แบตเตอรี่ติดตั้งบนผนังประหยัดพื้นที่สำหรับการเก็บพลังงานในบ้านได้จริงหรือไม่

แบตเตอรี่ติดผนังคืออะไร และทำงานอย่างไรในการจัดเก็บพลังงานในบ้าน?

คำจำกัดความและหน้าที่ของระบบแบตเตอรี่ติดผนัง

แบตเตอรี่แบบติดตั้งบนผนังโดยพื้นฐานเป็นระบบที่ใช้เทคโนโลยีลิเธียมในการจัดเก็บพลังงาน ออกแบบมาให้ติดตั้งในแนวตั้ง ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่บนพื้นได้อย่างมาก ขณะเดียวกันยังคงให้เจ้าของบ้านสามารถใช้งานพลังงานสำรองที่เชื่อถือได้ในเวลาที่จำเป็นมากที่สุด ระบบดังกล่าวทำงานโดยการจัดเก็บไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์หรือโดยตรงจากสายส่งไฟฟ้า จากนั้นจึงปล่อยพลังงานออกมาเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ หรือเมื่ออัตราค่าไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นในช่วงเวลาเร่งด่วน แบบจำลองส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้เทคโนโลยีลิเธียมเฟอร์ไรต์ฟอสเฟต (LiFePO4) หรือลิเธียมไอออนมาตรฐาน ซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่ดีกว่าและมีความปลอดภัยที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบตะกั่วกรดที่ใช้กันในอดีต โซลูชันที่ติดตั้งบนผนังนี้มีสองวัตถุประสงค์หลัก ประการแรก ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงาน โดยการเก็บพลังงานที่ถูกกว่าในช่วงเวลากลางคืนไว้ใช้ในช่วงกลางวันที่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า และประการที่สอง ให้พลังงานสำรองฉุกเฉินในช่วงที่ไฟฟ้าดับ ตามข้อมูลล่าสุดจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ที่เผยแพร่ในปี 2023 ระบุว่าแบบจำลองปัจจุบันสามารถให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแบบรอบที่ 90% ถึง 95% ซึ่งถือว่ามีประสิทธิภาพโดยรวมค่อนข้างสูง

ชิ้นส่วนหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมติดตั้งบนผนังสำหรับใช้ในบ้าน

องค์ประกอบหลัก 4 ประการที่กำหนดระบบนี้:

1. เซลล์ลิเธียม-ไอออน — หน่วยจัดเก็บพลังงานที่มีความจุสูง รองรับการชาร์จ-ปล่อยไฟฟ้าได้ 3,000—6,000 รอบ
2. ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) — ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และระดับการชาร์จ เพื่อป้องกันการร้อนเกินและยืดอายุการใช้งาน
3. อินเวอร์เตอร์ไฮบริด — เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับใช้ในบ้าน พร้อมจัดการการเชื่อมต่อจากแผงโซลาร์เซลล์และระบบไฟฟ้าของเทศบาลอย่างราบรื่น
4. ตัวเครื่องติดตั้งบนผนัง — ตัวเครื่องทนไฟพร้อมคุณสมบัติระบายความร้อน และชุดอุปกรณ์ยึดติดตั้งที่มั่นคง ออกแบบมาเพื่อการติดตั้งภายในอาคาร

การเชื่อมต่อกับแผงโซลาร์เซลล์และระบบจัดการพลังงานในบ้านอัจฉริยะ

ระบบแบตเตอรี่แบบติดตั้งบนผนังในปัจจุบันสามารถทำงานประสานกับแผงโซลาร์เซลล์ได้ค่อนข้างดี ช่วยกักเก็บไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตจากดวงอาทิตย์ซึ่งมิฉะนั้นจะถูกส่งกลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้า โมเดลที่ออกใหม่บางรุ่นมาพร้อมซอฟต์แวร์อัจฉริยะที่ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ซึ่งสามารถเรียนรู้พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของครอบครัวในแต่ละวัน ช่วยให้กำหนดได้ว่าควรปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ออกมาเมื่อใด เพื่อให้เจ้าของบ้านได้รับประโยชน์สูงสุดจากพลังงานที่ผลิตขึ้นด้วยตนเอง ยกตัวอย่างเช่น การติดตั้งระบบมาตรฐานที่มีความจุในการเก็บพลังงานประมาณ 10 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ทำงานร่วมกับระบบโซลาร์ขนาด 6 กิโลวัตต์ จากการศึกษาล่าสุดของ NREL ในปี 2023 ระบุว่า การรวมกันเช่นนี้สามารถลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอกได้ระหว่างสองในสามถึงสี่ในห้าในพื้นที่ที่มีแสงแดดเพียงพอ เมื่อเชื่อมต่อกับระบบบ้านอัจฉริยะ (Smart Home) ในปัจจุบัน แบตเตอรี่เหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถติดตามการใช้พลังงานผ่านโทรศัพท์มือถือ หรือแม้กระทั่งกำหนดว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าใดควรได้รับการจัดลำดับความสำคัญเป็นอันดับแรกในช่วงที่ไฟฟ้าดับ โดยใช้คำสั่งเสียงที่เรียบง่าย

ข้อดีในการประหยัดพื้นที่ของระบบแบตเตอรี่แบบติดตั้งบนผนังในบ้านเรือน

เพิ่มประสิทธิภาพภายในบ้านด้วยการออกแบบติดตั้งบนผนังที่มีขนาดกะทัดรัด

การติดตั้งแบตเตอรี่บนผนังสามารถประหยัดพื้นที่ได้ประมาณ 42% เมื่อเทียบกับตัวเครื่องแบบตั้งพื้นขนาดใหญ่ตามการวิจัยของ NREL ในปี 2023 ผู้เป็นเจ้าของบ้านสามารถใช้พื้นที่แนวตั้งที่ว่างเปล่าให้เกิดประโยชน์ ระบบแบตเตอรี่แบบติดผนังมีขนาดบางมาก โดยทั่วไปมีความลึกไม่เกิน 8 นิ้ว สามารถติดตั้งเข้ากับโครงสร้างผนังได้โดยตรง จึงไม่ต้องกังวลเรื่องการขวางทางเดินหรือจัดเฟอร์นิเจอร์ในห้องนั่งเล่นใหม่ ความจุของระบบมีตั้งแต่ 5 ถึง 15 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานให้ไฟติดอยู่ ตู้เย็นทำงาน และบางครั้งอาจชาร์จอุปกรณ์ต่างๆ ได้แม้ในกรณีที่ระบบไฟฟ้าดับลงอย่างไม่คาดคิด

แบบตั้งพื้น vs. แบบติดผนัง: การเปรียบเทียบสำหรับบ้านขนาดเล็กและบ้านในเมือง

คุณลักษณะ	ติดผนัง	ตั้งบนพื้น
พื้นที่ติดตั้ง	2-4 ตารางฟุต	10-15 ตารางฟุต
ความสามารถในการปรับขนาด	การซ้อนกันในแนวตั้ง	การขยายแนวนอน
ผลกระทบด้านความสวยงาม	แผงติดผนังที่เรียบง่าย	ตู้แบบอุตสาหกรรม
การเข้าถึง	ระดับความสูง 6-7 ฟุต	การเข้าถึงระดับพื้นดิน

เจ้าของบ้านในเมืองโตเกียวที่พักอาศัยในอพาร์ตเมนต์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ได้ถึง 92% โดยการแทนที่ระบบขนาดใหญ่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมแบบติดผนังที่ใช้คู่กับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ (รายงานพลังงาน JREPP 2023)

ตัวอย่างจริง: เจ้าของบ้านในเมืองเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ด้วยการติดตั้งระบบบนผนัง

ลองดูตัวอย่างล่าสุดของการปรับปรุงบ้านขนาดเล็กในย่านเซาท์เอนด์ของเมืองบอสตัน เป็นตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่าระบบติดผนังช่วยประหยัดพื้นที่ได้อย่างไร เจ้าของบ้านสามารถติดตั้งแบตเตอรี่ Tesla Powerwall ขนาด 12 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ภายในบ้านแถวที่มีพื้นที่ใช้สอยเพียง 900 ตารางฟุต และยังเหลือพื้นที่อีก 18 ตารางฟุตไว้ใช้งานจริง ซึ่งเพียงพอสำหรับการจัดวางโต๊ะทำงานที่เหมาะสม โดยไม่ต้องแลกกับความสามารถในการสำรองไฟฉุกเฉิน ช่างเทคนิคภาคสนามที่ทำงานในโครงการลักษณะเดียวกันนี้ พบว่าเวลาในการติดตั้งลดลงประมาณ 37% เมื่อจัดการกับระบบที่มีขนาดกะทัดรัดเช่นนี้ การทำงานในพื้นที่จำกัดใช้เวลาน้อยลง และงานโดยรวมก็เสร็จเร็วขึ้น เนื่องจากระบบติดตั้งบนผนังได้ง่ายกว่า แทนที่จะวางกินพื้นที่ภายในห้อง

ข้อดีด้านการติดตั้ง ความปลอดภัย และความสวยงามของแบตเตอรี่แบบติดผนัง

ข้อกำหนดโครงสร้างและด้านความปลอดภัยสำหรับการติดตั้งแบตเตอรี่บนผนังอย่างมั่นคง

ระบบแบตเตอรี่แบบติดผนังจำเป็นต้องใช้ผนังที่สามารถรับน้ำหนักได้ 50—100 ปอนด์ขึ้นไป (NEC 2023) โดยติดตั้งให้ยึดเข้ากับโครงสร้างตัวบ้าน ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยหลักๆ ได้แก่

• ระยะห่างอย่างน้อย 36 นิ้ว จากหน้าต่างและทางออก เพื่อการเข้าถึงกรณีฉุกเฉิน
• วัสดุแผ่นรองที่ไม่ลุกลามไฟ เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยจากไฟไหม้ UL 9540
• ติดตั้งเบรกเกอร์เฉพาะทางและเดินสายแบบคอนดูทตามข้อกำหนดทางไฟฟ้าในท้องถิ่น

การปฏิบัติตามข้อกำหนดช่วยลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ลง 72% เมื่อเทียบกับการติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง (NFPA 2023) ดีไซน์แบบโมดูลาร์ช่วยให้สามารถติดตั้งเพิ่มเติมในบ้านที่มีอยู่เดิมได้ถึง 85% โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างใหญ่

การติดตั้งในระดับสูงเพื่อเพิ่มความปลอดภัยในบ้านที่มีเด็กหรือสัตว์เลี้ยง

การติดตั้งแบตเตอรี่ในระดับความสูง 48—60 นิ้ว จากพื้นช่วยลดความเสี่ยงจากการสัมผัสของเด็กและสัตว์เลี้ยงลงถึง 92% (คณะกรรมการความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค ปี 2022) ระดับความสูงนี้:

• ป้องกันการสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจกับขั้วไฟฟ้า
• ช่วยให้ตรวจสอบด้วยสายตาได้ง่าย โดยไม่ต้องใช้บันได
• ลดการสัมผัสน้ำท่วมในชั้นใต้ดินลงถึง 67%

การรับรองความปลอดภัย เช่น มาตรฐาน IEC 62619 กำหนดให้ต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรง ทนต่อแรงดันข้างได้ 200 ปอนด์ เพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานในเขตแผ่นดินไหว

ดีไซน์ทันสมัยและผสานเข้ากับการออกแบบภายในบ้านพักอาศัยได้อย่างกลมกลืน

แบตเตอรี่ติดตั้งบนผนังแบบทันสมัย มีขนาดกะทัดรัด (ลึก 3.5 - 5.5 นิ้ว) และแผ่นปิดหน้าสามารถปรับแต่งได้ เพื่อให้เข้ากับวัสดุตกแต่งภายใน จากการสำรวจในปี 2023 วารสารวิศวกรรมสถาปัตยกรรม พบว่า

• 65% ของเจ้าของบ้านชอบสีด้านดำหรือลายโลหะแบบแปรงเงา
• 78% มองว่าดีไซน์สี่เหลี่ยมเรียบ ดูไม่เด่นเป็นพิเศษ ("visually neutral")
• ไฟแสดงสถานะแบบ LED ที่ออกแบบไว้ภายในตัวเครื่อง ช่วยลดความรู้สึกเชิงเทคนิคลง 41%

สามารถติดตั้งแบบเรียบเสมอกับอินเตอร์เฟซบ้านอัจฉริยะ ช่วยให้ตรวจสอบพลังงานได้อย่างสะดวกโดยไม่กระทบต่อบรรยากาศของห้อง

อนาคตของแบตเตอรี่ติดตั้งบนผนังในระบบพลังงานสะอาดสำหรับที่อยู่อาศัย

แนวโน้มของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ติดผนังที่บางเฉียบ อัจฉริยะ และขยายระบบได้

ปัจจุบัน โซลูชันการเก็บพลังงานสำหรับที่อยู่อาศัยมีความบางลง มีความอัจฉริยะมากขึ้น และสามารถปรับใช้ได้หลากหลายมากขึ้น บริษัทชั้นนำในอุตสาหกรรมเริ่มผลิตตู้สำหรับแบตเตอรี่ที่แคบลงประมาณร้อยละ 20 เมื่อเทียบกับข้อมูลในรายงานแนวโน้มการจัดเก็บพลังงานปี 2025 แต่ยังคงให้กำลังการจัดเก็บพลังงานอยู่ที่ประมาณ 10 ถึง 15 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ขนาดเล็ก ระบบเหล่านี้มาพร้อมเครื่องมือปรับแต่งแบบเรียลไทม์ที่ทำงานร่วมกับแพลตฟอร์มบ้านอัจฉริยะโดยตรง ซึ่งในทางปฏิบัติ หมายความว่า AI สามารถปรับสมดุลการใช้ไฟฟ้าในเครื่องใช้ต่าง ๆ ได้ ช่วยลดการพึ่งพาไฟฟ้าจากกริดหลักลงได้ประมาณร้อยละ 35 ถึง 40 ในระยะยาว

การจับคู่แบตเตอรี่ติดผนังกับพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้ได้พลังงานที่มีเสถียรภาพ

ปัจจุบัน ผู้คนที่อาศัยอยู่ในเมืองและติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์สามารถบรรลุระดับการพึ่งพาตนเองด้านพลังงานได้ราว 92% หากพวกเขาใช้ระบบขนาด 8 ถึง 12 กิโลวัตต์ร่วมกับชุดแบตเตอรี่แบบติดตั้งบนผนัง ตามที่ปรากฏในงานวิจัยล่าสุดปี 2024 ชุดอุปกรณ์ทั้งหมดนี้สามารถแก้ปัญหาแสงอาทิตย์ที่ไม่สม่ำเสมอได้ค่อนข้างดี แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถจัดการพลังงานในช่วงเวลากลางคืนได้ประมาณ 86% ของความต้องการของครัวเรือนทั่วไปที่มีขนาดบ้านเฉลี่ย สำหรับแนวโน้มในอนาคต ระบบที่ใหม่กว่าอาจมีอินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางติดตั้งมาในตัวจากโรงงานเลย ซึ่งหมายความว่าเจ้าของบ้านอาจสามารถส่งพลังงานส่วนเกินกลับไปยังบริษัทไฟฟ้าท้องถิ่นได้โดยไม่ต้องซื้ออุปกรณ์เพิ่มเติมแยกต่างหาก ถือเป็นความก้าวหน้าที่ดูเหมือนวิทยาศาสตร์บันเทิงคดีเมื่อไม่กี่ปีก่อน

นวัตกรรมระบบจัดเก็บพื้นที่แบบประหยัดพื้นที่สำหรับที่อยู่อาศัยในเมืองและบ้านขนาดกะทัดรัด

ประชากรที่เพิ่มขึ้นในศูนย์กลางเมืองส่งผลให้การติดตั้งแบตเตอรี่ในแนวตั้งเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา โดยเพิ่มขึ้นประมาณ 220% ตั้งแต่ปี 2022 หากพิจารณาจากตัวเลขที่มี ระบบแบตเตอรี่แบบซ้อนกันใหม่เหล่านี้ช่วยให้ผู้คนที่อาศัยอยู่ในอพาร์ตเมนต์สามารถขยายการเก็บพลังงานไฟฟ้าได้ในแนวตั้งแทนแนวนอน แต่ละโมดูลมีขนาดประมาณ 30 x 60 เซนติเมตร และมีกำลังไฟฟ้า 2.4 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานในพื้นที่อพาร์ตเมนต์ขนาด 65 ตารางเมตร ได้ประมาณครึ่งวัน สิ่งสำคัญที่สุดคือ แบตเตอรี่เหล่านี้ถูกหุ้มด้วยโพลิเมอร์ที่ทนไฟ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยระหว่างประเทศหลักๆ แทบทั้งหมดสำหรับอาคารสูง ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในอาคารชุดที่มีหลายครอบครัวอาศัยร่วมกัน

การสร้างสมดุลระหว่างความจุพลังงานสูงกับพื้นที่ใช้สอยที่น้อยที่สุด: ความท้าทายของอุตสาหกรรม

แบตเตอรี่ติดตั้งบนผนังในปัจจุบันมีค่าความหนาแน่นพลังงานอยู่ที่ประมาณ 180 ถึง 200 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม แต่บริษัทต่าง ๆ กำลังพยายามพัฒนาให้เพิ่มขึ้นเป็น 300 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมภายในปี 2027 โดยใช้วัสดุคอมโพสิตกราฟีนใหม่ โดยไม่เพิ่มขนาดของอุปกรณ์ ในขณะเดียวกัน คนส่วนใหญ่ต้องการให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น และนำกลับมาใช้ซ้ำได้ง่ายขึ้น ความสนใจในประเด็นนี้มีอยู่ในกลุ่มผู้บริโภคสูงถึง 8 ใน 10 คน ซึ่งส่งผลให้วิศวกรมองหาการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าแบบโคบอลต์ดั้งเดิม มาใช้เทคโนโลยีเคมีแบบเหล็กฟอสเฟตในแบบใหม่ ซึ่งพบได้ในแบตเตอรี่ใหม่ประมาณ 4 ใน 5 รุ่นในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้สิ่งต่าง ๆ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นโดยรวม และยังลดความเสี่ยงเรื่องการเกิดเพลิงไหม้ที่เคยเกิดขึ้นจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นเก่า ๆ ด้วย

คำถามที่พบบ่อย

แบตเตอรี่ติดผนังใช้ทำอะไร

แบตเตอรี่ติดผนังทำหน้าที่เก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้า เพื่อให้ใช้งานเป็นพลังงานสำรองในช่วงที่ไฟฟ้าดับ และช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าโดยการเก็บพลังงานในช่วงที่มีค่าไฟฟ้าถูกกว่าช่วงเวลาอื่น (ช่วง Off-peak)

องค์ประกอบหลักของระบบแบตเตอรี่ติดผนังคืออะไร

ระบบทั่วไปมักประกอบด้วยเซลล์ลิเธียม-ไอออน ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) อินเวอร์เตอร์แบบไฮบริด และตู้ติดตั้งบนผนังที่ผ่านการรับรองด้านการป้องกันไฟไหม้

แบตเตอรี่ติดผนังทำงานร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร

อุปกรณ์จะทำงานประสานกับแผงโซลาร์เพื่อดักจับพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกิน โมเดลบางชนิดที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถเรียนรู้รูปแบบการใช้พลังงานเพื่อปล่อยพลังงานออกมาให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

แบตเตอรี่ติดผนังมีข้อดีด้านการประหยัดพื้นที่อย่างไร

ช่วยประหยัดพื้นที่ติดตั้งได้มากกว่าระบบตั้งพื้นประมาณ 42% และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพภายในอาคารด้วยการออกแบบที่เรียบง่ายและลงตัว

แบตเตอรี่ติดผนังมีความปลอดภัยหรือไม่

มีความปลอดภัย เนื่องจากติดตั้งตามมาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนด ต้องการการรองรับโครงสร้างจากผนัง และลดความเสี่ยงเมื่อติดตั้งในระดับสูงเพื่อป้องกันการสัมผัสของเด็กหรือสัตว์เลี้ยง