ระบบเก็บพลังงานสำหรับบ้านคุ้มค่าหรือไม่

คำถามว่าระบบเก็บพลังงานสำหรับบ้านคุ้มค่ากับการลงทุนหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับอัตราค่าไฟฟ้า ระบบโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งไว้ รูปแบบการใช้พลังงาน และความต้องการพลังงานสำรอง ซึ่งไม่มีคำตอบที่ใช้ได้ทั่วไปแต่อย่างใด อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ต้นทุน ผลประหยัด และอัตราผลตอบแทนจากการลงทุนอย่างเป็นระบบสามารถช่วยให้เจ้าของบ้านตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูลประกอบ บทความนี้จะพิจารณาปัจจัยด้านการเงินและด้านการใช้งานจริงที่มีผลต่อคุณค่าของระบบแบตเตอรี่สำหรับเก็บพลังงานในครัวเรือน

ประหยัดค่าไฟฟ้า

ระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับใช้ในบ้านช่วยลดค่าไฟฟ้าผ่านการตัดยอดการใช้ไฟในช่วงเวลาที่มีการเรียกเก็บค่าไฟสูงสุด (peak shaving) และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้เอง โดยระบบจะชาร์จแบตเตอรี่ในช่วงเวลาที่ค่าไฟต่ำหรือจากแผงโซลาร์เซลล์ แล้วปล่อยพลังงานออกมาใช้งานในช่วงเวลาที่อัตราค่าไฟสูง ซึ่งช่วยให้เจ้าของบ้านลดอัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยที่แท้จริงได้ สำหรับครัวเรือนที่ใช้แผนอัตราค่าไฟแบบขึ้นอยู่กับช่วงเวลา (time-of-use pricing) ซึ่งมีความแตกต่างระหว่างอัตราค่าไฟในช่วงพีคกับช่วงนอกพีคค่อนข้างมาก การประหยัดค่าใช้จ่ายจะมีนัยสำคัญยิ่งขึ้น อีกทั้งในพื้นที่ที่นโยบายการวัดปริมาณไฟฟ้าแบบรับ-ส่งกลับ (net metering) ให้ค่าตอบแทนต่ำสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ส่งเข้าสู่ระบบสายส่ง การเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินไว้ในแบตเตอรี่เพื่อนำมาใช้เองจะให้ประโยชน์คุ้มค่ามากกว่าการส่งพลังงานส่วนเกินนั้นเข้าสู่ระบบสายส่ง

การตัดยอดสูงสุดและการลดค่าธรรมเนียมความต้องการ

การลดพีค (Peak shaving) ช่วยลดกำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ดึงจากโครงข่ายไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีค่าใช้จ่ายสูง สำหรับลูกค้าภาคครัวเรือนที่ใช้ระบบคิดค่าไฟฟ้าตามความต้องการ (demand-based pricing) การปล่อยพลังงานจากแบตเตอรี่ที่เก็บไว้ในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุดจะช่วยลดส่วนค่าธรรมเนียมความต้องการ (demand charge) ซึ่งเป็นองค์ประกอบหนึ่งของค่าไฟฟ้า แบตเตอรี่ชนิด LiFePO4 ที่สามารถชาร์จ-ถ่ายประจุได้มากกว่า 6,000 รอบ และมีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปี นั้นให้ระยะเวลาการใช้งานเพียงพอที่จะคืนทุนจากการประหยัดค่าใช้จ่ายจากการลดพีคสะสมไปตลอดอายุการใช้งาน ความต้านทานต่อปรากฏการณ์ thermal runaway ของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส รวมทั้งมาตรฐานการป้องกันฝุ่นและน้ำระดับ IP65 ทำให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยในการใช้งานตลอดอายุการใช้งาน

การปรับปรุงอัตราการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ภายในบ้าน

สำหรับบ้านที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาหรือโครงสร้างรองรับแผงโซลาร์เซลล์เหนือลานจอดรถ ระบบเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่จะช่วยเพิ่มอัตราการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ภายในบ้านอย่างมีนัยสำคัญ หากไม่มีระบบเก็บพลังงาน พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงกลางวันจะถูกส่งออกสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าในอัตราค่าตอบแทนการรับซื้อไฟฟ้า (feed-in tariff) ที่ต่ำ หรือสูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์ แต่ด้วยแบตเตอรี่แบบติดผนังขนาด 5.12 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อโมดูล ผู้อยู่อาศัยสามารถเก็บพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงกลางวันไว้ใช้ในช่วงเย็น ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากระบบสายส่งที่คิดค่าบริการเต็มอัตรา โครงการติดตั้งในมัลดีฟส์ซึ่งผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 15 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง และลดการใช้ดีเซลลงปีละ 50 ตัน แสดงให้เห็นว่าการรวมกันของระบบพลังงานแสงอาทิตย์กับระบบเก็บพลังงานสามารถลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างมีประสิทธิภาพในระดับใหญ่

มูลค่าของการสำรองพลังงาน

คุณค่าของระบบจ่ายไฟสำรองขึ้นอยู่กับความถี่และระยะเวลาของการดับไฟในพื้นที่นั้น ๆ รวมทั้งระดับความสำคัญของอุปกรณ์ที่ต้องยังคงทำงานต่อเนื่อง สำหรับบ้านที่มีอุปกรณ์ทางการแพทย์ ปั๊มน้ำจากบ่อน้ำ หรือธุรกิจที่ดำเนินการจากที่พักอาศัย แม้เพียงไม่กี่ชั่วโมงของระบบจ่ายไฟสำรองก็สามารถป้องกันค่าใช้จ่ายและความไม่สะดวกที่เกิดขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ หน่วยจัดเก็บพลังงานแบบติดผนังที่มีความจุโมดูลาร์ 5.12 กิโลวัตต์-ชั่วโมง สามารถจ่ายไฟให้กับโหลดที่จำเป็นได้นาน 4–8 ชั่วโมง ส่วนระบบที่ออกแบบคล้ายโต๊ะเข็นซึ่งมีความจุตั้งแต่ 2–20 กิโลวัตต์-ชั่วโมง จะให้เวลาจ่ายไฟสำรองที่ยาวนานขึ้นสำหรับเหตุการณ์ดับไฟที่กินเวลานาน การติดตั้งหน่วยเหล่านี้แล้วกว่า 30,000 หน่วยในเยอรมนี ออสเตรเลีย และญี่ปุ่น โดยไม่มีเหตุการณ์ด้านความปลอดภัยใด ๆ เกิดขึ้นเลย แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยีลิเธียมเฟอร์โรฟอสเฟต (LiFePO4) สำหรับการใช้งานระบบจ่ายไฟสำรอง

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่และต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน

ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับบ้าน ประกอบด้วยราคาซื้อเริ่มต้น ค่าติดตั้ง และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนชิ้นส่วนตลอดอายุการใช้งานของระบบ แบตเตอรี่ชนิด LiFePO4 ที่มีวงจรการชาร์จ-ปล่อยไฟฟ้าได้มากกว่า 6,000 รอบ และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 10 ปี จะลดความจำเป็นในการเปลี่ยนแบตเตอรี่เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ชนิด NMC ที่ให้จำนวนรอบการใช้งานได้เพียง 2,000–3,000 รอบ ภายในระยะเวลา 15 ปี ระบบที่ใช้แบตเตอรี่ NMC อาจต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ 2–3 ครั้ง ในขณะที่ระบบที่ใช้แบตเตอรี่ LiFePO4 ยังคงทำงานได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนโมดูลเดิมเลย ข้อได้เปรียบด้านอายุการใช้งานที่ยาวนานนี้ ถือเป็นเหตุผลหลักเชิงการเงินที่ทำให้ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าของแบตเตอรี่ LiFePO4 มีความคุ้มค่า

กรณีที่ระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับบ้านอาจไม่คุ้มค่า

ระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับบ้านอาจไม่ให้ผลตอบแทนเชิงบวกจากการลงทุนในบางสถานการณ์ เช่น บ้านที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีอัตราค่าไฟฟ้าคงที่โดยไม่มีการเรียกเก็บตามช่วงเวลา การใช้งานแบตเตอรี่ในบ้านที่ไม่มีแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งสามารถชาร์จจากสายส่งไฟฟ้าได้เฉพาะตอนกลางคืน และพื้นที่ที่มีระบบสายส่งไฟฟ้าที่มีความน่าเชื่อถือสูงมากจนเกิดเหตุไฟดับได้ยาก นอกจากนี้ หากนโยบายการวัดปริมาณพลังงานแบบสองทาง (net metering) ในพื้นที่นั้นให้ค่าชดเชยเท่ากับอัตราค่าไฟฟ้าปลีกเต็มจำนวนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่งกลับเข้าสู่ระบบ ส่งผลให้ประโยชน์ทางการเงินจากการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ใช้เองลดลง ผู้เป็นเจ้าของบ้านควรคำนวณระยะเวลาคืนทุนเฉพาะของตนเองก่อนตัดสินใจติดตั้ง

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับบ้านมีอายุการใช้งานนานเท่าใด

คำตอบ: แบตเตอรี่ชนิด LiFePO4 มีจำนวนรอบการชาร์จ-คายประจุได้มากกว่า 6,000 รอบ และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 10 ปี ภายในช่วงเวลา 15 ปี โมดูล LiFePO4 มักมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแบตเตอรี่ชนิด NMC ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ 2-3 ครั้ง

คำถาม: ระยะเวลาคืนทุนสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานสำหรับบ้านคือเท่าใด

ก: ระยะเวลาคืนทุนขึ้นอยู่กับโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้า ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้ง และรูปแบบการใช้พลังงาน โดยทั่วไปแล้ว บ้านที่ใช้อัตราค่าไฟฟ้าแบบเวลาใช้งาน (Time-of-Use) และติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จะคืนทุนได้เร็วกว่าบ้านที่ใช้อัตราค่าไฟฟ้าคงที่และไม่มีระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ค: แบตเตอรี่ชนิด LiFePO4 มีความปลอดภัยมากกว่าแบตเตอรี่ประเภทอื่นสำหรับการใช้งานในครัวเรือนหรือไม่

ก: แบตเตอรี่ LiFePO4 มีความสามารถในการต้านทานการลุกลามของความร้อน (thermal runaway) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส เมื่อเทียบกับเซลล์ NMC ที่มีค่าประมาณ 200 องศาเซลเซียส ขอบเขตความปลอดภัยที่สูงกว่านี้ทำให้แบตเตอรี่ LiFePO4 เหมาะสมสำหรับการติดตั้งภายในและภายนอกอาคารที่พักอาศัย