ลูกค้าชาวฟิลิปปินส์ Dave Prue สร้างไมโครกริดภายในบ้านที่ทำงานได้อย่างอิสระเต็มรูปแบบ โดยใช้อินเวอร์เตอร์ไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW จำนวน 3 เครื่อง (SKU:POW-HVM6.2K-LIP) ต่อขนานกัน พร้อมระบบแผงโซลาร์เซลล์ประมาณ 22.3 kW และชุดแบตเตอรี่ LiFePO4 ขนาด 70 kWh .
ระบบโซลาร์เซลล์จ่ายกำลังไฟต่อเนื่องได้ประมาณ 18.6 kW เพียงพอสำหรับการใช้งานเครื่องปรับอากาศหลายเครื่องและเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่กินไฟสูง อีกทั้งยังจ่ายไฟต่อเนื่องในช่วงไฟดับและพายุไต้ฝุ่น
ในกรณีศึกษาการติดตั้งอินเวอร์เตอร์แบบขนาน PowMr ขนาด 6.2kW ของ Dave นี้ เราจะเจาะลึกตั้งแต่การเลือกฮาร์ดแวร์ไปจนถึงการจัดการโหลดอัจฉริยะ ทีละขั้นตอน เพื่อมุ่งสู่ค่าไฟฟ้าเป็นศูนย์และความเป็นอิสระด้านพลังงานแบบออฟกริดอย่างแท้จริง
วิธีต่ออินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ PowMr ขนาด 6.2kW แบบขนาน
ในไมโครกริดภายในบ้านของ Dave ที่ฟิลิปปินส์ มีการติดตั้งอินเวอร์เตอร์ไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW จำนวน 3 เครื่องในโหมดต่อขนานเฟสเดียว (PAL) เป้าหมายนั้นเรียบง่าย นั่นคือทำให้อินเวอร์เตอร์หลายเครื่องทำงานเป็นแหล่งจ่ายไฟเดียวกันที่รวมเป็นหนึ่งเดียว จ่ายเอาต์พุตไฟฟ้าเฟสเดียว 230VAC ที่เสถียรให้ทั้งบ้าน ไม่ใช่ระบบแยกกันสามระบบที่ทำงานขัดแย้งกัน
1) เชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่เดียวกันก่อน
เพื่อให้ระบบอินเวอร์เตอร์แบบขนานทำงานได้อย่างเสถียร อุปกรณ์ทุกเครื่องต้องเชื่อมต่อกับชุดแบตเตอรี่ LiFePO4 เดียวกัน ควรใช้สายแบตเตอรี่ที่มีความยาวเท่ากันมากที่สุด จากนั้นรวมสายผ่านบัสบาร์ก่อนต่อเข้าขั้วแบตเตอรี่ วิธีนี้ช่วยลดความต่างของแรงดันระหว่างอุปกรณ์แต่ละเครื่องและช่วยป้องกันความผิดพลาดจากการต่อขนาน ติดตั้งเบรกเกอร์ DC ที่เหมาะสมทางฝั่งแบตเตอรี่สำหรับอินเวอร์เตอร์แต่ละเครื่อง (หรือใช้เบรกเกอร์หนึ่งตัวที่มีขนาดเหมาะสมกับชุดแบตเตอรี่แบบขนานทั้งหมด)
2) ต่ออินพุต AC และเอาต์พุต AC แบบขนาน
จากนั้นให้รวมอินพุต AC และเอาต์พุต AC ของ PowMr ขนาด 6.2kW แต่ละเครื่องเข้ากับบัสร่วม โดยต่อ Line เข้ากับ Line, Neutral เข้ากับ Neutral และต่อสายดินให้แน่นหนา ใช้ขนาดสายไฟและค่าแรงบิดตามคำแนะนำสำหรับรุ่น 6.2kW และป้องกันฝั่ง AC ด้วยเบรกเกอร์ที่มีพิกัดเหมาะสม สำหรับ การติดตั้งแบบขนาน 3 เครื่อง ควรกำหนดขนาดอุปกรณ์ป้องกันฝั่ง AC ให้รองรับกระแสรวมของระบบ สิ่งสำคัญคือขั้วไฟฟ้า การต่อสาย L/N กลับด้านอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่เป็นอันตรายเมื่ออินเวอร์เตอร์ทำงานแบบขนาน
3) เชื่อมต่อสายสื่อสารแบบขนาน
การเดินสายไฟเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ ใช้ สายสื่อสารแบบขนาน ของแท้เพื่อเชื่อมต่อ PowMr HVM6.2KW ทั้งสามเครื่อง ทำให้อุปกรณ์สามารถซิงโครไนซ์รูปคลื่น แบ่งปันโหลด และประสานการทำงานในรูปแบบมาสเตอร์/สเลฟได้ การสื่อสารที่ไม่เสถียรหรือขั้วต่อหลวมเป็นสาเหตุที่พบบ่อยของการสูญเสียการสื่อสาร CAN หรือข้อผิดพลาดในการซิงโครไนซ์ของระบบอินเวอร์เตอร์ไฮบริดแบบขนาน
4) เชื่อมต่อ BMS ของแบตเตอรี่กับอินเวอร์เตอร์เพียงเครื่องเดียว
หากแบตเตอรี่ใช้การสื่อสารกับ BMS ให้เชื่อมต่อสาย RJ45 กับอินเวอร์เตอร์เพียงเครื่องเดียว และตั้งค่าประเภทแบตเตอรี่ของเครื่องนั้นเป็นโหมดลิเธียม (เช่น Li 2) ส่วนอีกสองเครื่องให้คงการตั้งค่าแบตเตอรี่เริ่มต้นไว้ นี่คือแนวทางปฏิบัติสำคัญสำหรับ ระบบลิเธียม PowMr แบบขนาน เนื่องจากการเชื่อมต่อ BMS หลายจุดอาจทำให้เกิดความขัดแย้ง
5) ตั้งค่า LCD Program 28 เป็น PAL จากนั้นเริ่มใช้งานระบบ
ที่อินเวอร์เตอร์ทุกเครื่อง ให้ตั้งค่า Program 28 (โหมดเอาต์พุต AC) เป็น PAL (Parallel) ก่อนเริ่มใช้งานจริง เปิดอุปกรณ์ ตรวจสอบการระบุสถานะมาสเตอร์/สเลฟโดยไม่มีรหัสข้อผิดพลาด จากนั้นจึงเปิดเบรกเกอร์ฝั่งโหลด เมื่อระบบออนไลน์แล้ว อินเวอร์เตอร์แบบขนาน PowMr ขนาด 6.2kW จำนวน 3 เครื่องของ Dave สามารถจ่ายเอาต์พุตต่อเนื่องได้ประมาณ 18.6 kW เพียงพอสำหรับเครื่องปรับอากาศหลายเครื่อง เครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูง และเครื่องมือช่างในระบบโซลาร์เซลล์ภายในบ้านแบบออฟกริด
Dave ใช้ Home Assistant เพื่อจัดการโหลดอัจฉริยะอย่างไร
อินเวอร์เตอร์ PowMr ขนาด 6.2kW จำนวน 3 เครื่องที่ต่อขนานกันช่วยแก้ปัญหาด้านกำลังไฟของ Dave ได้ จากนั้นเขายังยกระดับระบบด้วยการจัดการโหลดอัจฉริยะ โดยใช้บอร์ดสื่อสาร ESP32 ที่ออกแบบขึ้นเองและเฟิร์มแวร์ภาษา C ของเขาเอง เพื่อนำข้อมูลอินเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่เข้าสู่ Home Assistant ทำให้ไมโครกริดทั้งหมดทำงานโดยอัตโนมัติตามกลยุทธ์ที่กำหนด
หัวใจสำคัญของกลยุทธ์นี้คือเป้าหมายช่วงเที่ยง นั่นคือทำให้ชุดแบตเตอรี่มีประจุใกล้ 100% มากที่สุดภายในเที่ยง หากระดับการชาร์จเร็วกว่ากำหนดในช่วงเที่ยงและยังมีพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกิน Home Assistant จะเรียกใช้การควบคุมเครื่องปรับอากาศอัจฉริยะ
ผ่านแผงควบคุมที่เขาออกแบบสำหรับพอร์ตบำรุงรักษาของเครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน TCL ระบบจะนำพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินในช่วงเที่ยงที่ “ไม่มีต้นทุน” ไปใช้กับการทำความเย็นก่อน บ้านจะถูกทำให้เย็นล่วงหน้า โดยเปลี่ยนมวลความร้อนของตัวอาคารให้ทำหน้าที่เสมือนแบตเตอรี่ความร้อน
ผลลัพธ์คือ พลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางวันจะรับภาระหลักด้านความสะดวกสบาย และเครื่องปรับอากาศจะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่น้อยลงมากหลังพระอาทิตย์ตก ซึ่งช่วยเพิ่มการใช้พลังงานจาก PV ด้วยตนเองในตอนกลางวันและยืดเวลาการใช้งานแบตเตอรี่ในเวลากลางคืน นี่คือเหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้บ้านออฟกริดของ Dave ยังคงมีเสถียรภาพและประสิทธิภาพสูง
การตรวจสอบภายในระบบโดยไม่พึ่งคลาวด์
ไมโครกริดของ Dave ได้รับการออกแบบมาเพื่อความเป็นอิสระ ไม่ใช่แค่จากการไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการลดการพึ่งพาคลาวด์ที่ไม่จำเป็นด้วย แทนที่จะใช้อะแดปเตอร์ WiFi ที่มีจำหน่ายทั่วไปและส่งข้อมูลผ่านคลาวด์ของ PowMr เขาติดตั้งบอร์ด WiFi อินเวอร์เตอร์ที่สร้างขึ้นเอง
ความแตกต่างนี้เห็นได้ชัดในทางปฏิบัติ บอร์ดของเขาทำงานแบบเรียลไทม์ ทำให้การตรวจสอบและควบคุมเป็นแบบภายในระบบ และลดจุดล้มเหลวเพิ่มเติมรวมถึงความล่าช้าที่เกิดจากเซิร์ฟเวอร์ระยะไกล แม้อินเทอร์เน็ตจะหยุดทำงาน ระบบก็ยังคงทำงานต่อได้โดยไม่หยุดชะงัก ซึ่งตรงกับความต้องการของบ้านออฟกริดที่ให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือเป็นอย่างยิ่ง
