พิมพ์คำที่ต้องการค้นหา ทั้งภาษาไทยและอังกฤษ
  1. หน้าแรก
  2. คลังความรู้
  3. ระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่บ้าน
  4. โซลาร์ + แอร์ + รถ EV

// บทที่ 17.8 · ระบบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่บ้าน · Solar PV, Air Conditioning & EV in One Home

โซลาร์เซลล์ แอร์ และรถ EV ในบ้านเดียว: สมดุลพลังงาน การชาร์จจากโซลาร์ส่วนเกิน การจัดการโหลด และ V2H

โซลาร์เซลล์ แอร์ และรถยนต์ไฟฟ้า ดูเหมือนสามเรื่องแยกกัน แต่ในบ้านหนึ่งหลังทั้งสามต่ออยู่บนบัสเดียวกันที่ตู้ไฟ และถูกผูกด้วยกฎทางฟิสิกส์ข้อเดียว: กำลังที่เข้าต้องเท่ากับกำลังที่ออกทุกขณะ ที่เหลือคือเรื่องของ เวลา และ ขีดจำกัดกระแส หน้านี้เรียกหลักการทั้งหมดว่า การจัดการพลังงานในบ้าน (Home Energy Management, HEM) และให้เครื่องมือทดลองคิดก่อนลงทุนจริง

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต
ซิมูเลเตอร์ 24 ชั่วโมง สมดุลกำลัง เวลาของแต่ละโหลด ชาร์จจากโซลาร์ส่วนเกิน เปรียบเทียบ 6 แบบ เลือกขนาดแผง
สรุปใน 30 วินาที
  • ทุกขณะ: โซลาร์ + กริด + แบต = โหลดพื้นฐาน + แอร์ + รถ (ค่าบวก/ลบบอกทิศ)
  • แอร์กับโซลาร์ “ตรงเวลา” กันโดยธรรมชาติ รถ “เลื่อนเวลาได้” — นี่คือสองเครื่องมือหลัก
  • รถไม่อยู่บ้านกลางวัน → ใช้ไฟโซลาร์กับแอร์ ชาร์จรถ Off-Peak กลางคืน
  • รถอยู่บ้านกลางวัน → ชาร์จจากโซลาร์ส่วนเกิน (≥ 1.4 kW) ลดไฟที่ขายคืนราคาถูก
  • Load balancing ป้องกันเมนทริปเมื่อแอร์ น้ำอุ่น และรถ ทำงานพร้อมกัน

หลักที่ 1: สมดุลกำลังที่ตู้ไฟ พื้นฐาน

ตู้ไฟเป็นเหมือนสี่แยกของกระแส ตามกฎกระแสของเคอร์ชอฟฟ์ ผลรวมกระแสที่เข้าเท่ากับที่ออก คูณด้วยแรงดันเดียวกันได้สมดุลกำลัง ไฟฟ้าในสายเก็บไว้ไม่ได้ ถ้าโซลาร์ผลิตเกิน ส่วนเกินต้องไปที่ไหนสักแห่งทันที (กริด แบต หรือรถ)

S1 Instantaneous power balance สมดุลกำลังทุกขณะ

PPV(t)+Pgrid(t)+Pbat(t)=Pbase(t)+PAC(t)+PEV(t)P_{PV}(t) + P_{grid}(t) + P_{bat}(t) = P_{base}(t) + P_{AC}(t) + P_{EV}(t)

Pgrid>0P_{grid} > 0 คือซื้อไฟ Pgrid<0P_{grid} < 0 คือขายคืน Pbat>0P_{bat} > 0 คือแบตจ่าย Pbat<0P_{bat} < 0 คือแบตชาร์จ มิเตอร์ดิจิทัลแบบสองทิศทางนับสองค่าแยกกัน: หน่วยที่ซื้อและหน่วยที่ขาย

S2 Daily energy balance สมดุลพลังงานรายวัน (อินทิเกรต S1)

EPV+Eimport−Eexport+Ebat,out−Ebat,in=Ebase+EAC+EEVE_{PV} + E_{import} - E_{export} + E_{bat,out} - E_{bat,in} = E_{base} + E_{AC} + E_{EV}

หลักที่ 2: แต่ละอย่างใช้หรือผลิตไฟ “เมื่อไร” พื้นฐาน

ระบบช่วงเวลากำลังทั่วไปเลื่อนเวลาได้ไหม
☀ โซลาร์เซลล์07:00–17:00 สูงสุดเที่ยง0.6–0.8 kW ต่อ kWp ตอนเที่ยงแดดดีไม่ได้ (ขึ้นกับแดด)
❄ แอร์ห้องนั่งเล่น/ทำงานบ่ายที่ร้อนที่สุด0.5–1.5 kW/เครื่องบ้าง: pre-cooling ล่วงหน้าตอนบ่าย
❄ แอร์ห้องนอน21:00–06:000.3–0.6 kW/เครื่องน้อย
🏠 โหลดพื้นฐานตลอดวัน + เช้าเย็น0.2–0.5 kW + ช่วงพีก 1–3 kWซักผ้า ล้างจาน ปั๊มน้ำ: ได้
🔌 รถ EVเมื่อจอดบ้าน1.4–7.4 kWได้มาก — จอด 12–14 ชม. ชาร์จจริง 1–3 ชม.

แอร์สัมพันธ์กับแดดเพราะความร้อนที่เข้าบ้านมาจากแสงอาทิตย์ (หลังคา ผนัง หน้าต่าง) เหตุเดียวกันที่ทำให้แผงผลิตไฟคือเหตุที่ทำให้แอร์ทำงานหนัก นี่คือเหตุผลที่ โซลาร์กับแอร์เข้ากันดี

S3 Air-conditioner average power กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของแอร์

PˉAC [W]≈BTU/h×LFSEERเช่น 12,000(0.8)20=480 W\bar P_{AC}\,[\text{W}] \approx \frac{\text{BTU/h}\times LF}{SEER} \qquad \text{เช่น } \frac{12{,}000(0.8)}{20} = 480\ \text{W}

ตัวชี้วัด: ใช้ไฟโซลาร์เองได้เท่าไร กลาง

S4 Self-consumption สัดส่วนไฟโซลาร์ที่ใช้เองในบ้าน

SC=EPV−EexportEPVSC = \frac{E_{PV} - E_{export}}{E_{PV}}

S5 Self-sufficiency สัดส่วนที่บ้านพึ่งตนเองได้

SS=1−EimportEloadEload=Ebase+EAC+EEVSS = 1 - \frac{E_{import}}{E_{load}} \qquad E_{load} = E_{base}+E_{AC}+E_{EV}

ทำไมต้องสนใจ SC: ในไทย ไฟที่ขายคืนได้ราคาต่ำ (เช่น 2.2 ฿/หน่วยในโครงการโซลาร์ภาคประชาชน) แต่ไฟที่ซื้อแพง 3–6 ฿ ไฟโซลาร์ทุกหน่วยที่ใช้เองจึงมีค่ามากกว่าขาย 1.5–2.5 เท่า

S6 Daily value of solar (net billing) มูลค่าของไฟโซลาร์ต่อวัน

V=(EPV−Eexport) rbuy(t)+Eexport rsellV = (E_{PV}-E_{export})\,r_{buy}(t) + E_{export}\,r_{sell}

หลักที่ 3: ชาร์จรถจากโซลาร์ส่วนเกิน กลาง

S7 Surplus charging current กระแสชาร์จจากโซลาร์ส่วนเกิน

IEV=⌊PPV−Pbase−PACnph×230⌋Aใช้เมื่อ IEV≥6 A (≥1.38 kW ที่ 1 เฟส, 4.14 kW ที่ 3 เฟส)I_{EV} = \left\lfloor \frac{P_{PV} - P_{base} - P_{AC}}{n_{ph}\times 230} \right\rfloor_{A} \quad \text{ใช้เมื่อ } I_{EV} \ge 6\ \text{A}\ (\ge 1.38\ \text{kW ที่ 1 เฟส},\ 4.14\ \text{kW ที่ 3 เฟส})

ระบบวัดกำลังที่ไหลออกกริดทุก 1–10 วินาที ปรับ duty cycle ของ Control Pilot (W2) ให้รถดึงพอดีกับส่วนเกิน ข้อจำกัดสำคัญคือ กระแสต่ำสุด 6 A: เมื่อส่วนเกินต่ำกว่า 1.4 kW ต้องเลือกว่าจะหยุด หรือยอมดึงกริดเสริม และรถบางรุ่นไม่ชอบการเปลี่ยนกระแสถี่ ๆ ระบบดีจะกรองสัญญาณและหน่วงเวลาสั้น ๆ

ตัวอย่าง S-1

เที่ยงวัน แผง 5 kWp จ่าย 3.4 kW บ้านใช้ 1.6 kW

  1. ส่วนเกิน 3.4−1.6=1.83.4 - 1.6 = 1.8 kW → S7 (1 เฟส): ⌊1800/230⌋=7\lfloor 1800/230 \rfloor = 7 A ≥ 6 A ✓ รถชาร์จ 1.61 kW

  2. ถ้าเปิดแอร์อีกเครื่อง 0.8 kW: ส่วนเกิน 1.0 kW → 4 A < 6 A → หยุดชาร์จ (หรือดึงกริด 0.38 kW เพื่อรักษา 6 A)

  3. วอลล์บ็อกซ์ 3 เฟสต้องการขั้นต่ำ 4.14 kW จึงใช้กับโซลาร์ส่วนเกินในบ้านทั่วไปได้ยาก — รุ่นที่สลับ 1↔3 เฟสอัตโนมัติจึงมีประโยชน์

หลักที่ 4: ขีดจำกัดกระแสและลำดับความสำคัญ กลาง

S8 Supply limit ขีดจำกัดที่ตู้เมน

Pbase+PAC+PEV−PPV−Pbat≤V Imain (1−m)m≈0.05–0.1 (เผื่อ)P_{base} + P_{AC} + P_{EV} - P_{PV} - P_{bat} \le V\,I_{main}\,(1 - m) \qquad m \approx 0.05\text{–}0.1\ \text{(เผื่อ)}

เมื่อเกินขีด ตัวจัดการพลังงานลดโหลดตามลำดับที่ผู้ใช้ตั้ง โดยทั่วไป: (1) ลดกระแสชาร์จรถ (เลื่อนได้มากที่สุด) (2) หยุดเครื่องทำน้ำอุ่น/ปั๊มสระชั่วคราว (3) เพิ่มอุณหภูมิแอร์ 1–2 °C ผ่านรีโมตอัจฉริยะ — ไม่ควรตัดแอร์ห้องผู้ป่วยหรือตู้เย็น

S9 Energy available from the car (V2L/V2H) พลังงานที่รถจ่ายให้บ้านได้

EV2H=Eusable SOC−SOCreserve100 ηV2HηV2H≈0.85–0.9E_{V2H} = E_{usable}\,\frac{SOC - SOC_{reserve}}{100}\,\eta_{V2H} \qquad \eta_{V2H}\approx 0.85\text{–}0.9
ตัวอย่าง S-2

ไฟดับ ใช้รถ 60 kWh SOC 70 % จ่ายบ้าน (เก็บไว้ 30 % สำหรับขับ)

  1. S9: 60×(70−30)/100×0.88=2160 \times (70-30)/100 \times 0.88 = 21 kWh

  2. บ้านใช้ตู้เย็น ไฟ พัดลม ปั๊มน้ำ และแอร์ห้องนอนหนึ่งเครื่อง ≈ 0.9 kW → อยู่ได้ ≈ 23 ชั่วโมง

  3. V2L (เต้ารับจากรถ ≈ 2–3.6 kW) ใช้ได้ทันทีกับรถที่รองรับ ส่วน V2H จ่ายเข้าตู้ไฟทั้งบ้านต้องมีเครื่องชาร์จสองทิศทางและอุปกรณ์ตัดแยกจากกริด (anti-islanding) ตามข้อกำหนดของการไฟฟ้า

ซิมูเลเตอร์พลังงานบ้าน 24 ชั่วโมง

ซิมูเลเตอร์คำนวณ S1 ทุก 15 นาที: แผงโซลาร์รูปทรงวันแดดดี แอร์กลางวันที่ทำงานหนักขึ้นตามแดด แอร์ห้องนอน โหลดเช้าเย็น รถที่ออกเช้ากลับเย็น และแบตบ้าน (ถ้ามี) ลองเปลี่ยนวิธีชาร์จและดูว่าพื้นที่สีเขียว (รถ) ย้ายไปอยู่ใต้เส้นเหลือง (โซลาร์) ได้หรือไม่

เปรียบเทียบ 6 รูปแบบ (บ้านเดียวกัน อัตรา TOU วันธรรมดา) กลาง

บ้าน: โหลดพื้นฐาน 14.8 kWh แอร์ 9.9 kWh ต่อวัน รถวิ่ง 50 km (เติม 7.5 kWh เข้าแบต) ขายไฟคืน 2.2 ฿ ค่าไฟรวม Ft และ VAT ไม่รวมค่าบริการ — ตัวเลขจากซิมูเลเตอร์ด้านบน

รูปแบบซื้อ On-Peakซื้อ Off-Peakขายคืนใช้โซลาร์เองค่าไฟ/วันกระแสสูงสุด
ไม่มีโซลาร์ · เสียบทันที 18:0022.810.3——177 ฿38 A
ไม่มีโซลาร์ · ตั้งเวลา Off-Peak14.418.6——149 ฿36 A
โซลาร์ 5 kWp · Off-Peak (รถไม่อยู่กลางวัน)6.717.49.847 %74 ฿36 A
โซลาร์ 5 kWp · “ชาร์จจากโซลาร์เท่านั้น” แต่รถไม่อยู่6.79.19.847 %49 ฿ แต่รถไม่ได้ชาร์จ8 A
โซลาร์ 5 kWp · WFH โซลาร์ก่อน เติม Off-Peak (40 km)6.79.63.780 %64 ฿12 A
โซลาร์ 6 kWp + แบตบ้าน 10 kWh · รถ Off-Peak017.36.073 %39 ฿36 A

สิ่งที่ตารางสอน

  • แค่ ตั้งเวลาชาร์จ ก็ลดได้ 28 ฿/วัน (≈ 840 ฿/เดือน) โดยไม่ลงทุนอะไรเลย ถ้าใช้ TOU
  • โซลาร์ 5 kWp ลดค่าไฟครึ่งหนึ่งแม้รถไม่ได้ใช้ไฟโซลาร์เลย เพราะไฟโซลาร์ไปแทนไฟ On-Peak ราคาแพงของแอร์และโหลดกลางวัน
  • การชาร์จจากโซลาร์ส่วนเกินช่วยเพิ่ม self-consumption จาก 47 % เป็น 80 % แต่เงินที่ประหยัดเพิ่มไม่มาก (≈ 5 ฿/วัน) เพราะไฟ Off-Peak ราคา ≈ 3.0 ฿ ใกล้ราคาขายคืน 2.2 ฿ — มันคุ้มขึ้นมากถ้าใช้อัตราปกติหรือราคาขายคืนต่ำ และช่วยลดกระแสสูงสุดจาก 36 A เหลือ 12 A
  • เลือก “โซลาร์เท่านั้น” ทั้งที่รถไม่อยู่บ้าน = รถไม่ได้ไฟ — ต้องเลือกกลยุทธ์ให้ตรงกับชีวิตจริง
  • แบตบ้านทำให้ไม่ซื้อไฟ On-Peak เลย แต่ต้องคุ้มกับราคาแบต (ลองคำนวณด้วย เครื่องมือความคุ้มค่า)

เลือกขนาดแผงสำหรับแอร์ + รถ กลาง

S10 PV size for daytime use ขนาดแผงตามโหลดกลางวัน

PPV≈Eday,load+fhome EEVPSH×PRfhome=สัดส่วนวันที่รถจอดบ้านกลางวันP_{PV} \approx \frac{E_{day,load} + f_{home}\,E_{EV}}{PSH \times PR} \qquad f_{home} = \text{สัดส่วนวันที่รถจอดบ้านกลางวัน}
ตัวอย่าง S-3

บ้านใช้ไฟกลางวัน 9 kWh รถต้องการ 6.7 kWh/วัน จอดบ้าน 2 วันต่อสัปดาห์

  1. fhome=2/7=0.29f_{home} = 2/7 = 0.29 → พลังงานกลางวันเฉลี่ย 9+0.29(6.7)=10.99 + 0.29(6.7) = 10.9 kWh

  2. S10: 10.9/(4.8×0.78)=2.910.9/(4.8 \times 0.78) = 2.9 kWp — ขนาดที่ “ใช้เองได้เกือบหมด”

  3. ถ้าติด 5 kWp ส่วนเกินวันธรรมดาจะขายคืน คุ้มน้อยกว่าแต่ยังคุ้มถ้าราคาติดตั้งต่ำ ตรวจด้วยเครื่องคำนวณด้านล่างและ เลือกขนาดจากบิล

ตรรกะของตัวจัดการพลังงานบ้าน (HEMS) อย่างง่าย ขั้นสูง

อุปกรณ์จริงอาจเป็นวอลล์บ็อกซ์ที่มี CT อินเวอร์เตอร์ไฮบริด หรือระบบอย่าง Home Assistant ที่อ่านมิเตอร์และสั่งวอลล์บ็อกซ์ผ่าน OCPP/Modbus ตรรกะพื้นฐานทำงานเป็นรอบทุกไม่กี่วินาที:

ทุก 5 วินาที:
  P_net = วัดกำลังที่จุดต่อกริด   (+ ซื้อ, − ขาย)
  headroom = V × I_main × 0.9 − P_house_without_EV
  ถ้าโหมด = โซลาร์:
      I_target = (−P_net + P_EV_now) / 230        # ส่วนเกินที่มี
  ถ้าโหมด = Off-Peak และ เวลาอยู่ในช่วง 22:00–07:30:
      I_target = I_max
  I_target = min(I_target, headroom / 230, I_cable, I_set)
  ถ้า I_target < 6 A:  หยุดชั่วคราว (หน่วง 2–5 นาทีก่อนเริ่มใหม่)
  มิฉะนั้น:            ส่ง duty = I_target / 0.6  % ทาง Control Pilot
  ถ้าเวลาใกล้ออกจากบ้าน และ SOC ยังไม่ถึงเป้า: บังคับชาร์จเต็มกำลัง

สิ่งที่ทำให้ระบบจริงซับซ้อนกว่านี้: การกรองเมฆที่ผ่านเร็ว การสลับ 1/3 เฟส การพยากรณ์แดดวันพรุ่งนี้ (พยากรณ์โซลาร์) และราคาค่าไฟที่เปลี่ยนตามเวลา — เป็นปัญหา ระบบควบคุม และการหาค่าเหมาะสมที่น่าสนใจ

แนวทางปฏิบัติ 8 ข้อสำหรับบ้านที่มีโซลาร์ แอร์ และรถ

  1. ลดภาระแอร์ก่อน (ฉนวนหลังคา บังแดดฝั่งตะวันตก ตั้ง 25–26 °C) — ทุกหน่วยที่ไม่ต้องใช้คือหน่วยที่ถูกที่สุด
  2. ย้ายงานที่เลื่อนได้มาไว้กลางวัน: ซักผ้า อบผ้า ล้างจาน ปั๊มน้ำ ชาร์จรถเมื่ออยู่บ้าน
  3. pre-cooling: เปิดแอร์ห้องนอนช่วง 15:00–18:00 ด้วยไฟโซลาร์ แล้วตั้งอุณหภูมิสูงขึ้นเล็กน้อยตอนกลางคืน
  4. รถไม่อยู่บ้านกลางวัน → TOU + ตั้งเวลาชาร์จ 22:00 หรือให้ชาร์จเสร็จก่อนออกจากบ้าน
  5. ตั้งเพดาน SOC 80–90 % (NMC) เหลือที่ไว้รับไฟโซลาร์ในวันหยุด
  6. ใช้ load balancing แทนการขยายมิเตอร์เมื่อทำได้
  7. เลือกวอลล์บ็อกซ์ที่รองรับโหมดโซลาร์และ OCPP เผื่ออนาคต
  8. ตรวจสอบค่าจริงจากแอปมิเตอร์/อินเวอร์เตอร์เดือนละครั้ง แล้วปรับเวลาชาร์จ

คำถามที่พบบ่อย

ติดโซลาร์ 5 kW พอชาร์จรถ EV และเปิดแอร์ไหม?

แผง 5 kWp ในไทยผลิตได้ประมาณ 18–20 kWh ต่อวันในวันแดดดี พอสำหรับแอร์กลางวันหนึ่งถึงสองเครื่องและโหลดกลางวันของบ้าน และเหลือส่วนเกินราว 8–10 kWh ซึ่งชาร์จรถได้ราว 50 km ถ้ารถจอดบ้านตอนกลางวัน ถ้ารถไม่อยู่บ้าน ส่วนเกินจะถูกขายคืนกริด แล้วรถชาร์จด้วยไฟ Off-Peak ตอนกลางคืนแทน ซึ่งก็ยังลดค่าไฟได้มาก

ชาร์จรถจากโซลาร์ส่วนเกิน (solar surplus charging) ทำงานอย่างไร?

วอลล์บ็อกซ์หรือระบบจัดการพลังงานวัดกำลังที่กำลังไหลออกกริดด้วย CT หรือมิเตอร์อัจฉริยะ แล้วตั้งกระแสชาร์จรถให้เท่ากับส่วนเกินนั้นผ่านสัญญาณ Control Pilot เมื่อเมฆบังหรือเปิดแอร์เพิ่ม ส่วนเกินลดลง กระแสชาร์จก็ลดตาม ถ้าส่วนเกินน้อยกว่าประมาณ 1.4 kW (6 A ต่ำสุดตามมาตรฐาน) จะหยุดชาร์จชั่วคราวหรือดึงจากกริดบางส่วนตามที่ตั้งไว้

ควรลงทุนแบตเตอรี่บ้านหรือใช้แบตรถแทน?

แบตรถมีความจุใหญ่กว่าแบตบ้านหลายเท่า แต่จอดที่บ้านไม่ตรงเวลากับแสงแดดเสมอไป และการจ่ายไฟกลับบ้าน (V2H) ต้องใช้รถ เครื่องชาร์จสองทิศทาง และอุปกรณ์ตัดแยกจากกริดที่รองรับ แบตบ้านเหมาะเมื่อมีโหลดกลางคืนมากหรือไฟดับบ่อย สำหรับบ้านที่ใช้ TOU การชาร์จรถช่วง Off-Peak และใช้ไฟโซลาร์กับแอร์กลางวันมักคุ้มที่สุดโดยไม่ต้องมีแบตบ้าน