หนา 1

บทท 3 เทคโนโลยการแปรรปพลงงานแสงอาทตย

พลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานแผรงสจากดวงอาทตย ความส าคญของดวงอาทตย ไมเพยงแต

เปนศนยกลางของระบบสรยจกรวาล ดวงอาทตยยงเปนแหลงพลงงานส าคญของโลกพลงงานนเปนตนก าเนดของวฏจกรของสงมชวต ท าใหเกดการหมนเวยนของน าและธาตตางๆ พลงงานความรอนและแสงสวางถกปลอยออกมาจากดวงอาทตยมายงพนผวโลกในรปของคลนตางๆ เมอโลกไดรบพลงงานจากดวงอาทตย จะแผรงสสะทอนกลบสชนบรรยากาศและขณะตกกระทบพนผวโลกทมหลายลกษณะจงมผลใหความสามารถในการดดซบและสะทอนพลงงานจากดวงอาทตยแตกตางกนดวย พลงงานจากดวงอาทตยถอเปนรากฐานของพลงงานทงมวลในโลก ซงมความจ าเปนตอสงมชวตบนโลก อาจกลาวไดวา "ดวงอาทตยเปนบอเกดของทกการเคลอนไหวของสงมชวตบนโลก" 3.1 คณสมบตและลกษณะพลงงานจากดวงอาทตย

ดวงอาทตยสามารถผลตพลงงานไดถง 3.8 x 1023 กโลวตต แพรกระจายออกมายงอวกาศในทกทศทางในรปของรงสดวงอาทตย (Solar radiation) ระยะหางของโลกกบดวงอาทตยมากถง 1.5 x 108 กโลเมตร แตพลงงานเดนทางมาดวยเวลาเพยง 8 นาทเทานน พลงงานจากดวงอาทตยสงมายงโลกประมาณ 1.8 x 1014 กโลวตต (1.4 กโลวตต/ตารางเมตร) และดดซบโดยพนผวโลกประมาณ 0.85 x 1014 กโลวตตหรอ 47% พนทตางๆ ทวโลกจะไดรบรงสดวงอาทตยไมเทากน ทงนขนอยกบองศาจากเสนศนยสตร, ระดบความสง และฤดกาลของพนทนนๆ (วรนช แจงสวาง.2551) รปท 44 พลงงานจากดวงอาทตยมายงโลก 47% ดดซบโดยพนผวโลก, 30% สะทอนกลบชนบรรยากาศ,

23% ดดซบเกดเปนวฏจกรน า, ทะเล และลม (ทมา: ฟสกสราชมงคล)

หนา 2

3.2 การวดและเครองมอวดพลงงานจากดวงอาทตย พลงงานทปลอยมาจากดวงอาทตยจะอยในรปของคลนแมเหลกไฟฟาซงเรยกวา รงสดวงอาทตย

หรอ รงสแสงอาทตย (Solar Radiation) การกระจายรงสดวงอาทตยทตกกระทบเหนอบรรยากาศของโลก (Extraterrestrial Radiation) เรยกวา รงสทนอกโลก ซงประกอบดวย ชวงคลนสน ตงแต 290-300 นาโนเมตร ถง 97 เปอรเซนต สวนของรงสนอกโลกทผานชนบรรยากาศมาถงผวโลกจะถกกระจายและดดกลนโดยโมเลกลของกาซตางๆ อนภาคฝน และเมฆทอยในชนบรรยากาศ การแบงรงสดวงอาทตยตามชวงคลน ดงรปท 45

รปท 45 การแบงชวงคลนรงสดวงอาทตย

(ทมา : www. thapring.com) - ชวงรงสเหนอมวง หรอ รงสอลตราไวโอเลต (Ultraviolet) มความยาวคลน ( ) นอยกวา

0.38 ไมครอนเมตร ( m ) คดเปน 7% ของพลงงานจากดวงอาทตยทตกกระทบผวโลก หรอคดเปนพลงงาน 95 วตตตอตารางเมตร (W/m2) แบงเปน 3 ชนดไดแก

UV-A มความยาวคลน ( ) ระหวาง 0.315 – 0.4 ไมครอนเมตร ( m ) ไมมผลกระทบตอสงมชวตมากนก ความเขมทผวพนไมขนกบปรมาณโอโซนในบรรยากาศ

UV-B มความยาวคลน ( ) ระหวาง 0.280 – 0.315 ไมครอนเมตร ( m ) มผลกระทบตอสงมชวตมาก ความเขมทผวพนขนกบปรมาณโอโซนในบรรยากาศ ความเขมขนกบความยาวคลน

UV-C มความยาวคลน ( ) ระหวาง 0.1 – 0.280 ไมครอนเมตร ( m ) จะถกดดกลนโดยชนบรรยากาศทงหมดไมพบทผวพนโลก

- ชวงแสงทตามองเหน หรอ ชวงแสงขาว (Visible light) มความยาวคลน ( ) ระหวาง 0.38 – 0.78 ไมครอนเมตร ( m ) คดเปน 47.29% ของพลงงานจากดวงอาทตยทตกกระทบผวโลก หรอคดเปนพลงงาน 640 วตตตอตารางเมตร (W/m2) นอกจากนชวงคลนดงกลาวท าใหตาของ

หนา 3

รงสกระจาย

รงสตรง

รงสกระจาย

มนษยสามารถมองเหนสตางๆของวตถได เนองจากมองคประกอบของแถบสตางๆ 7 สเรยงตดกนหรอทเรยกวา สเปกตรม (Spectrum)

- ชวงรงสอนฟราเรด (Infrared radiation) มความยาวคลน ( ) มากกวา 0.78 ไมครอนเมตร ( m ) คดเปน 45.71% ของพลงงานจากดวงอาทตยทตกกระทบผวโลก หรอคดเปนพลงงาน 618 วตตตอตารางเมตร (W/m2) (กรมอตนยมวทยา. 2550)

3.2.1 ชนดของรงสดวงอาทตยทตกกระทบบนพนโลก รงสดวงอาทตยทตกกระทบบนพนผวของโลก ประกอบดวย 2 สวน คอ รงสตรง และ รงสกระจาย

- รงสตรง (Direct radiation) เปนรงสจากดวงอาทตยโดยตรง ซงเปนรงสขนานมทศทางแนนอน บางครงเรยกรงสตรงนวา รงสคลนสน (Short wave radiation) - รงสกระจาย (Diffuse radiation) เปนรงสดวงอาทตยทเคลอนทผานตวกลางตางๆ อาท อะตอมของกาซ ฝนละออง ไอน า เปนตน ในชนบรรยากาศของโลกแลวเกดการกระจาย จงมทศทางไมแนนอน บางครงเรยกรงสกระจายนวา รงสคลนยาว (Long wave radiation) ผลรวมของรงสตรงและรงสกระจายเรยกวา รงสรวม (Global radiation) ซงเปนปรมาณรงสดวงอาทตยทงหมดทตกกระทบบนพนโลก ดงรปท 46

รปท 46 ชนดของรงสดวงอาทตย (ทมา: ฟสกสราชมงคล)

3.2.2 การตรวจวดรงสดวงอาทตย การตรวจวดรงสดวงอาทตยสามารถกระท าได 2 ลกษณะ ไดแก การค านวณพลงงานทปลดปลอยจากดวงอาทตยดวยสมการทางคณตศาสตร และ การใชเครองมอวดรงสดวง

หนา 4

อาทตยหรอรงสแสงอาทตยจากสถานภาคพนดน ในทนขอกลาวในรายละเอยดของเครองมอวดรงสดวงอาทตย อนประกอบดวยเครองมอหลกๆ 3 ประเภท คอ

ไพรานอมเตอร (Pyranometer) เปนเครองมอทใชวดคารงสรวม (Global radiation) แตสามารถประยกตใชวดรงสกระจายไดโดยการตดแหวนหรอจานบงเงา

รปท 47 ไพรานอมเตอร (ซายมอ) และ ไพรานอมเตอรแบบตดแหวนบงเงา(ขวามอ) (ทมา: www.nrel.gov)

ไพเฮลโอมเตอร (Pyrheliometer) เปนเครองมอทใชวดรงสตรง (Direct radiation) มสวนประกอบของชดตามดวงอาทตยเพอใหผวรบแสงตงฉากกบล าแสงจากดวงอาทตยตลอดเวลา

รปท 48 ไพเฮลโอมเตอร(ซายมอ) และ ไพเฮลโอมเตอรพรอมชดตามดวงอาทตย (ขวามอ) (ทมา: www. Volker-quaschning.de และ www. Global-greenhouse-warming.com)

รปท 4 ไพรานอมเตอร(ภาพบน) และ ไพรานอมเตอรแบบตดแหวนบงเงา (ทมา: www.nrel.gov)

หนา 5

เครองวดความยาวนานแสงแดด (Sunshine recorder) เปนเครองบนทกชวงระยะเวลาทมแดดใน 1 วน โดยการวดชวงเวลาทมรงสตรงซงมคาความเขมสงพอทจะกระตนเครองบนทก

รปท 49 เครองวดความยาวนานแสงแดด

(ทมา: http://blog.uncovering.org)

รปท 50 หลกการเกดการท างาน (ซาย) และลกษณะของเครองบนทก (ขวา)

(ทมา: http://blog.uncovering.org) 3.2.2.1 ขอมลพนฐานดานพลงงานแสงอาทตยจากหนวยงานตางๆ

1. กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (พพ.) เปนหนวยงานทท าหนาทพฒนา สงเสรม สนบสนนการผลต การใช และการพฒนาเทคโนโลยพลงงานสะอาดเชงพาณชยทงดานการบรโภคภายในและการสงออก โดยภาระกจดงกลาวจะเกดขนไมไดหากไมมการ

หนา 6

ตรวจวดขอมลรงสตรงจากดวงอาทตยอยางถกตองตามหลกวชาการอยางจรงจง ทงนกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานจงไดด าเนนโครงการพฒนาเครอขายสถานวดความเขมรงสดวงอาทตยส าหรบประเทศไทย เมอปพ.ศ. 2543 เพอใหไดรบขอมลความเขมรงสดวงอาทตยทมความละเอยดถกตองและสามารถตอบสนองตอความตองการในดานการวจย พฒนาและประยกตใชพลงงานแสงอาทตยของประเทศไทยเมอน าขอมลการตรวจวดขอมลรงสตรงจากดวงอาทตยจากสถานตรวจวดทกระจายตวอยในภมภาคตางๆมาหาคาเฉลยความเขมแสงอาทตยรายวน พบวาในป 2550 ประเทศไทยมคาเฉลยความแสงอาทตย เทากบ 17.451 MJ/m2 หรอ 2,181.420 kWh/m2 ดงตารางท 5

ตารางท 5 ขอมลคาเฉลยความเขมแสงอาทตยในป 2550 จากสถานตรวจวดในแตละภมภาค (รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด. 2552).

รายละเอยด จ านวนสถานฯ

คาเฉลยความเขมแสงอาทตยรายป (หนวย : MJ/m2-day) (หนวย : kWh/m2-day)

ภาคเหนอ 12 16.899 2,112.396 ภาคกลาง 2 17.450 2,181.250 ภาคตะวนออก 4 17.808 2,225.938 ภาคตะวนตก 4 17.395 2,174.344 ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ 7 17.726 2,215.732 ภาคใต 8 17.431 2,178.859

รวม 37 เฉลย 17.451 เฉลย 2,181.420

2. ภาควชาฟสกส คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยศลปากร กรงเทพฯ รวมกบกรมพฒนาและสงเสรมพลงงานหรอกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (พพ.) ในปจจบน ไดรวมกนจดท าแผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตยของประเทศในป พ.ศ. 2542 ซงแผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตย คอ แผนทแสดงปรมาณพลงงานแสงอาทตยพนทตางๆ ทไดรบเฉลยรายวนในรอบป ซงมประโยชนตอการวางแผนการใชเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยในรปแบบตางๆ ดงนนในประเทศตางๆ จงไดมการจดท าแผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตย 3. สถานวดความเขมแสงดวงอาทตย จงหวดเชยงใหม เปนสถานทจดตงขนเพอตรวจวดขอมลพลงงานแสงอาทตยภาคพนดน ในลกษณะเครอขายกระจายครอบคลมพน ทจ านวน 37 สถานทวประเทศของกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน ประกอบดวย 4 สถานไดแก

หนา 7

1. ศนยทดลองวชาการพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานจงหวดเชยงใหม กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน

147 หม 8 หลงมหาวทยาลยแมโจ ต าบลหนองหาร อ าเภอสนทราย จงหวดเชยงใหม

2. ศนยบรการนกทองเทยว (น าตกแมกลาง) อทยานแหงชาตดอยอนทนนท กม.9 ต าบลบานหลวง อ าเภอจอมทอง จงหวดเชยงใหม

3. ทท าการอทยานแหงชาตดอยอนทนนท หม 7 ต าบลบานหลวง อ าเภอจอมทอง จงหวดเชยงใหม 4. ศนยควบคมและรายงานดอยอนทนนท ต าบลบานหลวง อ าเภอจอมทอง จงหวดเชยงใหม

ประเทศไทยมความตองการไฟฟาเพมจาก 20,538 เมกะวตต ในป พ.ศ. 2548 เปน 39,283 เมกะวตต ในป พ.ศ. 2560 โดยจะเพมขนเฉลยปละประมาณ 1,500 เมกะวตต คดเปนเงนลงทนในการกอสรางโรงไฟฟาใหมถงปละ 60,000 ลานบาท อกทงยงตองสญเสยเงนตราตางประเทศอกจ านวนหนง ในการจดหาพลงงานประเภทฟอสซลทน ามาเปนเชอเพลงในการผลตไฟฟา ดงนนการแสวงหาแหลงพลงงานใหมเพอทดแทนแหลงพลงงานเดมทอาศยการน าเขาจากตางประเทศเพยงอยางเดยวจงเปนสงจ าเปนเรงดวน เมอพจารณาท าเลทต งของประเทศทอยใกลเสนศนยสตรจงมปรมาณแสงอาทตยสม าเสมอตลอดทงป ดวยผลการศกษาของมหาวทยาลยศลปากรและกรมพฒนา พลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน พบวาคาพลงงานแสงอาทตยเฉลยรายวนของประเทศไทยอยประมาณ 5 kWh/m2.h ซงหากค านวณคาพลงงานแสงอาทตยทตกกระทบลงบนพนทของประเทศไทย มคา 514 x 10 9 ตารางเมตร หรอประมาณ 320 ลานไร ตลอดทงปจะมคาประมาณ 940,000 x 10 3 GWh/year เมอเปรยบเทยบกบความตองการพลงงานของประเทศทอยในระดบ 100x10 3 GWh/year จะพบวาพลงงานจากแสงอาทตยทตกกระทบบนพนทของประเทศไทย ยงมคาสงกวาประมาณ 9,400 เทาของความตองการพลงงานไฟฟาของประเทศ (Department of Energy Development and Promotion (DEDP) and Silpakorn University. 1999)

หนา 8

0

10

20

30

40

50

60

15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20

% ของพน

ท

ความเขมรงสดวงอาทตย (MJ/m2 - day)

รปท 51 แสดงเปอรเซนตของพนทในประเทศไทยทไดรบความเขมรงสดวงอาทตยระดบตางๆ (ทมา: ทศทางพลงงานไทย, 2551)

เมอพจารณาความเหมาะสมและแนวโนมทเปนไปได จากขอมลการส ารวจ ของหนวยงานตางๆทเกยวของ พบวาพนทในประเทศไทย มศกยภาพสงเพยงพอทจะรบรงสดวงอาทตย ในครวเรอนทวประเทศถง 99% โดยตวเลขรายวนเฉลยตอปเทากบมคาเฉลยทงประเทศ 18.2 MJ/m2.day หรอ 2,275 kWh/ m2

(Department of Energy Development and Promotion (DEDP) and Silpakorn University. 1999) ในชวง 19-20 MJ/ m2.day เทากบ 14.3% ของพนทท งประเทศ ในชวง 18-19 MJ/ m2.day เทากบ 50.2% ของพนทท งประเทศ ในชวง 17-18 MJ/ m2.day เทากบ 27.9 % ของพนทท งประเทศ ในชวง 16-17 MJ/ m2.day เทากบ 07.1% ของพนทท งประเทศ ในชวง 15-16 MJ/ m2.day เทากบ 00.5% ของพนทท งประเทศ

เพราะฉะนนนบวา มโอกาสใชพลงงานแสงอาทตยไดอยางสม าเสมอตลอดป เกอบทวประเทศมความไดเปรยบกวาพลงงานอนๆ และเมอเปรยบเทยบกบปรมาณความเขมเฉลยของรงสดวงอาทตยของโลกรายป พบวา คาเฉลยของประเทศไทยอยในระดบศกยภาพสง คอ มากกวา 2,200 kWh/ m2

หนา 9

3.3 กรณศกษาการประเมนแนวโนมการใชงานเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยของจงหวดล าปาง 3.3.1 ศกยภาพของพลงงานแสงอาทตยในเขตจงหวดล าปาง

จงหวดล าปาง ตงอยภาคเหนอตอนบนของประเทศไทย หางจากกรงเทพฯ ตามทางหลวงแผนดนสายพหลโยธน ประมาณ 602 กม. ตามทางรถไฟประมาณ 625 กม. มเนอทประมาณ 12,533.961 ตร.กม. หรอประมาณ 7,833,726 ไร มพนทใหญเปนอนดบ 5 ของภาคเหนอ รองจากเชยงใหม ตาก แมฮองสอน และเพชรบรณ มอาณาเขตตดตอกบจงหวดขางเคยงถง 7 จงหวด แบงการปกครองออกเปน 13 อ าเภอ 100 ต าบล 855 หมบาน จงหวดล าปางอยสงจากระดบน าทะเล 268.80 เมตร พนทมลกษณะเปนรปยาวร ภมประเทศโดยทวไปเปนทราบสง มภเขาสงอยทวไป ทอดตวยาวตามแนวทศเหนอไปทางทศใตของจงหวด และในบรเวณตอนกลางของจงหวดบางสวนมทราบลมรมฝ งแมน า และตามลกษณะทางกายภาพทางดานธรณสณฐานวทยา จงหวดล าปางมพนทเปนทราบลอมรอบดวยภเขา มลกษณะเปนแองแผนดนทยาวและกวางทสดในภาคเหนอ เรยกวา “ อางล าปาง” เมอพจารณาแผนทศกยภาพพลงงานแสงอาทตยเพอประเมนปรมาณพลงงานแสงอาทตยรายวนเฉลยตอปในจงหวดล าปางเทากบ 18.61 MJ/m2 – day หรอ 2,326.25 kWh/ m2 ซงสงกวาคาเฉลยความเขมรงสดวงอาทตยรายปของทงประเทศและทงโลกนนกพอสรปไดวาศกยภาพของพลงงานแสงอาทตยของจงหวดล าปางนนอยในเกณฑสง สามารถพฒนาและสนบสนนสงเสรมเทคโนโลยการใชพลงงานแสงอาทตยส าหรบการผลตพลงงานเปนแหลงพลงงานทางเลอกในอนาคต และในชวงเดอนทมปรมาณพลงงานแสงอาทตยรายวนสงสดคอ เดอนมนาคม ถง เดอนพฤษภาคม จากตารางท 6 สามารถสรปพนททมพลงงานแสงอาทตยรายวนเฉลยตอปอยในชวงทสงกวาคาเฉลยคดเปน 44 % ของพนทท งหมด ในขณะทพนททเหลออก 56 % เปนพนททมพลงงานแสงอาทตยรายวนเฉลยตอปอยในชวงทต ากวาคาเฉลย (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (พพ.) กระทรวงพลงงาน. 2550).

3.3.2 ศกยภาพการประยกตใชงานเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยในจงหวดล าปาง (รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด. 2552)

การใชพลงงานในจงหวดล าปางเปนการใชพลงงานของผบรโภคซงเปนการใชประโยชนจากพลงงานขนสดทายมสดสวนการใชพลงงานชนดตางๆแบงออกเปน 3 สวนไดแก น ามน ส าเรจรป, ไฟฟา และ พลงงานหมนเวยนหรอพลงงานทดแทน ดงรปท 52 จ าแนกประเภทผใช สามารถแบงออกเปน 8 กลมไดแก บานทอยอาศย กจการขนาดเลก กจการขนาดกลาง กจการขนาดใหญ กจการเฉพาะอยาง หนวยงานราชการ/รฐวสาหกจ การสบน า และไฟฟาชวคราว พบวากลมทมปรมาณการใชไฟฟา สงสดในป 2551 คอ กลมของบานอยอาศย รองลงมาคอ กจการอตสาหกรรมขนาดใหญและขนาดกลาง ดงรปท 53. ตงแตป 2546 – 2551 มแนวโนมการเพมขนของปรมาณการใชไฟฟา ในป 2550 จงหวดล าปางมการใชพลงงานไฟฟาสงสดเทากบ 658,666 MWh ดงรปท

หนา 10

54 คดเปนอตราการใชพลงงานไฟฟา 854.73 kWh (ยนตไฟฟา) ตอประชากร 1 คน ซงในป 2551 จ านวนประชากรของจงหวดล าปางเทากบ 770,613 คน ปรมาณการใชไฟฟาทเกดขนในแตละป

1%17%

82%น ามนส าเ รจรป

พลงงานหมนเวยนไฟฟา

32%

21%17%

15%

3%8% 2%2%

บานอยอาศย

กจการขนาดใหญกจการขนาดกลาง

กจการขนาดเลก

กจการเฉพาะทาง

หนวยงานราชการไฟฟาชวคราว

การสบน า

รปท 52 สดสวนการใชพลงงานชนดตางๆ รปท 53 ปรมาณการใชไฟฟาจ าแนกตาม ของจงหวดล าปางในป 2551 ผใชของจงหวดล าปางในป 2551

(ทมา : ฐานขอมลพลงงานจงหวดล าปาง, 2551)

639,228

658,666

642,624642,298

596,485

646,010

590,000

600,000

610,000

620,000

630,000

640,000

650,000

660,000

670,000

2546 2547 2548 2549 2550 2551ปพทธศกราช

MW

h

รปท 54 ปรมาณการใชพลงงานไฟฟาของจงหวดล าปาง ระหวางป 2546 - 2551 (ทมา : ฐานขอมลพลงงานจงหวดล าปาง, 2551)

หนา 11

6,360

1,260 72

2,740

171701

ดเซลหมนเรว

เบนซน 91

เบนซน 95

LPG

แกสโซฮอล 91

แกสโซฮอล 95

รปท 55 ปรมาณการใชเชอเพลงปโตรเลยมจ าแนกตามประเภทเชอเพลงของจงหวดล าปางในป 2551

(ทมา : ฐานขอมลพลงงานจงหวดล าปาง, 2551) ในป 2551 มปรมาณการใชเชอเพลงปโตรเลยมในจงหวดล าปางสงสด ไดแก เชอเพลงประเภทดเซลหมนเรว เทากบ 6,360 TJ (10 12 J) รองลงมาเปน กาซปโตรเลยมเหลว (LPG) เทากบ 2,740 (10 12 J) และ เบนซน 91 เทากบ 1,260 TJ (10 12 J) ตามล าดบ โดยภาคการขนสงของจงหวดเปนภาคเศรษฐกจทมปรมาณการใชเช อ เพลงป โตรเลยมสงสด รองลงมาคอภาคอตสาหกรรม (สถาบนวจยและพฒนาพลงงาน มหาวทยาลยเชยงใหม. 2550)

ส าหรบจงหวดล าปางซงมขอมลลกษณะของผประกอบการอตสาหกรรมจ านวนทงสน1,658 ราย โดยมจ านวนผประกอบการอตสาหกรรมอโลหะมากทสดเทากบ 226 ราย จากรายงานการใชพลงงานขนสดทายประจ าป 2550 แยกตามสาขาเศรษฐกจ พบวากลมอตสาหกรรมอโลหะมอตราการใชพลงงานสงสด จากกลมอตสาหกรรมการผลตซงจ าแนกเปน 9 สาขายอยไดแก อาหารและเครองดม , สงทอ , ไมและเครองเรอน , กระดาษ , เคม , อโลหะ , โลหะขนมลฐาน , ผลตภณฑโลหะ และ อนๆ โดยหมายรวมถงกลมอตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดเลกภายในชมชน (รวภา ยงประยร และ คณะ. 2552)

เมอพจารณาฐานขอมลการวเคราะหศกยภาพพลงงานหมนเวยนในจงหวดล าปางดวยแบบจ าลองทางคณตศาสตรอนประกอบดวย ขอมลศกยภาพของพลงงานชวมวล พลงงานจากมลสตว พลงงานน า พลงงานแสงอาทตย พลงงานความรอนใตพภพ ไบโอดเซล พลงงานจากขยะ และ พลงงานจากลม พบวา พลงงานแสงอาทตยมศกยภาพสงสดและมแนวโนมทเพมขนเนองจากการเพมขนของพนทวางหรอพนททสามารถน าไปใชประโยชนได ดงรปท 55 ซงคาดการณวาในป 2551 ศกยภาพพลงงานแสงอาทตยในจงหวดล าปางเทากบ 24,737 MWh จากรปท 56 ขอมลจากกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานเปนการแสดงคาความเขมรงสดวงอาทตยทตกกระทบพนท 1 ตารางเมตรในเขตจงหวดล าปางมาแสดงแบบรายเดอน

หนา 12

18,823

24,73724,73724,737

23,602

18,823

15,000

17,000

19,000

21,000

23,000

25,000

27,000

2546 2547 2548 2549 2550 2551

MW

h

ปพทธศกราช

รปท 56 การประเมนศกยภาพพลงงานแสงอาทตยของจงหวดล าปางระหวางป 2546 - 2551

0

5

10

15

20

25

มกราคม

กมภาพ

นธมนาคม

เมษายน

พฤษภาคม

มถนายน

กรกฎาค

ม

สงหาคม

กนยายน

ตลาคม

พฤศจกายน

ธนวาคม

MJ/m

2 .Day

เดอน

รปท 57 คาเฉลยความเขมรงสดวงอาทตยของจงหวดล าปางแบบรายเดอน

3.3.2.1 ศกยภาพเทคโนโลยผลตไฟฟาดวยพลงงานแสงอาทตยในจงหวดล าปาง บทสรปของผบรหารโครงการศกษาแนวทางการลงทนจดตงอ ตสาหกรรมผลตเซลลแสงอาทตยในประเทศไทย (นพนธ เกตจอยและคณะ. 2550). พบวากลมโรงงานของบรษททมทงการผลตเซลลแสงอาทตยแบบเซลล(ตนน า) และ การประกอบเปนแผงเซลล

หนา 13

แสงอาทตย (ปลายน า) มความไดเปรยบในการปรบปรงคณภาพตลอดจนสรางความหลากหลายของผลตภณฑ ดงรปท 58

020406080

100120140160

SP10 SP50 SP120

SP200

80/90W

130/13

5W

180/19

0W 190W

BS40BS44

BS46BS52

W/m

2

ผลตภณฑเซลลแสงอาทตย

บรษทโซลารตรอน บรษทเอกรฐ โซลาร บรษทบางกอกโซลาร

รปท 58 แนวโนมของก าลงไฟฟาทผลตไดจากเซลลแสงอาทตย ณ จงหวดล าปาง

จากรปท 58 เมอน าขอมลเชงเทคนคของเซลลแสงอาทตยจากโรงงานผผลตอนไดแก ประสทธภาพของแผงเซลลแสงอาทตย (PV Array Efficiency, ƞA) มาผนวกกบฐานขอมลความเขมรงสดวงอาทตยในจงหวดล าปาง (Solar Irradiation, MJ/m2.day) เพอใชในการประเมนศกยภาพของเทคโนโลยดงกลาวในจงหวดล าปางส าหรบการผลตไฟฟา พบวา เซลลแสงอาทตยซงเปนผลตภณฑจากบรษทเอกรฐโซลารมสมรถนะสงกวาและมความหลากหลายกวา เมอเปรยบเทยบกบผลตภณฑของบรษทอนๆ อกทงชนดของเซลลทน ามาประกอบเปนแผงเซลลแสงอาทตยมผลตอการผลตกระแสไฟฟา ดงรปท 59 แสดงใหเหนวาแผงเซลลแสงอาทตยทผลตจากโมโนครสตลไลนซลคอนมสมรถนะสงสดในการผลตกระแสไฟฟาในจงหวดล าปาง ปรมาณไฟฟาสงสดทผลตไดจากเทคโนโลยเซลลแสงอาทตยเทากบ 45,596 MWh และคาต าสดเทากบ 11,407 MWh ซงสามารถทดแทนปรมาณการใชไฟฟาในสวนของ การสบน า ไฟฟาชวคราว ตลอดจนหนวยงานราชการและ รฐวสาหกจ อยางใดอยางหนง ดงรปท 60

หนา 14

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

90,000

100,000

2546 2547 2548 2549 2550 2551ปพทธศกราช

อะมอรฟสซลคอน

ผลกโมโนครสตลไลนซลคอน

ผลกมลตครสตสไลนซลคอน

MW

h

รปท 59 แนวโนมของก าลงไฟฟาทผลตไดจากเซลลแสงอาทตยชนดตางๆ

29,445

45,596

11,407

50,000

10,000 10,000

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

1

อะมอ

รฟสซ

ลคอน

โมโนคร

สตสไ

ลนซล

คอน

มลตค

รสตส

ไลนซ

ลคอน

หนวยงานร

าชการ แ

ละ รฐ

วสาหกจ

การส

บน า

ไฟฟา

ชวคร

าว

ปรมาณไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย ปรมาณการใชไฟฟา

MW

h

รปท 60 ปรมาณไฟฟาจากเซลลแสงอาทตยเทยบกบปรมาณการใชไฟฟาจงหวดล าปางป 2551

หนา 15

3.3.2.2 ศกยภาพเทคโนโลยผลตความรอนดวยพลงงานแสงอาทตยในจงหวดล าปาง แผงรบรงสดวงอาทตยเปนเทคโนโลยการผลตพลงงานความรอนจากแสงอาทตยท าหนาทเปลยนพลงงานรงสจากแสงอาทตยใหกลายเปนพลงงานความรอน ชนดของแผงรบรงสดวงอาทตยทน าเขามาจากตางประเทศเพอใชงานในเชงพาณชยของประเทศไทยนนมอย 2 ชนดหลกๆ ไดแก ชนดตวรบรงสแบบแผนเรยบ (Flat-plate) และ ชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศ (Evacuated-tube)

0

100

200

300400

500

600

700

800

มกราคม

กมภาพน

ธมนาคม

เมษายน

พฤษภาคม

มถนายน

กรกฎาค

มสงห

าคมกนยายน

ตลาคม

พฤศจก

ายนธนวาคม

0100200300400500600700800900

Flat-plate Collector Evacuated-tube collector Solar Irradiation

เดอน

W/m

2 .Day W

/m2.Day

รปท 61 แนวโนมของก าลงงานทผลตไดจากแผงรบรงสดวงแสงอาทตย ณ จงหวดล าปาง

เมอน าขอมลเชงเทคนคของแผงรบรงสดวงอาทตยจากบรษทผน าเขา อนไดแก ประสทธภาพของแผงรบรงสดวงอาทตย (Collector Efficiency, ƞC) มาผนวกกบฐานขอมลความเขมรงสดวงอาทตยในจงหวดล าปาง (Solar Irradiation, MJ/m2.day) เพอใชในการประเมนศกยภาพของเทคโนโลยดงกลาวในจงหวดล าปางส าหรบการผลตพลงงานความรอน พบวา ก าลงงานจากแผงรบรงสดวงอาทตยชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศมปรมาณมากกวาชนดตวรบรงสแบบแผนเรยบ ณ คา ความเขมแสงอาทตยเฉลยตอวนเทากบ 646 W/m2 ก าลงงานทผลตไดจากแผงรบรงสดวงอาทตยชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศระหวาง 401 - 543 W/m2 ในขณะทตวรบสแบบแผนเรยบมคาระหวาง 426 - 536 W/m2 โดยเมอพจารณาปรมาณพลงงานความรอนจากแผงรบรงสทง 2 ชนดพบวามความแตกตางกนโดยเฉลยเทากบ 2,140 MWh ดงรปท 62

หนา 16

100,000110,000120,000130,000140,000150,000160,000170,000180,000190,000200,000210,000220,000230,000240,000250,000

2546 2547 2548 2549 2550 2551

Solar Irradiation Flat-plate Evacuated-tube

ปพทธศกราช

MW

h

รปท 62 แนวโนมของพลงงานความรอนทผลตไดจากแผงรบรงสดวงแสงอาทตยชนดตางๆ

ดวยศกยภาพพลงงานแสงอาทตยและสมรถนะของเทคโนโลยดงกลาว ปรมาณพลงงานความรอนทผลตไดสงสดเทากบ 181,936 MWh ดวยแผงรบรงสดวงอาทตยชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศ เมอน าปรมาณของพลงงานดงกลาวมาเปรยบเทยบกบปรมาณการใชพลงงานในภาคเศรษฐกจของจงหวดล าปาง พบวาสามารถน ามาทดแทนปรมาณการใชพลงงานในสวนกจการขนาดเลก ขนาดกลาง ขนาดใหญ และ กจการเฉพาะ การสบน า ไฟฟาชวคราว ตลอดจน หนวยงาน ราชการ อยางใดอยางหนง ดงรปท 63 ผลจากการประเมนศกยภาพของพลงงานแสงอาทตยส าหรบการประยกตใชงานเทคโนโลยดานพลงงานทดแทน มงเนนดานพลงงานแสงอาทตยสามารถน ามาเขยนสรปลงในตารางท 6 เพอใชเปนขอมลพนฐานส าหรบการสรางและพฒนาองคความร ตลอดจนการเลอกและประยกตใชงานเทคโนโลยทางดานพลงงาน ทดแทน ใหเหมาะสมกบสภาพภมภาคของจงหวดล าปาง

หนา 17

147,193

110,000 100,000

20,000

50000

10000 10000

179,590 181,936

020,00040,00060,00080,000

100,000120,000140,000160,000180,000200,000

ไฟฟาชวคราว

Flat

-plat

e coll

ecto

r

Evac

uated

-tube

colle

ctor

กจการข

นาดใหญ

กจการข

นาดก

ลาง

กจการข

นาดเลก

กจการเฉ

พาะ

ปรมาณความรอน

จากแสงอาทตยปรมาณการใชไฟฟา

MW

h

หนวย

งานร

าชการ

ระบบ

สบน า

ไฟฟา

ชวคร

าว

รปท 63 ปรมาณพลงงานความรอนจากแผงรบรงสดวงอาทตยเทยบกบปรมาณการใชไฟฟา

จงหวดล าปางป 2551 ตารางท 6 สรปศกยภาพการประยกตใชงานเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยในจงหวดล าปาง ชนด รายการ พลงงาน

(MWh) ความเปนไปไดในการประยกตใชเทคโนโลยในภาคเศรษฐกจ

ของจงหวดล าปาง (อยางใดอยางหนง)

บานท

อยอาศย

กจการขนา

ดใหญ

กจการขนา

ดกล

าง

กจการขนา

ดเลก

กจการเฉ

พาะท

าง

หนวย

งาน

ราชก

าร

ระบบ

สบน า

ระบบ

ไฟฟา

ชวคราว

พลงงานไฟฟา

เซลลแสงอาทตย 1. โมโนครสตลไลนซลคอน

45,596 - - - - -

2. มลตครสตลไลนซลคอน

29,445 - - - - -

3. อะมอฟสซลคอน

11,407 - - - - -

Parabolic Trough

- - - - - - - - -

พลงงานความรอน

แผงรบรงสดวงอาทตย

1. ชนดตวรบรงสแผนเรยบ

179,590 -

2. ชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศ

181,935 -

หนา 18

บทสรป ลกษณะพลงงานจากดวงอาทตย ดวงอาทตยสามารถผลตพลงงานไดถง 3.8 x 1023 กโลวตต แพรกระจายออกมายงอวกาศในทกทศทางในรปของรงสดวงอาทตย พลงงานจากดวงอาทตยสงมายงโลกประมาณ 1.8 x 1014 กโลวตต (1.4 กโลวตต/ตารางเมตร) และดดซบโดยพนผวโลกประมาณ 0.85 x 1014 กโลวตตหรอ 47% พนทตางๆ ทวโลกจะไดรบรงสดวงอาทตยไมเทากน ทงนขนอยกบองศาจากเสนศนยสตร, ระดบความสง และฤดกาลของพนทนนๆ การตรวจวดรงสดวงอาทตย การตรวจวดรงสดวงอาทตยสามารถกระท าได 2 ลกษณะ ไดแก การค านวณพลงงานทปลดปลอยจากดวงอาทตยดวยสมการทางคณตศาสตร และ การใชเครองมอวดรงสดวงอาทตยหรอรงสแสงอาทตยจากสถานภาคพนดน ดวยเครองมอไพรานอมเตอร, ไพเฮลโอมเตอรและเครองวดความยาวนานของแดด พนทในประเทศไทยมศกยภาพปรมาณรงสดวงอาทตยสง โดยครวเรอนทวประเทศไดรบรงสดวงอาทตยตลอดทงปถง 99% โดยตวเลขรายวนเฉลยตอปเทากบมคาเฉลยทงประเทศ 18.2 MJ/m2.day หรอ 2,275 kWh/ m2 กรณศกษาการประเมนแนวโนมการใชงานเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยของจงหวดล าปาง โดยศกยภาพของพลงงานแสงอาทตยในเขตจงหวดล าปางมคาเฉลยเทากบ18.61 MJ/m2 – day หรอ 2,326.25 kWh/ m2 ซงสงกวาคาเฉลยความเขมรงสดวงอาทตยรายปของทงประเทศและทงโลก

เทคโนโลยผลตไฟฟาดวยแผงเซลลแสงอาทตยทผลตจากโมโนครสตลไลนซลคอนของจงหวดล าปาง พบวา มสมรถนะสงสดในการผลตกระแสไฟฟาในจงหวดล าปาง ปรมาณไฟฟาสงสดทผลตไดจากเทคโนโลยเซลลแสงอาทตยเทากบ 45,596 MWh และคาต าสดเทากบ 11,407 MWh ซงสามารถทดแทนปรมาณการใชไฟฟาในสวนของ การสบน า ไฟฟาชวคราว ตลอดจนหนวยงานราชการและ รฐวสาหกจ อยางใดอยางหนง

ดวยศกยภาพพลงงานแสงอาทตยและสมรถนะของเทคโนโลยผลตความรอนจากแสงอาทตย ในจงหวดล าปาง พบวา ปรมาณพลงงานความรอนทผลตไดสงสดเทากบ 181,936 MWh ดวยแผงรบรงสดวงอาทตยชนดตวรบรงสแบบหลอดสญญากาศ เมอน าปรมาณของพลงงานดงกลาวมาเปรยบเทยบกบปรมาณการใชพลงงานในภาคเศรษฐกจของจงหวดล าปาง พบวาสามารถน ามาทดแทนปรมาณการใชพลงงานในสวนกจการขนาดเลก ขนาดกลาง ขนาดใหญ และ กจการเฉพาะ การสบน า ไฟฟาชวคราว ตลอดจน หนวยงาน ราชการ อยางใดอยางหนง

เอกสารอางอง

วรนช แจงสวาง. (2551). พลงงานหมนเวยน. ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย. 43 – 51.

หนา 19

ฝายตรวจมลภาวะรงสและโอโซน ส านกเฝาระวงและเตอนสภาวะอากาศ กรมอตนยมวทยา. (2550). รงสดวงอาทตย.

รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด. (2552). การศกษาศกยภาพพลงงานแสงอาทตยในเขตจงหวดล าปาง : ส าหรบการประยกตใชงานในการผลตพลงงานความรอนและพลงงานไฟฟา.มหาวทยาลยราชภฏล าปาง. Department of Energy Development and Promotion (DEDP) and Silpakorn University. (1999). Solar Energy Potential Mapping in Thailand from Satellite and Ground Based Stations. Thailand.

กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน (พพ.) กระทรวงพลงงาน. (2550). ศกยภาพพลงงานแสงอาทตย : ผลการตรวจวดขอมลความเขมแสงอาทตย. หนา 125 – 145.

สถาบนวจยและพฒนาพลงงาน มหาวทยาลยเชยงใหม. (2550). ฐานขอมลพลงงานจงหวดล าปาง. ระบบฐานขอมลพลงงานของประเทศ. กระทรวงพลงงาน.

รวภา ยงประยร และ คณะ. (2552). การศกษาความเหมาะสมในการใชเทคโนโลยพลงงานทดแทนเพอการอนรกษพลงงานในโรงงานอตสาหกรรมภายในจงหวดล าปาง. รายงานการวจยของสาขาวชาเทคโนโลยการจดการอตสาหกรรม. คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม. มหาวทยาลยราชภฏล าปาง

นพนธ เกตจอย และคณะ. (2550). โครงการศกษาแนวทางการลงทนจดตงอตสาหกรรมผลตเซลลแสงอาทตยในประเทศไทย. กรมสงเสรมพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน.