ความแตกต่างระหว่างระบบโฟโตวอลตาอิคแบบรวมศูนย์และระบบโฟโตวอลตาอิคแบบกระจายคืออะไร?

ด้วยการใช้พลังงานสะอาดที่แพร่หลายไปทั่วโลก เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) จึงกลายเป็นเทคโนโลยีชั้นนำ ปัจจุบันมีรูปแบบการใช้งานหลักอยู่สองรูปแบบ ได้แก่ ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์และระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายศูนย์ บทความนี้จะเปรียบเทียบและวิเคราะห์ความแตกต่างและข้อดีของทั้งสองระบบนี้ โดยอ้างอิงจากข้อมูลล่าสุดและแนวโน้มทั่วโลก

1. ความหมายและมาตราส่วน

ระบบ PV แบบรวมศูนย์เป็นการติดตั้งขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกล เช่น ทะเลทรายหรือดินแดนรกร้าง ซึ่งมีทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์มากมายและต้นทุนที่ดินต่ำ โดยมีกำลังการผลิตที่ติดตั้งตั้งแต่สิบเมกะวัตต์ไปจนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์

ระบบ PV แบบกระจายเป็นระบบติดตั้งขนาดกลางถึงเล็ก โดยทั่วไปจะตั้งอยู่ใกล้กับศูนย์โหลด เช่น หลังคาบ้าน โรงงาน หรือคลังสินค้า โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งโดยทั่วไปตั้งแต่กิโลวัตต์ไปจนถึงเมกะวัตต์

2. การเชื่อมต่อกริดและระยะการส่งข้อมูล  

ระบบ PV แบบกระจายเชื่อมต่อกันผ่านเครือข่ายจำหน่ายแรงดันต่ำหรือแรงดันปานกลาง ช่วยให้ใช้พลังงานในพื้นที่ได้โดยมีการสูญเสียในการส่งต่ำ

ระบบ PV แบบรวมศูนย์เชื่อมต่อกับเครือข่ายส่งไฟฟ้าแรงสูง ส่งไฟฟ้าในระยะทางไกลซึ่งมีการสูญเสียในการส่งสูง

3. การลงทุน การก่อสร้าง และการบำรุงรักษา  

ระบบ PV แบบกระจายมีข้อดีหลายประการ เช่น การลงทุนเริ่มต้นต่ำ ระยะเวลาคืนทุนสั้น การใช้งานที่ยืดหยุ่น และการบำรุงรักษาที่ง่ายดาย โดยผู้ใช้ปลายทางหรือผู้ให้บริการสามารถจัดการได้

ระบบ PV แบบรวมศูนย์ต้องมีการลงทุนจำนวนมากและโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน (สถานีย่อย ห้องอินเวอร์เตอร์ สวิตช์เกียร์ ฯลฯ) ซึ่งมีข้อกำหนดการจัดการทางเทคนิคที่สูงกว่า

4. ประสิทธิภาพพลังงานและการสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้า

ระบบ PV แบบกระจายรองรับการใช้ไฟฟ้าในพื้นที่ทันที ลดขยะจากการส่งไฟฟ้า และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

PV แบบรวมศูนย์ใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาดและความสามารถในการควบคุมที่เหนือกว่าเพื่อรองรับการควบคุมพลังงานปฏิกิริยาและการควบคุมความถี่ของกริดได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

5. ความท้าทายทางเทคนิคและผลกระทบต่อกริด

ระบบ PV แบบกระจายต้องเผชิญกับความท้าทาย เช่น การไหลของพลังงานย้อนกลับ ความผันผวนของเอาต์พุตอย่างรวดเร็ว และปัญหาด้านเสถียรภาพ ซึ่งต้องใช้ระบบควบคุมกริดที่ได้รับการปรับปรุง

PV แบบรวมศูนย์ต้องเผชิญกับต้นทุนในการส่งที่สูง การสูญเสียในการส่งระยะไกล และข้อกำหนดการเชื่อมต่อกริดที่เข้มงวด รวมถึงความสามารถในการรองรับแรงดันไฟต่ำ (LVRT)

6. แนวโน้มการปรับใช้ทั่วโลก  

ณ ปี 2023 กำลังการติดตั้งระบบ PV แบบกระจายของออสเตรเลีย (ประมาณ 23,169 เมกะวัตต์) เกินกว่า PV แบบรวมศูนย์ (ประมาณ 11,016 เมกะวัตต์) มาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความโดดเด่นที่เพิ่มมากขึ้นของการผลิตแบบกระจาย

ในบราซิล เมื่อสิ้นปี 2022 กำลังการผลิตติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบ PV ทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 27 กิกะวัตต์ โดยแผงโซลาร์เซลล์แบบกระจายอยู่ที่ประมาณ 18.8 กิกะวัตต์ และแผงโซลาร์เซลล์แบบรวมศูนย์อยู่ที่ประมาณ 8.2 กิกะวัตต์

โดยสรุป ระบบ PV แบบรวมศูนย์และระบบ PV แบบกระจายศูนย์ต่างก็มีข้อดีและข้อจำกัดเฉพาะตัว ระบบ PV แบบรวมศูนย์มีความโดดเด่นในด้านการควบคุมจากส่วนกลางขนาดใหญ่และการรองรับโครงข่ายไฟฟ้า ในขณะที่ระบบ PV แบบกระจายศูนย์มีความยืดหยุ่น ประสิทธิภาพในพื้นที่สูง และผลตอบแทนที่รวดเร็ว บทบาทที่เสริมกันของทั้งสองระบบจะร่วมกันขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านระดับโลกไปสู่อนาคตพลังงานสะอาดที่ยืดหยุ่น