แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?|อธิบายการจัดเก็บพลังงาน

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนเสริมที่สำคัญให้กับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณช่วยให้คุณเก็บไฟฟ้าส่วนเกินที่คุณสามารถใช้ได้เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ของคุณไม่ได้ผลิตพลังงานเพียงพอ และให้ตัวเลือกเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการจ่ายไฟให้กับบ้านของคุณ

หากคุณกำลังมองหาคำตอบว่า “แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร” บทความนี้จะอธิบายว่าแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร วิทยาศาสตร์แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไรกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ และประโยชน์โดยรวมของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ที่เก็บแบตเตอรี่

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

มาเริ่มด้วยคำตอบง่ายๆ ของคำถามว่า “แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร”:

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่คุณสามารถเพิ่มลงในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณเพื่อเก็บไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดจากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ

จากนั้นคุณสามารถใช้พลังงานที่สะสมไว้เพื่อจ่ายไฟให้กับบ้านของคุณได้ในบางครั้งที่แผงโซลาร์เซลล์ของคุณผลิตไฟฟ้าไม่เพียงพอ รวมถึงในตอนกลางคืน วันที่เมฆมาก และระหว่างที่ไฟฟ้าดับ

จุดประสงค์ของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คือการช่วยให้คุณใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่คุณกำลังสร้างได้มากขึ้นหากคุณไม่มีที่เก็บแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าส่วนเกินจากพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกส่งไปยังกริด ซึ่งหมายความว่าคุณกำลังผลิตไฟฟ้าและจ่ายให้กับผู้อื่นโดยไม่ใช้ประโยชน์จากไฟฟ้าที่แผงของคุณสร้างขึ้นก่อน

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ตรวจสอบของเราคู่มือแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์: ประโยชน์ คุณลักษณะ และราคา

ศาสตร์แห่งแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นรูปแบบของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดปัจจุบันซึ่งเป็นเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้กับสมาร์ทโฟนและแบตเตอรี่ไฮเทคอื่นๆ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานผ่านปฏิกิริยาเคมีที่เก็บพลังงานเคมีก่อนที่จะแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อไอออนลิเธียมปล่อยอิเล็กตรอนอิสระ และอิเล็กตรอนเหล่านั้นจะไหลจากขั้วบวกที่มีประจุลบไปยังแคโทดที่มีประจุบวก

การเคลื่อนไหวนี้ได้รับการสนับสนุนและปรับปรุงโดยอิเล็กโทรไลต์เกลือลิเธียม ซึ่งเป็นของเหลวภายในแบตเตอรี่ที่ปรับสมดุลของปฏิกิริยาโดยการให้ไอออนบวกที่จำเป็นการไหลของอิเล็กตรอนอิสระนี้สร้างกระแสที่จำเป็นสำหรับผู้คนในการใช้ไฟฟ้า

เมื่อคุณดึงกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนจะไหลย้อนกลับผ่านอิเล็กโทรไลต์ไปยังอิเล็กโทรดบวกในเวลาเดียวกัน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนจากขั้วลบไปยังขั้วบวกผ่านวงจรภายนอก ซึ่งเป็นการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่เสียบปลั๊ก

แบตเตอรี่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านรวมเซลล์แบตเตอรี่ไอออนหลายเซลล์เข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดดังนั้นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จึงทำหน้าที่เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เป็นอินพุตเริ่มต้นที่เริ่มต้นกระบวนการทั้งหมดในการสร้างกระแสไฟฟ้า

เปรียบเทียบเทคโนโลยีการจัดเก็บแบตเตอรี่

เมื่อพูดถึงประเภทแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ มีสองตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ ลิเธียมไอออนและกรดตะกั่วบริษัทแผงโซลาร์เซลล์ชอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพราะสามารถเก็บพลังงานได้มากกว่า กักเก็บพลังงานได้นานกว่าแบตเตอรี่อื่นๆ และมีระยะคายประจุที่สูงกว่า

หรือที่เรียกว่า DoD Depth of Discharge คือเปอร์เซ็นต์ที่แบตเตอรี่สามารถใช้ได้ ซึ่งสัมพันธ์กับความจุรวมของแบตเตอรี่ตัวอย่างเช่น หากแบตเตอรี่มี DoD 95% ก็สามารถใช้ความจุของแบตเตอรี่ได้ถึง 95% อย่างปลอดภัยก่อนที่จะต้องชาร์จใหม่

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ต้องการเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับ DoD ที่สูงขึ้น อายุการใช้งานที่เชื่อถือได้ ความสามารถในการเก็บพลังงานได้นานขึ้น และขนาดที่กะทัดรัดกว่าอย่างไรก็ตาม เนื่องจากประโยชน์มากมายเหล่านี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงมีราคาแพงกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด (เทคโนโลยีเดียวกับแบตเตอรี่รถยนต์ส่วนใหญ่) มีมานานหลายปี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะระบบจัดเก็บพลังงานในบ้านสำหรับตัวเลือกพลังงานนอกระบบในขณะที่พวกเขายังคงอยู่ในตลาดในราคาที่เป็นมิตรกับกระเป๋า ความนิยมของพวกเขากำลังจางหายไปเนื่องจาก DoD ที่ต่ำและอายุการใช้งานที่สั้นลง

AC Coupled Storage กับ DC Coupled Storage

การต่อพ่วงหมายถึงการต่อแผงโซลาร์เซลล์ของคุณเข้ากับระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ และตัวเลือกต่าง ๆ คือคัปปลิ้งกระแสตรง (DC) หรือคัปปลิ้งกระแสสลับ (AC)ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองอยู่ในเส้นทางของกระแสไฟฟ้าที่แผงโซลาร์เซลล์สร้างขึ้น

เซลล์แสงอาทิตย์สร้างไฟฟ้ากระแสตรง และไฟฟ้ากระแสตรงนั้นจะต้องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับก่อนจึงจะสามารถใช้ในบ้านของคุณได้อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์สามารถเก็บกระแสไฟฟ้า DC ได้เท่านั้น ดังนั้นจึงมีวิธีการเชื่อมต่อแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณหลายวิธี

DC Coupled Storage

เมื่อใช้คัปปลิ้ง DC กระแสไฟฟ้า DC ที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์จะไหลผ่านตัวควบคุมการประจุไฟฟ้า จากนั้นจึงเข้าสู่แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงไม่มีการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันก่อนการจัดเก็บ และการแปลงจาก DC เป็น AC จะเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ส่งกระแสไฟฟ้าไปที่บ้านของคุณหรือกลับเข้าสู่กริด

แบตเตอรี่จัดเก็บแบบ DC-coupled มีประสิทธิภาพมากกว่า เนื่องจากไฟฟ้าจำเป็นต้องเปลี่ยนจาก DC เป็น AC เพียงครั้งเดียวอย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปการจัดเก็บข้อมูลแบบ DC-coupled จำเป็นต้องมีการติดตั้งที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งอาจทำให้ต้นทุนเริ่มต้นเพิ่มขึ้นและทำให้ระยะเวลาในการติดตั้งโดยรวมยาวขึ้น

ที่เก็บข้อมูลแบบคู่ AC

ด้วยการเชื่อมต่อแบบ AC ไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์ของคุณจะผ่านอินเวอร์เตอร์ก่อนเพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับใช้ในชีวิตประจำวันโดยเครื่องใช้ในบ้านของคุณกระแสไฟ AC นั้นยังสามารถถูกส่งไปยังอินเวอร์เตอร์แยกต่างหากเพื่อแปลงกลับเป็นกระแสไฟตรงเพื่อเก็บไว้ในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อถึงเวลาใช้พลังงานที่สะสมไว้ ไฟฟ้าจะไหลออกจากแบตเตอรี่และกลับเข้าสู่อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับบ้านของคุณ

ด้วยที่จัดเก็บแบบใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ ไฟฟ้าจะถูกสลับสามครั้งแยกกัน: หนึ่งครั้งเมื่อเปลี่ยนจากแผงโซลาร์เซลล์เข้าไปในบ้าน อีกครั้งหนึ่งเมื่อออกจากบ้านไปยังที่เก็บแบตเตอรี่ และครั้งที่สามเมื่อเปลี่ยนจากที่เก็บแบตเตอรี่กลับเข้าไปในบ้านการผกผันแต่ละครั้งส่งผลให้เกิดการสูญเสียประสิทธิภาพ ดังนั้นการจัดเก็บ AC แบบคู่จึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าระบบ DC คู่เล็กน้อย

ไม่เหมือนที่จัดเก็บแบบ DC-coupled ที่เก็บพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์เท่านั้น ข้อดีอย่างหนึ่งของการจัดเก็บแบบ AC ควบคู่คือสามารถเก็บพลังงานจากทั้งแผงโซลาร์เซลล์และกริดซึ่งหมายความว่าแม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์ของคุณจะผลิตไฟฟ้าได้ไม่เพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่ของคุณจนเต็ม คุณยังคงสามารถเติมแบตเตอรี่ด้วยไฟฟ้าจากกริดเพื่อให้มีพลังงานสำรองหรือใช้ประโยชน์จากการเก็งกำไรอัตราค่าไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังง่ายกว่าในการอัพเกรดระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่ของคุณด้วยที่จัดเก็บแบตเตอรี่แบบ AC-coupled เนื่องจากสามารถเพิ่มเข้ากับการออกแบบระบบที่มีอยู่ได้ แทนที่จะต้องรวมเข้ากับระบบทำให้การจัดเก็บแบตเตอรี่แบบคู่ AC เป็นตัวเลือกที่นิยมมากขึ้นสำหรับการติดตั้งติดตั้งเพิ่มเติม

วิธีการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์กับระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

กระบวนการทั้งหมดเริ่มต้นด้วยแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาเพื่อผลิตไฟฟ้านี่คือรายละเอียดทีละขั้นตอนของสิ่งที่เกิดขึ้นกับระบบ DC-coupled:

1. แสงแดดกระทบแผงโซลาร์เซลล์และพลังงานจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง
2. ไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่และจัดเก็บเป็นไฟฟ้ากระแสตรง
3. ไฟฟ้ากระแสตรงออกจากแบตเตอรี่และเข้าสู่อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่บ้านสามารถใช้ได้

กระบวนการนี้แตกต่างออกไปเล็กน้อยเมื่อใช้ระบบ AC-coupled

1. แสงแดดกระทบแผงโซลาร์เซลล์และพลังงานจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง
2. ไฟฟ้าเข้าสู่อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่บ้านสามารถใช้ได้
3. กระแสไฟฟ้าส่วนเกินจะไหลผ่านอินเวอร์เตอร์อีกตัวหนึ่งเพื่อเปลี่ยนกลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งสามารถเก็บไว้ใช้ภายหลังได้
4. หากบ้านต้องใช้พลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้านั้นจะต้องไหลผ่านอินเวอร์เตอร์อีกครั้งจึงจะกลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ

วิธีการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์กับอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริด

หากคุณมีอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริด อุปกรณ์เดียวสามารถแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับและยังสามารถแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงได้อีกด้วยด้วยเหตุนี้ คุณจึงไม่ต้องการอินเวอร์เตอร์สองตัวในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) ของคุณ: อันหนึ่งเพื่อแปลงไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ (อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์) และอีกอันเพื่อแปลงไฟฟ้าจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (อินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่)

หรือที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์แบบใช้แบตเตอรี่หรืออินเวอร์เตอร์แบบผูกกับกริดแบบไฮบริด อินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดจะรวมอินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ไว้ในอุปกรณ์ชิ้นเดียวไม่จำเป็นต้องมีอินเวอร์เตอร์แยกกันสองตัวในการตั้งค่าเดียวกัน โดยทำหน้าที่เป็นอินเวอร์เตอร์สำหรับทั้งไฟฟ้าจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ของคุณ

อินเวอร์เตอร์ไฮบริดกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเนื่องจากใช้งานได้ทั้งแบบมีและไม่มีที่เก็บแบตเตอรี่คุณสามารถติดตั้งอินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดลงในระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบไม่ใช้แบตเตอรี่ของคุณในระหว่างการติดตั้งครั้งแรก ทำให้คุณมีตัวเลือกในการเพิ่มการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ลงไป

ประโยชน์ของการจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

การเพิ่มแบตเตอรีสำรองสำหรับแผงโซลาร์เซลล์เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการทำให้มั่นใจว่าคุณจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณนี่คือประโยชน์หลักของระบบจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ในบ้าน:

จัดเก็บการผลิตไฟฟ้าส่วนเกิน

ระบบแผงโซลาร์เซลล์ของคุณสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าที่คุณต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวันที่มีแดดจ้าเมื่อไม่มีใครอยู่บ้านหากคุณไม่มีที่เก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานพิเศษจะถูกส่งไปยังกริดหากคุณเข้าร่วมในaโปรแกรมวัดแสงสุทธิคุณสามารถรับเครดิตสำหรับคนรุ่นพิเศษนั้นได้ แต่โดยปกติแล้วจะไม่ใช่อัตราส่วน 1:1 สำหรับไฟฟ้าที่คุณผลิต

ด้วยที่เก็บแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าพิเศษจะชาร์จแบตเตอรี่ของคุณเพื่อใช้ในภายหลัง แทนที่จะไปที่โครงข่ายไฟฟ้าคุณสามารถใช้พลังงานที่เก็บไว้ในช่วงเวลาของการผลิตที่ต่ำกว่า ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพากริดสำหรับไฟฟ้า

ให้การบรรเทาจากไฟฟ้าดับ

เนื่องจากแบตเตอรี่ของคุณสามารถเก็บพลังงานส่วนเกินที่เกิดจากแผงโซลาร์เซลล์ได้ บ้านของคุณจะมีไฟฟ้าใช้ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับและในบางครั้งเมื่อไฟฟ้าดับ

ลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของคุณ

ด้วยที่เก็บแบตเตอรี่ของแผงโซลาร์เซลล์ คุณสามารถรักษาสิ่งแวดล้อมด้วยการใช้ประโยชน์จากพลังงานสะอาดที่ผลิตโดยระบบแผงโซลาร์เซลล์ของคุณให้เกิดประโยชน์สูงสุดหากไม่มีการจัดเก็บพลังงานไว้ คุณจะต้องพึ่งพากริดเมื่อแผงโซลาร์เซลล์ของคุณไม่ได้ผลิตเพียงพอสำหรับความต้องการของคุณอย่างไรก็ตาม ไฟฟ้าจากกริดส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้น คุณจึงน่าจะใช้พลังงานสกปรกเมื่อดึงออกมาจากกริด

ให้ไฟฟ้าแม้พระอาทิตย์ตกดิน

เมื่อพระอาทิตย์ตกดินและแผงโซลาร์เซลล์ไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้า กริดจะเข้ามาจัดหาพลังงานที่จำเป็นมากหากคุณไม่มีที่เก็บแบตเตอรี่ด้วยแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ คุณจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของตัวเองมากขึ้นในเวลากลางคืน ช่วยให้คุณมีอิสระในการใช้พลังงานมากขึ้น และช่วยรักษาค่าไฟฟ้าของคุณให้ต่ำ

โซลูชันที่เงียบสำหรับความต้องการพลังงานสำรอง

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวเลือกการจัดเก็บพลังงานสำรองที่ไม่มีเสียงรบกวน 100%คุณจะได้รับประโยชน์จากพลังงานสะอาดที่ไม่ต้องบำรุงรักษา และไม่ต้องจัดการกับเสียงรบกวนที่มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่ใช้แก๊ส

ประเด็นที่สำคัญ

การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นสิ่งสำคัญ หากคุณกำลังคิดที่จะเพิ่มการจัดเก็บพลังงานแผงโซลาร์เซลล์ให้กับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณเนื่องจากทำงานเหมือนกับแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ขนาดใหญ่สำหรับบ้านของคุณ คุณจึงสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่แผงโซลาร์เซลล์สร้างขึ้นได้ ทำให้คุณควบคุมเวลาและวิธีใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุด และทำงานผ่านปฏิกิริยาเคมีที่เก็บพลังงาน แล้วปล่อยเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้ในบ้านของคุณไม่ว่าคุณจะเลือกระบบ DC-coupled, AC-coupled หรือระบบไฮบริด คุณสามารถเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณโดยไม่ต้องพึ่งพากริด