ช่วงนี้เกี่ยวกับระบบโซล่าเซลล์ แบบไฮบริด ค่อนข้างมาแรง อันเนื่องจากราคาแบตเตอรี่ลิเธียม ในภาพรวม ราคาลดต่ำลงมาพอสมควร ที่เราๆท่านๆ พอที่จะเอื้อมมือไปแตะได้ถึง และประกอบกับ มีหลายๆยี่ห้อที่เข้ามาทำเล่นในตลาดบ้านพักอาศัย ในเมืองไทย เพิ่มมากขึ้น ก็เป็นสิ่งที่ดีสำหรับผู้บริโภค จะได้ใช้ของดี ราคาคุ้มค่า อีกทั้งถึงจุดคุ้มทุนเร็วขึ้น
ก่อนที่จะไปทำความเข้าใจระบบไฮบริด ที่มีแบตเตอรี่ลิเธียม เป็นพระเอก ( หรือว่า Inverter Hybrid เป็นพระเอก แล้วแบตเตอรี่ลิเธียม เป็นพระรอง กันแน่! แล้วแต่จะคิดแล้วกันเนอะ )
1. กำลังไฟฟ้า ( Power ) มีหน่วยเป็น วัตต์ : W โดย 1,000 วัตต์ มีค่าเท่ากับ 1 กิโลวัตต์ ( 1,000 W = 1 KW. ) >>> กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ ใช้ ณ ขณะนั้น
กำลังไฟฟ้า W คือการใช้งานของโหลดหรือเครื่องใช้ไฟฟ้า ณ ชั่วขณะหนึ่งเท่านั้น ซึ่งการกินกำลังไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
ยกตัวอย่างให้เข้าใจง่ายๆ
พัดลม กินไฟ 50 W. ,
TV กินไฟ 100 W. ,
เตารีดกินไฟ 3,000 W. ,
มอเตอร์กินไฟ 1,000 w. แต่ตอนสตาร์ท เสี้ยววินาทีแรกอาจกินถึง 3,000 w.
แอร์ (ไม่ใช่แอร์อินเวอร์เตอร์) 1 ตัน ตอนคอมเพรสเซอร์สตาร์ท กินไฟ 3,000 w. แค่ไม่ถึงครึ่งวินาที แต่พอสตาร์ทเสร็จแล้วกินไฟแค่ 1,000 w
แต่พอห้องเย็นลงแล้ว คอมฯหยุด กินไฟแค่ 200 w.
.
ก็จะเห็นว่า กำลังไฟฟ้า W / KW เป็นการแสดงกำลังไฟฟ้าในแต่ละช่วงเวลา
.
>>> เปรียบเทียบ kW เหมือนกับ “ความเร็วของรถ” เช่น รถวิ่งเร็ว 100 กม./ชม. เปรียบเทียบว่า เหมือนเครื่องใช้ไฟฟ้ากินไฟ 1 kW.
2. พลังงานไฟฟ้า ( Energy ) มีหน่วยเป็น WH โดยส่วนใหญ่ เราจะคุ้นชิน เป็น KWH ซึ่งก็มีความหมายว่า 1,000 วัตต์-เอาว์ มีค่าเท่ากับ 1 กิโลวัตต์-เอาว์ ซึ่ง 1 KWH. มีค่าเท่ากับ 1 หน่วยไฟฟ้า (Unit) ที่การไฟฟ้า เก็บเงินค่าไฟฟ้า หน่วยละประมาณ 4 บาท/หน่วย นั่นเอง >>> ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้สะสมตามระยะเวลาที่รวมๆมา
• ความหมายเชิงปริมาณ:
• ถ้าบ้านหนึ่งใช้กำลังไฟ 1 kW ติดต่อกัน 1 ชั่วโมง จะใช้พลังงาน 1 kWh
• ในใบเรียกเก็บค่าบริการไฟฟ้า มักคิดหน่วยเป็น “หน่วย” (Unit) ซึ่ง 1 หน่วย = 1 kWh
พลังงานไฟฟ้า KWH คือการนำเอากำลังไฟฟ้า x เวลา (ชั่วโมง) จึงมีหน่วยเป็น กิโลวัตต์-ชั่วโมง เช่น
- พัดลม 50 W เปิด 10 ชั่วโมง แสดงว่า ใช้พลังงาน = 50 x 10 = 500 WH หรือ 0.5 KWH. ===> 0.5 หน่วย เสียค่าไฟประมาณ 2 บาท
- TV 100 W เปิด เปิด 10 ชั่วโมง แสดงว่า ใช้พลังงาน = 100 x 10 = 1,000 WH หรือ 1 KWH ===> 1 หน่วย เสียค่าไฟประมาณ 4 บาท
- เตารีด 3,000 W .ใช้งาน 1 ชั่วโมง แสดงว่า ใช้พลังงาน = 3,000 x 1 = 3,000 WH หรือ 3 KWH ===> 3 หน่วย เสียค่าไฟประมาณ 12 บาท
* อุปกรณ์ที่เป็นแหล่งจ่ายพลังงาน จะมีหน่วยเป็น kWh เช่น แบตเตอรี่ เป็นต้น (กว่าจะโยงมาเข้าแบตเตอรี่ได้ ไหลไปอื่นซะยาวเลย) ถ้าเปรียบเทียบก็เหมือน โอ่งเก้บน้ำที่มี ปริมาตรน้ำอยู่ในโอ่ง ก็เช่นกันที่แบตเตอรี่ก็จะมีพลังงานไฟฟ้า เก็บไว้ โดยมีหน่วยเป็น KWH (ส่วนใหญ่จะชอบเขียนเป็น kWh. อันนี้ไม่ต้องสนใจนะ ความหมายเหมือนกัน *แต่จริงๆก็มีที่มา เดี๊ยวจะยาวเกินไป )
>>> เปรียบเทียบ kWh = ระยะทาง คือเอาความเร็ว (kW) × เวลาที่วิ่ง (ชั่วโมง) ได้เป็นระยะทางที่รถวิ่งไปได้
• ถ้ารถวิ่ง 3 km/h (3 kW) นาน 2 ชั่วโมง ก็วิ่งได้ 3×2 = 6 กม. เหมือนใช้ไฟ 3 kW นาน 2 ชม. ก็ใช้ไฟ 6 kWh
ขยายความ ตัวอย่างความจุของแบตเตอรี่ BYD 1 Module
แบตเตอรี่ BYD 1 Module มีความจุ 5 kWh >>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 1 kW. เราใช้ไฟได้นาน 5 ชั่วโมง
>>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 2.5 kW. เราใช้ไฟได้นาน 2 ชั่วโมง
>>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 5 kW. เราใช้ไฟได้นาน 1 ชั่วโมง
แบตเตอรี่ BYD 2 Module มีความจุ 10 kWh >>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 1 kW. เราใช้ไฟได้นาน 10 ชั่วโมง
>>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 5 kW. เราใช้ไฟได้นาน 2 ชั่วโมง
>>> หากเรามีเครื่องใช้ไฟฟ้า กินไฟ 10 kW. เราใช้ไฟได้นาน 1 ชั่วโมง
**เคยเขียนบทความ ความหมายของ กำลังไฟฟ้า kW. และ พลังงานไฟฟ้า kWh. แถมไฮบริด ตอนท้ายๆ ที่ค่อนข้างละเอียดแล้วลองเข้าอ่านดูครับ
3. Charge (การชาร์จแบตเตอรี่) คือ กระบวนการเติมพลังงานไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าไหลจากแหล่งจ่ายไฟ → เข้าสู่แบตเตอรี่ ทำให้แรงดันและระดับพลังงานในแบตเพิ่มขึ้น เช่น การเสียบสายชาร์จมือถือ เปรียบเทียบได้กับ การเติมน้ำเข้าโอ่งน้ำ เพื่อเตรียมนำน้ำ นั้นมาบริโภค หรือ ใช้กิน ใช้อาบ เป็นต้น
ซึ่งแหล่งจ่าย พลังงานไฟฟ้าต้องมากกว่า แบตเตอรี่ ( ในที่นี้องค์ประกอบของพลังงานไฟฟ้า ก็คือ กระแสไฟฟ้า , แรงดันไฟฟ้า , กำลังไฟฟ้า และ เวลา ) สำหรับระบบไฮบริด แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่เติมเข้าแบตเตอรี่ ก็คือ ไฟฟ้ากริดของการไฟฟ้าฯ และไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์
ขยายความ ถ้าลงรายละเอียดเรื่องการชาร์จ แล้ว มันคือการทำให้กระแสไฟฟ้า จากจุดหนึ่งที่มีแรงดันสูงกว่า(ฝั่งแหล่งจ่ายไฟโซล่า หรือ ไฟกริด) ไปยังอีกจุดหนึ่งที่มีแรงดันต่ำกว่า(ฝั่งแรงดันต่ำกว่าคือแบตเตอรี่)
ยกตัวอย่าง ของแบตเตอรี่ BYD รุ่น LV5.0 ที่มีค่าแรงดัน การชาร์จ ที่แรงดัน ขั้นสูงสุดอยู่ที่ 57.6 V. ซึ่งหมายความว่า เมื่อค่าพลังงานไฟฟ้า kWh.ของแบตเตอรี่ลดลง (ย่อมหมายถึง กระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าลดงลงด้วย เพราะ กำลังไฟฟ้า = กระแสไฟฟ้า x แรงดันไฟฟ้า) เราก็ต้องทำการชาร์จไฟเข้ายังแบต จนค่าพลังงานไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น ซึ่งค่าแรงดันก็สูงขึ้นตามไปด้วย จนถึงค่าแรงดันที่ 57.6 V. ก็ต้องหยุดการชาร์จ ก็คือแบตเตอรี่เต็ม นั่นเอง.
4. Discharge (การคายประจุแบตเตอรี่) คือ กระบวนการที่แบตเตอรี่จ่ายพลังงานออกมาให้โหลด (เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ) กระแสไฟฟ้าไหลจากแบตเตอรี่ → ไปยังอุปกรณ์ พลังงานในแบตเตอรี่ลดลงเรื่อย ๆ เช่น การใช้งานมือถือจนแบตลดลง
เมื่อพูดถึงการ Discharge ก็จะมีคำถามว่าแล้วแบตเตอรี่ สามารถปล่อยกำลังไฟฟ้า ได้เท่าไหร่ อย่างไร เพราะว่าเครื่องใช้ไฟฟ้า จะใช้กำลังไฟฟ้า มากน้อย ต่างกัน ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น โหลดจำพวก มอเตอร์ ก็จะกินกระแสสูง(หรือใช้กำลังไฟฟ้าเยอะนั่นเอง) ซึ่งการที่จะดูว่าแบตเตอรี่มีความสามรถจ่ายกำลังไฟฟ้าได้มากน้อยเพียงใด ก้ต้องขึ้นอยู่กับค่า C-Rate นั่นเอง ก็ดูความหมายในหัวข้อถัดไป ซึ่งค่า C-Rateยิ่งสูง ต้นทุนการผลิตก็สูงตามไปด้วย
ขยายความ ดังตัวอย่างของ แบตเตอรี่ BYD LV5.0 ที่มีค่า Discharge Cut-Off Voltage = 40 V. ก็หมายถึงเมื่อแบตเตอรี่ จ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังโหลด หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า จนค่าพลังงานลดลงไปเรื่อยๆ จนมีผลให้ค่าแรงดันก็ลดลงตามไปด้วย จนถึงค่าแรงดันที่ 40 V. ระบบก็หยุดการจ่ายไฟ ซึ่งก็หมายถึงแบตเตอรี่ เหลือ 0% นั่นเอง
*ทั้งนี้ค่าแบต 0% ของแต่ละยี่ห้อก้อาจจะไม่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ อันนี้กล่าวเพื่อให้เข้าใจแบบง่ายๆ นะครับ
ขยายความ ตัวอย่าง บ้านเราติดตั้งโซล่าเซลล์ แบบไฮบริด ที่มีแบตเตอรี่ แล้วแบตเตอรีจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า คือการ Discharge และเมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมด (ตั้งค่าตามที่ผู้ผลิตแนะนำ) เราก็ให้โซล่าเซลล์ หรือไฟของการไฟฟ้า เติมพลังงานเข้าแบตเตอรี่ เราเรียกว่า Charge
5. C-Rate – อัตราการคายประจุหรือชาร์จประจุ คือการวัดอัตราการชาร์จหรือคายประจุของแบตเตอรี่ เทียบกับความจุที่ระบุไว้
ค่า C-Rate (อ่านว่า "ซีเรท" ไม่ใช่ "ซีไร้" นะ!) คือ ค่าที่บอกว่าแบตเตอรี่สามารถชาร์จหรือจ่ายไฟได้เร็วแค่ไหน ถ้าให้เปรียบก็เหมือน "ความเร็วในการกินข้าวของแต่ละคน"
คนกินช้า กินทีละคำ ค่อยๆ เคี้ยว – แบตชาร์จช้า (C-Rate ต่ำ)
คนหิวโซ กินเหมือนแข่งกินบะหมี่ – แบตชาร์จไว (C-Rate สูง)
💡 สูตรเข้าใจง่าย
C-Rate = อัตราการชาร์จหรือคายประจุ (A) ÷ ความจุแบตเตอรี่ (Ah)
เช่น ถ้าแบตฯ ขนาด 1000 mAh (หรือ 1 Ah) แล้วจ่ายกระแสไฟออกที่ 1 A ก็จะมี C-Rate = 1C (คายไฟหมดใน 1 ชั่วโมงพอดี)
• ตัวอย่างเช่น:
• 1C หมายถึง การชาร์จหรือคายประจุเต็มความจุภายใน 1 ชั่วโมง
• 0.5C หมายถึง ใช้เวลาชาร์จหรือคายประจุ 2 ชั่วโมง
• 2C หมายถึง ชาร์จหรือคายประจุเสร็จใน 30 นาที
• C-Rate สูงเกินไปอาจทำให้แบตเตอรี่ร้อนหรือเสื่อมไว ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิต กำหนดมา ซึ่งเราผู้ใช้งานก็ควรต้องปฏิบัติตาม เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
• ความหมายอีกนัยยะหนึ่ง คือ ตัวอย่าง เช่น
- แบตเตอรี่ BYD รุ่น BATTERY-BOX LV5.0 ขนาด 5 kWh. มีค่า C-Rate เท่ากับ 0.7 C ก็หมายความว่า ชาร์จและจ่ายกำลังไฟฟ้า ได้ 3.5 kW. *ถ้าจ่ายไฟเกินจาก 3.5 kW. อาจทำให้แบตเตอรี่ชำรุดได้
- แบตเตอรี่ LUNA ของ Huawei ขนาด 5 kWh. มีค่า C-Rate เท่ากับ 0.5 C ก็หมายความว่า ชาร์จและจ่ายกำลังไฟฟ้า ได้ 2.5 kW. *ถ้าจ่ายไฟเกินจาก 2.5 kW. อาจทำให้แบตเตอรี่ชำรุดได้
🧠 ทำไมต้องรู้ C-Rate? >>> เพราะถ้าชาร์จ/คายประจุเร็วเกินไป = แบตเสื่อมไว, ร้อน, หรือบูม! 💥 (ไม่ใช่บูมเมอแรงนะ เป็นบูมแบบโดรนลุกพรึ่บ)
🤖 สรุปแบบง่ายๆ >>> C-Rate ก็คือความสามารถในการ "กินไฟ" หรือ "พ่นไฟ" ของแบตลิเธียม ถ้าให้มันกินเร็วไป โดยไม่ดูความจุ ก็เหมือนให้เด็กๆกินบุฟเฟ่ต์ 50 จาน – มีแต่พังกับพัง 😅