ทุกวันนี้การใช้งานโซล่าเซลล์ผลิตไฟฟ้าจากแสงแดด ไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะมีการพัฒนาเทคโนโลยีและใช้งานจริงมานานกว่า 10 ปี แต่สำหรับประเทศไทยความท้าทายไม่ได้อยู่ที่การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ แต่เป็นการประยุกต์ใช้งานที่มากไปอีกขั้น
Techhub Insight พาไปบุกโรงงานต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์ NECTEC Pilot Plant คุยกับ “ดร.กอบศักดิ์ ศรีประภา” นักวิจัยกลุ่มวิจัยอุปกรณ์สเปกโทรสโกปีและเซนเซอร์ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) ผู้ที่คลุกคลีกับเทคโนโลยีโซล่าเซลล์มาตั้งแต่ยุคบุกเบิก
: เส้นทางของการพัฒนา
นักวิจัยเล่าว่า จุดเริ่มต้นของการพัฒนาโซล่าเซลล์คือการเอาไปใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับยานอวกาศ รวมถึงดาวเทียม จนเริ่มมีการใช้งานแพร่หลายมากขึ้นในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้าเข้าถึง
มาจนถึงการพัฒนาโซลาร์ฟาร์ม (Solar Farm) โซล่าเซลล์แบบทุ่นลอยน้ำ (Floating Solar) และขยายเข้ามาสู่ตัวเมือง อย่างหลังคาโซลาร์ (Solar Rooftop) ที่ทำให้เห็นการใช้งานโซล่าเซลล์ที่ใกล้ตัวมากขึ้น มีอายุการใช้งานนานที่มากกว่า 25-30 ปี ขณะที่ประสิทธิภาพในการแปลงแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้าทำได้ดีขึ้น
ดร.กอบศักดิ์ เล่าว่า ในยุคเริ่มต้นของเทคโนโลยีโซล่าเซลล์ในไทย โจทย์แรก สวทช. เคยมุ่งมั่นที่จะพัฒนาโซล่าเซลล์ชนิดฟิล์มบาง (Thin-film silicon) แต่ด้วยข้อจำกัดของเทคโนโลยีจำกัด และประสิทธิภาพ ทำให้หันมามุ่งเน้นที่เทคโนโลยีผลึกซิลิคอน (Crystalline silicon) แทน
จนมาถึงปัจจุบัน การวิจัยโซล่าเซลล์ในไทย หันมามุ่งเน้นการใช้งานจริงโดยเฉพาะแอปพลิเคชั่นและพัฒนาตัวแผงเซลล์เพื่อใช้งานในรูปแบบใหม่ๆ ได้หลากหลายขึ้น อย่างเช่นแผงสี Colour PV ซึ่งพัฒนาในส่วนโครงสร้างการประกอบแผง แทนการพัฒนาตัวเซลล์เพราะต้นทุนในการนำเข้าถูกกว่าการผลิตเองในประเทศ เพราะการลงทุนผลิตแผงโซล่าเซลล์ขึ้นมาเองตั้งแต่ต้นน้ำ อาจยังไม่ใช่คำตอบ
“การพัฒนาเซลล์ น่าจะเป็นเรื่องยากสำหรับประเทศไทยที่จะพัฒนาได้ดีกว่า ถูกกว่าจีนที่มีความได้เปรียบด้านต้นทุนและมีตลาดรองรับ แต่ถ้าเป็นเรื่องการประยุกต์ใช้งานไทยมีโอกาส มีช่องทางในการแข่งขันได้ แล้วพอเราจดสิทธิบัตร ได้รับการคุ้มครองทางทรัพย์สินปัญญา จะเป็นแต้มต่อให้ผู้ประกอบการไทยสามารถแข่งขันกับจีนได้ในอนาคต”
ดร.กอบศักดิ์ ยกตัวอย่าง แผงสี Colour PV ที่ทีมวิจัยพัฒนาเวอร์ชั่นแรกตั้งแต่ปี 2555 ซึ่ง ณ ตอนนั้นมั่นใจว่าโครงสร้างที่พัฒนาขึ้นมายังไม่มีใครทำมาก่อน ที่ตอนนี้เริ่มเห็นแผงโครงสร้างที่คล้ายกับงานที่ไทยพัฒนาแล้วในต่างประเทศ
: โซล่าเซลล์ในแปลงปลูกพืช
งานวิจัยแผงสี Colour PV เริ่มต้นในปี 2554-2555 จากความตั้งใจในการพัฒนาตัวแผงเซลล์รูปแบบใหม่ที่เน้นไปที่ความสวยงาม และการใช้งานที่มากขึ้น
จากตัวเซลล์ที่มีสีค่อนข้างเข้มช่วยให้ดูดกลืนแสงได้ดีที่สุด ถูกนำมาปรับชั้นโครงสร้างให้มีสี มองเห็นได้จากด้านหน้าและด้านหลัง สามารถทำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย อย่างการปลูกพืช (Agrivoltaics) ที่นอกจากความสวยงามแล้ว การที่แผงโซล่าเซลล์ยอมให้คลื่นแสงในย่านความถี่ที่พืชต้องการผ่านได้ จะช่วยลดความร้อนที่ตกกระทบที่พืชโดยตรง การลดความร้อนในแปลงปลูก ช่วยให้พืชลดความเครียดได้
นักวิจัย อธิบายว่า โดยทั่วไปพืชต้องการแสง แต่ไม่ได้ต้องการความร้อนมากเท่าไหร่ แต่โดยธรรมชาติแสงมักจะมาพร้อมกับความร้อน ในขณะที่ Colour PV ที่ยอมให้แสงผ่านได้ สามารถลดอุณภูมิของใบพืชได้อย่างน้อย 4-5 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าเป็นตัวเลขที่น่าสนใจ
“Colour PV ในเวอร์ชั่นล่าสุด เป็นการพัฒนาร่วมกันระหว่างทีมวิจัยและบริษัทผู้ผลิตและจำหน่าย ซึ่งการได้มาตรฐาน มอก. จะเป็นเครื่องมือที่ทำให้ผู้ใช้งานมีความมั่นใจ ขณะที่ผู้ผลิตเองก็กล้าที่จะรับประกันแผงนาน 25 ปี ไม่ต่างจากแผงโซล่าเซลล์ทั่วไป”
: เทรนด์โซล่าเซลล์ในอาคาร
เทรนด์ที่กำลังมาแรงของการใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ที่ปฏิเสธไม่ได้ ณ ตอนนี้ คือ Building-integrated photovoltaics (BIPV) หรือการเอาแผงโซล่าเซลล์ไปเป็นส่วนหนึ่งของอาคาร ในลักษณะติดตั้งแทนกระจกหน้าต่าง หรือติดตั้งร่วมกับพนังอาคาร ในพื้นที่ที่มีข้อจำกัด
BIPV ก็เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของการประยุกต์ใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งงานวิจัยยังคงเดินหน้า โดยการทดลองนำแผงสี Colour PV ติดตั้งขนานกับกำแพง วางในทิศเหนือ ใต้ ออก ตก ตั้งฉากกับพื้น 90 องศา เพื่อเก็บข้อมูลไฟฟ้าที่ผลิตได้ และประเมินความแตกต่างจากการใช้งานโซล่าเซลล์ทั่วไป
รวมถึงการใช้งานในพื้นที่จำกัดหรือติดตั้งร่วมกับอาคาร สิ่งปลูกสร้าง (BIPV) ซึ่งทีมวิจัยได้ร่วมมือกับทางบริษัท Kaneka ประเทศญี่ปุ่น ในการเก็บข้อมูลการผลิตไฟฟ้าของแผง Coloful PV ที่พัฒนาขึ้นร่วมกับแผงที่ทางบริษัท Kaneka พัฒนาสร้าง โดยได้ติดตั้งร่วมกับอาคารทดสอบประสิทธิภาพของแผงโซลาเซลล์ BIPV แบบที่ติดตั้งแทนกระจก หรือผนังอาคาร โดยปัจจุบันอยู่ระหว่างการทดสอบเก็บข้อมูลในระยะยาว ซึ่งโครงการดังกล่าวได้รับการสนับสนุนจาก “T-Green® Multi Solar (See-Through type) is being installed under the Financing Programe to Demonstrate Decarbonization Technology for Realizing Co-Innovation of MOE Japan.”
ดร.กอบศักดิ์ บอกว่า ในอนาคตการใช้งาน BIPV จะเป็นที่นิยมมากขึ้น ในเมืองซึ่งมีพื้นที่จำกัดการพัฒนาให้ติดตั้งในตัวอาคาร สิ่งปลูกสร้าง นอกเหนือจากหลังคานับเป็นอีกเจนเนอร์เรชั่นหนึ่งของการใช้งานโซล่าเซลล์ ในขณะที่ค่าไฟมีแต่แนวโน้มเพิ่มขึ้น แต่ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากโซล่ากลับสวนทางถูกลงกว่าปัจจุบัน
“เมื่อเทียบกับ 5 ปีก่อน มูลค่าการลงทุนของโซล่าฟาร์มอยู่ที่เมกะวัตต์ละ 40-45 ล้านบาท แต่ถ้าปัจจุบันต้นทุนลดลงมากว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ความแตกต่างของต้นทุนจะเป็นตัวผลักดันให้มีการใช้งานโซล่าเซลล์ที่มากขึ้น และใกล้ตัวเรามากขึ้น”
แม้ตอนนี้จะมีการติดตั้งและใช้งานโซล่าเซลล์ที่หลากหลาย แต่นักวิจัยย้ำว่า อย่ามองแค่เรื่องของงบประมาณเป็นที่ตั้ง เพราะราคาของระบบที่ถูกเกินไปอาจต้องแลกกับประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าที่ต่ำ และการติดตั้งที่ไม่ได้มาตรฐาน อาจทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ตามมาได้ในอนาคต
