โครงการพลังงานทดแทน(พลังงานแสงอาทิตย์) ประเภทพลังงานหมุนเวียน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า สำหรับระบบบำบัดน้ำเสียในโครงการของการเคหะแห่งชาติ

บทคัดย่อ

ในปัจจุบัน ปัญหาวิกฤตการณ์พลังงานขาดแคลน ผนวกกับความรุนแรงจากผลกระทบสิ่งแวดล้อม ได้ลุกลามจนส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศของโลก การเคหะแห่งชาติได้ตระหนักและเล็งเห็นถึงความสำคัญของปัญหาดังกล่าว จึงได้ผลักดันนโยบายและแนวคิดที่จะพัฒนาที่อยู่อาศัยประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ภายใต้โครงการชุมชนรักษ์สิ่งแวดล้อม (Eco Village) เน้นการพึ่งพาตนเอง สร้างความเข้มแข็งของชุมชนในระยะยาวอย่างยั่งยืน ด้วยการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในพื้นที่ส่วนกลาง ดังนั้น การเคหะแห่งชาติจึงได้มอบหมายให้หน่วยวิจัยเฉพาะทางสถาปัตยกรรมเพื่อชีวิตและสิ่งแวดล้อมยั่งยืน คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการผังเมือง มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ทำการศึกษาวิจัยโครงการพลังงานทดแทน (พลังงานแสงอาทิตย์) ประเภทพลังงานหมุนเวียน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับระบบบำบัดน้ำเสียในโครงการของการเคหะแห่งชาติ โดยมีขั้นตอนการดำเนินงานดังต่อไปนี้ งานวิจัยเริ่มต้นด้วยกระบวนการศึกษาข้อมูลภาคทฤษฎี และงานวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้ศักยภาพทางสภาพแวดล้อมของประเทศไทย รวมถึงเทคโนโลยีที่มีอยู่จริงในท้องตลาดปัจจุบัน อันประกอบไปด้วยเนื้อหาของประเภทเซลล์แสงอาทิตย์ หลักการทำงาน อุปกรณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบรวม รูปแบบการติดตั้งและประยุกต์ใช้กับอาคาร รวมถึงศึกษาสำรวจข้อมูลทางกายภาพและการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบบำบัดน้ำเสียของอาคารชุดพักอาศัยที่ 96 ของโครงการบ้านเอื้ออาทรบึงกุ่ม อันเป็นโครงการที่ได้กำหนดให้ทำการศึกษา มีการใช้พลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนกลางเฉลี่ยเดือนละ 716 กิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือประมาณวันละ 23.87 กิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยส่วนหนึ่งมาจากการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องเติมอากาศในระบบบำบัดน้ำเสียประจำอาคาร ขนาด 1.4 กิโลวัตต์ ด้วยการเปิด 15 นาที ทุก 4 ชั่วโมง แล้วนำมาสรุปเป็นแนวทางการออกแบบติดตั้งกับอาคารที่ทำการศึกษา จากนั้นนำผลที่ได้จากการศึกษาและสำรวจมาประยุกต์ใช้ในการออกแบบที่เหมาะสมกับการนำไปติดตั้ง และทดสอบประสิทธิภาพจริง เพื่อนำไปสังเคราะห์ถึงผลประโยชน์ต่างๆ ทั้งด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า และด้านอื่นๆ ได้แก่ การลดความร้อนผ่านกรอบอาคาร การลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ความเป็นไปได้ในการใช้งานยามเกิดภัยพิบัติ รวมถึงความคุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์ โดยมีรายละเอียดดังนี้ เซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอนชนิดผลึกเดี่ยวถือได้ว่าเป็นชนิดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในท้องตลาด ได้เลือกมาประยุกต์ใช้กับอาคารด้วยการติดตั้งบนหลังคาจำนวน 12 แผง แผงละ 185 วัตต์ ขนาดกำลังการผลิตรวมเป็น 2.22 กิโลวัตต์ ติดตั้งระบบด้วยรูปแบบการเชื่อมต่อระบบจำหน่าย (Grid Connection) ซึ่งสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าภายใต้สภาพท้องฟ้าปกคลุมไปด้วยเมฆมากแบบมรสุมฤดูฝนได้มากกว่า 2.1 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งเพียงพอกับการใช้พลังงานในระบบบำบัดน้ำเสียปัจจุบัน อีกทั้งยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้เฉลี่ยวันละ 5.48-5.60 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ภายใต้สภาพท้องฟ้าปกติของกรุงเทพมหานคร จากผลการทดสอบประสิทธิภาพสามารถนำมาสังเคราะห์ภายใต้สถานการณ์พื้นฐานได้ พบว่า เซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 2.22 กิโลวัตต์ สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนกลางได้เฉลี่ยร้อยละ 23.43 สามารถลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้สูงสุด 96,293 ตัน เท่ากับการลดใช้รถยนต์ 14,436 คันต่อปี เมื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ให้เพียงพอกับการใช้พลังงานในระบบบำบัดน้ำเสียแบบเปิดตลอด 24 ชั่วโมง ของทุกอาคารในโครงการบ้านเอื้ออาทรบึงกุ่ม อีกทั้งการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วพื้นที่หลังคาจะสามารถลดการส่งผ่านความร้อนผ่านกรอบอาคารได้ 4 องศาเซลเซียส และผู้อยู่อาศัยในอาคารจะสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้ในยามเกิดภัยพิบัติเมื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ไม่น้อยกว่า 53 แผง พร้อมกับแบตเตอรี่สำรอง นอกจากนี้ การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าและขายคืนทำให้มีระยะเวลาคืนทุน 21 ปี มีอัตราผลตอบแทนภายในร้อยละ 1.29 ซึ่งมีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์มากกว่าการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง ในขั้นตอนสุดท้ายของงานวิจัย ได้นำผลการศึกษาวิจัย รวมถึงผลการติดตั้งและผลลัพธ์ที่ได้จากการทดสอบประสิทธิภาพมาทำการถ่ายทอดองค์ความรู้สู่สาธารณะในรูปแบบการสัมมนา และจัดทำเว็บไซต์ รวมถึงมีการจัดอบรม สาธิตการใช้งานและบำรุงรักษาระบบเซลล์แสงอาทิตย์ และการอ่านค่าผลการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์จำนวน 12 แผง แบบเรียลไทม์เพื่อสร้างการมีส่วนร่วมของคนในชุมชนต่อไป

คำสำคัญ