แผงโซลาร์เซลล์นั้นมีรูปแบบการทำงานของระบบที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ซึ่งแต่ละแบบก็มีจุดเด่น จุดด้อย และเหมาะกับความต้องการที่แตกต่างกันไป การทำความเข้าใจใน ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ ทั้งสามรูปแบบหลักคือ ออนกริด ออฟกริด และไฮบริด จะเป็นเข็มทิศนำทางให้คุณสามารถเลือกลงทุนใน ระบบโซลาร์เซลล์ ที่ตอบโจทย์การใช้ชีวิตและคุ้มค่าที่สุดสำหรับบ้านของคุณ

ระบบออนกริด (On-Grid System)

นี่คือ ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ ที่ได้รับความนิยมสูงสุดสำหรับบ้านพักอาศัยและอาคารในเขตเมือง คิดภาพง่ายๆ มันคือระบบที่ทำงานแบบ “พึ่งพากัน” กับการไฟฟ้าตลอดเวลา ไม่ได้ตัดขาดจากโลกภายนอก มันคือการติดตั้งโรงไฟฟ้าส่วนตัวที่ทำงานขนานไปกับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ของประเทศ

หลักการทำงาน

หัวใจของระบบออนกริดคือ “กริดไทอินเวอร์เตอร์” (Grid-Tied Inverter) ซึ่งทำหน้าที่มากกว่าแค่การแปลงไฟฟ้า ในตอนกลางวันที่มีแสงแดด ระบบโซลาร์เซลล์ จะผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ออกมา แล้วส่งไปยังอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์จะทำการแปลงไฟฟ้า DC ให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่มีคุณภาพไฟฟ้าเหมือนกับของการไฟฟ้าทุกประการ ทั้งแรงดัน ความถี่ และเฟส จากนั้นไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกแบ่งออกเป็นสองเส้นทางหลักโดยอัตโนมัติ

1. จ่ายให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน (Self-Consumption) ไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกส่งไปเลี้ยงอุปกรณ์ต่างๆ ที่เปิดใช้งานอยู่เป็นอันดับแรก เช่น เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น หรือคอมพิวเตอร์ ทำให้บ้านของคุณดึงพลังงานสะอาดจากแสงอาทิตย์มาใช้ก่อน ซึ่งเป็นการลดการดึงไฟฟ้าจากสายส่งและช่วยประหยัดค่าไฟได้ทันที
2. ส่งส่วนเกินคืนสู่สายส่ง (Export to Grid) หาก ระบบโซลาร์เซลล์ ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่บ้านกำลังใช้งานอยู่ ณ ขณะนั้น (เช่น ในช่วงเที่ยงวันที่แดดจัดแต่ไม่มีคนอยู่บ้าน) ไฟฟ้าส่วนเกินนั้นจะไม่ได้สูญเปล่า แต่มันจะไหลย้อนกลับผ่านมิเตอร์ไฟฟ้าเข้าไปในระบบสายส่งของการไฟฟ้า ซึ่งตามนโยบายของภาครัฐในปัจจุบัน คุณสามารถเข้าร่วมโครงการขายคืนไฟฟ้าได้ ทำให้มิเตอร์ไฟบ้านคุณหมุนกลับ (ในทางบัญชี) และสร้างรายได้เล็กๆ น้อยๆ กลับมา

ส่วนในเวลากลางคืนหรือวันที่ฝนตกหนักจนไม่มีแดด เมื่อ ระบบโซลาร์เซลล์ ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ ระบบก็จะสลับไปดึงไฟฟ้าจากสายส่งของการไฟฟ้ามาใช้ตามปกติทุกอย่างโดยอัตโนมัติ ทำให้คุณมีไฟฟ้าใช้ตลอด 24 ชั่วโมงไม่มีสะดุด

จุดเด่น

• ต้นทุนการติดตั้งต่ำที่สุด เพราะเป็นระบบที่ไม่ต้องมีส่วนประกอบของแบตเตอรี่และชาร์จคอนโทรลเลอร์ ซึ่งเป็นสองส่วนประกอบที่มีราคาสูงที่สุดใน ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ อื่นๆ ทำให้มีระยะเวลาคืนทุน (Payback Period) สั้นที่สุด โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 5-7 ปี
• ดูแลรักษาง่าย เนื่องจากมีส่วนประกอบน้อยชิ้นและมีเทคโนโลยีที่พัฒนามาอย่างยาวนานและมีความเสถียรแล้ว การบำรุงรักษาจึงไม่ยุ่งยากซับซ้อน ส่วนใหญ่จะเป็นการทำความสะอาดแผงตามรอบเวลาเท่านั้น
• ไม่สูญเสียพลังงานส่วนเกิน ไฟฟ้าทุกหน่วยที่ผลิตเกินจากการใช้งาน สามารถสร้างประโยชน์โดยการขายคืนกลับเข้าระบบได้ ทำให้ทุกหยาดเหงื่อของแสงแดดถูกเปลี่ยนเป็นมูลค่าได้ทั้งหมด

ข้อควรพิจารณา

• ไฟดับแล้วใช้ไม่ได้ (Anti-Islanding Protection) นี่คือข้อจำกัดที่สำคัญที่สุดของระบบออนกริดและเป็นข้อบังคับทางกฎหมายสากล เมื่อไฟฟ้าจากการไฟฟ้าดับ กริดไทอินเวอร์เตอร์จะต้องหยุดทำงานและตัดการเชื่อมต่อจากสายส่งโดยอัตโนมัติภายในเสี้ยววินาที เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าจาก ระบบโซลาร์เซลล์ ของเราย้อนกลับไปทำอันตรายต่อเจ้าหน้าที่การไฟฟ้าที่กำลังซ่อมบำรุงสายส่งอยู่ ฟีเจอร์นี้เรียกว่า Anti-Islanding ดังนั้นระบบออนกริดจึงไม่สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองในกรณีไฟดับได้

ระบบออฟกริด (Off-Grid System)

นี่คือ ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ สำหรับผู้ที่ต้องการ “อิสรภาพทางพลังงาน” อย่างแท้จริง เป็นระบบที่ทำงานอย่างเอกเทศ 100% ไม่มีการเชื่อมต่อกับระบบสายส่งของการไฟฟ้าเลยแม้แต่น้อย เหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เช่น บ้านสวน กระท่อมปลายนา พื้นที่ทำการเกษตรบนภูเขา หรือยานพาหนะเคลื่อนที่อย่างรถบ้าน (RV)

หลักการทำงาน

หัวใจของระบบออฟกริดคือ “แบตเตอรี่” มันคือแหล่งพลังงานสำรองที่คอยค้ำจุนทั้งระบบ การทำงานจะซับซ้อนกว่าออนกริดและต้องมีอุปกรณ์เพิ่มขึ้นมา

1. ผลิตและควบคุมการชาร์จ ในตอนกลางวันไฟฟ้า DC ที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์จะถูกส่งผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า “ชาร์จคอนโทรลเลอร์” (Charge Controller) ซึ่งเป็นเหมือนผู้จัดการแบตเตอรี่ ทำหน้าที่ควบคุมแรงดันและกระแสไฟในการประจุเข้าสู่แบตเตอรี่อย่างปลอดภัย ป้องกันการชาร์จเกิน (Overcharging) หรือการคายประจุที่ลึกเกินไป (Deep Discharging) ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็ว
2. ใช้งานโดยตรงและเก็บสะสม หากมีการใช้ไฟฟ้าในตอนกลางวัน ไฟฟ้าส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปแปลงที่อินเวอร์เตอร์เพื่อใช้งานได้ทันที ส่วนไฟฟ้าที่เหลือจะถูกนำไปเก็บสะสมไว้ในแบตเตอรี่
3. ใช้งานจากแบตเตอรี่ ในเวลากลางคืนหรือวันที่ไม่มีแดด อินเวอร์เตอร์จะดึงพลังงานไฟฟ้า DC ที่สะสมไว้ในแบตเตอรี่มาแปลงเป็นไฟฟ้า AC เพื่อให้คุณสามารถใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ได้

จุดเด่น

• มีไฟฟ้าใช้ได้ทุกที่ สามารถสร้างแหล่งพลังงานของตัวเองได้ในทุกพื้นที่บนโลกที่มีแสงแดดส่องถึง โดยไม่ต้องพึ่งพาสายส่งของการไฟฟ้า
• เป็นอิสระจากค่าไฟและความผันผวน ไม่ต้องกังวลกับบิลค่าไฟรายเดือนหรือการปรับขึ้นค่า Ft อีกต่อไป เป็นการลงทุนครั้งเดียวเพื่อพลังงานในระยะยาว
• ไฟฟ้าไม่ดับ ตราบใดที่คุณออกแบบระบบให้มีขนาดแผงและมีความจุแบตเตอรี่เพียงพอต่อการใช้งานและรองรับวันที่ไม่มีแดดติดต่อกันได้ (Days of Autonomy) คุณจะมีไฟฟ้าใช้ได้อย่างต่อเนื่อง

ข้อควรพิจารณา

• ต้นทุนการลงทุนสูงที่สุด ราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมคุณภาพสูงที่มีความจุเพียงพอสำหรับบ้านหนึ่งหลังยังคงมีราคาสูงมาก ทำให้ต้นทุนเริ่มต้นของ ระบบโซลาร์เซลล์ แบบนี้สูงกว่าแบบอื่นหลายเท่าตัว
• อายุการใช้งานและค่าบำรุงรักษาของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่มีรอบการชาร์จที่จำกัดและมีอายุการใช้งานเฉลี่ยอยู่ที่ 5-15 ปี (ขึ้นอยู่กับชนิด เทคโนโลยี และพฤติกรรมการใช้งาน) หมายความว่าคุณจะต้องมีค่าใช้จ่ายก้อนใหญ่ในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ในอนาคต
• การออกแบบที่ซับซ้อนและต้องแม่นยำ ต้องมีการคำนวณปริมาณการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวัน (Load Profile) อย่างละเอียด เพื่อออกแบบขนาดของแผงโซลาร์เซลล์และขนาดความจุของแบตเตอรี่ให้สมดุลกัน หากออกแบบผิดพลาดอาจทำให้มีไฟฟ้าไม่พอใช้หรือต้องลงทุนเกินความจำเป็น

ระบบไฮบริด (Hybrid System)

คือการนำจุดเด่นของทั้งสองระบบแรกมารวมกัน เป็น ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ ที่มีความยืดหยุ่นและชาญฉลาดที่สุด ตอบโจทย์ไลฟ์สไตล์ของคนยุคใหม่ที่ต้องการทั้งความคุ้มค่าในการลดค่าไฟและความมั่นคงทางพลังงาน

หลักการทำงาน

ระบบไฮบริดจะทำงานเชื่อมต่อกับการไฟฟ้าเหมือนระบบออนกริด แต่จะมี “แบตเตอรี่” สำรองติดตั้งอยู่ด้วย โดยมี “ไฮบริดอินเวอร์เตอร์” เป็นผู้จัดการพลังงานอัจฉริยะที่คอยตัดสินใจว่าจะส่งไฟฟ้าไปที่ไหน

1. ผลิตและใช้งาน (กลางวัน) ไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกส่งมาใช้งานในบ้านเป็นอันดับแรกเพื่อลดการดึงไฟจากการไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด
2. ชาร์จแบตเตอรี่ หากผลิตไฟได้เกินกว่าที่ใช้ ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกส่งไป “ชาร์จเก็บไว้ในแบตเตอรี่” ก่อนจนเต็ม เพื่อสำรองพลังงานไว้ใช้เอง
3. ขายคืนไฟฟ้า เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จจนเต็มแล้ว และยังคงมีไฟฟ้าส่วนเกินเหลืออยู่ ไฟฟ้าส่วนสุดท้ายนี้ถึงจะถูกส่งขายคืนเข้าสู่สายส่งของการไฟฟ้า
4. ใช้งานจากแบตเตอรี่ (กลางคืน) เมื่อพระอาทิตย์ตกดิน ระบบจะสลับไปดึงพลังงานไฟฟ้าที่สะสมไว้ในแบตเตอรี่มาใช้งานก่อน ทำให้ช่วงหัวค่ำที่คุณอาจจะยังใช้ไฟเยอะอยู่ ไม่ต้องเสียเงินซื้อไฟฟ้าจากการไฟฟ้า
5. ดึงไฟจากการไฟฟ้า เมื่อไฟฟ้าในแบตเตอรี่หมดลง หรือเมื่อมีการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟสูงเกินกว่าที่แบตเตอรี่จะจ่ายไหว ระบบถึงจะสลับไปดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาใช้เป็นทางเลือกสุดท้าย

และฟังก์ชันที่สำคัญที่สุดคือ เมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ ระบบโซลาร์เซลล์ แบบไฮบริดสามารถตัดการเชื่อมต่อจากสายส่งภายนอกโดยอัตโนมัติ แล้วสร้าง “ไมโครกริด” (Microgrid) ของตัวเองขึ้นมา โดยดึงพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ (ถ้ายังมีแดด) และแบตเตอรี่มาจ่ายให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่จำเป็นในบ้าน (Essential Loads) ได้ ทำให้คุณยังมีไฟฟ้าใช้ในยามฉุกเฉิน

จุดเด่น

• ประหยัดค่าไฟได้สูงสุด (Maximize Self-Consumption) เพราะสามารถใช้ไฟฟ้าที่ผลิตเองได้ทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน ลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากการไฟฟ้าได้มากที่สุด
• เป็นแหล่งพลังงานสำรอง (Backup Power) สร้างความมั่นคงทางพลังงานให้กับบ้าน ไม่ต้องกังวลเรื่องไฟดับอีกต่อไป เหมาะสำหรับบ้านที่มีอุปกรณ์ที่ต้องการความต่อเนื่องของไฟฟ้า เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือเซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์
• มีความยืดหยุ่นสูงในการจัดการพลังงาน สามารถตั้งค่าการทำงานให้เหมาะสมกับพฤติกรรมการใช้ไฟได้ เช่น ตั้งค่าให้ชาร์จแบตเตอรี่จากสายส่งในช่วง Off-Peak ที่ค่าไฟถูก เพื่อนำมาใช้ในช่วง Peak ที่ค่าไฟแพง (Time-of-Use Shifting)

ข้อควรพิจารณา

• ราคาสูงกว่าระบบออนกริด เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่และไฮบริดอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีราคาสูงกว่าอินเวอร์เตอร์แบบปกติ ทำให้มีระยะเวลาคืนทุนนานกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
• ระบบมีความซับซ้อน การติดตั้งและการตั้งค่าต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญที่มีความเข้าใจใน ระบบโซลาร์เซลล์ แบบไฮบริดโดยเฉพาะ เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพและปลอดภัย

การทำความเข้าใจความแตกต่างของแต่ละระบบ จะช่วยให้คุณตัดสินใจเลือก ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ ที่สอดคล้องกับเป้าหมายทางการเงินและไลฟ์สไตล์การใช้พลังงานของคุณได้อย่างถูกต้อง

วิธีเลือกแต่ละระบบ

เมื่อเข้าใจความแตกต่างของแต่ละ ประเภทของระบบโซลาร์เซลล์ แล้ว การจะตัดสินใจเลือกเส้นทางที่ใช่ที่สุดสำหรับบ้านของคุณนั้น ขึ้นอยู่กับเป้าหมายหลัก ไลฟ์สไตล์ และที่ตั้งของคุณเป็นสำคัญ

เลือก “ออนกริด” เมื่อ…

• เป้าหมายหลักคือความคุ้มค่า คุณต้องการลดค่าไฟในช่วงกลางวันให้ได้มากที่สุด และต้องการระยะเวลาคืนทุนที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
• อยู่ในพื้นที่ที่ไฟฟ้ามีความเสถียร คุณอาศัยอยู่ในเขตเมืองหรือพื้นที่ที่ปัญหาไฟดับเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก และไม่ได้มองว่าการมีไฟสำรองเป็นเรื่องจำเป็นอันดับแรก
• มีการใช้ไฟฟ้าหนักในช่วงกลางวัน ไลฟ์สไตล์ของคุณคือการทำงานที่บ้าน (Work from Home) เปิดแอร์ เปิดคอมพิวเตอร์ หรือมีสมาชิกในครอบครัวอยู่บ้านในช่วงเวลากลางวันเป็นส่วนใหญ่

เลือก “ออฟกริด” เมื่อ…

• ไม่มีไฟฟ้าเข้าถึง คุณมีบ้านสวน กระท่อม หรือพื้นที่ทำการเกษตรที่อยู่ในพื้นที่ห่างไกลเกินกว่าที่สายส่งของการไฟฟ้าจะไปถึง
• ต้องการอิสรภาพทางพลังงาน 100% คุณไม่ต้องการยุ่งเกี่ยวกับบิลค่าไฟ และพร้อมที่จะลงทุนก้อนใหญ่ในช่วงแรกเพื่อสร้างแหล่งพลังงานของตัวเอง
• พร้อมที่จะบริหารจัดการพลังงาน คุณเข้าใจและพร้อมที่จะปรับพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าให้สอดคล้องกับปริมาณพลังงานที่ผลิตและเก็บสะสมได้ในแต่ละวัน

เลือก “ไฮบริด” เมื่อ…

• คุณต้องการสิ่งที่ดีที่สุด คือต้องการทั้งลดค่าไฟให้ได้สูงสุด และต้องการความมั่นคงทางพลังงาน มีไฟสำรองใช้ในยามฉุกเฉิน
• ปัญหาไฟดับเป็นเรื่องน่ารำคาญ พื้นที่ที่คุณอยู่มีปัญหาไฟตกไฟดับบ่อยครั้ง และการไม่มีไฟฟ้าใช้ส่งผลกระทบต่อการใช้ชีวิตหรือการทำงานของคุณอย่างมาก
• ต้องการใช้พลังงานสะอาดตลอด 24 ชั่วโมง คุณต้องการลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากสายส่งให้ได้ใกล้เคียงกับศูนย์มากที่สุด และพร้อมที่จะลงทุนเพิ่มเพื่อกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ใช้ในเวลากลางคืน

การเลือกประเภทของระบบที่ใช่เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของสมการ อีกครึ่งที่สำคัญไม่แพ้กันคือการเลือกพาร์ทเนอร์ที่จะนำพิมพ์เขียวนั้นมาสร้างให้เป็นจริง เพราะระบบที่ดีที่สุดก็ไร้ความหมายหากติดตั้งอย่างผิดวิธี การเลือกบริษัทติดตั้งที่มีคุณภาพคือการรับประกันว่าการลงทุนของคุณจะสร้างผลตอบแทนสูงสุดและปลอดภัยไปตลอดอายุการใช้งาน