พลังงานทดแทน……………………กองสารนิเทศ ฝ่ายประชาสัมพันธ์ กฟผ.

พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานคืนรูปที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ มีปริมาณมากเพียงพอสนองความต้องการของมวลมนุษย์ ทั้งยังสะอาด ไม่ก่อปฏิกิริยาใดอันจะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตไฟฟ้าโดยเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งได้มีการพัฒนาจนเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานในระดับหนึ่ง แต่ยังต้องพัฒนาต่อไปจนกว่าจะคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์สำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์

เซลล์แสงอาทิตย์ เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่นำมาใช้เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยเป็นพลังงานไฟฟ้า ส่วนใหญ่ทำจากสารกึ่งตัวนำจำพวกซิลิคอน เยอรมันเนียมหรือสารอื่นที่ให้ปรากฏการณ์การเกิดกระแสไฟฟ้าอันเนื่องมาจากแสง (Photovoltaic Effect) เมื่อเซลล์นี้ได้รับแสงอาทิตย์จะเกิดการไหลในวงจร ในทางทฤษฎี เซลล์แสงอาทิตย์สามารถให้ ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าได้สูงถึง 22 %

ปัจจุบันมีการนำเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้งานด้านต่างๆอย่างแพร่หลาย ในต่างประเทศมีโรงงานผลิตเซลล์แสงอาทิตย์หลายแห่ง เช่น สหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น ซึ่งมีการทดลองและใช้งานกันอย่างกว้างขวาง

การใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ในด้านต่างๆ

คมนาคม ทางทะเล ทางบก ทางอากาศ	ประภาคาร ทุ่นร่องน้ำ สัญญาณจราจร โคมไฟถนน โทรศัพท์ฉุกเฉิน ดวงไฟบอกถึงสิ่งกีดขวาง ดวงไฟนำร่องเครื่องบินขึ้นลง
สื่อสาร	สถานีวิทยุ เครื่องวัดพยากรณ์อากาศ กล้องตรวจความปลอดภัย
อวกาศ	ดาวเทียม
กสิกรรม	ปั๊มน้ำเพื่อการชลประทาน พัดลมห้องอุ่น พัดลม อบธัญพืช
ปศุสัตว์	รั้วไฟฟ้ากันสัตว์หนี ปั๊มน้ำดื่มน้ำใช้
ประมง	อุปกรณ์กระตุ้นการแพร่พันธุ์ ห้องเย็นเก็บปลา โคมไฟล่อปลา
การแพทย์	ตู้เย็นเก็บยา โคมไฟในสถานีอนามัย
บันเทิง	โคมไฟแค้มป์ วิทยุสื่อสาร โทรทัศน์ โคมไฟบ้านพักตากอากาศ เครื่องบิน เรือยนต์ และรถยนต์ของเล่น
ระบบไฟฟ้า	ใช้รวมกับไฟฟ้าตามอาคารบ้านเรือน โรงงาน โรงพยาบาล หมู่บ้านห่างไกล โรงไฟฟ้าสาธิตต่อเข้าระบบ
ภายนอกอาคาร	โคมไฟที่ป้ายรถเมล์ ตู้โทรศัพท์ ป้ายประกาศ
ภายในอาคาร	เครื่องคิดเลขที่ใช้ในสำนักงาน

การทดลองนำระบบเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้งาน

กำลังผลิต (กิโลวัตต์)	สถานที่ตั้ง	การใช้งาน	แหล่งพลังงานสำรอง
7000	California สหรัฐฯ	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบใหญ่	-
2000	Saijo ญี่ปุ่น	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบใหญ่	-
1200	SMUD สหรัฐฯ	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบใหญ่	-
1000	SCEC สหรัฐฯ	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบใหญ่	-
600	Kobe ญี่ปุ่น	หมู่บ้านทดลอง	-
300	Pellworm เยอรมัน	สถานบันเทิง	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
100	New Mexico สหรัฐฯ	โรงเรียน	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
100	Massachusetts สหรัฐฯ	โรงเรียน	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
100	Kythnos Island กรีซ	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบภายในเกาะ	-
80	Alicudi Island อิตาลี	หมู่บ้าน	เครื่องปั่นไฟดีเซล
65	Tremiti Islands อิตาลี	โรงกลั่นน้ำจืด	-
63	Chevetogne เบลเยียม	สระว่ายน้ำ	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
60	California สหรัฐฯ	การสื่อสาร	เครื่องปั่นไฟดีเซล
50	Fota Island ไอร์แลนด์	ฟาร์มโคนม	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
50	Nice ฝรั่งเศส	สนามบิน	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
50	Mont Bouquet ฝรั่งเศส	เครื่องส่งวิทยุและโทรทัศน์	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
50	Aghia Rournali Crete กรีซ	หมู่บ้าน	เครื่องปั่นไฟดีเซล
50	Terschelling Island ฮอลแลนด์	โรงเรียน	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
45	Giglio Island อิตาลี	ห้องเย็นและห้องเก็บอากาศบริสุทธิ์	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่
44	Paomia Rondulinu ฝรั่งเศส	หมู่บ้าน	เครื่องปั่นไฟดีเซล
35	La Guyane มหาสมุทรอินเดีย	หมู่บ้าน	เครื่องปั่นไฟดีเซล
30	Marchwood อังกฤษ	จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบใหญ่	-
30	Hoboken Antwepen เบลเยี่ยม	โรงผลิตไฮโดรเจน	ไฟฟ้าจากระบบใหญ่

ราคาของเซลล์แสงอาทิตย์

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ ส่วนใหญ่ทำมาจากผลึกซิลิคอนซึ่งมีขบวนการ การผลิตที่ซับซ้อนมาก จึงมีผลให้ต้นทุนค่อนข้างสูง แต่ด้วยเหตุที่เซลล์แสงอาทิตย์มีขนาดเล็กกระทัดรัด ต่อกันเป็นแผง มีขนาดกำลังผลิตตั้งแต่ 10 วัตต์ขึ้นไปและสามารถนำมาประกอบให้ได้กำลังผลิตตามความต้องการ จึงทำให้เซลล์แสงอาทิตย์มีความเหมาะสมในการประยุกต์ใช้งานตามชนบทที่บริการของรัฐเข้าไปไม่ถึง หรือตามถิ่นทุรกันดาร ซึ่งการเดินสายไฟฟ้าหรือขนส่งน้ำมันจะสิ้นค่าใช้จ่ายสูงมาก เซลล์แสงอาทิตย์มีความเหมาะสม ทางเทคนิคดังกล่าว และมีแนวโน้มว่าเหมาะสมในเชิงเศรษฐศาสตร์

จากการศึกษาเมื่อปี พ.ศ. 2532 พบว่าช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ปริมาณการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 160 % ขณะที่ต้นทุนการผลิตลดลง เหลือประมาณ หนึ่งในสิบ สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับต้นทุนการผลิตของเซลล์แสงอาทิตย์คือ หากผลิตในปริมาณมาก ราคาจะต่ำลง และจากการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อลดต้นทุนการผลิต ขณะนี้พบว่า เทคโนโลยีการผลิตเซลล์ชนิด อะมอร์ฟัสซิลิคอน(ชนิดไม่มีรูปผลึก) และการผลิตเซลล์เป็นชั้นๆ แบบต่อเนื่อง จะสามารถพัฒนาให้มีราคาถูกลงได้ในอนาคต ปัจจุบันต้นทุนของเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปนั้นประมาณ 100-150 บาทต่อวัตต์ คาดว่าราคาจะลดลงเหลือ 50 บาทต่อวัตต์ภายใน ปี พ.ศ. 2548 และอาจลดลงได้มากกว่านั้นต่อๆไปจึงมีแนวโน้มว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้า ในราคาที่สามารถแข่งขันกับโรงไฟฟ้าประเภทอื่นได้

เซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย

ในประเทศไทย คณะทำงานเซลล์แสงอาทิตย์ ในคณะอนุกรรมการประสานงานการวิจัยและพัฒนาพลังงานทดแทน สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีละสิ่งแวดล้อม เป็นหน่วยประสานงานและส่งเสริมข้อมูลการใช้เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าให้กว้างขวางขึ้น

สำหรับด้านอุตสาหกรรมการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศ มีบริษัทนำเข้าเฉพาะแผ่นเซลล์ แล้วนำมาต่อขนานหรือ อนุกรมเข้าด้วยกัน ประกอบขึ้นเป็นแผงออกแบบให้มีตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาด 80 วัตต์ และยังมีบริษัทนำเข้าเซลล์แสงอาทิตย์สำเร็จรูปมาจำหน่ายด้วย

การศึกษาและวิจัยพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ มีการดำเนินงานในหลายหน่วยงาน เช่น คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าวิทยาเขตธนบุรี และวิทยาเขตเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

การติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทย

ปัจจุบันในประเทศไทยมีหลายหน่วยงานที่ได้ติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นใช้งานในลักษณะต่างๆ รวมแล้วประมาณ 2,138 กิโลวัตต์ ดังรายละเอียดในตารางด้านล่าง (ข้อมูลรวบรวมถึงปี 2541)

ลักษณะงาน/ผู้ใช้	กำลังผลิต (กิโลวัตต์)
	ทม.	กฟผ.	กห.	ศธ.	อก.	สธ.	มท.	พพ.	กฟภ..	ทศท.	พอสว.	อื่นๆ
ไฟฟ้าหมู่บ้าน	10
สื่อสาร		8								312		30
สูบน้ำ	3		150				347
สถานีเติมประจุแบตเตอรี	2						688	222
ประถมศึกษาพื้นที่ห่างไกล				65
สาธารณสุขพื้นที่ห่างไกล						6				10	5
ไฟสัญญาณฯ	8	10										10
ระบบผลิตไฟฟ้าร่วม/ต่อเข้า		44							160
เบ็ดเตล็ด เช่น แสงสว่าง /ทีวี	8	10			15							15
ฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ												15
รวมย่อย	31	72	150	65	15	6	1,035	222	160	322	5	70
รวมทั้งสิ้น	2,153

ทม	=	ทบวงมหาวิทยาลัย	มท	=	กระทรวงมหาดไทย
กฟผ	=	การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย	พพ	=	กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน
กห	=	กระทรวงกลาโหม	กฟภ	=	การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค
ศธ	=	กระทรวงศึกษาธิการ	ทศท	=	องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย
อก	=	กระทรวงอุตสาหกรรม	พอสว	=	มูลนิธิแพทย์อาสาในสมเด็จพระศรีนครินทราฯ
สธ	=	กระทรวงสาธารณสุข	อื่นๆ	=	อื่นๆ(รวมโครงการอีสานเขียว)

สำหรับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย(กฟผ.) ได้ติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 เพื่อใช้งานในกิจการของ กฟผ. ปัจจุบันได้ติดตั้งใช้งานไปแล้วประมาณ 70 กิโลวัตต์ โดยได้จัดหา เซลล์แสงอาทิตย์จากบริษัทผู้ผลิตต่างๆ ทั้งในเอเชีย ยุโรป ออสเตรเลีย และสหรัฐอเมริกา มาทดลองผลิตไฟฟ้า สำหรับใช้กับวิทยุสื่อสาร สัญญาณไฟกระพริบ ไฟแสงสว่างสำหรับที่พักเจ้าหน้าที่สำรวจ เครื่องบันทึกข้อมูล เครื่องวัดแผ่นดินไหว เป็นต้น ต่อมา กฟผ.ได้ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานชนิดอื่นๆ เช่น พลังน้ำ พลังลม ผลิตพลังงานไฟฟ้าและส่งเข้าระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค(กฟภ)

งานสาธิตการใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ในปี พ.ศ. 2535 กฟผ. ได้ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จำนวน 180 แผง กำลังผลิต 16 กิโลวัตต์ ที่หมู่บ้านสหกรณ์ 2 อำเภอสันกำแพง จังหวัดเชียงใหม่ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในชุดแบตเตอรี่ จำนวน 80 ลูก ซึ่งต่อเข้าด้วยกันให้มีขนาดความจุ 480 แอมแปร์-ชั่วโมง จ่าไฟเข้าระบบสายส่งขนาด 22 กิโลวัตต์ 3 เฟส ของ กฟภ. โดยผ่านหม้อแปลงไฟฟ้า

นอกจากนี้ กฟผ. ได้สาธิตการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์โดยไม่ใช้แบตเตอรี่ในระบบของ บ้านแสงอาทิตย์ โดยติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 44 แผง รวมกำลังผลิต 2.5 กิโลวัตต์ บนหลังคาบ้าน เซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดจะผลิตไฟฟ้ากระแสตรงในช่วงเวลาที่มีแสงอาทิตย์ผ่านเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า(Inverter) ให้เป็นกระแสสลับขนาด 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์ ผ่านระบบป้องกันแล้วจึงนำมาใช้ภายในบ้าน กระแสไฟฟ้าส่วนที่เกินจะส่งขายเข้าระบบของ กฟภ. โดยผ่านมิเตอร์ซื้อไฟฟ้า

สำหรับการคิดค่าพลังงานไฟฟ้าจะคำนวณจากพลังงานฯที่ผ่านมิเตอร์ซื้อไฟฟ้าหักลบออกจากพลังงานฯที่ผ่านมิเตอร์ขายไฟฟ้า ระบบนี้เหมาะสำหรับบ้านพักทั่วไปที่มีพื้นที่หลังคาบ้านตั้งแต่ 24 ตารางเมตรขึ้นไป

งานสาธิตการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังน้ำ

เมือ่ปี พ.ศ. 2529 กฟผ. ได้ติดตั้งโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ ในบริเวณโรงไฟฟ้าพลังน้ำคลองช่องกล่ำ อำเภอวัฒนานคร จังหวัดสระแก้ว บนพื้นที่ 550 ตารางเมตร ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 480 แผง รวมกำลังผลิต 20 กิโลวัตต์ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกส่งผ่านเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป้นกระแสสลับโดยตรง หรือจะเก็บไว้ในชุดแบตเตอรี่ จำนวน 360 ลูก ซึ่งต่อเข้าด้วยกันให้มีขนาดความจุ 410 แอมแปร์-ชั่วโมง แรงดัน 240 โวลต์ ก่อนที่จะทำการแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นกระแสสลับ ส่งเข้าเชื่อมโยงกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาด 20 กิโลวัตต์ ซึ่งต่อเป็นระบบผลิตไฟฟ้าร่วม แล้วจึงส่งเข้าระบบสายส่งไฟฟ้าขนาด 22 กิโลวัตต์ 3 เฟส ของ กฟภ.

งานสาธิตการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังลม

งานศึกษาการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ร่วมกับกังหันลมที่แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต ได้เริ่มมาตั้งแต่ พ.ศ. 2528 จนถึง พ.ศ. 2533 กฟผ. ได้เชื่อมระบบสาธิตการผลิตไฟฟ้าร่วมของกังหันลมขนาด 18.5 กิโลวัตต์ กับเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 5 กิโลวัตต์ เข้ากับระบบสายส่งขนาด 33 กิโลวัตต์ 3 เฟส ของ กฟภ. โดยผ่านหม้อแปลงไฟฟ้า

กังหันลมดังกล่าวเป็นแบบต่อได้โดยตรงกับระบบสายส่ง ส่วนเซลล์แสงอาทิตย์ต่อผ่านชุดแบตเตอรี่และเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2534 โดยติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นเป็น 180 แผง กำลังผลิตเป็น 8 กิโลวัตต์ และปรับปรุงกังหันลมขนาดเล็กอีก 3 ชุด เพื่อร่วมผลิตไฟฟ้าเก็บไว้ในชุดแบตเตอรี่จำนวน 120 ลูกซึ่งต่อเข้าด้วยกัน มีขนาดความจุ 300 แอมแปร์-ชั่วโมง แรงดัน 240 โวลต์ โดยที่กังหันลมมีกำลังผลิตรวม 22 กิโลวัตต์

ปลายปี พ.ศ. 2535 ได้ติดตั้งกังหันลมขนาด 10 กิโลวัตต์ เพิ่มเข้าไปในระบบอีก 2 ชุด ทำให้มีกำลังผลิตต่อเข้าระบบสายส่งรวมเป็น 50 กิโลวัตต์ และในเดือน กรกฎาคม พ.ศ. 2539 กฟผ.ได้ติดตั้งกังหันลมขนาดกำลังผลิต 150 กิโลวัตต์ ทำให้มีกำลังผลิตต่อเข้าระบบสายส่งรวมทั้งหมด 200 กิโลวัตต์

พลังลม

ลมเป็นพลังงานธรรมชาติที่สะอาดและไม่มีวันหมดสิ้นไปจากโลก มนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมานานแสนนานในการอำนวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต และการศึกษาค้นคว้าเพื่อพัฒนาการใช้ประโยชน์จากพลังงานลมก็ยังคงดำเนินอยู่ตราบจนทุกวันนี้

งานศึกษาและทดลองใช้พลังงานลมผลิตไฟฟ้าได้รับการบรรจุเป็นแผนการพัฒนาพลังงานทดแทนของ กฟผ. ประมาณ 10 ปีมาแล้ว ในขั้นแรก กฟผ. ได้รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวกับพลังงานลมทั่วประเทศ โดยได้รับความร่วมมือจากกรมอุตุนิยมวิทยา พบว่าความเร็วลมในประเทศไทยโดยเฉลี่ยอยู่ในระดับปานกลาง-ต่ำ คือต่ำกว่า 4 เมตร/วินาที บริเวณที่มีความเร็วสูงสุดอยู่แถวชายฝั่งและเกาะต่างๆในอ่าวไทย และทางภาคใต้ สถานที่น่าสนใจในการทดลองใช้พลังงานลม คือ แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต ซึ่งมีความเร็วเฉลี่ย 5 เมตร/วินาที

กฟผ. ร่วมมือกับสถาบันเทคดนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีและมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ โดยสนับสนุนทุนวิจัยออกแบบสร้างกังหันลมและนำไปติดตั้งทดลอง ปรากฏผลว่ามีปัญหาเกี่ยวกับระบบส่งกำลังและความแข็งแรงของใบกังหัน และเมื่อ กฟผ.ทดลองออกแบบสร้างกังหันแบบล้อจักรยาน นำไปติดตั้งใช้งานที่ชายฝั่งทะเลบริเวณบ้านอ่าวไผ่ อำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี ก็พบว่ามีปัญหาเรื่องระบบส่งกำลังเช่นกัน

ในปี พ.ศ. 2526 กฟผ. ได้ร่วมมือกับหน่วยราชการจังหวัดภูเก็ต จัดตั้งสถานีทดลองใช้งานขึ้นในจังหวัด เพื่อรวบรวมข้อมูลนำไปวิเคราะห์ทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ โดยนำกังหันลมผลิตไฟฟ้าซึ่งสั่งซื้อจากต่างประเทศในราคามิตรภาพ ติดตั้งในบริเวณแหลมพรหมเทพ จำนวน 4 ชุด ในขนาด 18.5, 2, 1 และ 0.83 กิโลวัตต์ พร้อมทั้งติดตั้งอุปกรณ์บันทึกข้อมูล Digital Logger และ Strip Chart Recorder ไว้อย่างครบถ้วน ไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นนำมาใช้ในบริเวณสถานีทดลอง โดยใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆที่ติดตั้งไว้ ผลการวิเคราะห์สรุปได้ว่ากังหันลมที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าในสถานีนี้ใช้งานได้ดีพอสมควร แต่มีปัญหาเรื่องชิ้นส่วนบางชนิด เช่น ใบกังหันและตลับลูกปืนชำรุด และยังมีปัญหาด้านการจัดซื้ออะไหล่จากต่างประเทศในบางกรณี

เมื่อการทดลองใช้พลังงานลมผลิตไฟฟ้าปรากฏผลเป็นที่พอใจ ในปี พ.ศ. 2531 กฟผ. จึงกำหนดแผนงานเชื่อมโยงระบบกังหันลม เพื่อผลิตไฟฟ้าเข้าสู่ระบบจำหน่ายของ กฟภ. เพื่อการใช้งานจริง และเพื่อศึกษาหาทางพัฒนาการใช้พลังงานลมกับระบบด้วย และด้วยความร่วมมือจาก กฟภ. การจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบได้เริ่มขึ้นในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2533 นับเป็นการนำไฟฟ้าจากพลังงานลมมาใช้งาน โดยผ่านระบบจำหน่ายเป็นครั้งแรก ในประเทศไทย ในปี พ.ศ. 2535 กฟผ. ทำการติดตั้งกังหันลมเพิ่มขึ้นอีก 2 ชุด ขนาดกำลังผลิตชุดละ 10 กิโลวัตต์ เชื่อมโยงเข้าระบบฯ เช่นเดียวกัน

นอกจากนี้ ในบริเวณแหลมพรหมเทพ กฟผ. ได้ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจาดเซลล์แสงอาทิตย์ ขนาดกำลังผลิต 5 กิโลวัตต์ เพื่อใช้งานร่วมกับกังหันลมและจะเชื่อมโยงเข้ากับ ระบบจำหน่ายของ กฟภ. ในเวลาต่อไป

พลังความร้อนใต้พิภพ

ความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานความร้อนที่เกิดและเก็บอยู่ใต้ผิวโลก สังเกตตำแหน่งได้จากปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น ภูเขาไฟระเบิด และการเกิดบ่อน้ำร้อนหรือน้ำพุร้อน พลังความร้อนใต้พิภพเป็นหนึ่งในแหล่งทรัพยากรธรรมชาติ ซึ่งสามารถนำมาพัฒนาผลิตกระแสไฟฟ้าได้

กฟผ.ร่วมกับคณะทำงาน ได้แก่ กรมทรัพยากรธรณี และมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เริ่มดำเนินการสำรวจศักยภาพของการพัฒนาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ บริเวณอำเภอสันกำแพง และ อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่เมื่อปี พ.ศ. 2521 และได้รับความร่วมมือจากองค์กรเพื่อการจัดการด้านพลังงาน ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งให้ความช่วยเหลือทั้งด้านวิชาการและผู้เชี่ยวชาญ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2524 ผลการสำรวจพบว่า น้ำร้อนจากหลุมเจาะระดับตื้นในแหล่งฝาง มีความเหมาะสมต่อการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยระบบ 2 วงจรขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์

ในปี พ.ศ. 2532 กฟผ.ได้ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าระบบ 2 วงจร ขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์ ที่อำเภอฝาง เป็นโรงไฟฟ้าแห่งแรก โดยได้รับการสนับสนุนอย่างดียิ่งจากกรมวิชาการเกษตร กรมป่าไม้ กรมการพลังงานทหาร และองค์การบริหารส่วนจังหวัดเชียงใหม่

ลักษณะของโรงไฟฟ้า

เป็นโรงไฟฟ้าระบบ 2 วงจร ซึ่งโดยทั่วไปใช้กับแหล่งพลังงานความร้อนที่มีอุณหภูมิปานกลาง หลักการทำงาน คือ นำน้ำร้อนไปถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลวหรือสารทำงาน (Working Fluid) ที่มีจุดเดือดต่ำ จนกระทั่งเดือดเป็นไอ แล้วนำไอนี้ไปหมุนกังหันเพื่อขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ผลิตไฟฟ้าออกมา

โรงไฟฟ้าขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์ที่ฝางนี้ ใช้น้ำร้อนจากหลุมเจาะระดับตื้น มีอุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส ปริมาณการไหล 16.5 – 22ลิตร/วินาที มาถ่ายเทความร้อนให้แก่สารทำงาน โดยใช้น้ำที่อุณหภูมิ 15-30 องศาเซลเซียส ปริมาณการไหล 72-94 ลิตร/วินาที เป็นตัวหล่อเย็น กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ประมาณปีละ 1.2 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง ถูกส่งเข้าระบบของ กฟภ. เพื่อจ่ายให้ผู้ใช้ไฟฟ้าต่อไป

ผลพลอยได้จากการผลิตไฟฟ้า

น้ำร้อนที่นำไปใช้ในโรงไฟฟ้า เมื่อถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำงานแล้วอุณหภมิจะลดลงเหลือ 77 องศาเซลเซียส สามารถนำไปใช้ในการอบแห้งและห้องเย็นสำหรับเก้บรักษาพืชผลทางการเกษตรได้ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และสถานีทดลองพืชสวน ฝาง กรมวิชาการเกษตร ได้ทำการวิจัยการใช้ประโยชน์ในห้องอบ และห้องเย็น โดยสร้างห้องอบและห้องเย็นขึ้นใช้งาน

กฟผ. ได้ติดตั้งเครื่องปรับอากาศระบบดูดละลาย นำน้ำร้อนที่ออกจากโรงไฟฟ้ามาทำความเย็นสำหรับห้องเย็นเก็บรักษาพืชผลและห้องทำงาน สำหรับน้ำที่เหลือใช้ ยังสามารถนำไปใช้ในกิจการกายภาพบำบัดและการท่องเที่ยว ซึ่งเป็นโครงการที่กรมป่าไม้จะนำมาใช้ต่อไป

ท้ายที่สุด น้ำทั้งหมดซึ่งมีสภาพเป็นน้ำอุ่น จะถูกปล่อยลงไปสู่ลำน้ำธรรมชาติ ซึ่งในแต่ละปี น้ำที่ปล่อยออกจากโรงไฟฟ้าดังกล่าว มีปริมาณประมาณ 5 แสนลุกบาศก์เมตร เป็นการเพิ่มปริมาณให้แก่เกษตรกรรมในฤดูร้อนได้อีกทางหนึ่ง

เซลล์เชื้อเพลิง

เซลล์เชื้อเพลิงเป็นเทคโนโลยีในการผลิตไฟฟ้า ที่อาศัยขบวนการทางไฟฟ้าเคมี ระหว่างไฮโดรเจนและอ๊อกซิเจน ซึ่งให้ไฟฟ้าและน้ำร้อน ไฮโดรเจนได้มาจากต้นพลังงานหลายชนิด เช่น ก๊าซธรรมชาติ เมธานอล และก๊าซที่ได้จากถ่านหิน ส่วนอ๊อกซิเจนนั้นได้มาจากอากาศ

เซลล์เชื้อเพลิงแบ่งตามชนิดของสารพาประจุไฟฟ้า (Electrolyte) เป็น 4 ประเภท คือ

1. เซลล์เชื้อเพลิง แบบกรด ฟอสฟอริค(Phosphoric Acid Fuel Cell-PAFC) เป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่อุณหภูมิ ในการงานของเซลล์อยู่ในระดับต่ำประมาณ 200 องศาเซลเซียส และเป็นรูปแบบที่ได้รับการพัฒนาในเชิงพาณิชย์ก้าวไกลกว่ารูปแบบอื่น

2. เซลล์เชื้อเพลิงแบบเกลือคาร์บอเนตหลอมเหลว (Molten Carbonate Fuel Cell- MCFC) สามารถใช้ต้นพลังงานทั้งจากถ่นหินและก๊าซธรรมชาติ โดยอุณหภูมิ ในการทำงานของเซลล์อยู่ระหว่าง 600-650 องศาเซลเซียส คาดว่าจะเป็นเซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงถึงกว่าร้อยละ 50

3. เซลล์เชื้อเพลิงแบบอ๊อกไซด์แข็ง (Solid Oxide Fuel Cell-SOFC) มีลักษณะคล้าย MCFC แต่อุณหภูมิในการทำงานสูงกว่าคือ ประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส จะไม่มีปัญหาเกี่ยวกับการกัดกร่อน ความเสื่อมของแคโทดหรือของแผ่นสารพาประจุไฟฟ้า เพราะใช้สารพาประจุไฟฟ้าชนิดของแข็ง คาดว่าอายุการใช้งานจะนานกว่าประเภทอื่น

4. เซลล์เชื้อเพลิงแบบต่างๆ (Alkaline Fuel Cell-AFC) ใช้ปรแตสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารพาประจุไฟฟ้า และใช้ไฮโดรเจนและอ๊อกซิเจนบริสุทธิ์เป็นต้นพลังงานข้อดีของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดนี้คือ สามารถปฏิบัติการได้ภายใต้อุณหภูมิปกติระดับอุณหภูมิห้องมีราคาถูก และสามารถพัฒนาเป็นแหล่งพลังงานที่พกพาสะดวก

การผลิตไฟฟ้าโดยเซลล์เชื้อเพลิง

ประเทศที่มีความก้าวหน้ามากในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงในปัจจุบัน คือ สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น หลายบริษัทในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงแบบกรด ฟอสฟอริค โดยใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง เพื่อที่จะให้สามารถใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ในอนาคตอันใกล้นี้ การทดสอบได้กระทำในขนาดกำลังผลิต 40 และ 200 กิโลวัตต์ โดยได้รับการสนับสนุนด้านงบประมาณ จากรัฐบาลและสถาบันทางการศึกษาหลายแห่ง

บริษัทไฟฟ้ารายใหญ่ทุกแห่งของญี่ปุ่นขระนี้ ล้วนเร่งการค้นคว้าพัฒนาและทดลองใช้งานโรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงอย่างจริงจัง จนนับว่าประสบผลสำเร็จน่าพอใจ เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงที่วิจัยและพัฒนาอย่างเป็นระบบครั้งแรกเริ่มขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2524 โดยกระทรวงการค้าและอุตสาหกรรมระหว่าประเทศ(Ministry of International Trade and Industry - MITI) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการประหยัดพลังงาน (Moonlight Project) ปัจจุบัน MITI ได้ให้การสนับสนุนโครงการเซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริคไปแล้วประมาณ 20 โครงการ ในจำนวนนี้มี 6 โครงการที่ผ่านองค์การเพื่อการพัฒนาเทคโนโลยีด้านอุตสาหกรรมและพลังงานใหม่ (New Energy and Industrial Technology Development Organization-NEDO)

โครงการโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงที่ได้ติดตั้งทดสอบเสร็จสิ้นในญี่ปุ่นและได้ผลน่าพอใจ คือการใช้เซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริคมาใช้ในลักษณะผลิตร่วม ขนาด 200 กิโลวัตต์ ณ โรงแรมพลาซ่า ในเมืองโอซากา และขนาด 200 กิโลวัตต์ซึ่งใช้เมธานอลเป็นต้นพลังงาน ณ เกาะโตกาชิกิโน ในโอกินาวา

สำหรับโรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริคที่ใหญ่ที่สุดในโลก คือขนาด 11,000 กิโลวัตต์ กำลังอยู่ในระหว่างการทดสอบ การผลิตไฟฟ้ามีลักษณะผลิตร่วมโดยใช้ประโยชน์จากน้ำร้อนที่ได้มาจากการทำความเย็นในระบบดูดละลายของโรงไฟฟ้าโกอิ ประเทศญี่ปุ่น โรงไฟฟ้านี้ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นต้นพลังงาน เริ่มเดินเครื่องเมื่อเดือนมกราคม พ.ศ. 2534

ประเทศสหรัฐอเมริกาได้สนับสนุนการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงแบบเกลือคาร์บอเนต หลอมเหลว เป็นลำดับถัดไป มีการวางแผนการพัฒนาเป็นโรงไฟฟ้าในอนาคต โดยคาดว่าจะสามารถพัฒนาในเชิงพาณิชย์ได้ ภายหลังจากที่เซลล์เชื้อเพลิงแบบกรด ฟอสฟอริคประสบผลสำเร็จมาแล้วประมาณ 5 ปี

ส่วนการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงแบบอ๊อกไซด์แข็งนั้น เนื่องจากอุณหภูมิที่เซลล์จะทำงานอยู่ในระดับสูงมากคือประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส เป็นปัญหาที่ยังต้องแก้ไขและใช้เวลาเพื่อจะพัฒนาอีกระยะหนึ่ง ปัจจุบันอยู่ในระหว่างการศึกษาขั้นพื้นฐานและพัฒนาเซลล์ขนาดเล้ก เพื่อทดสอบในห้องปฏิบัติการเป็นส่วนใหญ่

การวิจัยและพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงในประเทศไทย

กฟผ.ได้ตกลงร่วมมือกับ NEDO ในโครงการสาธิตการผลิตไฟฟ้าโดยเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นต้นพลังงาน โดยติดตั้งเซลล์เชื้อเพลิงแบบกรดฟอสฟอริค ขนาด 50 กิโลวัตต์ ที่บริเวณโรงไฟฟ้าบางปะกง จังหวัดฉะเชิงเทรา เพื่อทดลองและศึกษาความเป็นไปได้ในการนำมาใช้ในอนาคต ใช้เวลาดำเนินการทดลอง 6 ปี

การทดสอบเริ่มตั้งแต่ปลายปีพ.ศ. 2531 โดยมีการวิเคราะห์ก๊าซเป็นประจำทุกเดือน และนำเครื่องทดสอบตัวเร่งปฏิกิริยามาติดตั้งทดสอบเป็นเวลา 5 เดือน ผลการทดสอบได้ถุกนำไปวิเคราะห์และใช้เป็นข้อมูลในการออกแบบสร้างโรงไฟฟ้าขนาด 50 กิโลวัตต์ ซึ่งได้นำมาติดตั้งในบริเวณดังกล่าวในเดือน กรกฎาคม 2535 และเริ่มผลิตไฟฟ้าจ่ายเข้าระบบในเดือนกันยายน ปีเดียวกัน

รายละเอียดโรงไฟฟ้าสาธิตเซลล์เชื้อเพลิง

กำลังผลิต 50 กิโลวัตต์

ต้นพลังงาน ก๊าซธรรมชาติ

ชนิดของเซลล์เชื้อเพลิง กรดฟอสฟอริค

ลักษณะเด่น เปลี่ยนไฮโดรเจนที่ได้จากก๊าซธรรมชาติเป็นไฟฟ้าโดยตรงโดยไม่มีการเผาไหม้

ประสิทธิภาพสูง

การทำงานเงียบและสะอาด

สรุป

กฟผ.ได้ศึกษาค้นคว้าและติดตามพัฒนาการด้านพลังงานทดแทนมาโดยตลอดและตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2539 กองพัฒนาพลังงานทดแทน สำนักงานวิจัย และพัฒนา ได้ผลิตเครื่องทำน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์สำเร็จรูปเพื่อจำหน่าย ในขนาด 150 ลิตรต่อวัน สำหรับครอบครัวที่มีสมาชิกไม่เกิน 4 คน และขนาด 300 ลิตรต่อวัน สำหรับครอบครัวที่มีสมาชิกมากว่า 4 คน โดยรับประกันคุณภาพของแผงรับแสงอาทิตย์เป็นเวลา 5 ปีนับเป็นพัฒนาการขั้นต้นในการนำพลังงานทดแทนมาให้ประชาชนใช้ประโยชน์ได้โดยตรง

ในยุคโลกาภิวัฒน์ซึ่งประชากรโลกส่วนใหญ่สนใจและห่วงใยผลกระทบต่อสภาวะสิ่งแวดล้อมทุกด้านเช่นนี้ การค้นคว้าทดลองเกี่ยวกับพลังงานทดแทน เพื่อนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีผลในการก่อมลภาวะ เป็นเรื่องที่สำคัญยิ่งสำหรับองค์การซึ่งมีหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับผู้ใช้ทั่วประเทศเช่น กฟผ.เนื่องจากพลังงานหลักซึ่งใช้กันอยู่ในปัจจุบันเช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ หรือถ่านหิน เป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่นับวันจะหมดไป หากการพัฒนาพลังงานซึ่งไม่มีวันหมด เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลมฯ มีความก้าวหน้าจนถึงขั้นผลิตกระอแสไฟฟ้าได้มากกว่าเท่าที่ต้องการแล้ว ความกังวลเรื่องการขาดแคลนพลังงานในการผลิตไฟฟ้าในอนาคตก็จะหมดไป

	[พลังงานนิวเคลียร์คืออะไร][รังสีคืออะไร]		ข้อมูลกากกัมมันตรังสีในประเทศไทย
	การใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย		การจัดการกากกัมมันตรังสี
	กัมมันตภาพรังสีคืออะไร		อุบัติเหตุ เชอร์โนบิล & ทรีไมล์ไอส์แลนด์
	การได้รับรังสีทั่วไปจากแหล่งต่างๆ		แหล่งข้อมูลด้านพลังงานนิวเคลียร์
	กากกัมมันตรังสีคืออะไร		รังสีกับมนุษยชาติ
	ขีดจำกัดขนาดของรังสี, อาการเจ็บป่วย		การป้องกันอันตรายจากรังสี
	คำศัพท์นิวเคลียร์		อุบัติเหตุทางรังสีและหลักปฏิบัติในภาวะฉุกเฉินทางรังสี
	หน่วยวัดรังสี[รังสีกับสิ่งแวดล้อม][ผลกระทบจากรังสีต่อร่างกาย]		จำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก[งานคุณภาพกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์]
	ธาตุผี โคบอลท์(Co-60)		[ฟิล์มวัดรังสี][ตารางธาตุ][พลังงานทดแทน]

การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
1. ไฟฟ้าสถิต	2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า	4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน
5. ศักย์ไฟฟ้า	6. กระแสไฟฟ้า
7. สนามแม่เหล็ก	8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ	10. ทรานซิสเตอร์
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ	12. แสงและการมองเห็น
13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ	14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม	16. นิวเคลียร์