ประเทศไทยกำลังจะได้เป็นเจ้าของระบบผลิตพลังงานไฟฟ้า Hydro-Floating Solar Hybrid ที่ใหญ่ที่สุด คุณฉัตรชัย มาวงศ์ ผู้อยู่เบื้องหลังโครงการมีความภูมิใจที่จะเล่ารายละเอียดให้เราฟัง

         หนึ่งในแผนการพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทยก็คือ การพัฒนาไฟฟ้าจากพลังงานน้ำและพลังงานหมุนเวียน คุณฉัตรชัย มาวงศ์ ผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังน้ำและพลังงานหมุนเวียน กฟผ. เล่าให้เราฟังถึงบทบาทและหน้าที่ของฝ่ายในส่วนที่เกี่ยวข้องกับโครงการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งบนทุ่นลอยน้ำ โครงการที่กำลังจะเป็นความภูมิใจของคนไทย

         “ฝ่ายพัฒนาพลังน้ำและพลังงานหมุนเวียน (อพพ.) มีหน้าที่หลักก็คือ พัฒนาโรงไฟฟ้าพลังน้ำและพลังงานหมุนเวียน ตามแผน PDP (แผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย) โดยคำนึงถึงราคาต้นทุนที่ต่ำที่สามารถแข่งขันได้ เลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสม และหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อชุมชน สังคมและสิ่งแวดล้อมนะครับ ก็จะประกอบไปด้วยงานวิศวกรรมโรงไฟฟ้า งานบริหารการก่อสร้างโรงไฟฟ้า งานติดตั้งและทดสอบโรงไฟฟ้า งานปรับปรุงโรงไฟฟ้าพลังน้ำ งานโรงไฟฟ้าพลังน้ำท้ายเขื่อนชลประทาน งานบริการงานวิศวกรรมและก่อสร้าง รวมทั้งงานบริหารสัญญาก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำใน สปป.ลาว นี่คือภารกิจหลักในภาพรวม”

“ตามแผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย พ.ศ.2561-2580 (PDP 2018) กฟผ. ได้รับมอบหมายให้พัฒนาโครงการโรงไฟฟ้า ก็มีทั้งโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนและพลังงานหมุนเวียน ในสัดส่วนของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ทาง กฟผ. ได้รับมอบหมายให้พัฒนาโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนทุ่นลอยน้ำร่วมกับ โรงไฟฟ้าพลังน้ำ หรือ Hydro-Floating Solar Hybrid Project ตามเขื่อนต่าง ๆ ของ กฟผ. มีกำลังผลิตรวม 2,725 เมกะวัตต์ (MW) โดยมีการนำร่องก่อน 2 โครงการ ที่เขื่อนสิรินธร 45 เมกะวัตต์ และที่เขื่อนอุบลรัตน์ กำลังการผลิต 24 เมกะวัตต์ โดยมีแผนจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าระบบ (COD) ในปี 2563 และ 2566 ตามลำดับ ส่วนที่เหลือทั้งหมดจะอยู่ใน 9 เขื่อน 16 โครงการ ก็จะทยอยเข้าตามแผนเรื่อย ๆ”

         คุณฉัตรชัยอธิบายว่า “ทาง กฟผ. ยังร่วมมือกับภาคส่วนอื่น เช่น SCG Chemical ซึ่งมีความเชี่ยวชาญด้านเม็ดพลาสติก HDPE (High Density Polyethylene) ที่ใช้ทำทุ่นลอยน้ำและหน่วยงานของกองทัพเรือ ที่มีความเชี่ยวชาญระบบยึดโยงในทะเล ในระดับน้ำลึก สำหรับโครงการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ ติดตั้งบนทุ่นลอยน้ำ (Hydro-Floating Solar Hybrid) ซึ่งเริ่มต้นที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนสิรินธรนั้น ก็เนื่องจาก กฟผ. มีงานวิจัยทุ่นลอยน้ำขนาดเล็กที่นั่นและยังเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูงในไทย”

         “การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีข้อจำกัด ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศที่มีความผันผวน และไม่แน่นอน มีแดดก็มีไฟ ไม่มีแดดก็ไม่มีไฟ เราจะทำยังไงเพื่อลดความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน เลยต้องมาคิดคอนเซปต์เป็นไฮบริด (Hybrid) ที่ผสมผสานระหว่าง ‘พลังงานน้ำ’ และ ‘พลังงานแสงอาทิตย์บนทุ่นลอยน้ำ’ เพื่อให้ระบบมีความยืดหยุ่นและสร้างเสถียรภาพให้พลังงาน ก็เลยเลือกเขื่อนสิรินธร ปัจจุบัน เราอาจกล่าวได้ว่านี่เป็น โครงการ Hydro-Floating Solar Hybrid ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งก็จะมีความท้าทายอยู่หลายประเด็น ตั้งแต่เรื่องของการออกแบบ ก็ต้องออกแบบอุปกรณ์ลอยน้ำทั้งหมด ใช้พื้นที่ในการติดตั้งประมาณ 450 ไร่เป็นสภาพอ่างเปิด มีทั้งลมแรง คลื่น ระดับน้ำขึ้นลง 5 เมตร ระดับความลึกของน้ำ 30 เมตร”

         “อีกอันนึงก็คือการเลือกใช้แผง (โซลาร์) หลายคนบอกว่าแผงอะไรก็ได้ไปลอยน้ำ แต่หลังจากพิจารณาสภาพแวดล้อมของพื้นที่ติดตั้งแล้ว จึงเลือกใช้แผงโซลาร์ให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งานที่ต้องวางแผงโซลาร์เซลล์ใกล้ผิวน้ำซึ่งมีความชื้นสูงและยังมีการเคลื่อนไหวของผิวน้ำตลอดเวลาเป็นแผงแบบ Double Glass ไม่มีอัตราความชื้นซึมผ่านเข้าไปในแผงเซลล์ได้เลยทำให้มีอายุใช้งานยาวนาน และการติดตั้งแผงเซลล์ใกล้น้ำยังเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณร้อยละ 5-20 จากความเย็นของน้ำใต้แผ่น (Cooling Effect) เมื่อเทียบกับการติดตั้งโครงการโซลาร์ฟาร์มบนดินและโครงการโซลาร์บนหลังคาทั่วไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานที่และสภาพอากาศ รวมไปถึงทุ่นโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำที่คลุมอยู่บนผิวน้ำ ยังช่วยลดการระเหยของน้ำที่กักเก็บไว้ใช้ได้อีกด้วย”

         “การผลิตไฟฟ้าระบบไฮบริด คือการผสมผสานระหว่าง ‘พลังงานแสงอาทิตย์’ ร่วมกับ ‘พลังน้ำ’ โดย โซลาร์เซลล์จะผลิตไฟฟ้าในช่วงกลางวัน และนำพลังน้ำมาเสริมในช่วงที่ความเข้มแสงไม่เพียงพอ หรือในช่วงกลางคืน พร้อมนำระบบการจัดการพลังงาน (Energy Management System: EMS) มาควบคุมการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า จึงช่วยลดความไม่แน่นอนของพลังงานหมุนเวียน ทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง เพื่อเสริมความมั่นคงทางพลังงาน เริ่มต้นจากการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำโดยเขื่อนที่ กฟผ. กำกับดูแลนั้น เป็นเขื่อนอเนกประสงค์ใช้เพื่อการเกษตร การชลประทานและรักษาคุณภาพลำน้ำต่าง ๆ การผลิตไฟเป็นแค่ส่วนหนึ่ง ดังนั้นการปล่อยน้ำจะไม่ได้ขึ้นกับ กฟผ. แต่จะขึ้นอยู่กับคณะกรรมการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ โดยจะพิจารณาจากเกณฑ์ควบคุมระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำ หรือที่เรียกว่า Rule-Curve โดยในช่วงฤดูฝนจะพร่องน้ำจากอ่างเก็บน้ำในแต่ละช่วงเวลาที่กำหนด เพื่อให้มีปริมาตรว่างสำหรับรับปริมาณน้ำหลากที่จะไหลเข้าอ่างเก็บน้ำ โดยไม่เกิดการไหลล้นอ่างซึ่งจะก่อให้เกิดอุทกภัยในบริเวณด้านท้ายอ่างเก็บน้ำ หรือหากเกิดการไหลล้นอ่างเก็บน้ำก็จะเกิดในระดับน้อยที่สุด สำหรับช่วงฤดูแล้งจะรักษาปริมาณน้ำไว้ในอ่างเก็บน้ำในแต่ละช่วงเวลาที่กำหนดไว้เพื่อลดความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำแห้งของอ่างเก็บน้ำ”

         “เราจะต้องเอาลักษณะนี้มาศึกษา เพื่อออกแบบ EMS อีกทั้งจะต้องศึกษาข้อมูลความเข้มของแสงแดด ซึ่งส่วนใหญ่มีอยู่แค่ช่วงกลางวัน ก็จะเริ่มผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ได้ตั้งแต่ 7-8 โมง พลังงานก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนสูงสุดในช่วง Peak ถึงเที่ยงบ่าย ๆ ก็จะลดลง โดยพฤติกรรมการผลิตไฟฟ้าด้วยแสงอาทิตย์จะมีลักษณะเป็น Curve เหมือนระฆังคว่ำ เราจะเอา 2 Curve นี้มารวมกันยังไงให้มีเสถียรภาพด้วย โดยการออกแบบเบื้องต้นเราพยายามจะจ่ายพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวันให้มากที่สุด เดิมเราใช้พลังงานน้ำเพื่อ Cut Peak ซึ่งจะเกิดขึ้น 3 ช่วงเวลาคือ เช้า บ่าย ค่ำ ทีนี้ ตอนเช้า บ่าย เราไม่ต้องใช้แล้ว เพราะมีแสงอาทิตย์ เราก็เอาตัวน้ำไปเสริม Peak ช่วงค่ำได้มากขึ้น ช่วยลดการใช้ฟอสซิลในภาพรวมของประเทศลงไปได้”

         ในฐานะที่เป็นพลังงาน ‘สะอาด’ ย่อมมีคำถามว่า โครงการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งบนทุ่นลอยน้ำและการติดตั้งทุ่นลอยน้ำชนิด HDPE มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากน้อยแค่ไหน เรื่องนี้คุณฉัตรชัยมีคำตอบ

         “Floating Solar จริง ๆ แล้วก็ไม่ได้ซับซ้อนอะไร มันมีแผง Double Glassและทุ่นรองรับแผง มีอุปกรณ์หลักในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และจ่ายเข้าระบบต่อไปนอกนั้นก็คืออุปกรณ์ที่ยึดโยงอยู่ใต้น้ำ (Mooring System) ที่จะต้องยึดทุ่นให้อยู่กับที่ตลอดเวลาที่น้ำขึ้น-ลง อย่างตัวทุ่นเราเลือกใช้วัสดุพลาสติก HDPE (High Density Polyethylene) ที่มี UV Stabilizer ที่สามารถทนรังสี UV ด้วยสามารถใช้งานได้ตลอดอายุโรงไฟฟ้า วัสดุดังกล่าวเป็นวัสดุประเภทเดียวกับท่อส่งน้ำประปาหรือเรียกได้ว่าเป็น Food Grade ใช้กับน้ำดื่มได้ ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำและสิ่งแวดล้อม โดยทุ่นลอยน้ำที่ติดตั้งนี้ไม่ได้ปกคลุมผิวน้ำทั้งหมด จะมีส่วนที่เป็นช่องเปิดให้อากาศถ่ายเทเข้าสู่ผิวน้ำได้ ทำให้อากาศและแสงสามารถผ่านไปยังผิวน้ำได้ที่สำคัญโครงการพลังงานสะอาดแห่งนี้ยังช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก (CO2) ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อนประมาณ 47,000 ตันต่อปี ทั้งยังช่วยลดการนำเข้าเชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าจากต่างประเทศอีกด้วย”

         “นอกจากนี้แล้วก็ยังเป็นอุปกรณ์ที่สามารถติดตั้งได้ง่าย เร็ว จึงไม่กระทบต่อพื้นที่ตรงนั้น เพียงแค่จัดเตรียมพื้นที่วางของ ประกอบ แล้วก็ไถลลงน้ำนะครับ ไม่ต้องใช้เครื่องจักรใหญ่ อุปกรณ์หลักของโรงไฟฟ้าวางอยู่บนผิวน้ำ ซึ่งอยู่ภายในขอบเขตของโครงการที่เรากำหนด ทำให้เราวางแผนควบคุมผลกระทบที่จะเกิดขึ้นได้”

         คุณฉัตรชัยยังเล่าถึงความพยายามหาช่องทางดึงผู้ร่วมประมูลงานระดับโลกให้หันมาสนใจ โครงการโซลาร์เซลล์ลอยน้ำที่แปลกใหม่ เพราะความเป็นระบบไฮบริด จนในที่สุดก็ทำได้สำเร็จ ได้ทั้งผู้ร่วมงาน ร่วมลงทุนที่น่าพอใจในราคาที่เขาบอกว่า “เป็นราคาที่ดีที่สุดในโลก” และการลงทุนกับระบบโซลาร์ลอยน้ำในครั้งนี้จะทำให้เกิดแรงกระเพื่อมในวงการพลังงานของไทยขณะเดียวกันก็กำลังเป็นที่สนใจในหลายประเทศ

         “มันคือแรงกระตุ้นหนึ่งให้หลาย ๆ คนได้หันมาพัฒนาโครงการโซลาร์ลอยน้ำในไทยอย่าง SCG ก็เริ่มทำที่บ่อน้ำในโรงงานของเขาหลายคนก็มาดูงานที่เราแล้วก็เอาไปประยุกต์ใช้ ส่วนในแถบประเทศเพื่อนบ้านก็จะมีที่เวียดนาม ลาว เริ่มพัฒนาโซลาร์ลอยน้ำที่เขื่อน ทางฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย มาเลเซียก็เริ่มใช้โซลาร์ลอยน้ำ ถ้าทางญี่ปุ่น ส่วนใหญ่จะเป็นโซลาร์ลอยน้ำในอ่างทางการเกษตร ขนาด 1-2 เมกะวัตต์ แต่ของจีนใหญ่มาก เยอะแยะไปหมด น้ำมีที่ไหนเขาก็เอาไปวางหมดครับ ถ้าจะถามว่าโซลาร์ลอยน้ำถ้ามีเยอะที่สุดอยู่ที่ไหนก็น่าจะอยู่ที่จีน แต่ถ้าถามถึง Hydro-Floating Solar Hybrid ที่ใหญ่ที่สุดในโลกอยู่ที่นี่ครับ45 เมกะวัตต์”

         คุณฉัตรชัยมองว่า ที่สุดแล้วการพัฒนาพลังงานหลายรูปแบบ โดยเฉพาะพลังงานหมุนเวียนและนำมาใช้ร่วมกัน จะเป็นการเสริมสร้างความมั่นคงทางพลังงานได้อย่างยั่งยืน เป็นประโยชน์ต่อสังคมและประเทศชาติในภาพรวม

         “ในอดีต พลังงานหมุนเวียนมีความผันผวน ทำให้ระบบ Main Power Grid มีปัญหา คอนเซปต์ของเราตัวนี้ คือพยายามรวมพลังงานเป็น Hybrid เพื่อให้มีความยืดหยุ่น มีหลายรูปแบบในการบริหารจัดการพลังงาน และมีเสถียรภาพมากขึ้น โดยไม่กระทบต่อ Main Power Grid ความเสถียรภาพไม่จำเป็นต้องเท่าพลังงานฟอสซิล โดยเลือกใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ ผสมผสานกัน ถ้ายังหยุดความเสี่ยงไม่ได้ ก็มีทางออกต่าง ๆ ขยายวงกว้างออกไปอีก เช่น Smart Grid Solutions เราผสมผสานหลาย ๆ อย่างเพื่อคุมโครงการของเราให้ขยาย พัฒนาโครงการได้อย่างเต็มที่ก็อาจจะเป็น 100-200 เมกะวัตต์ขึ้นไป”

         “สุดท้าย ถ้าเราพัฒนาได้ถึงตรงนั้น ถ้าจะสร้างความมั่นคงให้พลังงานหมุนเวียน ก็ต้องมีศูนย์ควบคุม (RE Control Center) เป็นเรื่องของ AI (Artificial Intelligence) เข้ามาช่วยประมวลผล ต้องบอกได้ว่า ณ เวลานี้ เรามีพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ได้กี่เมกะวัตต์ แล้วเราก็เสริมเข้าไปในระบบ เป็นการเสริมความมั่นคงให้ตัวระบบ โดยเราจะต้อง Forecast อีกหลาย ๆ เรื่อง ทั้งเรื่องภูมิอากาศ ดีมานด์พลังงานต่าง ๆ แล้วใช้ AI ประมวลผล Big Data นั้น ๆ ครับ ซึ่งจากที่ได้กล่าวมาทั้งหมด ก็จะเป็นการจัดการเพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อสังคมในภาพรวม”

ที่มา : EGAT Biznews Vol.8 Issue 3