เปลี่ยนแดดเป็นน้ำมัน! ทดลองต่อตรงแผงโซล่าเซลล์ชาร์จรถไฟฟ้าแบบบ้านๆ ลงทุนน้อยแต่คุ้มระยะยาว

กระทู้สนทนา

พลังงานแสงอาทิตย์ มอเตอร์ไซค์ อิเล็กทรอนิกส์

  เราใช้แบบนี้มานานแล้วเลยมาแบ่งบันเพื่อนๆ บอกเลยใช้ได้ดีกว่า adapter ชาร์จด้วย วิ่งไกลแรงๆ วิ่งได้อึดปีนเขาได้ ประหยัดตังค์ในเป๋าในระยะยาว
เรามีแผงโซล่าใหญ่ 2 แผง 620W และชาร์จเจอร์ SY48100A  และเราได้ทำการทดลองเฝ้าสังเกตุ แอมป์ในการชาร์จให้ AI ตรวจเช็คดู
แรงดันในการชาร์จเต็มตั้งไว้อยู่ที่ 59.2 เท่ากับ adapter เดิมที่ให้มา
เราลองเช็คให้ gemini ด้วย ตรวจดูมีสิ่งที่ต้องระวังอะไรไหม ในระบบ  ระวังเรื่อง แอมป์ในการชาร์จ ไม่งั้นแบตพัง

   ถือว่าเป็นการวางระบบที่ ใช้งานได้จริง แต่มีข้อควรระวังสำคัญเรื่อง "ความเร็วในการชาร์จ" และ "ความปลอดภัยของแบตเตอรี่" ดังนี้ครับ
1. วิเคราะห์กำลังไฟ
แผงโซล่าเซลล์: คุณใช้แผง 620W จำนวน 2 แผง ต่ออนุกรมกัน จะได้แรงดันประมาณ 80-94VDC ซึ่ง เหมาะสมมาก สำหรับ MPPT Charge Controller เพราะแรงดันแผงสูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่พอสมควร ทำให้ชาร์จได้มีประสิทธิภาพแม้แดดอ่อน
กำลังไฟรวม: 620W x2 = 1240W$ ถือว่าเยอะมากสำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็กครับ
2. จุดที่ต้องระวัง: กระแสชาร์จ
แบตเตอรี่ของคุณคือ 48V 20Ah ซึ่งถือว่ามีความจุไม่เยอะเมื่อเทียบกับกำลังแผง:
กระแสชาร์จที่เหมาะสม: แบตเตอรี่ตะกั่วกรดหรือลิเธียมทั่วไป มักแนะนำให้ชาร์จที่ 0.2C ถึง 0.5C (สำหรับ 20Ah คือประมาณ 4A ถึง 10A)
กำลังแผง 1240W: ในช่วงแดดจัด MPPT อาจดันกระแสชาร์จลงแบตเตอรี่ได้สูงถึง $1240W   48V   25A$
ความเสี่ยง: ถ้าคุณไม่จำกัดกระแสชาร์จที่ตัว MPPT แบตเตอรี่ 20Ah อาจจะ ร้อนจัด บวม หรือเสื่อมสภาพไวมาก เพราะรับกระแสเกินตัว

ผลการทดลองเฝ้าสังเกตุ พฤติกรรมการชาร์จของMPPT SY48100A
ในช่วงเช้า 10:31 น.

ชาร์จที่ 1.4 แอมป์ 55V ที่นี่ชาร์จแบตเตอรรี่ทิ้งไว้ในตอนเที่ยง 12:02น. จะเห็นว่าแรงดันเพิ่มขึ้น เป็น 59.0V แอมป์การชาร์จเพิ่มขึ้นเป็น 2.2 แสดงว่าแบตก็ใกล้จะเต็มละ เราเลยเอารถไปบิดเล่น สักรอบไกลๆ แล้วค่อยกลับมาชาร์จ

จะเห็นว่าเมื่อแบตเตอรรี่อ่อนลด แอมป์ในการชาร์จจะเพิ่มขึ้น 58.4v 8.3แอมป์ และเมื่อชารจ์จนเต็มแอมป์ลดลงจนเหลือ 0 เลยส่งให้ gemini ดู

คำตอบที่ได้
เป็นเรื่อง "ปกติและถูกต้องแล้วครับ" ที่แอมป์ค่อยๆ ลดลงจนเหลือ 0 เมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม กระบวนการนี้เรียกว่าการชาร์จแบบ 3 ขั้นตอน (3-Stage Charging) ของระบบ MPPT ครับ
เหตุผลที่เป็นแบบนี้เพราะการทำงานของชาร์จเจอร์แบ่งเป็นช่วงดังนี้ครับ:
1. ช่วง Bulk (กระแสคงที่)
เมื่อแบตเตอรี่อ่อน ชาร์จเจอร์จะอัดกระแส (Amps) เข้าไปเต็มที่เท่าที่แผงจะผลิตได้หรือตามที่เครื่องตั้งไว้ ในช่วงนี้แรงดัน (Voltage) จะค่อยๆ ขยับสูงขึ้น
2. ช่วง Absorption (แรงดันคงที่) - ที่คุณกำลังเจออยู่
จากภาพของคุณ แรงดันขึ้นไปถึง 58.4V แล้ว ซึ่งเป็นแรงดันช่วงที่แบตเตอรี่ใกล้จะเต็ม (ระบบ 48V มักตั้งค่า Absorption ไว้แถวๆ 57.6V - 58.8V)
ในขั้นตอนนี้ ชาร์จเจอร์จะ คุมแรงดันให้แช่อยู่ที่ 58.4V เพื่อดันประจุไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ให้เต็มอิ่มจริงๆ
เมื่อแบตเตอรี่เริ่มเต็ม ความต้านทานภายในของแบตจะสูงขึ้น ทำให้มันรับกระแสได้น้อยลงเองโดยธรรมชาติ แอมป์จึงค่อยๆ ไหลน้อยลงเรื่อยๆ จนเหลือ 0A หรือใกล้เคียงครับ
3. ช่วง Float (ประคองแรงดัน)
เมื่อกระแสลดลงจนเกือบเป็น 0 แล้ว ชาร์จเจอร์จะลดแรงดันลงมาเหลือประมาณ 54V - 55V เพื่อเลี้ยงแบตเตอรี่ไว้ไม่ให้คายประจุ และป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป

ข้อสังเกตสำหรับแบตเตอรี่ AGM 20Ah ของคุณ:
แม้ว่าการที่แอมป์ลดลงจะเป็นเรื่องปกติ แต่มีจุดหนึ่งที่อยากให้ระวังคือ "แรงดัน 58.4V" ครับ
ถ้าเป็นแบตเตอรี่ AGM รถไฟฟ้า: แรงดัน 58.4V ถือว่าค่อนข้างสูง (ประมาณ 14.6V ต่อลูก) ซึ่งเป็นการชาร์จแบบเน้นเต็มเร็ว
ความเสี่ยง: ถ้าชาร์จด้วยแรงดันสูงแบบนี้ทุกวัน แบต AGM อาจจะแห้งหรือบวมได้ง่าย เพราะมันเป็นระบบปิด ไม่สามารถเติมน้ำกลั่นได้
คำแนะนำ: หากคุณสามารถตั้งค่าที่ตัว MPPT ได้ การปรับแรงดันช่วง Absorption ลงมาเหลือสัก 56.8V - 57.2V จะช่วยถนอมแบตเตอรี่ AGM ให้ใช้งานได้นานขึ้นครับ

เลยถามต่อว่า ระบบนี้ใช้งานเป็นไง

ใช้งานได้ครับ แต่ "ไม่สมดุล" และมีความเสี่ยงสูงต่อตัวแบตเตอรี่ครับ
ถ้าถามว่าระบบนี้เปิดติดไหม ชาร์จไฟเข้าไหม คำตอบคือ "ได้" ครับ แต่ในเชิงวิศวกรรมโซล่าเซลล์ ระบบของคุณเปรียบเหมือนการเอา "ท่อน้ำดับเพลิง (แผง 1,240W) ไปฉีดใส่ถังน้ำดื่มใบเล็ก (แบต 20Ah)" ครับ
นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมถึงน่าเป็นห่วง:
1. แผงใหญ่เกินไปสำหรับแบตเตอรี่ (Overpowered)
แผง 1,240W: สามารถผลิตกระแสชาร์จสูงสุดได้ถึง 20-25 แอมป์ (ถ้าแดดจัด)
แบตเตอรี่ 20Ah: ตามสเปกของแบต AGM รถไฟฟ้า ควรชาร์จที่กระแสไม่เกิน 3-4 แอมป์ (หรือ 15-20% ของความจุ) เพื่อถนอมแผ่นธาตุ
ความเสี่ยง: แม้ตอนนี้คุณเห็นมันชาร์จ 8.3A แล้วแบตไม่ร้อน แต่นั่นคือการชาร์จที่ "หนักเกินตัว" ไปเท่าตัวแล้วครับ ถ้าเจอแดดแรงกว่านี้ แบตจะบวมและเสื่อมสภาพเร็วมาก (อาจจะใช้ได้แค่ไม่กี่เดือนก็พัง)
2. พลังงานที่เสียเปล่า
แบตเตอรี่ของคุณเก็บไฟได้แค่ประมาณ 0.9 หน่วย (kWh)
ในขณะที่แผงของคุณผลิตไฟได้วันละ 4-5 หน่วย
นั่นหมายความว่า พอชาร์จไปแค่ 1 ชั่วโมง แบตก็เต็มแล้ว หลังจากนั้นแผงที่เหลืออีกมหาศาลจะไม่ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์เลยครับ

คำแนะนำเพื่อให้ระบบนี้ "ใช้งานได้ดีและปลอดภัย"
จำกัดกระแสชาร์จ (Limit Current): เข้าไปที่เมนูของ MPPT (ถ้าทำได้) แล้วตั้งค่า Max Charging Current ไว้ที่ 4A หรือ 5A ครับ เพื่อไม่ให้เครื่องอัดไฟใส่แบตแรงเกินไป
เพิ่มแบตเตอรี่: ระบบนี้จะสมบูรณ์มากถ้าคุณเพิ่มแบตเตอรี่เป็นอย่างน้อย 100Ah (เช่น แบตเจล 12V 100Ah จำนวน 4 ลูกต่ออนุกรมกัน) คุณจะมีไฟไว้ใช้ตอนกลางคืนได้นานขึ้นมาก
ระวังเรื่องความลึกของการใช้งาน (DoD): อย่าใช้ไฟจนแบตเหลือแรงดันต่ำกว่า 46V - 47V บ่อยๆ เพราะแบต AGM รถไฟฟ้าถ้าหมดเกลี้ยงบ่อยๆ จะพังเร็วมากครับ
สรุป: ใช้งานได้ในแง่ของการชาร์จเข้า แต่มันจะทำลายแบตเตอรี่ของคุณในระยะยาวครับ

ถามต่อ แต่ที่ชาร์จรุ่นนี้มันปรับแอมป์ไม่ได้ มันปรับให้ ออโต้

เข้าใจแล้วครับ ถ้าเป็นชาร์จเจอร์รุ่นนี้ที่ "ปรับแอมป์เอง" (Auto Current) มันจะใช้หลักการปล่อยกระแสตามที่แผงผลิตได้จริงและตามที่แบตเตอรี่จะรับไหว ซึ่งในภาพที่เห็น 8.3A คือเครื่องมันพยายามคำนวณให้แล้ว
ถ้าปรับที่ตัวเครื่องไม่ได้ สิ่งที่คุณต้องระวังเป็นพิเศษเพื่อไม่ให้แบตเตอรี่พังเร็ว มีดังนี้ครับ:
1. แบตเตอรี่จะรับภาระหนักในช่วง "แดดจัด"
เนื่องจากแผงของคุณมีกำลังสูงมาก (1,240W) ในช่วงเที่ยงที่แดดจัด แผงสามารถดันกระแสได้สูงกว่า 8.3A ที่เห็นในรูปแน่ๆ
สิ่งที่จะเกิดขึ้น: แบต AGM 20Ah จะถูกอัดประจุด้วยความเร็วสูงมากจนเกิดก๊าซภายในและระบายออกไม่ทัน (แบตบวม)
วิธีแก้ทางเทคนิค: หากเป็นไปได้ ให้ลอง "ถอดแผงออก 1 แผง" ให้เหลือแผงเดียว (620W) ก็ยังถือว่าเหลือเฟือสำหรับแบต 20Ah ครับ และจะช่วยลดกระแสชาร์จลงมาอยู่ในระดับที่ปลอดภัยกว่า
2. ทำไมถึงเห็นแอมป์ลดลงเอง?
ที่เป็นแบบนั้นเพราะตัวคอนโทรลเลอร์ตรวจพบว่า แรงดัน (Voltage) ของแบตเตอรี่ขึ้นไปถึงจุดที่ตั้งไว้แล้ว (58.4V)
เมื่อแรงดันถึงเป้าหมาย เครื่องจะเปลี่ยนโหมดจาก "อัดกระแส" เป็น "คุมแรงดัน"
กระแส (Amps) จึงไหลน้อยลงเรื่อยๆ เพื่อไม่ให้แรงดันเกิน
นี่คือระบบป้องกันของเครื่อง ซึ่งถือเป็นเรื่องดีครับที่มันทำงานถูกต้องตามภาพที่คุณถ่ายมาสรุปความเสี่ยงและแนวทาง
"ระบบใช้งานได้ แต่แบตเตอรี่คือจุดอ่อนที่สุด"
อายุการใช้งาน: แบต AGM รถไฟฟ้าปกติมีอายุประมาณ 1-2 ปี แต่ในระบบที่แผงใหญ่ขนาดนี้ อาจจะเหลือเพียง 6 เดือน - 1 ปี เพราะโดนชาร์จด้วยกระแสที่สูงเกินสเปกแบตเตอรี่บ่อยๆ

เมื่อแผงโซล่าเซลล์แรงเกิน AI ให้ถอดแผงออก หรือ ตั้งแอมป์ในการชาร์จ ไม่เกิน 5-6 แอมป์

ไม่สิ แล้วแรงดันมันไม่ถึงจะชาร์จเข้าไหม? แผงโซล่าเซลล์ 47โวลล์เอง
ผมเข้าใจประเด็นที่คุณสงสัยแล้วครับ คือคุณกำลังกังวลว่า "ถ้าแรงดันแผง (Volt) ไม่สูงพอ มันจะชาร์จเข้าแบตเตอรี่ที่ตอนนี้มีแรงดัน 47V ได้ยังไง" ใช่ไหมครับ?
ตรงนี้แหละครับคือ "ความฉลาด" ของระบบ MPPT ที่คุณใช้งานอยู่ครับ
MPPT ทำหน้าที่เป็น "เครื่องแปลงไฟ"
ต่างจากคอนโทรลเลอร์รุ่นถูกๆ (PWM) ตัว MPPT มีวงจรภายในที่เรียกว่า DC-to-DC Converter ครับ
แผงแรงดันต่ำกว่าแบต: ถ้าแรงดันจากแผง (หลังผ่านการคำนวณจุดประสิทธิภาพสูงสุด) ต่ำกว่าแบต เครื่องจะทำการ "Boost" หรือยกแรงดันขึ้นให้สูงกว่าแบตเพื่อให้กระแสไหลเข้าได้
แผงแรงดันสูงกว่าแบต: ถ้าคุณต่ออนุกรม 2 แผง แรงดันแผงอาจจะพุ่งไปถึง 80V - 100V เครื่องจะทำการ "Step-down" ลดแรงดันลงมาให้พอดีกับที่แบตต้องการ (เช่น 58V) แล้วเปลี่ยนแรงดันส่วนเกินนั้นให้กลายเป็น "กระแส (Amps)" เพิ่มขึ้นแทน
สรุปคือ: ไม่ว่าแรงดันแผงจะมาเท่าไหร่ (ขอแค่ไม้น้อยเกินไปจนเครื่องไม่ทำงาน) ตัว MPPT จะจัดการปรับแรงดันให้ สูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่เสมอ เพื่อให้ชาร์จไฟเข้าได้ครับ

เมื่อคุยไปคุยมากลับพบว่าความคิด Ai มันย้อนแย้งในเชิงเทคนิคโอยไรอะห้าๆๆสรุปปัญหาอยู่ที่เรามีแผงเดียวดันมีแรงดันน้อยกว่าแบตเตอรี่
เป็นไปได้ควรจำกัดกระแสแอมป์ในการชาร์จไม่แรง 5-6 แอมป์หรือหาแผงดันเยอะกว่า55-60Voc

จากการตรวจสอบไดอะแกรมใหม่ที่คุณส่งมา (ซึ่งลดเหลือแผงเดียว 620W) ระบบนี้มีความ สมดุลและปลอดภัยขึ้น กว่าแบบเดิมครับ โดยมีรายละเอียดที่น่าสนใจดังนี้:
1. การเปลี่ยนแปลงของกำลังไฟ (Solar Panel)
แผงเดียว 620W 47Vdc: การใช้แผงเดียวทำให้แรงดันขาเข้าอยู่ที่ประมาณ 47V ซึ่งใกล้เคียงกับแรงดันแบตเตอรี่ 48V มากเกินไป
ข้อควรระวังเรื่อง MPPT: โดยปกติ MPPT จะทำงานได้เต็มประสิทธิภาพเมื่อแรงดันจากแผง (PV) สูงกว่าแรงดันแบตเตอรี่อย่างน้อย 5-10V หากแดดอ่อนแรงดันแผงอาจตกลงมาจนชาร์จไม่เข้าหรือประสิทธิภาพต่ำลง
2. ความเหมาะสมกับแบตเตอรี่ 48V 20Ah
กระแสชาร์จ: แผง 620W จะให้กระแสชาร์จสูงสุดประมาณ $620W 48V 12.9A$
อัตราการชาร์จ (C-Rate): สำหรับแบตเตอรี่ 20Ah กระแส 12.9A คิดเป็นประมาณ 0.6C ซึ่งถือว่าค่อนข้างแรงสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด(AGM)
ระยะเวลาชาร์จ: หากแบตเตอรี่หมดเกลี้ยง จะใช้เวลาชาร์จประมาณ 2 ชั่วโมง ในสภาวะแดดจัด (เร็วกว่าระบบทั่วไปมาก)
สรุป: ระบบนี้ใช้งานได้ดีและชาร์จไวครับ แต่ถ้าพบว่าแดดอ่อนแล้วชาร์จไม่เข้า อาจต้องกลับไปใช้วิธีต่อแผงแบบอนุกรม 2 แผงเพื่อให้แรงดันสูงขึ้นครับ

เราสังเกตุว่าถ้าเราใช้งานรถไฟฟ้าขี่ไปไม่หนัก มากใช้งานแบตไม่เยอะ การชาร์จรอบต่อไป แค่ 3-6 A แอมป์เอง สรุปไม่ต้องห่วงเรื่องแอมป์เกิน MPPT เจ๋งพอ
ข้อเสีย การใช้แผงไม่แรงทำให้ชาร์จไฟไม่เข้าเมื่อเจอแดดอ่อนช่วงเช้าเมฆบังเพราะแดดเอาแน่เอานอนไม่ได้ เน้นแผงแรงต้องจำจัดแอมป์การชาร์จให้ได้
ตอนนี้ 15:26 แบตเตอรี่เต็ม แอมป์การชาร์จเหลือ 0.1 แรงดันแบตอยู่ 59.2v