ผมพยายามเขียนกระทู้นี้หลายรอบหลายครั้งแล้ว แต่ก็ลบทิ้งไม่ได้โพส เพราะเขียนเนื้อหาแบบลงลึกเกินไปแล้วคิดว่าคงไม่มีคนสนใจในเชิงลึกเท่าไหร่ ผมร่ายยาวจนตัวหนังสือเกินจึงคิดได้ว่าใครจะอ่าน งั้นขอเขียนแบบหยาบๆ เอาแค่หลักการคร่าวๆเป็นบ๊อกไดอะแกรม จะลงรายละเอียดแบบเจาะลึกไปก็ไม่รู้จะมีใครได้อ่านกันหรือเปล่า งั้นเปลี่ยนมาลงรูปเยอะๆ ให้อ่านเอาสนุกดีกว่า แล้วค่อยไปลงลึกในเนื้อหาตอนตอบคอมเม้นต์แทน
ขอลงไว้เป็นข้อมูล เพื่อผู้ที่อยากติดโซล่าเซลล์ด้วยตนเอง หรืออยากเอาไว้คุยกับช่างที่มาติดโซล่าเซลล์ หรือเอาไว้ประกอบการตัดสินใจ หรือเอาไว้ทำความเข้าใจในข้อบ่งใช้หลายๆอย่าง ข้อมูลทั้งหมดมาจากประสปการณ์ส่วนตัวและจากการศึกษามาจากอินเตอร์เน็ต อะไรผิดพลาดโปรดช่วยเสนอแนะได้ ผมพร้อมเอาไปปรับปรุงแก้ใขและเพิ่มความเข้าใจต่อๆไป
เมื่อคิดจะติดตั้งเอง ก็ต้องเรียนรู้ว่าระบบมันเป็นแบบไหน มันทำงานยังไง รู้ไว้ใช่ว่าครับ
เข้าเรื่อง ก่อนเข้าสู่เนื้อหาของไฮโวลท์ ขอปูพื้นฐานของระบบก่อนครับ ไม่งั้นไปต่อน่าจะทำให้คนที่ไม่มีพื้นฐานเลยไม่เข้าใจ
ขออธิบายหลักการคร่าวๆก่อนว่า ในระบบโซล่าเซลล์ มันทำงานยังไง เมื่อผู้สนใจไปศึกษากันก็จะพบว่า โซล่าเซลล์จะมีอยู่2ระบบหลัก คือ on grid(บางคนเรียก grid tire) และ off grid และทั้งสองแบบก็จะแตกออกมาเป็นแบบไฮบริด และแตกแยกย่อยลงไปอีกมากมาย นั่นคือระบบของภาพรวม แต่ถ้าเราเจาะลึกลงไปเราจะพบว่าหัวใจสำคัญของระบบโซล่าเซลล์คือ inverter และ inverter ก็มีหลากหลายรูปแบบ ทั้งแบบ สวิทช์ชิ่ง และแบบหม้อแปลง ยุคหลังมีหม้อแปลงเทอร์รอย นอกจากนั้น และเมื่อขยายลงไปอีกก็ยังมีระบบแรงดันที่แยกย่อยกัน ทั้งแบบ 12โวลท์ 24โวลท์ 48โวลท์ 72 96 ฯลฯ และ ทำเอาหลายๆคนนั้นสับสนมากมาย เพราะเป้าหมายของทุกคนที่พยายามศึกษาคือ "ระบบไหนมันทนทาน พังยาก ถูกกว่า ดีกว่า คุ้มค่ากว่า " ก็รวมๆทุกคนจะคิดว่าอะไรดีที่สุดในงบที่เรากำมืออยู่
ผมขอแยกสั้นๆเลยว่า ถ้าทำ on-grid ผมจะจบตรงนี้เลย เพราะถ้าเราเข้าใจว่าหัวใจหลักของโซล่าเซลล์คือ inverter แล้ว และเข้าใจว่า on grid ต้องใช้ inverter ที่การไฟฟ้ารับรอง และต้องขออนุญาต และด้วยที่รุ่นนั้นๆผ่านการรับรองจากการไฟฟ้าแล้ว คุณภาพก็ไม่ต้องพูดถึง on-grid พังยาก ทนทาน มันแทบไม่มีอะไรให้พูดถึงแล้ว ถ้าตัดสินใจไปทาง on-grid แล้วก็จบตรงนั้นครับ ถ้าเลือก inverter ที่มีมาตรฐานการรับรองจากการไฟฟ้าแล้วก็แค่เลือกว่าจะติดขนาดเท่าไหร่ เดินเอกสารก็มีร้านรับเดินอยู่ ที่ผมรู้จักก็ราวๆ 25000-30000ต่อราย เอาเงินให้เขา เซ็นหนังสือมอบอำนาจ รอรับใบอนุญาติ จบตรงนั้นครับ
ภาพประกอบ
ภายในของ inverter แบบ หม้อแปลง
ภายในของ inverter แบบ สวิทช์ชิ่ง
แต่พวก grid-tile grid-GU ที่ไม่ผ่านการรับรองก็อยู่ในจำพวกงาน diy อันนี้สำหรับช่าง สำหรับผู้ที่รับความเสี่ยงได้ อาจโดนตัดหม้อได้ ผมจะไม่ก่าวก่ายครับ ผมขอตัดทิ้งไปเลย ถึงแม้ว่าปัจจุบัญ เท็คโนโลยีจะพัฒนามาจากจุดนั้น แต่เราจะไม่ย้อนกลับไป
ระบบที่ผมอยากพูดถึงมากที่สุดคือระบบไฮบริด ทั้งแบบ on-grid และแบบ off-grid ซึ่งคำว่า ไฮบริด ก็มีความหมายตรงตัว คือ มันสามารถรับแหล่งจ่ายจากอะไรก็ได้ ทั้งจากการไฟฟ้า จากแผงโซล่าเซลล์ จากแบตเตอร์รี่ กังหันลม หรือจะจากเจนเนอร์เรเตอร์ เครื่องปั่นไฟ ฯลฯ จะมาจากไหนก็ได้ ระบบไฮบริดอยู่ในประเภทนั้น และมันแบ่งแยกกัน3ชนิด คือ on-grid ซึ่งคือการขนานกับการไฟฟ้า ในระบบออน-กริด ข้อเสียคือ ถ้าไฟจากการไฟฟ้าไม่มีแรงดัน(ไฟดับ) ระบบมันก็จะดับไปด้วย เพราะมันต้องอ่านค่าความถี่(Hz)จากระบบของการไฟฟ้ามาผลิตออกให้ตรงกัน ซึ่งเป็นข้อเสียหลักในระบบออนกริด และเพราะเมื่อแรงดันของการไฟฟ้าไม่มีมา ยังไงแรงดันของโซล่าเซลล์ก็จะสูงกว่า การจะกันย้อนไม่ให้น้ำไหลลงหน้าผามันทำได้ยาก ตราบไดที่ไม่ทำเขื่อนกั้น ในระบบออน-กริดเลยสรรค์หาวิธีที่จะสร้างเขื่อนกั้นกันหลากหลายวิธี จนมีระบบที่เขียนว่า on/off grid ขึ้นมา ซึ่งระบบนี้ทำงานได้ทั้งแบบ ออน-กริด และ ออฟกริด หรือในออน-กริดบางยี่ห้อ ก็ใช้วิธีสร้างรีเลย์ตัดไฟไม่ให้ไหลย้อนเข้าการไฟฟ้าและยังคงจ่ายไฟให้บ้านได้อยู่ จากแรงดันและกระแสที่มาจากแผงโซล่าเซลล์
ทำความเข้าใจอย่างหนึ่งครับ ในระบบ ออน-กริด ระบบกันย้อน(กันไฟย้อนเข้าสายส่งของการไฟฟ้า ใช้วิธีอ่านกระแสของสายไฟที่มาจากการไฟฟ้าด้วย คอยล์ ct core ไม่ให้กระแสไหลย้อนกลับ ให้นึกภาพแบบนี้ครับ ออน-กริด เปรียบเสมือนท่อน้ำPVC 3ทาง ซึ่งน้ำในท่อจะไหลไปทางไหนก็ได้
ทีนี้ วิธีการของ on-grid คือผลิตให้พอสำหรับโหลด ซึ่งระบบจะคอยตรวจสอบว่ากระแสยังคงไหลไปทิศทางเดียวอยู่ แล้วระบบจะรู้ได้ยังไงว่าตอนนี้กระแสไหลไปทางไหน ก็ด้วยเจ้า ct core นั่นแหละครับ ซึ่งวิธีการที่ อินเวอร์เตอร์จะจ่ายไฟออกมามากน้อยแค่ไหน ใช้หลักการเดียวกันกับวงจร PFC
(เอารูปเก่าจากกระทู้ที่แล้วมาลงซ้ำอีกทีละกัน หลักการคล้ายๆกัน)
ปัญหาก็คือ ถ้าทำระบบให้มันสามารถรันได้โดยไม่มีแรงดันจากการไฟฟ้า ตัว inverter จอต้องออกแบบมาให้สามารถทนต่อการจ่ายกระแสให้กับโหลดได้ขนาดไหน ? ซึ่งนั่นคือความเสี่ยงต่ออายุขัย ถ้าสมมุติ inverter on-grid ตัวนั้น ถูกออกแบบมาที่5kwh ถ้าเป็น ออน-กริดเพรียวๆมันไม่มีปัญหา จะใช้โหลดเท่าไหร่ก็ได้ เพราะมั้นก็แค่ผลิตเสริมให้เท่านั้น ถ้าไฟจากการไฟฟ้าดับ มันก็แค่หยุดการทำงานไปด้วย แต่ถ้าเขาออกแบบมาให้มันทำงานได้แม้ไฟจากการไฟฟ้าไม่มีมา ตัว inverter จะเป็นตัวรับภาระหลัก ซึ่งถ้าตอนนั้นมีโหลดมากกว่าความสามารถของตัวมัน เช่นมีแอร์ที่กินไฟ 2500w 4เครื่องกำลังทำงานอยู่ 4ตัวรวมกัน 10,000วัตต์ แต่ inverter รองรับแค่ 5,000 inverter มันจะสู่ขิตเพราะทำงานหนักจนใจขาดวิ่นสดิ้นขาดใจ เขาเลยไม่ค่อยทำ on-grid ให้ทำงานได้เมื่อไม่มีไฟจากการไฟฟ้ามา
สรุปง่ายๆว่า on-grid แม้แต่เป็นระบบ hybrid ก็จะใช้งานตอนไฟดับไม่ได้ซะเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีครับ เรื่องนีู้้ใช้งานต้องเข้าใจข้อบ่งใช้ให้เยอะๆเพื่ออายุขัย
(ว่าจะไม่วกเข้า ออน-กริด แต่ต้งเขียนถึงเพราะคนที่ยังไม่ทราบอาจต้องทำความเข้าใจ)
และอีกระบบหนึ่งคือระบบ off-grid ระบบออฟกริด หรือเรียกว่าระบบปิด และพอมีระบบไฮบริด ออฟกริด ก็เท่ากับว่าสามารถต่อแหล่งจ่ายมาจากการไฟฟ้าเข้าตัวมันได้ แต่ตัว inverter จะเป็นแหล่งจ่ายหลักให้กับบ้าน และรับภาระตอนที่มันทำงานอยู่ทั้งหมด ดั่งนั้นผู้ใช้งานหรือผู้ติดตั้งจะต้องคำนวนพฤติกรรมการใช้ไฟ หรือจำนวนโหลดในบ้านว่ามีเท่าไหร่ และออกแบบหรือเลือกซื้อ inverter ให้เพียงพอต่อโหลด เพื่อไม่ไห้ตัวมันรับภาระเกินตัว แน่นอนว่า ระบบ off-grid ลดค่าไฟได้แทบเป็น0 หรือเป็น 0ได้เลย แต่ยิ่งมีโหลดมากเท่าไหร่ ระบบของเราก็จะต้องมากตาม และราคาก็จะสูงตาม เพื่อให้การใช้งานได้ครอบคลุมทุกอย่าง จึงต้องออกแบบให้มากกว่าโหลด สรุปว่าระบบออฟกรอด ไฮบริด ค่อนข้างจะออกแบบระบบได้ยากกว่า การติดตั้งก็จะยากกว่า ถ้าต้องมีการบายพาสบางจุด เพื่อไม่ไห้ inverter ทำงานหนักเกินไปสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าบางตัว เช่น เครื่องทำน้ำอุ่น ปั้มน้ำขนาดใหญ่ หรือแอร์บางตัว ผู้ติดตั้งจึงต้องมีความรู้เรื่องเดินสายไฟเพิ่มเข้ามา ซึ่งต่างจากออน-กริดที่เอาไฟไปจั๊มเข้าตรงไหนของในบ้านก็ยังได้ (ออน-กริดมันง่ายขนาดนั้นเลย แต่ก็ต้องคิดถึงขนาดสายไฟด้วยนะ)
มาผ่าดูใส้ในกันครับ
วิธีการคร่าวๆคือ เอาแรงดัน12-24โวลท์มาผ่านตัวสร้างความถี่ จากรูปนี้(ผมเอามาจากเน็ต) ต่อแรงดันเข้าตัวสร้างความถี่ แล้วเอากระบวนการนั้นไปกลับข้างของหม้อแปลง ก็จะได้แรงดัน220โวลท์ออกมา
แต่มันก็ไม่ง่ายขนาดนั้นครับ นั่นเพราะว่า ไฟ AC ที่ดีที่สุด มันต้องมีลักษณะคลื่นเป็นแบบไซน์เวฟ คลื่นจะเป็ฯลักษณะแบบนี้ครับ
แต่ถ้าต่อแบบในรูปข้างบน รูปคลื่นมันจะออกมาแบบแสควร์เวฟ แบบนี้
แล้วมันต่างกันยังไง ก็ต่างตามรูปนั่นแหละครับ (
)
จากที่ผมศึกษามานิดหน่อยก็พอจะอธิบายได้ว่า ชิ้นส่วนอิเล็คโทรนิคส์บางตัวในเครื่องใช้ไฟฟ้ามันไม่ค่อยชอบคลื่นในลักษณะมีเหลี่ยมมีมุม ถ้าในเครื่องเสียงเราเอาไฟที่มีรูปคลื่นเป็นแบบแสควร์ป้อนเข้าไป มันจะมีเสียงหึ่งๆออกมาครับ ต้องใช้อินดักเตอร์เพื่อกรองเอาความถี่สูงออก
และเพื่อการนั้น ก็เริ่มมีวงจรที่เพิ่มมากขึ้นครับ เพื่อทนทานขึ้นก็มีทรานซิตเตอร์ หรือ igbt เพิ่มมากขึ้น เริ่มมีขนลวดกรองความถี่ และมีอะไรอีกเยอะขึ้นๆเพื่อที่จะทำให้มันเป็น เพียวไซน์เวฟ* มากขึ้น
และก็กลายเป็น inverter แบบ เพียวไซน์เวฟ
สังเกตุอะไรไหมครับ inverter เหล่านี้เป็นแบบ low volt อัพจากแรงดัน 12-24 ไป220โซลท์ ซึ่งด้วยความที่มีแรงดันน้อย ไปบูสให้มีแรงดันสูง มีข้อเสียหลายอย่าง เช่น ค่าcca ของแบต ค่า dod ค่าอะไรอีกหลายๆอย่างๆสุดท้ายการทำกำลังขับของ inverter
ในระบบโลว์โวล์จึงทำได้ไม่สูงมากนัก มักรองรับโหลดได้ไม่สูง ถึงมันจะเป็นเพียงไซน์เวฟอย่างสมบูรณ์ แต่ก็ยังรองรับโหลดได้ไม่ดี เจอแอร์ขนาด 25,000BTU เข้าไปตัวเดียวก็เต็มกำลังแล้ว โลกใบนี้เลยก่อกำเนิดระบบที่เรียกว่า "ไฮโวลท์" ขึ้นมา
---------------------------------------
มาถึงส่วนที่ผมตั้งใจจะเขียนถึงแล้วครับ นั่นคือระบบการทำงานแบบ Hight Volt
บอร์ด hight volt แปลงไฟจาก DC เป็น AC (ภาพจากอินเตอร์เน็ต ผมจิ๊กเขามา เพื่อการศึกษาเท่านั้น)
ไฮโวลท์คืออะไร และมันทำงานอย่างไร
ไฮโวลท์ สำหรับวงการ inverter แล้ว จะเริ่มนับจากแรงดัน DC(กระแสตรง) ที่ 322โวลท์ ขึ้นไป เพราะเมื่อเอาไปแปลงไฟผ่านอุปกรณ์ต่างๆแล้ว จะมีค่าการแลกเปลี่ยนทางกฏการไฟฟ้า ด้วยวงจร Rectifier ผลที่ได้คือ ไฟ DC จะมีค่าเท่ากับไฟ AC (RMS) คูณด้วยรูทสอง (1.414)
การแปลงกลับไปกลับมา ผ่าน ไดโอด บริด และ คาปาซิเตอร์ จำสั้นๆคือ 1.414 แปลงจาก AC เป็น DC เอามาคูณ ถ้าแปลง DC เป็น AC ก็เอา 1.414 มาหาร
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้รูปคลื่นเป็น sine wave Vmaxจะมีค่าเป็น1.414ของVrms ถ้าเอาไฟฟ้ารูปคลื่น sine wave มาผ่านbridge rectifier ก็จะได้ไฟฟ้ากระแสตรงแบบที่ยังไม่เรียบค่าแรงดันเฉลี่ยจะได้=0.636ของVmax แต่ถ้านำคาปาซิเตอร์มาต่อขนานก็จะได้แรงดันที่เรียบขึ้นแรงดันเฉลี่ยของไฟฟ้ากระแสตรงจะได้เพิ่มขึ้นใกล้เคียงกับVmaxมากขึ้นแต่จะไม่เท่าเพราะมีแรงดันตกคร่อมไดโอด
ครับ ดั่งนั้น อินเวอร์เตอร์แบบ ไฮโวลท์จึงทำงานได้ที่ 322โวลท์ เพราะ 322/1.414 = 227 นั่นเป็นตัวเลขในอุดมคติครับ เพราะในชีวิตจริงไม่มีอะไรได้มาฟรีๆ จะเทรดหุ้นเทรดเหรียญดิจิทัล ซื้อขายแลกเปลี่ยนเล่นไฟ่ เราจะมีตัวกลางเก็บค่าต๋งเสมอ ดั่งนั้น จาก322 ออกมาฟาก DC ในโลกความเป็นจริง อาจเหลือแค่ 222-225 vac ด้วยเหตุฉะนี้ inverter แบบ ไฮโวลท์ที่แท้จริง จึงทำงานที่ 322โวลท์
แต่อ๊าว ทำไมหลายๆยี่ห้อ เขียนไว้ในเสป็คว่า ทำงานที่ 120 -450 VDC ละ ใช่ครับ มันทำงานได้ เพราะมี บูส หรือบางคนเรียก บัสคอนเวอร์เตอร์ บูสแรงดันจากเท่าไหร่ก็แล้วแต่ละออกแบบครับ ส่วนมากถ้ามาจากแผงโซล่าเซลล์ จะบูสจาก 120 ขึ้นไป 350-400โวลท์ และอีกชุด บูสไฟจากแบต 48โวลท์ ขึ้นไป 400โวลท์ ด้วย dc to dc converter (มีต่อ ข้อความเกิน พิมพ์ต่อไม่ได้)
ไฮโวลท์ inverter ในระบบโซล่าเซลล์
ขอลงไว้เป็นข้อมูล เพื่อผู้ที่อยากติดโซล่าเซลล์ด้วยตนเอง หรืออยากเอาไว้คุยกับช่างที่มาติดโซล่าเซลล์ หรือเอาไว้ประกอบการตัดสินใจ หรือเอาไว้ทำความเข้าใจในข้อบ่งใช้หลายๆอย่าง ข้อมูลทั้งหมดมาจากประสปการณ์ส่วนตัวและจากการศึกษามาจากอินเตอร์เน็ต อะไรผิดพลาดโปรดช่วยเสนอแนะได้ ผมพร้อมเอาไปปรับปรุงแก้ใขและเพิ่มความเข้าใจต่อๆไป
เมื่อคิดจะติดตั้งเอง ก็ต้องเรียนรู้ว่าระบบมันเป็นแบบไหน มันทำงานยังไง รู้ไว้ใช่ว่าครับ
เข้าเรื่อง ก่อนเข้าสู่เนื้อหาของไฮโวลท์ ขอปูพื้นฐานของระบบก่อนครับ ไม่งั้นไปต่อน่าจะทำให้คนที่ไม่มีพื้นฐานเลยไม่เข้าใจ
ขออธิบายหลักการคร่าวๆก่อนว่า ในระบบโซล่าเซลล์ มันทำงานยังไง เมื่อผู้สนใจไปศึกษากันก็จะพบว่า โซล่าเซลล์จะมีอยู่2ระบบหลัก คือ on grid(บางคนเรียก grid tire) และ off grid และทั้งสองแบบก็จะแตกออกมาเป็นแบบไฮบริด และแตกแยกย่อยลงไปอีกมากมาย นั่นคือระบบของภาพรวม แต่ถ้าเราเจาะลึกลงไปเราจะพบว่าหัวใจสำคัญของระบบโซล่าเซลล์คือ inverter และ inverter ก็มีหลากหลายรูปแบบ ทั้งแบบ สวิทช์ชิ่ง และแบบหม้อแปลง ยุคหลังมีหม้อแปลงเทอร์รอย นอกจากนั้น และเมื่อขยายลงไปอีกก็ยังมีระบบแรงดันที่แยกย่อยกัน ทั้งแบบ 12โวลท์ 24โวลท์ 48โวลท์ 72 96 ฯลฯ และ ทำเอาหลายๆคนนั้นสับสนมากมาย เพราะเป้าหมายของทุกคนที่พยายามศึกษาคือ "ระบบไหนมันทนทาน พังยาก ถูกกว่า ดีกว่า คุ้มค่ากว่า " ก็รวมๆทุกคนจะคิดว่าอะไรดีที่สุดในงบที่เรากำมืออยู่
ผมขอแยกสั้นๆเลยว่า ถ้าทำ on-grid ผมจะจบตรงนี้เลย เพราะถ้าเราเข้าใจว่าหัวใจหลักของโซล่าเซลล์คือ inverter แล้ว และเข้าใจว่า on grid ต้องใช้ inverter ที่การไฟฟ้ารับรอง และต้องขออนุญาต และด้วยที่รุ่นนั้นๆผ่านการรับรองจากการไฟฟ้าแล้ว คุณภาพก็ไม่ต้องพูดถึง on-grid พังยาก ทนทาน มันแทบไม่มีอะไรให้พูดถึงแล้ว ถ้าตัดสินใจไปทาง on-grid แล้วก็จบตรงนั้นครับ ถ้าเลือก inverter ที่มีมาตรฐานการรับรองจากการไฟฟ้าแล้วก็แค่เลือกว่าจะติดขนาดเท่าไหร่ เดินเอกสารก็มีร้านรับเดินอยู่ ที่ผมรู้จักก็ราวๆ 25000-30000ต่อราย เอาเงินให้เขา เซ็นหนังสือมอบอำนาจ รอรับใบอนุญาติ จบตรงนั้นครับ
ภาพประกอบ
ภายในของ inverter แบบ หม้อแปลง
ภายในของ inverter แบบ สวิทช์ชิ่ง
แต่พวก grid-tile grid-GU ที่ไม่ผ่านการรับรองก็อยู่ในจำพวกงาน diy อันนี้สำหรับช่าง สำหรับผู้ที่รับความเสี่ยงได้ อาจโดนตัดหม้อได้ ผมจะไม่ก่าวก่ายครับ ผมขอตัดทิ้งไปเลย ถึงแม้ว่าปัจจุบัญ เท็คโนโลยีจะพัฒนามาจากจุดนั้น แต่เราจะไม่ย้อนกลับไป
ระบบที่ผมอยากพูดถึงมากที่สุดคือระบบไฮบริด ทั้งแบบ on-grid และแบบ off-grid ซึ่งคำว่า ไฮบริด ก็มีความหมายตรงตัว คือ มันสามารถรับแหล่งจ่ายจากอะไรก็ได้ ทั้งจากการไฟฟ้า จากแผงโซล่าเซลล์ จากแบตเตอร์รี่ กังหันลม หรือจะจากเจนเนอร์เรเตอร์ เครื่องปั่นไฟ ฯลฯ จะมาจากไหนก็ได้ ระบบไฮบริดอยู่ในประเภทนั้น และมันแบ่งแยกกัน3ชนิด คือ on-grid ซึ่งคือการขนานกับการไฟฟ้า ในระบบออน-กริด ข้อเสียคือ ถ้าไฟจากการไฟฟ้าไม่มีแรงดัน(ไฟดับ) ระบบมันก็จะดับไปด้วย เพราะมันต้องอ่านค่าความถี่(Hz)จากระบบของการไฟฟ้ามาผลิตออกให้ตรงกัน ซึ่งเป็นข้อเสียหลักในระบบออนกริด และเพราะเมื่อแรงดันของการไฟฟ้าไม่มีมา ยังไงแรงดันของโซล่าเซลล์ก็จะสูงกว่า การจะกันย้อนไม่ให้น้ำไหลลงหน้าผามันทำได้ยาก ตราบไดที่ไม่ทำเขื่อนกั้น ในระบบออน-กริดเลยสรรค์หาวิธีที่จะสร้างเขื่อนกั้นกันหลากหลายวิธี จนมีระบบที่เขียนว่า on/off grid ขึ้นมา ซึ่งระบบนี้ทำงานได้ทั้งแบบ ออน-กริด และ ออฟกริด หรือในออน-กริดบางยี่ห้อ ก็ใช้วิธีสร้างรีเลย์ตัดไฟไม่ให้ไหลย้อนเข้าการไฟฟ้าและยังคงจ่ายไฟให้บ้านได้อยู่ จากแรงดันและกระแสที่มาจากแผงโซล่าเซลล์
ทำความเข้าใจอย่างหนึ่งครับ ในระบบ ออน-กริด ระบบกันย้อน(กันไฟย้อนเข้าสายส่งของการไฟฟ้า ใช้วิธีอ่านกระแสของสายไฟที่มาจากการไฟฟ้าด้วย คอยล์ ct core ไม่ให้กระแสไหลย้อนกลับ ให้นึกภาพแบบนี้ครับ ออน-กริด เปรียบเสมือนท่อน้ำPVC 3ทาง ซึ่งน้ำในท่อจะไหลไปทางไหนก็ได้
ทีนี้ วิธีการของ on-grid คือผลิตให้พอสำหรับโหลด ซึ่งระบบจะคอยตรวจสอบว่ากระแสยังคงไหลไปทิศทางเดียวอยู่ แล้วระบบจะรู้ได้ยังไงว่าตอนนี้กระแสไหลไปทางไหน ก็ด้วยเจ้า ct core นั่นแหละครับ ซึ่งวิธีการที่ อินเวอร์เตอร์จะจ่ายไฟออกมามากน้อยแค่ไหน ใช้หลักการเดียวกันกับวงจร PFC
(เอารูปเก่าจากกระทู้ที่แล้วมาลงซ้ำอีกทีละกัน หลักการคล้ายๆกัน)
ปัญหาก็คือ ถ้าทำระบบให้มันสามารถรันได้โดยไม่มีแรงดันจากการไฟฟ้า ตัว inverter จอต้องออกแบบมาให้สามารถทนต่อการจ่ายกระแสให้กับโหลดได้ขนาดไหน ? ซึ่งนั่นคือความเสี่ยงต่ออายุขัย ถ้าสมมุติ inverter on-grid ตัวนั้น ถูกออกแบบมาที่5kwh ถ้าเป็น ออน-กริดเพรียวๆมันไม่มีปัญหา จะใช้โหลดเท่าไหร่ก็ได้ เพราะมั้นก็แค่ผลิตเสริมให้เท่านั้น ถ้าไฟจากการไฟฟ้าดับ มันก็แค่หยุดการทำงานไปด้วย แต่ถ้าเขาออกแบบมาให้มันทำงานได้แม้ไฟจากการไฟฟ้าไม่มีมา ตัว inverter จะเป็นตัวรับภาระหลัก ซึ่งถ้าตอนนั้นมีโหลดมากกว่าความสามารถของตัวมัน เช่นมีแอร์ที่กินไฟ 2500w 4เครื่องกำลังทำงานอยู่ 4ตัวรวมกัน 10,000วัตต์ แต่ inverter รองรับแค่ 5,000 inverter มันจะสู่ขิตเพราะทำงานหนักจนใจขาดวิ่นสดิ้นขาดใจ เขาเลยไม่ค่อยทำ on-grid ให้ทำงานได้เมื่อไม่มีไฟจากการไฟฟ้ามา
สรุปง่ายๆว่า on-grid แม้แต่เป็นระบบ hybrid ก็จะใช้งานตอนไฟดับไม่ได้ซะเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ยังมีครับ เรื่องนีู้้ใช้งานต้องเข้าใจข้อบ่งใช้ให้เยอะๆเพื่ออายุขัย
(ว่าจะไม่วกเข้า ออน-กริด แต่ต้งเขียนถึงเพราะคนที่ยังไม่ทราบอาจต้องทำความเข้าใจ)
และอีกระบบหนึ่งคือระบบ off-grid ระบบออฟกริด หรือเรียกว่าระบบปิด และพอมีระบบไฮบริด ออฟกริด ก็เท่ากับว่าสามารถต่อแหล่งจ่ายมาจากการไฟฟ้าเข้าตัวมันได้ แต่ตัว inverter จะเป็นแหล่งจ่ายหลักให้กับบ้าน และรับภาระตอนที่มันทำงานอยู่ทั้งหมด ดั่งนั้นผู้ใช้งานหรือผู้ติดตั้งจะต้องคำนวนพฤติกรรมการใช้ไฟ หรือจำนวนโหลดในบ้านว่ามีเท่าไหร่ และออกแบบหรือเลือกซื้อ inverter ให้เพียงพอต่อโหลด เพื่อไม่ไห้ตัวมันรับภาระเกินตัว แน่นอนว่า ระบบ off-grid ลดค่าไฟได้แทบเป็น0 หรือเป็น 0ได้เลย แต่ยิ่งมีโหลดมากเท่าไหร่ ระบบของเราก็จะต้องมากตาม และราคาก็จะสูงตาม เพื่อให้การใช้งานได้ครอบคลุมทุกอย่าง จึงต้องออกแบบให้มากกว่าโหลด สรุปว่าระบบออฟกรอด ไฮบริด ค่อนข้างจะออกแบบระบบได้ยากกว่า การติดตั้งก็จะยากกว่า ถ้าต้องมีการบายพาสบางจุด เพื่อไม่ไห้ inverter ทำงานหนักเกินไปสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าบางตัว เช่น เครื่องทำน้ำอุ่น ปั้มน้ำขนาดใหญ่ หรือแอร์บางตัว ผู้ติดตั้งจึงต้องมีความรู้เรื่องเดินสายไฟเพิ่มเข้ามา ซึ่งต่างจากออน-กริดที่เอาไฟไปจั๊มเข้าตรงไหนของในบ้านก็ยังได้ (ออน-กริดมันง่ายขนาดนั้นเลย แต่ก็ต้องคิดถึงขนาดสายไฟด้วยนะ)
มาผ่าดูใส้ในกันครับ
วิธีการคร่าวๆคือ เอาแรงดัน12-24โวลท์มาผ่านตัวสร้างความถี่ จากรูปนี้(ผมเอามาจากเน็ต) ต่อแรงดันเข้าตัวสร้างความถี่ แล้วเอากระบวนการนั้นไปกลับข้างของหม้อแปลง ก็จะได้แรงดัน220โวลท์ออกมา
แต่มันก็ไม่ง่ายขนาดนั้นครับ นั่นเพราะว่า ไฟ AC ที่ดีที่สุด มันต้องมีลักษณะคลื่นเป็นแบบไซน์เวฟ คลื่นจะเป็ฯลักษณะแบบนี้ครับ
แต่ถ้าต่อแบบในรูปข้างบน รูปคลื่นมันจะออกมาแบบแสควร์เวฟ แบบนี้
แล้วมันต่างกันยังไง ก็ต่างตามรูปนั่นแหละครับ (
จากที่ผมศึกษามานิดหน่อยก็พอจะอธิบายได้ว่า ชิ้นส่วนอิเล็คโทรนิคส์บางตัวในเครื่องใช้ไฟฟ้ามันไม่ค่อยชอบคลื่นในลักษณะมีเหลี่ยมมีมุม ถ้าในเครื่องเสียงเราเอาไฟที่มีรูปคลื่นเป็นแบบแสควร์ป้อนเข้าไป มันจะมีเสียงหึ่งๆออกมาครับ ต้องใช้อินดักเตอร์เพื่อกรองเอาความถี่สูงออก
และเพื่อการนั้น ก็เริ่มมีวงจรที่เพิ่มมากขึ้นครับ เพื่อทนทานขึ้นก็มีทรานซิตเตอร์ หรือ igbt เพิ่มมากขึ้น เริ่มมีขนลวดกรองความถี่ และมีอะไรอีกเยอะขึ้นๆเพื่อที่จะทำให้มันเป็น เพียวไซน์เวฟ* มากขึ้น
และก็กลายเป็น inverter แบบ เพียวไซน์เวฟ
สังเกตุอะไรไหมครับ inverter เหล่านี้เป็นแบบ low volt อัพจากแรงดัน 12-24 ไป220โซลท์ ซึ่งด้วยความที่มีแรงดันน้อย ไปบูสให้มีแรงดันสูง มีข้อเสียหลายอย่าง เช่น ค่าcca ของแบต ค่า dod ค่าอะไรอีกหลายๆอย่างๆสุดท้ายการทำกำลังขับของ inverter ในระบบโลว์โวล์จึงทำได้ไม่สูงมากนัก มักรองรับโหลดได้ไม่สูง ถึงมันจะเป็นเพียงไซน์เวฟอย่างสมบูรณ์ แต่ก็ยังรองรับโหลดได้ไม่ดี เจอแอร์ขนาด 25,000BTU เข้าไปตัวเดียวก็เต็มกำลังแล้ว โลกใบนี้เลยก่อกำเนิดระบบที่เรียกว่า "ไฮโวลท์" ขึ้นมา
---------------------------------------
มาถึงส่วนที่ผมตั้งใจจะเขียนถึงแล้วครับ นั่นคือระบบการทำงานแบบ Hight Volt
บอร์ด hight volt แปลงไฟจาก DC เป็น AC (ภาพจากอินเตอร์เน็ต ผมจิ๊กเขามา เพื่อการศึกษาเท่านั้น)
ไฮโวลท์คืออะไร และมันทำงานอย่างไร
ไฮโวลท์ สำหรับวงการ inverter แล้ว จะเริ่มนับจากแรงดัน DC(กระแสตรง) ที่ 322โวลท์ ขึ้นไป เพราะเมื่อเอาไปแปลงไฟผ่านอุปกรณ์ต่างๆแล้ว จะมีค่าการแลกเปลี่ยนทางกฏการไฟฟ้า ด้วยวงจร Rectifier ผลที่ได้คือ ไฟ DC จะมีค่าเท่ากับไฟ AC (RMS) คูณด้วยรูทสอง (1.414)
การแปลงกลับไปกลับมา ผ่าน ไดโอด บริด และ คาปาซิเตอร์ จำสั้นๆคือ 1.414 แปลงจาก AC เป็น DC เอามาคูณ ถ้าแปลง DC เป็น AC ก็เอา 1.414 มาหาร
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้
ครับ ดั่งนั้น อินเวอร์เตอร์แบบ ไฮโวลท์จึงทำงานได้ที่ 322โวลท์ เพราะ 322/1.414 = 227 นั่นเป็นตัวเลขในอุดมคติครับ เพราะในชีวิตจริงไม่มีอะไรได้มาฟรีๆ จะเทรดหุ้นเทรดเหรียญดิจิทัล ซื้อขายแลกเปลี่ยนเล่นไฟ่ เราจะมีตัวกลางเก็บค่าต๋งเสมอ ดั่งนั้น จาก322 ออกมาฟาก DC ในโลกความเป็นจริง อาจเหลือแค่ 222-225 vac ด้วยเหตุฉะนี้ inverter แบบ ไฮโวลท์ที่แท้จริง จึงทำงานที่ 322โวลท์
แต่อ๊าว ทำไมหลายๆยี่ห้อ เขียนไว้ในเสป็คว่า ทำงานที่ 120 -450 VDC ละ ใช่ครับ มันทำงานได้ เพราะมี บูส หรือบางคนเรียก บัสคอนเวอร์เตอร์ บูสแรงดันจากเท่าไหร่ก็แล้วแต่ละออกแบบครับ ส่วนมากถ้ามาจากแผงโซล่าเซลล์ จะบูสจาก 120 ขึ้นไป 350-400โวลท์ และอีกชุด บูสไฟจากแบต 48โวลท์ ขึ้นไป 400โวลท์ ด้วย dc to dc converter (มีต่อ ข้อความเกิน พิมพ์ต่อไม่ได้)