Considering Factors Before Installing the Solar Rooftop System on Your Factory​

Article by Assist. Prof. Yod Sukamongkol (Ph.D.)
Director of Energy Conservation Office, Faculty of Engineering, Ramkhamhaeng University​

 

Source: MEGA Tech Magazine, Mar-Apr 2018

ปัจจัยที่ควรพิจารณาก่อนการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาโรงงานอุตสาหกรรม

 

โซลาร์รูฟท็อป คือ ระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดตั้งบนหลังคาบ้านที่อยู่อาศัยหรือบนอาคารต่างๆ สามารถผลิตไฟฟ้าใช้ได้เองภายในบ้าน อาคารหรือโรงงาน โดยแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะรับพลังงานจากแสงอาทิตย์ แล้วจ่ายเป็นไฟฟ้ากระแสตรงให้กับเครื่องอินเวอร์เตอร์ที่จะแปลงไฟกระแสตรงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับและจ่ายไปให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในอาคารได้ทุกชนิด ปัจจุบันต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ลดลงไปมากถึงร้อยละ 90 คือมีต้นทุนอยู่ที่ 3 - 4 บาท/หน่วยเท่านั้น ทำให้ภาคเอกชนมีโอกาสผลิตไฟฟ้าใช้เองได้ และยังเป็นการสนองนโยบายรัฐที่ส่งเสริมพลังงานทางเลือกอีกด้วย โดยอนาคตอันใกล้นี้รัฐบาลเตรียมเปิดโครงการโซลาร์รูฟท็อปเสรี โดยเน้นผลิตไฟฟ้าใช้เองเป็นหลักก่อนในเบื้องต้น

 

จากข้อมูลของสภาอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย (ส.อ.ท.) แสดงให้เห็นว่า โซลาร์รูฟท็อป มีความคุ้มค่าช่วยลดค่าใช้จ่ายลงได้ 1 ใน 3 ของค่าไฟฟ้าต่อโรงงาน 1 แห่ง เพราะโรงงานจะผลิตไฟฟ้าใช้เองได้ในช่วง On Peak ที่เป็นช่วงที่ค่าไฟฟ้ามีราคาสูง สามารถลดค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุดและปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า (หน่วย) ลงได้ ซึ่งจะทำให้ต้องจ่ายค่าไฟฟ้าผันแปร (FT) และ ค่าภาษีมูลค่าเพิ่ม VAT ลดลงอีกทางหนึ่งด้วย จึงทำให้ภาคอุตสาหกรรมมีความสนใจและแนวโน้มที่จะติดตั้งระบบดังกล่าวเพื่อลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น

 

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาก่อนจะตัดสินใจว่าควรติดตั้งระบบฯ หรือไม่

 

ในการติดตั้งระบบโซลาร์รูฟท็อปเพื่อลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้านั้น ถ้าโรงงานมีพื้นที่หลังคามากพอและมีงบประมาณในการลงทุนติดตั้งระบบฯ อยู่แล้ว  ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเพิ่มเติมมีดังนี้

 

1. ตำแหน่งที่ตั้งของโรงงาน

 

จากข้อมูลของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน พบว่า ประเทศไทยมีปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยวันละ 18.2 เมกกะจูลต่อตารางเมตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าประเทศไทยมีศักยภาพสูงในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในการผลิตไฟฟ้า แต่เมื่อลงไปดูรายละเอียดตามภูมิประเทศจะเห็นว่าภาคใต้ฝั่งอันดามัน หรือ ตอนบนของภาคตะวันตกเฉียงเหนือมีปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างต่ำซึ่งจะทำให้ผลิตไฟฟ้าได้น้อยตามไปด้วย จึงไม่เหมาะต่อการติดตั้งระบบฯ  ในทางกลับกัน บางพื้นที่ของภาคตะวันออกเฉียงเหนือเช่น จังหวัดนครราชสีมา บุรีรัมย์ และ อุบลราชธานี หรือบางส่วนของภาคกลางที่จังหวัดชัยนาท อยุธยา และลพบุรี นั้น มีปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยสูงตลอดทั้งปีจึงเหมาะแก่การติดตั้งระบบฯ และสามารถผลิตไฟฟ้าได้มาก  ทั้งนี้สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ “http://www.dede.go.th/more_news.php?cid=126

 

2. ทิศทางและความลาดเอียงของหลังคา

 

ประเทศไทยตั้งอยู่ละติดจูดที่ 5-20 องศาเหนือ ดังนั้นในการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ควรหันแผงไปทางทิศใต้เพื่อให้ได้รับแสงอาทิตย์เฉลี่ยได้ทั้งวัน และ ควรทำมุมกับพื้นราบ 5-20 องศา เพื่อให้แสงอาทิตย์ตกกระทบกับแผงฯในแนวตั้งฉาก ทำให้แผงฯสามารถรับแสงและสามารถผลิตไฟฟ้าได้เต็มประสิทธิภาพ เช่น ถ้าโรงงานตั้งอยู่ที่สมุทรปราการ (ละติจูดที่13.55oN) หลังคาที่เหมาะกับการติดตั้งโซล่าร์เซลล์นั้นก็ควรหันไปทางทิศใต้และลาดเอียงประมาณ 13-14 องศา เป็นต้น แต่ถ้าหากหลังคาโรงงานลาดเอียงไปทางทิศเหนือ ตะวันออกหรือตะวันตก ก็จะได้รับแสงอาทิตย์ได้ไม่เต็มที่ทั้งวัน หรือถ้าความลาดชันของหลังคาน้อยหรือมากเกินไปก็จะทำให้ผลิตไฟฟ้าได้น้อยลงไปกว่าที่คำนวณไว้ก่อนการติดตั้ง 

 

3. บริเวณโดยรอบโรงงาน

 

ปัจจัยที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่ขัดขวางการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ก็คือ สภาวะอากาศโดยรอบบริเวณที่ติดตั้งระบบฯ ปริมาณน้ำค้าง ฝุ่นและควัน ที่เกาะจับตัวกับบนหน้าแผงฯ จะบดบังไม่ให้แสงอาทิตย์มาตกกระทบบนโซลาร์เซลล์ได้อย่างเต็มที่ ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าลดลง ดังนั้น ถ้าบริเวณโดยรอบโรงงานมีฝุ่น มีไอน้ำหรือมีควัน จากอุตสาหกรรมข้างเคียงเช่น มีการระเบิดหิน มีการพ่นไอน้ำ ก็จะทำให้มีฝุ่นมาเกาะที่แผงเป็นจำนวนมาก จึงจำเป็นต้องมีการทำความสะอาดแผงหรือล้างแผงบ่อยขึ้น ทำให้ค่าการบำรุงรักษา (ค่าน้ำ ค่าแรง) เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ส่งผลให้ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ที่ประเมินไว้คาดเคลื่อนไป

 

4. พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของโรงงาน

 

พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของแต่ละโรงงานจะมีลักษณะไม่เหมือนกัน ขึ้นอยู่กับ ชนิด ประเภท และการผลิตของแต่ละโรงงาน วิธีการที่จะรู้รูปแบบลักษณะการใช้ไฟของโรงงานคือการเก็บข้อมูลการใช้ไฟฟ้าโดยติดตั้งพาวเวอร์มิเตอร์ หรืออาจจะจ้างบริษัทที่ทำเกี่ยวกับวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าเพื่อการอนุรักษ์พลังงาน โดยเก็บข้อมูลต่อเนื่องสัก 1-4 สัปดาห์ ก็น่าจะได้ทราบถึงพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของโรงงานนั้นๆ เช่น เกิดความต้องการไฟฟ้าสูงสุดเมื่อไหร่ เท่าใด เวลาไหน ใกล้เคียงกันทุกวันหรือไม่ อย่างไร เป็นต้น เมื่อได้รูปแบบการใช้ไฟฟ้ามาแล้วก็เอามาเปรียบเทียบกับกราฟการผลิตไฟฟ้าของโซล่าร์เซลล์ซึ่งปกติจะเป็นรูประฆังคว่ำ (ตั้งแต่ 6 โมงเช้าถึง 6 โมงเย็น) ก็จะทำให้รู้ว่าควรจะติดตั้งระบบฯ ขนาดเท่าไหร่ หรือ ต้องปรับพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าอย่างไร จึงเหมาะสมสอดคล้องกับค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุดที่ต้องการจะปรับลด 

 

5. ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า

 

ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า หรือ หน่วยไฟฟ้า เป็นปัจจัยหลักที่จะทำให้ทราบว่า เมื่อติดตั้งระบบฯไปแล้วจะมีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์หรือไม่ มีจุดคุ้มทุนหรือมีเวลาคืนทุนนานเท่าไหร่ หากว่าเราใช้พลังานไฟฟ้าน้อย เช่น เสียค่าไฟฟ้าประมาณ 1 แสนบาทต่อเดือน การที่จะติดตั้งระบบฯเพื่อลดค่าไฟก็อาจจะไม่คุ้ม หรือใช้เวลาคืนทุนนาน นอกจากนี้ ถ้าเราติดตั้งระบบฯ ขนาดเล็ก ก็จะทำให้ค่าต้นทุนต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้มีค่าสูง (เมื่อเทียบกับระบบฯขนาดใหญ่) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำข้อมูลปริมาณการใช้ไฟฟ้า สถานที่ตั้งของโรงงาน ความลาดเอียงของหลังคาและลักษณะการไฟฟ้าของโรงงานมาเป็นปัจจัยในการศึกษาความเป็นไปได้ (Feasibility Study) ก่อนตัดสินใจติดตั้งระบบฯ นอกจากนี้ อาจนำปัจจัยด้านภาษีหรือ CSR มาประกอบการพิจารณา เพื่อทำให้มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์เพิ่มมากขึ้น

 

แม้ว่าโซลาร์รูฟท็อปจะไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ครอบคลุมถึงความต้องการการใช้ไฟฟ้าของโรงงาน แต่ก็นับได้ว่าเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการประหยัดค่าไฟฟ้าในแต่ละเดือน อีกทั้งหากโรงงานมีการดำเนินการด้านอนุรักษ์พลังงานควบคู่กันไป โซลาร์รูฟท็อปอาจจะผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าความต้องการในการใช้ไฟฟ้าและในอนาคตเมื่อรัฐบาลเปิดโครงการโซลาร์รูฟท็อปเสรีแล้วนั้น ทางโรงงานก็จะสามารถส่งไฟฟ้าส่วนที่เกินไปขายให้การไฟฟ้าฯ เกิดเป็นรายได้ของโรงงานอีกทางหนึ่งด้วย

The solar rooftop system is actually a photovoltaic power station, which has established solar panels mounted on the rooftop of a residential or commercial building or factory.  DC electricity generated from PV panels will become AC electricity by passing through an inverter, then, it is delivered to the AC electric appliances such as television, refrigerator, computer, etc.  At present, the photovoltaic (PV) solar power generation cost has decreased drastically comparing with the last few decades, which is about 3-4 bath per unit.  This leads to a more widespread adoption of PV solar rooftop in private sector.  Moreover, the government is already planning to liberalize the new solar rooftop program soon.

 

According to the Federation of Thai Industries (FTI) information, the solar rooftop system can reduce an electricity expenses of a factory by one-third as it can generate power by itself during the “On Peak” period, when power charges are normally high.  In fact, this system decreases the factory’s peak demands as well as the total electrical energy consumptions which also results in the reduction of the total of float Time fee (FT) and Value Added Tax (VAT).  For this reason, the private sector has been working on plans to utilize solar rooftop power generation for households and factories.

 

Five Factors Before Desired to Install the PV Solar Rooftop System

 

1. Location

 

Although the solar map of Thailand developed by the Department of Alternative Energy Development and Efficiency (DEDE) shows that Thailand has the high potential to generate the electrical energy by using the PV generation system with the average solar energy of 18.2 MJ/m2-day, there are some regions that has the low average solar radiation due to the monsoon or mountain valley such as the south-west (Andaman Cost) and the north-west of Thailand.  On another hand, some provinces around the north-east such as Nakornratsrima, Burirum or Ubonratthani and some parts in the middle of Thailand such as Chainat, Autthaya or Lopburi have the high potential to utilize the PV system due to the high solar energy through the year.  For further information, the solar map data is available at “http://www.dede.go.th/more_news.php?cid=126”. 

 

2. Direction and Slope of the Roof

 

To generate the maximum electrical energy, theoretically, PV panels must always be faced directly to the sun.  As the Thailand’s Latitude is 5-20 oN, the PV panel should be installed facing to the south with the tilted angle of 5-20o to collect the incident radiation with the right angle leaded to the high average solar radiation all day long, then, the PV panel operates with the high performance.  For example, the factory place in Samutprakarn province whose latitude is 13.55oN, therefore, its roof for installing PV solar rooftop should be faced to the south and its slope should be 13-14o, otherwise, the PV system will not generate efficiently and, then, the payback period will expand.  

 

3. Surrounding Environment 

 

Dust, moisture and smoke are factors that influences the efficiency of PV module by decreasing the solar radiation incident on the module’s surface due to the transmittance of solar radiation varied from about 2% up to 40% depending on the duration of dust accumulation, size and density of dust, and air pollution level.  Thus, if the surrounding environment around the PV station has tons of dust and moisture, such as mine industry, furnace and stream generation plant, the PV modules should be cleaned from time to time to keep the high power generation with high PV conversion efficiency.  This will make the higher maintenance cost and, again, the payback period will expand.

 

4. Characteristic of Energy Used

 

The energy used characteristics of each factory are different depending on processes, products and types of industry.  To observe the behavior, the power analyzer is needed to be installed at the main distributed board (MDB) to continuously record the energy used characteristic of the factory.  After a month, the observed data can be used to analyze and compare with the PV generation characteristic curve to design the PV solar rooftop size that is suitable for the desired deduction of electrical peak demand. 

 

5. Among of Energy Consumption

 

One of the main parameters, that is the key needed in the feasibility study of the project, is the among of energy consumption or energy expense per month.  It is not worth to invest the solar rooftop for a small size due to the per unit cost is high.  Moreover, the smaller size of PV rooftop system makes the more payback period.  However, for the feasibility study, all of factors must be considered along with tax measures or CSR benefit to make the project more interesting.

 

On the positive note, although the solar rooftop generation does not cover all of the factory’s energy consumption, It is an alternative way to reduce the energy expense.  However, if the plant has the energy management with the excellent energy conservation, the generated energy from PV rooftop will supply over the demand.  In the nearly future, when the government liberalize the solar rooftop program again, then, those generated electrical energy can be sell and the PV rooftop will be more interesting and more widespread adoption in industry and household.

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
www.toyoda-tmsea.com