การประเมินความเป็นไปได้ของการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ แบบติดตั้งบนหลังคาอาคารประเภทสนามกีฬาในร่ม: กรณีศึกษาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
คำสำคัญ:
เซลล์แสงอาทิตย์, แบตเตอรี่สำรอง, การประเมินความเป็นไปได้, อาคารสนามกีฬาในร่มบทคัดย่อ
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นสถานศึกษาที่มีการใช้งานหลากหลาย ในปี พ.ศ.2561 มีการใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ร้อยละ 17 ส่งผลให้เกิดปัญหาค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้า หนึ่งในแนวทางแก้ปัญหา คือ การผลิตพลังงานไฟฟ้าเพิ่มจากระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อทำการประเมินศักยภาพและเปรียบเทียบการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคาอาคารสนามกีฬาในร่มผนวกกับการใช้พลังงานไฟฟ้าจริงในอาคารรายชั่วโมงต่อวัน วิเคราะห์ร่วมกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ อีกทั้งเสนอแนวทางเลือกในการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าแบบพอเพียงต่อการใช้งาน และคำนวณการสำรองพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ โดยมีอาคารสนามกีฬาในร่ม 3 อาคาร ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นกรณีศึกษา ทำการศึกษาในเชิงการเก็บข้อมูลลักษณะทางสถาปัตยกรรม สำรวจการใช้พลังงานไฟฟ้าจริงของอาคารและตารางการใช้อาคาร โดยการคำนวณพลังงานไฟฟ้าด้วยโปรแกรม System Advisor Model Version 2018.11.11
จากการประเมินความเป็นไปได้ของการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งสามอาคาร ได้แก่ อาคารสนามกีฬาในร่ม 1 คือ อาคารที่ใช้งานกลางวันและกลางคืน (ไม่มีเครื่องปรับอากาศ) อาคารสนามกีฬาจันทนยิ่งยง คือ อาคารที่ใช้งานกลางวันและกลางคืน (มีเครื่องปรับอากาศ) และอาคารสนามกีฬาในร่ม 2 คือ อาคารที่ใช้งานกลางคืน (ไม่มีเครื่องปรับอากาศ) ผลการวิจัยพบว่า ระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าเพียงพอต่อการใช้งานในช่วงเวลากลางวัน มีค่าเท่ากับร้อยละ 62 ร้อยละ 47 และร้อยละ 8 ของการใช้พลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน ตามลำดับอาคารข้างต้น งานวิจัยนี้จึงสรุปได้ว่า อาคารที่มีการใช้งานช่วงกลางวันและกลางคืนที่ไม่มีการติดตั้งเครื่องปรับอากาศภายในสนามเหมาะสมกับการลงทุนมากที่สุด เนื่องจาก การใช้งานระบบแบตเตอรี่ในช่วงกลางคืนมีการใช้เงินลงทุนสูงกว่าระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวัน 2-3 เท่า อีกทั้งการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบพอเพียงต่อการใช้งานในอาคารสามารถลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนได้อีกด้วย สำหรับอาคารที่มีศักยภาพน่าลงทุนมากที่สุดนี้ สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้า 336,579 kWh/ปี เพียงพอต่อการใช้งานในช่วงเวลากลางวันเท่ากับร้อยละ 62 ของการใช้พลังงานไฟฟ้าในหนึ่งวัน มีค่าสมรรถนะของการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 68 มีค่า IRR ร้อยละ 13 ระยะเวลาการคืนทุนที่ 7 ปี
References
Billir, L. & Yildirim, N. (2017). Photovoltaic system assessment for a school building. International Journal of Hydrogen Energy, 42 (28), 17856-17868.
Chaiyakul, Y. (2018). Karn prubprung rabob saengsawang sun ahan lae borikan 1 Mahawitthayalai Khon Kaen. (In Thai) [Lighting improvement for food and service complex I, Khon Kaen University]. Built Environment Inquiry Journal, 17 (1), 163-182.
DD Best Co., Ltd. (2019). Battery price for solar rooftop. Retrieved October 22, 2019, from http://www.solarproduct.solar
Energy Research Institute, Chulalongkorn University. (2017). Rai ngan chabap sombun khong karn pramoen sakkayaphap karn phalit faifa chak phalangngan saeng athit baep tittang bon langkha nai Chulalongkon Mahawitthayalai. (In Thai) [Final report potential assessment of solar rooftop systems: case study of Chulalongkorn University]. Bangkok: Author.
Minister of Energy. (2016). Phaen phatthana phalangngan thotthaen lae phalangngan thang lueak pho so 2558-2579 (AEDP2015). (In Thai) [Alternative energy development plan 2015-2036]. Retrieved September 8, 2019, from http://www.eppo.go.th/index.php/th/plan-policy/tieb/aedp
Mukisa, N., Zamora, R. & Lie, T. (2019). Feasibility assessment of grid-tied rooftop solar photovoltaic systems for industrial sector application in Uganda. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 32, 83-91.
National Renewable Energy Laboratory. (2018). System Advisor Model Version 2018.11.11 (SAM). Retrieved September 7, 2019, from https://sam.nrel.gov/
Nyangon, J. (2019). Feasibility study of city scale solar power plants using public buildings: case studies of Newark and Wilmington Delaware with early investigations of Bifacial solar modules and dual orientation racking as tools for city-scale solar development. Newark : University of Delaware.
Office of Physical Resources Management, Chulalongkorn University. (2018). Electricity bill Chulalongkorn University. Retrieved October 8, 2019, from http://www.electrical-prm.com/EReport111.htm
Piriyasatta, P. (2016). Karn chai sel saeng athit bon langkha arkhan khana Sathapattayakamsat Mahawitthayalai Khon Kaen phuea karn prayat phalangngan. (In Thai) [Using photovoltaic system on the Faculty of Architecture’s building rooftop in Khon Kaen University for energy conservation]. Academic Journal: Faculty of Architecture, Khon Kaen University, 15 (1), 183-200.
Suwanasang, N. (2014). Karn pramoen sakkayaphap choeng theknik lae setthasat khong rabop phalit faifa phalangngan saeng athit bon langkha arkhan nai Chulalongkon Mahawitthayalai. (In Thai) [An assessment of the technical and economic potential of rooftop solar systems on Chulalongkorn University’s buildings] (Master’s thesis). Bangkok: Chulalongkorn University.
Tantisattayakul, T., Rassameethammachote, P. & Auisakul, M. (2017). Karn pramoen phonprayot thang phalangngan singwaetlom lae setthasat samrap rabop phalit faifa phalangngan saeng athit bon langkha arkhan phainai Mahawitthayalai Thammasat Sun Rang Sit. (In Thai) [Energy, environmental and economic assessment of solar rooftop systems on buildings of Thammasat University, Rangsit Centre]. Thai Science and Technology Journal, 25 (6), 1083-1099.
The Association of Siamese Architects under the Royal Patronage. (2015). Karn okbaep rabop phalit faifa phalangngan saeng athit samrab arkhan nai prathet Thai. (In Thai) [Photovoltaic system design guidelines for buildings in Thailand]. Bangkok: Plus Press.
Yimprayoon, C. (2016). Botkhwam parithat: arkhan chai phalangngan pen sun. (In Thai) [Review article: zero energy building]. Journal of Architectural/Planning Research and Studies, 13 (2), 1-30.
