตัว อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบสามเฟสจึงมักเหมาะสมในกรณีที่อุปกรณ์การเกษตรต้องใช้ไฟฟ้าสามเฟส

ความจุของระบบเก็บพลังงานควรคำนวณจากปริมาณพลังงานที่จำเป็นในช่วงเวลาที่ต้องการสำรองไฟฟ้า โดยแบตเตอรี่ที่มีความจุมากกว่าไม่จำเป็นต้องเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป หากข้อจำกัดหลักของระบบนั้นคือกำลังขาออกของอินเวอร์เตอร์หรือการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ขนาด 100 กิโลวัตต์

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ขนาด 100 กิโลวัตต์อาจเหมาะสำหรับสำนักงาน โรงงาน คลังสินค้า ฟาร์ม หรือสถานที่อื่น ๆ บางประเภท แต่อัตราความจุที่เหมาะสมที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการใช้ไฟฟ้าจริงของสถานที่นั้น

สำหรับการติดตั้งแบบไฮบริด วิศวกรควรประเมิน:

• ความต้องการโหลดสูงสุดและโหลดต่อเนื่อง
• การใช้พลังงานต่อวัน
• ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์และพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่
• ความจุของแบตเตอรี่และระยะเวลาสำรองไฟฟ้า
• ความพร้อมใช้งานของระบบสายส่งไฟฟ้าและระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• ความสามารถในการรับโหลดเกินของอินเวอร์เตอร์และข้อกำหนดด้านเฟส
• มาตรฐานทางไฟฟ้าและมาตรฐานการเชื่อมต่อกับระบบสายส่งที่ใช้บังคับ

ระบบโซลาร์ไฮบริดแบบสามเฟสสามารถมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับสถานประกอบการเชิงพาณิชย์ที่มีโหลดสามเฟส และต้องการประสานงานระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ และไฟฟ้าจากโครงข่าย อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการสำรองไฟฟ้าและโหมดการปฏิบัติงานที่รองรับ จำเป็นต้องยืนยันให้แน่ชัดสำหรับรุ่นอินเวอร์เตอร์เฉพาะนั้น

ระบบเก็บพลังงานโซลาร์แบบไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายเทียบกับระบบเก็บพลังงานไฮบริด

ระบบเก็บพลังงานโซลาร์แบบไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายถูกออกแบบมาเพื่อทำงานอย่างอิสระโดยไม่ขึ้นกับโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานสาธารณูปโภค ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับสมดุลอย่างรอบคอบระหว่างการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ การแปลงพลังงาน และการจัดการโหลด

ในทางตรงกันข้าม ระบบไฮบริดสามารถใช้โครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานสาธารณูปโภคเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าเพิ่มเติมได้ เมื่อมีการจัดเตรียมและตั้งค่าให้รองรับวัตถุประสงค์นั้น

สำหรับสถานที่ที่โครงข่ายไฟฟ้าไม่เสถียร ความสามารถในการรวมพลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเข้าด้วยกันอาจช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการดำเนินงานได้มากขึ้น สำหรับพื้นที่ที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้า การออกแบบแบบออฟกริดอย่างสมบูรณ์อาจเหมาะสมกว่า แต่ระบบจะต้องมีขนาดที่เพียงพอสำหรับช่วงเวลาที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำ และระยะเวลาสำรองที่ต้องการ

การเลือกระหว่างสถาปัตยกรรมเหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยการประเมินเชิงวิศวกรรมที่สอดคล้องกับลักษณะเฉพาะของแต่ละสถานที่ แทนที่จะพึ่งพาเพียงค่ากำลังไฟฟ้าระบุ (kW) หรือความจุพลังงานระบุ (kWh) เท่านั้น

6. เหตุใดประสบการณ์ด้านวิศวกรรมและการสนับสนุนในท้องถิ่นจึงมีความสำคัญ

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดเป็นการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานระยะยาว ประสิทธิภาพของระบบขึ้นอยู่กับคุณภาพของอุปกรณ์ ความเหมาะสมของการออกแบบระบบ การติดตั้งที่ถูกต้อง การเดินระบบ และการเข้าถึงการสนับสนุนทางเทคนิค

Tanfon ให้บริการโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์และระบบจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม บริษัทฯ ยังมีประสบการณ์อย่างกว้างขวางในแอฟริกา ซึ่งโครงการต่าง ๆ มักเผชิญกับปัญหาแหล่งจ่ายไฟฟ้าจากโครงข่ายไม่เสถียร การพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสูง สภาพสถานที่ที่ท้าทาย และข้อจำกัดด้านโลจิสติกส์

สำหรับลูกค้าเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม การสนับสนุนด้านวิศวกรรมที่ใช้งานได้จริงอาจรวมถึง:

• การวิเคราะห์ภาระโหลดและการกำหนดค่าระบบ
• การเลือกแผงโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์ และแบตเตอรี่
• การประเมินความเข้ากันได้ของระบบกับโครงข่ายไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• เอกสารทางเทคนิคและคำแนะนำในการติดตั้ง
• การตรวจรับรองระบบและการฝึกอบรมการดำเนินงาน
• การสนับสนุนการตรวจสอบระยะไกลและการแก้ไขปัญหา
• บริการหลังการขายและการประสานงานด้านการบำรุงรักษา

สำหรับโครงการในแอฟริกา สภาพการปฏิบัติงานในท้องถิ่นมีความสำคัญเป็นพิเศษ ปัจจัยต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อมสูง ฝุ่นละออง ความไม่เสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า และการมีบุคลากรด้านการบำรุงรักษาที่มีคุณสมบัติเหมาะสม ควรนำมาพิจารณาอย่างรอบด้านในระหว่างการออกแบบระบบ

ประสบการณ์ของบริษัท แทนฟอน ในการให้บริการลูกค้าในกว่า ๑๖๐ ประเทศ ร่วมกับโครงการต่าง ๆ ที่ดำเนินการในตลาดแอฟริกา สร้างพื้นฐานอันมั่นคงสำหรับการพัฒนาโซลูชันที่ปรับให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม แต่ละโครงการยังคงต้องผ่านการประเมินเป็นรายกรณี เพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างที่เสนอจะสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านเทคนิคและเชิงพาณิชย์

ก่อนขอใบเสนอราคา ลูกค้าสามารถจัดเตรียมรายการอุปกรณ์ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อวัน ใบแจ้งค่าไฟฟ้าที่มีอยู่ หรือบันทึกการใช้น้ำมันดีเซล สถานที่ติดตั้ง และความต้องการระบบสำรองไฟฟ้า ข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้วิศวกรประเมินขนาดแผงโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสม กำลังของอินเวอร์เตอร์ และขนาดแบตเตอรี่สำหรับเก็บพลังงาน

คำถามที่พบบ่อย

๑. ความแตกต่างหลักระหว่างระบบโซลาร์แบบไฮบริดกับระบบโซลาร์แบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าคืออะไร

ระบบโซลาร์แบบไฮบริดผสานพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับการจัดเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ และสามารถจ่ายพลังงานสำรองได้เมื่อออกแบบให้ทำหน้าที่นั้น ขณะที่ระบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแบบทั่วไปมักพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานสาธารณูปโภค และโดยทั่วไปจะหยุดทำงานทันทีเมื่อโครงข่ายไฟฟ้าขัดข้อง เว้นแต่ว่าจะมีการจัดเตรียมระบบที่รองรับการใช้งานสำรองอย่างเหมาะสม

2. ระบบโซลาร์แบบไฮบริดสามารถจ่ายพลังงานได้ในช่วงที่โครงข่ายไฟฟ้าขัดข้องหรือไม่

ได้ ถ้าอินเวอร์เตอร์รองรับโหมดการทำงานสำรอง และระบบมีอุปกรณ์แยกวงจรและอุปกรณ์ป้องกันที่จำเป็น ระยะเวลาที่สามารถใช้พลังงานสำรองได้ขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่ ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์ และโหลดที่เชื่อมต่อไว้

3. แบตเตอรี่จัดเก็บพลังงานจากโซลาร์ขนาด 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมงเพียงพอสำหรับสถานประกอบการเชิงพาณิชย์หรือไม่

ขึ้นอยู่กับปริมาณการใช้พลังงานของสถานประกอบการ ระยะเวลาที่ต้องการให้จ่ายพลังงานสำรองได้ และความจุที่ใช้งานได้จริงของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ขนาด 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมงอาจเพียงพอสำหรับบางสถานประกอบการเชิงพาณิชย์ แต่จำเป็นต้องประเมินโหลดก่อนจึงจะทราบแน่ชัดว่าเพียงพอต่อการใช้งานตามวัตถุประสงค์หรือไม่

4. ความแตกต่างระหว่างระบบโซลาร์เชิงพาณิชย์ขนาด 100 กิโลวัตต์ กับแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงานขนาด 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมงคืออะไร

การระบุกำลังไฟฟ้าที่ 100 กิโลวัตต์ หมายถึง ความสามารถในการจ่ายกำลังไฟฟ้า ในขณะที่การระบุพลังงานเก็บได้ที่ 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง หมายถึง ความสามารถในการเก็บพลังงาน ทั้งสองค่าเป็นข้อมูลจำเพาะที่ต่างกัน และควรเลือกใช้ร่วมกันตามความต้องการด้านกำลังไฟฟ้าและพลังงานของสถานที่

5. อินเวอร์เตอร์ไฮบริดสามเฟสสามารถทำงานร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลได้หรือไม่

อินเวอร์เตอร์ไฮบริดบางรุ่นรองรับการเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่ความเข้ากันได้ขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะ โครงสร้างระบบไฟฟ้า การตั้งค่าควบคุม และลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ผู้จัดจำหน่ายระบบหรือวิศวกรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมควรตรวจสอบการออกแบบก่อนติดตั้ง

6. ระบบโซลาร์ไฮบริดสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าได้หรือไม่

สามารถลดได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้ ราคาค่าไฟฟ้า รูปแบบการใช้โหลด ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ และการตั้งค่าการดำเนินงานของระบบ ผลประหยัดอาจเกิดจากการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง การปรับเวลาใช้พลังงานไปยังช่วงที่มีค่าใช้จ่ายต่ำกว่า หรือการลดการใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล (ถ้ามี) ทั้งนี้ ผลประหยัดที่แท้จริงควรคำนวณจากข้อมูลเฉพาะของสถานที่

7. ฉันควรเลือกระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดที่เหมาะสมสำหรับโครงการของฉันอย่างไร

เริ่มต้นด้วยการประเมินภาระโหลดที่เชื่อมต่อ ปริมาณการใช้พลังงานต่อวัน ความต้องการสูงสุด ความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าจากโครงข่าย และความต้องการสำรองพลังงาน จากนั้นจึงกำหนดขนาดของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ กำลังของอินเวอร์เตอร์ ความจุของแบตเตอรี่ และข้อกำหนดด้านการป้องกันระบบให้สอดคล้องกับความต้องการจริง

สรุป

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดผสานการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ การเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ และไฟฟ้าจากโครงข่าย เพื่อให้ผู้ใช้มีการควบคุมการใช้พลังงานได้มากขึ้นและเพิ่มความมั่นคงของแหล่งจ่ายไฟ ประสิทธิภาพของระบบนี้ขึ้นอยู่กับการจับคู่อินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ แผงโซลาร์เซลล์ และกลยุทธ์การจัดการพลังงานให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของสถานที่นั้นๆ

โครงการพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดขนาด 100 กิโลวัตต์ พร้อมแบตเตอรี่เก็บพลังงาน 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ของ Tanfon ที่เมืองดิลี ประเทศติมอร์-เลสเต แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการผสานรวมระบบอย่างสมบูรณ์ การเดินระบบหน้างาน การตรวจสอบระยะไกล และการฝึกอบรมด้านเทคนิคสำหรับสถานที่ที่ต้องการไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

สำหรับอาคารเชิงพาณิชย์ ฟาร์ม โรงงาน และโครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสาร วิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมควรขึ้นอยู่กับข้อมูลภาระจริง เงื่อนไขการใช้งาน ความต้องการสำรองพลังงาน และความต้องการบริการในระยะยาว

หากท่านกำลังวางแผนโครงการพลังงานแสงอาทิตย์หรือระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์ การประเมินทางวิศวกรรมเฉพาะสถานที่จะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีที่สุดในการเลือกระบบที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า