การออกแบบระบบโซลาร์สำหรับใช้งานแบบออฟกริด
ระบบโซลาร์แบบออฟกริด (Off-Grid Solar System) คือระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้า เหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลไม่มีไฟฟ้าเข้าถึง หรือผู้ที่ต้องการความเป็นอิสระทางพลังงานอย่างแท้จริง การออกแบบระบบประเภทนี้มีความซับซ้อนมากกว่าระบบแบบออนกริด (On-Grid) เนื่องจากต้องคำนวณการใช้ไฟทั้งกลางวันและกลางคืน รวมถึงต้องมีแบตเตอรี่สำรองเพื่อใช้ในยามที่ไม่มีแดด
1. ประเมินการใช้พลังงานในแต่ละวัน
ขั้นตอนแรกคือการรวบรวมข้อมูลการใช้พลังงานในแต่ละวัน โดยให้ระบุจำนวนอุปกรณ์ที่ใช้, เวลาที่ใช้งาน และกำลังวัตต์ของแต่ละอุปกรณ์ เช่น
- หลอดไฟ LED 10W × 5 หลอด × 5 ชม. = 250 Wh
- ตู้เย็น 150W × 24 ชม. = 3600 Wh
- พัดลม 60W × 8 ชม. = 480 Wh
- รวมทั้งวัน ≈ 4,500 Wh หรือ 4.5 kWh
2. คำนวณขนาดแผงโซลาร์เซลล์
เมื่อทราบการใช้พลังงานต่อวันแล้ว เราสามารถใช้สูตร:
ขนาดแผงรวม (W) = พลังงานที่ต้องการต่อวัน ÷ ชั่วโมงแดดเฉลี่ย ÷ ประสิทธิภาพระบบ
เช่น ต้องการ 4.5 kWh/วัน ÷ 5 ชม. ÷ 0.8 = 1125 W → ใช้แผงขนาดรวมประมาณ 1200–1500 W เพื่อเผื่อความสูญเสียและวันที่มีแดดน้อย
3. คำนวณขนาดแบตเตอรี่
การเลือกแบตเตอรี่ต้องพิจารณาการใช้งานตอนกลางคืนและจำนวนวันที่ต้องการสำรองพลังงาน (Autonomy Days)
สูตร:
ความจุแบตเตอรี่ (Ah) = (พลังงานที่ใช้ × จำนวนวันสำรอง) ÷ แรงดันแบต ÷ DoD
เช่น ต้องการสำรองไฟ 2 วัน = 4.5 × 2 = 9 kWh
ใช้แบตเตอรี่ 48V, DoD (Depth of Discharge) 80% → 9000 ÷ 48 ÷ 0.8 = 234 Ah
ดังนั้นควรเลือกแบตเตอรี่รวมประมาณ 48V 250Ah
4. เลือกชนิดของแบตเตอรี่
- แบตเตอรี่ตะกั่วกรด (Deep Cycle Lead-Acid): ราคาถูก แต่มีอายุการใช้งานสั้น (2–5 ปี)
- แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LiFePO4): ราคาสูงกว่า แต่มีอายุยาว (10–15 ปี), มีน้ำหนักเบา และสามารถจ่ายไฟได้สม่ำเสมอ
5. เลือกอินเวอร์เตอร์สำหรับระบบออฟกริด
อินเวอร์เตอร์ต้องสามารถรองรับโหลดรวมสูงสุดในคราวเดียว เช่น เปิดตู้เย็น + ปั๊มน้ำพร้อมกัน
ควรเลือกอินเวอร์เตอร์ที่:
- เป็นชนิด Pure Sine Wave
- รองรับแรงดันตรงจากแบตเตอรี่
- มีระบบป้องกันโหลดเกิน, ไฟฟ้าลัดวงจร, และฟังก์ชันชาร์จแบตเตอรี่จากแผง
6. ใช้คอนโทรลเลอร์แบบ MPPT
ระบบออฟกริดควรใช้ตัวควบคุมการชาร์จแบบ MPPT เพื่อให้ดึงพลังงานจากแผงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด และสามารถจัดการกับแรงดันและกระแสได้แม่นยำ
7. การติดตั้งและความปลอดภัย
- ต้องมีเบรกเกอร์ DC/AC ในทุกจุด
- เดินสายด้วยสาย PV1-F หรือสายที่มีความทนต่อ UV และความร้อน
- ควรต่อระบบลงดินเพื่อป้องกันฟ้าผ่า
8. การดูแลระบบออฟกริด
- ตรวจสอบแรงดันแบตทุกเดือน
- ล้างแผงทุก 2–3 เดือน
- ตรวจสอบสายไฟและเบรกเกอร์อย่างน้อยปีละ 1 ครั้ง
9. ข้อดีและข้อจำกัดของระบบออฟกริด
ข้อดี:
- ไม่ต้องพึ่งพาไฟฟ้าจากการไฟฟ้า
- ใช้งานได้แม้ในพื้นที่ห่างไกล
- ไม่มีปัญหาไฟดับจากภายนอก
ข้อจำกัด:
- ต้นทุนสูง โดยเฉพาะค่าแบตเตอรี่
- ต้องดูแลแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง
- หากออกแบบไม่ดี อาจเกิดปัญหาไฟไม่พอใช้
สรุป: การออกแบบระบบออฟกริดต้องใช้ความเข้าใจในพฤติกรรมการใช้พลังงาน และการเลือกอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ หากออกแบบอย่างเหมาะสม ระบบออฟกริดสามารถให้พลังงานที่มั่นคง ปลอดภัย และยั่งยืนได้ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ไฟฟ้าเข้าถึงยากหรือมีปัญหาความมั่นคงไฟฟ้า

