สรุปประเด็นหลัก

• ศักยภาพและข้อจำกัดของการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ของประเทศไทย
• เทคโนโลยีและความหลากหลายของการใช้ประโยชน์พลังงานจากแสงอาทิตย์
• พัฒนาการการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ของประเทศไทยในอดีตถึงปัจจุบัน

บทนำ

          ดวงอาทิตย์มีพลังงานมากมายมหาศาล ถ้าเราสามารถขยับโลกเข้าไปใกล้ในระยะประชิดเชื่อว่าโลกทั้งใบคงไหม้เป็นจุล แต่ก็ด้วยความที่อยู่ห่างไกลออกไปถึง 93 ล้านไมล์ ทำให้สิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์โลกได้มีโอกาสใช้ประโยชน์จากพลังงานจากดวงอาทิตย์เพียงน้อยนิด เมื่อเทียบกับส่วนที่ถูกปลดปล่อยออกมา แต่ถึงอย่างนั้นก็ตาม ประเทศไทยถือเป็นประเทศที่มีลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เอื้ออำนวยต่อการใช้ประโยชน์จากพลังงานชนิดนี้มากเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก

          ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยพลังงาน 3.8 x 1023 กิโลวัตต์ แต่ด้วยระยะทางที่ห่างกันมาก พลังงานที่มาถึงโลกจึงหายไปมากกว่าครึ่งหนึ่ง และถูกบรรยากาศของโลกดูดซับเอาไว้ด้วยอีกส่วนหนึ่ง ทำให้เหลือพลังงานที่ตกลงถึงพื้นโลกประมาณ 2,000 – 2,500 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปี ก็จัดได้ว่ามากโขอยู่ แต่ทว่ามนุษย์ไม่ได้ใช้มากขนาดนั้น เพราะพลังงาน 31.8 เปอร์เซ็นต์ สะท้อนกลับขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศ ที่เหลือทำประโยชน์ให้โลกตามธรรมชาติ เช่น การระเหยน้ำและของเหลว ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฝน 22.7 เปอร์เซ็นต์ก่อให้เกิดคลื่น และลมอีก 1.9 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้น มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ บนโลกนี้ใช้ประโยชน์เพื่อ
          การเจริญเติบโต เช่น การสังเคราะห์แสง และให้วิตามินดีแก่ร่างกายเพียง 0.9 เปอร์เซ็นต์ เท่านั้น คู่มือการพัฒนาการลงทุนผลิตพลังงานทดแทนของกรมพัฒนาพลังงาน รายงานว่า ถ้ามนุษย์สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานทั้ง 100 เปอร์เซ็นต์ที่ตกลงมาบนพื้นโลกแค่เพียง 1 เดือน ก็สามารถทดแทนการใช้ถ่านหิน 8 ล้านล้านตัน ที่เชื่อว่ามีอยู่ทั้งหมดในโลกนี้

วัตถุประสงค์ของบทความ 

          เพื่อสะท้อนภาพความเป็นจริงของศักยภาพ ข้อจำกัด และการใช้ประโยชน์ของพลังงานที่ได้จากแสงอาทิตย์ของประเทศไทย

แสงแดดประเทศไทยไม่แพ้ชาติใดในโลก

          สำหรับประเทศไทย การนำพลังงานที่ได้จากดวงอาทิตย์มาใช้ก็ดูเหมือนประเทศอื่น ๆ บนโลกนี้ ซึ่งใช้ประโยชน์จากพลังงานจากดวงอาทิตย์ไม่มากนัก ส่วนใหญ่ใช้ตากเสื้อผ้า และระเหยน้ำทำนาเกลือ เป็นต้น นับว่าเป็นการใช้ประโยชน์เพียงน้อยนิด เมื่อเปรียบเทียบกับศักยภาพที่มีอยู่ทั้งหมด และถ้าพูดถึงค่าความเข้มของแสงอาทิตย์ในประเทศไทย ซึ่งสามารถวัดค่าความเข้มของแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยได้ 18 เมกะจูลต่อตารางเมตรต่อวัน (หรือในหน่วยวัดที่คนทั่วไปคุ้นเคยคือ 5 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อวัน) ใกล้เคียงกับประเทศพัฒนาแล้วอย่างสหรัฐอเมริกา (19) และออสเตรเลีย (19.6)

ตารางที่ 1: ตารางแสดงการเปรียบเทียบความเข้มของรังสีของไทยเปรียบเทียบกับประเทศอื่น ๆ ที่มา: กรมพลังงานทดแทน

          จากการศึกษาของกรมพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงานพบว่า พื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง ได้แก่ บริเวณจังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย์ ศรีสะเกษ อุบลราชธานี และตอนกลาง คือ ร้อยเอ็ด ยโสธร และอุดรธานี รวมทั้งพื้นที่บางส่วนของภาคกลาง เช่น สุพรรณบุรี ชัยนาท อยุธยา และลพบุรี หรือรวมแล้วประมาณ 11 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ทั้งประเทศ เป็นพื้นที่ที่ได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปีสูงสุด คือ อยู่ราว ๆ 19 – 20เมกะจูลต่อตารางเมตรต่อวัน

ภาพที่ 1: แผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของประเทศไทย ความเข้มรังสีดวงอาทิตย์รายวันต่อปี ที่มา: กรมพลังงานทดแทน

          นอกจากนี้ ยังพบว่า พื้นที่มากกว่า 1 ใน 3 ของประเทศได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ เฉลี่ยทั้งปีประมาณ18 – 19 เมกะจูลต่อตารางเมตรต่อวัน ถือได้ว่าประเทศไทยมีศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง แม้ว่าประเทศไทยจะไม่ได้กว้างใหญ่ไพศาลนัก แต่สิ่งที่เป็นปัจจัยทำให้ค่าความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์แตกต่างกัน    ก็มีมาก นับแต่ตำแหน่งและการเดินทางของดวงอาทิตย์ อิทธิพลจากเมฆและฝน เช่น พบว่าจังหวัดระนองมีค่าความเข้มของรังสีจากดวงอาทิตย์น้อย เพราะเป็นพื้นที่ฝนตกชุกตลอดปี พอ ๆ กับจังหวัดแม่ฮ่องสอน ซึ่งอยู่ในที่สูงได้รับอิทธิพลของเมฆหมอกมาก เมื่อเปรียบเทียบกับจังหวัดในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 

          การเดินทางของดวงอาทิตย์ พูดง่าย ๆ คือ การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ทำให้มุมของโลกกับแสงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงได้ เช่น พบว่าในเดือนมกราคมถึงเมษายน ประเทศไทยได้รับแสงอาทิตย์ตรงกว่าในช่วงเดือนธันวาคม อย่างไรก็ตาม ช่วงที่ดีที่สุดของประเทศไทย คือ ช่วง 4 เดือนแรกของปี เพราะพื้นที่ส่วนใหญ่ของไทยได้รับแสงอาทิตย์ค่อนข้างตรง ทำให้ได้พลังงานประมาณ 1,350 – 1,400 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปี นั่นหมายความว่า พื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศไทยรับพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอสำหรับการสร้างระบบผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งต้องการค่ารังสีมากกว่า 2,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปี แม้ว่าประเทศไทยจะจัดได้ว่ามีศักยภาพค่อนข้างสูง แต่ไม่ได้หมายความว่าเราสามารถตั้งโรงไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ทุกที่ในประเทศไทย จึงจำเป็นต้องเลือกเฟ้นหาสถานที่ซึ่งมีค่ารังสีตรงเพียงพอ

แสงแดดกับการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการนำไปใช้ในประเทศไทย

          การใช้ประโยชน์พลังงานแสงอาทิตย์ ก็อาจมีในรูปแบบอื่น ๆ อีกมากมาย ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง ถ้าไม่นับการใช้แบบบุพกาล เช่น การใช้ตากปลาเค็มและทำนาเกลือแล้ว รูปแบบการใช้ประโยชน์จากพลังงานที่จัดได้ว่าประสบความสำเร็จมากในประเทศไทย คือ การสร้างอุปกรณ์สำหรับการใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ เช่น การต้มน้ำร้อนด้วยแสงอาทิตย์สำหรับโรงพยาบาล โรงแรม หรือที่พักอาศัย เตาแสงอาทิตย์ เครื่องกลั่นน้ำแสงอาทิตย์ เครื่องอบแห้งพืชผลทางการเกษตร และอื่น ๆ ที่ไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสูงมากนัก 

          ประเทศไทยมีการผลิตเครื่องทำน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2509 โดยศาสตราจารย์พงศ์ศักดิ์ วรสุนทโรสถ อดีตอธิการบดี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เป็นผู้ประดิษฐ์ขึ้นเป็นครั้งแรก สามารถผลิตน้ำร้อนที่อุณหภูมิ 70 – 75 องศาเซลเซียสในปริมาณ 80 ลิตรต่อวัน แต่ไม่ได้มีการผลิตออกจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากวัสดุอุปกรณ์และต้นทุนการผลิตมีราคาแพง เมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานชนิดอื่น เช่น น้ำมัน กระทั่งราคาน้ำมันสูงขึ้นในเวลาต่อมาจึงได้มีการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ต้มน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์  อย่างจริงจัง

          ส่วนเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้านั้น ขณะนี้มี 2 แนวทางซึ่งเริ่มดำเนินการไปแล้ว แนวทางแรก คือ การเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยอาศัยเซลล์แสงอาทิตย์ หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า โซลาร์เซลล์ ซึ่งทำจากวัสดุสำคัญประเภทสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอน หรือสารประกอบกึ่งตัวนำกอลเลียมอาร์เซไนด์ อีกแนวทางหนึ่งคือ นำความร้อนของแสงอาทิตย์ไปต้มน้ำให้เกิด       ก๊าซร้อน หรือไอน้ำ ที่มีแรงดันสูงเพื่อไปหมุนเทอร์ไบน์หรือใบพัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

          กว่า 20 ปีหลังจากที่มนุษย์โลกผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ใช้สำหรับยานอวกาศในปี พ.ศ. 2497 ประเทศไทย เริ่มเรียนรู้ที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อตอบสนองต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกลซึ่งระบบกำลังไฟฟ้าเข้าไม่ถึง โดยเริ่มจากปี พ.ศ. 2519 กระทรวงสาธารณสุข และมูลนิธิแพทย์อาสาฯ มีจำนวนทั้งสิ้น 300 แผง ผลิตไฟฟ้าขนาด 15/30 วัตต์ เพื่อใช้กับงานบริการสาธารณสุขเคลื่อนที่ ในปี พ.ศ. 2521การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ทดลองติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้กับอุปกรณ์ภายในหน่วยงาน เช่น วิทยุสื่อสารสัญญาณไฟกระพริบ เครื่องบันทึกข้อมูล เครื่องวัดแผ่นดินไหว ไฟส่องสว่างสำหรับที่พักของเจ้าหน้าที่สำรวจที่ทำงานในภาคสนาม ต่อมาได้มีการทดลองกับระบบการผลิตที่ใหญ่ขึ้น เช่น ใช้แสงอาทิตย์ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ เช่น พลังงานน้ำจากเขื่อน พลังงานลม ตัวอย่างเช่น โครงการโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์ผาบ่อง จังหวัดแม่ฮ่องสอน กำลังติดตั้ง 0.5 เมกะวัตต์ โครงการโรงไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์เขื่อนสิรินธร จังหวัดอุบลราชธานี กำลังติดตั้ง 1 เมกะวัตต์ เป็นต้น ต่อมา ได้จัดทำโครงการสาธิตติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังอาคารและที่พักอาศัย ในปี พ.ศ. 2537 รัฐบาลในสมัยนั้นมีนโยบายให้เอกชนรายเล็กและเล็กมาก เข้าร่วมมามีบทบาทในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ 

          นอกจากนี้ กรมพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งจัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2535 มีโครงการสาธิตต่าง ๆ เพื่อส่งเสริมให้มีการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ นับแต่ปี พ.ศ. 2538 เป็นต้นมา เพื่อให้แสงสว่างในครัวเรือน โดยการประจุแบตเตอรี่โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์สำหรับโรงเรียนในชนบทที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ โครงการไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับศูนย์การเรียนรู้ในชุมชน โครงการผลิตไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างสำหรับทางสาธารณะ ฐานปฏิบัติการของทหาร ตำรวจในบริเวณชายแดน และโครงการสูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น 

          การติดตั้งและใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์เกิดขึ้นอย่างจริงจังตอนปลายของแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2530 – 2534) โดยบูรณาการความร่วมมือหน่วยงานหลักของภาครัฐ คือ กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค นำเซลล์แสงอาทิตย์ไปติดตั้งเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับส่องสว่าง ระบบโทรคมนาคม และเครื่องสูบน้ำ ในปี พ.ศ. 2540 มีหน่วยงานภาครัฐ ติดตั้งและใช้งานเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าในลักษณะต่าง ๆ รวมทั้งสิ้น 3,734 กิโลวัตต์ ส่วนใหญ่ใช้ในพื้นที่ชนบทห่างไกล เช่น เติมประจุแบตเตอรี่ 39 เปอร์เซ็นต์ ระบบสื่อสารหรือสถานีทวนสัญญาณขององค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย 28 เปอร์เซ็นต์ สูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 22 เปอร์เซ็นต์ ไฟฟ้าหมู่บ้าน5 เปอร์เซ็นต์ ที่เหลือเป็นการใช้งานในโรงเรียน สาธารณสุขชุมชน และสัญญาณไฟจราจร

          ปัจจุบัน การใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ มีกว้างขวางมากขึ้น ทั้งในด้านการทำความร้อนการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรง แต่อาจจะยังไม่แพร่หลายเท่าที่ควร เพราะมีปัจจัยกำหนดหลายประการ เช่น ต้นทุนที่ยังสูงเมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานชนิดอื่น เช่น ฟอสซิล ซึ่งมีราคาถูกลงตามสถานการณ์เศรษฐกิจและการเมืองโลก หรือนโยบายรัฐบาลในแต่ละยุคสมัยที่อาจจะไม่คงเส้นคงวานัก ทำให้การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทยยังไม่ก้าวหน้าเท่าที่ควร

บทสรุป

          ประเทศไทยตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง แต่มีปัจจัยหลายอย่างที่ทำให้ค่าความเข้มของแสงอาทิตย์ไม่เพียงพอต่อการสร้างโรงไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ เช่น ตำแหน่งและการเดินทางของดวงอาทิตย์ อิทธิพลจากเมฆและฝน เป็นต้น ถึงแม้ว่าประเทศไทยจะไม่สามารถสร้างโรงไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้ แต่ยังมีการนำไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบอื่น ๆ ที่ไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสูงมากนัก  และตั้งแต่ประเทศไทยได้รู้จักการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ก็เริ่มมีการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ในชุมชนพื้นที่ห่างไกล โรงเรียน ศูนย์การเรียนรู้ สถานีวิทยุ และสนับสนุนให้เอกชนเข้ามามีบทบาทในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มากขึ้น ทำให้เกิดการใช้ประโยชน์พลังงานจากแสงอาทิตย์ในหลากหลายรูปแบบ แต่ก็ยังไม่แพร่หลายเท่าที่ควร เนื่องจากต้นทุนในการผลิตยังสูงกว่าพลังงานชนิดอื่นรวมถึงไม่มีการพัฒนาเทคโนโลยีในประเทศอย่างจริงจัง 

อ้างอิง

กรมพลังงานทดแทน. (ม.ป.ป.).  คู่มือการพัฒนาการลงทุน ผลิตพลังงานทดแทน ชุด 2. จาก  https://www.dede.go.th/article_attach/h_solar.pdf

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย. (2558).  แสงอาทิตย์ ทางเลือกที่สดใสของการผลิตไฟฟ้าไทย. จาก https://www.egat.co.th/index.phpoption=com_content&view=article&id=843&catid=38&Itemid=112

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย. (ม.ป.ป.).  ความเป็นมาของโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ เขื่อนสิรินธร จังหวัด      อุบลราชธานี. จาก http://www4.egat.co.th/re/egat_pv/egatpv_silinthon/egatpv_silinthon.htm

สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน. (ม.ป.ป.).  ประวัติการพัฒนาพลังงานหมุนเวียนในประเทศไทย. จาก http://www.eppo.go.th/images/about/historyEppo-2.pdf

กรีนพีช. (ม.ป.ป.).  พลังงานแสงอาทิตย์ การเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นพลังงาน. จาก https://www.greenpeace.org/thailand/explore/transform/renewables/solar

สำนักกรรมาธิการ1 สำนักงาเลขาธิการวุฒิสภา. (ม.ป.ป.).  การศึกษาประเมินความคุ้มค่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ผลิตไฟฟ้าบนหลังคาและที่อยู่อาศัย. จาก https://www.senate.go.th/document/Ext7015/7015949_0002.PDF