ระบบโซล่าเซลล์แบบทุ่นลอยน้ำ (Floating Solar)
Floating Solar คือ การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ไว้บนผืนน้ำ ด้วยการติดตั้งทุ่นพลาสติกบนพื้นที่ผิวน้ำเพื่อเป็นฐานให้กับแผงโซล่าเซลล์ โดยวัสดุตัวทุ่นทำมาจากเม็ดพลาสติก HDPE ที่ให้ความแข็งแรง ทนทานต่อการใช้งานกลางแจ้งภายใต้รังสีอัลตร้าไวโอเล็ตจากแสงแดดจัดตลอดทั้งวัน มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 25 ปี และสามารถนำกลับมารีไซเคิลได้ อีกทั้งมีคุณลักษณะเป็น Food Grade ปลอดภัยต่อระบบนิเวศใต้น้ำ
การติดตั้งโซล่าแบบทุ่นลอยน้ำเหมาะกับใคร
ภูมิประเทศไทย “พื้นที่น้ำ และพื้นที่ชุ่มน้ำ” กินพื้นที่ไปมากกว่า 30% และยังไม่รวมพื้นที่บริเวณชายฝั่งทะเล พื้นที่แห่งชีวิต เพราะเป็นแหล่งเพาะปลูกทางการเกษตร และเป็นแหล่งน้ำต่าง ๆ บึง บ่อ หนอง ทะเลสาบ เขื่อน แหล่งน้ำที่ค่อนข้างจะสงบ ซึ่งนั่นเหมาะแก่การติด Floating Solar อย่างยิ่ง
การติดตั้งโซล่าแบบทุ่นลอยน้ำยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกำลังผลิตของแผ่นโซล่าเซลล์ได้ เพราะน้ำสามารถช่วยระบายความร้อนของระบบที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตไฟฟ้า และเพิ่มประสิทธิภาพกำลังการผลิตได้ 5-20% จากความเย็นของน้ำใต้แผ่น (cooling effect) เมื่อเทียบกับการติดตั้งโครงการโซล่าฟาร์มบนดินและโครงการโซล่าบนหลังคาทั่วไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานที่และสภาพอากาศ รวมไปถึงทุ่นโซล่าฟาร์มลอยน้ำที่คลุมอยู่บนผิวน้ำยังช่วยลดการระเหยของน้ำที่กักเก็บไว้ใช้อีกด้วย
ส่วนประกอบโซล่าแบบทุ่นลอยน้ำ (Floating Solar)
- แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV Module/Panel) แผงเซลล์ผลิตจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
- อินเวอร์เตอร์ (Inverter) มีหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงจากเซลล์แสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ สามารถติดตั้งบนทุ่นร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์หรือบนฝั่งตามความเหมาะสม
- อุปกรณ์ลอยตัว (Floating Structure) เป็นอุปกรณ์ที่ลอยบนผิวน้ำเพื่อใช้ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ด้านบน
- ระบบทุ่นลอยน้ำ (Anchoring and Mooring System) มีหน้าที่ยึดแผงพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดให้ไม่เคลื่อนที่ออกจากบริเวณพื้นที่ผืนน้ำที่กำหนด โดยการยึดโยงของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบทุ่นลอยน้ำแบ่งเป็น 2 แบบ
4.1 ยึดกับชายฝั่ง (Bank Anchoring) เหมาะสำหรับพื้นที่น้ำขนาดเล็ก ตื้น และก้นแหล่งน้ำไม่สามารถทำการยึดได้ ประเภทดังกล่าวถือเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าในแง่ของราคาที่สุด ทั้งนี้ ความเหมาะสมขึ้นอยู่กับสภาพของฝั่ง และอาจมีผลต่อทัศนียภาพ
4.2 ยึดกับก้นแหล่งน้ำ (Bottom Anchoring) แม้จะมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูง เนื่องจากต้องออกแบบและวางแผนอย่างละเอียด แต่เป็นประเภทที่นิยมที่สุด สามารถทำได้ 2 วิธี ได้แก่ การแทรกพุกเข้าที่ก้นแหล่งน้ำโดยตรง, ยึดผ่านบล็อกคอนกรีตที่วางไว้ที่ก้นแหล่งน้ำ
- สายเคเบิ้ล (Cables) สายยึดทำหน้าที่เชื่อมระหว่าง ระบบทุ่นลอยน้ำกับอุปกรณ์ลอยตัว 2 ระบบ SCADA หรือระบบ Monitoring เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่คอยเก็บข้อมูลและใช้ควบคุมการปฏิบัติการทั้งหมด
- หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) มีหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าและแรงดันให้อยู่ในค่าที่เหมาะสมและนำไปใช้ต่อได้
หลักการทำงาน
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าซึ่งทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงหรือโฟตอนเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นสามารถนำไปใช้งานตรงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภทกระแสตรงหรือส่งไปยังเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ซึ่งทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรงให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมกับการนำไปใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไป
ในกรณีของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบทุ่นลอยน้ำ จะถูกติดตั้งบนพื้นผิวน้ำโดยการวางไว้บนโครงสร้างที่ลอยอยู่ในน้ำ เพื่อให้แผงเซลล์อยู่เหนือผิวน้ำ ไฟฟ้าที่ถูกผลิตจะถูกส่งผ่านสายไฟฟ้าที่อยู่ในน้ำขึ้นไปยังระบบไฟฟ้าควบคุมที่ตั้งอยู่ที่ฝั่งก่อนที่จะนำไปใช้งานตามปกติ เช่นเดียวกับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปที่ใช้บนบก
ข้อดี-ข้อเสีย ของระบบโซล่าเซลล์แบบทุ่นลอยน้ำ
ข้อดีของระบบโซล่าเซลล์แบบทุ่นลอยน้ำ
- ลดอุณหภูมิให้กับแผงโซล่าเซลล์
- ลดการระเหยของน้ำได้
- เพิ่มศักยภาพให้กับพื้นที่ผิวน้ำที่ว่าง
- การติดตั้งและรื้อถอนสามารถทำได้ง่าย ไม่ต้องใช้อุปกรณ์หนัก
ข้อเสียของระบบโซล่าเซลล์แบบทุ่นลอยน้ำ
- ต้นทุนค่าก่อสร้างที่สูงกว่าการติดตั้งแบบปกติ
- ต้องหมั่นเช็คตรวจสอบความแข็งแรงของทุ่นลอยน้ำ
- ต้องเลือกวัสดุที่ทนต่อการเกิดสนิมและกัดกร่อนมากกว่าแบบปกติ
- การซ่อมบำรุงค่อนข้างลำบาก
ตัวอย่างโครงการโซล่าเซลล์ลอยน้ำ
การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. ได้พัฒนาต่อยอดสู่ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานสะอาดแบบผสมผสานระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์ กับพลังนํ้าจากเขื่อนในโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทุ่นลอยน้ำร่วมกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (Hydro-floating Solar Hybrid) หรือ โรงไฟฟ้าโซล่าเซลล์ลอยน้ำไฮบริด ที่เขื่อนสิรินธร จังหวัดอุบลราชธานี เป็นแห่งแรก มีกำลังผลิตติดตั้ง 45 เมกะวัตต์ และยังนับเป็นโซล่าเซลล์ลอยน้ำไฮบริดพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งใช้แผงโซล่าเซลล์มากถึง 144,420 แผ่น ติดตั้งอยู่บนพื้นที่ผิวน้ำประมาณ 450 ไร่ หรือเทียบเท่า สนามฟุตบอลประมาณ 70 สนาม โดยมีกำหนดจ่ายไฟเชิงพาณิชย์เมื่อวันที่ 31 ตุลาคม 2564
โรงไฟฟ้าโซล่าเซลล์ลอยน้ำไฮบริดเป็นต้นแบบโรงไฟฟ้าแห่งอนาคต ที่จะเข้ามาแทนโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างเป็นรูปธรรม เป็นการผลิตไฟฟ้าแบบไฮบริดระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์และพลังน้ำที่มีอยู่เดิม ควบคุมด้วยระบบบริหารจัดการพลังงาน (Energy Management System : EMS) ร่วมกับการพยากรณ์อากาศ (Weather Forecast System) เพื่อลดข้อจำกัดการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนที่ปกติแล้วจะขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ โดยนำพลังงานแสงอาทิตย์มาช่วยเสริมความต้องการไฟฟ้าสูงสุดในช่วงเช้าหรือช่วงบ่ายแทนพลังน้ำ และนำมวลน้ำมาเสริมความต้องการสูงสุดในช่วงค่ำ เพื่อตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าได้มากขึ้นและยาวนานขึ้น
ที่มา : https://www.egat.co.th/home/20211103-art01/
ความเป็นไปได้ของการลงทุนโครงการ
โซล่าเซลล์ลอยน้ำมีแนวโน้มการเติบโตที่สูงขึ้นในอนาคต เนื่องจากความต้องการใช้พลังงานสะอาดและการคำนึงถึงสิ่งแวดล้อมในผู้ใช้งานเพิ่มมากขึ้น ปัจจุบันการลงทุนในระบบนี้เริ่มเป็นที่น่าสนใจ เนื่องจากราคาต้นทุนการก่อสร้างถูกลงทำให้ โซล่าเซลล์ลอยน้ำเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพสำหรับการประหยัดพลังงานและการลดการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานเดิมได้
“อยากประหยัดค่าไฟ ไว้ใจ EM Energy” ผู้เชี่ยวชาญด้านการลดค่าไฟด้วยการติดตั้งโซล่าเซลล์
สามารถดูผลงานของเราเพิ่มเติมได้ที่
EM Energy : https://www.emenergy.co.th/project-reference/
ติดต่อผู้เชี่ยวชาญเพื่อรับคำปรึกษาฟรีได้ที่
อีเมล : onrampa@emenergy.co.th , mana@emenergy.co.th
Line : @emenergy
Facebook Fanpage : EM Energy
โทร : 084-671-5999
