Kevin จากฟิลิปปินส์ใช้เครื่องแปลงไฟไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 3.7kW เพื่อสร้างหนึ่งในระบบโซลาร์เซลล์ DIY สำหรับบ้านที่ใช้งานได้จริงมากที่สุด โดยยังคงจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านในแต่ละวัน พร้อมลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากโครงข่ายของครอบครัว
ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 3.7kW ของเขาใช้แผงขนาด 620W จำนวน 6 แผง จับคู่กับเครื่องแปลงไฟไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW และชุดแบตเตอรี่ LiFePO4 ขนาด 48V 11.5kWh โดยทำงานในโหมด SBU—ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ก่อน จากนั้นใช้แบตเตอรี่ และใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายเป็นแหล่งสำรอง—ระบบนี้จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานเป็นประจำ เช่น ไฟ ตู้เย็น และเครื่องซักผ้า อีกทั้งยังสามารถเปิดเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ขนาด 1HP ตลอดคืนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ได้
โหมด SBU ทำงานตั้งแต่เช้าจรดค่ำอย่างไร
Kevin ตั้งค่าเครื่องแปลงไฟไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW เป็นโหมด SBU (Solar → Battery → Utility): ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ก่อน จากนั้นใช้แบตเตอรี่ และใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายเป็นลำดับสุดท้าย ในวันปกติ ระบบจะทำงานดังนี้:
ช่วงเช้า (เมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น): ทันทีที่แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 3.7kW ของเขา (แผงขนาด 620W จำนวน 6 แผง) เริ่มผลิตไฟฟ้า เครื่องแปลงไฟจะทำงานสองอย่างพร้อมกัน—จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ภายในบ้านและชาร์จแบตเตอรี่ LiFePO4 48V ด้วยพลังงานส่วนเกิน ไฟ เราเตอร์ ตู้เย็น และอุปกรณ์อื่น ๆ ในช่วงเช้าจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลัก และนี่คือช่วงเริ่มต้นของระยะเวลาชาร์จในตอนกลางวัน
ช่วงเที่ยง (ช่วงที่ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้สูงสุด): นี่คือช่วงหลักสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อแสงแดดแรง เครื่องแปลงไฟสามารถเพิ่มกระแสชาร์จได้สูงขึ้น—ในกรณีของ Kevin อยู่ที่ประมาณ 50A หรือคิดเป็นพลังงานประมาณ 2.4kW ที่ส่งเข้าแบตเตอรี่ (48V × 50A) นั่นหมายความว่าแบตเตอรี่สามารถชาร์จกลับได้อย่างรวดเร็วภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ขณะเดียวกันระบบยังรองรับการใช้ไฟสูงในช่วงกลางวัน เช่น การซักผ้า Kevin ยังเลื่อนงานที่ใช้พลังงานมากไปทำช่วงเที่ยง เพื่อให้ใช้พลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงได้มากขึ้น
ช่วงเย็นและกลางคืน (หลังพระอาทิตย์ตก): การชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์จะหยุดลงเกือบทั้งหมด และบ้านจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ อุปกรณ์ที่ใช้ในช่วงกลางคืนโดยทั่วไปกินไฟประมาณ 500–800W รวมถึงเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ขนาด 1HP ที่ทำงานตลอดคืนด้วยพลังงานที่เก็บไว้ เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงถึงค่าที่ Kevin ตั้งไว้สำหรับการสลับกลับไปใช้ไฟฟ้าจากโครงข่าย เครื่องจะสลับไปใช้ไฟฟ้าสำรองจากโครงข่ายโดยอัตโนมัติ ทำให้ไฟฟ้าจากโครงข่ายเป็นเพียงแหล่งสำรองฉุกเฉิน ไม่ใช่แหล่งจ่ายไฟหลัก
การคำนวณการใช้แบตเตอรี่ในช่วงกลางคืน
สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ DIY สำหรับบ้าน ระยะเวลาการใช้งานข้ามคืนขึ้นอยู่กับชุดแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ของคุณ และสามารถคำนวณได้ง่าย ๆ:
ระยะเวลาการใช้งานแบตเตอรี่ (ชั่วโมง) ≈ ความจุแบตเตอรี่ที่ใช้ได้ (kWh) ÷ โหลดเฉลี่ยในช่วงกลางคืน (kW)
แบตเตอรี่ของ Kevin มีความจุประมาณ 11.5kWh เป็นแบตเตอรี่ LiFePO4 ขนาด 48V เมื่อคิดความจุที่ใช้งานได้ประมาณ 90% จะเหลือพลังงานสำหรับใช้ในช่วงกลางคืนประมาณ 10.3kWh
โหลดในช่วงกลางคืนโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 500–800W (0.5–0.8kW) โดยมีเครื่องปรับอากาศอินเวอร์เตอร์ขนาด 1HP เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไฟมากที่สุด เมื่อเปิดเครื่องปรับอากาศ เครื่องแปลงไฟไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW มักดึงกระแสจากแบตเตอรี่ประมาณ 12–19A การตรวจสอบกำลังไฟให้ผลสอดคล้องกัน:
กำลังไฟ (W) ≈ แรงดันแบตเตอรี่ × กระแสคายประจุ
48V × 12A ≈ 576W
48V × 19A ≈ 912W
เมื่อใช้สูตรคำนวณระยะเวลาการใช้งาน:
- ที่ 0.5kW: 10.3 ÷ 0.5 ≈ 20.6 ชั่วโมง
- ที่ 0.7kW: 10.3 ÷ 0.7 ≈ 14.7 ชั่วโมง
- ที่ 0.8kW: 10.3 ÷ 0.8 ≈ 12.9 ชั่วโมง
ดังนั้น หากได้รับการชาร์จในช่วงกลางวันที่เพียงพอจากแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 3.7kW ระบบนี้มักสามารถรองรับการใช้งานตลอดทั้งคืนสำหรับอุปกรณ์พื้นฐานภายในบ้าน รวมถึงเครื่องปรับอากาศได้ หากแบตเตอรี่ชาร์จไม่เต็ม หรือเครื่องปรับอากาศทำงานหนักขึ้น ระยะเวลาการใช้งานก็จะลดลง เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ถึงค่าที่ตั้งไว้สำหรับการสลับกลับไปใช้ไฟฟ้าจากโครงข่าย เครื่องจะสลับไปใช้ไฟฟ้าสำรองโดยอัตโนมัติ ทำให้บ้านยังคงมีไฟฟ้าใช้งาน
การคำนวณระยะเวลาชาร์จแบตเตอรี่
ในระบบโซลาร์เซลล์ DIY สำหรับบ้านของ Kevin ระยะเวลาชาร์จแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่เครื่องแปลงไฟสามารถส่งเข้าสู่ชุดแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ได้ และสามารถคำนวณได้ง่าย ๆ:
ระยะเวลาชาร์จแบตเตอรี่ (ชั่วโมง) ≈ ความจุแบตเตอรี่ที่ต้องชาร์จกลับ (kWh) ÷ กำลังชาร์จ (kW)
เมื่อมีแสงแดดแรง เครื่องแปลงไฟไฮบริด PowMr ขนาด 6.2kW ของ Kevin สามารถชาร์จชุดแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ LiFePO4 ขนาด 48V ได้ที่ประมาณ 50A กำลังชาร์จคือ:
กำลังชาร์จ (kW) ≈ แรงดันแบตเตอรี่ × กระแสชาร์จ ÷ 1000
48V × 50A ÷ 1000 = 2.4kW
แบตเตอรี่ของเขามีความจุประมาณ 11.5kWh หากชาร์จจากเกือบหมดจนเต็ม (ยังไม่รวมการสูญเสีย):
11.5 ÷ 2.4 ≈ 4.8 ชั่วโมง
เมื่อใช้ความจุที่ใช้งานได้ประมาณ 90% (ประมาณ 10.3kWh):
10.3 ÷ 2.4 ≈ 4.3 ชั่วโมง
ในการใช้งานจริงมักใช้เวลาน้อยกว่านี้ เนื่องจากแบตเตอรี่แทบไม่เคยถูกใช้จนหมดในช่วงกลางคืน และยังมีพลังงานเหลืออยู่ในตอนเช้า เมื่อถึงช่วงเที่ยง แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 3.7kW จะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ภายในบ้านก่อน จากนั้นจึงส่งพลังงานส่วนเกินไปยังแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์ ดังนั้นในวันที่มีแดดจัด ชุดแบตเตอรี่จึงสามารถชาร์จกลับได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ส่วนในวันที่มีเมฆมาก หรือเมื่อความต้องการใช้ไฟฟ้าภายในบ้านสูง พลังงานที่ส่งไปชาร์จแบตเตอรี่จะลดลง และระยะเวลาชาร์จแบตเตอรี่จะนานขึ้น
