Analysis of Home Microgrid System in Grid-Connected PV-Battery for Electric Vehicle Charging and Electricity Trading
โดย ณัฐพงษ์ บุญราช
ปี 2565
บทคัดย่อ
วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการวิเคราะห์ระบบไมโครกริดสำหรับบ้านพักอาศัยเพื่อรองรับการอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าและการซื้อขายไฟฟ้า โดยจำลองผ่านโปรแกรม PVsyst สำหรับระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยแสงอาทิตย์บนหลังคาขนาด 15.87 kWp ของบ้านพักอาศัยที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้ามากกว่า150 kWh/เดือน และใช้โปรแกรม Homer Grid เพื่อเปรียบเทียบค่าพลังงานการอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าแบบเร็วและแบบปกติ เพื่อแสดงผลเปรียบเทียบค่าพลังงานที่ผลิตได้จากระบบไมโครกริด
การวิเคราะห์ค่าพลังงานที่ผลิตได้จากระบบไมโครกริดของยานยนต์ไฟฟ้า 4 ยี่ห้อ ที่มีกำลังเครื่องยนต์ 105 kW , 110 kW, 120 kW และ 110 kW ตามลำดับ โดยจำลองการอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าช่วงเวลา 20.00 น. และวิเคราะห์ผลด้านการเงินการลงทุนโดยเลือกใช้ระบบอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าแบบเร็วสำหรับหัวชาร์จขนาด 120 kW ในการวิเคราะห์จุดคุ้มทุน มูลค่าปัจจุบันสุทธิ และระยะเวลาคืนทุน
ผลการศึกษาพบว่าพลังงานที่ใช้ในการอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าแบบเร็วและแบบปกติโดยใช้โปรแกรมจำลอง Homer Grid สำหรับการอัดประจุเฉลี่ย 8 kWh/วัน หรือคิดเป็นระยะทางที่รถยนต์ไฟฟ้าวิ่ง 23,000 km/ปี โดยกำหนดเวลาอัดประจุ 20 นาที ในช่วงเวลา 20.00 น. สามารถเปรียบเทียบค่าพลังงานที่ใช้ในการอัดประจุยานยนต์ไฟฟ้าทั้ง 4 ยี่ห้อ พบว่ายานยนต์ไฟฟ้ายี่ห้อที่ 2 ใช้พลังงานมากที่สุดในการอัดประจุแบบเร็วโดยมีค่าพลังงานอัดประจุเท่ากับ 3,096 kWh/ปี และ ยานยนต์ไฟฟ้ายี่ห้อที่ 4 ใช้พลังงานในการอัดประจุมากที่สุดแบบปกติ มีค่าพลังงานอัดประจุเท่ากับ 2,859 kWh/ปี และมีการซื้อพลังงานไฟฟ้าจากการไฟฟ้านครหลวงเท่ากับ 76.80 kWh/ปี
ABSTRACT
This thesis presents a simulation-based analysis of a home microgrid system in PV-battery electric vehicle (EV) charging system and electrical energy trading. PVsyst program was used to simulate the 15.87 kWp rooftop solar power generation system for a home that consumed more than 150 kWh of electricity each month. Then a comparison was conducted between fast charging EV energy to normal charging EV energy by using Homer Grid program to study the effects of the energy generated by the microgrid system.
A simulation analysis of the energy generated from the microgrid system of four EV brands with engine powers of 105, 110, 120 and 110 kW, respectively, was performed by charging an electric vehicle at 8.00 p.m. Moreover, an analysis of financial investment was explored by employing fast EV charging system for the 120 kW charger in terms of a break-even point analysis, a net present value analysis, and a payback period analysis.
The findings of the study revealed that the energy utilized to fast charging and normal charging of EV which had been simulated by Homer Grid program for an EV battery charge was 8 kWh/day on average or equivalent to EV running 23,000 km/year, with a 20-minute charge period at 8.00 p.m. Regarding to a comparison of the energy required to charge the 4 EV brands, it was found that No. 2 brand consumed the most energy during fast charging with a charging energy value equal of 3,096 kWh/year while No. 4 brand used the most energy for normal charging with 2,859 kWh/year. Lastly, referring to the purchase cost of electric power from the Metropolitan Electricity Authority (MEA), the price was 76.80 kWh/year.