ระบบโซล่าเซลล์ออฟกริด (Off-Grid System)
คือระบบที่ผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ที่ไม่ปฏิสัมพันธ์กับผู้ให้กำเนิดพลังงานไฟฟ้ารายใหญ่ (ในประเทศไทยคือการไฟฟ้าฝ่ายผลิต,การไฟฟ้านครหลวง หรือ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค) ระบบออฟกริดนี้จะแยกเดี่ยวออกมาโดยผู้ติดตั้งโซล่าเซลล์จะสามารถผลิตไฟฟ้าใช้ได้เอง โดยไม่ต้องพึ่งพาการไฟฟ้า ซึ่งสามารถแยกหมวดย่อยลงไปได้อีกตามลักษณะแรงดันไฟฟ้าที่จะใช้งานว่าเป็น ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ กระแสไฟฟ้าสลับ โดยต้องเลือกโหลด (เครื่องใช้ไฟฟ้า) ให้เหมาะสมกับแรงดันที่ใช้ ซึ่งมีวิธีการต่อระบบที่หลากหลาย ทั้งต่อโหลดกระแสตรงกับแผงโซล่าเซลล์ (ซึ่งผลิตไฟฟ้ากระแสตรง)โดยตรง หรือนำไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้จากแผง ไปแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ(โดยอินเวอร์เตอร์) สำหรับไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านเรือนซึ่งใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับอยู่แล้วได้ ระบบนี้เหมาะสำหรับผู้ที่อยู่ห่างไกลจากระบบสายส่งของการไฟฟ้า หรือการไฟฟ้ายังเข้าไม่ถึง หรือเป็นพื้นที่ธุระกันดาน ซึ่งอาจทำได้ยากหรืออาจจะไม่คุ้มทุนในการขยายเขตปักเสาและพาดสายไฟฟ้าเข้าไปในพื้นที่ จึงเหมาะที่จะเลือกติดตั้งระบบโซล่าเซลล์แบบออฟกริดคุ้มกว่า
ข้อจำกัดของระบบออฟกริด
จะต้องออกแบบขนาดอุปกรณ์ต่างๆให้เหมาะสม ทั้งขนาดติดตั้งแผง ขนาดชาร์จเจอร์ ขนาดแบตเตอรี่ และขนาดของอินเวอร์เตอร์ให้สอดคล้องกันทั้งหมด หากออกแบบระบบไม่ดีอาจจะมีไฟจ่ายไม่เพียงพอต่อการใช้งาน ทำให้ไม่สามารถใช้ไฟได้ต่อเนื่อง
ข้อดีของระบบ Off-Grid คือ
1. ประหยัดกว่า เปรียบเทียบกับกรณีที่ต้องมีการขยายเขตการไฟฟ้าเป็นระยะทางไกลๆ
2. ไม่มีรายจ่ายค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายให้การไฟฟ้าเป็นรายเดือน ทุกๆเดือน
3. ในกรณีที่อยู่ในพื้นที่ห่างไกล ไฟฟ้าอาจจะ ตก หรือ ดับ อยู่บ่อยครั้ง การใช้ระบบ off-grid ช่วยทำให้ระบบไฟฟ้าในบ้านไม่ได้รับความเสียหายจากไฟตก ไฟดับ ที่เกิดขึ้นนี้
ข้อเสียของระบบ Off-Grid คือ
1. เครื่องจักร / อุปกรณ์มีมากกว่า เงินลงทุนระบบมีราคาแพงกว่า on-grid
2. หากไม่มีแดดหรือมีฝนตกต่อเนื่องติดต่อกันหลายวัน พลังงานที่สะสมไว้ในแบตเตอรี่อาจจะหมด
โซล่าเซลล์ระบบออฟกริด (Off-Grid System) แบ่งออกตามลักษณะการต่อวงจรได้ 2 แบบ คือ
1. การต่อตรง คือเมื่อได้กระแสไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์ (Solar Cell) ไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อใช้งาน ดังนั้นก็จะใช้ได้เฉพาะเวลาที่มีแสงอาทิตย์เท่านั้น และไม่มีการเก็บประจุไฟฟ้าในแบตเตอรี่มาใช้งาน ทั้งนี้การนำมาต่อแยกตามเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งาน ได้อีกเป็น 2 ชนิด
1.1 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งาน ที่ใช้ไฟ AC เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ภายในบ้าน เป็นไฟฟ้าสลับ AC แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ (Solar Cell) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ดังนั้นก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับก่อน โดยนำมาต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ซึ่งกำลังไฟฟ้าที่ได้ ก็จะอาจมีการทำให้ลดทอนประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าลงไปบ้าง ยกตัวอย่าง เช่น พัดลม แบบที่ใช้ไฟฟ้าAC
1.2 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งาน ที่ใช้ไฟ DC การนำกร ะแสไฟฟ้า DC ที่ได้จาก แผงโซล่าเซลล์ (Solar Cell) มาต่อใช้งานกับอุปกรณ์ที่ใช้เลย โดยไม่ต้องต่อผ่านอินเวอร์เตอร์ (Inverter) ซึ่งวิธการนี้มีข้อดีและข้อเสีย
– ข้อดี การนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งานได้อย่างคุ้มค่า เนื่องจากมีการสูญเสียกำลังไฟต่ำมาก
– ข้อเสีย อุปกรณ์ที่ใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ไฟ AC ดังนั้น จึงต้องเลือกใช้งานกับอุปกรณ์ให้เหมาะสม เช่น มอเตอร์ปั๊มน้ำที่ใช้ไฟ DC โดยปั๊มน้ำใส่ถังสูง เก็บไว้ใช้ตอนกลางวันและสามารถใช้น้ำได้ในตอนกลางคืนจึงเหมาะสำหรับบ้านสวน
2. การต่อใช้งานโดยใช้ไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่ การนำกระแสไฟฟ้า DC ที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ มาเก็บไว้ใบแบตเตอรี่แล้วจึงนำไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ที่ได้มาใช้งาน ซึ่งสามารถเลือกว่าจะนำจ่ายไฟ ให้กับอุปกรณ์ ที่ใช้ไฟ AC หรือ อุปกรณ์ที่ใช้ไฟ DC
– ข้อดี การมีแบตเตอรี่สามารถเก็บปะจุไฟฟ้าไว้ใช้ในเวลากลางคืนได้
2.1 นำกระแสไฟที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ การนำโซล่าเซลล์ (Solar cell ) มาชาร์จแบตเตอรี่ แล้วนำไฟจากแบตเตอรี่ แปลงเป็นไฟ AC ต่อไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งาน (Load) ใช้ไฟ AC เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้าน เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ดังนั้น ก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงมาเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเสียก่อน โดยนำมาต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ซึ่งกำลังไฟฟ้าที่ได้ก็จะมีการสูญเสียจากการแปลงฯ ไฟฟ้าลงไปบ้าง
สรุปคือ ระบบออฟกริด (Off-Grid) ไม่ต่อพ่วงกับไฟฟ้าที่มีการไฟฟ้าหลักสำคัญในการออกแบบระบบนี้ คือ การประมาณความต้องการใช้ไฟฟ้า เพื่อให้ออกแบบมาได้คุ้มค่าและประหยัดต้นทุนได้มากที่สุด เช่น ใช้หลอดไฟ 10W จำนวน 5 ดวง TV 300W จำนวน 1 เครื่อง และอื่นๆ เช่น ตู้เย็น เครื่องปั๊มน้ำ พัดลม ที่ชาร์จแบตมือถือ โดยทั้งหมดต้องการให้เปิดใช้งานกลางคืนได้ 6 ชั่วโมง เลือกใช้แผงโซล่าเซลล์ , อุปกรณ์ chagrer , อุปกรณ์ inverter และ ขนาดของแบตเตอรี่ที่นำมาใช้ ซึ่งสุดท้ายจะออกมาเป็น ยอดค่าใช้จ่ายการลงทุน และจุดคุ้มทุน ในการลงทุน
รูปแบบการผลิตไฟฟ้าด้วยโซล่าเซลล์ ระบบออฟกริด (off-grid) หรือ แบบอิสระ (stand alone)
คือระบบที่ผลิตไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ แล้วไม่ได้เชื่อมต่อเข้ากับระบบจำหน่าย ของการไฟฟ้านครหลวง หรือ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ระบบนี้เหมาะกับสถานที่ไม่มีไฟฟ้า หรือที่ไฟเข้าไม่ถึง ไม่คุ้มที่จะเดินลากสายไฟยาวๆเข้ามาใช้เนื่องจากต้นทุนสูง เพื่อให้ง่ายในการทำความเข้าใจ จำแนกประเภทจากการนำไปต่อเพื่อใช้งาน ดังนี้
1. แบบต่อใช้งานโดยไม่ใช้แบตเตอรี่
คือ เมื่อได้กระแสไฟฟ้าจากแผงโซล่าเซลล์ (solar cell) หรือ (photo voltaicp PV) แล้วก็ต่อไปยังอุปกรณ์เพื่อใช้งานเลย ดังนั้น ก็จะใช้ได้เฉพาะเวลาที่มีแสงแดดเท่านั้น และไม่มีการเก็บประจุไฟฟ้ามาใช้ การนำมาต่อใช้งานอาจแยกตามอุปกรณ์ที่ใช้งาน
1.1 อุปกรณ์ที่ใช้งาน (load) ใช้ไฟ AC เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้านเราเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ดังนั้น ก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเสียก่อน โดยนำมาต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเวอร์เตอร์ ซึ่งกำลังไฟฟ้าที่ได้ก็จะมีการสูญเสียจากการแปลงไฟ ทำให้ลดทอนประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าลงไป
2. แบบต่อใช้งานโดยใช้แบตเตอรี่
คือ การนำกระแสไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ มาชาร์จเข้าแบตเตอรี่ แล้วจำนำไฟฟ้าที่ได้มาใช้งาน ซึ่งก็สามารถเลือกว่าจะนำจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ ที่ใช้ไฟ AC หรือ อุปกรณ์ที่ใช้ไฟ DC ทั้งนี้ข้อดี ของการที่มีแบตเตอรี่คือสามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้ใช้งานได้ กรณีที่ไม่มีแสงแด หรือสามารถใช้ไฟฟ้าในเวลากลางคืนได้
1.2 นำกระแสไฟที่ได้จากแผง solar cell หรือ photovoltaic PV มาชาร์จแบตเตอรี่ แล้วนำไฟจากแบตเตอรี่ แปลงเป็นไฟ AC ต่อไปยังอุปกรณ์ที่ใช้งาน load ใช้ไฟ DC เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานภายในบ้านเราเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ AC แต่ไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซล่าเซลล์ เป็นไฟฟ้ากระแสตรง DC ดังนั้น ก่อนนำไปใช้งานจึงต้องนำมาแปลงฯ ทำให้ลดทอนประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าลงไป