บทความพิเศษ / ทีมงานหญ้าแห้งปากคอก(ท้องถิ่น)

พลังงานทดแทนพลังงานทางเลือก (Alternative Energy)

เมื่อกล่าวถึงปัญหาการเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือพลังงานฟอสซิล (Fossil fuel) อดไม่ได้ที่ต้องหันมาดูเรื่อง “พลังงานทดแทน” หรือ “พลังงานทางเลือก” เพราะเป็นของคู่กัน ที่การใช้พลังงานฟอสซิลอย่างหนักหน่วง ส่งผลให้ในอีกประมาณ 18 ปีข้างหน้าน้ำมันดิบจะหมดไปจากโลก และอีก 22 ปีถัดไปก๊าซธรรมชาติก็จะหมดไปจากโลกเช่นกัน ทำให้เทคโนโลยีที่ใช้น้ำมันต้องมีปัญหาอย่างแน่นอน จึงมีการหาพลังงานมาทดแทนสำหรับยวดยานพาหนะที่สำคัญคือ “พลังงานไฟฟ้า” นั่นเอง

จะเรียกว่าเป็นขาขึ้นพลังงานทางเลือกสำหรับอนาคตก็ได้ พลังงานทดแทนเหล่านี้ ประกอบด้วย พลังงานชีวมวล (ไบโอแมส) ของแข็ง พลังงานโซลาเซลล์ หรือ พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Cell) เชิงไฟฟ้าและความร้อน พลังงานลม พลังงานน้ำ ขยะ เชื้อเพลิงชีวภาพของเหลว ก๊าซชีวภาพ และพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ในที่นี้กำลังจะกล่าวถึงคือ “พลังงานโซลาร์เซลล์” หรือ “พลังงานแสงอาทิตย์” (Solar Cell) หรือ “โซลาร์ฟาร์ม” (Solar Farm) ถือเป็นนวัตกรรมใหม่ยุค “New Normal” ที่โลกกำลังกล่าวถึง เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ที่มีศักยภาพมากกว่าหากได้ใช้ เพราะยิ่งใช้ยิ่งดี ทั้งสะอาด ไร้มลพิษ ประหยัดและได้เงินคืน เปลี่ยนรูปพลังงานเป็นพลังเงินได้

พลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์ จึงเป็น “พลังงานทางเลือกที่มาเป็นอันดับหนึ่ง” โดยประชาชนสนับสนุนถึง 93.84% รองลงมาตามลำดับคือ พลังงานลม พลังงานขยะ พลังงานชีวมวล พลังงานคลื่น/พลังงานน้ำ พลังงานถ่านหิน และพลังงานนิวเคลียร์

Solar Cell ทำมาจากอะไร

โซลาร์เซลล์ ทำมาจาก ดิน หิน ทราย โดยการนำเอา ดิน หิน ทราย ไปสกัดคัดแยกเอาธาตุซิลิกอนบริสุทธิ์ (Silicon : Si) ออกมา หลังจากนั้นก็นำเอาธาตุซิลิกอนบริสุทธิ์ไปเข้าสู่กระบวนการการผลิตให้เป็นแผ่นโซลาร์เซลล์ตั้งต้น เสร็จแล้วก็นำแผ่นโซลาร์เซลล์ตั้งต้นหลายๆ แผ่นมาประกอบเข้าด้วยกันกลายเป็น “แผงโซลาร์เซลล์” (Solar Cell)

Solar Cell คืออะไร

หรือ “พลังงานแสงอาทิตย์” หรือ “เซลล์แสงอาทิตย์” ที่เป็นพลังงานทดแทนจากแสงอาทิตย์โดยการแปลงพลังงานแสงหรือเรียกอีกอย่างว่า “โฟตอน” (Photon) ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าหรือดึงพลังงานจากแสงแดดทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง โดยมีตัวกลางในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่า “แผงโซลาร์เซลล์” ถูกทดลองขึ้นครั้งแรกในปี 1839 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ A.E. Becquerel

แผงโซลาร์เซลล์มี 3 แบบ (ประเภท) ได้แก่ (1) แบบ Polycryslalline (2) แบบ Monocryslalline (3) แบบชนิดฟิล์มบาง (Thin Film Solar Cells) หรืออะมอร์ฟัส (Amorphous) เป็นฟิล์มบาง แบบที่นิยมใช้มากที่สุดคือแบบ 1-2 ส่วนแบบ 3 มีประสิทธิภาพในการผลิตไฟได้น้อยที่สุด มักนิยมในโซล่าฟาร์มขนาดใหญ่ มีใช้อยู่ในตลาดเพียงประมาณ 5%

ซึ่งระบบติดตั้งโซลาร์เซลล์นั้นมีด้วยการ 2 แบบหลักคือ (1) แบบยึดติดอยู่กับที่ (Fixed System) (2) แบบหมุนตามดวงอาทิตย์ (Tracking System) ปกติแผงโซลาร์เซลล์จะมีอายุถึง 20-25 ปี

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ 3 ระบบ

(1) ระบบออนกริด (On-grid)ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ เนื่องจากระบบนี้จะเชื่อมต่อกับการไฟฟ้า โดยมีการใช้ไฟจากโซลาร์เซลล์และไฟจากการไฟฟ้า

(2) ระบบออฟกริด (Off-grid) หรือระบบอิสระ จะไม่เชื่อมต่อกับสายของการไฟฟ้าฯ เหมาะสำหรับพื้นที่ที่การไฟฟ้าเข้าไม่ถึง หรือต้องการใช้เพื่อสำรองไฟไว้ใช้เมื่อยามที่ไฟฟ้าดับ สามารถใช้ร่วมกับแบตเตอรี่หรือไม่ร่วมกับแบตเตอรี่ก็ได้

(3) ระบบไฮบริด (Hybrid System)เป็นการนำเอาระบบออฟกริดและระบบออนกริดเข้ามารวมกัน ระบบไฮบริดนี้มีความเสถียรมาก เนื่องจากเสมือนมีแหล่งจ่ายไฟ 3 แหล่ง (โซลาร์เซลล์ + แบตเตอรี่ + ไฟฟ้าจากการไฟฟ้า) คอยช่วยกันจ่ายไฟ หน้าที่ของแบตเตอรี่จะมาช่วยสำรองพลังงาน เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ จะแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) แล้วส่งต่อมายังไฮบริดอินเวอร์เตอร์ (Inverter : อุปกรณ์แปลงไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์) ซึ่งไฮบริดอินเวอร์เตอร์ก็แปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งก็จะเชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายไฟของการไฟฟ้าฯ และอีกขั้วหนึ่งก็ต่อเข้ากับแบตเตอรี่ ส่วนอีกขั้วหนึ่งก็ต่อไฟฟ้าไปใช้งานต่างๆ เมื่อระบบผลิตกระแสไฟฟ้าเกินจากปริมาณใช้งานภายในบ้าน กระแสไฟฟ้าที่เกินนั้น จะถูกนำไปเก็บไว้ในแบตเตอรี่จนเต็มความจุก็จะหยุด และจะจ่ายไฟฟ้าเพื่อนำไปใช้กับอุปกรณ์ภายในบ้านอีกครั้ง

Solar Farm คืออะไร

เรารู้จักกันในนาม “โรงงานผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์” นั่นเอง โซล่าฟาร์มจะกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) หรือ เซลล์โฟโตวอลเทอิก (Photo Voltaic : PV) โดยการนำโซลาร์เซลล์หลายๆ แผงมาวางเรียงต่อกัน เป็นพลังงานไฟฟ้าแบบกระแสตรง DC ที่มีขั้วบวก + ขั้วลบ –

ประเทศไทยมีการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์มานานแล้ว แต่ในแง่ของการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้า ได้เริ่มในปี 2519 โดยหน่วยงานกระทรวงสาธารณสุข และมูลนิธิแพทย์อาสาฯ เป็นผู้ดูแล

กล่าวโดยสรุปตามภาษาชาวบ้านก็คือ โซล่าฟาร์มเป็นโรงงานแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ โดยใช้ “โซลาร์เซลล์” หรือ “เซลล์แสงอาทิตย์”

หลักการทำงานของโซลาร์เซลล์

การทำงานของโซลาร์เซลล์นั้นจะเกิดขึ้นเมื่อโซลาร์เซลล์ถูกแสงแดดตกกระทบ จากนั้นจะผลิตกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ออกมา เมื่อนำโซลาร์เซลล์หลายๆ เซลล์มาต่อวงจรกันจนได้เป็นแผงโซลาร์เซลล์ ก็จะสามารถผลิตและจ่ายกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ก็จะแตกต่างกันไปตามชนิด ตามประสิทธิภาพที่ระบุเป็นเปอร์เซ็นต์ไว้ รวมถึงยี่ห้อด้วย

การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ นำมาต่อวงจรรวมกัน คือ แผงโซลาร์เซลล์ (โซลาร์เซลล์หลายๆ แผ่นมาต่อรวมกัน) เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (อินเวอร์เตอร์ : (Inverter) ตู้กระแสสลับ มิเตอร์วัดกระแสสลับ และหม้อแปลงไฟฟ้า

กระบวนการผลิตไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อ “แสงอาทิตย์” ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง มีพลังงาน มากระทบกับ “แผงโซลาร์เซลล์” ซึ่งทำขึ้นจากสารกึ่งตัวนำชนิดพิเศษ มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เกิดการถ่ายเทพลังงานระหว่างกัน จนได้เป็นเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งเป็นไฟฟ้าที่เราสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ทันที หรือจะเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานภายหลังได้ แต่ถ้าจะนำมาใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน พลังงานไฟฟ้ากระแสตรงจะเคลื่อนที่ไปยังเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า เพื่อทำให้กระแสไฟฟ้ากระแสตรงกลายเป็นกระแสสลับ (AC) ซึ่งเป็นกระแสไฟฟ้าที่ใช้กันในครัวเรือน จากนั้นจะถูกส่งต่อไปสู่มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อเพิ่มแรงดันและส่งเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้งานต่อไป

เหตุผลที่ต้องมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์โซลาร์เซลล์

เหตุผล 5 ประการ (1) ปัจจุบันการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ทำได้ง่ายและสะดวกมากยิ่งขึ้น (2) พลังงานแสงอาทิตย์คือต้นทุนที่ไม่มีค่าใช้จ่าย ช่วยให้เราประหยัด (3) พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อมลภาวะภายในและภายนอกบ้าน (4) การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยทำให้บ้านเย็น (5) พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่ไม่มีวันหมด

ข้อดี 4 ประการ (1) ไม่มีวันหมด (2) ผลิตไฟฟ้าได้ทั่วทุกมุมโลก (3) เป็นพลังงานสะอาด (4) เป็นพลังงานฟรี

ไฟฟ้าจากพลังงานแสงแดด โตเร็ว เพราะ (1) ราคาโซลาร์เซลล์ ต่ำลง (2) ราคาหลอดประหยัดพลังงานต่ำลง (3) ราคาแบตเตอรี่ หรือถ่านชาร์จได้ต่ำลง คือ แบบนิกเกิลแคดเมียม แบบลิเธียม (4) มีเงินช่วยเหลือจากต่างประเทศ

สถานการณ์การผลิตพลังงานไฟฟ้าที่เพียงพอต่อการใช้

มีข้อสงสัยว่าประเทศไทยผลิตพลังงานไฟฟ้า หรือมีพลังงานไฟฟ้าเพียงพอต่อการบริโภคของประชาชนหรือไม่ ข้อมูลปี 2556 ไทยมีกำลังการผลิตไฟฟ้าได้จริงปีละ 27,000 MW แต่ในประเทศใช้ไฟฟ้ามากเกือบไม่พอถึง 26,598 MW

ข้อมูลปี 2561 ไทยมีกำลังผลิตไฟฟ้ารวมทั้งประเทศอยู่ที่ประมาณ 42,000 MW ซึ่งมากกว่า 60% หรือ 28,129 MW ผลิตจากก๊าซธรรมชาติ อีกประมาณ 15% ผลิตจากถ่านหิน ที่เหลือเป็นไฟฟ้าที่ได้จากเขื่อน พลังงานหมุนเวียน เช่น ชีวมวล แสงอาทิตย์ ลม และรับซื้อจากต่างประเทศ ได้แก่ ลาวและมาเลเซีย อีก 10%

ข้อมูลปี 2562 ไทยมีกำลังผลิตไฟฟ้าทั้งหมด 44,443 MW จากเอกชนรายใหญ่ 34% กฟผ. 33% เอกชนรายเล็ก 21% ซื้อจากลาว, มาเลเซีย 12%

ปัจจุบันปี 2564 ไทยมีกำลังการผลิตอยู่ที่ 46,475 MW หรือมีกำลังการผลิตสำรองสูงถึง 59% แต่มีความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดที่ 28,637 MW ซึ่งต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้มาก ไทยมีไฟฟ้าสำรองเกินจากที่สำรอง 15% เป็นเกือบ 50%

ประกอบกับภาครัฐมีนโยบายการส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนตามแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก 25% ใน 10 ปี (พ.ศ.2555-2564) ตามแผนการพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก 25% ใน 10 ปี เพื่อให้ประเทศไทยสามารถพัฒนาพลังงานทดแทนให้เป็นหนึ่งในพลังงานหลักของประเทศ ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลและการนำเข้าน้ำมันได้อย่างยั่งยืนในอนาคต โดยในแผนนี้จะไม่รวมเป้าหมาย การพัฒนาก๊าซธรรมชาติในภาคขนส่ง (NGV)

ความต้องการใช้พลังไฟฟ้าสูงสุด (Peak Demand)

สถานการณ์การใช้พลังงานไฟฟ้าและการผลิตของไทยอาจไม่เพียงพอ เช่น ความต้องการใช้พลังไฟฟ้าสูงสุด ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงเดือน มีนาคม-พฤษภาคม ของทุกปี ซึ่งความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุดมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทุกปี โดยความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุดของระบบการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2556 เวลา 14.00 น. มีค่าเท่ากับ 26,598.14 เมกะวัตต์ (MW) ซึ่งพอดีกับกำลังการผลิตในสมัยนั้น

เมื่อวันที่ 24 เมษายน 2562 เวลา 20.29 น. ความต้องการใช้พลังไฟฟ้าสูงสุด (Peak) ทำลายสถิติตัวเลขที่สูงถึง 30,120.2 MW สูงกว่าสถิติเดิมวันที่ 20 เมษายน 2562 เวลา 21.35 น. ที่ 29,680.3 MW นับเป็นครั้งแรกที่ Peak พุ่งทะลุ 30,000 MW ขึ้นไป มีข้อสังเกตว่า Peak ที่เกิดขึ้นติดต่อกันนี้เกิดจากสภาพอากาศที่ร้อนจัด มีการใช้เครื่องปรับอากาศมากขึ้น แต่ Peak กลับเกิดขึ้นในช่วงกลางคืน ซึ่งแตกต่างจาก Peak ของปีก่อนหน้านี้ ที่มักจะเกิดขึ้นในช่วงกลางวันเสมอๆ ในประเด็นนี้มีความเป็นไปได้ว่า เกิดกำลังผลิตไฟฟ้าแบบผลิตเองใช้เอง (Isolated Power Supply : IPS) ในช่วงกลางวันมากขึ้น

เมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2564 เวลา 18.52 น. ความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุด (Peak) มีค่า 26,318.80 MW เพิ่มขึ้นจากเดือนที่ผ่านมา 632.60 MW หรือเพิ่มขึ้น 2.46%

อภิมหาเมกะโซล่าฟาร์ม 30,000 MW

ข่าวสองเดือนที่ผ่านมาเมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2564 กองทัพบกรับบทบาทผลักดันโครงการอภิมหา “เมกะโซล่าฟาร์ม” 30,000 MW โดยจะนำพื้นที่ของกองทัพบกทั่วประเทศกว่า 4.5 ล้านไร่มาพัฒนา เป็นความร่วมมือระหว่างกองทัพบกและการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เพื่อ “ศึกษาความเป็นไปได้” ของโครงการ ได้พัฒนาต่อไปเป็นข่าวบริษัทพลังงานกว่า 30 บริษัทที่แสดงเจตจำนงในการขอร่วมลงทุน

ซึ่งคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) มีอำนาจและหน้าที่ ในการกำหนดกฎเกณฑ์และเงื่อนไขในการรับซื้อไฟฟ้า อีกทั้งยังกำหนดให้การจัดหาไฟฟ้าเน้นการแข่งขันและมีส่วนร่วม เพื่อดูแลผลประโยชน์ของผู้บริโภค เป็นการดำเนินสวนนโยบายกระทรวงพลังงานโดยคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) ที่ได้ออกเกณฑ์ ปี 2562 รับซื้อไฟฟ้าที่ผลิตจากโซลาร์เซลล์บนหลังคาที่อยู่อาศัยหรือ “โซล่าภาคประชาชน” หรือ โซล่ารูฟท็อป (Solar Rooftop) ที่ริเริ่มโดยสภาปฏิรูปแห่งชาติปี 2558 ภายใต้ชื่อ “โซล่ารูฟเสรี” รวมเวลาที่ใช้เวลาศึกษามาร่วม 4 ปีกว่า

เป็นที่สงสัยแก่บรรดานักรณรงค์เคลื่อนไหวด้านการพลังงานว่า การให้เอกชนรายใหญ่เข้ามาผูกขาดไฟฟ้าจะดีจริงหรือไม่ เพราะยังไม่มีเหตุผลที่ดีรองรับ เป็นการวางแผนนโยบายพลังงานที่สวนทางกับความต้องการของประเทศอย่างสิ้นเชิง อาจเข้าข่ายขัดรัฐธรรมนูญ