ເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມກັບເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າແບບລວມ: ວິທີແກ້ໄຂດ້ານພະລັງງານສຸລິຍາທີ່ຄົບຖ້ວນ ພ້ອມລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານໃນແບດເຕີຣີ່

ຄຸນສົມບັດທີ່ດຶງດູດທີ່ສຸດຂອງເครື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມ (hybrid grid tie inverter) ຢູ່ທີ່ລະບົບຈັດການພະລັງງານທີ່ສຸກເສີນ ເຊິ່ງໃຫ້ການຄວບຄຸມຢ່າງເຕັມທີ່ຕໍ່ການຫຼື່ນເວົ້າຂອງພະລັງງານໃນການຕິດຕັ້ງທີ່ຢູ່ອາໄສ ແລະ ທຸລະກິດ. ເຕັກໂນໂລຍີຂັ້ນສູງນີ້ກຳນົດການຈັດສົ່ງພະລັງງານທີ່ຜະລິດຈາກແສງຕາເວັນຢ່າງອັດຕະໂນມັດ ໂດຍອີງໃສ່ສະພາບການໃນເວລາຈິງ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການທີ່ຜູ້ໃຊ້ກຳນົດໄວ້. ເມື່ອແຜ່ນດູດແສງຕາເວັນຜະລິດພະລັງງານໃນເວລາເດີນທາງ, ເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມຈະເຕີມເຕັມຄວາມຕ້ອງການໄຟຟ້າທີ່ເກີດຂື້ນທັນທີກ່ອນ, ເພື່ອໃຫ້ອຸປະກອນ ແລະ ລະບົບຕ່າງໆໄດ້ຮັບພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີມົລະພິດຈາກແຫຼ່ງທີ່ມາໂດຍກົງ. ພະລັງງານທີ່ເຫຼືອເກີນຄວາມຕ້ອງການທັນທີຈະຖືກສົ່ງໄປສູ່ລະບົບແບັດເຕີຣີ່ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເພື່ອເກັບຮັກສາໄວ້ໃຊ້ໃນເວລາຕໍ່ມາ ເຊັ່ນ: ໃນເວລາເຖິງຄໍ່າເທິງ ຫຼື ໃນເວລາທີ່ມີເມືອກ. ເມື່ອແບັດເຕີຣີ່ເຕັມຄວາມຈຸກແລ້ວ, ພະລັງງານທີ່ເຫຼືອອີກຈະຖືກສົ່ງໄປຍັງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຄະແນນເຄືອຂ່າຍ (credits) ຜ່ານການຈັດຕັ້ງການວັດແທກເຄືອຂ່າຍ (net metering) ກັບບໍລິສັດໄຟຟ້າ. ລະບົບການຈັດລຳດັບຄວາມສຳຄັນຢ່າງເປັນເອກະລາດນີ້ເຮັດໃຫ້ຄຸນຄ່າຂອງແຕ່ລະກິໂລວັດ-ຊົ່ວໂມງທີ່ຜະລິດຈາກແຜ່ນດູດແສງຕາເວັນຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງສູງສຸດ ແລະ ໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ມີອິດສະຫຼະພາບດ້ານພະລັງງານທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ. ໃນເວລາທີ່ເກີດການຂັດຂ້ອງກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ຫຼື ໃນເວລາທີ່ມີການບໍາລຸງຮັກສາຕາມແຜນ, ເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມຈະປ່ຽນໄປເປັນການເຮັດວຽກໃນຮູບແບບ island mode ໂດຍອີງໃສ່ພະລັງງານຈາກແບັດເຕີຣີ່ເພື່ອຮັກສາການສະໜອງໄຟຟ້າໃຫ້ກັບອຸປະກອນທີ່ສຳຄັນ. ການປ່ຽນແປງນີ້ເກີດຂື້ນພາຍໃນບໍ່ເຖິງເວລາມີລິຊີຄອນ (millisecond), ເຊິ່ງປ້ອງກັນການຂັດຂ້ອງຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂທຣນິກທີ່ອ່ອນໄຫວ ແລະ ຮັກສາລະດັບຄວາມສະດວກສະບາຍໃນໄລຍະທີ່ເກີດການຂັດຂ້ອງ. ຜູ້ໃຊ້ສາມາດຕັ້ງຄ່າການຈັດລຳດັບຄວາມສຳຄັນຂອງອຸປະກອນໄດ້ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າລະບົບທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ຕູ້ເຢັນ, ອຸປະກອນປ້ອງກັນ, ແລະ ອຸປະກອນທາງການແພດຈະໄດ້ຮັບໄຟຟ້າກ່ອນໃນເວລາທີ່ເຮັດວຽກໃນຮູບແບບການສະໜອງໄຟຟ້າສຳຮອງ. ຄຸນສົມບັດການຕັດໄຟຟ້າອັດຕະໂນມັດ (load shedding) ຂອງລະບົບຈະຈັດການການສະໜອງໄຟຟ້າຢ່າງອັດຕະໂນມັດໃນເວລາທີ່ເກີດການຂັດຂ້ອງທີ່ຍາວນານ ໂດຍການຕັດການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງອຸປະກອນທີ່ບໍ່ສຳຄັນຊົ່ວຄາວເມື່ອລະດັບແບັດເຕີຣີ່ຕໍ່າລົງເຖິງເກນທີ່ກຳນົດໄວ້. ອັລກົຣິດທຶມຂັ້ນສູງຈະຕິດຕາມສະພາບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ສະຖານະຂອງແບັດເຕີຣີ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ຈະເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າອີກຄັ້ງຢ່າງອັດຕະໂນມັດເມື່ອໄຟຟ້າຈາກບໍລິສັດໄຟຟ້າກັບຄືນມາ ແລະ ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ແບັດເຕີຣີ່ເປັນສຳຮອງອີກຕໍ່ໄປ. ການເຮັດວຽກຢ່າງເປັນເອກະລາດນີ້ບໍ່ຕ້ອງການການເຂົ້າໄປຈັດການດ້ວຍຕົວເອງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ມີຄວາມສະບາຍໃຈ ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ພວກເຂົາອາດຈະຢູ່ຫ່າງຈາກບ້ານໃນເວລາທີ່ເກີດການຂັດຂ້ອງ.

ເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າແບບລວມ (hybrid grid tie inverter) ມີເຕັກໂນໂລຢີການຈັດການແບດເຕີຣີ່ທີ່ທັນສະໄໝທີ່ສຸດ ເຊິ່ງຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບດເຕີຣີ່ໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ສູງສຸດເຖິງປະສິດທິພາບໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ລະບົບທີ່ສຸກເສີນນີ້ຈະຕິດຕາມການເຮັດວຽກຂອງເຊວລ໌ແບດເຕີຣີ່ແຕ່ລະອັນ ແລະ ຄວາມສາມາດທັງໝົດຂອງແບດເຕີຣີ່ແຕ່ລະຊຸດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ໂດຍນຳໃຊ້ອັລກົຣິດີມການທຳນາຍທີ່ຖືກຕ້ອງເພື່ອປ້ອງກັນການທຳນາຍເກີນໄປ ແລະ ວຟິການທີ່ເຮັດໃຫ້ແບດເຕີຣີ່ເສື່ອມເສຍ. ຄຸນສົມບັດການປັບຄ່າການທຳນາຍຕາມອຸນຫະພູມ ຈະປັບປຸງຄ່າການທຳນາຍໃຫ້ເໝາະສົມຕາມສະພາບແວດລ້ອມ ເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ດີທີ່ສຸດໃນທຸກໆລະດູການ ເຊິ່ງອຸນຫະພູມທີ່ປ່ຽນແປງໄປຢ່າງຮຸນແຮງສາມາດສົ່ງຜົນຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງແບດເຕີຣີ່ໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ອຸປະກອນຄວບຄຸມການທຳນາຍທີ່ສຸກເສີນທີ່ຢູ່ໃນເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າແບບລວມ (hybrid grid tie inverter) ນຳໃຊ້ຂະບວນການທຳນາຍຫຼາຍຂັ້ນຕອນ ເພື່ອເຕີມແບດເຕີຣີ່ໃຫ້ເຕັມຢ່າງປອດໄພ ໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດສະພາບການເຄີຍເຄີຍທີ່ຈະຫຼຸດທັງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ. ຄຸນສົມບັດການທຳນາຍຢູ່ໃນສະຖານະການທີ່ເຕັມ (float charging) ຈະຮັກສາລະດັບການທຳນາຍຂອງແບດເຕີຣີ່ໃຫ້ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ດີທີ່ສຸດໃນໄລຍະທີ່ການຜະລິດພະລັງງານຈາກແສງຕາເວັນຕ່ຳ, ເພື່ອປ້ອງກັນການເກີດຂຶ້ນຂອງສິ່ງເສດເຫຼືອທີ່ເປັນອັນຕະລາຍ (sulfation) ແລະ ອົງປະກອບອື່ນໆທີ່ເຮັດໃຫ້ແບດເຕີຣີ່ປະເພດ lead-acid ເສື່ອມເສຍ. ສຳລັບລະບົບ lithium-ion, ເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າຈະປະຕິບັດໜ້າທີ່ການປັບສົມດຸນເຊວລ໌ (cell balancing) ເພື່ອຮັບປະກັນການແຈກຢາຍພະລັງງານທີ່ເທົ່າທຽມກັນທົ່ວເຊວລ໌ທັງໝົດ, ເພື່ອໃຊ້ຄວາມຈຸຂອງແບດເຕີຣີ່ໃຫ້ເຕັມທີ່ສຸດ ແລະ ປ້ອງກັນການເສື່ອມເສຍກ່ອນເວລາຂອງເຊວລ໌ແຕ່ລະອັນ. ການຈັດການຄວາມເລິກຂອງການຖອນພະລັງງານ (Depth of discharge management) ຈະປ້ອງກັນແບດເຕີຣີ່ດ້ວຍການຫຼີກເວັ້ນສະພາບການຖອນພະລັງງານເກີນໄປ ເຊິ່ງອາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ສູດເคมີຂອງແບດເຕີຣີ່ຢ່າງถາວອນ ແລະ ຫຼຸດທັງຄວາມຈຸທີ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້. ລະບົບນີ້ຈະບັນທຶກຂໍ້ມູນການວິເຄາະສຸຂະພາບຂອງແບດເຕີຣີ່ຢ່າງລະອຽດ ໂດຍຕິດຕາມຈຳນວນວຟິການທີ່ທຳນາຍ, ແນວໂນ້ມຂອງຄວາມຈຸ, ແລະ ຕົວຊີ້ວັດການເຮັດວຽກ ເພື່ອຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ເຂົ້າໃຈເຖິງເວລາທີ່ອາດຈະຕ້ອງປ່ຽນແບດເຕີຣີ່. ການເຕືອນກ່ຽວກັບການບໍລິການທີ່ຄາດການໄວ້ (Predictive maintenance alerts) ຈະແຈ້ງເຖິງຜູ້ໃຊ້ກ່ຽວກັບບັນຫາທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນກ່ອນທີ່ຈະກາຍເປັນບັນຫາທີ່ຮ້າຍແຮງ, ເພື່ອໃຫ້ສາມາດຈັດຕັ້ງການບໍລິການໄດ້ທັນເວລາ ແລະ ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ລະບົບເກີດການຢຸດເຮັດວຽກ. ອັລກົຣິດີມການທຳນາຍທີ່ມີຄວາມຍືດຫຼຸ່ນຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າແບບລວມ (hybrid grid tie inverter) ຈະຮຽນຮູ້ຈາກຮູບແບບການໃຊ້ງານ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມ ເພື່ອປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຖິງຍຸດທະສາດການທຳນາຍ ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບດເຕີຣີ່. ການເຊື່ອມຕໍ່ກັບຂໍ້ມູນຈາກຜູ້ຜະລິດແບດເຕີຣີ່ ຮັບປະກັນວ່າຄ່າການທຳນາຍຈະຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ແນະນຳສຳລັບແບດເຕີຣີ່ແຕ່ລະປະເພດ ແລະ ຮຸ່ນ. ຄຸນສົມບັດການປ້ອງກັນແບດເຕີຣີ່ໃນສະຖານະການฉຸກເຮີນ (Emergency battery protection features) ຈະຕັດການທຳນາຍ ຫຼື ການຖອນພະລັງງານທັນທີທັນໃດເມື່ອມີການຈັບຈຸດສະພາບການທີ່ອາດເປັນອັນຕະລາຍ, ເພື່ອປ້ອງກັນອັນຕະລາຍທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ ແລະ ຄຸ້ມຄອງການລົງທຶນໃນອຸປະກອນເກັບຮັກສາພະລັງງານ.

ເครື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມ (hybrid grid tie inverter) ແມ່ນສະແດງເຖິງຈຸດສູງສຸດຂອງການບູລະນາການເຕັກໂນໂລຊີເຄື່ອງຈັກສາຍໄຟຟ້າອັດສະຫຼາດ (smart grid technology), ໂດຍໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການສື່ສານທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ຄຸນລັກສະນະທີ່ພ້ອມໃຊ້ງານໃນອະນາຄົດ ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ຢູ່ໃນຕຳແໜ່ງນຳ້້າໆຂອງການພັດທະນາລະບົບພະລັງງານ. ການສື່ສານທີ່ມີຢູ່ໃນຕົວ ເຊັ່ນ: WiFi, Ethernet ແລະ ການສື່ສານຜ່ານເຄືອຂ່າຍເຄື່ອງຈັກສາຍໄຟຟ້າ (cellular) ໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມ ແລະ ຄວບຄຸມໄຟຟ້າຈາກໄລຍະໄກຢ່າງເຕັມຮູບແບບ ຜ່ານແອັບຯີເຄື່ອນໄຫວທີ່ອຸທິດເພື່ອຈຸດປະສົງນີ້ ແລະ ສະຖານທີ່ເວັບ (web-based platforms). ລະບົບການສື່ສານເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ການເບິ່ງເหັນເຖິງການຜະລິດພະລັງງານ, ຮູບແບບການໃຊ້ພະລັງງານ, ສະຖານະຂອງຖ້ານ້ຳມັນ (battery status), ແລະ ຕົວຊີ້ວັດການປະຕິບັດງານລະບົບ (system performance metrics) ໃນເວລາຈິງ ຈາກທຸກບ່ອນທົ່ວໂລກ. ການບັນທຶກຂໍ້ມູນໃນເຄື່ອງເກັບຂໍ້ມູນເຄື່ອງຈັກສາຍໄຟຟ້າ (cloud-based data logging) ຈະຮັກສາບັນທຶກປະຫວັດສາດຂອງການປະຕິບັດງານລະບົບໄວ້ ເພື່ອໃຫ້ສາມາດວິເຄາະແນວໂນ້ມການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ຊ່ວຍຄົ້ນຫາໂອກາດໃນການປັບປຸງລະບົບໃຫ້ດີຂຶ້ນ. ຄຸນລັກສະນະເຄື່ອງຈັກສາຍໄຟຟ້າອັດສະຫຼາດຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມ (hybrid grid tie inverter) ລວມເຖິງຄວາມສາມາດໃນການຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ (demand response functionality) ທີ່ສາມາດປັບການໃຊ້ພະລັງງານອັດຕະໂນມັດຕາມສັນຍານຈາກຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໄຟຟ້າ ແລະ ລະບົບການຄິດຄ່າໄຟຟ້າຕາມເວລາໃຊ້ງານ (time-of-use pricing structures). ລະບົບການຕອບສະຫນອງອັດສະຫຼາດນີ້ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານໄຟຟ້າໄດ້ ໂດຍການຍ້າຍການໃຊ້ພະລັງງານທີ່ບໍ່ສຳຄັນ (non-critical loads) ໄປໃຊ້ໃນເວລາທີ່ຄວາມຕ້ອງການຕ່ຳ (off-peak hours) ແລະ ນຳໃຊ້ພະລັງງານຈາກຖ້ານ້ຳມັນທີ່ເກັບໄວ້ໃນເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າສູງ (expensive peak-rate periods). ຄຸນລັກສະນະການປັບສະຖຽນລະບົບໄຟຟ້າ (grid stabilization features) ສະຫນັບສະຫນູນການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີການເຮັດວຽກ (reactive power support) ແລະ ການຄວບຄຸມຄ່າຄວາມດັນ (voltage regulation) ເຊິ່ງເປັນປະໂຫຍດຕໍ່ສ່ວນປະກອບທັງໝົດຂອງລະບົບໄຟຟ້າ ແລະ ອາດຈະສ້າງລາຍໄດ້ເພີ່ມເຕີມຜ່ານໂປຣແກຣມຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໄຟຟ້າທີ່ຈ່າຍຄ່າສຳລັບບໍລິການສະຫນັບສະຫນູນລະບົບໄຟຟ້າ. ການອັບເດດເຟີມແວຣ໌ຜ່ານອາກາດ (over-the-air firmware updates) ຮັບປະກັນວ່າເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມຈະຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ທັນສະໄໝທີ່ສຸດກັບຄຸນລັກສະນະໃໝ່ໆ ແລະ ວິທີການປ້ອງກັນຄວາມປອດໄພ (security protocols) ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໄປຢ້ຽມຢາມເພື່ອບໍລິການ ຫຼື ອັບເດດດ້ວຍຕົວເອງ. ລະບົບເປີດທີ່ໃຊ້ໃນການສື່ສານ (open communication protocols) ຂອງລະບົບນີ້ສະຫນັບສະຫນູນການບູລະນາການເຂົ້າກັບລະບົບອັດຕະໂນມັດໃນບ້ານ (home automation systems) ເພື່ອໃຫ້ມີການປະສານງານລະຫວ່າງການຜະລິດພະລັງງານແສງຕາເວັນ, ການເກັບພະລັງງານໃນຖ້ານ້ຳມັນ, ແລະ ອຸປະກອນໄຟຟ້າອັດສະຫຼາດ (smart appliances) ເພື່ອໃຫ້ມີປະສິດທິພາບໃນການໃຊ້ພະລັງງານສູງສຸດ. ຄວາມສາມາດທີ່ທັນສະໄໝໃນການທຳนาย (advanced forecasting capabilities) ນຳໃຊ້ຂໍ້ມູນດ້ານອາກາດ (weather data) ແລະ ລັກສະນະການປະຕິບັດງານໃນອະດີດເພື່ອທຳนายການຜະລິດພະລັງງານ ແລະ ປັບປຸງເວລາທີ່ຈະປ່ຽນຖ້ານ້ຳມັນໃຫ້ເໝາະສົມ. ການອອກແບບແບບປະກອບ (modular design) ຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າລະບົບຮ່ວມສາມາດຮັບການອັບເກຣດເຕັກໂນໂລຊີໃໝ່ໆ ແລະ ການຂະຫຍາຍຄວາມຈຸ (capacity expansions) ໃນອະນາຄົດໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງປ່ຽນລະບົບທັງໝົດ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ກັບເຕັກໂນໂລຊີການເກັບພະລັງງານໃໝ່ໆ (emerging energy storage technologies) ຮັບປະກັນວ່າຜູ້ໃຊ້ຈະສາມາດຮັບປະໂຫຍດຈາກການປັບປຸງຖ້ານ້ຳມັນໃໝ່ໆ ແລະ ການຫຼຸດລົງຂອງຕົ້ນທຶນ. ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງລົດໄຟຟ້າ ແລະ ລະບົບໄຟຟ້າ (vehicle-to-grid integration capabilities) ຈະເຮັດໃຫ້ລະບົບພ້ອມສຳລັບການເຊື່ອມຕໍ່ກັບການທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ລົດໄຟຟ້າ (electric vehicle charging integration) ແລະ ການຈັດການການໄຫຼວຽນຂອງພະລັງງານທີ່ສາມາດໄຫຼໄດ້ທັງສອງທິດທາງ (bi-directional power flow management) ເຊິ່ງຈະເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນ increasingly important ເມື່ອການເຄື່ອນໄຫວໄປສູ່ການເຄື່ອນໄຫວດ້ວຍໄຟຟ້າ (transportation electrification) ເລີ່ມເລີງຂຶ້ນ.