โดมกู้วิกฤติโลกร้อน โลกที่หมุนด้วยพลังงานหมุนเวียน

เรื่องราว - สิงหาคม 17, 2555
ในมหกรรมปฏิวัติพลังงานที่สนามราชมังคลากีฬาสถาน ที่จัดขึ้นโดยกรีนพีซในระหว่างวันที่ 1-18 สิงหาคม ไฮไลท์ของงานคือ โดมกู้วิกฤติโลกร้อน หรือ Climate Rescue Station ที่มีแสงไฟส่องสว่างพร้อมด้วยเสียงเพลงและกิจกรรมรายล้อมรอบโดมตลอดทั้งวัน ที่กล่าวมาอาจฟังดูแสนธรรมดาสำหรับการจัดงานทั่วไป แต่หากบอกว่าไฟฟ้าทุกหน่วยที่ใช้นั้นล้วนมาจากพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตขึ้นได้เองจากกังหันลม และแผงโซลาร์เซลล์แล้วล่ะก็ หลายคนคงไม่เชื่อว่าพลังงานหมุนเวียนสามารถผลิตไฟฟ้าเพื่อรองรับการใช้ไฟฟ้าที่เยอะขนาดนี้จริง

การติดตั้งโดมกู้วิกฤติโลกร้อนของกรีนพีซนี้เป็นการสาธิตให้เห็นถึงศักยภาพของเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่สามารถใช้งานได้จริง หากขึ้นไปชมนิทรรศการบนโดมจะพบกับมุมรับแขกเล็กๆ ที่ประกอบไปด้วยเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ในบ้าน อาทิ โทรทัศน์ กาน้ำร้อน จำลองการใช้ชีวิตประจำวันที่ดำเนินไปได้อย่างไม่มีสะดุดด้วยการใช้พลังงานหมุนเวียนล้วนๆ ลองมาทำความรู้จักกับการผลิตไฟฟ้าของโดมกู้วิกฤติโลกร้อนกันถึงข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมอีกสักหน่อยว่าพลังงานหมุนเวียนเมื่อนำมาใช้จริงแล้วมีประสิทธิภาพสักเพียงไหน

แหล่งกำเนิดพลังงานของโดมกู้วิกฤติโลกร้อนนี้มาจากแสงแดด และสายลม ผ่านทางอุปกรณ์แปลงพลังงานแสงและลมเป็นกระแสไฟฟ้าสองชิ้น คือ กังหันลม และโซลาร์เซลล์ หรือเซลล์แสงอาทิตย์ ผนึกกำลังควบคู่กัน สามารถผลิตไฟฟ้าได้รวมทั้งหมดสูงสุด 3.45 กิโลวัตต์ (3,450 วัตต์) อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์จำนวน 6 แผง (3 คู่) ที่สามารถผลิตไฟได้รวม 450 วัตต์ กังหันลมที่สามารถผลิตไฟได้เครื่องละ 1 กิโลวัตต์ จำนวน 3 เครื่อง (รวมเป็น 3 กิโลวัตต์) อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี แบตเตอรี และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ (อินเวอร์เตอร์) โดยไฟฟ้าที่ผลิตได้จากกังหันลมและโซลาร์เซลล์นั้นจะเป็นกระแสไฟฟ้าตรง ซึ่งทั่วไปแล้วจะมีแรงดัน 12-24 โวลท์ แล้วจึงแปรงกระแสไฟฟ้าเป็นแรงดัน 220 โวลท์ที่ใช้ตามครัวเรือน  ดังนั้น ในการนำกระแสไฟฟ้ามาใช้งาน จะมีอุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี (Charge Controller) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมกระแสไฟในการชาร์จไม่ให้แบตเตอรีเสียหาย หลังจากนั้นจะส่งกระแสไฟฟ้าไปยังแบตเตอรีและอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าให้สามารถใช้งานได้ทันที หรือเก็บสำรองกระแสไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี เพื่อการใช้งานในเวลากลางคืน หรือยามไม่มีลมนั่นเอง โดยโดมกู้วิกฤติโลกร้อนนี้มีแบตเตอรีสำหรับสำรองพลังงานมากถึง 4 ชุด (16 ลูก) มีแรงดัน 48 โวล์ท มีความจุทั้งหมด 500 AH หรือรองรับการใช้งาน 24 กิโลวัตต์  นั่นหมายความว่า แม้ในยามค่ำคืนที่ไร้แสงและไร้ลม โดมแห่งนี้ก็ยังคงสามารถทำงานได้นานถึง 3-4 ชั่วโมงเลยทีเดียว จึงมั่นใจได้ว่ามีพลังงานไฟฟ้าเพียงพอกับการจัดกิจกรรมอย่างไม่มีวันหมดไฟ

ในการประยุกต์เพื่อนำมาใช้งานในครัวเรือน แน่นอนคุณคงสงสัยว่า จะต้องใช้โซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ใด จำนวนกี่แผง หรือกังหันลมขนาดไหนจึงจะเพียงพอกับความต้องการใช้ไฟฟ้าในบ้านของคุณ อันดับแรกของการเลือกขนาดระบบอุปกรณ์พลังงานแสงและลมที่เหมาะสม  คือ การตรวจสอบตำแหน่งของบ้านว่าเอื้อต่อการใช้กังหันลม หรือโซลาร์เซลล์มากกว่ากัน แล้วจึงหาขนาดและจำนวนของแผงโซลาร์เซลล์ หรือกังหันลมที่ต้องติดตั้ง

เนื่องจากแต่ละบ้านใช้ไฟฟ้าแตกต่างกันออกไป ดังนั้น หลักในการเลือก คือ คำนวณการใช้ไฟจากเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เราใช้เป็นประจำทุกวัน ตัวอย่างเช่น

เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้เป็นประจำทุกวันของคุณ คือ

เตารีด ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 1,000 วัตต์ ใช้งานวันละ 2 ชั่วโมง คิดเป็นหน่วยคือ 2 กิโลวัตต์ชั่วโมง
โทรทัศน์ ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 150 วัตต์ ใช้งานวันละ 8 ชั่วโมง คิดเป็นหน่วยคือ 1.2 กิโลวัตต์ชั่วโมง
หลอดไฟ ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 40 วัตต์ จำนวน 6 ดวง ใช้งานวันละ 4 ชั่วโมง คิดเป็นหน่วยคือ 0.96 กิโลวัตต์ชั่วโมง
ตู้เย็น ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 200 วัตต์ ใช้งานวันละ 12 ชั่วโมง คิดเป็นหน่วยคือ 2.4 กิโลวัตต์ชั่วโมง

 เมื่อคำนวณจากจำนวนพลังงานไฟฟ้าสูงสุดที่มีการใช้งานอุปกรณ์ทั้งหมดจะเท่ากับ 1,590 วัตต์ นั่นคือ ขนาดของอินเวอร์เตอร์ที่เราต้องเลือกใช้ ส่วนจำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงทั้งหมด คือ ค่าความจุของแบตเตอรีที่ต้องรองรับ ซึ่งในที่นี้คือ 6.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง ส่วนขนาดของโซลาร์เซลล์ หรือกังหันลมที่ต้องใช้นั้น ให้นำจำนวนกิโลวัตต์ชั่วโมงทั้งหมด หารกับจำนวนชั่วโมงที่อุปกรณ์โซลาร์เซลล์หรือกังหันลมชาร์จต่อเนื่อง (เช่น 6.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง หาร 6 ชั่วโมง เท่ากับ 1.08 กิโลวัตต์ชั่วโมง หรือขนาดการผลิตไฟฟ้าอย่างน้อยที่โซลาร์เซลล์หรือกังหันลมต้องรองรับ)

อย่างไรก็ตาม การคำนวนข้างต้นเป็นเพียงพื้นฐานหลักในการเลือกซื้อโซลาร์เซลล์ หรือกังหันลม แต่ยังต้องอาศัยองค์ประกอบอื่นในการตัดสินใจด้วย เช่น ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ระบบแต่ละชิ้น ชนิดและคุณสมบัติของแบตเตอรี เป็นต้น

อุปกรณ์ระบบพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ไม่ได้หาซื้อยากอีกต่อไปแล้ว คุณเองก็สามารถค้นหาข้อมูลของผู้ซื้อผู้ขายในอินเตอร์เน็ตได้ ทั้งระบบโซลาร์เซลล์ และกังหันลม สำหรับในการใช้งานจริงแต่ละวันนั้น หากในเวลากลางวันคุณใช้เวลาอยู่บ้านน้อย คุณก็สามารถชาร์จสะสมไฟฟ้าจากแสงแดด หรือกระแสลมไว้ได้ตลอดเพื่อนำมาใช้ในเวลากลางคืน หรือหากอยู่บ้านมีความจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าเยอะทั้งวันก็สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้ด้วยการสลับใช้ไฟฟ้าจากการไฟฟ้าในช่วงกลางคืน เป็นการช่วยลดค่าไฟฟ้าลงได้ เป็นทางออกให้กับคนที่ไม่สามารถลงทุนติดตั้งโซลาร์เซลล์หรือกังหันลมขนาดใหญ่เพื่อให้ครอบคลุมปริมาณการใช้ไฟฟ้าจริงทั้งหมด อนาคตการใช้พลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและประหยัดจะเกิดขึ้นได้อย่างทั่วถึงทุกครัวเรือน หากประเทศไทยมีกฎหมายพลังงานหมุนเวียนที่คนไทยทุกคนต้องร่วมกันผลักดันให้เกิดขึ้น

 


เกร็ดเล็กน้อยในการเลือกอุปกรณ์:

- อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงกระแสไฟฟ้าจากกระแสตรงเป็นกระแสไฟฟ้าสลับ ในการแปลงดังกล่าวจะเกิดการสูญเสียพลังงานขึ้นเสมอ ทำให้ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์มีค่าประมาณร้อยละ 85-90 หมายความว่า หากต้องการใช้ไฟฟ้า 85-90 วัตต์ เราควรเลือกใช้อินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดวัตต์มากกว่านั้น เช่นที่ขนาด 100 วัตต์

- เช่นเดียวกับอินเวอร์เตอร์ แบตเตอรีเองก็มีค่าของการสูญเสียพลังงานเช่นกัน จึงมีประสิทธิภาพการจ่ายไฟอยู่ที่ร้อยละ 70-80 ดังนั้นเราจึงควรเลือกใช้แบตเตอรีที่มีค่าความจุมากกว่าการใช้งานจริงด้วยเช่นกัน

- ผู้ที่ใช้กังหันลมหรือโซลาร์เซลล์จำนวนน้อยและเกรงว่าไม่เพียงพอกับการใช้งานไฟฟ้า สามารถเลือกใช้อินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางเชี่อมต่อสายส่งกำลังไฟฟ้า (Grid Inverter) ได้ ซึ่งเมื่อกระแสไฟที่ได้จากพลังงานลมและแสงไม่เพียงพอ ระบบจะเลือกดึงไฟฟ้าจากการไฟฟ้ามาใช้ต่อเนื่องโดยทันที ตัดปัญหาเรื่องไฟกระตุกหรือไฟตกเมื่อไฟฟ้าไม่พอไปได้