เครื่องปรับอากาศไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบโครงข่ายไฟฟ้าและแบบไม่ต่อกับระบบโครงข่ายไฟฟ้าแตกต่างกันอย่างไร? - บล็อก

เมื่อเจ้าของบ้านส่วนใหญ่เริ่มสำรวจโซลูชั่นทำความเย็นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ การสนทนามักจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: เครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดบนกริด และรุ่นนอกกริด ฉันทำงานเป็นซัพพลายเออร์ AC พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดบนโครงข่ายไฟฟ้ามาเป็นเวลาหกปีแล้ว และฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่ากี่ครั้งแล้วที่ลูกค้าทำให้ทั้งสองสับสน โดยคิดว่าเป็นเพียงสองด้านของเหรียญเดียวกัน ความจริงก็คือ พวกเขาถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง โดยแบบหนึ่งเหมาะสำหรับคุณสมบัติที่ผูกกับตารางกริดที่ต้องการลดต้นทุน ส่วนอีกแบบหนึ่งสำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีตารางกริดให้พึ่งพา เรามาแจกแจงรายละเอียดนี้เพื่อให้คุณตัดสินใจเลือกที่พักของคุณได้อย่างเหมาะสม

ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจว่าเครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์โดยทั่วไปทำงานอย่างไร ต่างจากหน่วย AC แบบดั้งเดิมที่ทำงานด้วยไฟฟ้าจากกริดเพียงอย่างเดียว รุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เพื่อแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้าเพื่อทำให้บ้านของคุณเย็นลง แต่เส้นแบ่งระหว่างไฮบริดแบบ on-grid และไฮบริดแบบ off-grid ไม่ใช่แค่ "ไม่ว่าจะเชื่อมต่อกับกริดหรือไม่" เท่านั้น แต่ยังเจาะลึกลงไปในการออกแบบ ฟังก์ชันการทำงาน และกรณีการใช้งานอีกด้วย

มาเริ่มกันที่ AC พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดนอกกริด เนื่องจากเป็นแนวคิดที่ง่ายกว่าสำหรับคนส่วนใหญ่ที่จะเข้าใจ เหล่านี้เป็นระบบแบบสแตนด์อโลนที่สร้างขึ้นเพื่อให้ทำงานโดยไม่ขึ้นอยู่กับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะโดยสมบูรณ์ นั่นหมายความว่าแบตเตอรี่มักจะจับคู่กับแบตเตอรีขนาดใหญ่ที่ใช้งานหนัก (ลองนึกถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือแบตเตอรี่รอบลึกตะกั่วกรด) เพื่อเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่สร้างขึ้นในระหว่างวัน เพื่อให้คุณสามารถเปิดเครื่องปรับอากาศในเวลากลางคืน ในวันที่มีเมฆมาก หรือเมื่อดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง เป้าหมายคือการพึ่งพาพลังงานได้อย่างเต็มที่ ไม่ต้องพึ่งพาบริษัทสาธารณูปโภค ไม่มีค่าไฟฟ้ารายเดือน (นอกเหนือจากต้นทุนเริ่มต้นของแบตเตอรี่และการติดตั้ง)

แต่ข้อดีของระบบนอกกริดคือ พวกมันได้รับการออกแบบมาให้ใช้พลังงานที่มีจำกัด นั่นหมายความว่าคุณไม่สามารถเปิดไฟ AC อย่างต่อเนื่องในช่วงคลื่นความร้อนโดยไม่ต้องกังวลว่าแบตเตอรี่จะหมด AC แบบไฮบริดนอกระบบส่วนใหญ่มีคุณสมบัติการจัดการโหลดในตัว ดังนั้นจะลดการดึงพลังงานโดยอัตโนมัติหากระดับแบตเตอรี่ลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด พวกเขายังต้องการแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่และที่เก็บแบตเตอรี่เพื่อรองรับความต้องการการทำความเย็นสูงสุด ซึ่งทำให้มีราคาแพงกว่าล่วงหน้า ฉันเคยเห็นแบบจำลองนอกระบบใช้งานได้ดีกับบ้านเล็กๆ ที่อยู่ห่างไกล กระท่อมในฟาร์ม หรือแม้แต่รถบ้านที่ไม่เคยเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแบบถาวร หากคุณอยู่ในพื้นที่ห่างไกลซึ่งการเดินสายไฟฟ้ามีค่าใช้จ่ายหลายหมื่นดอลลาร์ ไฮบริดแบบออฟกริดอาจเหมาะสม แต่ถ้าคุณอยู่ในคุณสมบัติที่ผูกตารางมาตรฐาน ก็มีตัวเลือกที่ดีกว่า

ตอนนี้ เข้าสู่เครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดแบบออนกริด นี่คือสิ่งที่ฉันเชี่ยวชาญ และลูกค้าส่วนใหญ่ของฉันลงจอดที่ไหน ส่วน "ไฮบริด" ในที่นี้เป็นสิ่งสำคัญ: เป็นระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ แต่ยังใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อจ่ายไฟให้กับไฟฟ้ากระแสสลับด้วย ต่างจากระบบนอกกริดตรงที่ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรีขนาดใหญ่และมีราคาแพง (หรือบางครั้งไม่จำเป็นต้องใช้เลย ขึ้นอยู่กับรุ่น) แต่ระบบจะทำงานในลักษณะสองทิศทางแทน นั่นคือ เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ของคุณผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าความต้องการไฟฟ้ากระแสสลับของคุณ (เช่น ในช่วงบ่ายที่มีอากาศเย็นสบาย) พลังงานพิเศษนั้นจะไหลกลับไปยังโครงข่าย และคุณได้รับเครดิตจากบริษัทสาธารณูปโภคของคุณ ซึ่งเรียกว่าการวัดปริมาณสุทธิ เมื่อดวงอาทิตย์ตกหรือในวันที่มีเมฆมาก ระบบไฟฟ้าจะเข้าควบคุมโดยอัตโนมัติ คุณจึงไม่ต้องกังวลว่าเครื่องปรับอากาศจะปิดกลางฤดูร้อน

เดี๋ยว ให้ฉันอธิบายให้ชัดเจน: หน่วยไฮบริดบนกริดของเราแตกต่างจาก AC พลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปที่ทำงานบนพลังงานแสงอาทิตย์โดยมีการสำรองข้อมูลกริด ป้ายกำกับ "ไฮบริด" ในที่นี้หมายความว่าระบบจะจัดลำดับความสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์อย่างชาญฉลาดก่อน ดังนั้น ในวันที่อากาศแจ่มใส เครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 9000btu ของคุณ (ซึ่งมีขนาดประมาณห้อง 300-350 ตารางฟุต) จะดึงพลังงานเกือบทั้งหมดจากแผง ส่งผลให้การใช้กริดของคุณลดลง 70-80% ในหลายกรณี คุณสามารถเห็นสิ่งนั้นได้ด้วยตัวคุณเองกับเราเครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ 9000btu บนเครื่องปรับอากาศพลังงานแสงอาทิตย์แบบกริดไฮบริด— เรามีข้อมูลลูกค้าจริงที่แสดงให้เห็นว่าหน่วยนี้สามารถลดค่าทำความเย็นรายเดือนจาก 80-$120 เหลือ 15-$20 ในสภาพอากาศที่มีแดดจ้า

แต่มาดูความแตกต่างที่แท้จริง ไม่ใช่แค่การเชื่อมต่อกริดเท่านั้น สิ่งใหญ่ประการแรกคือต้นทุน ระบบนอกกริดมีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าจำนวนมากสองรายการ ได้แก่ แผงเซลล์แสงอาทิตย์และที่เก็บแบตเตอรี่ ระบบไฟฟ้ากระแสสลับแบบไฮบริดนอกกริดขนาด 12,000btu โดยเฉลี่ยมีราคาประมาณ 5,000-7,000 เหรียญสหรัฐ โดย 2,000-3,000 เหรียญสหรัฐสำหรับแบตเตอรี่เท่านั้น ระบบไฮบริดแบบออนกริดของเราไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เหล่านั้น (คุณสามารถเพิ่มแบตเตอรี่เหล่านี้เป็นทางเลือกสำรองได้หากต้องการ แต่ก็ไม่ได้บังคับ) ดังนั้นหน่วยขนาด 12,000btu ที่เทียบเคียงได้จะมีราคา 3,500-5,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งถูกกว่าค่าชำระล่วงหน้าหลายพันดอลลาร์ นั่นเป็นเหตุผลสำคัญว่าทำไม 90% ของลูกค้าของฉันจึงเป็นเจ้าของบ้านในย่านชานเมือง ไม่ใช่คนที่อาศัยอยู่นอกระบบ

ต่อไปคือความน่าเชื่อถือ ระบบนอกกริดใช้งานได้เฉพาะกับการจัดเก็บแบตเตอรี่และแสงแดดเท่านั้น หากคุณมีวันที่เมฆครึ้มติดต่อกันสามวัน พลังงานไฟฟ้าอาจเหลือน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณใช้เครื่องปรับอากาศหลายห้อง หน่วยนอกระบบบางหน่วยมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง แต่นั่นจะเพิ่มต้นทุนและการบำรุงรักษามากขึ้น ระบบไฮบริดออนกริด? พวกเขาเชื่อมโยงกับโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งสถานที่ส่วนใหญ่ค่อนข้างเชื่อถือได้ในปัจจุบัน (เว้นแต่คุณจะอยู่ในพื้นที่ที่ไฟฟ้าดับบ่อยครั้ง ซึ่งในกรณีนี้คุณสามารถเพิ่มแบตเตอรี่สำรองขนาดเล็กลงในระบบออนกริดของเราได้โดยเสียเงินเพิ่มอีกสองสามร้อยดอลลาร์) คุณจึงได้รับสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลก: พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการทำความเย็นที่มีต้นทุนต่ำ และความน่าเชื่อถือของตาราง คุณจึงไม่ต้องเสียเหงื่อตลอดช่วงเย็นของฤดูร้อนเพราะแบตเตอรี่ของคุณหมด

การจัดการโหลดเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ระบบนอกกริดมีข้อจำกัดในการโหลดที่เข้มงวด เนื่องจากไม่สามารถดึงพลังงานพิเศษจากที่อื่นได้ คุณไม่สามารถใช้เครื่องปรับอากาศและเครื่องเป่าลมไฟฟ้าพร้อมกันได้โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่หมด ระบบไฮบริดแบบออนกริดไม่มีปัญหานั้น หาก AC ของคุณต้องการพลังงานมากกว่าที่แผงโซลาร์เซลล์กำลังผลิต กริดจะครอบคลุมความแตกต่างทันที ไม่จำกัดปริมาณโหลด และไม่มีความเครียด นั่นเป็นจุดเปลี่ยนสำหรับครอบครัวที่ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูงหลายเครื่องในช่วงฤดูร้อน

เดี๋ยวก่อน แต่การวัดแสงสุทธิล่ะ? หลายๆ คนถามฉันว่าระบบออนกริดสามารถทำเช่นนั้นได้หรือไม่ และใช่แล้ว หน่วยของเราได้รับการออกแบบให้ทำงานร่วมกับโปรแกรมวัดแสงสุทธิของสาธารณูปโภคส่วนใหญ่ ซึ่งหมายความว่าคุณจะได้รับเครดิตสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่คุณส่งกลับไปยังโครงข่าย เมื่อเวลาผ่านไปหนึ่งปี จะสามารถชดเชยค่าไฟฟ้าเกือบทั้งหมดของคุณ รวมถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ไม่ใช่แค่เครื่องปรับอากาศ ระบบนอกโครงข่ายไม่ได้ทำการวัดแสงสุทธิเลย เนื่องจากไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงข่าย ดังนั้นพลังงานแสงอาทิตย์พิเศษใดๆ ที่เกิดขึ้นจะสูญเสียไป เว้นแต่คุณจะมีแบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บ (ซึ่งดังที่เราได้พูดถึงไปแล้ว มีราคาแพง)

เรามาพูดถึงการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานกันดีกว่า ระบบนอกโครงข่ายต้องใช้แบตเตอรี่รอบลึก ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนทุกๆ 5-7 ปี นั่นเป็นค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ที่คุณต้องจัดงบประมาณ นอกเหนือจากการบำรุงรักษาแผงควบคุมและอินเวอร์เตอร์ ระบบไฮบริดออนกริดของเราไม่มีแบตเตอรี่ที่จำเป็น ดังนั้นการบำรุงรักษาตามปกติเพียงอย่างเดียวคือการทำความสะอาดแผงทุกๆ 6-12 เดือน และตรวจสอบอินเวอร์เตอร์ปีละครั้ง ตัวเครื่องปรับอากาศมีอายุการใช้งาน 10-15 ปี เช่นเดียวกับเครื่องปรับอากาศส่วนกลางแบบเดิม แต่มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำกว่า

ฉันควรจัดการกับความเข้าใจผิดที่พบบ่อยด้วย: บางคนคิดว่าระบบไฮบริดออนกริดมี "สีเขียว" น้อยกว่าเนื่องจากเชื่อมโยงกับกริด แต่ลองคิดดูสิ—หากคุณส่งพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มเติมกลับไปยังโครงข่าย คุณกำลังลดความจำเป็นที่สาธารณูปโภคในการผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล แม้ว่าคุณจะใช้พลังงานกริดเป็นครั้งคราว แต่ก็เป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยของพลังงานที่คุณใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป ตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศแบบเดิมขนาด 12,000btu ใช้พลังงานประมาณ 1,500 วัตต์ต่อชั่วโมงขณะทำงาน หน่วยไฮบริดกริดออนกริดขนาด 12,000btu ของเราใช้พลังงานประมาณ 800 วัตต์ต่อชั่วโมงเมื่อทำงานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ และจะดึงพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายเมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอเท่านั้น นั่นคือการลดลงอย่างมากของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไม่ว่าคุณจะมองอย่างไร

แล้วเมื่อไรควรเลือกอันไหน? มาทำแผ่นโกงอย่างรวดเร็ว หากคุณเป็นเจ้าของบ้านที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสาธารณะ อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีแสงแดดเพียงพอ และต้องการลดค่าทำความเย็นโดยไม่ต้องยุ่งยากกับการบำรุงรักษาแบตเตอรี่ เลือกใช้ระบบออนกริดไฮบริดแบบเดียวกับที่เราจำหน่าย หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีกริดเข้าถึง กำลังสร้างบ้านเล็กๆ หรือกระท่อมในฟาร์ม หรือต้องการอิสระด้านพลังงานอย่างเต็มที่ไม่ว่าจะต้องเสียค่าใช้จ่ายเท่าไรก็ตาม ระบบไฮบริดแบบออฟกริดอาจเหมาะสมที่สุด แต่สำหรับลูกค้า 95% ที่ฉันพูดคุยด้วย ออนกริดไฮบริดเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

เดี๋ยวก่อนให้ฉันยกตัวอย่าง ปีที่แล้ว ลูกค้าในฟีนิกซ์ติดต่อฉัน เครื่องปรับอากาศแบบเดิมของเขามีราคา 110 ดอลลาร์ต่อเดือนในช่วงฤดูร้อน เขากำลังพิจารณาระบบนอกกริด แต่เมื่อผมตรวจสอบตัวเลข หน่วยไฮบริดออนกริดขนาด 9000btu ของเรา (สำหรับห้องนอนของเขา บวกกับ 18,000btu สำหรับห้องนั่งเล่นของเขา) จะช่วยลดค่าทำความเย็นรายเดือนของเขาลงเหลือ 18 ดอลลาร์ โดยไม่ต้องเสียค่าแบตเตอรี่เพิ่มเติม ในที่สุดเขาก็ทำตามนั้น และหลังจากผ่านไป 12 เดือน เขาก็ประหยัดค่าไฟฟ้าได้กว่า 1,100 ดอลลาร์ ซึ่งครอบคลุมความแตกต่างระหว่างระบบออนกริดและนอกกริดในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี นั่นคือ ROI ที่ทำให้ผู้คนตื่นเต้น

อีกสิ่งที่ควรพิจารณา: สิ่งจูงใจ รัฐบาลและบริษัทสาธารณูปโภคหลายแห่งเสนอเครดิตภาษีหรือส่วนลดภาษีสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ และระบบไฮบริดแบบออนกริดก็มีสิทธิ์ได้รับสิ่งจูงใจเหล่านี้ส่วนใหญ่ เนื่องจากระบบเหล่านี้เชื่อมโยงกับกริด ระบบนอกกริดมักจะมีสิทธิ์ได้รับเครดิตจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น ถ้ามี เนื่องจากไม่ได้เชื่อมต่อกับกริด นั่นถือเป็นชัยชนะทางการเงินครั้งใหญ่อีกครั้งสำหรับระบบออนกริด

ฉันจะบอกว่ามีบางครั้งที่แบตเตอรี่สำรองเพียงเล็กน้อยสำหรับระบบออนกริดก็สมเหตุสมผล หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ไฟฟ้าดับบ่อยครั้ง (เช่น บางส่วนของเท็กซัสหรือฟลอริดา) คุณสามารถเพิ่มแบตเตอรี่ขนาดเล็ก (1-2 กิโลวัตต์ชั่วโมง) ให้กับระบบไฮบริดกริดของเราได้ในราคาต่ำกว่า 500 ดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งจะทำให้ AC ของคุณทำงานต่อไปในระหว่างที่ไฟฟ้าดับโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการตั้งค่านอกกริดทั้งหมด เป็นจุดกึ่งกลางที่ลูกค้าของฉันชอบมาก

สรุปความแตกต่างหลักๆ ออกเป็นสามสิ่ง ได้แก่ วัตถุประสงค์ ต้นทุน และความน่าเชื่อถือ Off-grid มีไว้เพื่อความเป็นอิสระ โดยมีต้นทุนล่วงหน้าที่สูงกว่า โดยอาศัยแสงแดดและแบตเตอรี่ ไฮบริดแบบออนกริดมีไว้สำหรับคุณสมบัติที่ผูกกับกริด ลดต้นทุนล่วงหน้า พร้อมลำดับความสำคัญจากแสงอาทิตย์และความน่าเชื่อถือของกริด ไม่ได้หมายความว่าอันหนึ่งดีกว่าอีกอัน—พวกมันถูกสร้างขึ้นมาเพื่อความต้องการที่แตกต่างกัน แต่ถ้าคุณมาที่นี่เพราะคุณกำลังค้นคว้าเกี่ยวกับ AC พลังงานแสงอาทิตย์ และคุณอยู่บนโครงข่ายไฟฟ้า ระบบไฮบริดแบบ on-grid มักจะเป็นตัวเลือกที่ชาญฉลาดกว่าและใช้งานได้จริงมากกว่าเสมอ

ฉันได้ช่วยเจ้าของบ้านหลายร้อยรายเปลี่ยนมาใช้ AC พลังงานแสงอาทิตย์แบบไฮบริดแบบออนกริด และผลตอบรับก็สม่ำเสมอ พวกเขาพอใจกับค่าใช้จ่ายที่ถูกกว่า ไม่มีเรื่องเซอร์ไพรส์กลางฤดูร้อนอีกต่อไป และรู้ว่าพวกเขากำลังลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ให้ยุ่งยาก หากคุณพร้อมที่จะสำรวจตัวเลือกต่างๆ หรือมีคำถามเกี่ยวกับการปรับขนาดยูนิตสำหรับพื้นที่ของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อเราทางแชท เราจะพิจารณาการใช้พลังงาน แสงแดดในท้องถิ่น และงบประมาณของคุณเพื่อค้นหาโซลูชันที่เหมาะสม

อ้างอิง:

สมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ (SEIA) (2023) ระบบสุริยะแบบกริดผูกกับนอกกริด: คู่มือฉบับสมบูรณ์ สืบค้นจาก seia.org
ผู้รับเหมาเครื่องปรับอากาศแห่งอเมริกา (ACCA) (2022) ประสิทธิภาพระบบ HVAC พลังงานแสงอาทิตย์และการวิเคราะห์ต้นทุน สืบค้นจาก acca.org
กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) (2023) นโยบายการวัดแสงสุทธิและสิ่งจูงใจสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่อาศัย สืบค้นจาก Energy.gov
สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) (2022) อนาคตของการทำความเย็นด้วยพลังงานแสงอาทิตย์: แนวโน้มตลาดและการแยกย่อยเทคโนโลยี สืบค้นจาก iea.org