// บทที่ 16.4 · ออกแบบระบบโซลาร์เซลล์ · System Types & Grid Connection

ระบบโซลาร์ On-grid Off-grid Hybrid และการขนานไฟกับ กฟภ. กฟน.

Q: ระบบ On-grid ใช้ไฟได้ตอนไฟดับไหม?

ไม่ได้ อินเวอร์เตอร์ on-grid ต้องหยุดจ่ายไฟภายในเวลาที่มาตรฐานกำหนดเมื่อไฟการไฟฟ้าดับ (anti-islanding) เพื่อความปลอดภัยของช่างที่ซ่อมสายส่ง ถ้าต้องการไฟสำรองต้องใช้ระบบ hybrid ที่มีแบตเตอรี่และช่องจ่ายโหลดสำรอง (backup/EPS)

Q: Zero export คืออะไร ต้องขออนุญาตการไฟฟ้าไหม?

Zero export คือการควบคุมไม่ให้ไฟจากโซลาร์ไหลย้อนออกสู่ระบบการไฟฟ้า โดยใช้มิเตอร์หรือ CT วัดกำลังที่จุดต่อแล้วลดกำลังอินเวอร์เตอร์ แม้ไม่ขายไฟ ระบบที่ต่อขนานกับการไฟฟ้ายังต้องแจ้งหรือขออนุญาตตามระเบียบของ กฟภ. หรือ กฟน. และใช้อินเวอร์เตอร์ที่อยู่ในรายชื่อที่การไฟฟ้ายอมรับ

Q: Hybrid แบบ DC-coupled กับ AC-coupled ต่างกันอย่างไร?

DC-coupled ต่อแผงและแบตเตอรี่เข้าอินเวอร์เตอร์ไฮบริดตัวเดียว ชาร์จแบตจากแผงโดยตรง ประสิทธิภาพสูงกว่าและถูกกว่าสำหรับระบบใหม่ AC-coupled เพิ่มแบตเตอรี่พร้อมอินเวอร์เตอร์แบตเข้าทางฝั่ง AC เหมาะกับการเพิ่มแบตให้ระบบ on-grid เดิม แต่พลังงานผ่านการแปลงหลายขั้นกว่า

การนำไฟจากแผงมาใช้มีได้หลายสถาปัตยกรรม และแต่ละแบบเหมาะกับรูปแบบการใช้ไฟต่างกัน การเลือกผิดตั้งแต่ขั้นนี้ทำให้ทั้งโครงการไม่คุ้ม เช่น ใส่แบตเตอรี่ให้บ้านที่ใช้ไฟแค่กลางวัน หรือติด on-grid ให้บ้านที่ต้องการไฟสำรองตอนไฟดับ

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต 13 ต.ค. 2569

เปรียบเทียบระบบ สมดุลพลังงาน DC/AC coupling ขั้นตอนขนานไฟ เลือกระบบ

สรุปใน 30 วินาที

On-grid: ถูกที่สุด คืนทุนเร็ว แต่ไฟดับแล้วดับด้วย
Hybrid: on-grid + แบต + ไฟสำรอง แพงขึ้น คุ้มเมื่อใช้ไฟกลางคืนมากหรือไฟดับบ่อย
Off-grid: ไม่มีการไฟฟ้า แบตต้องพอทั้งกลางคืนและวันฝนตก ออกแบบเผื่อมาก
ต่อขนานกับการไฟฟ้าทุกกรณีต้องใช้อินเวอร์เตอร์ในรายชื่อที่การไฟฟ้ายอมรับ และแจ้ง/ขออนุญาตตามระเบียบ

เปรียบเทียบระบบหลัก พื้นฐาน

	On-grid (Grid-tie)	Hybrid	Off-grid	DC ตรง
ต่อกับการไฟฟ้า	ต่อ	ต่อ	ไม่ต่อ	ไม่ต่อ
แบตเตอรี่	ไม่มี	มี	มี (ขนาดใหญ่)	ไม่มี หรือใช้ถังน้ำแทน
ไฟดับ	ระบบหยุด	จ่ายโหลดสำรองต่อ	ไม่เกี่ยว	ไม่เกี่ยว
อุปกรณ์หลัก	อินเวอร์เตอร์ on-grid	อินเวอร์เตอร์ไฮบริด + แบต + BMS	อินเวอร์เตอร์ off-grid / ชาร์จคอนโทรลเลอร์ + แบต (+ เครื่องปั่นไฟ)	คอนโทรลเลอร์ปั๊ม / ตัวแปลง DC
ราคาต่อ kWp (เทียบ)	1×	1.6–2.5×	2–3×	0.7–1.2×
ประสิทธิภาพรวม	สูงสุด (96–98 % ที่อินเวอร์เตอร์)	สูง ยกเว้นไฟที่ผ่านแบต	ต่ำกว่า (ไฟเข้าแบตแล้วออก)	สูง
เหมาะกับ	บ้าน ร้าน โรงงาน ที่ใช้ไฟกลางวัน	บ้านใช้ไฟกลางคืน ไฟดับบ่อย ต้องการความมั่นคง	เกาะ ดอย สวน ไร่ สถานีสื่อสาร	ปั๊มน้ำเกษตร พัดลม DC ไฟส่องสว่าง

รูปแบบย่อยที่พบบ่อย

String inverter แผงหลายแผงต่ออนุกรมเป็นสตริงเข้าอินเวอร์เตอร์ตัวเดียว ราคาต่อวัตต์ต่ำ บำรุงรักษาง่าย
Micro-inverter อินเวอร์เตอร์เล็กต่อแผง 1–4 แผง แรงดัน DC ต่ำ (< 60–80 V) ปลอดภัยเรื่องไฟไหม้ DC ทนเงาบังดี แต่ราคาสูงและอุปกรณ์อยู่บนหลังคาร้อน
Power optimizer DC-DC ต่อแผง ทำ MPPT ระดับแผง ส่งไปอินเวอร์เตอร์สตริง มีฟังก์ชัน rapid shutdown
Zero export / Export limit ระบบ on-grid หรือ hybrid ที่มีมิเตอร์หรือ CT ที่จุดต่อ ลดกำลังเมื่อจะมีไฟย้อนออก ใช้เมื่อไม่ได้ขายไฟหรือหม้อแปลงรับไฟย้อนไม่ได้
Off-grid + เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (PV-diesel hybrid) ใช้เมื่อพลังงานแสงไม่พอในบางฤดู แบตเล็กลงได้มาก

สมดุลพลังงาน: ใช้เอง ส่งออก ซื้อเข้า กลาง

ทุกช่วงเวลา กำลังจากแผง โหลด และการไฟฟ้า ต้องสมดุลกันที่ตู้ไฟ ถ้ารวมทั้งปี:

S1 Energy balance at the meter สมดุลพลังงานที่จุดต่อ

E_{PV} = E_{self} + E_{export} \qquad E_{load} = E_{self} + E_{import}

S2 Self-consumption and self-sufficiency อัตราการใช้เองและการพึ่งพาตนเอง

SCR = \frac{E_{self}}{E_{PV}} \qquad SSR = \frac{E_{self}}{E_{load}}

S3 Bill saving under net billing ผลประหยัดค่าไฟแบบ net billing

\text{Saving} = E_{self}\,c_{buy} + E_{export}\,c_{sell} \qquad c_{sell} < c_{buy}

ภายใต้ net billing ไฟที่ใช้เองมีค่าเท่าค่าไฟที่ไม่ต้องซื้อ (≈ 4–4.5 บาท/หน่วยรวม Ft และ VAT) แต่ไฟส่วนเกินที่ส่งออกได้ราคารับซื้อต่ำกว่า (โครงการโซลาร์ภาคประชาชนช่วงปี 2567–2568 ใช้ 2.20 บาท/หน่วย สัญญา 10 ปี) ผลคือ ทุกหน่วยที่ใช้เองมีค่าเกือบสองเท่าของหน่วยที่ขาย การออกแบบที่ดีจึงพยายามให้ SCR สูง (ดู เลือกขนาดจากบิล)

ตัวอย่าง S-1

บ้านใช้ไฟ 600 หน่วย/เดือน ติด 5 kWp

ระบบผลิต 600 kWh/เดือน บ้านใช้ไฟช่วงมีแดด 270 kWh/เดือน ค่าไฟ 4.2 บาท/หน่วย ราคารับซื้อ 2.2 บาท/หน่วย

$E_{self} = 270$ kWh (ใช้ได้ไม่เกินโหลดกลางวัน) · $E_{export} = 600 - 270 = 330$ kWh
Saving = $270(4.2) + 330(2.2) = 1{,}134 + 726 = 1{,}860$ บาท/เดือน
SCR = 270/600 = 45 % · SSR = 270/600 = 45 %
ถ้าติดแค่ 2.9 kWp (ผลิต ≈ 326 kWh ใช้เองได้ ≈ 270) ประหยัด ≈ 1,134 + 123 = 1,257 บาท ด้วยเงินลงทุนแค่ 58 % — ผลตอบแทนต่อบาทดีกว่า แม้ประหยัดรวมน้อยกว่า

Hybrid แบบ DC-coupled กับ AC-coupled กลาง

S4 Efficiency of a conversion chain ประสิทธิภาพของห่วงโซ่การแปลง

\eta_{chain} = \prod_k \eta_k

	DC-coupled	AC-coupled
เส้นทาง PV → แบต → โหลด AC	MPPT DC-DC (0.98) → แบต (0.95) → อินเวอร์เตอร์ (0.96)	PV inverter (0.97) → battery inverter ชาร์จ (0.96) → แบต (0.95) → ดิสชาร์จ (0.96)
ประสิทธิภาพรวม	$0.98 \times 0.95 \times 0.96 \approx 0.89$	$0.97\times0.96\times0.95\times0.96 \approx 0.85$
เหมาะกับ	ระบบใหม่ทั้งชุด	เพิ่มแบตให้ระบบ on-grid ที่มีอยู่ ระบบใหญ่หลายอินเวอร์เตอร์
ข้อจำกัด	ขนาดแผงและแบตผูกกับอินเวอร์เตอร์ตัวเดียว	อุปกรณ์มากขึ้น ต้องประสานการควบคุม (frequency shifting ในโหมด off-grid)

ประสิทธิภาพต่างกันราว 4 % เฉพาะพลังงานที่ผ่านแบตเตอรี่ ส่วนพลังงานที่ใช้ตรงช่วงกลางวันผ่านการแปลงขั้นเดียวในทั้งสองแบบ

ทำไมระบบ on-grid ต้องดับเมื่อไฟดับ พื้นฐาน

ถ้าอินเวอร์เตอร์ยังจ่ายไฟเข้าสายที่การไฟฟ้าตัดออกเพื่อซ่อม ช่างที่คิดว่าสายไม่มีไฟจะถูกไฟดูด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า islanding มาตรฐานจึงกำหนดให้อินเวอร์เตอร์ตรวจจับและตัดตัวเองภายใน 2 วินาที (IEC 62116, IEEE 1547) ด้วยการเฝ้าดูแรงดันและความถี่ (passive) ร่วมกับการรบกวนเล็กน้อยเพื่อดูการตอบสนอง (active) รายละเอียดอยู่ที่ อินเวอร์เตอร์โซลาร์

ระบบ hybrid จ่ายโหลดสำรองได้เพราะมี สวิตช์ถ่ายโอน (transfer relay) ในตัวที่แยกวงจรโหลดสำรองออกจากการไฟฟ้าก่อน แล้วจึงสร้างไฟ AC เองจากแบตเตอรี่ — วงจรสำรองต้องเดินสายแยกเป็นตู้โหลดสำรอง (backup/EPS panel) ไม่ใช่ทั้งบ้าน

ขั้นตอนขออนุญาตขนานไฟในประเทศไทย พื้นฐาน

ขั้นตอนโดยทั่วไปของระบบบนหลังคาขนาดเล็ก (สรุปเพื่อให้เห็นภาพรวม รายละเอียด เอกสาร และค่าธรรมเนียมเปลี่ยนตามประกาศ ตรวจเว็บไซต์ของการไฟฟ้าและ กกพ. ฉบับล่าสุดก่อนยื่นทุกครั้ง):

ตรวจโครงสร้างหลังคา ให้วิศวกรโยธาประเมินและรับรองความแข็งแรง ระบบบนหลังคาที่พื้นที่และน้ำหนักไม่เกินเกณฑ์ที่กฎกระทรวงกำหนดสามารถใช้วิธีแจ้งต่อเจ้าพนักงานท้องถิ่นแทนการขออนุญาตดัดแปลงอาคาร
ยื่นคำขอขนานไฟ กับการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) หรือการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) ตามพื้นที่ ผ่านระบบออนไลน์ แนบแบบ single-line diagram รายการอุปกรณ์ ใบรับรองวิศวกรไฟฟ้า และใบรับรองโครงสร้าง
แจ้ง กกพ. (สำนักงานคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน) เรื่องการยกเว้นใบอนุญาตผลิตไฟฟ้าสำหรับระบบขนาดเล็ก
ติดตั้ง ด้วยอินเวอร์เตอร์ที่อยู่ในรายชื่อที่ผ่านการทดสอบของการไฟฟ้า อุปกรณ์ตามมาตรฐาน และช่างหรือวิศวกรที่มีใบอนุญาต
การไฟฟ้าตรวจและทดสอบ (เช่น ทดสอบการตัดเมื่อไฟดับ) เปลี่ยนมิเตอร์เป็นแบบวัดสองทาง (ถ้าขายไฟ) แล้วจึงเริ่มขนานไฟและนับวันซื้อขาย

ห้ามขนานไฟก่อนได้รับอนุญาต การต่อระบบ on-grid โดยไม่แจ้งการไฟฟ้า อาจผิดระเบียบ ถูกตัดไฟ หรือมีปัญหากับประกันภัยเมื่อเกิดเหตุ ระบบ zero export ก็ยังเป็นการต่อขนานและต้องปฏิบัติตามระเบียบ

โครงการขนาดใหญ่

ระบบหลังคาโรงงานและอาคารพาณิชย์ขนาดหลายร้อย kW ถึง MW: ศึกษาการเชื่อมต่อ (grid impact study) ข้อกำหนดการเชื่อมต่อระบบโครงข่ายไฟฟ้า (grid code) ระบบป้องกันที่จุดต่อ และอาจต้องขอรับใบอนุญาตผลิตไฟฟ้า
โรงไฟฟ้า (โซลาร์ฟาร์ม) ขายไฟเข้าระบบ: เข้าร่วมตามประกาศรับซื้อไฟฟ้าของรัฐ (PPA) ใบอนุญาตผลิตไฟฟ้า การใช้ที่ดิน รายงานสิ่งแวดล้อม (CoP/EIA ตามขนาด) และสัญญาซื้อขายไฟฟ้า (ดู โซลาร์ฟาร์ม)
รูปแบบธุรกิจที่พบบ่อย: ลงทุนเอง (CAPEX), เช่าระบบ, Private PPA (ผู้ลงทุนติดตั้งให้แล้วขายไฟในราคาต่ำกว่าการไฟฟ้า), ESCO

เลือกระบบให้ตรงกับการใช้ไฟ

ถ้า…	เลือก	เหตุผล
ใช้ไฟกลางวันมาก (แอร์ ร้าน สำนักงาน โรงงานกะกลางวัน)	On-grid ขนาดพอดีโหลดกลางวัน	ใช้เองเกือบ 100 % คืนทุน 4–6 ปี
ใช้ไฟกลางคืนเป็นหลัก ไม่ค่อยมีคนอยู่กลางวัน	On-grid ขนาดเล็ก หรือ Hybrid	แบตเตอรี่ช่วยย้ายพลังงาน แต่คืนทุนนานขึ้น
ไฟดับบ่อย มีอุปกรณ์สำคัญ (ตู้แช่ ปั๊มออกซิเจนบ่อปลา เครื่องมือแพทย์)	Hybrid + ตู้โหลดสำรอง	มูลค่าความมั่นคงสูงกว่าค่าไฟ
ไม่มีสายการไฟฟ้า หรือค่าเดินสายแพงมาก	Off-grid (+ เครื่องปั่นไฟสำรอง)	ถูกกว่าการพาดสายหลายกิโลเมตร
ใช้ไฟเพื่อสูบน้ำช่วงกลางวัน	ปั๊มโซลาร์ DC / VFD ต่อตรง	ถังน้ำเก็บพลังงานแทนแบต (ดู เกษตร)
หม้อแปลงหรือสัญญาไม่ให้ไฟย้อน	On-grid / Hybrid + zero export	ใช้เองล้วน ไม่ส่งออก
หลังคาหลายทิศ มีเงามาก	Micro-inverter หรือ optimizer	MPPT ระดับแผง

ประเด็นระดับปริญญาโท ขั้นสูง

Hosting capacity ของสายจำหน่ายแรงต่ำ: แรงดันเกินช่วงเที่ยง (voltage rise) เมื่อ PV หนาแน่น วิเคราะห์ด้วย load flow แก้ด้วย Volt-VAR, Volt-Watt, OLTC หรือแบตเตอรี่ชุมชน
Virtual power plant (VPP) และ demand response รวมระบบ hybrid หลายพันหลังเป็นโรงไฟฟ้าเสมือน
Microgrid ที่สลับโหมด grid-connected/islanded อย่างราบรื่น grid-forming inverter และการแบ่งโหลดด้วย droop control
Peer-to-peer energy trading ระหว่างบ้าน ทดลองในไทยหลายพื้นที่ ประเด็นด้านกฎหมายและการคิดค่าผ่านสาย (wheeling charge)

คำถามที่พบบ่อย

ระบบ On-grid ใช้ไฟได้ตอนไฟดับไหม?

ไม่ได้ อินเวอร์เตอร์ on-grid ต้องหยุดจ่ายไฟภายในเวลาที่มาตรฐานกำหนดเมื่อไฟการไฟฟ้าดับ (anti-islanding) เพื่อความปลอดภัยของช่างที่ซ่อมสายส่ง ถ้าต้องการไฟสำรองต้องใช้ระบบ hybrid ที่มีแบตเตอรี่และช่องจ่ายโหลดสำรอง (backup/EPS)

Zero export คืออะไร ต้องขออนุญาตการไฟฟ้าไหม?

Zero export คือการควบคุมไม่ให้ไฟจากโซลาร์ไหลย้อนออกสู่ระบบการไฟฟ้า โดยใช้มิเตอร์หรือ CT วัดกำลังที่จุดต่อแล้วลดกำลังอินเวอร์เตอร์ แม้ไม่ขายไฟ ระบบที่ต่อขนานกับการไฟฟ้ายังต้องแจ้งหรือขออนุญาตตามระเบียบของ กฟภ. หรือ กฟน. และใช้อินเวอร์เตอร์ที่อยู่ในรายชื่อที่การไฟฟ้ายอมรับ

Hybrid แบบ DC-coupled กับ AC-coupled ต่างกันอย่างไร?

DC-coupled ต่อแผงและแบตเตอรี่เข้าอินเวอร์เตอร์ไฮบริดตัวเดียว ชาร์จแบตจากแผงโดยตรง ประสิทธิภาพสูงกว่าและถูกกว่าสำหรับระบบใหม่ AC-coupled เพิ่มแบตเตอรี่พร้อมอินเวอร์เตอร์แบตเข้าทางฝั่ง AC เหมาะกับการเพิ่มแบตให้ระบบ on-grid เดิม แต่พลังงานผ่านการแปลงหลายขั้นกว่า