Digital Photography   Audio & Video   Computer Accessories   Software Applications | Miscellaneous | Home
....

On Grid Solar Rooftop - 10 kW

  1. ระบบ On Grid Solar Rooftop

เป็นระบบที่ผลิตไฟฟ้าจาก Solar Panels ที่ติดตั้งบนหลังคาซึ่งได้ไฟฟ้ากระแสตรงออกมาผ่าน Solar Inverter แปลงไฟฟ้าเป็นกระแสสลับและต่อเชื่อมเข้ากับระบบของการไฟฟ้าตลอดเวลา ระบบ On Grid มีจุดเด่นคือจะมีแหล่งจ่ายไฟฟ้า 2 ทางคือจาก Solar Panels และจากระบบของการไฟฟ้า ดังนั้นในเวลากลางวันก็จะใช้ไฟฟ้าจาก Solar Panels ได้ หากผลิตได้เองไม่เพียงพอก็จะดึงไฟฟ้าจากระบบเข้ามาเสริม หากผลิตได้มากกว่าการใช้ก็จะส่งไฟฟ้าขายคืนเข้าระบบได้ ส่วนในเวลากลางคืนก็จะเป็นการใช้ไฟฟ้าจากระบบทั้งหมด ระบบ On Grid Solar Rooftop ที่นำมาเสนอในบทความนี้ เป็นแบบที่ขออนุญาตการไฟฟ้าแล้วตามระเบียบและตามโครงการรับซื้อไฟฟ้าโซล่าร์ภาคประชาชนรายละไม่เกิน 10 kW ต่อมิเตอร์ เรียบร้อยแล้ว โดยบ้านที่ติดตั้งเป็นของผู้บริหารระดับสูงท่านหนึ่งที่ได้ให้ข้อมูลต่างๆร่วมกับเจ้าหน้าที่และวิศวกรจากบริษัทที่ทำการติดตั้ง ซึ่งผู้เขียนขอขอบคุณมา ณ ที่นี้
 
 
  2. การคำนวณความคุ้มทุนของการติดตั้ง On Grid Solar Rooftop ขนาด 10 kW

2.1 พลังงานไฟฟ้าที่จะผลิตได้ :
Solar Rooftop ขนาด 10 kW จะสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เฉลี่ยปีละประมาณ 14,000 - 15,000 หน่วย หรือ kilowatt-hour (kWh) ตัวเลขนี้ได้มาจากการคำนวณดังนี้
     พลังงานไฟฟ้าต่อปี
= kW x จำนวนชั่วโมงใน 1 ปี x ประสิทธิภาพของระบบ x Plant Factor = 9.72 x 8,760 x 0.93 x 0.19 = 15,045 kWh/ปี

หมายเหตุ
: ความสูญเสียใน Inverter 2 - 3 %, ความสูญเสียในสายไฟ  4 - 5 %, Plant Factor คือการที่ Solar Panels ผลิตไฟฟ้าได้ในช่วงเวลาที่มีแสงแดดหรือมีแสงสว่างมากพอคิดเฉลี่ยทั้งปี ตัวเลข 19% มาจากระบบอื่นๆที่ได้ติดตั้งไปแล้วในประเทศไทย

2
.2 จำนวนเงินที่จะประหยัดได้ : บ้านขนาดกลางทั่วๆไปจะใช้ไฟฟ้าเดือนละ 1,000 - 2,300 หน่วย คิดเป็นค่าไฟฟ้าหน่วยละ 4.20 - 4.50 บาทหรืออาจจะ 4.60 าทถ้าใช้ไฟมากๆ หรือเดือนละ 4,000 - 10,000 บาท ดังนั้นการติด Solar Rooftop แบบ On Grid จะต้องคำนึงถึงการใช้ไฟฟ้าในตอนกลางวันว่ามีมากเท่าไร เพราะถ้าใช้ไฟไม่หมดก็ต้องขายคืนเข้าระบบของการไฟฟ้าที่รับซื้อในราคาหน่วยละ 1.68 บาท หรือถ้าหมดโครงการหรือหมดระยะเวลาที่รับซื้อก็จะไม่มีรายได้ส่วนนี้กลับมา จำนวนเงินที่จะประหยัดค่าไฟฟ้าได้ หากใช้ไฟที่ผลิตได้หมด เท่ากับ 15,045 x 4.50 = 67,702 บาทต่อปีหรือ 5,642 บาทต่อเดือน แต่ถ้าสมมติว่าใช้ไฟที่ผลิตได้ 80% และขายคืนเข้าระบบ 20% ดังนั้นจะประหยัดค่าไฟฟ้าได้ปีละ 15,045 x 0.8 x 4.5 + 15,045 x 0.2 x 1.68 = 59,217 บาทต่อปีหรือ 4,935 บาทต่อเดือน

2.3 ระยะเวลาที่จะคุ้มการลงทุน : การติดตั้งระบบ Solar Rooftop ขนาดประมาณ 10 kW ที่ใช้อุปกรณ์คุณภาพดี ติดตั้งโดยผู้ชำนาญการ มีวิศวกรควบคุม จะใช้เงินลงทุนประมาณ 350,000 ถึง 400,000 บาท ดังนั้น ระยะเวลาที่จะคุ้มทุนอยู่ในราว 5.9 - 6.8 ปี แต่ถ้าใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้หมด ก็จะคุ้มทุนในเวลา 5.2 - 5.9 ปี

หมายเหตุ
: ในปัจจุบัน (.. 2562) มีบางรายขายและรับติดตั้งระบบ On Grid Solar Rooftop 10 kW 3-Phase ในราคา 252,000 บาท ไม่รวมค่าติดตั้ง ซึ่งถ้ารวมแล้ว 300,000 บาท ก็จะคุ้มการลงทุนในเวลา 5 ปี (ราคาการติดตั้งระบบ Solar Rooftop ขึ้นอยู่กับคุณภาพของอุปกรณ์ที่ใช้คือแผง Solar Panels และ Solar Inverter)
                   
 
  3. การติดตั้งแผง Solar Panels

การติดตั้งทำโดยใช้แผง Solar Panel ขนาด 360 W จำนวน 27 แผงจะได้กำลังผลิตสูงสุด 9.72 kWp วางแผงเรียงกันเป็น 3 แถวๆละ 9 แผง ตามรูปที่ 1 และเนื่องจาก Solar Inverter ที่ใช้แบ่งการต่อไฟจาก Solar Panels เป็น 2 ชุด ดังนั้นจึงต่อแผง Solar Panels แบบอนุกรมกัน (Series) ชุดที่ 1 เรียกว่า Array 1 มี 14 แผง และชุดที่ 2 เรียก Array 2 มี 13 แผง ซึ่งแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ได้จาก Array 1 จะเท่ากับ 36 x 14 หรือ 504 V
 
 


รูปที่ 1  Solar Rooftop ขนาด 10 kW (ใช้แผง Solar Panel ขนาด 360 W จำนวน 27 แผง)


รูปที่ 2 แสดงการติดตั้งแผง Solar Panels บนหลังคา

 
 


 
  4. การต่อระบบไฟฟ้า

รูปที่ 3
 แสดงการติดตั้ง Panel Boards ด้านไฟฟ้ากระแสตรง Solar Inverter และด้านไฟฟ้ากระแสสลับดังนี้คือ ไฟฟ้าที่ผลิตได้จาก Solar Panels ชุดที่ 1 และชุดที่ 2 จะถูกส่งเข้าไปยัง DC Panel Board ซึ่งมีอุปกรณ์ Circuit Breaker อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าและ Surge จากนั้นไฟฟ้าจะเข้าไปยัง Solar Inverter ที่แรงดันไฟฟ้าประมาณ 400 - 520 V ซึ่ง Inverter จะทำการแปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ระบบ 3 เฟส แรงดันไฟฟ้า 220/380 หรืออาจจะ 230/400 V ความถี่ 50 Hz เพื่อเชื่อมต่อหรือ Synchronize เข้ากับระบบของการไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ
 
 


รูปที่ 3  การต่อระบบไฟฟ้าจาก Solar Panels เข้า Solar Inverter และเข้า Network ของการไฟฟ้า

 
 


รูปที่ 4  ภายในของ AC และ DC Panel Boards

 
  5. Solar Inverter แบบ 3 Phase 10 kW

การติดตั้งระบบ Solar Rooftop ที่นำเสนอนี้ ใช้ Solar Inverter ของ ABB แบบ 3 Phase ขนาด 10 kW โดยรองรับ DC Input ได้ 2 ชุดๆละ 5 kW ที่แรงดันไฟฟ้า 500 V (รูปที่ 5) และจ่ายไฟฟ้าออกในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ 3 Phase ที่แรงดันไฟฟ้า 230/400 V เมื่อมีไฟเลี้ยงมาจากระบบของการไฟฟ้า เครื่องจะทำการ Synchronize เพื่อเชื่อมโยงไฟฟ้าที่ผลิตได้เข้ากับระบบโดยอัตโนมัติ ซึ่งหากไฟฟ้าของการไฟฟ้าดับลง เครื่องก็จะตัดการทำงาน  Solar Inverter ดังกล่าวมีหน้าจอ LCD แสดงค่าต่างๆได้ ตามตัวอย่างในรูปที่ 6
 
 


รูปที่
5 
Solar Inverter แบบ 3 Phase 10 kW

 
 




รูปที่ 6  ตัวอย่างการแสดงค่าต่างๆส่วนหนึ่งบนหน้าจอ LCD ของ Solar Inverter

 
  6. สถิติการผลิตไฟฟ้าจริงจากระบบ Solar Rooftop

ระบบ Solar Rooftop ที่นำมาเสนอนี้ได้ติดตั้งแล้วเสร็จเมื่อวันที่ 14 ธันวาคม 2562 และเริ่มใช้งานจริง จากสถิติการผลิตในระยะเวลา 5 วันแรกผลิตไฟฟ้าได้ 215 kWh หรือวันละ 43 kWh ซึ่งคาดว่าจะใกล้เคียงกับการคำนวณในข้อ 2.1

7. การวิเคราะห์ Energy Balance

Solar Inverter ขนาด 5 -10 kW โดยทั่วๆไปจะมีระบบ Wi Fi สำหรับการ Monitoring ข้อมูลการผลิตไฟฟ้า เช่น กำลังไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า แรงดันและกระแสไฟฟ้า ทางด้านการผลิตและสถิติต่างๆ เช่น พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อวัน ต่อเดือน เป็นต้น โดยสามารถเปิดดูได้ทางเครื่องโทรศัพท์มือถือ สำหรับด้านการใช้นั้นสามารถติดตั้ง Energy Meter แบบที่มีระบบ Wi Fi เพิ่มขึ้นเพื่อเช็คการใช้ไฟฟ้าได้ถ้าประสงค์จะวิเคราะห์การใช้งาน ตามรูปที่ 7  E1 คือมิเตอร์ของการไฟฟ้าซึ่งเป็นแบบ Two Ways เพื่อคิดจำนวนหน่วยขาย จำนวนหน่วยซื้อแล้วคำนวณค่าไฟฟ้าแบบ Net Billing ส่วน E2 เป็น Energy Meter ขนาดเล็กๆที่ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถติดตั้งขึ้นเองได้โดยวัดเฟสละ 1 มิเตอร์ เช่นเดียวกับ E 3 (ถ้า Solar Inverter สามารถให้ค่าพลังงานไฟฟ้าส่งออกได้ ก็ไม่ต้องติดมิเตอร์ E3) และจะต้องเช็คค่ากระแสไฟฟ้าด้วย เพราะมิเตอร์ส่วนมากวัดกระแสไฟฟ้าได้ 15 A ถ้ากระแสไฟฟ้ามากกว่านี้จะต้องใช้แบบที่มี Current Transformer ต่อพ่วง หรือใช้ 3 Phase Wi Fi Energy Meter ซึ่งใช้ได้กับกระแสสูงถึง 60 A
 
 


รูปที่ 7  Energy Balance Diagram

 
 


รูปที่ 8  ตัวอย่างการใช้ Wi Fi Energy Meter ขนาดเล็กวิเคราะห์การใช้พลังงาน

 
  หมายเหตุ
1. บทความนี้เป็นการเผยแพร่และแบ่งปันประสบการณ์  ผู้เขียนไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการขายและติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆที่แสดงไว้
 

  
จากวันที่  20 .. 2562
ปรับปรุงล่าสุด : 21 .. 2562