พลังงานฟรีๆ จากแสงอาทิตย์ (ไม่ใช่มีเฉพาะโซลาร์เซลล์)

ทางฟิสิกส์

ดร. สุรชัย สถิตคุณารัตน์ บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี นิติรัตน์ โสภณพิศ กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งเป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านกระบวนการทางฟิสิกซ์ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าตามลำดับ ซึ่งในอดีตประเทศไทยได้มีการสนับสนุนเป็นอย่างมาก แต่ปัญหาเนื่องจากต้นทุนที่ใช้ในการผลิตต่อหน่วยที่สูงเมื่อเทียบกับไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่ตามปกติ (Conventional Electricity) ทำให้ระบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในพื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการติดตั้งสายส่งไฟฟ้าเข้าไปเช่น พื้นที่เกาะต่างๆ พื้นที่ในที่ทุรกันดาร แต่จริงๆ แล้ว ยังมีระบบอีกอย่างที่นำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์คือ “พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อน” หรือ Solar Thermal (ST) ซึ่งอาจใช้ในรูปของน้ำร้อน ลมร้อน (อบแห้งผลิตผลทางการเกษตร) หรือแม้กระทั่งไอน้ำอุณหภูมิสูงเพื่อผลิตไฟฟ้าผ่านกังหันไอน้ำ แต่ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะการใช้ในรูปของน้ำร้อน ซึ่งมีการใช้กันมากและมีศักยภาพสูงในประเทศไทย



พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนคืออะไร พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนคือการนำความร้อนจากแสงอาทิตย์มาทำให้น้ำร้อนเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ ซึ่งคุณอาจจะใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างง่ายอยู่แล้วโดยไม่รู้ตัว กล่าวคือการที่ความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้น้ำในแทงค์น้ำร้อนขึ้น แต่ความร้อนที่ได้มามักจะไม่คงที่ ไม่เหมาะสมกับการใช้งาน ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้เทคโนโลยที่ไม่ยุ่งยากนักคือ การใช้วัสดุคัดเลือก ซึ่งเป็นโลหะชนิดต่างๆ มาเป็นแผงที่ใช้รับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Collector) ซึ่งมีหลายประเภทเช่น แบบแผ่นราบที่ไม่มีแผ่นกระจก (Unglazed Flat Plate) แบบมีแผ่นกระจก (Glazed Flat Plate) แบบหลอดสุญญากาศ (Evacuated Tube) ซึ่งให้ความร้อนแก่น้ำได้ประมาณ 40-60 องศาเซลเซียส 60-120 องศาเซลเซียส และ 50-180 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งผู้ใช้สามารถเลือกใช้ตามประเภทของการใช้งาน Unglazed Flat Plate Glazed Flat Plate Evacuated Tube ภายในแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์จะมีท่อนำของเหลว (Manifold) ที่จะนำความร้อนที่ได้รับไปถ่ายเทให้กับน้ำในถังเก็บน้ำร้อน ซึ่งภายในถังนี้จะบรรจุเครื่องทำน้ำร้อนจากแหล่งพลังงานอื่นๆ (Heater) เพื่อใช้ในเวลาไม่มีแสงอาทิตย์เช่น ไฟฟ้า ก๊าซหุงต้ม หรือ น้ำมันเตา ขั้นอยู่กับระบบที่ใช้งานเป็นประเภทใดเช่น ระบบไหลเวียนธรรมชาติ (Natural Circulation) หรือ (Thermosyphon) ที่มักจะใช้ตามบ้านพักอาศัยและระบบไหลเวียนบังคับ (Force Circulation) ที่ใช้กับระบบขนาดใหญ่เช่น โรงแรม โรงพยาบาล และโรงงาน พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนมีศักยภาพในการช่วยประหยัดพลังงานหรือไม่ มีผู้คนมากมายที่เข้าใจว่าระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ได้กับบ้านพักอาศัยเท่านั้นซึ่งหากพิจารณาในประเด็นของการประหยัดพลังงานอาจจะมีนัยสำคัญน้อย แต่ในความเป็นจริงระบบนี้สามารถใช้ได้ดีกับโรงแรม โรงพยาบาล ที่มีการใช้น้ำร้อนเป็นปริมาณมากในการอาบน้ำ ใช้ในการซักผ้า แม้กระทั่งในโรงงานที่มีการใช้น้ำร้อนในปริมาณมากๆ เช่น โรงงานอาหาร โรงงานสิ่งทอ แต่ต้องมีการออกแบบที่ถูกต้องตามหลักวิศวกรรมเพราะ ระบบนี้มีจุดอ่อนในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ จะต้องมีการออกแบบระบบน้ำร้อนสำรอง (Back-up) ให้ถูกต้อง แม้แต่ในโรงงานประเภทอื่นๆ ที่มีการใช้หม้อไอน้ำ ระบบนี้ก็สามารถที่จะช่วยประหยัดการใช้พลังงานในการต้มน้ำโดยการอุ่นน้ำ (Pre-heat) ก่อนที่จะเข้าหม้อไอน้ำ ปัญหา อุปสรรคและแนวทางส่งเสริมการใช้ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าระบบนี้จะถูกนำมาใช้ในประเทศไทยมากกว่า 20 ปี แต่ไม่เป็นที่นิยม สาเหตุมาจากปัญหาต่างๆ ได้แก่ • ปัญหาต่อผู้ใช้ ผู้ใช้ขาดความรู้ความเข้าใจในการทำงานของระบบซึ่งอาจจะเกิดจากข้อมูลที่ได้จากผู้ขายไม่ถูกต้อง แม้กระทั่งโรงแรมและโรงพยาบาลบางแห่ง หัวหน้าช่างที่ดูแลยังไม่ทราบว่าระบบน้ำร้อนที่ได้มาจากการทำงานของระบบสำรอง ไม่ใช่มาจากพลังงานแสงอาทิตย์แต่อย่างใด นอกจากนั้นยังมีการขาดการให้บริการหลังการขายจากผู้ขาย และการหาซื้อได้ยาก • ปัญหาจากผู้ขาย ผู้ขายระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์หลายรายไม่มีความรู้ในระบบอย่างแท้จริงทำให้ผลงานที่ทำออกมาไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ผู้ใช้มีความรู้สึกที่ไม่ดีต่อระบบนี้ ที่พบบ่อยๆ เช่น การออกแบบโครงสร้างรับน้ำหนักแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้มาตรฐานทำให้เกิดการแอ่นตัว ส่งผลให้แผงมีการหักงอ การออกแบบมุมรับแสงอาทิตย์ผิดทำให้แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เต็มประสิทธิภาพ การติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์ในการวัดอุณหภูมิน้ำร้อนผิดตำแหน่งส่งผลให้ระบบน้ำร้อนสำรองทำงานไม่ถูกต้อง การออกแบบตำแหน่งของถังน้ำร้อนไม่ถูกต้องโดยเฉพาะในระบบไหลเวียนธรรมชาติ ทำให้ระบบการหมุนเวียนของน้ำไม่มีประสิทธิภาพ ความมักง่ายของผู้ออกแบบที่ต้องการลดต้นทุน และความมักง่ายของผู้ติดตั้งอุปกรณ์ในภาคสนาม



แนวทางในการส่งเสริมการใช้ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มีหลายแนวทางได้แก่ การสนับสนุนหน่วยงานที่ใช้ระบบนี้อยู่แล้ว เช่น ส่งเสริมให้มีการจัดอบรมสัมมนาในโรงแรมที่มีระบบนี้ ลดภาษี ให้ความช่วยเหลือ ให้คำปรึกษาด้านเทคนิคกับบุคลากรของหน่วยงานนั้นๆ โดยไม่คิดค่าใช้จ่าย แม้กระทั่งการให้เงินกู้ดอกเบี้ยต่ำกับหน่วยงานที่ต้องการติดตั้งระบบนี้ การลดภาษีการนำเข้าของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อน การเพิ่มกำแพงภาษีของระบบน้ำร้อนประเภทอื่นๆ โดยเฉพาะระบบไฟฟ้า ส่งเสริมให้ผู้ประกอบการขนาดเล็กที่มีศักยภาพในการประกอบกิจการระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เช่น ระบบปรับอากาศ ระบบหม้อน้ำรถยนต์ ระบบประปา งานเหล็ก/โครงหลังคา โดยการลดภาษีซึ่งสามารถเริ่มต้นทำในจังหวัดที่มีศักยภาพก่อนเช่น เชียงใหม่ เชียงราย พิษณุโลก ขอนแก่น นครราชสีมา ชลบุรี ประจวบคีรีขันธ์ และภูเก็ต นอกจากนี้การส่งเสริมให้มีชมรมของผู้ประกอบการระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อเป็นการขยายตลาด สร้างความร่วมมือกันของผู้ประกอบการและช่วยในการตรวจสอบและกรองผู้ประกอบการที่ไม่มีคุณภาพให้หมดไป ทั้งนี้เป็นที่น่ายินดีที่กำลังจะมีการตั้งชมรมของผู้ประกอบการขึ้นในเดือนกันยายน 2550 นี้ อันเป็นผลจากการผลักดันของโครงการ Market Development for Solar Thermal Applications in Thailand (SolTherm Thailand) ซึ่งดำเนินการโดยบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (JGSEE) สถาบันนานาชาติเพื่อการประหยัดพลังงาน (IIEC) และ Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ประเทศเยอรมัน โดยได้รับการสนับสนุนงบประมาณบางส่วนจากสหภาพยุโรปภายใต้ “EU-Thailand Small Projects Facility” ผู้สนใจโปรดดูรายละเอียดได้จาก www.soltherm-thailand.net

tags :

บทความอื่นๆ