ตอนที่ 3 : การปรับปรุงความมั่นคง, ความน่าเชื่อถือและการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงการไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กมากในพื้นที่ชนบทของภาคเหนือของประเทศไทย โดย ระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน (Hybrid Renewable Energy Systems) แบบเดี่ยว (Stand-Alone)

การทบทวนข้อมูลพลังงานของประเทศไทยและงานวิจัยต่างๆ
1. พลังงานหมุนเวียนในประเทศไทย 
     
ประเทศไทยผลิตพลังงาน โดยเชื้อเพลิงฟอสซิล ทั้งก๊าซธรรมชาติและถ่านหินเป็นทรัพยากรหลักของการผลิตไฟฟ้าในประเทศไทย (Shrestha et al., 2007) ประเทศไทยมีศักยภาพพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานชีวมวล (Uddin, 2010) เนื่องจากเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีของเสียจำนวนมากจากการเพาะปลูก (Tanatvanit et al., 2003)
     กระทรวงพลังงาน ได้วางแผนที่จะส่งเสริมและเพิ่มการใช้พลังงานหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง (DEDE, 2019) โดยมีการใช้พลังงานหมุนเวียนในปี 2561 คิดเป็น 7,699 ktoe (ตารางที่ 1)  

  ตารางที่ 1 การใช้พลังงานหมุนเวียนของประเทศไทยในปี 2561

2. ศักยภาพพลังงานน้ำในประเทศไทย
     
ไฟฟ้าพลังน้ำ (Hydropower) เป็นภาคเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่ใหญ่ที่สุดในโลก (Wagner and Mathur, 2011; Dent, 2014) Murni et al. (2013) ระบุว่าในประเทศเขตร้อนชื้นผลผลิตไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กมาก (Micro-Hydropower, MH) ต่ำในฤดูแล้งและได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก แผนผังระบบพลังงานน้ำขนาดเล็กมาก แสดงในรูปที่ 1 (Elbratan et al., 2015)

   
รูปที่ 1 แผนผังระบบพลังงานน้ำขนาดเล็กมาก

     ประเทศไทยมีศักยภาพสำหรับไฟฟ้าพลังน้ำ  โดยไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ดำเนินการโดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ซึ่งมี 14 โครงการ รวม 2,952.40 MW (EGAT, 2017) ระบบไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก (Small-Hydropower) ดำเนินการการโดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (DEDE) ที่มี 22 โครงการ รวม 46.04 MW (DEDE, 2017) แผนที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำในประเทศไทย แสดงไว้ในรูปที่ 2

  รูปที่ 2 แผนที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำในประเทศไทย
       ที่มา : รายงานพลังงานทดแทนของประเทศไทยปี 2560

3. ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทย
    
Solar photovoltaic (SPV) เป็นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถแปลงรังสีแสงอาทิตย์ (Solar Radiation) เป็นไฟฟ้า (Häberlin, 2012) มันเกิดขึ้นจากเซลล์สุริยะจำนวนมากบนแผงโซลาร์เซลล์ เซลล์แสงอาทิตย์ดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า (Wenham, 2012)   SPV เติบโตอย่างรวดเร็วจาก 30% เป็น 85% ตั้งแต่ปี 1997 (Häberlin, 2012) รังสีแสงอาทิตย์เฉลี่ยต่อปี (Average Solar Radiation) คือ 19.2 MJ / m2 / วัน (DEDE, 2017) แผนที่รังสีแสงอาทิตย์ ประจำปีของประเทศไทย แสดงในรูปที่ 3  รังสีแสงอาทิตย์สูงที่สุดคือฤดูร้อน โดยมีค่า 20-24 MJ / m2 / วัน (DEDE, 2017)  แสดงในรูปที่ 4  
   
            
รูปที่ 3 แผนที่การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ประจำปี                          รูปที่ 4 แผนที่การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ฤดูร้อน

4. ศักยภาพพลังงานลมในประเทศไทย
     
พลังงานลม (Wind Energy) ถูกใช้ในยุโรปมาตั้งแต่ศตวรรษที่แล้วและเป็นทรัพยากรที่เติบโตอย่างรวดเร็ว (Promsen et al., 2012) พลังงานลมคือ พลังงานหมุนเวียนที่เป็นพลังงานสะอาดและเป็นทรัพยากรฟรี (Chinggulpitak และ Wongwises, 2014; Chaichana and Chaitep, 2010 และ Werapun at el, 2014) Chaichana และ Chaitep (2010) ระบุว่าความเร็วลมเฉลี่ย (Wind Speed) ในจังหวัดเชียงใหม่ คือ 5.7 m / s ความเร็วลมเฉลี่ยประจำปี (Annual Average Wind Speed) ที่ความสูง 50 เมตรคือ 6.4 m / s (DEDE, 2017e) แผนที่ลมประจำปีของประเทศไทย แสดงในรูปที่ 5 ความเร็วลมสูงอยู่ทางใต้ของประเทศไทยและอยู่ในช่วง 3.6 ถึง 7 m / s และ ทางตอนเหนืออยู่ในช่วง  2.8 - 4.4 m / s (DEDE, 2017)  

       
รูปที่ 5 แผนที่ลมประจำปีของประเทศไทย

5. งานวิจัยที่เกี่ยงข้องกับงานวิจัยนี้
     
Greacen และคณะ (2007) ตรวจสอบตัวเลือกพลังงานหมุนเวียนของเกาะในทะเลอันดามันของไทย คือ เกาะปูและเกาะปอ จังหวัดกระบี่ โครงการศึกษาวิธีการใช้พลังงานทดแทนเพื่อการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพและ     มีประสิทธิภาพสูงสุดของระบบที่มีอยู่และวิธีการผลิตไฟฟ้าเพื่อรองรับความต้องการของเกาะตลอด 24 ชั่วโมง ผู้วิจัยรวบรวมและประเมินข้อมูลเช่นประชากรความต้องการไฟฟ้าในปัจจุบันการพยากรณ์ความต้องการไฟฟ้าในอนาคตและการผลิตไฟฟ้าจากระบบที่มีอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ SPV และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล (Diesel Generator) ยิ่งกว่านั้นงานวิจัยนี้ใช้โปรแกรมสร้างแบบจำลอง HOMER เพื่อปรับขนาดและต้นทุนของระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน (Hybrid Renewable Energy Systems, HRES) ให้เหมาะสมที่สุดเนื่องจาก HOMER สามารถจำลองการคำนวณสมดุลพลังงานสำหรับแต่ละระบบและประเมินค่าใช้จ่ายสำหรับแต่ละระบบ การวิจัยนี้พบว่า  SPV / ดีเซล /แบตเตอรี่ /อินเวอร์เตอร์เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเนื่องจากค่าไฟฟ้า ($ 0.422 /kWh) ต่ำกว่าเมื่อเพิ่มกังหันลม Greacen และคณะ (2007) ระบุว่า HRES สามารถลดค่าไฟฟ้าสำหรับเกาะต่างๆได้เนื่องจากค่าไฟฟ้าของระบบที่มีอยู่นั้นสูงมากอยู่ที่ประมาณ $ 0.659 / kWh ในทางตรงกันข้าม HRES ไม่เพียง แต่คุ้มค่า แต่ยังสามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ (Karakoulidis, et al., 2011) นอกจากนี้โปรแกรมจำลอง Matlab สามารถใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพ HRES (Maleki, et al., 2016) ในลักษณะเดียวกับ HOMER
     
Kruangpradit และ Tayati (1996) วิเคราะห์โปรแกรมการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคใน HRES ในหมู่บ้านห่างไกลของประเทศไทย  โปรแกรมพิจารณาการออกแบบการใช้งานและการประเมินผล HRES การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคมีระบบ MH /ดีเซลที่มีอยู่ในหมู่บ้านขุนแปะ จังหวัดเชียงใหม่ กำลังการผลิตของ MH คือ 90 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตามสามารถรองรับความต้องการได้เพียงเก้าเดือนเท่านั้น ในฤดูร้อน MH สามารถผลิตได้เพียง 5 ชั่วโมงต่อวันเนื่องจากข้อจำกัด ของน้ำในลำธาร Krprpritit และ Tayati (1996) กล่าวว่า MH เป็นทางเลือกหลักในฤดูฝนและ SPV เป็นตัวเลือก ที่สำคัญในฤดูร้อน บทความนี้เสนอให้ใช้ HR / PV / MH / ดีเซล / แบตเตอรี่เนื่องจาก SPV สามารถรองรับความต้องการในช่วงฤดูร้อน
     
Phuangpornpitak and Kumar  (2550) ระบุว่าระบบลูกผสม SPV นั้นเหมาะสมในพื้นที่ชนบทและห่างไกลในประเทศไทยเพราะเป็นประเทศเขตร้อน Phuangpornpitak and Kumar  (2550) นำเสนอบทสรุปของโครงการลูกผสม SPV จำนวน 10 โครงการในประเทศไทย กำลังการผลิตรวมของพวกเขาคือ 285 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตามอุปสรรคในการพัฒนา SPV ในประเทศไทย เป็นค่าใช้จ่ายสูงของระบบ PV การศึกษา แสดงถึงโครงการลูกผสม  PV / ลม / ดีเซล โดย 2 โครงการ อยู่ในอุทยานแห่งชาติตะรุเตาและอุทยานแห่งชาติภูกระดึงและใช้ HOMER สำหรับการวิเคราะห์ต้นทุนของ HRES บทความนี้แสดงให้เห็นว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือของ HRES เนื่องจากทรัพยากรหมุนเวียนไม่มั่นคง เนื่องจากขึ้นอยู่กับเวลาและฤดูกาล

ตอนต่อไปจะกล่าวถึงวิธีการวิจัย (ตอนที่4/7)  
นายวุฒิพงษ์ อภิชนบุตร กพพ.

ไฟล์/vdo/ข้อมูล ที่เกี่ยวข้อง: 
promote: 
level: 
2