พลังงานแสงอาทิตย์

คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ ผลิตพลงั งานทดแทน ชดุ ที่ 2 พลังงาน แสงอาทติ ย



คาํ นาํ เนื่องจากประเทศไทยเปน ประเทศเกษตรกรรม และมผี ลผลิตทางการเกษตรรวมถึงผลผลิตเหลือใชทาง การเกษตรท่ีมีศักยภาพสูงสามารถใชเปนพลังงานทดแทนได เชน ออย มันสําปะหลัง ปาลมน้ํามัน ขาว ขาวโพด เปนตน โดยการแปรรูป ชานออย ใยและกะลาปาลม แกลบ และซังขาวโพด เปนเชื้อเพลิงผลิต ไฟฟา และพลงั งานความรอนสําหรับใชในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม สวนกากน้ําตาล น้ําออย และมัน สาํ ปะหลงั ใชผ ลิตเอทานอล และน้ํามันปาลม และสเตรีนใชผลิตไบโอดีเซล เปนตน กระทรวงพลังงานจึงมี ยทุ ธศาสตรการพัฒนาพลงั งานทดแทนจากพชื พลงั งานเหลาน้ี เพื่อจะไดเปนตลาดทางเลือกสําหรับผลิตผล การเกษตรไทย ซึ่งจะสามารถชวยดูดซับผลผลิตทางการเกษตรและชวยทําใหราคาผลผลิตการเกษตรมี เสถยี รภาพ และภาครัฐไมตองจัดสรรงบประมาณมาประกนั ราคาพชื ผลผลติ ดงั กลาว ประกอบกับเทคโนโลยี พลังงานทดแทนจากพืชพลังงานเปนเทคโนโลยีที่ไดมีการพัฒนาอยางตอเน่ืองและมีความคุมทุนทาง เศรษฐกจิ หรอื เกอื บคมุ ทนุ หากไดร บั การสนับสนุนอีกเพียงเล็กนอยจากภาครัฐบาล นอกจากน้ีประเทศไทย ยังมีแหลงพลังงานจากธรรมชาติที่จัดเปนพลังงานหมุนเวียน เชน ไฟฟาพลังน้ําขนาดเล็ก พลังลม และ พลังงานแสงอาทติ ยท ีจ่ ะสามารถใชผลิตพลังงานทดแทนได กระทรวงพลังงาน (พน.) ไดกําหนดแผนพัฒนาพลังงานทดแทน 15 ป โดยมอบหมายใหกรมพัฒนา พลงั งานทดแทนและอนรุ กั ษพลังงาน (พพ.) ซึ่งเปนหนวยงานหลักประสานงานกับสวนผูเก่ียวของอ่ืนๆ ให ดําเนินการจัดทําแผนปฏิบัติการตามกรอบแผนพัฒนาพลังงานทดแทน เพื่อใหสามารถดําเนินการพัฒนา พลังงานทดแทนดานตางๆ ใหสามารถผลิตไฟฟารวมสะสมถึงป 2565 จํานวน 5,604 เมกะวัตต ประกอบดวยพลังงานแสงอาทิตย 500 เมกะวัตต พลังงานลม 800 เมกะวัตต พลังน้ํา 324 เมกะวัตต พลังงานชีวมวล 3,700 เมกะวัตต กาซชวี ภาพ 120 เมกะวัตต ขยะ 160 เมกะวัตต นอกจากนั้นยังใหมีการ พัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพ ไดแก เอทานอลและไบโอดีเซล รวมทั้งพลังงานความรอนและกาซ NGV ซึ่ง กอใหเกิดสัดสวนการใชพลังงานทดแทนได 20% ของปริมาณการใชบริโภคของประเทศในป 2565 การ ตั้งเปาหมายสูความสําเร็จของการผลิตพลังงานทดแทนใหไดปริมาณดังกลาว จําเปนตองสรางแนวทาง แผนพัฒนาในแตละเทคโนโลยีโดยเฉพาะกับภาคเอกชน ซึ่งเปนแนวทางหลักท่ีสําคัญในการขับเคลื่อนสู ความสําเร็จได ตองมีความเดนชัดในนโยบายเพ่ือใหปรากฏตอการลงทุนจากภาคเอกชนและสราง ผลประโยชนตอการดาํ เนนิ การ สาํ หรบั คมู อื การพฒั นาและการลงทุนผลติ พลงั งานทดแทนที่ไดจ ดั ทําขน้ึ นจ้ี ะเปน คูม ือทจ่ี ะชวยใหผูสนใจ ทราบถึงเปาหมายของแผนพัฒนาพลังงานทดแทน รวมทั้งมีความเขาใจในแนวทางการพัฒนาพลังงาน ทดแทน มาใชทดแทนเช้ือเพลิงฟอสซิล อาทิ การพิจารณาถึงศักยภาพ โอกาสและความสามารถในการ จัดหาแหลงพลังงานหรือวัตถุดิบ ลักษณะการทํางานทางเทคนิค และการประยุกตใชเทคโนโลยีที่มีอยู โดยท่ัวไป ขอดีและขอเสียเฉพาะของแตละเทคโนโลยี การจัดหาแหลงเงินทุน กฎระเบียบและมาตรการ คมู ือการพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย ก

สงเสริมสนับสนุนตางๆ ของภาครัฐ ข้ันตอนปฏิบัติในการติดตอหนวยงานตางๆซ่ึงจะเปนเอกสารที่จะชวย สรา งความเขา ใจในลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยพี ลังงานหมนุ เวียนชนิดตางๆ ทั้งการผลิตไฟฟา ความรอน และเชื้อเพลิงชีวภาพ เพ่ือเผยแพรประชาสัมพันธไปยังกลุมเปาหมายตามความตองการของกระทรวง พลงั งานตอ ไป คูมือการพัฒนาและการลงทุนผลิตพลังงานทดแทนท่ีจัดทําข้ึนน้ี จะแบงออกเปน 8 ชุด ไดแก ลม แสงอาทิตย นํ้า ชีวมวล กาซชีวภาพ ขยะ เอทานอล ไบโอดีเซลโดยฉบับนี้จะเปนชุดท่ี 2 เร่ืองคูมือการ พฒั นาและการลงทนุ ผลติ พลังงานทดแทน (พลังงานแสงอาทิตย) ซ่ึง พพ. หวังเปนอยางยิ่งวาจะชวยให ผูสนใจมีความเขาใจในแนวทางการพัฒนาพลังงานทดแทนมาใชเพ่ิมมากข้ึน ซ่ึงจะชวยลดการพึ่งพาการ นําเขาพลังงานจากตางประเทศ สรางความม่ันคงดานพลังงานของประเทศ รวมท้ังลดการปลดปลอยกาซ เรือนกระจกซ่งึ จะสง ผลดีตอประเทศชาตโิ ดยรวม อยา งย่งั ยืนตอ ไป คูมือการพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย ข

สารบญั หนา บทท่ี 1 บทนํา 1 1.1 ศกั ยภาพพลังงานแสงอาทิตยข องประเทศไทย 1 1.2 การใชประโยชนจ ากพลังงานแสงอาทติ ยของประเทศไทย 7 1.3 ประเภทของเทคโนโลยพี ลงั งานแสงอาทิตย 8 1.3.1 เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทติ ยเพอ่ื ผลิตกระแสไฟฟา 8 1.3.2 เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตยเ พอ่ื ผลติ ความรอ น 9 บทท่ี 2 การผลิตพลงั งานไฟฟาจากพลงั งานแสงอาทิตย 11 2.1 เทคโนโลยผี ลิตไฟฟา ดวยเซลลแสงอาทิตย (Solar Cell) 11 2.1.1 เซลลแ สงอาทิตย (Solar Cell) 12 2.1.2 Charge controller 17 2.1.3 แบตเตอร่ี (Battery) 18 2.1.4 อินเวอรเ ตอร (Inverter) 18 2.2 เทคโนโลยีการผลิตไฟฟา จากพลงั งานความรอ นแสงอาทติ ย (Solar Thermal) 19 2.2.1 Parabolic dish 20 2.2.2 Parabolic Trough 20 2.2.3 Solar Thermal Tower 21 2.2.4 Solar Chimney Tower 21 บทท่ี 3 เทคโนโลยกี ารผลติ พลังงานความรอ นจากพลังงานแสงอาทติ ย 23 3.1 เทคโนโลยีการผลติ น้ํารอนจากพลังงานแสงอาทิตย 23 3.1.1 แผงรับความรอ นจากแสงอาทติ ย 23 3.1.2 ระบบผลติ นํา้ รอ นโดยใชพลังงานแสงอาทติ ยแ บบผสมผสาน 27 3.2 เทคโนโลยีอบแหง ดวยพลงั งานแสงอาทิตย 30 3.2.1 เครอื่ งอบแหงแสงอาทติ ยชนิด Active System 31 3.2.2 เคร่อื งอบแหงแสงอาทิตยชนิด Passive System 33 3.2.3 โครงการพัฒนาสาธติ และเผยแพรเคร่อื งอบแหง ผลผลติ ทางการเกษตรดวยพลงั งาน แสงอาทติ ย 34 คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย ค

สารบัญ (ตอ) หนา บทท่ี 4 การศกึ ษาความเปน ไปไดข องโครงการพลังงานแสงอาทติ ย 37 4.1 การวิเคราะหผลการตอบแทนการลงทุน 37 4.1.1 มลู คาปจ จุบันสทุ ธิ (Net Present Value, NPV) 37 4.1.2 อตั ราผลตอบแทนของโครงการ (Internal Rate of Return, IRR) 38 4.1.3 ผลประโยชนต อ เงนิ ลงทนุ (Benefit-Cost Ratio, B/C) 38 4.1.4 ตนทุนพลังงานตอหนวย (Cost of Energy) 38 4.1.5 ระยะเวลาการลงทนุ (Payback Period) 39 4.1.6 งบกระแสเงินสด (Cash Flow) 39 4.2 ปจ จัยสาํ คญั ทม่ี ผี ลตอ การวิเคราะหความเหมาะสมการลงทนุ ท่ถี กู ตอง 39 4.3 การศกึ ษาความเปนไปไดของโครงการไฟฟาพลังงานแสงอาทติ ย 40 4.3.1 โรงไฟฟาเซลลแ สงอาทติ ยแ บบตอกับระบบจาํ หนา ย 40 4.3.2 ระบบผลิตไฟฟา เซลลแสงอาทติ ยบนหลังคาสาํ หรบั ผลติ ไฟฟาเพื่อจาํ หนาย 45 4.3.3 ระบบผลติ ไฟฟาเซลลแ สงอาทิตยแ บบอิสระ 47 4.4 ตัวอยางการวเิ คราะหการลงทุนในโครงการพลงั งานแสงอาทติ ย 51 4.4.1 ตัวอยางการวเิ คราะหผ ลตอบแทนการลงทุนกอสรางโซลารฟารม สาํ หรับผลิตไฟฟา เพอ่ื จาํ หนา ย 51 4.4.2 ตวั อยางการวิเคราะหผลตอบแทนการลงทนุ ตดิ ตัง้ เซลลแ สงอาทิตยบ นหลังคาสาํ หรับ ผลติ ไฟฟา เพอ่ื จาํ หนา ย 52 4.5 ตัวอยางการวเิ คราะหการลงทนุ ในโครงการเครื่องทาํ น้ํารอ นพลงั งานแสงอาทติ ย 54 4.6 ตัวอยางการวิเคราะหการลงทุนในโครงการเครอ่ื งอบแหงพลังงานแสงอาทติ ย 60 บทที่ 5 การสงเสรมิ การพฒั นาพลังงานแสงอาทติ ยข องประเทศไทย 61 5.1 มาตรการสว นเพ่ิมราคารบั ซ้ือไฟฟาจากพลงั งานหมนุ เวียน (Adder Cost) 61 5.2 โครงการเงนิ หมุนเวียนเพ่ือสง เสรมิ การใชพลงั งานทดแทน 63 5.3 โครงการสงเสริมการลงทุนดา นอนรุ กั ษพลงั งานและพลงั งานทดแทน (ESCO FUND) 65 5.4 กลไกลการพัฒนาทสี่ ะอาด (CDM) 68 5.5 โครงการสงเสรมิ การลงทุน โดยสาํ นกั งานคณะกรรมการสงเสริมการลงทนุ (BOI) 71 บทท่ี 6 ข้นั ตอนการขอใบอนุญาตตางๆ 74 คูม ือการพัฒนาและการลงทุนการผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย ง

สารบัญ (ตอ ) ภาคผนวก หนา 1. รายชือ่ และทอี่ ยูของบริษทั ผูผลิต ผปู ระกอบและจําหนา ยอปุ กรณและเทคโนโลยีทใ่ี ช พลังงานจากแสงอาทิตยในประเทศไทย 84 2. รายชือ่ และทอ่ี ยขู องบริษัทผูผ ลติ ประกอบและจําหนายอุปกรณและเทคโนโลยที ใี่ ช 85 สาํ หรับการผลิตนา้ํ รอนจากพลงั งานจากแสงอาทิตยใ นประเทศไทย เอกสารอางองิ 90 คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย จ

บทท่ี 1 บทนาํ ดวงอาทติ ยเปน แหลง พลังงานหมนุ เวยี นท่มี ีศกั ยภาพมหาศาล ไมมวี ันหมด เปนพลังงานสะอาด ปราศจากอันตรายและมลพิษ สามารถ นํามาใชประโยชนทุกพ้ืนที่ พลังงานจากดวงอาทิตยเปนพลังงานท่ีเกิด จากกระบวนการนิวเคลียรที่เรียกวา นิวเคลียรฟวชั่น ซ่ึงกระบวนการ เกิดพลังงานบนดวงอาทิตยเปนผลจากการรวมตัวของอะตอมไฮโดรเจน เปนอะตอมฮีเลี่ยม และจะมีมวลอะตอมไฮโดรเจนสวนหนึ่ง เปลี่ยนรูป เปนพลังงานในรูปแบบคล่ืนรังสีแมเหล็กไฟฟาถูกสงออกไปรอบดวง อาทิตย โดยพลังงานท่ีดวงอาทติ ยสรางขึ้นมีคาประมาณ 3.8x1023 กิโลวัตต แตเนื่องจากระยะหางจากโลก ถึง 93 ลานไมล ทําใหพลังงานท่ีสงมายังโลกเหลือประมาณ 1.8x1014 กิโลวัตต เม่ือถูกดูดซับจากชั้น บรรยากาศจะตกลงบนพ้นื โลกประมาณ 1.25x1014 กิโลวัตต หรือมีคาประมาณ 961-1,191 วัตตตอตาราง เมตร คดิ เปน พลังงานประมาณ 2,000-2,500 กิโลวัตตช่ัวโมงตอตารางเมตรตอป โดยปริมาณความรอนที่ ดวงอาทิตยถายเทมาสูโลกทั้งหมดนั้น กวา 31.8% ไดถูกสะทอนกลับในลักษณะคล่ืนสั้นสูชั้นบรรยากาศ (โลกไมไดใชงานใดๆ) และมีเพียง 68.2% ท่ีเหลือเทานั้นที่ผิวโลกสามารถรับความรอนได ซึ่งโลกไดนํา พลงั งานทไ่ี ดร ับนไ้ี ปกอ ใหเ กิดความรอนในโลกรวม 43.5% นําพลังงานความรอนไปกอใหเกิดการระเหยของ นาํ้ และของเหลวบนโลกรวมถึงการเกดิ ฝนตกตา งๆ รวม 22.7%, นาํ พลังงานน้ีไปกอกําเนิดคลืน่ และลมตางๆ บนโลกอีก 1.9%, และเหลือเปนพลังงานไปใชในส่ิงมีชีวิตทุกชนิดบนโลก รวมท้ังมนุษย สัตว และการ เจริญเติบโตของพืช อีกเพียง 0.1% เทาน้ัน และหากเทียบกับการใชพลังงานในโลก พบวาพลังงาน แสงอาทิตย ตกกระทบผิวโลก 1 เดือนหากมนุษยสามารถมาใชประโยชนไดทั้งหมดจะสามารถทดแทน เช้อื เพลงิ ถา นหินได แปดลานลานตนั ซ่งึ เปนปริมาณของถานหินทค่ี าดกนั วา มเี หลืออยูใ นโลกทั้งหมด 1.1 ศกั ยภาพพลังงานแสงอาทติ ยของประเทศไทย กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน (พพ.) ไดศึกษาศักยภาพพลังงานแสงอาทิตยและ จัดทําแผนท่ีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตยจากขอมูลดาวเทียมของประเทศไทย โดยการวิเคราะหขอมูล ดาวเทียมประกอบกบั ขอ มูลทไ่ี ดจากการตรวจวดั ภาคพนื้ ดนิ พบวาการกระจายของความเขมรังสีดวงอาทิตย ตามบรเิ วณตา งๆ ในแตละเดือนของประเทศไดร บั อิทธิพลสําคัญจากลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ และลม มรสมุ ตะวนั ตกเฉียงใตและพืน้ ที่สว นใหญข องประเทศไดรับรังสีดวงอาทิตยสูงสุดระหวางเดือนเมษายนและ พฤษภาคม โดยมีคาอยใู นชวง 20 ถึง 24 MJ/m2-day และเม่ือพจิ ารณาแผนท่ีศกั ยภาพพลงั งานแสงอาทิตย รายวันเฉล่ียตอปพบวาบริเวณท่ีไดรับรังสีดวงอาทิตยสูงสุดเฉลี่ยทั้งปอยูท่ีภาคตะวันออกเฉียงเหนือ คูมือการพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 1

ครอบคลุมบางสวนของจังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย สุรินทร ศรีสะเกษ รอยเอ็ดยโสธร อุบลราชธานี อุดรธานี และบางสว นของภาคกลางท่ีจงั หวัดสุพรรณบุรี ชยั นาทอยธุ ยา และจังหวดั ลพบุรี โดยไดรับรงั สีดวง อาทิตยเฉล่ียท้ังปที่19 ถึง 20 MJ/m2-day พื้นท่ีดังกลาวคิดเปน 14.3% ของพ้ืนที่ท้ังหมดของประเทศ นอกจากนย้ี งั พบวา 50.2% ของพ้ืนทที่ งั้ หมดไดร บั รังสีดวงอาทิตยเ ฉลยี่ ท้ังปในชวง 18-19 MJ/m2-day จาก การคํานวณรังสีรวมของดวงอาทิตยรายวันเฉลี่ยตอปของพ้ืนท่ีท่ัวประเทศพบวามีคาเทากับ 18.2MJ/m2- day จากผลท่ีไดน้ีแสดงใหเห็นวาประเทศไทยมีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตยคอนขางสูงและไดจัดทําเปน แผนท่ี เรียกแผนท่ีดังกลาววา “แผนท่ีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตยของประเทศไทย” ในแผนท่ีจะแสดง ความเขมรังสีรวมของดวงอาทิตยที่บริเวณตางๆ ของประเทศไทยไดรับในรูปของคารายวันเฉล่ียตอปใน หนวย MJ/m2-day และภายหลังนําผลที่วิเคราะหความเขมรังสีดวงอาทิตยจากภาพถายดาวเทียมไป ตรวจสอบกับสถานีวดั ความเขม รงั สดี วงอาทติ ยของ พพ. ที่ไดจัดตัง้ ไว 25 แหง จากผลการเปรียบเทียบพบวาคาที่ไดจาก แผนที่ใกลเ คียงกับคาที่ไดจากการวัด โดยมีความ แตกตางในรูปของ root mean square difference RMSD = 5.3% ซ่ึงถือวาความ ละเอียดถูกตองของแผนที่ดังกลาวอยูในเกณฑดี ดงั ปรากฏตารางท่ี 1-1 จากแผนท่ีความเขมรังสีอาทิตย จะทําให ท ร า บ ศั ก ย ภ า พ ข อ ง พ ลั ง ง า น แ ส ง อ า ทิ ต ย ใ น ประเทศไทย ซ่ึงจะเห็นไดวาบริเวณที่มีความเขม รังสีดวงอาทิตยสูงแผเปนบริเวณกวางตอนลาง ของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ โดยครอบคลุม พ้ืนท่ีบางสวนของจังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย สุรินทร ศรสี ะะเกษ รอ ยเอด็ ยโสธร อุบลราชธานี แ ล ะ ต อ น บ น ข อ ง ภ า ค ต ะ วั น อ อ ก เ ฉี ย ง เ ห นื อ จังหวัดอุดรธานี นอกจากน้ียังมีบริเวณที่มี ศักยภาพสูงในพื้นท่ีบางสวนของภาคกลางท่ี จังหวัดสุพรรณบุรี ชัยนาท อยุธยา และลพบุรี สาํ หรบั เปอรเซน็ ตของพ้ืนที่เทียบกับพื้นที่ท้ังหมด ของประเทศทไ่ี ดร บั รงั สีดวงอาทิตยในระดับตางๆ คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 2

แสดงไวในตารางที่ 1-2 และแสดงความเขมรังสีรวมของประเทศเปรียบเทียบกับของประเทศอ่ืนๆ ตารางท่ี 1-3จะเหน็ ไดว า ครึ่งหนง่ึ พ้ืนที่ของประเทศไทยไดรับรังสีดวงอาทิตยมากกวา 18 MJ/m2-day ซ่ึงถือวาอยูใน ระดับคอนขางสงู ตารางที่ 1-1 แสดงผลการเปรยี บเทยี บความเขม รงั สีดวงอาทิตยจากแผนท่ีฯ กับคา ท่ไี ดจากสถานวี ดั สถานี จงั หวัด H (map) H (measurement) Difference MJ/m2 MJ/m2 (%) 1 กรงุ เทพฯ 17.0 18.4 8.0 2 นครสวรรค 18.3 18.6 1.8 3 ลพบรุ ี 18.2 19.3 5.4 4 ทองผาภูมิ 17.7 17.2 3.0 5 จนั ทบรุ ี 17.4 16.6 5.1 6 ปราจีนบรุ ี 18.3 18.7 2.0 7 ประจวบคีรีขนั ธ 18.2 18.9 3.4 8 เชียงใหม 17.7 18.4 4.1 9 เชยี งราย 16.1 18.2 11.3 10 แมฮอ งสอน 16.3 18.4 11.7 11 นา น 17.4 17.6 1.0 12 ตาก 16.8 17.1 1.6 13 เพชรบรู ณ 18.0 17.7 1.7 14 พิษณุโลก 18.2 18.9 3.4 15 หนองคาย 17.6 19.1 8.1 16 ขอนแกน 18.7 18.7 0.2 17 นครพนม 17.9 18.0 0.5 18 สรุ นิ ทร 18.8 19.2 2.1 19 อุบลราชธานี 18.2 19.2 4.9 20 นครราชสีมา 18.1 18.9 4.2 21 ระนอง 16.3 17.4 6.3 22 เกาะสมุย 18.9 18.1 4.1 23 ภเู ก็ต 19.2 18.7 2.8 24 หาดใหญ 18.1 19.0 5.2 25 นราธวิ าส 18.8 19.6 4.2 RMSE (%) 5.3% คูม อื การพฒั นาและการลงทุนการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย หนา 3

ตารางที่ 1-2 แสดงเปอรเซน็ ตข องพ้ืนท่ที ่ีไดรบั รงั สรี วมของดวงอาทิตยรายวันเฉลยี่ ตอ ปในระดบั ตางๆ ชวงความเขม รงั สีรวมของดวงอาทติ ยร ายวนั รอ ยละของพื้นทเ่ี มอ่ื เทียบกบั พน้ื ทีท่ งั้ หมดของ เฉล่ยี ตอ ป (MJ/m2-day) ประเทศ 0.5 15 – 16 7.1 16 - 17 27.9 17 - 18 50.2 18 - 19 14.3 19 – 20 ตารางท่ี 1-3 แสดงการเปรียบเทยี บความเขม รงั สีรวมของประเทศไทยกบั ของประเทศอื่นๆ ประเทศ ความเขม รังสีดวงอาทติ ยร วมรายวันเฉลยี่ ตอ ป (MJ/m2-day) องั กฤษ ไอรแลนด 8.95 ญป่ี ุน 9.95 สหรฐั อเมริกา 13.0 ออสเตรเลยี 19.0 อินเดยี 19.6 ไทย 20.3 18.2 รงั สดี วงอาทติ ยนอกจากจะมีคาเปลี่ยนแปลงตําแหนงและทางเดินของดวงอาทิตยตามเวลาในรอบป แลว ยังข้นึ อยูกบั ภมู ปิ ระเทศดวย ดังปรากฏตามแผนที่ความเขม รงั สรี วมรายวันเฉล่ียตอเดอื นของเดือนตางๆ จะเห็นวารังสดี วงอาทติ ยทต่ี กกระทบพืน้ ท่ที วั่ ประเทศมีการเปลี่ยนแปลงตามพื้นที่และตามฤดูกาลในรอบป โดยในชวงเดอื น ม.ค.-ก.พ. ภาคใตฝ ง ตะวันตกจะไดรับรังสีดวงอาทิตยคอนขางสูง สวนภาคใตฝงตะวันออก ยงั คงไดรบั อิทธพิ ลจากลมมรสมุ ตะวนั ออกเฉยี งเหนือทาํ ใหทองฟา มีเมฆและฝน รงั สีดวงอาทติ ยทร่ี ับจงึ มีคา ต่าํ กวา ภาคใตฝง ตะวันตก สําหรบั ในภาคกลาง ภาคเหนอื และภาคตะวันออกเฉยี งเหนอื ถงึ แมทองฟาสวนใหญ จะแจมใส (clear sky) คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 4

แผนท่แี สดงความเขมรังสรี วมรายวนั เฉลยี่ ตอ เดอื นของเดอื นตา งๆ แตท างเดินของดวงอาทิตยในชวงเดือนดังกลาวจะดูไดเสนศูนยสูตรทองฟา (celestial senator) ทํา ใหมุมรังสีตกกระทบในภาคดังกลาวมีคามาก รังสีดวงอาทิตยท่ีไดรับในพื้นท่ีสวนใหญจึงตํ่ากวาในภาคใต นอกจากนี้ ในเขตภูเขาทางภาคเหนอื ยังไดร บั อทิ ธพิ ลจากหมอกที่ปกคลุมทําใหไ ดร ับรงั สีดวงอาทิตยคอนขาง ตํ่า ในเดือนมนี าคมและเมษายนทางเดินปรากฏ (apparent path) ของดวงอาทิตยจะเปลี่ยนจากซีกฟาใต เสนศนู ยส ูตรทองฟาไปสูซกี ฟาเหนือ ประกอบกับทองฟาสวนใหญย งั มเี มฆปกคลุมนอยทําใหรังสีดวงอาทิตย ที่ไดรับมีคาสูง โดยเฉพาะอยางยิ่งในเดือนเมษายน ตั้งแตเดือนพฤษภาคมไปถึงเดือนตุลาคม พื้นที่ท่ัว ประเทศจะไดรับอิทธิพลจากลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต โดยจะเริ่มมีอิทธิพลจากดานตะวันตกของประเทศ คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย หนา 5

ทําใหรังสีดวงอาทิตยคอยๆ ลดลงทั่วประเทศ ถึงแมวาหลังจากเดือนตุลาคมจะมีลมมรสุม ตะวนั ออกเฉยี งเหนือพัดผานประเทศไทย ซ่ึงทาํ ใหท องฟาในภาคเหนอื ภาคตะวันออกเฉียงเหนือแจมใส แต ทางเดินของดวงอาทิตยในชวงดงั กลาวอยูใตเสนศูนยสูตรทองฟา ทําใหรังสีดวงอาทิตยท่ีไดรับมีคาคอนขาง ต่ํา สาํ หรบั ในภาคใตลมมรสมุ ตะวนั ออกเฉียงเหนือ ทําใหเกิดเมฆและฝน ทางดานภาคใตฝงตะวันออก รังสี ดวงอาทิตยที่ไดร บั ในบริเวณดงั กลา ว จึงมีคาคอ นขางต่ํา รังสีรวม ซึ่งประกอบดวยรังสกี ระจายและรงั สีตรง อตั ราสว นระหวางรังสีกระจายตอ รังสรี วมเปน ขอมูล พ้นื ฐานท่สี าํ คัญ เพราะเปน ตวั บอกคุณภาพของรังสีดวงอาทิตย เน่ืองจากการวัดรังสีกระจายทําไดยากกวา รังสรี วม ดงั นั้นจึงจาํ เปนตองมคี า อตั ราสวนระหวางรังสีกระจายตอ รังสรี วม ซึง่ จากการศึกษาโดย พพ. พบวา คาเฉล่ียอัตราสวนรังสีกระจายตอรังสีรวมของพื้นที่ท่ัวประเทศ มีคาเทากับ 0.42 ซึ่งแสดงวาประเทศไทย ไดร ับรังสีกระจายเปนสัดสว นคอนขา งสงู และจากขอ มูลการแจกแจงระดับของรงั สีตรงในชว งตา งๆ โดยหาวา รงั สตี รงในระดับนน้ั ๆ ครอบคลมุ พ้ืนท่ีก่เี ปอรเ ซ็นตข องพ้ืนทท่ี ้งั หมด พบวาการแจกแจงดังกลาวมีลักษณะไม สมมาตร โดยเนนไปทางคารังสีตรงที่มีคามากและบริเวณท่ีมีความเขมรังสีตรงสูงสุด (1,350 – 1,400 kWh/m2-yr) ครอบคลมุ พ้ืนท่ี 4.3% ของพนื้ ทท่ี ง้ั หมดของประเทศ ซึ่งสวนใหญอยูท่ีบางสวนของภาคกลาง และภาคตะวันออกเฉยี งเหนือตอนลา ง รูปแสดงการแจกแจงของรังสตี รงตามพนื้ ท่ี ความเขม รังสีดวงอาทิตยจ ะแปรคา ในรอบปอยูในระหวาง 16-22 MJ/m2-day โดยมีคาคอยๆ เพิ่มข้ึน ตัง้ แตเดือนมกราคมและสงู สุดในเดือนเมษายน แลวคอยลดลงตํ่าสุดในเดือนธันวาคม การเปล่ียนแปลงนี้ถือ วา มไี มม ากนกั ซง่ึ เปน ผลดตี อการนาํ พลังงานแสงอาทติ ยมาใช อุปกรณพลังงานแสงอาทติ ยบ างชนิด เชน การ ผลติ ไฟฟาดวยพลังงานแสงอาทิตยระบบรวมแสง (concentrator) จะใชประโยชนจากรังสีตรงดวงอาทิตย เทานั้น โดยไมสามารถใชประโยชนจากรังสีกระจายได จากการวิเคราะหโดยใชขอมูลภาพถายดาวเทียม พบวาในชว งเดอื นมกราคมถึงเมษายน พืน้ ทสี่ ว นใหญของประเทศไดร ับรังสีตรงคอนขางสูง (1,350 – 1,400 kWh/m2-yr) ท้งั น้เี พราะชว งเวลาดงั กลา วเปนชวงฤดูแลง (dry season) ทองฟาสวนใหญแจมใสปราศจาก คูมอื การพัฒนาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 6

เมฆรังสีดวงอาทิตยสวนใหญจึงเปนรังสีตรง และต้ังแตเดือนพฤษภาคมเปนตนไป รังสีตรงจะคอยๆ ลดลง อยางไรก็ตามคารังสตี รงดังกลาวสําหรับเทคโนโลยีการผลิตไฟฟาดวยพลังงานแสงอาทิตยระบบรวมแสงใน ปจ จุบนั ถือวาคอ นขา งตาํ่ โดยท่ัวไปโรงไฟฟาพลังงานแสงอาทิตยประเภทรวมแสงจะจัดต้ังในบริเวณท่ีมีคา รังสตี รงมากกวา 2,000 kWh/m2-yr รูปแสดงการแปรคา ความเขม แสงอาทติ ยร ายวันเฉล่ียรายเดอื น โดยเฉลี่ยทกุ พน้ื ที่ทัว่ ประเทศ 1.2 การใชป ระโยชนจากพลงั งานแสงอาทิตยของประเทศไทย ประเทศไทย ต้ังอยูในเขตเสนศนู ยสูตรจึงทาํ ใหไ ดรบั แสงอาทิตยอยางตอเนื่องและคงท่ีตลอดทั้งปซึ่ง ความเขมรังสีรวมของดวงอาทติ ยร ายวนั เฉลยี่ ตอ ปข องพน้ื ท่ที ่ัวประเทศพบวามีคาเทากับ 18.2 MJ/m2/day หรือ 5.05 kWh/m2/day จัดอยูในระดับที่คอนขางสูงเม่ือเทียบกับหลายๆ ประเทศ ซ่ึงเปนปริมาณที่ เพยี งพอสาํ หรบั การพฒั นาและใชป ระโยชน ซ่งึ ประเทศไทยไดรูจักการใชประโยชนจากพลังงานแสงอาทิตย มาเปนเวลานาน เริ่มจากการใชประโยชนเพ่ือการถนอมอาหาร โดยการตากแหงและอบแหงอาหารและ ผลผลติ ทางเกษตรตา งๆ ตลอดจนการใชความรอนจากแสงอาทติ ยเพอ่ื การปรงุ อาหาร และกิจการอื่นๆ เชน เพอ่ื การตากผา และการทาํ นาเกลอื เปนตน ในปจ จุบนั ประเทศไทย ประสบความสาํ เร็จเปนอยา งดใี นการนาํ เอาความรอนของแสงอาทิตยมาใชให เปนประโยชน เชน การใชเครื่องผลิตน้ํารอนจากพลังงานแสงอาทิตยสําหรับโรงพยาบาล โรงแรม การทํา เครือ่ งตมนา้ํ จากแสงอาทิตย การทาํ เตาแสงอาทิตย การทําเคร่ืองกลั่นนํ้าแสงอาทิตย การทําเครื่องอบแหง ผลิตผลเกษตรกรรม และอ่ืนๆ อีกมากมายซึง่ เปน การนําเอาพลังงานแสงอาทิตยมาใชโดยตรงท่ีมิตองอาศัย เทคโนโลยีสูงหรือสลับซับซอนนัก และการผลิตไฟฟาจากแสงอาทิตยทําได 2 วิธีคือ การเปล่ียนพลังงาน แสงอาทติ ยเปนไฟฟา โดยตรง ซงึ่ เปน หลกั การสาํ คัญของเซลลแสงอาทิตยหรือโซลารเซลล (Solar Cell) ซึ่ง อาศัยวัสดสุ ําคญั ประเภทสารกง่ึ ตัวนาํ เชน ซลิ กิ อน หรือสารประกอบกึ่งตวั นํา เชน กอลเลียมอารเ ซไนด คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 7

สว นอีกวิธหี นึง่ ของการผลติ ไฟฟา จากแสงอาทิตยก็คอื ใชค วามรอนของแสงอาทิตยไปตมนํ้าหรือทําให กา ซรอ น แลว ใชไ อนํา้ รอ นหรอื กาซรอนไปทําใหเทอรไบนหรอื กงั หนั ใบพัดของเคร่ืองกําเนิดไฟฟาหมุนอีกตอ หนึง่ โดยสรุปแลวถาจะผลติ ไฟฟา ในระดับใหญถึงข้ันเปนโรงไฟฟาแสงอาทิตยแลวก็ทําได 2 วิธี คือ ใชเซลล สุริยะจํานวนมากหรอื ใชแสงอาทิตยเ ปนปรมิ าณมากไปตม นํ้าหรือทําใหกาซรอน แลวไปทําใหเครื่องกําเนิด ไฟฟาทํางานอกี ตอหนงึ่ ซึ่งในการนจ้ี ําเปนตอ งใชเทคโนโลยีคอนขางสูง สลับซับซอนและราคาการลงทุนชั้น แรกสงู มาก 1.3 ประเภทของเทคโนโลยพี ลังงานแสงอาทติ ย พลงั งานแสงอาทิตย เปน พลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนทใี่ ชแลว เกิดขึ้นใหมไดตามธรรมชาติ เปน พลงั งานทีส่ ะอาด ปราศจากมลพิษ และเปน พลังงานที่มีศักยภาพสูง ในการใชพลังงานแสงอาทิตยสามารถ จาํ แนกออกเปน 2 รปู แบบคือ การใชพ ลงั งานแสงอาทิตยเพ่ือผลิตกระแสไฟฟา การใชพลังงานแสงอาทิตย เพ่ือผลิตความรอน และการใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิตความเย็น สําหรับเอกสารฉบับนี้จะนําเสนอ เฉพาะเทคโนโลยีที่มีการใชงานในประเทศไทยอยางแพรหลาย และมีความคุมคาในปจจุบัน ไดแก เทคโนโลยกี ารใชพ ลังงานแสงอาทิตยเพ่ือผลิตกระแสไฟฟา และความรอน ในรูปแบบของการผลิตนํ้ารอน และการอบแหง ดังนี้ 1.3.1 เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตยเพ่ือผลิตกระแสไฟฟา ไดแก ระบบผลิตกระแสไฟฟาดวย เซลลแสงอาทิตย แบง ออกเปน 3 ระบบ คอื o เซลลแสงอาทิตยแบบอิสระ (PV Stand alone system) เปนระบบผลิตไฟฟาท่ีไดรับการ ออกแบบสําหรับใชงานในพื้นท่ีชนบทท่ีไมมีระบบสายสงไฟฟา อุปกรณระบบที่สําคัญ ประกอบดวยแผงเซลลแสงอาทิตย อุปกรณควบคุมการประจุแบตเตอร่ี แบตเตอร่ี และ อปุ กรณเปล่ียนระบบไฟฟากระแสตรงเปนไฟฟา กระแสสลบั แบบอิสระ o เซลลแสงอาทติ ยแ บบตอ กับระบบจาํ หนาย (PV Grid connected system) เปนระบบผลิต ไฟฟาท่ีถูกออกแบบสําหรับผลิตไฟฟาผานอุปกรณเปลี่ยนระบบไฟฟากระแสตรงเปนไฟฟา กระแสสลับเขาสูระบบสายสงไฟฟาโดยตรง ใชผลิตไฟฟาในเขตเมือง หรือพ้ืนท่ีที่มีระบบ จําหนายไฟฟา เขา ถึง อุปกรณระบบทส่ี าํ คัญประกอบดว ยแผงเซลลแสงอาทติ ย อุปกรณเ ปล่ียน ระบบไฟฟา กระแสตรงเปนไฟฟา กระแสสลับชนดิ ตอกบั ระบบจําหนายไฟฟา คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 8

o เซลลแสงอาทิตยแบบผสมผสาน (PV Hybrid system) เปนระบบผลิตไฟฟาที่ถูกออกแบบ สาํ หรับทาํ งานรว มกับอุปกรณผลติ ไฟฟาอื่นๆ เชน ระบบเซลลแสงอาทิตยกับพลังงานลม และ เครอ่ื งยนตดเี ซล ระบบเซลลแ สงอาทติ ยกบั พลังงานลม และไฟฟาพลังนํ้า เปนตน โดยรูปแบบ ระบบจะขึน้ อยูก บั การออกแบบตามวัตถุประสงคโครงการเปน กรณเี ฉพาะ 1.3.2 เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิตความรอน ไดแก การผลิตน้ํารอนดวยพลังงาน แสงอาทิตยแ ละการอบแหงดวยพลังงานแสงอาทิตย o การผลิตน้าํ รอนดวยพลงั งานแสงอาทิตยแบงออกเปน 3 ชนดิ  การผลติ น้าํ รอนชนดิ ไหลเวียนตามธรรมชาติ เปนการผลิตนํ้ารอนชนิดท่ีมีถังเก็บอยูสูงกวา แผงรบั แสงอาทติ ย ใชห ลักการหมนุ เวยี นตามธรรมชาติ  การผลิตนา้ํ รอ นชนิดใชปมน้ําหมนุ เวียน เหมาะสําหรบั การใชผ ลิตน้าํ รอนจํานวนมาก และ มกี ารใชอยางตอเนอื่ ง  การผลติ น้าํ รอ นชนิดผสมผสาน เปน การนําเทคโนโลยีการผลิตน้ํารอนจากแสงอาทิตยมา ผสมผสานกับความรอนเหลือทิ้งจากการระบายความรอนของเคร่ืองทําความเย็น หรือ เครื่องปรับอากาศ โดยผานอุปกรณแลกเปล่ียนความรอน o การอบแหงดว ยพลงั งานแสงอาทิตย ปจจบุ นั มกี ารยอมรบั ใชงาน 3 ลักษณะ คือ  การอบแหงระบบ Passive เปนระบบท่ีเคร่ืองอบแหงทํางานโดยอาศัยพลังงาน แสงอาทิตยและกระแสลมท่พี ดั ผา น  การอบแหง ระบบ Active เปน ระบบอบแหง ท่มี เี ครือ่ งชวยใหอากาศไหลเวียนในทิศทางท่ี ตองการ เชน มีพัดลมตดิ ต้งั ในระบบเพ่ือบงั คบั ใหม ีการไหลของอากาศผา นระบบ คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 9

 การอบแหงระบบ Hybrid เปนระบบอบแหงท่ีใชพลังงานแสงอาทิตย และยังตองอาศัย พลังงานในรูปแบบอ่ืนๆ ชวยในเวลาที่มีแสงอาทิตยไมสม่ําเสมอ หรือตองการใหผลิตผล ทางการเกษตรแหง เร็วข้ึน คมู ือการพัฒนาและการลงทนุ การผลิตพลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 10

บทท่ี 2 การผลิตพลังงานไฟฟา จากพลังงานแสงอาทติ ย เทคโนโลยพี ลังงานแสงอาทิตยผลิตกระแสไฟฟาสามารถจําแนกออกไดเปน 2 ระบบ คือ ระบบผลิต ไฟฟา ดว ยเซลลแ สงอาทติ ย และระบบผลิตไฟฟา ดวยความรอนแสงอาทิตย 2.1 เทคโนโลยีผลิตไฟฟา ดว ยเซลลแ สงอาทติ ย (Photovoltaic) ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ย ไ ด เ ริ่ ม มี ก า ร ผ ลิ ต ไ ฟ ฟ า โ ด ย ใ ช เ ซ ล ล แสงอาทิตย เม่ือป พ.ศ.2519 โดยหนวยงานกระทรวง สาธารณสุขและมูลนิธิแพทยอาสาฯ มีประมาณ 300 แผง แต ละแผงมีขนาด 15/30 วัตต และไดมีนโยบายและแผนดาน เซลลแสงอาทิตย บรรจุลงใน แผนพัฒนาฯ ฉบับท่ี 4 (พ.ศ. 2520-2524) ซ่ึงการติดตั้งแผงเซลลแสงอาทิตย ไดติดตั้ง ใช งาน อยางเปนรูปธรรมในชวงทายของ แผนพัฒนาฯ ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2530-2534) โดยมีกรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน(กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน ในปจ จุบัน) กรมโยธาธิการ การไฟฟา สว นภูมิภาค และการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย ท่ีเปนหนวยงาน หลกั ในการนาํ เซลลแสงอาทิตยใชผลิตพลังงานไฟฟา เพ่ือใชงานในดานแสงสวาง ระบบโทรคมนาคม และ เครือ่ งสูบน้ํา การใชเ ซลลแ สงอาทิตยเพ่ือผลิตพลังงานไฟฟาจากดวงอาทิตยโดยตรง จะประกอบดวยอุปกรณตางๆ อ า ทิ แ ผ ง เ ซ ล ล แ ส ง อ า ทิ ต ย เ ค รื่ อ ง ค ว บ คุ ม ก า ร ช า ร จ ป ร ะ จุ แ บ ต เ ต อ ร่ี เคร่ืองปรับระบบไฟฟาและแบตเตอรี่ โดยพลังงานไฟฟาที่ผลิตไดจากแผง เซลล แสง อาทิต ย จ ะตอง มีกา ร ออกแบบเพ่ือใหเพียงพอตอการใชงาน ในบานพักอาศัย ซึ่งในการออกแบบ ระบบจึงตองมีความรูความเขาใจใน อปุ กรณต า งๆเพ่ือสามารถใชง านไดอยางถูกตอ งและมปี ระสทิ ธภิ าพทส่ี ดุ ในการออกแบบระบบไฟฟา พลังงาน แสงอาทติ ยจากเซลลแสงอาทติ ย จะตองใชส ว นประกอบทสี่ าํ คญั ดังน้ี คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 11

2.1.1 เซลลแ สงอาทิตย (Solar Cell) เปนส่ิงประดิษฐที่สราง ขึ้นใหเปนอุปกรณที่สามารถเปล่ียนพลังงานจากแสงอาทิตยเปน พลังงานไฟฟาถูกสรางข้ึนคร้ังแรกในปค.ศ. 1954 โดยแซปปน (Chapin) ฟูลเลอร (Fuller) และเพียสัน (Pearson) ซึ่งไดคนพบ เทคโนโลยีการสรางรอยตอ P-N ของผลึกซิลิคอนจนไดเซลล แสงอาทิตยข้ึนมาเปนคร้ังแรกในโลกซึ่งมีประสิทธิภาพเพียง 6% โดย Solar Cell ในระยะเวลาตอมามีการวิจัยและพัฒนาใหมีประสิทธิภาพสูงกวา 15 % โดยในระยะเริ่มตน ไดนําเซลลแสงอาทิตยไปใชงานในการผลิตพลังงานไฟฟาทางดานอวกาศดาวเทียม ระบบสอ่ื สารตา งๆจนในปจ จบุ นั มีการผลติ ใชงานอยา งแพรหลายเนื่องจากความตองการการผลิตไฟฟาดวย เทคโนโลยีสะอาดที่เพิ่มสูงข้ึนและการพัฒนาเทคโนโลยีสงผลใหเซลลแสงอาทิตยมีราคาถูกลงและ ประสิทธภิ าพสูงขนึ้ เซลลแ สงอาทติ ยท ําจากซลิ คิ อนซึ่ง เปนวัสดุเชนเดียวกับ Transistors และ วงจรรวม (Integrated Circuit :IC) โดย ผ ลึ ก ซิ ลิ ค อ น จ ะ ถู ก ทํ า ใ ห ไ ม บ ริ สุ ท ธ์ิ (Dope) โดยการเติมธาตุในกลุม 3 และ 5 ของตารางธาตุ ซึ่งจะไดผลึกซิลิคอนที่ มีคุณสมบัติทางไฟฟาตางกัน (P-Type และ N-type) เมื่อนํามาตอเชื่อมกันดวย โครงสรา ง Solar Cell กรรมวิธีการแพรสารระหวางผลึกทําให ระหวางรอยตอมีสภาวะท่ีเปนกลาง (Depletion Region) ผลึกซิลิคอนจะวางซอนกันเปนชั้นบาง (Layer) เม่ือมีอนุภาคโฟตอน (Photon) มาตกกระทบแผนช้ันซิลิคอนอิเล็กตรอนท่ีไดรับพลังงานจะเกิดการไหล ความไมสมดุลของประจุระหวา งช้ันเซลลเม่อื มกี ารตอ เชื่อมขั้วไฟฟาออกไปก็จะเกิดการความตางศักยไฟฟา ข้ึนท่ีข้ัวไฟฟานั้นเมื่อนํามาตอเชื่อมกันเปนวงจรไฟฟาก็จะเกิดการถายเทอิเล็กตรอนระหวางขั้วเกิดมี กระแสไฟฟา ไหลผานวงจรทาํ ใหเกิดพลังงานไฟฟา ขึ้นมาได สถานภาพของอตุ สาหกรรมเซลลแ สงอาทิตย การผลติ เซลลแ สงอาทิตยท่ใี ชง านกันอยูในปจ จบุ นั จะแบง ออกเปน 2 ประเภทใหญๆคือการผลิตเซลล แสงอาทิตยจากสารก่ึงตัวนําประเภทซิลิคอนกับการผลิตจากสารประกอบชนิดอ่ืนๆเชนแกลเล่ียมอาเซไน (GaAs) แคดเมียมเทลูไลด (CdTe) เปนตน กลุมเซลลแสงอาทิตยท่ีทําจากสารกึ่งตัวนําประเภทซิลิคอนจะ แบงตามลกั ษณะของผลกึ ท่ีเกิดขนึ้ เปน 2 แบบไดแ กแ บบท่ีอยูในรูปของผลึก (Crystal) และแบบท่ีไมเปนรูป ผลึก (Amorphous) แบบท่ีเปนรูปผลึกยังสามารถแบงออกไดอีกเปน 2 ชนิดคือชนิดเปนกอนผลึก (Bulk) คมู อื การพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 12

และชนิดฟลมบาง (Thin film) เซลลแสงอาทิตย ชนิดผลึกท้ังสองชนิดยังแบงออกเปนชนิดเดี่ยวซิลิคอน (Mono Crystalline Silicon Solar Cell) และชนิดผลึกรวมซิลิคอน (Poly Crystalline Silicon Solar Cell) สว นแบบทไ่ี มเปนรูปผลึกคือเปน ชนดิ ฟล มบางอะมอรฟสซลิ คิ อน (Amorphous Silicon Solar Cell) ชนดิ ของเซลลแ สงอาทติ ย แบง ตามวัสดทุ ีใ่ ชเ ปน 3 ชนิดหลกั ๆ คือ o การผลิตเซลลแสงอาทิตยแ บบผลึกเดย่ี ว ขบวนการผลิตเริ่มจากการนําเอาซลิ คิ อนซง่ึ ผานการทาํ ใหเปนกอนทีม่ ีความบริสุทธ์ิสูงมาก (99.999%) ไปหลอมละลายท่ีอุณหภูมิสูงถึง 1,500 C เพ่ือ ทําการสรางแทงผลึกเด่ียวขนาดใหญ (เสนผานศูนยกลาง 6-8 นิ้ว) จากตนผลึก (seed crystal) ดวยการดงึ ผลึก คุณภาพของผลกึ เดย่ี วจะสําคญั มากตอ คณุ สมบัตขิ องเซลลแสงอาทิตย ตอไปก็จะ นําแทงผลึกเด่ียวนี้ ไ ป ตั ด เ ป น แ ผ น ๆ เรี ยก วา เ วเ ฟอ ร หนาประมาณ 300 ไมโครเมตร และขัด ค ว า ม เ รี ย บ ข อ ง ผิ ว จาก น้ันก็จะนําไป เจือสารท่ีจําเปนใน ก า ร ทํ า ใ ห เ กิ ด เ ป น p-n junction ขึ้น บนแผน เวเฟอร ดว ย วิธีการ Diffusion ท่ี อุณหภมู ริ ะดับ 1,000C หลังจากนน้ั เปนขนั้ ตอนการทาํ ขวั้ ไฟฟาเพอ่ื นาํ กระแสไฟออกใช จากนั้น คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 13

เปนการเคลือบฟลมผิวหนาเพื่อปองกันการสะทอนแสงใหนอยที่สุด ในขั้นตอนน้ีจะไดเซลลที่ พรอมใชงาน แตเนื่องจากในการใชงานจริง เราจะนําเซลลแตละเซลลมาตออนุกรมกันเพ่ือเพิ่ม แรงเคล่ือนไฟฟา ใหไดตามตองการ หลังจากน้ันก็นําไปประกอบเขาแผงโดยใชกระจกเปนเกราะ ปองกันแผนเซลล และใชซิลโิ คน และ อีวเี อ (Ethelele Vinyl Acetate) ชว ยปองกันความชน้ื ทีม่ า : http://www2.egat.co.th/re/solarcell/solarcell.html o การผลิตเซลลแสงอาทิตยแบบผลึกรวม เซลลแสงอาทิตยแบบผลึกรวมไดถูกพัฒนาข้ึนเพ่ือ แกปญหาตนทุนสูงของแบบผลึกเด่ียว ซิลิคอนแบบผลึกรวมก็คือการนําเอา ซิลิคอนบริสุทธ์ิ รวมถึงซิลิคอนทเ่ี หลอื ทิง้ จากการผลิตเซลลแสงอาทิตยแบบผลึกเดี่ยวมาหลอมในเบาใหเปนแทง แลว ปลอยใหเ ยน็ ตัวลงชา ๆหลงั จากน้นั นาํ มาตัดเปน แผนๆ เรียกวา เวเฟอร หนาประมาณ 300- 400 ไมโครเมตรแลวนาํ ไปทํา p-n junction ตอไป o การผลิตเซลลแ สงอาทิตยแ บบอะมอรฟ ส เซลลแสงอาทิตยแบบอะมอรฟส มีวิธีการผลิตท่ีตาง จากแบบผลึกโดยสนิ้ เชิงโดยจะเปน ลกั ษณะของแผน ฟล มบาง ไมใชเ วเฟอร โดยจะสรางแผนฟลม บางของซิลคิ อนบนแผนฐานรอง โดยใชเ ทคนิคท่ีใชในการผลิตมีหลายเทคนิค ท่ีนิยมใชกันมากคือ คมู ือการพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 14

เทคนิคที่มีช่ือเรียกวา CVD (Chemical Vapor Deposition) ซึ่งจะมี ระบบนํากาซที่เปน สารประกอบประเภทซิลิคอน เชนกาซไซเลน (SiH4) ผานเขาไปในทอสุญญากาศ กาซจะถูกทํา การกระตนุ ดว ยวธิ ตี างๆเชน โดยพลาสมาเพ่อื สงพลงั งานใหกาซสารประกอบซิลิคอนแยกตัวและ ซิลคิ อนเขาไปจับตัวกันบนแผนฐานรองท่ีถูกใหความรอนที่อุณหภูมิประมาณ 200-300 ºC โดย แผน ฐานรองสว นใหญจ ะเปน แกว สเตนเลส หรือพลาสติกซึ่งไดทําการเคลือบชั้นตัวนําโปรงแสง ไวกอน ซิลิคอนจะทับถม สะสมบนแผน ดวยอุณหภูมิการผลิตที่ไมสูงมากซิลิคอนที่เกิดจึงเปน แบบอะมอรฟสซิลิคอน ในข้ันตอนนี้หากเราใสกาซที่มี Boron เชน B2H6เขาไปดวยเราก็จะได แผน ฟล ม ท่เี ปนอะมอรฟสซลิ ิคอนชนิด p และถาหากใสกาซท่ีมี phosphorus เชน PH3 เราก็จะ ไดแผน ฟล มที่เปน อะมอรฟสซิลิคอนชนิด n ซึ่งจะเห็นไดวา ดวยวิธีนี้จะสามารถควบคุมการไหล ของกาซเพอ่ื สรางใหเ กิดชน้ั ของ pin อะมอรฟสซลิ ิคอนข้นึ ไดอยางงาย หลังจากได โครงสราง pin แลวกจ็ ะสรา งสวนของขัว้ ไฟฟา ใหเ สร็จเปน เซลลแ สงอาทติ ย ตารางเปรยี บเทียบประสทิ ธภิ าพของเซลแสงอาทติ ยแตล ะชนิด ชนิด ประเภทวสั ดุ ประสิทธิภาพ (%) Amorphous Silicon (a-Si) 4-9 Cadmiumtelluride (CdTe) 6-9 Thin Film Copper indium gallium 9-10.5 selenide (Cis or CIGS) Organic cells 3-4 Mono-crystalline Si Sc-Si 10-16 Multi-crystalline Si mc-Si 10-14.5 ทม่ี า : System integration for optimal production output of solar farms, Schneider Electric Thailand, 2553 เซลลแ สงอาทิตยทนี่ ยิ มใชในประเทศไทยไดแก o เซลลแสงอาทติ ยแ บบ Amorphous เปนแผงเซลลแสงอาทิตยที่ไวแสงมากท่ีสุดสามารถรับแสง ทีอ่ อนๆไดรวมท้ังแสงจากหลอดไฟฟาตางๆจึงทํางานไดในพื้นท่ีท่ีมีเมฆหมอกฝุนละอองมีฝนตก ชุก สามารถทาํ งานภายใตอ ณุ หภมู ิสงู ไดด ี แตก็มีผลเสียคือผลิตพลังงานไฟฟาไดไมสูงมากนัก จึง ทําใหตองใชพื้นที่มากแผง นิยมนําไปใชกับอุปกรณไฟฟาตางๆ เชนเคร่ืองคิดเลขนาฬิกาหรือ อปุ กรณไฟฟาขนาดเลก็ ๆ เปนตน o เซลลแสงอาทิตย Crystalline เปนแผงเซลลแสงอาทิตยท่ีอยูในรูปของผลึกท่ีทําใหเปนแผน ฟลมชั้นบางๆสามารถแบงออกไดเปน 2 แบบคือแบบ Mono crystalline หรือแผงชนิดผลึก เดี่ยวและแบบ Poly crystalline หรือผลึกผสมหรืออาจมีชื่อเปนอยางอ่ืนเชน Single คมู ือการพัฒนาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 15

Crystalline และ Multi Crystalline เปนแผงเซลลแสงอาทติ ยท ี่ใชง านมากทส่ี ุดแผงแบบ Mono crystalline จะมปี ระสทิ ธิภาพดีกวาและราคาแพงกวาแบบPoly crystalline เล็กนอย ทงั้ สองชนดิ มขี อ ดีคือหาอุปกรณต อ พว งไดงายมีราคาถูกอายุการใชงานยาวนานกวา 20 ป ทนทานใช พ้ืนท่ีนอยกวามีนําหนักเบาแตมีขอจํากัดคือประสิ้ทธิภาพการทํางานลดลงอยางมาก เม่ือทํางานในสภาพ อากาศท่ีมีอุณหภมู ิสูง ท่ีมา : คมู ือฝกสอน ระบบไฟฟาโซลารเซลล, กรนี เอ็มเพาเวอรเ มนท และ พลังไท รูปแสดงผลกระทบของอณุ หภูมทิ มี่ ตี อ ประสทิ ธภิ าพ o เซลลแสงอาทิตยแบบ Super amorphous หรืออาจเรียกวาเปนแบบ Amorphous Triple Junction แผงเซลลแสงอาทิตยช นิดน้ีจะรวมเอาขอดีของทั้ง Amorphous และ Crystalline มา ไวดวยกันโดยมีประสิทธิภาพสูงกวาแบบ Amorphous และสามารถใชอุปกรณตอพวงรวมกับ แบบ Crystalline บางชนิดยังมีคุณสมบัติพิเศษท่ีสามารถบิดตัวมวนได เนื่องจากการปลูกเซลล ทาํ บนฐานรองประเภทพลาสติก ทําใหมีนํา้ หนกั เบาการขนสง สะดวกสามารถติดตัง้ ตามพ้ืนผวิ ของ คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 16

วัสดุตางๆไดหลากหลายแตมีขอเสียคือมีราคาแพงกวาชนิดอ่ืนๆ 30-40 % ในอนาคตเมื่อมีการ แขง ขันทางตลาดท่ีสูงขึน้ ราคาจะถกู ลงก็จะไดร ับความนิยมนํามาใชง านอยา งแพรห ลายตอไป แผงเซลลแ สงอาทิตยแ บบ Super amorphous สวนกลุมเซลลแสงอาทิตยท่ีทําจากสารประกอบอื่นๆที่ไมใชทํามาจากซิลิคอนรวมถึงประเภท ซิลิคอนแบบฟลมบางซึ่งเปนเซลลแสงอาทิตยที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 25 เปอรเซ็นตข้ึนไปซึ่งปจจุบัน ยังคงมีราคาแพงจงึ ไมนิยมนํามาใชทวั่ ไปบนพน้ื โลก เซลลประเภทดังกลาวจึงเหมาะสําหรับใชงานบน ดาวเทียมหรืออวกาศ บนการติดตั้งบนพื้นท่ีที่จํากัดมากๆ และมีขอจํากัดเร่ืองนํ้าหนักการติดต้ัง ปจ จบุ ันมีการพัฒนาดว ยกระบวนการผลติ ที่ทนั สมัยเพือ่ ทาํ ใหม ีราคาถูกลงและคาดวา จะมีการนํามาใช งานมากข้ึนในอนาคต 2.1.2 Charge controller เปนอุปกรณท่ีทําหนาท่ีชารจประจุไฟฟาที่ไดรับจากแผงเซลล แสงอาทิตยมาประจุใหกบั แบตเตอรซี่ ง่ึ การประจนุ ้จี ะตองไมใ หมีการประจุมากเกินไป (Over charge) ซึ่งจะ มผี ลทาํ ใหแบตเตอรีร่ อ นจดั ทําใหเ สอ่ื มสภาพเรว็ และเมอ่ื แบตเตอรม่ี ปี ระจเุ ต็มแลว กจ็ ะตองตัดการชารจทันที กระแสไฟฟาทช่ี ารจ แบตเตอร่ีเปนไฟฟา กระแสตรงท่ีมีรปู สัญญาณเปนพัลล (Pulse) และมีแรงเคลื่อนไฟฟา สูงกวาแบตเตอรี่ประมาณ 15-20% เน่ืองจากมีคาตัวแปรท่ีมาเก่ียวของในกระบวนการชารจแบตอรี่ไดแก อุณหภูมิของแบตเตอร่ีความไมคงที่ของกระแสไฟฟาจากแหลงจายท่ีปอนใหโดยเฉพาะจากแหลงพลังงาน ทดแทนอ่ืนๆเชนแผงเซลลแสงอาทิตย จากกังหันลมหรืออื่นๆจึงตองใชอุปกรณประมวลผล (Microcontroller) มาทําการประมวลผลและควบคุมการทํางานวงจรชารจ ประจแุ ละใชวงจร PWM (Pulse Width Modulation) มาสรางรปู สญั ญาณไฟฟาเพือ่ ใหก ารประจุแบตเตอรี่ไดอ ยา งมปี ระสทิ ธิภาพสูงสดุ Charge controller หนา 17 คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย

2.1.3 แบตเตอรี่ (Battery) แบตเตอรีท่ ี่ใชใ นระบบพลังงานแสงอาทิตยเพอื่ ใชจัดเกบ็ พลงั งานไฟฟาก็สามารถใชงานไดท้ังสองแบบ แตจะมีการพัฒนาใหมีความเหมาะสมในการใชงานมากข้ึนโดยที่จะออกแบบใหสามารถจัดเก็บประจุได มากๆและจายกระแสไฟฟาไดนานๆย่ิงข้ึนที่เรียกวาเปนแบบ Deep cycle โดยการออกแบบใหแผนธาตุ ตะก่วั มคี วามหนาเปนพิเศษเปนผลทําใหคาความตานทานภายในสูงสามารถจัดเก็บไดสูงแตจะจายกระแส ออกมาไดไ มสงู มากนกั ซึง่ ไมเ หมาะกับการใชง านทต่ี องการกระแสไฟฟาสูงๆในระยะเวลาส้ันๆเชนการใชกับ รถยนตซ่ึงมีความตองการกระแสท่ีสูงมากในเวลาการสตารทเคร่ืองยนตจึงตองเลือกใชงานใหถูกตองสวน แบตเตอรี่แบบ Deep cycle จะเหมาะสําหรับรถไฟฟารถยกของ (Flock lift) เคร่ืองสํารองไฟ (Uninterruptible Power Supply: UPS) หรือการเก็บพลังงานสํารองจากแหลงพลังงานทดแทนตางๆ รวมท้ังพลังงานจากแสงอาทิตยดว ยแบตเตอรท่ี ัง้ สองแบบนจ้ี ะมรี าคาขนาดและน้าํ หนักท่ีตางกันมากถึงแมวา กําลงั วตั ตตอช่ังโมง (Watt Hour :WH) หรือความจขุ องกระแสไฟฟา จะเทากันก็ตามในการใชงานแบตเตอร่ี ตางๆใหทนทานจะตองทราบขอจํากัดทางดานอุณหภูมิและระดับความลึกในการคายประจุ (Depth of Discharge: DOD) ในระหวางการทํางานดวยซึ่งจะมีผลตอประสิทธิภาพและอายุการใชงานของแบตเตอร่ี การใชงานจนพลังงานไฟฟา หมดจะเปน ผลทําใหอายุการใชงานของแบตเตอรี่ส้ันลงอยางมากๆดังน้ันการใช งานจึงไมควรใชประจไุ ฟฟา ทีต่ าํ่ กวา ระดับ 60 เปอรเซ็นตแ ละแบตเตอร่คี วรเกบ็ ไวในท่ีอากาศเย็นในสวนการ ประจไุ ฟฟา จะตองไมประจุกระแสไฟฟาทส่ี ูงเกินไปจะทําใหแ บตเตอรีร่ อ นจัดทาํ ใหเ สื่อมสภาพเรว็ ยิ่งขนึ้ แบตเตอรแี่ บบตา งๆ กราฟแสดงจาํ นวนครั้งการประจกุ บั คา DOD 2.1.4 อินเวอรเตอร (Inverter) เปนอุปกรณที่ใชปรับเปล่ียนพลังงานไฟฟากระแสตรงจาก แบตเตอรเ่ี ปน ไฟฟา กระแสสลับ 220 V สําหรับใชงานกบั อุปกรณไ ฟฟา ทอ่ี ยใู นบานโดยทว่ั ไปอินเวอรเ ตอรจะ ออกแบบวงจรภายในโดยใชวงจร Switching แปลงระบบไฟฟากระแสตรงเปนกระแสสลับโดยมีสัญญาณ ความถี่ไฟฟา 50 Hz ในระบบท่ีมีขนาดเล็กๆผูผลิตอาจจะรวมวงจรอินเวอรเตอรเขาเปนชุดเดียวกับวงจร ควบคมุ การประจไุ ฟฟาแบตเตอรี่ (Battery Charger and Controller) ในการใชง านตองมีคากําลังงานท่ีสูง คูมือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 18

กวากําลังวัตตที่ใชงาน 15-20 % ทั้งน้ีเนื่องจากอินเวอรเตอรจะมีประสิทธิภาพประมาณ 80-85 % เชน กําลงั วัตตท่ีตองการใชงาน 800 วตั ตต องใชอินเวอรเ ตอรข นาด 1 กโิ ลวัตตเ ปนตน อินเวอรเตอร 2.2 เทคโนโลยีการผลิตไฟฟา จากพลงั งานความรอ นแสงอาทติ ย (Solar Thermal) เปนเทคโนโลยที ีจ่ ะทําการรวมแสงจากดวงอาทติ ยไ วท ่ีวัตถุรับแสงโดยใชกระจก หรือวัสดุสะทอนแสง และหมุนตามดวงอาทิตย เพื่อสะทอนและสงไปยังตัวรับแสงซึ่งจะทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงเปนพลังงาน ความรอ นทม่ี ีอณุ หภูมิสงู ความรอนทไี่ ดส ามารถนําไปใชป ระโยชนไ ดโดยตรงกับชุดเครื่องยนต (Cycle Heat Engine) ซ่ึงติดต้ังอยูบนตัวรับความรอน หรือนําความรอนที่ไดไปทําใหของเหลวรอนกอนแลวนําไปใชกับ เคร่อื งยนต (Central Engine) ท่มี า : http://montaraventures.com/blog/2007/03/19/wanna-learn-about-solar-thermal-power/ รปู แสดงเทคโนโลยกี ารผลติ ไฟฟาจากพลงั งานความรอ นแสงอาทติ ย การใชพลังงานความรอนจากแสงอาทิตยมาผลิตกระแสไฟฟาที่มีการใชงานในปจจุบันใชท้ังวิธีการ สะทอนแสงดวงอาทติ ยมาใชงานโดยตรงและการใชโดยออมโดยการใชไอนํ้าหรือการใชลมรอนเพ่ือหมุนเจ เนอเรเตอร (Generator) มีลักษณะตา งๆกนั ดงั นี้ คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 19

2.2.1 Parabolic dish เปนระบบ รวมแสงอาทิตยเพ่ือใหไดความรอนที่มาก เพยี งพอสําหรบั การผลติ พลังงานไฟฟาจาก แสงอาทิตยได การเพิ่มพลังงานความรอน ใหกับจุดศูนยรวมของแสงทําโดยการใช แผนสะทอนแสงดวยจานสะทอน แสงรูปพาราโบลิกตามรูปเรียกวา ระบบ Solar parabolic dishซึ่ง Parabolic trough จะไดคาพลังงานความรอนที่สูง มากตรงบริเวณจุดโฟกัสของแสง แผนจานสะทอนแสงจะทําการ หมุนรับ แสงต ามดวง อาทิต ย ตลอดเวลา การนาํ ความรอนมาใช Solar Concentration Dish งานวิธกี ารท่ีสะดวกและนิยมใชคือ การใชเครื่องยนตความรอน (Sterling Engine) หมุนเจเนอเรเตอรเพ่ือผลิตกระแสไฟฟาโดยตรง แตก็ยังมี ขอจาํ กัดเรอ่ื งของพลังงานแสงอาทิตยที่ไมค งที่ ทําใหเกิดการเปล่ียนแปลงอุณหภูมิอยางฉับพลัน( thermal shock) ของอปุ กรณแ ตล ะชนดิ และมกั จะเกดิ ปญหาในระบบตามมา เหตุน้ีจึงทําใหระบบการผลิตไมเสถียร ทาํ ใหก ารผลติ พลงั งานไฟฟา วิธีการไมตอเนื่องจึงไมเปนท่ีนิยมมากนัก แนวทางการแกไขทางหน่ึงคือการใช เปนระบบผสมผสาน (Hybrid) กับระบบผลิตพลังงานอื่นๆ 2.2.2 Parabolic Trough เปน วธิ กี ารรวมแสงรูปแบบคลายจานพาราโบลิคเชนกันแตจะออกแบบ จะใหจานสะทอนแสงวางยาวเปนราง การควบคุมการหมุนรางตามแสงอาทิตยทําไดสะดวกข้ึนมีการใช พลังงานในการขับเคลอื่ นรางสะทอ นแสงตา่ํ กวา เนอ่ื งจากเปน ระบบขับเคลื่อนแบบ 1 แกน การนําพลังงาน ความรอนออกมาใชก็สะดวกโดยการวางทอน้ํารอนไปตามแนวจุดโฟกัสของจานความรอนที่ไดมีคาความ รอนสงู มากจนน้าํ รอ นกลายเปน ไอนํ้า (Stream) และมีความดันท่ีสูงมากสามารถนําไปหมุนสตรีมเทอรไบน และหมุนเจอเนอเรเตอรเ พอ่ื ผลิตกระแสไฟฟาไดไอน้าํ ทผ่ี านเทอรไบนแลวอุณหภูมิก็จะลดลงกลั่นตัวเปนน้ํา รอนท่สี ามารถปม หมุนวนไปรับพลังงานความรอนที่จานไดอกี ทาํ ใหไดป ระสทิ ธิภาพสงู ยง่ิ ขนึ้ พลังงานท่ีไดจาก ระบบนจี้ ึงนิยมใชงานมากขึ้น ปญหาที่พบสําหรับวิธีการรวมแสงน้ีคลายกับระบบจานพาราโบลิค คือ ดวย ประสิทธิภาพการรวมแสงท่ีสูงมาก การพาดผานของเมฆบนทองฟา แมเพียงเล็กนอย ทําใหเกิดการ เปล่ียนแปลงอณุ หภูมิอยา งฉับพลนั ( thermal shock) ทําใหอุปกรณเกิดความเสียหายได ดวยเหตุน้ีวิธีการ ผลิตพลังงานไฟฟาจากพลังงานความรอนแสงอาทิตย จึงไดรับการแนะนําใหจัดต้ังในเขตพื้นท่ีท่ีมีความช้ืน นอย เชนในเขตทะเลทราย คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 20

2.2.3 Solar Thermal Tower เปน วธิ กี ารผลิตพลังงานไฟฟาโดยใชวิธีรวมความรอนที่ไดจากการ สะทอนของแผนสะทอนแสงหลายๆแผนมารวมกันที่จุดรับแสงบนหอสูง (Tower) แผนสะทอนแสงแตละ แผน กจ็ ะถกู ควบคุมใหเ คล่อื นท่ีทํามุมกับดวงอาทิตยโดยใหมีการสะทอนแสงมาตกกระทบกับจุดรับแสงบน หอสูงตลอดเวลาซึ่งภายในหอสงู จะมีทอ นํ้ารอนซ่งึ เม่ือนํา้ ไดร ับความรอ นก็จะเดือดกลายเปนไอ (Stream) ที่ มีความดันสูงมาก ไอนํ้าน้ีจะถูกนําไปใชเพ่ือไปหมุนสตรีมเทอรไบนและเจนเนอเรเตอรทําการผลิต กระแสไฟฟา ออกมาได วิธนี ี้ตองมีการสรางเปน โครงการขนาดใหญมีปริมาณรงั สีแสงอาทิตยตรงมากๆ Solar Tower 2.2.4 Solar Chimney Tower เปนวิธีการผลิตพลังงานไฟฟาจากการหมุนของเทอรไบนท่ีติด ตั้งอยูในปลองทอท่ีมีลมรอนไหลผานตามหลักการเทอรโมไดนามิกสของอากาศเมื่ออากาศไดรับความรอน จากแผงรบั ความรอน (Solar Collector) ทีอ่ ยูร อบๆของฐานปลองลมอากาศจะไหลสงู ขึน้ เมื่อมีพ้ืนท่ีรับแสง มากปริมาณอากาศทไ่ี หลเวียนกจ็ ะมากข้ึนก็จะเกิดแรงดูดอากาศที่เยน็ กวา เขา มาท่ฐี านอากาศทรี่ อนก็จะไหล รวมกนั เขา ไปในปลอ งภายในจะมกี ารออกแบบใหกระแสลมเรงความเรว็ สงู ขนึ้ โดยใชจมูกรีดลม (Nuzzle)ทํา ไหไดพลังงานมากข้ึนหมุนใบพัดกังหันลมภายในทอซ่ึงติดต้ังเจเนอเรเตอรเพื่อทําการผลิตไฟฟาออกมาได วิธีการผลติ ไฟฟาวธิ ีน้เี พ่ือใหไดพ ลงั งานมากๆจึงตอ งสรางเปนโครงการท่ีมีขนาดใหญมากๆจึงมีการลงทุนสูง คูมือการพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 21

และมีการใชพื้นที่ๆในบริเวณท่ีกวางมากจึงเหมาะสมกับประเทศท่ีมีแสงแดดมากมีพ้ืนท่ีกวางขวางเชน ออสเตรเลีย สหรฐั อเมริกาหรอื ประเทศแถบตะวันออกกลางเปน ตน Solar Chimney ระบบตัวรวมแสงแบบเนนตัวรวมแสงแบบจาน (Parabolic Dishes) มีประสิทธิภาพการแปลง เปน ความรอ นสงู กวา ชนดิ ตัวรวมแบบราง (Parabolic Troughs) เนื่องจากสามารถรวมแสงไดในพื้นท่ี ที่เลก็ กวา การผลติ ไฟฟาจากพลงั งานความรอนแสงอาทิตยในประเทศไทย จากการศึกษาเบื้องตนโดย พพ. พบวา ความเขมรังสีตรงของประเทศไทยมีคาในชวง 1,350-1,400 kWh/m2-yr ต่ํากวาคา เมื่อ เทยี บกบั บรเิ วณท่มี กี ารจดั ตงั้ โรงไฟฟา พลังงานความรอ นแสงอาทิตยในตางประเทศ ซ่ึงโดยทั่วไปจะอยู ในบริเวณที่มีความเขมรังสีตรงมากกวา 2,000 kWh/m2-yr อยางไรก็หากมีการวิจัยและพัฒนาอยาง ตอเนื่อง ในอนาคตโรงไฟฟาพลังงานความรอนแสงอาทิตยก็อาจสามารถทํางานสภาพแวดลอมของ ประเทศไทยได คูมอื การพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 22

บทที่ 3 เทคโนโลยีการผลิตพลังงานความรอ นจากพลงั งานแสงอาทติ ย ประเทศไทยใชเ ทคโนโลยกี ารผลติ ความรอนจากพลังงานแสงอาทิตยมาเปนระยะเวลายาวนาน ท้ังใน รูปแบบ การผลิตนํ้ารอน การอบแหง การผลิตความเย็น การสูบน้ําปจจุบันมีกิจกรรมหลายประเภทท่ี จาํ เปน ตอ งใชน ํ้ารอ น เชน โรงพยาบาล โรงแรม รานอาหาร รานเสริมสวย เปนตน สําหรับการผลิตน้ํารอน ไดมีการใชพลังงานหลายรูปแบบ ซึ่งสวนใหญจะใชวิธีการตมโดยใชพลังงานจากกาซ และไฟฟา หรือหาก เปน กจิ กรรมขนาดใหญจะใชหมอตม (Boiler) ที่ใชน้ํามันเตา หรือ นํ้ามันดีเซลเปนเช้ือเพลิงถึงแมวาระบบ ผลิตนํา้ รอ นดว ยพลังงานแสงอาทิตยจะมีความคุมคาทางเศรษฐศาสตรในระดับหนึ่งแลว แตทั้งน้ีการติดต้ัง จะตอ งมคี วามรคู วามเขาใจในดา นเทคนิค เพอ่ื ใหการใชง านระบบฯ สามารถใชไดอยา งเกดิ ประโยชนสงู สดุ 3.1 เทคโนโลยีการผลิตนา้ํ รอ นจากพลังงานแสงอาทิตย การผลิตน้ํารอนจากพลังงานแสงอาทิตย (Solar Water Heating) หรือการนําความรอนจากแสงอาทิตยมาใชประโยชนเปนเทคโนโลยีที่ใช กันมาอยางแพรห ลายโดยเฉพาะประเทศเมอื งหนาวท่มี คี วามตอ งการใชนํ้า รอ นในแตละวนั ในปริมาณท่ีสูง ในขณะทปี่ ระเทศไทยเครอ่ื งทาํ น้ํารอนดวย แสงอาทติ ยเปน การใชพลังงานในรูปความรอน โดยตัวรับรังสีแสงอาทิตย (Solar Collector) เปนตัวแปลงและเก็บพลังงานความรอนแลวถายเท ความรอนใหแกน้ํา ทําใหนํ้าที่มีอุณหภูมิตํ่าเปนน้ํารอนที่มีอุณหภูมิ ประมาณ 40-70Cซึ่งสวนใหญจะใชสําหรับการอาบน้ํา การซักลาง ซ่ึง เปนการทํานํ้ารอนเพ่ือรองรับการใชงานทั้งในบานพักอาศัย โรงแรม โรงพยาบาลหรือโรงงานอุตสาหกรรมท่ีสวนใหญยังใชไฟฟา แกส เปน เชื้อเพลิง เน่ืองจากความสะดวกสบายในการใชงานและมีคาใชจายไมสูง มากนัก แตท้งั นี้ ภายใตสถานการณร าคาพลงั งานที่เพิม่ สูงขึ้นอยางรวดเร็ว ในปจ จุบนั รวมไปถึงราคาเทคโนโลยที ่ีมีแนวโนมถูกลง การทําน้ํารอนดวย พลังงานแสงอาทิตยจึงนับเปนทางเลือกท่ีนาสนใจเพื่อนํามาทดแทน พลังงานเชงิ พาณชิ ย 3.1.1 เครื่องทํานํ้ารอนพลังงานแสงอาทิตย มีสวนประกอบอยู 2 สวน คือ ตัวรับรังสีแสงอาทิตย และถังเก็บนํ้ารอน ซ่ึงการออกแบบเครื่องทําน้ํารอนข้ึนอยูกับวัตถุประสงคของการใชงาน ความตอ งการของผใู ช โดยทั่วไปเครื่องทํานํ้ารอนพลังงานแสงอาทิตยมีสวนประกอบที่สําคัญ ดงั นี้ คูมอื การพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 23

o แผงรับความรอนจากแสงอาทิตยเปนอุปกรณสําหรับรับรังสีแสงอาทิตยเพ่ือเพ่ิม อุณหภูมิใหแกน ้ํา การผลิตนํา้ รอนดวยพลงั งานแสงอาทิตยที่ใชกันโดยท่ัวไปในปจจุบันมี การผลิตนํ้ารอนท่ีอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิตํ่า ซึ่งมีเทคโนโลยีการผลิตนํ้ารอน 3 แบบ ดังน้ี 1) แผน รับแสงแบบรวมแสง(Focusing Solar Collector) เปนแบบทส่ี ามารถผลิต นํา้ รอ นท่ีอณุ หภมู สิ ูงซึง่ จาํ แนกไดตามชนิดของการรวมแสงแบง ออกเปน 2 ชนดิ คือ 1.1 การรวมแสงเปนจดุ (point-focus solar collector) ไดแกระบบรวมแสง เขา หอรบั แสง (central receivers tower) และจานรวมแสงเปนจดุ (parabolic dishes) 1.2 การรวมแสงเปนเสน (line-focus solar collector) ไดแกเลนซสะทอน รวมแสง (Fresnel reflector) และจานรวมแสงเปนเสน (parabolic troughs) เทคโนโลยกี ารผลติ น้ํารอ นโดยใชแผนรับแสงดงั กลาวขางตน น้ี จะมกี ารทํางานของ อุปกรณใหเ คลอื่ นที่ตามดวงอาทติ ย ซึ่งจะมีผลทําใหแผนรับแสงสามารถรับแสงอาทิตย ไดเ ตม็ ทีต่ ลอดเวลาชวงกลางวนั ทาํ ใหม ีอณุ หภมู สิ งู มาก ดงั ตารางท่ี 3-1 ตารางท่ี 3-1 ระดับอณุ หภูมทิ ท่ี ําไดข องแผนรับแสงแบบรวมแสง แบบแผน รับแสง ระดบั อณุ หภมู สิ ูงสดุ โดยประมาณ (องศาเซลเซียส) 1. หอรับแสง (central receiver tower) 1,000 2. จานรวมแสงเปน จดุ (parabolic dish) 1,500 3. เลนซสะทอนรวมแสง(Fresnel reflector) 250 4. จานรวมแสงเปน เสน(parabolic troughs) 300 ที่มา : โครงการสงเสริมการใชพลังงานแสงอาทิตยเพื่อผลิตน้ํารอนในพ้ืนท่ีภาคกลาง ภาค ตะวนั ออก และภาคใต 2) แผน รบั แสงแบบแผนเรียบ(Flat Plate Solar Collector)เปน แบบท่สี ามารถ ผลิตน้ํารอ นทีอ่ ุณหภูมิต่าํ แผน รับแสงแบบนจ้ี ะไมมอี ปุ กรณใ หเ คลือ่ นทต่ี ามดวง อาทติ ย (non-tracking solar collector) ไดแ ก แผน รับแสงแบบแผน เรียบชนิด มแี ผน ปดใส (single glazed) และแผน รบั แสงแบบแผนเรยี บชนดิ ไมมีแผน ปด คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 24

(unglazed) เปน ตน แผนรบั แสงแบบนจ้ี ะสามารถรับแสงอาทิตยเ ปนความที่ อณุ หภมู ติ ่ําดงั แสดงในตารางท่ี 3-2 ตารางท่ี 3-2 ระดบั อุณหภมู ิท่ีทําไดข องแผน รบั แสงแบบแผน เรยี บ แบบแผน รับแสง ระดับอณุ หภมู สิ งู สุด โดยประมาณ (องศาเซลเซียส) 1. แผน เรยี บชนดิ มีแผน ปดใส(single glazed) 40 – 90 2. แผน เรียบชนิดไมม แี ผน ปด (unglazed) < 40 3. ทอน้ําสุญญากาศ (evacuated tubular collector) 100 – 200 ที่มา : โครงการสงเสริมการใชพลังงานแสงอาทิตยเพ่ือผลิตนํ้ารอนในพื้นท่ีภาคกลาง ภาค ตะวันออก และภาคใต แผงรับความรอนจากแสงอาทิตยแบบแผนเรียบ ในประเทศไทยมีท่ีนิยมอยู2 แบบ คอื 2.1 แผนรับแสงแบบแผนเรียบ (Flat Plate Solar Collector)เปนแบบที่ สามารถผลิตน้ํารอนที่อุณหภูมิตํ่า แผนรับแสงแบบน้ีจะไมมีอุปกรณให เคล่ือนที่ตามดวงอาทิตย (Non-tracking solar collector) ไดแก แผนรับ แสงแบบแผน เรียบชนิดท่ีแผนปดใส (single glazed) และแผนรับแสงแบบ แผน เรียบชนดิ ไมม แี ผน ปด (unglazed) เปนตน แผน รบั แสงแบบแผน เรยี บ (Flat Plat Solar Collector) 2.2 แผนรับแสงแบบหลอดแกวสุญญากาศ (Evacuated Tube Solar Collector)เปน อุปกรณท เ่ี ปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยใหเปนพลังงานความ รอนอีกรูปแบบหนึ่ง มีลักษณะเปนหลอดแกวสองชั้น ระหวางช้ันเปน สญุ ญากาศ ภายในเคลือบดวยสารดูดกลืนรังสี มีประสิทธิภาพสูงเหมาะกับ การใชง านท่ีตองการนํา้ รอนอณุ หภมู ิสงู คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 25

แผน รบั แสงแบบหลอดแกว สญุ ญากาศ 3) สระแสงอาทติ ย (Solar Pond) เปนแบบท่ีสามารถผลิตน้าํ รอนท่ีอุณหภูมิต่ํา และไมม ีอุปกรณบงั คบั ใหเ คล่ือนทีต่ ามดวงอาทิตยไดแก ชนิดตื้น (shallow solar pond) และชนิดลกึ (deep or salt gradient solar pond) เปน ตน แผน รบั แสง แบบนี้จะสามารถรับแสงอาทิตยเ ปนความรอนทีร่ ะดับอณุ หภมู ติ าํ่ ดังแสงในตาราง ท่ี 3-3 นอกจากน้ันการรับแสงอาทิตยยงั มแี บบท่ีเปนทอ สญุ ญากาศ ซึ่งสามารถ ผลิตน้ํารอ นไดท ้งั อุณหภูมิสงู และต่ํา ตารางท่ี 3-3 ระดบั อณุ หภมู ทิ ท่ี าํ ไดของสระแสงอาทติ ย ระดบั อุณหภมู ิสงู สุด แบบแผน รับแสง โดยประมาณ (องศาเซลเซยี ส) 1. สระแสงอาทติ ยช นดิ ตืน้ (shallow solar pond) 40 – 60 2. สระแสงอาทติ ยช นิดลกึ (deep or salt gradient solar pond) 40 – 90 ทม่ี า : โครงการสงเสริมการใชพ ลงั งานแสงอาทิตยเพอื่ ผลติ นํ้ารอนในพนื้ ท่ีภาคกลาง ภาคตะวันออก และ ภาคใต *** ในการผลติ น้าํ รอ นเพ่อื ใชส อยในโรงพยาบาลและโรงแรมจะมีจดุ ประสงคห ลักเพอ่ื ใชใ นการอุปโภค และบริโภคไดแก อาบนํ้าชําระรางกาย ซักลาง ลางแผล ปรุงอาหารเปนตน ซึ่งน้ํารอนที่ใชจะเปนนํ้ารอน อุณหภูมิตํ่าประมาณ 40 – 60 องศาเซลเซียส หากจะนําพลังงานแสงอาทิตยมาผลิตน้ํารอนใชเพ่ือ จดุ ประสงคด งั กลาวแลว เทคโนโลยที ี่เหมาะสมที่สุดก็คือเทคโนโลยีการผลิตน้ํารอนใชแผนรับแสงแบบแผน เรียบชนิดมแี ผนปด ใส ซึ่งอปุ กรณระบบจะมรี าคาถูกกวามาก เมื่อเปรียบเทียบกับแบบรวมแสง และใชพ้ืนท่ี ติดตง้ั นอยกวา แบบสระแสงอาทติ ย คูมือการพัฒนาและการลงทุนการผลติ พลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 26

3.1.2 ระบบผลิตนํ้ารอนโดยใชพ ลังงานแสงอาทติ ยแบบผสมผสาน เปน การนําเทคโนโลยีการผลิต น้ําร อนจ ากแ สงอ าทิต ยม า ผสมผสานกับความรอนเหลือทิ้ง เชน จากการระบายความรอน ข อ ง เ ค ร่ื อ ง ทํ า ค ว า ม เ ย็ น ห รื อ เคร่ืองปรับอากาศ จากหมอตม ไอนํ้า จากปลองไอเสีย เปนตน โ ด ย ผ า น อุ ป ก ร ณ แ ล ก เ ป ล่ี ย น ความรอน (Heat Exchanger) เพื่อลดขนาดพื้นท่ีแผงรับรังสี ความรอน และใชทรัพยากรที่มี อยอู ยางคมุ คา ในกิจการของโรงงาน โรงพยาบาลและโรงแรม หรอื กจิ กรรมอ่ืนๆ ท่ัวไปจะมีความรอน ท้งิ จากอุปกรณตางๆ เชน เคร่ืองปรบั อากาศ หมอ ไอน้ํา เครอ่ื งกําเนิดไฟฟา เปนตน ในการนํา ความรอ นเหลือท้งิ เหลานั้นกลับมาใชประโยชน เปนแนวทางหนึ่งท่ีจะสามารถผลิตน้ํารอนได โดยหลักการผลิตน้ํารอนจากความรอนเหลือท้ิงของเคร่ืองปรับอากาศหรือตูแชเย็น คือ จะมี อุปกรณแลกเปลี่ยนความรอนรับความรอนจากคอนเดนเซอร แลกเปลี่ยนความรอนกับน้ํา สงผลใหนาํ้ เมือ่ ผานอุปกรณแ ลกเปล่ยี นความรอนจะมีอุณหภูมิสูงข้ึนโดยจะใชพลังงานในการ สูบน้ําเทา น้นั ในขณะเดยี วกนั การระบายความรอ นดวยนํ้าจะสงผลใหระบบมีการระบายความ รอนไดดี ประสิทธิภาพของเคร่ืองปรับอากาศและตูแชเย็นจะดีข้ึนสงผลใหเกิดการประหยัด พลังงานมากข้นึ ดว ย โดยจะมีจะมีคุณลักษณะเชิงเทคนิค ดังนี้  การผลิตนํ้ารอ นจากความรอ นเหลอื ทิ้งของเคร่ืองปรับอากาศและตแู ชเ ยน็ เครือ่ งปรบั อากาศและเครื่องทําความเย็นที่สามารถนําความรอนท้ิงมาใชผลิตนํ้ารอน ควรเปนชนดิ ระบายความรอนดวยอากาศแบบวัฎจกั รอดั ไอ ท่ีมีชุดคอมเพรสเซอรเปนอุปกรณ อัดไอสารทําความเย็น โดยสารทําความเย็นจะนําความรอนที่ไดจากวัฎจักรทําความเย็นออก จากหอ งทีต่ องการทําความเยน็ ไประบายทิ้งที่ชุดควบแนน เพ่ือสารทําความเย็นควบแนนเปน ของเหลวไปตามวัฎจักรทาํ ความเย็นแบบอัดไอ ความรอ นท่ีระบายทง้ิ นส้ี ามารถนํามาใชเ ปนแหลง ความรอ นผลิตน้ํารอนได โดยสารทํา ความเยน็ ท่ีไหลออกจากคอมเพรสเซอรจะมีอุณหภมู ริ ะหวา ง 70-80 องศาเซลเซียส ขึ้นอยูกับ ภาระการทํางานของเคร่ืองปรับอากาศ ซึ่งสูงพอที่จะผลิตนํ้ารอนท่ีอุณหภูมิสูง 60 องศา เซลเซยี สได โดยใชอุปกรณแลกเปล่ยี นความรอ น คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 27

หลักการผลิตน้ํารอนจากความรอนเหลือท้ิงของเครื่องปรับอากาศหรือตูแชเย็น จะมี ลักษณะ ในการนําความรอนทิ้งจากเคร่ืองปรับอากาศหรือตูแชนั้น จะทําการติดตั้งเครื่อง แลกเปลย่ี นความรอ นหลงั คอมเพรสเซอร ซ่ึงเปนดานท่ีสารทําความเย็นไหลออก และถายเท ความรอนใหกับน้ํา ทําใหนํ้าเมื่อไหลผานเคร่ืองแลกเปล่ียนความรอนจะทําใหอุณหภูมิสูงข้ึน มากหรอื นอยขึ้นอยกู บั การออกแบบและประสิทธิภาพของเครอ่ื งแลกเปลี่ยนความรอน ในการ นําความรอนเหลอื ทงิ้ จากเครอ่ื งปรบั อากาศและตูแชเย็นกลับมาใชจะไดน้ํารอนโดยส้ินเปลือง พลังงานเพียงเล็กนอยสําหรับเดิมปม ในขณะเดียวกันการระบายความรอนดวยน้ําจะทําให ร ะ บ บ มี ก า ร ร ะ บ า ย ค ว า ม ร อ น ไ ด ดี ประสิทธิภาพของเครอ่ื งปรับอากาศและตูแช เย็นจะดีขน้ึ ระบบวงจรของเคร่ืองทําน้ํารอ นจากความรอ นเหลอื ทิ้งของเครื่องปรบั อากาศและเครอ่ื งทาํ ความเยน็ และตวั อยา งการนาํ ความรอ นท้งิ จากเครอ่ื งปรบั อากาศมาใชผ ลิตนาํ้ รอ น อยางไรก็ตาม การผลิตน้ํารอนจากเคร่ืองปรับอากาศและเคร่ืองทําความเย็นจะมี ปญหาบา งในชวงฤดูหนาว เน่ืองจากในประเทศไทยจะเปดเคร่ืองปรับอากาศนอย ถึงแมจะมี การใชงานแตป ริมาณความรอนทีร่ ะบายท้ิงกจ็ ะนอ ยมาก  การผลติ น้ํารอ นจากความรอนเหลอื ทิ้งของหมอ ไอน้ํา แกสไอเสียจากปลองหมอไอน้ําหรือเตาอบในการผลิตไอน้ําเพื่อใชในโรงงานหรือการ อบเครื่องสุขภัณฑ ท่ีผานการใชงานโดยการถายเทความรอนใหกับนํ้าใหกลายเปนไอ หรือ ถา ยเทความรอ นใหกับอากาศเพอื่ ใชใ นการอบพวกเครอ่ื งสขุ ภณั ฑ แกสรอนเหลา นีจ้ ะถูกปลอย ออกไปตามปลอ ง ซ่ึงแกสเหลานี้จะยังมอี ณุ หภมู สิ ูงและปริมาณมากพอ คือมปี ริมาณความรอน ทงิ้ 15 % ของพลงั งานเชือ้ เพลงิ ทีใ่ ช ซ่ึงสามารถนําความรอนท้ิงกลับมาใชในการผลิตน้ํารอน คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลิตพลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 28

ไดโ ดยการใชเ ครื่องแลกเปล่ียนความรอ นโดยในการนําความรอนทิ้งจากปลองไอเสียมาใชตอง ใชเคร่อื งแลกเปล่ียนความรอ นใน 2 ลกั ษณะคอื 1. เครื่องแลกเปลี่ยนความรอน โดยการนําความรอนจากผิวทอมาใช เชนแบบเจก เกตและแบบทอทองแดงพันรอบปลองภายนอกคลาย Spiral tube heat exchanger ลกั ษณะน้ีจะไดความรอ นไมสูงมาก 2. เครื่องแลกเปล่ียนความรอน โดยการใชความรอนจากแกสรอนเผาทอ heat exchanger โดยตรง ซ่งึ ลกั ษณะนจี้ ะไดรับปริมาณความรอนสูงแตอายุการใชงาน จะไมส งู มาก คอื ประมาณ 3 ป ตวั อยางอปุ กรณท าํ นาํ้ รอ นจากปลองไอเสีย การเชอื่ มตอ อปุ กรณทาํ น้ํารอ นทป่ี ลอ งไอเสยี ของหมอไอนํา้ แบบไอเสยี สมั ผัสโดยตรง ของหมอไอนํ้า  ความเหมาะสมดานเทคนคิ ของเทคโนโลยกี ารผลติ น้าํ รอนแบบผสมผสาน การใชพลงั งานแสงอาทติ ยผลิตน้าํ รอนจะสามารถผลิตไดเฉพาะในชวงเวลากลางวันที่ทองฟา โปรงเทาน้ัน น่ันคือในชวงฤดูฝนการผลิตนํ้ารอนดวยแสงอาทิตยจะไมสามารถผลิตไดเต็ม ความสามารถจําเปนตองใชพลังงานเสริม โดยการใชพลังงานจากความรอนเหลือท้ิงของ เคร่ืองปรับอากาศผลิตนํ้ารอนจะสามารถผลิตไดตลอดเวลาที่คอมเพรสเซอรทํางาน ซึ่งโดยปกติจะ ทํางานไดดใี นชวงฤดรู อนและฤดฝู น แตจ ะมีปญ หาในชวงฤดูหนาวซง่ึ มีอากาศเย็นทําใหคอมเพรสเซอร ทํางานนอ ยลง จําเปนตองใชพลังงานเสรมิ ดงั นน้ั หากใชพ ลังงานแสงอาทิตยรวมกับพลังงานจากความรอนเหลอื ทิ้งของเคร่ืองปรับอากาศ จะสามารถตัดปญหาท่ีจะใชพ ลังงานเสรมิ ออกไปตลอดจนสามารถลดขนาดของระบบผลิตนํ้ารอนจาก แสงอาทิตยลงไดอีก หากเลือกใชเคร่ืองปรับอากาศท่ีทํางานตลอด 24 ชั่วโมงหรือเลือกใช เคร่ืองปรบั อากาศทีท่ าํ งานในชวงบายและกลางคืนซึ่งสถานประกอบการที่มีความตองการท่ีจะติดต้ัง ระบบผลติ นํ้ารอ นแบบผสมผสาน ควรท่จี ะคาํ นึงถงึ ประเดน็ ตางๆ ดงั ตอไปนี้ คมู ือการพัฒนาและการลงทุนการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย หนา 29

- สถานประกอบการตอ งมพี ื้นท่ีวา งเปลาไมไดใ ชประโยชน - สถานประกอบการตองมีแหลงความรอนทิ้งท่ีเหมาะสมสําหรับนํามาประยุกตใชในการ ผลติ นาํ้ รอ น - สถานประกอบการตอ งมศี กั ยภาพความตอ งการใชน า้ํ รอ นมากกวา วนั ละ 2,000 ลติ ร - สถานประกอบการตอ งมบี ุคลากรบาํ รุงรกั ษา ระบบผลติ นาํ้ รอ นดว ยแสงอาทิตยแ บบผสมผสาน 3.2 เทคโนโลยอี บแหงดว ยพลงั งานแสงอาทติ ย การทําใหแหง (Drying) เปนวิธีหน่ึงของการถนอม อาหารท่ีมนุษยใชกันมาเปนระยะเวลายาวนาน การตาก แหงดวยแสงอาทิตยโดยตรง อาจมีส่ิงเจือปนติดมากับ อากาศ แตดวยประเทศไทยเปนประเทศท่ีไดรับแสงแดด ในปรมิ าณมาก จึงเหมาะทีจ่ ะถนอมอาหารดวยวิธีการตาก แหง เพราะสะดวก ส้ินเปลืองคาใชจายนอย และควบคุม คุณภาพอาหารใหถ กู สุขลกั ษณะ ปราศจากสิ่งสกปรก เชน ฝุน หรอื การรบกวนจากสตั ว เชน แมลงวนั เปนตน การอบแหง คือ การไลค วามชื้นออกจากวัสดุ โดยการถายเทความรอนใหแกวัสดุดวยวิธีการพาความ รอน (Convection) และการแผร งั สี (Radiation) เพอ่ื เพิ่มอุณหภมู ขิ องวสั ดุจนมีผลใหความช้ืนกลายเปนไอ ระเหยออกไปทําใหความชนื้ โดยรวมของวสั ดุลดลง คูม อื การพัฒนาและการลงทุนการผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 30

การอบแหงดวยแสงอาทิตยเปนวิธีการท่ีใชกันอยูท่ัวไป ท้ังในครัวเรือนและอุตสาหกรรมทางการ เกษตรขนาดเล็ก เนื่องจากความสะดวกและมีคาใชจายดานพลังงานตํ่า โดยวิธีการท่ีสะดวกท่ีสุดคือการ กระจายวสั ดุท่ีตองการอบแหง ลงบนพ้นื ผวิ ทีแ่ สงอาทิตยสองถึง และพลิกวัสดุเปนครั้งคราวเพื่อใหวัสดุแหง อยา งท่ัวถึง โดยท่วั ไปการอบแหง จะเหมาะสมสาํ หรับพืน้ ทีท่ ี่อากาศรอนและแหง อยางไรก็ตามถึงแมวาการ อบแหง ดวยแสงอาทติ ยจ ะมีขอดที ส่ี าํ คญั คือ ตองการการลงทุนความชํานาญในการใชงานและดูแลรักษาท่ี ต่ํา แตขอจํากัดบางประการ เชน การควบคุมคุณภาพในการอบแหงวัสดุบางชนิดภายใตบรรยากาศ การ ปนเปอนหรอื แมลงรบกวน สภาพอากาศท่ีไมเอื้ออํานวยในฤดูฝน รวมไปถึงความตองการบริเวณท่ีกวางใน การอบแหง ยงั คงเปน อุปสรรคในการใชง านแสงอาทิตยในการอบแหงสําหรับบางพ้ืนที่ หรือบางฤดูกาล ทํา ใหการใชงานความรอนจากแสงอาทิตยยังไมสามารถทําไดอยางเต็มประสิทธิภาพเทาท่ีควรดังน้ัน การ ออกแบบระบบอบแหงดวยพลังงานแสงอาทิตยใหมี รูปแบบเหมาะสม โดยการใชงานพัดลมเพ่ือหมุนเวียน อากาศใหนําพาความชื้นออกจากวัสดุ หรือการใช เชื้อเพลิงอ่นื ๆ เสรมิ ในการทําความรอ น เชน ไฟฟา ถาน ไมในยามท่ีแสงอาทิตยไมเพียงพอ จึงเปนแนวทางใน ก า ร ส ง เ ส ริ ม ก า ร ใ ช พ ลั ง ง า น แ ส ง อ า ทิ ต ย อ ย า ง มี ประสิทธิภาพ เพื่อการสงเสริมกิจกรรมทางการเกษตร ในแงของการอํานวยความสะดวก ลดระยะเวลาการ ทํางานรวมไปถึงทดแทนการใชพลังงานฟอสซิลอน่ื ๆ ลงไดในตัว การอบแหงดวยแสงอาทิตยแบงออกเปน 2 ลักษณะใหญๆ คือ การอบแหงแบบหมุนเวียนดวย ธรรมชาติ (Passive System) และแบบหมุนเวียนแบบบังคับ (Active System) โดยมีรูปแบบการทํางาน และขอดีขอ ดอย แตล ะรูปแบบ ดังนี้ 3.2.1 เคร่ืองอบแหง แสงอาทติ ยช นดิ Active System เครื่องอบแหงแสงอาทิตยชนิด Active System เปนการอบแหงที่มีอุปกรณชวยใหอากาศ ไหลเวียนในทิศทางทีต่ องการ เชน พัดลมติดตั้งในระบบเพ่ือบังคับการไหลของอากาศภายใน ตูอบ โดยพัดลมจะดูดอากาศจากภายนอกใหไหลผานแผงรบั แสงอาทิตยเพื่อรับความรอนจาก แผงรบั แสงอาทิตย ใหอากาศรอนท่ีไหลผานพัดลมและหองอบแหงมีความชื้นสัมพัทธต่ํากวา ความช้นื บางพืชผล จงึ นําพาความรอ นชื้นจากพืชผลออกสูภายนอกทําใหพืชผลท่ีอบไวแหงได โดยสามารถแบงไดด ังน้ี o แบบDirect Solar Dryersมีลักษณะเปนตูอบโปรงใสที่มีพัดลมดูดหรือเปาอากาศติด ตั้งอยภู ายใน โดยการรบั แสงอาทิตยจะผานวัสดุคลุมที่โปรงใสเขาใหความรอนแกอากาศ คมู ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 31

ภายในตูอบ และมีพัดลมดูดอากาศชวยในการหมุนเวียนอากาศใหผาน แลวนําพา ความชน้ื ออกจากวสั ดุทีต่ อ งการอบแหง o แบบ Indirect Solar Dryersเปนระบบอบแหงที่ใหความรอนแกอากาศในแผงรับรังสี อาทิตย แลวสงผานทอลมไปยังตูอบแหง โดยเปนลักษณะของการจายลมรอนจาก ดานลางของตูอบแหง เพื่อใหลอยข้ึนแลวถูกปลอยทิ้งไปทางดานบนของตูอบแหง หรือ อาจจา ยลมรอนเขาทางดานหน่ึงของตูอบแหง ผานวัสดุท่ีตองการอบแหงซ่ึงบรรจุในราง แขวนเพอ่ื เพ่ิมพ้ืนท่ีการสมั ผสั กับลมรอนกอนถูกดดู ทง้ิ ออกอกี ดา นตรงขามของตูอบแหง o แบบ Mixed-Typeเปนการวางลกั ษณะของเตาอบแหงคลายแบบ Passive System แต มีการใชง านพดั ลมดูดอากาศชวยในการหมุนเวียนลมรอ น เครื่องอบแหง ดวยแสงอาทิตยแ บบ เครื่องอบแหงดวยแสงอาทติ ยแ บบ Direct Solar Dryers Indirect Solar Dryers ทีม่ า : http://www.wot.utwente.nl/information/tour/solardryer.html เคร่อื งอบแหงดว ยแสงอาทติ ยแ บบ Mixed-Type ทีม่ า : http://www.wot.utwente.nl/information/tour/solardryer.html คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลงั งานจากแสงอาทติ ย หนา 32

3.2.2 เครือ่ งอบแหง แสงอาทิตยช นิด Passive System การอบแหง ระบบ Passive คอื ระบบที่เครื่องอบแหง ทํางานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตยและ กระแสลมทเ่ี กดิ ตามธรรมชาติ โดยทั่วไปแบงออกได 2 ลักษณะคือ - การอบแหงแบบไดรับแสงอาทิตยโดยตรง ซึ่งวัสดุที่อบจะอยูในเคร่ืองอบแหงท่ี ประกอบดวยวัสดุท่ีโปรงใส ความรอนท่ีใชอบแหงไดมาจากการดูดกลืนพลังงานจาก แสงอาทิตย และอาศัยหลักการขยายตัวของอากาศรอนภายในเครื่องอบแหง ทําใหเกิด การหมนุ เวียนของอากาศเพื่อชวยถายเทอากาศชน้ื - การอบแหงพลังงานแสงอาทิตยแบบผสม เคร่ืองอบแหงชนิดนี้วัสดุท่ีอยูภายในจะไดรับ ความรอนจากสองทาง ท้ังทางตรงจากดวงอาทิตยและทางออมจากแหลงอ่ืน ๆ ท่ีทําให อากาศรอ นกอ นท่จี ะผา นวสั ดุที่ตอ งการอบแหง เคร่ืองอบแหง แสงอาทิตยชนิด Passive System มีรูปแบบท่ีใชง าน ดังนี้ o แบบ Cabinet Type Dryerมีลักษณะเปน ตูอบแหงทรงกลอ งสเ่ี หล่ียมทีม่ ีวัสดุที่ตองการ ตากแหง เรยี งอยูภ ายในรทู ที่ 4-4 ประกอบดวยวัสดุฐานของกลองท่ีทาสีดําเพ่ือเปนตัวดูด รับความรอนจากแสงอาทิตย มีวัสดุโปรงใสคลุมเพื่อปลอยใหแสงอาทิตยสองผานไปให ความรอ นแกอ ากาศภายในเตาอบไดแ ละในขณะเดยี วกันก็ปอ งกันความรอนที่สูญเสียออก จากตูอบ โดยมีการเจาะรูที่ฐานและที่ดานบนของเตาอบเพ่ือกอใหเกิดการเคล่ือนที่ของ อากาศภายในเพื่อนําพาความช้ืนออกจากวัสดุท่ีตองการตากแหง เครื่องอบแหงชนิด เหมาะสมกบั การใชงานในเขตที่อากาศรอนและคอนขางแหง โดยที่สามารถกอสรางและ ใชงานไดง า ย o แบบCabinet Dryers Fitted with Chimneyเปนตูอบแหงที่มีการหมุนเวียนคลาย แบบ Cabinet Type Dryer ท่มี กี ารใชปลองเพื่อระบายอากาศทนี่ ําพาความช้ืนออกจาก วสั ดทุ ่ตี อ งการอบแหง โดยอาศัยปรากฏการณ Chimney Effect หรือการเคล่ือนตัวของ อากาศเนื่องจากความดันทแี่ ตกตาง เครอื่ งอบแหง ดว ยแสงอาทติ ยแ บบ Cabinet Type Dryer หนา 33 คมู อื การพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย

o แบบ Cabinet Dryers Fitted with Chimney and Heat Storage เปนระบบ อบแหงที่ใชพลังงานแสงอาทิตยในลักษณะคลายแบบ Cabinet Dryers Fitted with Chimney แตอาศยั พลงั งานในรูปแบบอื่นๆ ชว ยในเวลาท่ีมีแสงอาทิตยไมสมํ่าเสมอ หรือ ตอ งการใหผลติ ผลทางการเกษตรแหงเร็วขึ้น เชน ใชรวมกับพลังงานเช้ือเพลิงจากชีวมวล พลังงานไฟฟา หรือพลังงานชวี ภาพ เคร่อื งอบแหง ดวยแสงอาทติ ยแ บบ Cabinet Dryers Fitted with Chimney and Heat Storage 3.2.3 โครงการพัฒนาสาธิตและเผยแพรเคร่ืองอบแหงผลผลิตทางการเกษตรดวยพลังงาน แสงอาทิตย กรมพัฒนาพลงั งานทดแทนและอนุรักษพลังงาน ไดดําเนินโครงการพัฒนาสาธิตและเผยแพร เครื่องอบแหง ผลผลติ ทางการเกษตรดวยพลังงานแสงอาทิตย 3 แบบไดแกเครื่องอบแหงแบบ อุโมงคลมเคร่ืองอบแหงแบบเรือนกระจกและเครื่องอบแหงแบบตูท่ีใชความรอนจากแผงรับ รังสีดวงอาทิตยจากหลังคาโรงอบแหงเคร่ืองอบแหงตนแบบดังกลาวปจจุบันติดตั้งใชงานที่ โครงการอุทยานธรรมชาติวิทยาในพระราชดําริสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯสยามบรมราช กุมารอี ําเภอสวนผงึ้ จังหวัดราชบุรีและทภ่ี าควิชาฟส กิ สคณะวทิ ยาศาสตรม หาวทิ ยาลัยศิลปากร จงั หวดั นครปฐมโดยผูส นใจสามารถตดิ ตอ เขา เยีย่ มชมเคร่ืองอบแหง ณสถานท่ีดังกลาวได 1. เครื่องอบแหงพลังงานแสงอาทิตยแบบอุโมงคลม ซ่ึงเปน เครื่องอบแหงทเ่ี หมาะสมกบั การอบแหงผลไม เชนกลว ยมะมว งขนุนเปนตนเครอื่ งอบแหงดังกลาวมี ขนาดกวาง 1.2 เมตรยาว 14 เมตรดานบนปดดวย กระจกสามารถนําผลิตภัณฑเขาออกทางดานขาง คมู ือการพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 34

และมพี ัดลมระบายอากาศซ่ึงทํางานดวยโซลารเซลลผลิตภัณฑที่อยูในเครื่องอบจะไดรับ ความรอนท้ังจากรังสีดวงอาทิตยท่ีตกกระทบโดยตรงและความรอนจากแผงรับรังสีดวง อาทิตยทําใหผลติ ภณั ฑท ี่อบแหง เรว็ และไมถูกรบกวนจากแมลงหรอื เปย กฝน เคร่ืองอบแหง พลังงานแสงอาทติ ยแ บบอโุ มงคลม 2. เคร่อื งอบแหงพลังงานแสงอาทติ ยแ บบใชอากาศรอนจากแผงรบั รงั สีดวงอาทิตยท เี่ ปน หลงั คาโรงเรอื น เครื่องอบแหง แบบนม้ี ีลักษณะเปนตูมีความจุ 2.4 ลูกบาศกเมตรมีพัดลม ไฟฟาดูดอากาศจากแผงรับรังสีดวงอาทิตยท่ีออกแบบใหใชเปนหลังคาของโรงอบโดย ภายในโรงอบจะมีพ้ืนที่สําหรับใชในการเตรียมผลิตภัณฑและที่เก็บผลิตภัณฑแหงซึ่งถูก สขุ อนามัยเครื่องอบแหง ดังกลาวเหมาะสมกับการอบแหง เครอื่ งเทศและสมุนไพรเชนพริก ดอกกระเจ๊ยี บและดอกคําฝอยเปน ตน เคร่ืองอบแหงทต่ี ดิ ตง้ั ในโรงอบแหง หนา 35 คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทติ ย

3. เครือ่ งอบแหง พลงั งานแสงอาทติ ยแบบเรือนกระจก เคร่ืองอบแหงพลังงานแสงอาทิตย แบบเรือนกระจกใชหลักการเรือนกระจก (greenhouse effect) กลาวคือเมื่อรังสีดวง อาทิตยสงผานกระจกหรือพลาสติกใสเขาไปภายในจะถูกผลิตภัณฑและองคประกอบ ตางๆภายในเรอื นกระจกดูดกลนื รงั สีแลวเปลี่ยนเปนความรอนวัสดุภายในโรงเรือนจะแผ รงั สีอินฟราเรดออกมาแตไ มสามารถผานกระจกออกมาภายนอกไดทําใหอุณหภูมิในเรือน กระจกสูงขึ้นและถายเทความรอนใหกับผลิตภัณฑซ่ึงจะชวยใหนํ้าในผลิตภัณฑระเหย ออกมาไดเรว็ กวา การตากแหง แบบธรรมดา อกี ทง้ั จะมีสสี วย ไมคลํ้าเนื่องจากไมไดรับรังสี ไวโอเลตจากดวงอาทิตย เนื่องจากเครอ่ื งอบแหง แบบเรือนกระจกท่ีพัฒนาข้ึนน้ีจะใชแผน โพลีคารบอเนตแทนกระจกเน่ืองจากสามารถดัดโคงไดงายน้ําหนักเบาและแสงอาทิตย ผา นไดด เี ครอ่ื งอบแหงดงั กลา วมีขนาดพน้ื ที่ฐาน 5 x 8 ตารางเมตรมีพัดลมระบายอากาศ ซ่ึงทํางานดวยโซลารเซลลเ ครอ่ื งอบแบบนเ้ี หมาะสมกบั การอบแหงเครื่องเทศตัวอยางเชน พริกและใบมะกรูดนอกจากน้ยี ังสามารถอบแหง ผลติ ภัณฑอื่นๆไดด ว ยเชนกลว ยและอาหารทะเล เปน ตน เครอ่ื งอบแหงพลงั งานแสงอาทติ ยแ บบเรอื นกระจก คมู อื การพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 36

บทที่ 4 การศกึ ษาความเปน ไปไดข องโครงการพลงั งานแสงอาทติ ย ความสาํ เร็จของการพฒั นาโครงการพลังงานในเชิงพาณิชยจะเกิดขึ้นไดเม่ือการลงทุนพัฒนาโครงการ น้นั ๆ มีผลตอบแทนตอ การลงทุนในอัตราท่ีสูงเพียงพอที่จะสรางแรงจูงใจแกนักลงทุน ตลอดจนสรางความ เชื่อม่ันแกสถาบันการเงินในการใหการสนับสนุนดานสินเช่ือ ดังน้ันในขั้นตอนน้ีจึงจะเปนการนําประเด็น สําคัญตางๆ ในดานการเงินและการลงทุนมาสรุปเบื้องตนอยางงายๆ ไวเพ่ือใหนักลงทุนท่ีไมใชผูเชี่ยวชาญ ดานการเงินไดท ราบและนาํ มาพจิ ารณาประกอบการตดั สนิ ใจลงทนุ 4.1 การวิเคราะหผลการตอบแทนการลงทุน โดยทั่วไปผลตอบแทนการลงทุน มี 2 รูปแบบ คือ ผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร และผลตอบแทน ทางการเงนิ ซ่งึ โดยทว่ั ไปภาคเอกชนจะใชเ กณฑผลการตอบแทนดา นการเงินเปนหลักในการตัดสินใจลงทุน เนอ่ื งจากเปนการประกอบธรุ กจิ เชิงพาณิชย สว นภาครัฐจะใชท้ังผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรและการเงิน ประกอบกัน เน่ืองจากบางโครงการท่ีรัฐลงทุน ผลตอบแทนทางการเงินอาจไมสูงในระดับจูงใจ แต ผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรของโครงการที่นําเอาผลประโยชนทางออมที่มิใชเปนเม็ดเงินโดยตรงมา ประเมินรว มดวย จะทําใหโครงการน้ันมีความคุมคาตอการลงทุนตามพันธกิจของภาครัฐท่ีมิใชเชิงพาณิชย โดยท่ีผูล งทุนพฒั นาอาจเปนไปไดท งั้ ภาคเอกชนทม่ี งุ หวังผลประโยชนเชิงพาณชิ ย และภาครัฐหรือหนวยงาน ท่ีไมแสวงหาผลกาํ ไร ดงั นนั้ จงึ จะนาํ เสนอทั้ง 2 รูปแบบ เพอื่ ใหเหน็ ภาพทั้งหมด การวิเคราะหดานการเงินและการลงทุนของโครงการพัฒนาการ ผลิตพลังงานไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย โดยไดทําการวิเคราะหหา ผลตอบแทนดานการเงินและเศรษฐศาสตร โดยการวิเคราะหตนทุน ผลได (Cost-Benefit Analysis) เพื่อทําการเปรียบเทียบผลประโยชน ท่ีเกิดจากการผลิตไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตยกับตนทุนของเงินทุนที่ นําไปใชใ นการตดิ ตั้งระบบนี้ การศกึ ษาและประเมนิ ผลตอบแทนทางการเงินและการลงทุน มีพารามิเตอร หลกั ท่นี ิยมใชใ นการประเมินความเหมาะสมของโครงการดา นการลงทนุ ดังน้ี 4.1.1 มลู คา ปจ จุบนั สทุ ธิ (Net Present Value, NPV) มูลคาปจจุบันสุทธิของโครงการคือมูลคาปจจุบันของกระแสเงินสดของโครงการ ซ่ึงสามารถ คํานวณไดจ ากการทาํ สวนลดกระแสผลตอบแทนสทุ ธติ ลอดอายุโครงการใหเปนมูลคาปจจุบัน ซ่ึงการ วิเคราะหมูลคาปจจุบันสุทธิคือหากคามูลคาปจจุบันสุทธิ ≥0 แสดงวาเปนโครงการท่ีสมควรจะ ดาํ เนนิ การเน่อื งจากมผี ลตอบแทนเมอ่ื เปรียบเทยี บ ณ ปจจบุ ันมากกวา คาใชจ ายแตในทางตรงกันขาม คูม ือการพฒั นาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย หนา 37

หากมูลคาปจ จุบันสุทธิมีคานอ ยกวา ศูนยแ สดงวา เปน โครงการทไี่ มนา จะลงทุนเน่ืองจากมีผลตอบแทน เมือ่ เปรียบเทยี บณปจจุบันนอ ยกวาคา ใชจ า ย 4.1.2 อตั ราผลตอบแทนของโครงการ (Internal Rate of Return, IRR) อตั ราผลตอบแทนของโครงการคืออัตราดอกเบี้ยเงินกูท่ีทําใหคา NPV มีคาเทากับศูนยดังนั้น อตั ราผลตอบแทนของโครงการจงึ ไดแ กอัตราดอกเบ้ียหรือ i ที่ทําให NPV=0 ซึ่งหากวาอัตราดอกเบี้ย เงินกู ณ สถานการณปจจุบันสูงกวาคาอัตราผลตอบแทนของโครงการท่ีคํานวณไดก็ไมสมควรที่จะ ลงทนุ โครงการดังกลา วในทางตรงกนั ขา มหากอัตราดอกเบยี้ เงนิ กู ณ สถานการณปจจุบันยิ่งตํ่ากวาคา อัตราผลตอบแทนของโครงการที่คํานวณไดมากเทาไรแสดงเปนโครงการท่ีใหผลตอบแทนมากข้ึน ตามลาํ ดับ 4.1.3 ผลประโยชนต อ เงนิ ลงทุน (Benefit-Cost Ratio, B/C) ผลประโยชนตอเงินลงทุนคืออัตราสวนระหวางมูลคาปจจุบันของกระแสผลตอบแทนหรือ มูลคา ผลตอบแทนของโครงการเทยี บกับมูลคาปจจุบันของกระแสตนทุนหรือตนทุนรวมของโครงการ ซ่ึง คาเซลลแสงอาทติ ย คา ทีด่ ิน คาติดตัง้ คาดําเนินการ คาซอ มบํารุงรักษา ถาอัตราสวนที่ไดมากกวา 1 แสดงวาควรตัดสินใจเลือกโครงการน้ัน แตถาอัตราสวนที่ไดนอยกวา 1 แสดงวาโครงการน้ันไม นา สนใจลงทนุ แตถา เทา กบั 1 แสดงวาโครงการคุม ทนุ 4.1.4 ตน ทนุ พลังงานตอหนวย (Cost of Energy) การพิจารณาความคุมคาทางการเงินและการลงทุนท่ีสําคัญอีก ตัวชี้วัดหน่ึง คือ การวิเคราะหตนทุนตอหนวยในการผลิตไฟฟาซ่ึง วิเคราะหจากตนทุนการผลิตตลอดอายุโครงการ สําหรับโครงการผลิต ไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย ตนทุนเริ่มตนในการติดตั้งเซลลแสงอาทิตย เพือ่ ผลิตไฟฟารวมทั้งตนทุนคาใชจายที่เกิดขึ้นรายปตลอดอายุโครงการที่ ทําการผลิตไฟฟาแลวคํานวณหาคาใชจายตอปท่ีเทากัน (Equivalent annual costs, EAC) ซง่ึ ไดค ํานงึ ถงึ การปรบั คาของเวลา และการเลือกคา เสียโอกาสของทุนที่เหมาะสมเขาไวด วยแลวและคาํ นวณหาตนทุนตอหนวยโดยหารดวยปริมาณไฟฟา ท่ีผลติ ไดต อป ผลการวิเคราะหตนทุนตอหนวยสามารถใชประโยชนในการพิจารณาเปรียบเทียบกับราคา ไฟฟาที่การไฟฟา ภูมิภาครับซ้ือ ซ่ึงจะเปนเกณฑการพิจารณาความเหมาะสมในการเลือกพื้นที่ติดตั้ง เซลลแสงอาทิตย และมีการวิเคราะหผลกรณีที่ปจจัยดานอัตราดอกเบี้ยเปล่ียนแปลง (Sensitivity Analysis) คมู ือการพฒั นาและการลงทุนการผลติ พลังงานจากแสงอาทิตย หนา 38

4.1.5 ระยะเวลาการลงทุน (Payback Period) คอื ระยะเวลาท่รี ายไดหลงั จากหกั คาใชจายในการดาํ เนินการสามารถนําไปชําระเงินที่ใชลงทุน ในการพฒั นาโครงการไดครบถวน โดยสวนใหญใชนับเปนจํานวนป โครงการท่ีมีระยะเวลาคืนทุนส้ัน จะเปนโครงการที่ดีกวาโครงการที่มีระยะคืนทุนยาว โดยทฤษฎีระยะเวลาคืนทุนจะตองไมนานกวา อายกุ ารใชง านของโครงการ แตในภาคปฏบิ ตั ริ ะยะเวลาคืนทนุ ของโครงการขนาดใหญจะยอมรับกันที่ 7-10 ป 4.1.6 งบกระแสเงนิ สด (Cash Flow) เปน การวิเคราะหเ ปรียบเทยี บคา ใชจา ยและรายไดท่ีเกิดข้ึนในแตละปในชวงอายุท่ีโครงการยัง กอใหเกิดรายไดวา รายไดท่ีไดรับจะเพียงพอตอคาใชจายที่เกิดขึ้นในปนั้นๆ หรือไม ท้ังนี้ เพื่อใหนัก ลงทุนจะไดต ระหนกั และหาทางแกไขลว งหนา เพอื่ มิใหเกิดสถานการณเงนิ ขาดมือในชว งใดชวงหนึ่ง ซ่ึง จะสงผลใหโครงการสะดุด ซ่ึงในกรณีการกูเงนิ สถาบนั การเงนิ จะใหความสําคัญกับงบกระแสเงินสด มาก 4.2 ปจ จยั สําคัญที่มผี ลตอการวิเคราะหความเหมาะสมการลงทุนทถ่ี กู ตอ ง มีดงั น้ี o รายจาย (Cost) ประกอบดวย ตนทุนการลงทุน และคา ใชจายในการดําเนนิ การ  ตนทุน ไดแก เงินท่ีใชลงทุนในการ พัฒนาโครงการ เชน การซ้ือที่ดิน แผง เซลลแ สงอาทิตย ฯลฯ ตลอดจนคาติดต้ัง ดําเนินการทดสอบ ในการดําเนินการ พฒั นาโครงการ  คาใชจาย ไดแก คาดําเนินการในการเดินเครื่องหลังจากการพัฒนาโครงการแลวเสร็จ เชน คาจางพนักงาน คาซอมแซม ดอกเบ้ียเงินกู คาใชจายอ่ืนๆ ภาษี ฯลฯ แตละ เทคโนโลยีจะมีคาใชจายเหลานี้อาจไมเหมือนกันข้ึนอยูกับเทคโนโลยีและขนาด และ มาตรการสง เสริมการลงทนุ ของรัฐ o ประโยชนหรือรายรับ (Benefit)รายรับที่ไดรับจากโครงการ แยกออกเปน 2 รูปแบบ คือ ประโยชนโ ดยตรงทางการเงิน อนั ไดแก รายไดจ ากการขายพลังงานในกรณที ขี่ ายใหแกภายนอก หรือการลดคา ใชจา ยพลังงานที่ใชอยเู ดมิ การขายวัสดุท่ีเหลือจากการผลิตพลังงาน รายไดจาก CDM กับประโยชนทางออมที่มิใชเปนเม็ดเงินโดยตรงแตสามารถประเมินเปนรูปเงินได เชน การลดการกําจัดผลกระทบตอส่ิงแวดลอม ฯลฯ ซึ่งในการประเมินผลตอบแทนทาง เศรษฐศาสตร จะใชประโยชนทีเ่ กดิ จากท้ังทางตรงและทางออ ม ผูประกอบการจะตองหาขอมูล ใหถูกตองและถี่ถวนถึงราคาพลังงานที่จะขายไดหรือสามารถทดแทนไดตลอดจนมาตรการ คมู อื การพัฒนาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 39

สนบั สนนุ ของรฐั ท่มี ีผลตอ รายรับในดา นราคาของพลงั งานท่ขี าย เชน adder ระยะเวลาที่ใหการ สนับสนุน เพ่ือนาํ มาใชป ระเมนิ ผลตอบแทนโครงการ o ขอเสนอแนะ ขอมูลขางตนเปนการใหความรูพื้นฐานเบ้ืองตนแกผูประกอบการ เพื่อความ เขา ใจและนําไปใชป ระกอบการพิจารณาประเมินผลเบ้ืองตน แตไมแนะนําวาหากจะ ไดผลอยางสมบูรณที่ใหความเชื่อมั่นอยางแทจริงแกผูประกอบการและสถาบัน การเงนิ ควรใหผ ูเ ช่ยี วชาญดา นการเงินเปน ผูดําเนนิ การวเิ คราะห 4.3 การศกึ ษาความเปน ไปไดข องโครงการไฟฟา พลังงานแสงอาทิตย การพจิ ารณาและตัดสนิ ใจในการหาพน้ื ทตี่ ั้งโรงไฟฟาพลังงานแสงอาทิตยท ี่เหมาะสม จะตองพิจารณา ถึงศักยภาพความเขมรังสีรวม พ้ืนที่ ระยะหางของสายสง ปริมาณไฟฟาที่สายสงรับได เพื่อลดปญหาและ อุปสรรคที่จะสงผลตอการเพิ่มข้ึนของตนทุนการผลิตได โดยไฟฟาท่ีไดจากเซลลแสงอาทิตย จะเปนไฟฟา กระแสตรง และสามารถผลิตไดในชว งเวลากลางวันในขณะท่ีมีแสงอาทิตยเ ทานั้น ถาหากตองการจายไฟฟา กระแสสลับใหกับอุปกรณไฟฟากระแสสลับ จะตองมีอุปกรณแปลงจากกระแสตรงเปนกระแสสลับ (อนิ เวอรเตอร) และหากตอ งการจายกระแสไฟฟาในชวงเวลากลางคือจําเปนจะตองใชแบตเตอร่ีเก็บสะสม ไฟฟาในชวงเวลากลางวันเพื่อจายในชวงเวลากลางคืนอีกดวย โดยสามารถแบงประเภทของโรงไฟฟา พลังงานแสงอาทติ ย 4.3.1โรงไฟฟา เซลลแ สงอาทิตยแบบตอกับระบบจําหนาย (PV Grid connected system) เปน ระบบผลิตและจําหนายไฟฟาจากพลังงานแสงอาทิตย โดยใชเซลลแสงอาทิตย หรือโซลาร เซลล (Solar Cell) เปน อปุ กรณในการเปล่ยี นพลงั งานแสงอาทิตยใหเปนพลังงานไฟฟาและ จายไฟฟาทีไ่ ดเช่ือมโยงเขากับระบบจําหนา ยไฟฟาของการไฟฟาฯ คูมือการพฒั นาและการลงทนุ การผลติ พลงั งานจากแสงอาทิตย หนา 40

แนวทางการศึกษาความเปนไดของการจัดทําโครงการโรงไฟฟาเซลลแสงอาทิตยแบบตอกับระบบ จําหนาย(Solar Farm) มีลาํ ดบั ขั้นตอนดงั นค้ี ือ 1. ศกึ ษาความเปนไปไดข องโครงการ (Feasibility Study)  สาํ รวจหาพ้ืนตั้งโครงการเบื้องตนท่ีมีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย โดยพิจารณาจากขอมูล แผนที่ศักยภาพพลงั งานแสงอาทิตย  สาํ รวจพ้ืนตัง้ โครงการโดยละเอียด โดยการเก็บขอมูลโดยลงพื้นท่ีจริง เพ่ือประเมินศักยภาพ สภาพแวดลอ มโดยรอบพ้นื ที่ o สาํ รวจสถานทีก่ อสรางจดั ทาํ แผนผังโรงไฟฟา โดยผลู งทนุ จัดหาสถานท่ีกอสรา งท่ีมคี วาม ยั่งยนื ประหยดั คาใชจา ย และใหผ ลตอบแทนสงู สดุ เชน  สถานท่ีตั้งตองอยูในที่โลงแจงไมมีรมเงา เพ่ือใหแผงเซลลแสงอาทิตยไดรับแสง อยางเต็มที่ไมมีสิ่งกีดขวางแสงอาทิตย เชน ภูเขา ตนไมใหญ อาคารเปนพ้ืนที่ที่ ไดร ับรงั สีแสงอาทติ ยม าก โดยควรไดรบั ความเขมแสงเฉล่ยี ตลอดท้ังปไ มต า่ํ กวา 18 MJ/ตารางเมตร-วัน หมายเหตุ สามารถจัดแบง พ้ืนทศ่ี กั ยภาพเพ่ือการลงทุนผลติ ไฟฟา พลงั งาน แสงอาทิตยส ําหรับประเทศไทย ออกไดเ ปน 3 กลุม  พื้นทที่ ่มี ีศักยภาพสูง คาความเขมแสงเฉล่ียตลอดท้ังปไมต ่ํากวา 19-20 MJ/ ตารางเมตร-วัน หรอื 5.28 – 5.65 kWhตอ วนั ครอบคลุมพืน้ ทร่ี อ ยละ 14.3  พ้ืนทท่ี ่ีมศี กั ยภาพปานกลาง คาความเขมแสงเฉลย่ี ตลอดทัง้ ปไ มตา่ํ กวา 18- 19MJ/ตารางเมตร-วัน หรือ 5 – 5.28 kWhตอวัน ครอบคลุมพน้ื ท่รี อ ยละ 50.3  พน้ื ทท่ี ม่ี ีศกั ยภาพต่ํา คาความเขม แสงเฉล่ยี ตลอดท้งั ปต่าํ กวา 18MJ/ตาราง เมตร-วัน หรอื ตํา่ กวา 5 kWhตอ วันครอบคลุมพ้ืนท่รี อยละ 35.5  เปน ทรี่ าบ ไมตอ งถมหรอื ตอ งปรับพื้นทีม่ ากนกั ไมตองโคนตนไมขนาดใหญหากเปน ท่ีลาด ควรลาดลงไปทางทิศใตไมมีนํ้าทวมขัง ไมเปนที่น้ําไหลผานในฤดูน้ําหลาก หรอื หากเปนพ้ืนที่ท่ีน้ําทวมถึง ควรมีการปรับแตงพื้นท่ีหรือติดต้ังเซลลแสงอาทิตย ใหส งู พน ระดับน้ํา o อยูใกลกับระบบสายจาํ หนา ยมากทส่ี ุด เชน 50 เมตร -1 กิโลเมตร เพื่อลดคาใชจา ยใน การเดนิ ระบบสายสงรวมทง้ั เกดิ การสูญเสียพลงั งานไฟฟา o เปน พ้นื ทที่ ่ีไมม คี วามขัดแยงของการใชทดี่ ิน ซ้อื หรือเชา หากเชา ตองมีสัญญาเชาระยะ ยาว คมู อื การพัฒนาและการลงทนุ การผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 41

ในการ Solar Farm จะมีการใชพื้นที่จํานวนมาก สําหรับการผลิตกระแสไฟฟา 1 MW ปริมาณ การใชพน้ื ทีจ่ ะอยรู ะหวาง 10-15 ไร สาํ หรบั เซลลแ สงอาทิตยแบบผลึก (Crystalline PV) และ 20-25 ไร สาํ หรบั เซลลแสงอาทติ ยแ บบอะมอรฟส (Amorphous PV) นอกจากนั้นองศามุมท่ีวางแผง Solar Cell กม็ ีความสําคัญโดยตองวางใหแผงไดรับแสงอาทิตยในแตละวันนานท่ีสุด และควรเปนมุมที่รังสี แสงอาทิตยต กกระทบต้งั ฉากกบั แผง  ออกแบบเบอื้ งตนออกแบบรายละเอียดจัดทํารายการตนทุนการผลติ ไฟฟา o เทคโนโลยีพลงั งานแสงอาทติ ยผลติ กระแสไฟฟาสามารถจาํ แนกเปน 2 แบบ คือ  เทคโนโลยีผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตย เปนเทคโนโลยีท่ีไดรับความนิยมใน ประเทศไทยมากเน่ืองจากราคาตนทุนท่ียังตํ่ากวาเมื่อเทียบกับระบบรวม แสงอาทติ ย  เทคโนโลยีผลิตไฟฟาดวยระบบรวมแสงอาทิตย โดยท่ัวไปเหมาะสมกับพ้ืนท่ีที่มี เมฆนอยและไดรับรังสีตรงมาก กลาวคือ ไดรับพลังงานจากรังสีตรงมากกวา 1,900 kWh/ตารางเมตร-ป ในขณะทีค่ า พลงั งานจากรังสีตรงสูงสุดท่ีประเทศไทย ไดรบั อยูท ี่ 1,400 kWh/ตารางเมตร-ป o ตนทุนการผลิตไฟฟาพลังงานแสงอาทิตย โดยงบประมาณของการลงทุนข้ึนกับปจจัย ตา งๆ อาทิ  กําลังการผลิตตดิ ตัง้  ประเภทของเทคโนโลยี  ยี่หอของเทคโนโลยี  บรษิ ัทเอกชนท่รี ับงาน  แหลง ทต่ี ั้งของ Solar Cell Farm  ตนทนุ ทางการเงิน  เบย้ี ประกันอุบตั เิ หตุ ตน ทนุ การผลติ ไฟฟา พลงั งานแสงอาทิตย ประกอบดว ย  ตนทุนการกอสรางโรงไฟฟาดวยเทคโนโลยีผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตย (Solar Cell) จะมีตนทุนการกอสรางประมาณ 110-120 บาทตอวัตต ขณะท่ี เทคโนโลยีผลิตไฟฟาดวยระบบ รวมแสงอาทิตย จะมีตนทุนการ กอ สรางประมาณ 200-250 บาท ตอ วตั ต รวมท้ังแนวโนมตนทุนจะ ลดลงเนื่องจากเทคโนโลยีการ ผลิต PV Module ที่ดีขึ้น ปจ จบุ นั ราคาแผง PV ลดลงเหลือ ประมาณ 2-3 USD/watt คมู อื การพัฒนาและการลงทนุ การผลติ พลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 42

ตวั อยา งเงนิ ลงทนุ โครงการกอ สรา งโรงไฟฟาเซลลแ สงอาทิตยข นาด 1 MW ชนิดของแผงเซลลแ สงอาทติ ย เงินลงทนุ ทด่ี ิน (ไมร วมภาษมี ลู คาเพมิ่ ) ผลึกซิลคิ อน 110-120 ลา นบาท 10-13ไร ชนิดฟลมบางอะมอรฟ สซิลคิ อน 90-110 ลานบาท 20-25 ไร หมายเหตุ 1) ราคาขา งตน ไมรวม คา ซื้อทด่ี นิ คา เชา ท่ีดิน คาปรับถมท่ีดิน คาร้ัว รอบโรงไฟฟา ภาษนี าํ เขา ชุดอินเวอรเ ตอร 2) ราคาขางตนเปนกรณีผูลงทุนไดรับการสงเสริมการลงทุน (โรงไฟฟาพลังงานหมุนเวียน) จาก BOI ซึ่งผูลงทุนจะไดรับการ ยกเวนภาษีนําเขาวัสดุอุปกรณตางๆ และยกเวนภาษีเงินไดนิติ บุคคลจากการจาํ หนายไฟฟา ตามระเบียบของ BOI  คา ใชจ า ยในการเดินเครื่องและบํารุงรักษา (Operating and Maintenance Cost) การผลิตไฟฟาโดยเทคโนโลยพี ลงั งานแสงอาทิตยจะมีคาใชจายในการ เดินเคร่ืองและบาํ รงุ รกั ษาคอนขา งต่ําเนื่องจากอปุ กรณสว นใหญจะอยูกับที่ไม มีการเคลอื่ นไหว จึงมีการสกึ หรอนอย สวนใหญก ารซอมบํารงุ จะตามอายุการ ใชง านของอุปกรณซ่ึงมีอายุการใชงานที่นาน อาทิ เซลลพลังงานแสงอาทิตย จะมีอายุการใชงานประมาณ 20 ปหรืออาจจะมากกวานั้นข้ึนกับการ บํารุงรักษา  ตนทุนทางการเงิน (Cost of Fund)ตนทุนทางการเงินคือตนทุนในการกูยืม เงนิ จากแหลง เงินทุนอ่ืน อาทเิ ชน หนวยงานของรฐั บาล ธนาคารพาณชิ ย เพ่ือ ใชเ ปนทนุ สรางโรงงานหรือใชเปนเงินทุนหมุนเวียน ซ่ึงตนทุนดังกลาวจะแปร ผันตรงกับจํานวนเงินท่ีนํามาและผันตรงกับอัตราดอกเบ้ีย ณ เวลาน้ัน (โดย ปกติยิ่งระยะเวลากูย าวอตั ราดอกเบยี้ จะย่ิงสงู ตาม)  คา ประกนั ภัยผูประกอบการควรจะทําประกันภยั โรงไฟฟา โดยประกนั ภัยควร ประกอบดว ย 1. All Risk Insurance (รวมความเส่ยี งทั้งหมด) 2. Solar Cell Insurance (ประกนั แผงเซลแสงอาทิตย) 3. BI (Business Interruption) ประกนั ภยั จากการหยุดชะงกั ของธุรกิจ คมู ือการพฒั นาและการลงทุนการผลิตพลังงานจากแสงอาทติ ย หนา 43