บทความนี้ผมจะอธิบายเรื่อง หน่วย Wh และ Ah ซึ่งเป็นหน่วยที่มือใหม่มักจะ งง มากที่สุด แต่ก่อนจะไปถึงตรงนั้นเรามาดูกันก่อนดีกว่าว่าทั้ง Wh และ Ah คืออะไร
ทั้งสองหน่วยมีความหมายคล้ายกัน แต่ในการใช้งานมีความแตกต่างกันเล็ก หากเทียบกับน้ำที่เราคุ้นเคยกันแล้วทั้งสองหน่วยหมายถึง ปริมาณน้ำเช่นเดียวกัน เช่นน้ำปริมาณ 1 ลิตร เป็นต้น การใช้หน่วยสองหน่วยนี้แตกต่างกันอย่างไรผมจะอธิบายให้ฟังครับ
สารบัญ
บทความต่อไปนี้ ผมสรุปมาจากคลิปด้านล่างครับ ใครขี้เกียจอ่านก็ฟังในคลิปเอานะ ใครอยากฟังใน Youtube ไปที่ “แบตเตอรี่ Wh และ Ah คืออะไรในงานโซล่าเซลล์ off-grid”
ถ้าใครคิดว่ามีประโยชน์ อยากสนับสนุน ฟังสาระดีๆ ช่วยกด Like กด Share กด Subscribe
“Energy for Dummies” ให้ผมด้วยนะ
Wh และ Ah คืออะไร
Wh คือ W x hours ส่วน Ah ก็คือ Amp x hours ซึ่งทั้งสองหน่วยมันก็คือหน่วยวัดปริมาณไฟฟ้าที่เราใช้นั่นเอง เช่น เราใช้ไฟกระแส 5 Amp เป็นเวลา 10 ชั่วโมง ก็คือเราใช้ไฟฟ้าทั้งหมด 5 Amp x 10 hours = 50Ah นั่นเองครับ แต่เราจะสังเกตุว่าโดยมากเราจะใช้ Ah กับแบตเตอรี่มากกว่า
ตัวอย่างเช่น เราต้องการแบตเตอรี่ 1 ชุดที่สามารถจ่ายไฟให้แอร์ขนาด 600W เป็นระยะเวลา 5 ชั่วโมง จะได้ว่าต้องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด 600W x 5 hours = 3,000Wh แต่เราอาจจะเอาเลขนี้มาใช้ทันทีไม่ได้นะ ต้องมีขั้นตอนเพิ่มอีกเล็กน้อยในการคำนวณขนาดแบตเตอรี่ ถ้าใครอยากรู้ว่าทำยังไงโดยละเอียดให้ไปดูที่ “ขั้นตอนการคำนวณ ออกแบบระบบโซล่าเซลล์ off-grid”
แต่เอาเป็นว่าเราใช้เลขนี้ก่อนเพื่อความง่ายต่อการเข้าใจ สมมติว่าเราต้องใช้แบตเตอรี่ขนาด 3,000Wh ซึ่งโดยปกติใครที่อยู่ในวงการ หรือไปร้านแบตเตอรี่ เรามักจะไม่ค่อยได้ยินคนพูดว่า “ต้องการซื้อแบต 3,000Wh” เหตุผลเป็นเพราะอะไรกัน?
สาเหตุที่คนส่วนมากไม่ค่อยใช้หน่วย Wh สำหรับแบตเตอรี่ เนื่องจากความแตกต่างของ Voltage ของระบบ รวมถึงความแตกต่างของ Voltage ของแบตเตอรี่แต่ละชนิด มีความแตกต่างกันเป็นสาเหตุทำให้ค่า Wh ไม่สามารถบอกอะไรได้มากนัก เราจึงมักจะใช้หน่วย Ah แทน เช่นขอซื้อแบตเตอรี่ 125Ah 8 ก้อน แบบนี้มากกว่า
พอเราเอา 8 ก้อนนี้มาต่ออนุกรมกัน ก็จะเรียกแบตเตอรี่แพค (Battery pack) ขนาด 8S 125Ah ถ้าเอามาต่อขนาน เราก็จะเรียกแบตเตอรี่แพคนี้ว่าแบตเตอรี่ 1S 1,000 Ah ซึ่งทั้งสองอย่างมันก็คือแบตเตอรี่ที่มีความจุประมาณ 3,000Wh นั่นแหละ
แต่อย่างตัวอย่างแบตลิเธียมฟอสเฟต 1 เซลล์ จะมีค่า Voltage อยู่ที่ประมาณ 3.2V ดังนั้นหากเราต่อแบตเตอรี่แพคขนาด 1S 1000Ah แสดงว่าระบบของเราต้องการแรงดันไม่เกินราวๆ 2.5-3.2V ซึ่งเรามักไม่เห็นระบบไฟฟ้าที่ต้องการแรงดันเท่านี้ซักเท่าไหร่ โดยส่วนมากระบบที่เรามักจะเห็นในงานโซล่าร์ก็จะเป็น 12V (4S) 24V (8S) 48V (16S) หรือมากกว่านั้นขึ้นไป
แบตเตอรี่ 125Ah 8 ก้อน ต่ออนุกรมกันเรียกว่า แบตเตอรี่ 8S 125Ah หากต่อขนานกันทั้งหมดจะเรียกว่า 1S 1,000Ah
การคำนวณหา Ah จาก Wh
มาดูตัวอย่างจริงกันดีกว่าว่า แล้วถ้าเราคำนวณการใช้ไฟฟ้าของเราออกมาได้หน่วยเป็น Wh เราจะแปลงเป็นหน่วย Ah เพื่อเอาไปซื้อแบตเตอรี่ได้ยังไง
ตัวอย่างเช่นเราคำนวณการใช้ไฟของเรา ได้ข้อสรุปว่าเราต้องใช้แบตเตอรี่ 3,000Wh ในขณะที่เราใช้ระบบ 24V ดังนั้นหากเรียกเป็น Ah เราจะเอา 3000Wh / 24V = 125Ah ซึ่งหมายความว่าเราใช้แบตลิเธียมฟอสเฟตขนาด 125Ah ต่ออนุกรมกัน 8 ก้อน (ก้อนละ 3.2V x 8 = 25.6V) เราจะเรียกมันว่าแบตเตอรี่ 8S 125Ah เราก็ซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมฟอสเฟต 125Ah มาทั้งหมด 8 ก้อน แล้วเอามาต่ออนุกรมกัน เราก็จะสามารถใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า 24V ได้แล้วครับ
แบตเตอรี่ 3,000Wh ระบบ 24V = 3,000Wh/24V = 125Ah ทั้งหมด 8 ก้อน
ทำไมต้องใช้ Ah
จากด้านบนถือว่าเพียงพอต่อการใช้งานจริงแล้วนะครับ แต่หากสงสัยว่าทำไมเค้าไม่เรียกเป็น Wh ทำไมเค้าต้องใช้เป็น Ah ผมจะอธิบายให้ต่อจากนี้นะ ถ้าใครไม่ได้สนใจก็จำวิธีด้านบนแล้วข้ามไปได้เลยนะ
กลับมาว่าทำไมเราต้องใช้ Ah สาเหตุเนื่องจากว่า ปกติแบตเตอรี่ทั่วๆไป จะมีสเปคที่แตกต่างกัน อย่างเช่น แบตก้อนนี้สามารถดึงไฟได้ 2C
ทีนี้คำถามต่อมาคือตัว C คืออะไรกัน? C ในความหมายตรงนี้คือ “กระแสไฟที่ใช้แล้วทำให้แบตก้อนนั้นๆหมดภายใน 1 ชั่วโมง” ผมขออธิบายด้วยตัวอย่างน่าจะเข้าใจง่ายกว่า
แบตเตอรี่มักบอกสเป็คเป็น Max discharge rate 2C, Max charge rate 0.33C
ตัวอย่างของการใช้ค่า C rate เช่น แบตของเรา 8S 125Ah ตัว C ของแบตเตอรี่ทั้งชุดนี้จะเป็น 125A ก็คือหากเราใช้ไฟฟ้าด้วยกระแส 125A แบตเตอรี่ชุดนี้จะหมดภายใน 1 ชั่วโมง (พยายามทำความเข้าใจตรงนี้นะครับ)
ดังนั้น สเปคแบตมันบอกว่าเราสามารถดึงไฟออกมาได้ในอัตรา 2C ความหมายคือ เราสามารถดึงไฟออกมาจากแบตเตอรี่ชุดที่เราประกอบขึ้นนี้ได้ 125A x 2 = 250A โดยไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียหายนั่นเอง
แบตของเรา 125Ah ค่า C จะเท่ากับ 125A ดังนั้นหากสเป็คแบตเตอรี่ 2C แบตของเราจะสามารถใช้ด้วยกระแส 250A โดยไม่เป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่
หากเราประมาณขนาดระบบได้อย่างเหมาะสม เลือกใช้แรงดันที่เหมาะสมกับขนาดการใช้งาน และ กะขนาด inverter อย่างถูกต้องตามบทถัดไป โดยมากกระแสที่เราดึงจากแบตเตอรี่มักจะไม่ค่อยเกิน สเปคของแบตเตอรี่อยู่แล้ว
ผมเข้าใจว่าหลายคนก็อาจจะยังกังวลอยู่ แต่ก็ไม่อยากมานั่งวุ่นวายในการประมาณขนาดระบบให้ยุ่งยาก ทางแก้อีกวิธีหนึ่งคือ ให้เราเลือกใช้แบต 8S 125Ah ตามที่คำนวณได้นั่นแหละ แต่เราแค่ใส่ฟิวส์เพิ่มเข้าไปเท่านั้นเอง
ซึ่งในการออกแบบตรงนี้จะมีข้อจำกัดตรงที่เราจะต้องดูขนาดฟิวส์ที่เหมาะสมกับขนาดของสายไฟด้วย ดังนั้นการคำนวณขนาดสายไฟจึงเป็นเรื่องที่สำคัญเช่นกัน
สรุป
จากบทความทั้งหมดเรา เราพอจะทราบว่า Ah คืออะไร ซึ่งหากพูดง่ายๆ Ah ก็เหมือน Wh แต่เรามักใช้ Ah กับแบตเตอรี่เพื่อที่เราจะดูกำลังไฟสูงสุดที่เราดึงได้นั่นเอง
เราแค่หาขนาดแบตเตอรี่ Ah ที่เราต้องใช้ และจำนวนแบตเตอรี่ เท่านี้ก็ถือว่าเพียงพอ ทีเหลือก็ให้เราคำนวณขนาดฟิวส์ที่ใส่ในระบบให้ถูกต้องเท่านั้นครับ