ตอนที่ 1: เทคโนโลยีและชนิดของแบตเตอรี่ที่นิยมใช้ในระบบโซล่าเซลล์ในปัจจุบัน
ระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Energy Storage System: BESS) ได้ก้าวเข้ามามีปัจจัยสำคัญในการกำหนดเสถียรภาพและความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซล่าเซลล์ เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่มีความผันผวนสูงและผลิตไฟฟ้าได้เฉพาะในช่วงเวลากลางวัน การติดตั้งแบตเตอรี่เข้ากับระบบโซล่าเซลล์จึงช่วยรองรับการใช้งานพลังงานในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดด เพิ่มสัดส่วนการใช้พลังงานที่ผลิตเองภายในอาคาร (Self-Consumption) และสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid) หรือระบบการจ่ายไฟแบบอิสระ (Off-Grid) และระบบกึ่งอิสระ (Hybrid) ในปัจจุบัน เทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่นำมาประยุกต์ใช้งานในภาคครัวเรือนและเชิงพาณิชย์สามารถจำแนกออกเป็นกลุ่มหลักที่มีคุณลักษณะไฟฟ้า-เคมี ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญดังนี้
- แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบ Deep Cycle (Deep Cycle Lead-Acid Battery) เป็นเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมที่ได้รับการยอมรับและใช้งานในระบบโซล่าเซลล์มาอย่างยาวนาน โครงสร้างของแบตเตอรี่ประเภทนี้ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับกระบวนการจ่ายประจุที่ลึกกว่าแบตเตอรี่ที่ใช้ในการสตาร์ทรถยนต์ทั่วไป โดยแบ่งออกเป็นสองประเภทย่อย ได้แก่
- แบตเตอรี่แบบน้ำกลั่น (Flooded Lead-Acid: FLA) ซึ่งมีข้อดีในเรื่องต้นทุนที่ต่ำที่สุดและความทนทานต่อสภาพแวดล้อม แต่มีจุดอ่อนสำคัญคือต้องการการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอผ่านการเติมน้ำกลั่นเพื่อทดแทนการระเหยของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในระหว่างกระบวนการชาร์จ นอกจากนี้ยังต้องติดตั้งในพื้นที่ที่มีการถ่ายเทอากาศสูงเนื่องจากมีการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนที่เป็นอันตรายออกสู่ภายนอกตลอดเวลาที่ใช้งาน
- แบตเตอรี่แบบเจล (Valve Regulated Lead-Acid: VRLA) ซึ่งถูกพัฒนามาในลักษณะของแบตเตอรี่แห้ง ไม่ต้องการการบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งาน โดยใช้เทคโนโลยีแผ่นใยแก้วดูดซับสารละลายกรด (Absorbent Glass Mat: AGM) หรือสารละลายกึ่งแข็งในรูปแบบเจล (Gel Battery) เพื่อป้องกันปัญหาน้ำกรดรั่วไหลและเพิ่มความปลอดภัยในการใช้งาน อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่กลุ่มนี้มีข้อจำกัดด้านความลึกในการคายประจุ (Depth of Discharge: DoD) ที่แนะนำให้ใช้งานเพียง 50% ถึง 60% เท่านั้น เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างแผ่นธาตุตะกั่วเกิดความเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร
ภาพการติดตั้งแบตเตอรี่ Lithium-Ion ในระดับโครงข่ายไฟฟ้า (Euronews)
- แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-Ion Battery) ได้ก้าวขึ้นมาเป็นมาตรฐานหลักในอุตสาหกรรมระบบกักเก็บพลังงานร่วมกับโซล่าเซลล์ในปัจจุบัน ด้วยจุดเด่นด้านความหนาแน่นของพลังงานที่สูง ทำให้อุปกรณ์มีขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา และประหยัดพื้นที่ติดตั้งได้อย่างมหาศาล โดยชนิดไฟฟ้า-เคมีที่ได้รับความนิยมสูงสุดในตลาด ได้แก่
2.1 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (Lithium Iron Phosphate หรือ LiFePO4) : ที่มีความโดดเด่นสูงสุดในมิติด้านความปลอดภัยเชิงความร้อน (Thermal Stability) และไม่เสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้แม้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในเซลล์ ทั้งยังมีรอบอายุการใช้งาน (Cycle Life) ที่ยาวนานกว่า 4,000 ถึง 10,000 รอบที่ระดับความลึกในการคายประจุสูงถึง 80% – 90%
2.2 แบตเตอรี่นิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ (Nickel Manganese Cobalt: NMC) : ที่มักจะถูกเลือกใช้งานในพื้นที่ที่จำกัดมากเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรสูงกว่า LiFePO4 แต่แลกมาด้วยความเสี่ยงในการทำงานที่อุณหภูมิสูงและอายุการใช้งานที่สั้นกว่า
ตารางเปรียบเทียบประเภทแบตเตอรี่(Euronews)
