ระบบกักเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบกักเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar PV battery storage) เป็นโซลูชันพลังงานที่ครอบคลุมซึ่งผสานรวมระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน โดยมีแกนหลักคือการกักเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินไว้ในแบตเตอรี่หลังจากที่แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้า และนำมาใช้เมื่อแสงสว่างไม่เพียงพอ (เช่น กลางคืนหรือวันที่มีเมฆมาก) หรือเมื่อมีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด เพื่อให้บรรลุการจัดการพลังงานแบบวงจรปิด ทั้ง "การบริโภคเอง การกักเก็บพลังงานที่สิ้นเปลือง และการสำรองฉุกเฉิน" ถือเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการแก้ปัญหา "ความไม่ต่อเนื่อง" และ "ความผันผวน" ของพลังงานแสงอาทิตย์ และยังเป็นแกนหลักในการส่งเสริมการยกระดับพลังงานแสงอาทิตย์จาก "พลังงานเสริม" ไปสู่ "พลังงานหลัก"
1. คำจำกัดความพื้นฐานและค่านิยมหลัก
หัวใจสำคัญของระบบกักเก็บพลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์คือ "การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ การกักเก็บพลังงานไฟฟ้า การกำหนดตารางเวลาอัจฉริยะ" ระบบสามประการ

โฟโตโวลตาอิก (PV): แผงโซลาร์เซลล์แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกระแสตรง
แบตเตอรี่สำรองพลังงาน: จัดเก็บพลังงาน DC ส่วนเกินจากระบบโฟโตวอลตาอิกส์ (โดยปกติจะเป็นระบบกักเก็บพลังงานทางเคมี เช่น แบตเตอรี่ลิเธียม)
การกำหนดตารางเวลาอัจฉริยะ: ผ่านอินเวอร์เตอร์ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และอุปกรณ์อื่นๆ ทำให้เกิดสมดุลแบบไดนามิกของ "การผลิตพลังงาน การจัดเก็บ และการใช้พลังงาน"

คุณค่าหลักคือการทำลายข้อจำกัดของพลังงานแสงอาทิตย์ เพิ่มอัตราการใช้พลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ (จาก 30%-50% เป็นมากกว่า 80% ของระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิม) ลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้า และให้พลังงานสำรองที่เชื่อถือได้ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ
2. ส่วนประกอบหลักและฟังก์ชัน
ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ PV พลังงานแสงอาทิตย์แบบสมบูรณ์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 5 ส่วน ซึ่งแต่ละส่วนทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุการผลิตพลังงาน การแปลง การจัดเก็บ และการจ่ายพลังงาน:

อาร์เรย์พีวี
ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์หลายแผงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม/ขนาน และหน้าที่หลักคือการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสตรง (DC)
กุญแจสำคัญด้านประสิทธิภาพ: เทคโนโลยี MPPT (Maximum Power Point Tracking) (รวมอยู่ในอินเวอร์เตอร์) จะติดตามจุดทำงานที่เหมาะสมที่สุดของแผง PV แบบเรียลไทม์เพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพการผลิตพลังงานสูงสุด โดยเฉพาะเมื่อความเข้มของแสงเปลี่ยนแปลง
แบตเตอรี่สำรอง
"คลังเก็บพลังงาน" ของระบบ ซึ่งทำหน้าที่กักเก็บพลังงาน PV ส่วนเกิน ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต LiFePO₄ ซึ่งครองตลาดมากกว่า 70%) ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความปลอดภัยสูง อายุการใช้งานยาวนาน (2,000-6,000 รอบ) และประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำที่เสถียร บางกรณีอาจใช้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (ราคาถูกแต่อายุการใช้งานสั้น) หรือแบตเตอรี่แบบไหล (เก็บพลังงานได้ยาวนาน)
การออกแบบความจุ: กำหนดตามปริมาณการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยรายวันของผู้ใช้ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ และความต้องการพลังงานสำรอง (เช่น 5-20 กิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับครัวเรือน และ 50-500 กิโลวัตต์ชั่วโมงสำหรับอุตสาหกรรมและการพาณิชย์)
อินเวอร์เตอร์ไฮบริด
ฟังก์ชันหลักของระบบ “ศูนย์แปลงและควบคุมพลังงาน” ประกอบด้วย:
การแปลง DC/AC: แปลงกระแสตรงจากแผงโซลาร์เซลล์และกระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นกระแสสลับ (AC) สำหรับใช้ในบ้าน/อุตสาหกรรม
การควบคุมการชาร์จและการคายประจุ: เมื่อผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ > ไฟฟ้า ให้ควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ เมื่อผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ < ไฟฟ้า ให้ควบคุมอาหารเสริมการคายประจุแบตเตอรี่
การโต้ตอบของกริด: การสนับสนุนและการบูรณาการ