thumbnail_solar cell

โซลาร์เซลล์ เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าฮิตติดเทรนด์

“พลังงานแสงอาทิตย์” คือ พลังงานที่กำลังได้รับความสนใจจากผู้คนทั่วโลก โดยเฉพาะในประเทศไทย จากข้อมูลของกูเกิ้ล เทรนด์ (Google Trends) พบว่าในช่วงหนึ่งปีที่ผ่านมาตั้งแต่เดือนกรกฎาคม พ.ศ.2561 จนถึงเดือนกรกฎาคม พ.ศ.2562 มีสถิติผู้ใช้อินเตอร์เน็ตในไทยค้นหาคำว่า Solar cell’ ในกูเกิ้ลมากเป็นอันดับสองของโลกรองจากประเทศจีน

‘แผงเซลล์แสงอาทิตย์ หรือ แผงโซลาร์เซลล์ (Solar panel / Photovoltaics)’ คืออุปกรณ์สำคัญที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งยวดในการเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงอาทิตย์ ซึ่งถือเป็นทรัพยากรพลังงานที่มีเหลือล้นบนโลก โดยการแปลงความเข้มของแสงจากดวงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้า ในขณะที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีส่วนในการผลิตกระแสไฟฟ้าไม่ถึงร้อยละ 2 ของการใช้ไฟฟ้าของโลกในปัจจุบัน แต่แผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นมีการขยายตัวอย่างก้าวกระโดดในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากราคาที่ลดลงเรื่อยๆ และความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้ระบบอุตสาหกรรมและประชาชนทั่วไปเข้าถึงระบบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ง่ายขึ้น

แผงโซลาร์เซลล์เมื่อหมดอายุการใช้งาน

ขยะจากแผงโซลาร์เซลล์

ที่ผ่านมารัฐบาลมีแผนส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ให้ได้ 15,574 เมกะวัตต์ ภายในปี พ.ศ.2580 ซึ่งทำให้เกิดซากเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์ประกอบจำนวนมาก ซึ่งประเมินกันว่าจะทำให้มีปริมาณของเสียสูงถึง 6 แสนตัน

ผศ.ดร.พิชญ รัชฎาวงศ์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการขยะ ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในฐานะหัวหน้าชุดโครงการวิจัยร่วมสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เรื่อง “การจัดการแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่หมดความคุ้มค่าในการผลิตไฟฟ้า” เปิดเผยว่า การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ (โซลาร์เซลล์) ไม่ใช่พลังงานสะอาด 100% เพราะโซลาร์เซลล์ มีอายุการใช้งานเฉลี่ยราวๆ 20 ปี เมื่อหมดอายุขัยก็จะกลายเป็นขยะพิษ ซึ่งกรมโรงงานอุตสาหกรรมได้จัดให้เป็นของเสียอันตรายแล้ว

จากกรณีศึกษาจากประเทศในยุโรปและญี่ปุ่น พบว่าประเทศดังกล่าวข้างต้นให้ความสําคัญกับการกําจัดของเสียเหล่านี้และออกกฎหมายควบคุมดูแลอย่างชัดเจน เพื่อลดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะการเพิ่มคุณภาพและการสกัดโลหะหายากในของเสียเหล่านี้และป้อนกลับสู่อุตสาหกรรมอีกครั้ง ทําให้วัตถุดิบมีราคาที่เสถียรภาพ และมีปริมาณที่เพียงพอ โดยถือว่าเป็นเรื่องที่มีความสําคัญต่อความมั่นคงของประเทศ (National Security)

ทั้งนี้ขยะจากแผงโซลาร์เซลล์ ในประเทศไทยสามารถเกิดขึ้นได้ตั้งแต่ระหว่างการติดตั้ง หรือ ระหว่างการใช้งานทั้งจากเหตุไม่คาดคิดและการดูแลรักษา สุดท้ายคือแผงที่เสื่อมสภาพหรือหมดอายุการใช้งาน โดยองค์ประกอบของแผงจําพวกโลหะหนัก เช่น แคดเมียม ตะกั่ว เทลลูเลียม อินเดียม แกลเลียม จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม จึงจําเป็นต้องมีการเตรียมสร้างคน โครงสร้างการจัดการ และองค์ความรู้เพื่อการจัดการแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่หมดอายุอย่างเหมาะสม และเพื่อเป็นประโยชน์แก่ประเทศต่อไป โดยพิจารณาทั้งหลักการบริหาร กฎหมาย เศรษฐศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อม แต่ทั้งนี้การจัดการขยะอิเล็กทรอนิกส์ในไทยส่วนใหญ่ยังเป็นแบบง่ายๆ ราคาไม่สูงมากนัก

การจัดการที่มีคุณภาพด้วยกระบวนการที่จะทำให้องค์ประกอบของวัสดุแยกออกจากกัน โดยที่เกิดความเสียหายน้อยที่สุดเพื่อนำไปรีไซเคิลจำเป็นจะต้องใช้เงินทุนและเทคโนโลยีมากขึ้น แต่ปัญหาคือใครควรเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น วิธีการ กฎหมาย หรือการบังคับใช้ใดที่จะเหมาะสมกับประเทศไทย เหล่านี้เป็นประเด็นที่จะต้องถกเถียงกันเพื่อหาข้อสรุปต่อไป

ขัดๆ ถูๆ เพิ่มประสิทธิภาพแผงโซลาร์เซลล์

สมรรถนะในการผลิตไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์นอกจากจะขึ้นอยู่กับการเลือกอุปกรณ์หลักในระบบแล้ว ความสะอาดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ก็เป็นปัจจัยสําคัญต่อความสามารถการผลิตไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ด้วย

จากการศึกษา “โครงการการศึกษาแนวทางการทำความสะอาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อรักษาประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าการยึด” ซึ่งมี ดร.ธีรยุทธ์ เจนวิทยา นักวิจัยของสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เป็นหัวหน้าโครงการ ได้ทำการศึกษาวิเคราะห์การยึดเกาะของฝุ่นหรือสิ่งสกปรกที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ พบว่าเมื่อมีการสะสมฝุ่นนาน 2 สัปดาห์จะทําให้ค่าการส่องผ่านของแสงลดลง 5.2-9.5% ในทุกช่วงความยาวคลื่น โดยฝุ่นและสิ่งสกปรกเช่น มูลนก ทําให้กระแสไฟฟ้า (Isc) ลดลง

โรงไฟฟ้าส่วนใหญ่จะมีการล้างแผงเซลล์ประมาณ 1-2 เดือนต่อครั้ง ส่วนโรงไฟฟ้าที่ใช้เครื่องจักรทําความสะอาดจะมีการล้างแผงที่ถี่ขึ้น จากการศึกษาพบว่าประเทศไทยมีศักยภาพเชิงเทคโนโลยีการพัฒนาอุตสาหกรรมอัตโนมัติและเครื่องจักรทําความสะอาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ โดยเฉพาะเครื่องจักรทําความสะอาดกึ่งอัตโนมัติ (มีคนช่วยในการทํางานของเครื่องจักรที่ไม่ซับซ้อน) ลดระยะเวลาและลดต้นทุนการทําความสะอาด

ทั้งนี้ทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ได้ทำการสร้างหุ่นยนต์ทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ โดย ผศ.ดร.เอกชัย เป็งวัง หัวหน้าโครงการวิจัย “การพัฒนาต้นแบบเครื่องจักรสำหรับทำความสะอาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์” เผยว่า ปัจจุบันได้ผลิตหุ่นยนต์ 2 รูปแบบ คือ หุ่นยนต์ต้นแบบสำหรับ Solar farm และ หุ่นยนต์ต้นแบบสำหรับ Solar Rooftop โดยที่ต้นแบบของหุ่นยนต์ Solar farm จะมีลักษณะเป็น Modular Robot ที่สามารถปรับเปลี่ยนความยาวตามลักษณะของแผงต่างๆ (ในช่วง 1 – 4 เมตร) สามารถทำความสะอาดร่วมระหว่างการฉีดน้ำและการขัดด้วยแปรงที่สามารถปรับแรงกดได้ นอกจากนี้หุ่นยนต์มีน้ำหนักเบา ขนย้ายได้ด้วยคน 2 คน ต้นทุนของหุ่นยนต์นี้อยู่ที่ราคา 70,000 – 100,000 บาท สำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซลาร์ฟาร์มที่มีขนาด 1 เมกะวัตต์ จะสามารถคืนเงินทุนได้ภายใน 6 เดือน แต่หากฟาร์มที่มีขนาดใหญ่กว่านี้จะสามารถคืนทุนได้เร็วขึ้นอีก สำหรับหุ่นยนต์สำหรับ Solar Rooftop จะมีลักษณะเป็น Mobile Robot ที่สามารถควบคุมให้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้ ถือเป็นแนวโน้มที่ดีสำหรับประเทศไทยที่นอกจากจะได้นวัตกรรมใหม่แล้ว ยังเพิ่มโอกาสทางเศรษฐกิจอีกทางหนึ่งด้วย

หุ่นยนต์ต้นแบบทำความสะอาดแผงเซลล์สำหรับ Solar farm
หุ่นยนต์ต้นแบบทำความสะอาดแผงเซลล์สำหรับ Solar Rooftop

ดังนั้น เมื่อภาครัฐสนับสนุนการใช้พลังงานทางเลือกมากขึ้น จนอาจนำไปสู่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในอีกมุมหนึ่งจากซากแผงโซลาร์เซลล์ ดังนั้น ผู้มีส่วนเกี่ยวข้องควรตระหนักและพิจารณาแผนล่วงหน้าเพื่อให้เกิดการจัดการควบคู่กันอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อสร้างความยั่งยืนด้านพลังงานให้ควบคู่ไปกับการรักษาสิ่งแวดล้อม

 

เรียบเรียงและอ้างอิงข้อมูลจาก

โครงการวิจัย

“การจัดการแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่หมดความคุ้มค่าในการผลิตไฟฟ้า”

หัวหน้าโครงการ

ผศ.ดร.พิชญ รัชฎาวงศ์

คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

โครงการวิจัย

“การพัฒนาต้นแบบเครื่องจักรสำหรับทำความสะอาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์”

หัวหน้าโครงการวิจัย

ผศ.ดร.เอกชัย เป็งวัง

สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

โครงการวิจัย

“การศึกษาแนวทางการทำความสะอาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อรักษาประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า”

หัวหน้าโครงการวิจัย

ดร.ธีรยุทธ์ เจนวิทยา

สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

สนับสนุนการวิจัยโดย

สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)

 

00:00
00:00
Empty Playlist