ขนาดแบตเตอรี่สำหรับบ้านที่เหมาะสมกับครอบครัว 4 คนควรมีขนาดเท่าใด?

แบตเตอรี่บ้านคืออะไร และทำงานอย่างไร

ระบบแบตเตอรี่บ้านจะเก็บไฟฟ้าไว้เพื่อใช้ในภายหลัง—โดยทั่วไปใช้เทคโนโลยีลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นเคมีภัณฑ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว เช่นเดียวกับที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า มันจะชาร์จไฟจากแผงโซลาร์เซลล์หรือจากสายส่งไฟฟ้า จากนั้นจะปล่อยประจุในช่วงที่ไฟฟ้าดับ หรือในช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงและมีค่าใช้จ่ายมาก องค์ประกอบสำคัญ ได้แก่

• เซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งทำหน้าที่เก็บไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
• อินเวอร์เตอร์ แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน
• ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ตรวจสอบประสิทธิภาพ อุณหภูมิ และความปลอดภัย
• ซอฟต์แวรจัดการพลังงาน ปรับการใช้งานให้มีประสิทธิภาพผ่านแอปพลิเคชันมือถือที่ใช้งานง่าย

แผงโซลาร์เซลล์ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ เพราะพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงวันที่มีแสงแดดจะถูกเก็บไว้ใช้ในเวลากลางคืน หรือในวันที่มีเมฆครึ้มและไม่มีแสงแดด อย่างไรก็ตาม ระบบแบตเตอรี่แบบอิสระทำงานแตกต่างออกไป โดยระบบทั่วไปจะดึงไฟฟ้าจากสายส่งในเวลากลางคืน เมื่ออัตราค่าไฟฟ้าลดลงอย่างมาก จากนั้นจึงปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ออกมาใช้ในช่วงเวลากลางวัน เมื่อผู้คนส่วนใหญ่ใช้เครื่องปรับอากาศและไฟฟ้า ซึ่งทำให้ค่าไฟฟ้าสูงขึ้น สิ่งที่โดดเด่นจริงๆ เกี่ยวกับโมเดลใหม่เหล่านี้ คือความเร็วในการทำงานอีกครั้งหลังเกิดไฟฟ้าดับ โดยส่วนใหญ่จะกลับมาทำงานได้เกือบจะทันทีที่ไฟฟ้าดับ ซึ่งเร็วกว่าเครื่องปั่นไฟฟ้าแบบใช้แก๊สในอดีตมาก นอกจากนี้ ยังทำงานอย่างเงียบเชียร์ โดยไม่สร้างการปล่อยมลพิษใดๆ ด้วย เมื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์สมาร์ทโฮม เช่น เครื่องควบคุมอุณหภูมิ และเครื่องซักผ้า ผู้เป็นเจ้าของบ้านสามารถตั้งเวลาการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิดได้ตามความคุ้มค่าทางต้นทุน มีรายงานจากประชาชนบางคนว่าสามารถประหยัดค่าไฟฟ้ารายปีได้ตั้งแต่ยี่สิบถึงสี่สิบเปอร์เซ็นต์ ตามการศึกษาล่าสุดที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วโดยบริษัทสาธารณูปโภคต่างๆ ในรัฐต่างๆ

ประโยชน์หลักของการติดตั้งแบตเตอรี่สำหรับบ้าน

ความมั่นคงด้านพลังงานในช่วงที่ไฟฟ้าดับ

แบตเตอรี่สำหรับบ้านจ่ายพลังงานสำรองได้ทันทีในช่วงที่ไฟฟ้าดับ ทำให้อุปกรณ์สำคัญ เช่น ตู้เย็น อุปกรณ์ทางการแพทย์ ระบบแสงสว่าง และการสื่อสาร ยังคงทำงานได้โดยไม่ต้องมีการดำเนินการใดๆ จากผู้ใช้งาน ต่างจากเครื่องปั่นไฟที่ต้องใช้เชื้อเพลิง ซึ่งทำงานอย่างเงียบเชียบ ไม่มีความเสี่ยงเรื่องของเสียหายจากไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาหรือเติมน้ำมัน การสลับอัตโนมัติช่วยให้ระบบสำคัญด้านความปลอดภัยทำงานต่อเนื่องได้อย่างไร้รอยต่อ

เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ภายในบ้านและลดค่าไฟฟ้า

การเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินไว้ใช้เองแทนที่จะส่งกลับเข้าสู่ระบบสายส่ง จะช่วยเพิ่มอัตราการใช้พลังงานจากแหล่งของตนเอง (self-consumption) ได้ประมาณครึ่งหนึ่งถึงสี่ในห้า ซึ่งหมายความว่าผู้คนจะพึ่งพาแหล่งไฟฟ้าภายนอกน้อยลง ทั้งนี้ หากนำแนวทางดังกล่าวมาใช้ร่วมกับแผนอัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลา (time-based pricing plans) ซึ่งบริษัทจำหน่ายไฟฟ้าหลายแห่งเสนอในปัจจุบัน ผู้เป็นเจ้าของบ้านก็สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากเช่นกัน โดยการปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ใช้งานในช่วงเวลาที่ค่าไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นระหว่างช่วงพีค (ซึ่งบางครั้งสูงกว่าปกติถึง 40% หรือแม้แต่ 60%) ครอบครัวหนึ่ง ๆ อาจลดค่าไฟฟ้ารายปีได้ตั้งแต่หลายร้อยดอลลาร์สหรัฐฯ ไปจนถึงเกือบสองพันดอลลาร์สหรัฐฯ อย่างไรก็ตาม ยอดการประหยัดจริงจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับพื้นที่ที่ผู้ใช้งานอาศัยอยู่และปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยเฉลี่ยต่อเดือน

สนับสนุนเสถียรภาพของระบบสายส่ง และเปิดโอกาสให้เกิดการปรับใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพตามช่วงเวลา

เมื่อระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านถูกรวมเข้าด้วยกันในสิ่งที่เรียกว่าโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานเสมือน (Virtual Power Plant) ระบบทั้งหมดจะช่วยลดภาระให้กับโครงข่ายไฟฟ้าในช่วงที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด การรวมแบตเตอรี่เหล่านี้สามารถแทนที่โรงไฟฟ้าพลังเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบเดิมที่ต้องทำงานในช่วงเวลาที่ความต้องการพีคได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือ ปริมาณการปล่อยคาร์บอนในพื้นที่ลดลง และผู้เข้าร่วมยังได้รับรางวัลเป็นเงินสดอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีประโยชน์อีกอย่างหนึ่ง คือ การชาร์จอัจฉริยะจะเกิดขึ้นเมื่อมีพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมเหลือใช้ ช่วงเวลานี้ช่วยทำให้ปริมาณการจัดหาพลังงานโดยรวมมีความสมดุลมากขึ้นในเครือข่ายของบริษัทสาธารณูปโภคต่างๆ

ตัวเลือกแบตเตอรี่สำหรับบ้านที่ดีที่สุดในตลาดปัจจุบัน

เทคโนโลยีลิเธียมไอออนครองส่วนแบ่งมากกว่า 95% ของการติดตั้งในบ้านใหม่ เนื่องจากมีความหนาแน่นพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และต้นทุนที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง (Illinois Renew, 2023) การเลือกระบบให้เหมาะสมขึ้นอยู่กับความจุ ความสามารถในการเชื่อมต่อ ความยืดหยุ่นในการขยายขนาด และการสนับสนุนในระยะยาว

Tesla Powerwall 3 เทียบกับ Generac PWRcell: ความจุและการเชื่อมต่อ

Tesla Powerwall 3 มาพร้อมพื้นที่จัดเก็บพลังงานใช้งานได้ประมาณ 13.5 กิโลวัตต์-ชั่วโมง และมีอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ในตัวที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) เป็นกระแสสลับ (AC) ภายในหน่วยเดียว พร้อมจ่ายไฟสำรองให้กับบ้านทั้งหลังได้อย่างต่อเนื่อง ดีไซน์ที่ทันสมัยทำให้เหมาะกับผู้ที่ติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ เพราะช่วยลดขั้นตอนเอกสารในการติดตั้ง ในทางกลับกัน Generac PWRcell เลือกใช้แนวทางที่แตกต่างด้วยการออกแบบแบบโมดูลาร์ ซึ่งสามารถทำงานร่วมกับเครื่องปั่นไฟที่ติดตั้งอยู่ในบ้านได้ทันที เจ้าของบ้านสามารถเริ่มต้นด้วยขนาดเล็กก่อน แล้วค่อยๆ เพิ่มหน่วยอื่นเข้ามาตามความต้องการ ระบบนี้สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์สำรองที่มีอยู่เดิมได้อย่างลงตัว จึงไม่แปลกใจที่หลายคนเลือกระบบนี้เมื่ออัปเกรดระบบเก่าแทนที่จะเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด

LG Energy Solution RESU และ Enphase IQ Battery: การขยายขนาดได้และระยะเวลารับประกัน

ซีรีส์ LG RESU มาพร้อมโมดูลแบตเตอรี่แบบเรียงซ้อนได้ ขนาดตั้งแต่ 10 ถึง 18 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อหน่วย พร้อมการรับประกันที่แข็งแกร่งเป็นเวลา 15 ปี ซึ่งโดดเด่นในตลาด หน่วยเหล่านี้สามารถขยายเพิ่มเติมได้อย่างง่ายดายผ่านการติดตั้งแบบปลั๊กแอนด์เพลย์ ทำให้เหมาะสำหรับการเลือกขนาดที่เหมาะสมในตอนนี้ และยังคงพื้นที่สำหรับการขยายในอนาคต ในอีกด้านหนึ่ง แบตเตอรี่ Enphase IQ ช่วยให้ลูกค้าสามารถเพิ่มความจุการจัดเก็บได้ทีละขั้นตอนเล็กๆ ที่ 3.36 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อครั้ง ซึ่งเหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการอัปเกรดอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยไม่ต้องใช้จ่ายเงินจำนวนมากในคราวเดียว ระบบทั้งสองชนิดนี้มีฟีเจอร์การตรวจสอบจากระยะไกลและการจัดการพลังงานอัจฉริยะ แต่มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการที่ควรพิจารณา LG ภูมิใจในการติดตั้งโมดูลเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว บางครั้งใช้เวลาเพียงประมาณสิบนาทีต่อหน่วย ในขณะที่ Enphase ใช้ประโยชน์จากเครือข่ายไมโครอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่แล้ว เพื่อปรับแต่งประสิทธิภาพของระบบทั้งหมด ลงไปถึงระดับส่วนประกอบแต่ละตัว

ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณาก่อนซื้อแบตเตอรี่สำหรับบ้าน

การกำหนดขนาดระบบตามการใช้พลังงานและผลผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์

การเลือกขนาดที่เหมาะสมสำหรับระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ เริ่มต้นจากการพิจารณาตัวเลขสำคัญสองตัว ได้แก่ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยเฉลี่ยของบ้านในแต่ละวัน และปริมาณไฟฟ้าที่แผงโซลาร์เซลล์ผลิตได้จริง ควรตรวจสอบใบเรียกเก็บค่าสาธารณูปโภคย้อนหลังประมาณหนึ่งปี เพื่อประเมินระดับการใช้งานปกติ โดยครัวเรือนส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาใช้ไฟฟ้าประมาณ 10 ถึง 15 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน จากนั้นให้ตรวจสอบที่แดชบอร์ดควบคุมการผลิตไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงของผลผลิตในแต่ละฤดูกาล เมื่อพิจารณากรณีไฟฟ้าดับ ควรเน้นการใช้งานเฉพาะสิ่งจำเป็น เช่น ตู้เย็น ไฟฟ้าแสงสว่าง การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต หรือแม้แต่ปั๊มน้ำในชั้นใต้ดิน ซึ่งโดยทั่วไปต้องใช้พลังงานประมาณ 3 ถึง 5 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน แบตเตอรี่ที่เหมาะสมควรมีความสามารถในการจ่ายไฟอย่างน้อยหนึ่งวันเต็ม หรืออย่าง ideally ควรเพียงพอสำหรับสองวันของการใช้งานสิ่งจำเป็นเหล่านี้ หากเลือกขนาดเล็กเกินไป จะทำให้ต้องพึ่งพากริดไฟฟ้าเร็วกว่าที่คาดไว้ แต่หากเลือกขนาดใหญ่เกินไป ก็จะเพิ่มค่าใช้จ่ายเริ่มต้นโดยไม่จำเป็น และทำให้ระยะเวลาคืนทุนยาวนานขึ้น

ข้อกำหนดการติดตั้ง สิ่งจูงใจ และระยะเวลาคืนทุน

การติดตั้งระบบนี้จำเป็นต้องมีพื้นที่เพียงพอ ไม่ว่าจะอยู่ภายในหรือภายนอกอาคาร พร้อมระบบระบายอากาศที่เหมาะสม แผงไฟฟ้าที่เข้ากันได้ และต้องติดตั้งโดยผู้ที่มีความรู้และประสบการณ์ อย่าลืมเรื่องค่าใช้จ่ายด้วย รัฐบาลกลางมีมาตรการที่เรียกว่าเครดิตภาษีเพื่อการลงทุน (Investment Tax Credit) ซึ่งจะครอบคลุม 30 เปอร์เซ็นต์ของค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการติดตั้ง แม้แต่เฉพาะแบตเตอรี่ก็ตาม และเครดิตนี้ไม่มีวงเงินสูงสุดจนถึงปี 2032 นอกจากนี้ รัฐต่างๆ ก็อาจมีข้อเสนอพิเศษเพิ่มเติม เช่น แคลิฟอร์เนียที่มีโครงการ SGIP ซึ่งให้เงินคืนเพิ่มเติมสำหรับการผลิตพลังงานใช้เอง การคืนทุนใช้เวลานานเท่าใด ส่วนใหญ่แล้วผู้ใช้งานจะเห็นผลตอบแทนภายใน 5 ถึง 10 ปี ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ราคาค่าไฟในพื้นที่มีบทบาทสำคัญ เช่นเดียวกับกฎการวัดหน่วยพลังงานสุทธิ (net metering) ที่จะนำพลังงานส่วนเกินมาคำนวณเป็นเครดิตกลับเข้าบัญชี ไฟฟ้าดับบ่อยๆ อาจทำให้ระยะเวลาคืนทุนสั้นลง เพราะผู้คนพึ่งพากระบบรักษาพลังงานของตนเองมากขึ้นในช่วงที่ไฟฟ้าดับ และการตั้งเวลาใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างชาญฉลาดตามอัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลาการใช้งานก็มีผลเช่นกัน ดังนั้น จึงไม่ใช่แค่เรื่องต้นทุนอุปกรณ์ในตอนแรกเพียงอย่างเดียว

อนาคตของการนำแบตเตอรี่สำหรับบ้านและการจัดการพลังงานอัจฉริยะมาใช้

การนำแบตเตอรี่สำหรับบ้านมาใช้อย่างแพร่หลายกำลังเร่งตัวขึ้น เนื่องจากราคาที่ลดลงอย่างมาก—ราคาของระบบลิเธียมไอออนลดลง 40% นับตั้งแต่ปี 2021—รวมถึงการผสานรวมที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นกับแพลตฟอร์มพลังงานอัจฉริยะ นักวิเคราะห์ในอุตสาหกรรมคาดการณ์ว่าการติดตั้งระบบเก็บพลังงานสำหรับครัวเรือนทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าภายในปี 2030 การเติบโตนี้ได้รับการสนับสนุนจากระบบการจัดการพลังงานที่ชาญฉลาดและปรับตัวได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งรวมถึง:

• การพยากรณ์ด้วยปัญญาประดิษฐ์ ปรับรอบการชาร์จ/ปล่อยไฟฟ้าแบบไดนามิกตามการพยากรณ์อากาศ การใช้งานในอดีต และสัญญาณจากกริดแบบเรียลไทม์
• การประสานงานอุปกรณ์ผ่านเทคโนโลยี IoT ทำให้อุปกรณ์อัจฉริยะทำงานสอดคล้องกับช่วงเวลาที่ผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์สูงสุดและช่วงที่แบตเตอรี่สามารถใช้งานได้
• ระบบอัตโนมัติตามช่วงเวลาการใช้งาน ดำเนินการเปลี่ยนภาระการใช้ไฟฟ้าโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ เพื่อเพิ่มการประหยัดค่าไฟสูงสุด

ในปัจจุบัน การสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้าไม่ใช่เพียงแค่คุณสมบัติเสริมอีกต่อไป แต่เป็นสิ่งที่ระบบส่วนใหญ่มีติดตั้งมาโดยตรงอยู่แล้ว ระบบเหล่านี้สามารถจัดการงานต่างๆ เช่น การควบคุมความถี่ และบริการตอบสนองต่อความต้องการพลังงาน ซึ่งจากการวิจัยของสถาบัน Ponemon ในปี 2023 ระบุว่าสามารถช่วยประหยัดให้สถานที่ต่างๆ ได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี จากความเสียหายเนื่องจากไฟฟ้าดับ การออกแบบแบบโมดูลาร์ยังมีเหตุผลสำหรับผู้เป็นเจ้าของบ้านด้วย เพราะพวกเขาสามารถเริ่มต้นจากระบบที่เล็กพอสมควร เช่น ระบบขนาด 5 กิโลวัตต์-ชั่วโมง และค่อยๆ ขยายระบบตามความต้องการพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา สิ่งที่น่าตื่นเต้นจริงๆ คือ มาตรฐานการชาร์จสองทิศทาง (bidirectional charging) ที่กำลังพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ในไม่ช้าแบตเตอรี่ภายในบ้านเหล่านี้จะไม่เพียงแค่เก็บพลังงานไฟฟ้าไว้เท่านั้น แต่ยังสามารถจ่ายพลังงานให้กับรถยนต์ไฟฟ้าได้ด้วย เมื่อไม่มีการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า การพัฒนานี้เปิดโอกาสให้สามารถสร้างไมโครกริด (microgrids) ที่มีความทนทานในระดับชุมชน พร้อมทั้งทำให้การนำแหล่งพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในชีวิตประจำวันง่ายขึ้นอีกด้วย

คำถามที่พบบ่อย

ระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านคืออะไร

ระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านเก็บไฟฟ้าไว้ใช้ในภายหลัง โดยมักใช้เทคโนโลยีลิเธียมไอออน ซึ่งสามารถชาร์จไฟผ่านแผงโซลาร์เซลล์หรือจากกริด และปล่อยประจุเมื่อจำเป็น เช่น ขณะไฟดับหรือช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงและค่าใช้จ่ายแพง

แบตเตอรี่สำหรับบ้านแตกต่างจากเครื่องปั่นไฟอย่างไร

โดยต่างจากเครื่องปั่นไฟ แบตเตอรี่สำหรับบ้านให้พลังงานที่เงียบ ไม่มีการปล่อยมลพิษ และสามารถทำงานได้ทันทีในช่วงที่ไฟฟ้าดับ โดยไม่ต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลิง ไม่ต้องใช้การควบคุมด้วยมือ หรือการบำรุงรักษามากนัก

ข้อดีของระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านคืออะไร

ระบบแบตเตอรี่สำหรับบ้านช่วยสำรองไฟฟ้าในช่วงที่ไฟดับ ลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากกริด ช่วยทำให้กริดมีเสถียรภาพมากขึ้น และช่วยให้เจ้าของบ้านสามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตเองได้อย่างเต็มที่

ฉันควรพิจารณาปัจจัยอะไรบ้างเมื่อซื้อแบตเตอรี่สำหรับบ้าน

ควรพิจารณาการใช้พลังงาน ปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ พื้นที่ติดตั้ง ความเข้ากันได้กับระบบที่มีอยู่ สิทธิประโยชน์ต่างๆ เช่น เครดิตภาษี และระยะเวลาคืนทุน