ย้อนรอย 40 ปีเส้นทางเซลล์แสงอาทิตย์ไทย (1)

6 ก.ย. 2560

               ดวงอาทิตย์คือต้นกำเนิดของพลังงานบนโลกใบนี้ทุกๆ มิติในฐานะที่เป็นต้นกำเนิดของแสงสว่างและความร้อนที่ทำให้ดินฟ้าอากาศในโลกมีอุณหภูมิแตกต่างกัน ส่งผลให้เกิดกระแสลมและน้ำ ทำให้ผืนแผ่นดินเหมาะสมแก่การดำรงชีวิตของพืชและสัตว์ทุกชนิด  เมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสิ้นอายุขัยลงก็จะทับถมจมอยู่ใต้พื้นพิภพหลายร้อยล้านปีจนกลายเป็นฟอสซิลทั้งในรูปแบบของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำคัญของมวลมนุษย์มาเนิ่นนาน

                ทั้งนี้พลังงานจากฟอสซิลนั้น เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในนามของถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ

ย้อนไปเมื่อปี พ.ศ. 2391 ซามูเอล เอ็ม เกียร์ (Samuel M. Kier) ได้ขุดค้นพบน้ำมันครั้งแรกโดยบังเอิญจากบ่อที่ขุดขึ้นบนฝั่งแม่น้ำอัลเลเกนี (Allegheny) มลรัฐเพ็นน์ซิลวาเนีย (Pennsylvania) ประเทศสหรัฐอเมริกา และได้มีการตั้งชื่อว่า น้ำมันซีนีกา (Seneca oil)  ต่อมาเมื่อเกิดภาวะขาดแคลนน้ำมันปลาวาฬที่นิยมใช้เป็นเชื้อเพลิงให้แสงสว่าง และใช้เป็นน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องยนต์ต่างๆ ในยุคสมัยนั้น จึงทำให้มีการนำน้ำมันชนิดนี้มาใช้ทดแทนอย่างแพร่หลาย

                ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาปิโตรเลียม ได้กลายเป็นพลังงานสำคัญของมนุษย์ จนนำไปสู่การก้าวเข้าสู่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม มีการนำเชื้อเพลิงจากฟอสซิลไปใช้เป็นพลังงานหลักสำหรับการผลิตไฟฟ้า  ใช้เป็นเชื้อเพลิงในสายพานการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม และใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์  ฯลฯ

                อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานจากฟอสซินั้น มีจุดอ่อนอยู่หลายๆ ประการ ทั้งในด้านของปริมาณที่มีอยู่จำกัด ใช้แล้วหมดไป และการเผาไหม้ของฟอสซิลมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์  ซัลเฟอร์ไดออกไซด์  ไนโตรเจน ออกไซด์ และฝุ่นละออง ฯลฯ หากการเผา ไหม้ไม่สมบูรณ์มักจะเกิดก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์  เมื่อเกิดการสะสมในบรรยากาศจำนวนมากทำให้เกิด “ปรากฏการเรือนกระจก” อันต้นเหตุของปัญหาสภาวะโลกร้อน

                ข้อจำกัดเหล่านั้นได้นำไปสู่แนวคิดการนำพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดปราศจากมลพิษ  อย่างเช่นพลังงานน้ำ  ลม และแสงอาทิตย์มาใช้แทนฟอสซิล โดยการนำเอาแสงอาทิตย์มาใช้ในรูปแบบแรกเรียกว่า แอคทีพโซลาร์ เป็นการใช้วิธีการของ โฟโตโวลตาอิคส์ หรือ solar thermal เพื่อจับและเปลี่ยนพลังงานของแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานความร้อนโดยตรง นับเป็นการนำพลังงานมรหมุนเวียนใช้ได้อย่างมีศักยภาพ และมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสูงขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะในด้านของการผลิตไฟฟ้า ซึ่งประเทศไทยเราได้มีการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มาแล้วไม่ต่ำกว่า 40 ปี

                ระยะเวลาที่ยาวนานหลายสิบปีถ้าเปรียบเทียบกับวงจรชีวิตของผู้คนนับว่าผ่านร้อนผ่านหนาวมาเนิ่นนาน ต้องผ่านบททดสอบนานัปการ...เส้นทางของเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศไทยเองนั้นย่อมมีสภาพไม่แตกต่างกัน...!!!

ยุคสาธิต-ทดลองใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (ปี พ.ศ. 2519-2529)

                หากจะเอ่ยถึงประวัติการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ในโลกนั้น มนุษย์ได้มีการนำมาผลิตไฟฟ้าครั้งแรกในช่วงปี พ.ศ. 2493 ที่ bell Telephone Laboratory ประเทศสหรัฐอเมริกา คิดค้นวิธีการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์สำหรับใช้ในโครงการอวกาศได้สำเร็จ กลังจากนั้นจึงได้เริ่มมีการนำมาใช้อย่างกว้างขวาง และขยายผลสู่ระดับอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ของโลก ทั้งนี้ในระยะแรกเซลล์แสงอาทิตย์มีราคาแพงมาก ดังนั้นจึงจำกัดการใช้งานอยู่เฉพาะในงานวิทยุสื่อสารและไฟฟ้าแสงสว่างขนาดเล็กในพื้นที่ห่างไกลเท่านั้น

                สำหรับประเทศไทยได้เริ่มมีการวิจัยและพัฒนาการประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2518  ส่วนการนำมาใช้ผลิตไฟฟ้านั้นเริ่มต้นเมื่อปี 2519 หน่วยงานของกระทรวงสาธารณสุข และมูลนิธิแพทย์อาสาสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี “พอ.สว.”  ได้นำแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 15/30 วัตต์ มาแจกจ่ายให้ประชาชนตามพื้นที่ทุรกันดารที่ไฟฟ้ายังไปไม่ถึง เพื่อผลิตไฟฟ้าไว้ใช้ในครัวเรือน ประมาณ 300 แผง  หลังจากนั้นรัฐบาลได้มีนโยบายบรรจุแผนผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ลงในแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 4 (พ.ศ. 2520–2524)

                ช่วงเวลาใกล้เคียงกัน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้ทำการรวบรวมข้อมูลด้านพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งในและต่างประเทศ รวมทั้งมีการทดลองนำเซลล์แสงอาทิตย์มาติดตั้ง ทดสอบ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521  โดยในระยะแรกได้จัดหาเซลล์แสงอาทิตย์จากบริษัทผู้ผลิตในต่างประเทศเข้ามาทดลองใช้งานตามหน่วยงานต่างๆ ของ กฟผ. มีการใช้ในลักษณะต่างๆ กัน เช่น ใช้กับวิทยุสื่อสาร สัญญาณไฟกระพริบ เครื่องมือบันทึกข้อมูล เครื่องวัดแผ่นดินไหว ไฟแสงสว่างสำหรับที่พักเจ้าหน้าที่สำรวจ เป็นต้น

                ต่อมา กฟผ. ได้พัฒนาการใช้งานในลักษณะของการสาธิตเพื่อผลิตไฟฟ้าขนาดที่ใหญ่ขึ้น โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าร่วมกับพลังงานชนิดอื่นๆ เช่น ร่วมกับพลังงานน้ำ พลังงานลม กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ใช้ช่วงนั้นเป็นพลังงานเสริมที่เชื่อมโยงเข้ากับระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.)  โดยได้มีการจัดทำโครงการสาธิตต่างๆ ขึ้น มีทั้งที่ กฟผ. ดำเนินการเอง และโครงการที่ภาคเอกชนเข้ามามีส่วนร่วม

                ช่วงเวลานั้น การใช้เซลล์แสงอาทิตย์ของกฟผ.จะเป็นการติดตั้งและทดสอบตามหน่วยงานต่างๆ ของ กฟผ.ในชนบท จำนวนกว่า 30 แห่ง และพบว่าผลการใช้งานเป็นที่น่าพอใจ ประกอบกับได้พิจารณาเห็นว่าวิทยาการด้านเซลล์แสงอาทิตย์ในเวลานั้นได้ก้าวหน้าไปมาก อีกทั้งราคาก็มีแนวโน้มลดลง จนมีการคาดหมายว่าจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ในราคาใกล้เคียงกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนภายใน 10-20 ปีข้างหน้า

                ด้วยเหตุผลดังกล่าวจึงมีการนำเซลล์แสงอาทิตย์มาทดลองใช้ในโครงการขนาดใหญ่ขึ้น เป็นลักษณะโรงไฟฟ้าที่สามารถจ่ายไฟเข้าระบบได้ เพื่อสาธิตและประเมินผลการใช้งาน อันจะเป็นประโยชน์ต่อการขยายงานในอนาคต

                ดังนั้นเมื่อมีการเสนอโครงการสถานีพลังงานแสงอาทิตย์แบบต่อเข้ากับระบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำคลองช่องกล่ำ อำเภอวัฒนานคร จังหวัดสระแก้ว ซึ่งเป็นโครงการในพระราชดำริ ของพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ที่ก่อสร้างเขื่อนแล้วเสร็จเมื่อปี พ.ศ. 2524 และมีการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ และระบบสายส่งไฟฟ้าแล้วเสร็จเมื่อเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2526 ทางกฟผ.จึงได้ดำเนินติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดกำลังผลิต 20.16 กิโลวัตต์ เมื่อปี พ.ศ. 2529

                โครงการนี้จะเป็นการใช้งานร่วมกับเครื่องไฟฟ้าขนาด 20 กิโลวัตต์ ที่มีอยู่แล้ว แล้ว โดยเป็นการสาธิตและใช้งานในระบบร่วม (HYBRID SYSTEM)  ต่อมาเมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2531 ได้ดำเนินการติดตั้งอุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าชนิด ต่อเชื่อมกับสายส่งไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อเชื่อมเข้าระบบจ่ายไฟฟ้าของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค นับเป็นสถานีผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อเข้าระบบแห่งแรกในประเทศไทย

(อ่านต่อตอนที่ 2 พรุ่งนี้)