- ในบ้านทั่วไปย่านชานกรุงลอนดอน มีการผลิตไฟฟ้า 3,800kWh ต่อปี และมีการใช้ไฟ เท่ากัน
- เนื่องจากมีทั้ง ไฟฟ้าส่วนเกิน และ ไฟฟ้าขาด ตามฤดูกาล หากต้องการพึ่งพาตนเองได้ตลอดทั้งปี จะต้องใช้ แบตเตอรี่ขนาดมหาศาล
- จากข้อมูลรายวัน แม้ใช้งานจริงเพียง 9.7kWh และผลิตได้ 19.6kWh แต่เพราะช่วงเวลาที่ใช้ไฟไม่ตรงกับช่วงเวลาที่ผลิต จึงต้องใช้ แบตเตอรี่ 13kWh
- เมื่อนำข้อมูลที่วัดจริงตลอด 1 ปีมาวิเคราะห์ พบว่าหากต้องการนำไฟส่วนเกินจากหน้าร้อนไปใช้ในหน้าหนาว จะต้องใช้ความจุราว 1,068kWh(MWh)
- ในความเป็นจริง การติดตั้งแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ระดับนี้ในบ้านส่วนบุคคลนั้น ไม่สมเหตุสมผลทั้งทางเทคนิคและเศรษฐกิจ และประเด็นสำคัญกว่าคือการออกแบบที่มีประสิทธิภาพและ การลดลงของราคาแบตเตอรี่
วิเคราะห์ความจุแบตเตอรี่โซลาร์ที่จำเป็นสำหรับเก็บไฟฟ้าทั้งบ้าน
ภาพรวม
- เป็นกรณีศึกษาจริงที่เริ่มจากแผงโซลาร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งกับบ้านทั่วไปในชานกรุงลอนดอน
- ผลิตไฟฟ้าได้เฉลี่ยปีละ 3,800kWh และบ้านก็ใช้ไฟเฉลี่ยปีละ 3,800kWh เท่ากัน
- แต่ไม่ได้ใช้ไฟทั้งหมดในเวลาเดียวกัน จึงทำให้ ไฟฟ้าส่วนเกิน เกิดขึ้นในหน้าร้อน ขณะที่หน้าหนาวยังต้องซื้อไฟเพิ่ม
- เป้าหมายคือคำนวณความจุแบตเตอรี่ที่ต้องใช้เพื่อให้ พึ่งพาพลังงานตนเองได้อย่างสมบูรณ์
การไหลของไฟฟ้าในหนึ่งวันของหน้าร้อน
- กราฟ:
- เส้นสีเหลือง: ปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์ (เพิ่มขึ้นหลังพระอาทิตย์ขึ้น สูงสุดช่วงเที่ยง และลดลงจนถึงพระอาทิตย์ตก)
- เส้นสีแดง: การใช้ไฟของครัวเรือน (มีจุดพีกใหญ่ช่วง 1 ทุ่มเวลาทำอาหาร)
- เส้นสีน้ำเงิน: การใช้/จ่ายไฟผ่านกริด (ก่อนพระอาทิตย์ขึ้นเป็นการดึงไฟเข้า หลังจากนั้นอาจจ่ายไฟกลับได้ และช่วงเย็นการใช้ไฟจะเพิ่มขึ้น)
- ใช้ข้อมูลการวัดจริง (กำลังไฟที่ใช้/ผลิตเป็นวัตต์ในบางช่วงเวลา) เพื่อคำนวณว่ามีไฟฟ้าส่วนเกินหรือขาดในแต่ละช่วงหรือไม่
- ในวันหนึ่งของหน้าร้อน บ้านใช้ไฟ 9.7kWh และผลิตได้ 19.6kWh ทำให้ดูเผินๆ เหมือนมีแบตเตอรี่ 9.9kWh ก็เพียงพอ
- แต่ในความเป็นจริง รูปแบบการใช้ไฟและรูปแบบการผลิตไม่ตรงกัน ทำให้ ปริมาณสูงสุดที่ต้องเก็บพร้อมกันอยู่ที่ 13kWh
การวิเคราะห์ข้อมูลสะสมทั้งปี
- เมื่ออิงช่วงเวลา ปลายเดือนมีนาคม~ปลายเดือนมีนาคมของปีถัดไป ตั้งแต่ฤดูใบไม้ผลิเป็นต้นไป การผลิตจะมากกว่าการใช้และไฟฟ้าส่วนเกินจะสะสมเพิ่มขึ้น
- ใช้ โค้ด Python คำนวณผลต่างสะสมระหว่างการผลิต/การใช้ของแต่ละวัน เพื่อหาความจุแบตเตอรี่ที่ต้องใช้ทั้งหมด
- ค่าสูงสุดของยอดสะสมทั้งปีอยู่ที่ 1,068kWh (1MWh) ซึ่งถือว่าใหญ่มากสำหรับแบตเตอรี่ภายในบ้าน
- ระหว่างทางยังมีบางช่วงที่สภาพอากาศและการใช้ไฟผันผวน ทำให้ยังคงต้องพึ่งพากริดภายนอกอยู่บ้าง
ความเป็นจริงและข้อจำกัด
- การวิเคราะห์นี้อ้างอิงจากข้อมูลรายบุคคลที่สะท้อนการใช้ชีวิตประจำวัน
- ตัวแปรอย่างภาระจากรถยนต์ไฟฟ้า หรือการเปลี่ยนจากก๊าซมาเป็นไฟฟ้า อาจส่งผลต่อความจุที่ต้องใช้จริง
- ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน การติดตั้งแบตเตอรี่ระดับ 1MWh สำหรับบ้านเรือนยังไม่สมจริง
- ยังมีปัญหาเชิงปฏิบัติอีกหลายด้าน เช่น ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ และความคุ้มค่าของความจุสำรอง
- ทางออกที่สมเหตุสมผลกว่าอาจเป็นการอัปเกรดแผง ปรับปรุงประสิทธิภาพการกักเก็บ และใช้ประโยชน์จากกริดแบบกระจายศูนย์
ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจและแนวโน้มในอนาคต
- ณ เวลานี้ การสร้างแบตเตอรี่ 1MWh ต้องใช้งบราว 100,000~500,000 ปอนด์
- ยังมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมทั้งค่าบำรุงรักษา พื้นที่ติดตั้ง และค่าขออนุญาตต่างๆ
- อย่างไรก็ตาม ช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ราคาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลดลง 90% และ เทคโนโลยีใหม่อย่างแบตเตอรี่โซเดียมไอออน ก็ส่งสัญญาณว่าราคาจะลดลงได้เร็วขึ้นอีก
- ในอนาคต ค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่สำหรับบ้านอาจลดลงเหลือประมาณ 8,000 ปอนด์
- โซลาร์แบบกระจายศูนย์+แบตเตอรี่ มีข้อดีทั้งด้านการลดต้นทุน ความเป็นอิสระทางพลังงาน และการลดข้อถกเถียงเรื่องการใช้ที่ดิน
บทสรุป
- ณ ตอนนี้ การมีแบตเตอรี่ระดับ 1MWh ในทุกบ้านยังมี ความเป็นไปได้ต่ำ
- แต่เมื่อพิจารณานวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการลดลงของราคา ก็มีความเป็นไปได้ว่า บ้านที่พึ่งพาตนเองได้ด้วยโซลาร์+แบตเตอรี่ขนาดใหญ่จะเริ่มแพร่หลายในอนาคตอันใกล้
- ระบบโซลาร์สำหรับบ้าน ยังให้ทั้งประสิทธิผลและความคุ้มค่าได้เพียงพอ แม้ในสภาพอากาศของสหราชอาณาจักร
- อนาคตที่ทุกบ้านสามารถกักเก็บได้เองแม้กระทั่งไฟฟ้าส่วนเกินจากการผลิตและการใช้ทั้งปีแบบ “สดใสและเปล่งประกายด้วยแสงอาทิตย์” อาจกลายเป็นความจริงได้
1 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
ผมใช้ระบบ Tesla พร้อมแบตเตอรี่ 3 ก้อน และตอนติดตั้งก็ยืนกรานอย่างหนักที่จะเพิ่มแผง 8kw บนฝั่งตะวันตกของหลังคา ทั้งที่ขัดกับคำแนะนำของทีมวิศวกรรม Tesla ประสิทธิภาพฝั่งตะวันออกอยู่ที่ 74% ส่วนฝั่งตะวันตกต่ำกว่านิดหน่อยที่ 72% แต่พอผมจำลองการใช้ไฟฟ้าย้อนหลังรายชั่วโมงก็พบว่าแบตเตอรี่จะถูกใช้หมดเป็นหลักในช่วงเย็น สิ่งที่ผมต้องการจึงไม่ใช่การเพิ่มประสิทธิภาพรายวัน แต่เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตตามช่วงเวลา สุดท้ายด้วยแผง 14kw และแบตเตอรี่ 3 ก้อน ผมใช้ชีวิตแบบออฟกริดได้เต็มที่ 9 เดือนต่อปี ฤดูหนาวที่นี่หิมะสูงถึง 7 ฟุตและมีต้นไม้ใหญ่มากรอบบ้าน แต่ผมคิดว่าถ้าออกแบบจากการใช้งานจริง ผลลัพธ์มันดีมาก หลายคนมักออกแบบระบบจากค่าเฉลี่ยรายวันอย่างเดียว แต่ผมอยากเน้นว่าควรอิงจากรูปแบบการใช้จริง ถ้าบริษัทไฟฟ้าให้เครดิตส่วนผลิตเกินอย่างคุ้มค่าก็อาจเป็นอีกเรื่อง แต่ในความเป็นจริงผลประโยชน์ส่วนใหญ่บริษัทไฟฟ้ามักเป็นฝ่ายได้ไป จึงอยากแนะนำให้คิดให้รอบคอบ
พวกเราก็ดูแลไมโครกริด 100KW อยู่บนเกาะ Hipaniola โดยวางแผงส่วนใหญ่ให้เหมาะกับแสงแดดช่วงบ่ายในฤดูหนาว หรือไม่ก็วางแบบสุ่มทิศทางไปเลย การวางแบบสุ่มกลับผลิตไฟได้มากกว่าการตั้งคงที่หันใต้ 12 องศา เพราะแสงเข้มที่เราต้องการในแต่ละขณะนั้นกระจายตัวเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ ตามเมฆครึ้มหรือเมฆบนพื้นที่สูงในแต่ละตำแหน่งของท้องฟ้า อีกอย่างถ้าหันไปทางใต้ แผงบางส่วนจะหันเข้าหาภูเขาทำให้รับแสงได้น้อยลง คำแนะนำของผมคือถ้าทำได้ควรติดตั้งแผงเผื่อไว้เยอะ ๆ เราสามารถชาร์จแบตเตอรี่ของฟาร์มและบ้าน 6 หลังให้เต็มได้ด้วยแสงแดดแค่ 3 ชั่วโมง และในวันที่เมฆมากก็ยังผลิตได้พอ แม้จะยังต้องใช้เครื่องปั่นไฟเพิ่มอีกราว 60 วันต่อปี แต่ด้วยเชื้อเพลิงแค่นั้นต่อปี (300 แกลลอนต่อปี) ฟาร์มขนาดเล็กกับบ้าน 6 หลังก็อยู่กันได้โดยไม่มีปัญหาไฟฟ้า
ระบบ Powerwall ให้ความสำคัญกับการชาร์จแบตเตอรี่เป็นอันดับแรก มันน่าจะใช้ไฟที่ผลิตได้ทั้งวันไปเติมแบตเตอรี่ทั้งสามก้อนก่อน ถ้าอย่างนั้นก็สงสัยว่าทำไมถึงไม่เลือกโมเดลที่อิงจากการเพิ่มประสิทธิภาพปริมาณไฟเก็บตามช่วงเวลา เพราะประสิทธิภาพ 74% ก็น่าจะให้ผลรวมการผลิตสูงกว่า 72% ไม่ใช่หรือ
กรณีที่การผลิตไฟฟ้าสร้างรายได้จริง 1 ดอลลาร์ จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีการซื้อและขายในเวลาเดียวกันและสถานที่เดียวกันเท่านั้น ราคาที่ยุติธรรมควรคิดจากราคาตลาด ณ เวลานั้น หักต้นทุนการส่งและการขาย รวมถึงผลของอุปทานที่เพิ่มขึ้นซึ่งกดราคาตลาดลง ทั้งนี้แต่ละประเทศ ส่วนต่างราคาระหว่างวันขายไฟกับวันซื้อไฟอาจต่างกันมาก ในยุโรปราคาตลาดบางครั้งติดลบด้วยซ้ำ ดังนั้นการผลิตเกินอาจไม่ได้เป็นประโยชน์กับบริษัทไฟฟ้าเสมอไป
บ้านผมหลังคาเล็ก เลยติดตั้งแผง 1/3 หันตะวันออก 1/3 หันตะวันตก และอีก 1/3 หันใต้ ตามทฤษฎีถ้าหลังคาใหญ่พอ การหันใต้ทั้งหมดอาจดีกว่า แต่เพราะ PG&E ปรับช่วงเวลา peak อยู่เรื่อย ๆ ทำให้ไฟที่ผลิตได้ช่วงบ่ายได้เครดิตมากกว่า ดังนั้นถ้าขยายบ้านเมื่อไร ผมคงวางแผงส่วนใหญ่ไว้ทางตะวันตก อีกทั้งยังมีแผนเพิ่มแอร์ในอนาคต จึงคิดว่าน่าจะช่วยรับมือความต้องการช่วงพีกได้ดีด้วย
ผมก็มีต้นไม้ใหญ่รอบบ้านเยอะเหมือนกัน ตอนคำนวณเงาใช้ SunCalc ได้มีประโยชน์มาก พอได้ดูความยาวเงาในช่วงต่าง ๆ ของปีแล้วก็รู้สึกทึ่งเลย
นี่ยังเป็นคำถามที่ตามหลอกหลอนผู้เล่น Factorio อยู่เสมอ: เอกสารวิกิ Optimal ratio
การเก็บพลังงานที่ผลิตในฤดูร้อนไว้ใช้ถึงฤดูหนาวนั้นไม่มีประสิทธิภาพเอามาก ๆ ทางที่คุ้มกว่าคือเพิ่มขนาดแผงโซลาร์ให้เกินความต้องการพอสมควร เพื่อให้แม้แต่ค่าเฉลี่ยในฤดูหนาวก็ยังมีพลังงานเพียงพอ ส่วนแบตเตอรี่นั้นมีไว้สักประมาณ 2 สัปดาห์เพื่อรับมือวันที่ฟ้าครึ้มก็พอ ปัญหาคือหลังคาบ้านทั่วไปมักไม่มีพื้นที่มากพอสำหรับแผงขนาดนั้นหรือแบตเตอรี่ 1MWh
ถ้าจำเป็นต้องออฟกริดจริง ๆ สุดท้ายแล้วในฤดูหนาวที่หนาวจัด ฟ้าครึ้ม และมีหิมะ ก็ต้องมีเครื่องปั่นไฟเชื้อเพลิงฟอสซิลอยู่ดี นอกนั้นผมว่าพึ่งกริดธรรมดาก็พอแล้ว
ผมก็ใช้ชีวิตออฟกริดในพื้นที่ตอนในของแคลิฟอร์เนีย แผงของผมใหญ่พอจะเดินแอร์ได้ตลอดช่วงที่มีแดด แต่ในฤดูหนาวกลับทำได้แค่พอให้พัดลมของเครื่องทำลมร้อนแก๊สทำงาน ด้วยแผง 5kW และแบตเตอรี่ 24kWh บ้านผม (1300 ตารางฟุต) อยู่สบายตลอดหน้าร้อน แต่หน้าหนาวถ้ามีฝนตกหนักต่อเนื่องหลายวัน แบตเตอรี่จะหมดจนต้องชาร์จด้วยเครื่องปั่นไฟ เมฆปุยในฤดูร้อนไม่มีปัญหา แต่เมฆฝนหนักในฤดูหนาวลดประสิทธิภาพของทั้งระบบลงจนไม่พอแม้แต่จะเดินตู้เย็น 200W
แบตเตอรี่ 1MWh จริง ๆ ก็ไม่ได้ใหญ่ขนาดนั้น ทุกวันนี้รถบรรทุกไฟฟ้าบางรุ่นมีแบตเตอรี่ 600kWh แล้ว และแค่นั้นก็ยังพอวางไว้ในมุมหนึ่งของชั้นใต้ดินได้
การเก็บไฟฟ้าระดับฤดูกาลทำได้ยากในทางปฏิบัติ แต่ถ้าเก็บเป็นความร้อนทำได้ วิธีสร้างความร้อนจากไฟฟ้าราคาถูกในฤดูร้อนแล้วเก็บไว้ในหินบะซอลต์ มีใช้งานจริงแล้วในโครงการที่อยู่อาศัยในเนเธอร์แลนด์ ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง 1
วิกิที่เกี่ยวข้อง
ผมก็ทำแบบนี้เหมือนกัน บ้านที่ใช้ไฟปีละ 6000kWh ของผมขับเคลื่อนด้วยโซลาร์ 90kWp แทนที่จะซื้อแบตเตอรี่แพง ๆ การเพิ่มแผงโซลาร์จำนวนมากกลับถูกกว่ามาก (รวม €90,000) งานติดตั้งกับอินเวอร์เตอร์ผมทำเอง ส่วนงาน AC ค่อยเรียกช่างไฟมา
คาดว่าแบตเตอรี่ LFP และ Sodium-ion จะรับประกันอายุได้เกิน 5000 รอบในไม่ช้า (หรืออาจมีแล้วก็ได้) แม้จะคายประจุจนหมดวันละครั้ง ก็ยังใช้งานได้เกิน 15 ปีสบาย ๆ และผมคิดว่าความเสื่อมตามปฏิทินอาจมาเร็วกว่าด้วยซ้ำ ยิ่งอายุการชาร์จต่อรอบสูง ต้นทุนการกักเก็บต่อหน่วย (LCOE) ก็ยิ่งลดลง ซึ่งนี่ต่างหากคือประเด็นสำคัญ สำหรับการรับมือช่วงยาว ๆ ระบบสำรองระยะยาวอย่างเครื่องปั่นไฟดีเซลที่ต้องใช้จริงแค่ปีละ 1–2 สัปดาห์ถือว่าเหมาะ ถ้ามี V2G กับแบ็กอัป 3 วัน รวมถึงโหมดฉุกเฉินประหยัดไฟในบ้านด้วยก็น่าจะดียิ่งขึ้น และการติดตั้งโซลาร์ให้ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะรับภาระฤดูหนาวได้ก็เป็นแนวทางที่ดี แบตเตอรี่ดูจะไม่ใช่ตัวการหลักที่ทำให้ต้นทุนบานปลาย
ถ้าไม่ได้อยู่ในที่ที่แสงแดดน้อยมาก ผมคิดว่าการทำระบบโซลาร์ขนาดพอเหมาะพร้อมสวิตช์ตัดไฟเพื่อใช้งานช่วงดับไฟ น่าจะดีกว่าซื้อเครื่องปั่นไฟดีเซลไว้เป็นกำลังสำรองระยะยาว ถ้าสร้างระบบมาถูกทาง มันสามารถชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ตอนกลางวันและทำงานแบบออฟกริดได้ต่อเนื่องแม้ไฟดับ เครื่องปั่นไฟดีเซลมีค่าบำรุงรักษาที่สะสมทุกปีและแทบไม่ให้ประโยชน์อะไรในช่วงปกติ แต่โซลาร์ช่วยลดค่าไฟหรือแม้แต่สร้างรายได้ได้อยู่แล้ว แน่นอนว่าถ้าอยู่ในพื้นที่มืดมาก ๆ เหตุผลนี้ก็ใช้ไม่ได้ทั้งหมด และการใช้ไฟของแต่ละครัวเรือนต่างกันมาก โดยเฉพาะเรื่องทำความร้อนและความเย็น ซึ่งก็เป็นตัวแปรสำคัญ
สำหรับแหล่งจ่ายไฟสำรองระยะยาว LNG/โพรเพน เหนือกว่าดีเซลมาก กรณีมีการใช้งานเป็นประจำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิง CH4 จะมีคราบตกค้างภายในน้อยกว่า ส่วนเชื้อเพลิงเหลวสกปรกกว่าและเก็บนานก็เสื่อมจนใช้ไม่ได้ ดีเซลจึงคุ้มเฉพาะกรณีที่รับต้นทุนได้จริง ๆ เท่านั้น
LFP คาดว่าอยู่ที่ 8,000–12,000 รอบ ส่วน Sodium-ion อยู่ที่ 15,000–20,000 รอบ เรื่องนี้ดูได้ทั้งจากการรับประกันของผู้ผลิตและแหล่งข้อมูลจำนวนมาก
บทความที่เกี่ยวข้อง
บทความนี้สรุปจากตัวอย่างรอบการใช้งานหนึ่งปีของแบตเตอรี่ 1MW จริง ๆ แล้วหลังช่วงเย็นก็ยังมีการคายประจุเหลืออยู่บ้าง แต่เมื่อเทียบกับ 1MW แล้วระดับไม่กี่ kWh ถือว่าน้อยมาก ถ้าดูเฉพาะอายุการใช้งานต่อรอบ 5,000 รอบก็เท่ากับอยู่ได้ 5,000 ปีเลยทีเดียว (ก่อนความจุจะลดลงเหลือ 0.8MW) และอย่างที่หลายคนบอก เสถียรภาพทางเคมีก็ดีขึ้นเรื่อย ๆ ทุกวันนี้ 5,000 รอบจึงถือว่าน้อยไปด้วยซ้ำ
ผมอาศัยอยู่ในบ้านออฟกริดทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐฯ และใช้โซลาร์ 4kW กับแบตเตอรี่ 43kWh เพื่อรองรับความต้องการทั้งหมดได้ 100% (รวมแอร์) ช่วงนี้แบตเตอรี่ 43kWh ที่ได้รับการรับรอง UL มีราคาส่งถึงบ้านรวมภาษี $5,400 ซึ่งถือว่าคุ้มมากในแทบทุกพื้นที่ ผมคิดว่าราคาของอย่าง Tesla Powerwall และบางรายการอื่น ๆ แพงเกินจริง แน่นอนว่าระบบติดตั้งทั้งหมดต้องมีแร็ก สายเคเบิล busbar เบรกเกอร์ ฯลฯ แต่ราคาที่ผมพูดถึงคือราคาแบตเตอรี่แบบกล่องที่มี BMS ในตัว
ดูเหมือนสัดส่วนกำลังการผลิตเทียบกับความจุกักเก็บจะเล็กไปหน่อย เลยสงสัยว่าคุณใช้ไฟแค่ 10–15kWh ต่อวันและเผื่อขนาดแบตเตอรี่ไว้มากเป็นพิเศษสำหรับอากาศหนาวหรือเปล่า แค่อยากให้ช่วยยืนยันอีกทีว่าผมเข้าใจถูกไหม
ถ้าพอจะบอกแหล่งขายแบตเตอรี่ 43kWh ที่ได้รับการรับรอง UL ในราคา $5,400 ได้ รบกวนแชร์ด้วยจริง ๆ
อยากรู้ว่าแบตเตอรี่ที่พูดถึงเมื่อกี้คือรุ่นอะไร
ที่บอกว่าแบตเตอรี่ UL ราคา $5,400 รวมส่งนั้น หมายถึงติดตั้งเองแบบ DIY หรือว่าค่าแรงติดตั้งแยกต่างหาก
ระบบคล้าย ๆ กันที่ผมเคยดูราคาแพงกว่าที่พูดถึงตรงนี้ตั้งสองเท่า แต่ความจุกลับมีแค่ครึ่งเดียว เลยอยากรู้มากว่าเป็นแบรนด์และรุ่นอะไร
ถ้าโฟกัสแค่ให้คุ้มต้นทุน การใช้แผงขนาดใหญ่ร่วมกับ TOU (อัตราค่าไฟตามช่วงเวลา) จะทำให้แบตเตอรี่ที่ต้องใช้เล็กลงมาก ผมมี EV 3 คัน แผง 12.8kWp และแบตเตอรี่ 10kWh ใช้ประโยชน์จาก TOU (กลางคืน 7p/kWh, ปกติ 27p/kWh) และขายไฟเกินตามฤดูกาล (15p/kWh) จนค่าไฟติดลบ แม้ว่าตัวเลขอาจเปลี่ยนไปถ้าการผลิตพลังงานหันไปพึ่งพาพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น แต่จากสถานการณ์ตอนนี้ ผมน่าจะถึงจุดคุ้มทุนเร็วกว่าที่คาดไว้มาก
ดูชัดเลยว่าที่นั่นไม่ใช่สถานที่ที่ให้ความสำคัญกับการส่งเสริมพลังงานหมุนเวียน ในสหรัฐฯ ตอนนี้ถึงขั้นมองว่าพลังงานหมุนเวียนคือปัญหา ฝ่ายบริหารอาจกำลังจะออกมาตรการเรียกคืนสิทธิประโยชน์สำหรับโซลาร์ในบ้าน/EV ก็ได้ ยังไงก็ต้องหาเงินมาชดเชยส่วนลดภาษีเหล่านั้นอยู่แล้ว
ผมเองเคยพยายามคำนวณแบบนี้ แต่เพราะบริษัทพลังงานไม่มีเครื่องมือให้ เลยทำ เครื่องคิดเลข ขึ้นมาเอง
สำหรับสหราชอาณาจักร ผมว่าการจัดเซ็ตแบบนี้ถือว่าสุดยอดมาก ผมใช้ชีวิตประหยัด ใช้แค่จักรยานไฟฟ้ากับรถไฟ และคิดว่ารถไฟในสกอตแลนด์ก็ใช้พลังงานลมด้วยเลยโอเค แต่พอคำนวณออกมา ถึงแม้ค่าไฟจะต่ำกว่าค่าบริการพื้นฐานเสียอีก แต่ค่าใช้จ่ายรวมกลับมากกว่าคุณอยู่ดี ค่าโดยสารรถไฟก็แพงกว่า แม้ช่วงหลังผมจะอาศัยข้อเสนอคืนเงินจนไปกลับได้เฉลี่ยไม่ถึง £100 แต่ก็เริ่มทำให้ต้องกลับมาคิดเรื่องทางเลือกชีวิตอีกครั้ง ว่าสายประหยัดนี่จริง ๆ แล้วกลับไม่คุ้มหรือเปล่า ส่วน feed-in tariff กับเงินช่วยเหลือจากรัฐก็แทบหมดไปนานแล้ว เลยมารู้สึกช้าไปว่า EV คุ้มกว่ามาก
ในระยะสั้น ผมคิดว่าแค่มีแบตเตอรี่บัฟเฟอร์ 5kWh สำหรับช่วงพีกตอนเย็นก็น่าจะพอ ผมเองก็เริ่มต้นแบบนี้ก่อนจะไปออฟกริดเต็มตัว เพราะค่าไฟ 70% เป็นค่าคงที่ และไฟส่วนเกินก็ไม่ได้อะไรตอบแทนเลยเลยตัดสินใจออกมา ถ้ามีกฎหมายแบบ 'เชื่อมต่อกริดฟรี' จริง ๆ ผมคิดว่าโครงสร้างที่วันนี้ฝากพลังงาน 10kWh แล้วไปใช้เครดิตในอนาคตได้ 5kWh น่าจะเป็นไปได้ ถ้ามีระบบแบบนี้ ความต้องการโซลาร์น่าจะเพิ่มขึ้นมาก
ต่อให้คุณจ่ายไฟ 10kWh เข้าระบบตอนที่ราคาพลังงานตลาดต่ำสุด ก็ยากที่จะได้เครดิตกลับมา 5kWh ตอนช่วงพีก ในความเป็นจริงอาจได้แค่ระดับ 0.1–1kWh โมเดลในพื้นที่ผมตอนนี้คือรัฐเป็นผู้รับภาระเรื่องเสถียรภาพของกริด แลกกับการเก็บค่าธรรมเนียมคงที่และภาษี การให้เครดิตกับไฟฟ้าส่วนเกินจากมุมมองรัฐจึงแทบไม่ต่างจากเงินอุดหนุน
ถ้าบ้านในเขตชานเมืองผลิตไฟเกิน ต้นทุนการคงสภาพกริดต่อหัวจะสูงมาก (เพราะระยะทางไกล) ถ้าใช้วิธีแบบที่คุณว่า ก็เท่ากับเจ้าของบ้านชานเมืองได้รับเงินอุดหนุนค่าเชื่อมต่อกริดจากผู้อาศัยในอพาร์ตเมนต์ นโยบายอุดหนุนในช่วงแรก ๆ ออกมาจากมุมมองทางการเมือง ไม่ใช่มุมของบริษัทไฟฟ้า เลยสร้างภาพฝันเกินจริงให้คนทั่วไป ความจริงคือไฟฟ้าอาจราคาถูก แต่โครงสร้างพื้นฐานแพงมาก สุดท้ายแนวทางที่สมเหตุสมผลคือใช้ไฟที่ผลิตเองให้มากที่สุด แล้วจ่ายเฉพาะส่วนที่ขาด
ลองค้นคำว่า 'net metering' หรือ NEM ดู หลายประเทศใช้ระบบนี้อยู่แล้ว
ผมคิดว่าการติดตั้งแผงเพิ่มเพื่อรับมือฤดูหนาว แล้วปล่อยให้ช่วงที่เหลือผลิตเกินทิ้งไป น่าจะดีกว่าการซื้อแบตเตอรี่ใหญ่ขึ้น แต่ในทางปฏิบัติการเก็บไว้ได้สัก 2 สัปดาห์อาจเป็นขีดจำกัดที่สมจริง เพราะราคามีการเปลี่ยนแปลงบ่อย จึงต้องคำนวณใหม่ตามเวลาและดูสภาพของระบบประกอบด้วย
อย่างที่มีหลายคอมเมนต์พูดไว้ ผู้เขียนบทความอยู่ในสหราชอาณาจักรซึ่งปัญหาคือพื้นที่หลังคาไม่พอ บ้านเดี่ยวของผมก็ใส่ได้แค่ 14 แผง (465W × 14 หันตะวันออกและใต้) และการเพิ่มอีก 5 แผงกลับโดนขอราคาเพิ่มถึง 40% ซึ่งมีอุปสรรคในโลกจริงมาก การเพิ่มแผงน่าจะช่วยชดเชยความต้องการช่วงพีกตอนเย็นได้ แต่ดูเหมือนผู้ติดตั้งไม่อยากรับงานเลยบวกราคาโหดไว้ล่วงหน้า หน้าร้อนผมผลิตเกิน 100% ต่อวันได้ด้วยซ้ำ และถ้าขายไฟส่วนเกินหน้าร้อนไปชาร์จแบตเตอรี่ใช้คืนฤดูหนาว ภายใต้โครงสร้างราคา ณ ตอนนี้ (ขาย 24p/kWh ชาร์จ 15p/kWh) ก็น่าจะคุ้มทุนได้สบาย ๆ เพียงแต่มีโอกาสสูงที่แรงจูงใจพวกนี้จะลดลงทุกปี ทำให้อนาคตอาจไม่ค่อยดีนัก
(ผู้เขียน) หลังคาของผมก็เต็มทั้งสองด้านแล้วเหมือนกัน ถ้าประสิทธิภาพแผงดีขึ้นก็อาจเปลี่ยนใหม่ หรือไม่ก็ต้องไปติดตั้งเพิ่มบนสิ่งปลูกสร้างแยกอย่างที่พักหรือโรงเก็บของ ฤดูหนาวถ้าแผงไม่โดนหิมะคลุมก็ยังพอผลิตได้บ้าง แต่ถ้าจะให้รองรับการใช้ปกติของผม ประสิทธิภาพต้องเพิ่มขึ้นถึง 20 เท่า
แล้วแต่ภูมิภาค แต่ยุโรปตอนเหนือค่อนไปกลางช่วงเดือน 9–3 ผลผลิตจริงของแผงแทบใกล้ศูนย์ อากาศก็ครึ้ม กลางวันก็สั้น และแสงแดดเองแทบไม่ตกถึงพื้นโลก
บ้านผมแถบนี้หน้าหนาวก็แทบผลิตโซลาร์ไม่ได้เลยเหมือนกัน เพราะมีทั้งเมฆ แดดสั้น และมุมตกกระทบต่ำ ต่อให้เพิ่มแผงมากแค่ไหนก็เอาช่วงนี้ไม่อยู่
ผมอยู่ในพื้นที่ที่ใกล้อาร์กติกมากกว่า ระบบ 17.6kWp (หันใต้ 44 แผง) ผลผลิตจริงปี 2024 เป็นแบบนี้:
พฤษภาคม: 2494kWh,
มิถุนายน: 2323,
กรกฎาคม: 1915,
สิงหาคม: 1634,
กันยายน: 1008,
ตุลาคม: 442,
พฤศจิกายน: 185,
ธันวาคม: 31,
มกราคม: 43,
กุมภาพันธ์: 335,
มีนาคม: 980,
เมษายน: 1510
ผมยังสลัดความรู้สึกไม่ได้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้านพักอาศัยเป็นเหมือนการหลอกโยนความรับผิดชอบเรื่องวิกฤตภูมิอากาศมาให้ผู้บริโภค ผลตอบแทนจากการลงทุนของโรงไฟฟ้า PV ขนาดใหญ่ก็ดูดีกว่าระบบบ้านขนาดเล็กอย่างเห็นได้ชัดอยู่แล้ว
ผมเห็นด้วยว่า ROI ของโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ดีกว่าบ้านพักอาศัย แต่การกระจายติดตั้งบนบ้านมีข้อดีคือสามารถเร่งการติดตั้งโซลาร์ปริมาณมหาศาลได้อย่างรวดเร็วในระยะสั้น เพราะมีคนนับแสนตัดสินใจลงทุนได้ทันที และแต่ละคนก็เตรียมพื้นที่กับงานติดตั้งกันเอง รัฐเองก็ได้ประโยชน์ด้าน ROI เช่นกันเพราะไม่ต้องลงทุนเรื่องที่ดิน เงินทุน หรือโครงสร้างส่งไฟเพิ่ม ส่วนเรื่องความรับผิดชอบ ผมก็คิดว่าสังคมส่วนใหญ่พลาดโอกาสลดก๊าซเรือนกระจกผ่านการตัดสินใจส่วนตัว เช่น การใช้รถยนต์ ดังนั้นการให้ปัจเจกรับผิดชอบบ้างบางส่วนก็สมเหตุสมผล
ถ้าดูบิลค่าไฟ ต้นทุนที่มากกว่าค่าผลิตจริงมักเป็นค่ากริด โซลาร์ท้องถิ่นช่วยลดภาระการขยายกริดวงกว้างได้ จึงสำคัญมากโดยเฉพาะในประเทศอย่างสหรัฐฯ ที่การขยายกริดเป็นเรื่องยากทางการเมือง ในสหรัฐฯ โซลาร์บ้านแพงแค่เพราะค่าติดตั้งสูง (ในออสเตรเลียถูกกว่าราว 3–5 เท่า) แต่ประสิทธิผลของมันพิสูจน์แล้วอย่างชัดเจน ควรจำไว้ด้วยว่าโซลาร์บ้านเป็นภัยเชิงโครงสร้างต่อบริษัทไฟฟ้า จึงมีความเห็นจำนวนมากที่ดูเหมือนเป็นการวิเคราะห์เป็นกลาง แต่แท้จริงแล้วสะท้อนผลประโยชน์ของอุตสาหกรรมไฟฟ้ามากกว่า
โซลาร์บ้านไม่ต้องใช้พื้นที่เพิ่ม ลดความจำเป็นในการสร้างสายส่งใหม่ และลดการสูญเสียระหว่างส่ง ข้อดีจากขนาดก็มีอยู่มากเช่นกัน ส่วนแบตเตอรี่อาจไปรวมไว้ในระดับโกดังใกล้พื้นที่ใช้ไฟก็ได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการส่งให้ต่ำที่สุด
เราควรทำทั้งโซลาร์อุตสาหกรรมและโซลาร์ระดับบุคคลควบคู่กัน โซลาร์แบบ utility PV อาจถูกกว่าในเชิงพาณิชย์ แต่แบบกระจายศูนย์ให้ความทนทานสูงสุดเมื่อเจอสภาพอากาศสุดขั้วหรือไฟดับ โดยเฉพาะเมื่อจับคู่กับแบตเตอรี่ ผมเคยเจอไฟดับทั้งย่านหลายครั้ง และระบบนี้ให้ความอุ่นใจจนยอมจ่ายแพงกว่าก็ยังคุ้ม แถมเมื่อเวลาผ่านไปมันยังเป็นเหมือนประกันความเสี่ยงด้านราคาได้ดีมาก
การผลิตไฟฟ้าแบบกระจายนี้คือการปฏิวัติที่ดีที่สุด เพราะไม่ต้องขออนุญาตจากใครเลย อย่าประเมินคุณค่าของการกระจายศูนย์ต่ำเกินไป
โครงข่ายไฟฟ้าในประเทศพัฒนาแล้วมีพื้นที่เผื่ออยู่พอสมควรจากการที่การใช้ไฟลดลงต่อเนื่องมานาน ตามสถิติที่ผมเคยเห็น ความต้องการใช้ไฟช่วงพีกของสหราชอาณาจักรลดลง 30% จากจุดสูงสุดตลอดกาล ด้วยเหตุนี้ แม้พลังงานหมุนเวียนจะทำให้ตำแหน่งของแหล่งผลิตและแหล่งใช้เปลี่ยนไป ก็ยังมีศักยภาพพอจะรับมือได้ในระดับหนึ่ง แน่นอนว่าถ้า V2G แพร่หลายมาก การเสริมระบบช่วงปลายสายก็อาจยังจำเป็น แต่ความเสี่ยงไม่ได้ร้ายแรงอย่างที่คิด
ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง 1
ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง 2
แล้วแต่กรณีไป พื้นที่ข้างบ้านผมกริดแน่นจนถึงขั้นหยุดอนุญาตดาต้าเซ็นเตอร์ใหม่แล้ว เพราะ AI กำลังลบล้างประโยชน์จาก efficiency ที่สะสมมาตลอดหลายทศวรรษ
ความจุปัจจุบันอยู่ผิดที่ ในสหราชอาณาจักรมีการปิดโรงไฟฟ้าถ่านหินในภาคกลาง และแหล่งผลิตใหม่ก็เอนเอียงไปทางฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งทางเหนือ จึงมีการผลักดันโครงการเชื่อมต่อส่งไฟฟ้ากระแสตรงใต้น้ำตามแนวเหนือ–ใต้
ในบางภูมิภาคของประเทศผม การรับไฟสำหรับอุตสาหกรรมใหม่ถูกจำกัดเพราะข้อจำกัดของความจุระบบส่ง
บทความที่เกี่ยวข้อง
มีการคาดการณ์ว่าความต้องการไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นมากจากการทำความร้อนและการขนส่งที่หันมาใช้ไฟฟ้า
ที่บอกว่า 'กริดของประเทศพัฒนาแล้วมีเหลือเฟือ' นั้น ในความเป็นจริงใช้ได้แค่กับสหราชอาณาจักรและบางประเทศที่ผ่านการลดภาคอุตสาหกรรมแล้วเท่านั้น สหรัฐฯ และประเทศยุโรปอื่น ๆ กลับมีความต้องการเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะการใช้ไฟฟ้าแทนพลังงานรูปแบบเดิมและ AI