- 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
ยังไม่มีความคิดเห็น