วิธีการกำหนดขนาดและเลือกอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดที่ดีที่สุด

บ้านที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะมีระบบโซลาร์เซลล์แบบเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ระบบโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดได้รับความนิยมมากขึ้นเนื่องจากให้พลังงานแก่ผู้ใช้ได้มากขึ้น อุปกรณ์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับระบบเหล่านี้คืออินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์แบบออฟกริด

ในบทความนี้ เราจะสำรวจวิธีการ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์นอกกริด เมื่อเทียบกับอินเวอร์เตอร์ที่ใช้สำหรับระบบไฮบริดแบบออนกริด บทความนี้จะวิเคราะห์ตลาดโซลาร์นอกกริดทั่วโลก โดยดูจากขนาดตลาดปัจจุบัน ปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนตลาด และการเติบโตที่คาดการณ์ไว้ จากนั้นจะให้คำแนะนำในการซื้อพร้อมปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกอินเวอร์เตอร์โซลาร์นอกกริดที่ดีที่สุด

สารบัญ
อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดทำงานอย่างไร?
ภาพรวมของตลาดโซลาร์นอกระบบทั่วโลก
5 ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดที่ดีที่สุด
เลือกอินเวอร์เตอร์โซล่าเซลล์ออฟกริดที่ดีที่สุด

อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดทำงานอย่างไร?

สองประเภทหลักของ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ คือระบบที่เชื่อมต่อกับกริด (ไฮบริดหรือออนกริด) และระบบที่ตัดการเชื่อมต่อจากกริด (ออฟกริด) แม้ว่าทั้งสองระบบจะใช้แหล่งพลังงานเดียวกันที่รวบรวมจากดวงอาทิตย์ผ่านแผงโซลาร์เซลล์ แต่ทั้งสองระบบจะจัดเก็บและใช้พลังงานส่วนเกินต่างกัน

ระบบโซลาร์แบบไฮบริดจะส่งกระแสไฟฟ้าส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้า ในขณะที่อินเวอร์เตอร์โซลาร์แบบออฟกริดใช้แบตเตอรี่ที่จัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบ DC ที่ป้อนโดยแผงโซลาร์แบบออฟกริด จากนั้นอินเวอร์เตอร์จะแปลงพลังงานดังกล่าวเป็นกระแสไฟฟ้าสลับที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน

ระบบโซลาร์นอกโครงข่ายมีความซับซ้อนมากกว่าระบบไฮบริดมาก เนื่องจากต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติม เช่น ตัวตรวจสอบแบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จ และเบรกเกอร์วงจร DC และ AC

ภาพรวมของตลาดโซลาร์นอกระบบทั่วโลก

รายงานการวิจัยตลาด Vantage ปี 2022 แสดงให้เห็นว่า ตลาดอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ระดับโลกคาดว่าจะมีมูลค่าตลาด 12.93 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในสิ้นปี 2028 และคาดว่าตลาดนี้จะเติบโตที่อัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) 8.5% จากมูลค่าตลาดในปี 2021 ที่ 7.92 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ

เมื่อพูดถึงตลาดพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดโดยเฉพาะ แวนเทจทำนาย ตลาดมีการเติบโตที่อัตรา CAGR 11% โดยมูลค่าตลาดเติบโตจาก 2.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2020 เป็น 6.45 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2028

วิกฤตการณ์พลังงานที่กำลังใกล้เข้ามา ราคาที่ผันผวนของน้ำมัน และข้อตกลงระหว่างประเทศที่เพิ่มมากขึ้นที่ส่งเสริมแผนการพัฒนาอย่างยั่งยืน ถือเป็นแรงกระตุ้นสำคัญในการเติบโตภายในตลาดอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

5 ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดที่ดีที่สุด

1. แรงดันไฟฟ้าขาออก

สิ่งแรกๆ ที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือก อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด คือการกำหนดความต้องการโหลด ซึ่งโดยปกติจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานหรือแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของโหลดในพื้นที่หนึ่งๆ

การวิเคราะห์โหลดช่วยให้ผู้ค้าปลีกค้นหาว่าลูกค้าต้องการแรงดันไฟฟ้าเท่าใด แรงดันไฟฟ้าขาออกสำหรับยุโรปและแอฟริกาคือ 240V ในขณะที่ในสหรัฐอเมริกาคือ 120V การใช้งานตามบ้านเรือนส่วนใหญ่ต้องการ 110/220 VAC ซึ่งเป็นข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าสำหรับโหลดไฟฟ้ากระแสสลับในครัวเรือน

เพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตที่สูงขึ้น ผู้ใช้สามารถใช้ "การซ้อนอินเวอร์เตอร์" ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้อินเวอร์เตอร์หลายตัวต่ออนุกรม ตราบใดที่พลังงานแสงอาทิตย์ อินเวอร์เตอร์ หากใช้เข้ากันได้ ผู้ใช้ตามที่อยู่อาศัยจะสามารถเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์ 120 VAC สองตัวเพื่อเพิ่มแรงดันไฟขาออกเป็นสองเท่าเป็น 240 VAC

2. ช่วงกำลังไฟฟ้า

ปัจจัยถัดไปที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกสิ่งที่ดีที่สุด อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด คือช่วงกำลังไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์มีมาให้ โดยท้ายที่สุด อุปกรณ์ที่เลือกควรสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของผู้ใช้หรือจัดการกับโหลดของพวกเขาได้

ด้านล่างนี้เป็นรายการช่วงพลังงานอินเวอร์เตอร์ต่างๆ และการใช้งานทั่วไป:

• 1–2 กิโลวัตต์: ทีวี ตู้เย็น โทรศัพท์ ห้องเล็กพร้อมไฟ
• 2–4 กิโลวัตต์: บ้านประหยัดพลังงานขนาดเล็ก ห้องโดยสารขนาดใหญ่
• 4–8 กิโลวัตต์: บ้านส่วนใหญ่ที่อยู่ห่างจากระบบไฟฟ้า
• 8–16 กิโลวัตต์: บ้านนอกระบบขนาดใหญ่ ธุรกิจขนาดเล็ก ฟาร์ม หรือไร่

ช่วงกำลังที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ 4–8 กิโลวัตต์ เนื่องจากสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานในครัวเรือนทั่วไปได้

ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับลูกค้าเป้าหมาย สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาโหลดในอนาคตที่อาจต้องใช้พลังงานด้วย ซึ่งหมายความว่า อินเวอร์เตอร์นอกกริด โดยทั่วไปแล้วระบบที่ติดตั้งควรสามารถรองรับความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีข้างหน้าได้ ดังนั้น ระบบที่มุ่งเป้าไปที่คู่สามีภรรยาที่เกษียณอายุแล้วจึงควรแตกต่างจากระบบที่มุ่งเป้าไปที่ครอบครัวหนุ่มสาว

3. แรงดันไฟฟ้าขาเข้า DC

เมื่อความจุพลังงานของ อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด เมื่อตั้งค่าเรียบร้อยแล้ว ตอนนี้ถึงเวลาพิจารณาช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC ของอุปกรณ์แล้ว ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้โดยดูจากข้อมูลจำเพาะหรือแผ่นข้อมูลจำเพาะของอินเวอร์เตอร์

แรงดันไฟฟ้า DC อินพุตใช้เพื่อกำหนดแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ปกติที่ตรงกับ อินเวอร์เตอร์ตามกฎแล้ว แรงดันไฟฟ้าขาออก DC ของ PV สูงสุดไม่ควรเกินแรงดันไฟฟ้าขาเข้า DC สูงสุดที่ระบุไว้ในคุณลักษณะของอินเวอร์เตอร์

4. ความจุของแบตเตอรี่

ปัจจัยถัดไปที่ต้องพิจารณาในกระบวนการเลือกระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกระบบคือ ขนาดแบตเตอรี่ นั่นจะต้องใช้ ผู้ค้าปลีกจะต้องพิจารณาว่าลูกค้าเป้าหมายต้องการที่เก็บพลังงานที่ครอบคลุมการใช้งานเพียงหนึ่งวันหรือ ระบบที่มีกำลังสำรองเสริม.

เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการนี้จะมีความแม่นยำ จำเป็นต้องคำนึงถึงตัวแปรต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ ได้แก่ ประเภทของแบตเตอรี่และคุณสมบัติทางเคมี ประสิทธิภาพการทำงานไปกลับ ความลึกสูงสุดของการคายประจุ (DoD) อัตราการชาร์จสูงสุด และจำนวนวันของการใช้งานแบตเตอรี่

กฎทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่สำรองพลังงานแสงอาทิตย์คือต้องมีความจุในการจัดเก็บที่ครอบคลุมการใช้งานอย่างน้อย 2-3 วันในช่วงเวลาที่มีการใช้งานสูงสุดของปี

5. ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในตัว

อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดมาพร้อมกับ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในตัว ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมพลังงานที่มาจากแผงโซลาร์เซลล์และส่งไปยังแบตเตอรี่ โดยทั่วไปแล้ว อินเวอร์เตอร์โซลาร์แบบออฟกริดจะมีตัวควบคุมการชาร์จอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ ตัวควบคุมการติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT) และตัวควบคุมการปรับความกว้างพัลส์ (PWM)

ตัวควบคุม MPPT ถือว่าดีกว่าในทางเทคนิค เนื่องจากสามารถแปลงแรงดันไฟแผงโซลาร์เซลล์ที่สูงกว่าให้เป็นแรงดันไฟที่ต่ำกว่า และสามารถชาร์จแบตเตอรี่โดยสูญเสียพลังงานน้อยลงหรือมีประสิทธิภาพสูงขึ้น MPPT สามารถส่งมอบ ประสิทธิภาพ 93–97% ในการแปลงพลังงาน อย่างไรก็ตาม มีราคาแพงกว่าเมื่อเทียบกับตัวควบคุม PWM

ตัวควบคุม PWM มีราคาถูกกว่า แต่สามารถทำให้เกิดได้ถึง สูญเสียพลังงาน 60%ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับระบบขนาดใหญ่ แต่เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับระบบขนาดเล็ก โดยควรเลือกอินเวอร์เตอร์ที่มีตัวควบคุมการชาร์จในตัวที่ปรับการถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสม เพื่อให้แบตเตอรีได้รับพลังงานสูงสุด

เลือกอินเวอร์เตอร์โซล่าเซลล์ออฟกริดที่ดีที่สุด

การเลือกอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์นอกระบบที่ดีที่สุดสำหรับลูกค้าเป้าหมายต้องพิจารณาอย่างรอบคอบถึงปัจจัยหลายประการ รวมถึงแรงดันไฟขาออก ช่วงกำลังไฟฟ้า แรงดันไฟขาเข้า DC ความจุแบตเตอรี่ และตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในตัว

ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้มีผลต่อประเภทของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดที่ผู้ใช้มี ดังนั้นผู้ค้าปลีกจะต้องพิจารณาว่าใครเป็นเป้าหมาย เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้จะช่วยให้ตัดสินใจเลือกอินเวอร์เตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพวกเขาได้

ในท้ายที่สุด ลูกค้ากำลังมองหาระบบที่ง่ายต่อการบำรุงรักษา ใช้งานง่าย และไม่ยุ่งยาก การคำนวณโหลดไฟฟ้าและรูปแบบการใช้งานของลูกค้าเป้าหมายอย่างแม่นยำช่วยให้สามารถกำหนดขนาดระบบโซลาร์นอกโครงข่ายได้อย่างถูกต้อง มีฟังก์ชันการทำงานที่สูงขึ้น และระบบล้มเหลวน้อยที่สุด