เปิดเกม “โซลาร์สี” ของไทย เนคเทคดัน เปลี่ยนผนังอาคาร–แปลงเกษตรผลิตไฟ

จากหลังคาสู่ผนังอาคาร–แปลงเกษตร “Colored PV” โซลาร์ไทยเลือกแสงได้ ผลิตไฟ–ปลูกพืชในพื้นที่เดียว

 

เมื่อพื้นที่เมืองมีข้อจำกัดมากขึ้น การติดตั้งโซลาร์เซลล์อาจไม่ใช่แค่เรื่องของ “เอาแผงไปวางบนหลังคา” อีกต่อไป เพราะเทคโนโลยีรุ่นใหม่กำลังเปลี่ยนทั้งผนังอาคาร หน้าต่าง และพื้นที่เกษตรให้กลายเป็นพื้นที่ผลิตพลังงานไปพร้อมกับการใช้งานเดิม

 

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) ร่วมกับภาคเอกชนและมหาวิทยาลัย

 

เปิดตัวความก้าวหน้าของ “Colored PV” แผงโซลาร์เซลล์ที่ออกแบบให้มีสีสันและเลือกช่วงคลื่นแสงที่ส่องผ่านได้ เพื่อขยายการใช้งานจากอาคารไปสู่ภาคเกษตร

 

เป้าหมายสำคัญไม่ใช่เพียงการผลิตไฟฟ้า แต่คือการใช้พื้นที่เดียวให้เกิดประโยชน์มากกว่าหนึ่งอย่าง ทั้งการผลิตพลังงาน การลดความร้อน การปลูกพืช และการบริหารข้อมูลคาร์บอน

 

 

จากโซลาร์สีสวย สู่แผงที่ “เลือกแสง” ให้เหมาะกับพื้นที่

ดร.กอบศักดิ์ ศรีประภา นักวิจัยอาวุโส เนคเทค สวทช. กล่าวว่า การวิจัยเซลล์แสงอาทิตย์ของเนคเทคเริ่มมาตั้งแต่ปี 2541 ก่อนพัฒนาต่อเนื่องจากเทคโนโลยีฟิล์มบางซิลิคอน ไปสู่แผงและระบบผลิตไฟฟ้าที่ตอบโจทย์การใช้งานหลากหลาย

 

Colored PV รุ่นแรกพัฒนาขึ้นจากความร่วมมือระหว่าง สวทช. และบริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) ในช่วงปี 2555–2557 โดยเน้นการนำไปใช้กับอาคาร หรือ BIPV ซึ่งเป็นการผสานแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับตัวอาคาร โดยใช้กระจกประกบทั้งด้านหน้าและด้านหลัง

 

ต่อมา เนคเทค สวทช. ร่วมกับบริษัท โซลาร์ตรอน จำกัด (มหาชน) พัฒนา Colored PV รุ่นที่ 2 และ 3 ให้สามารถ “เลือกช่วงคลื่นแสง” ที่ส่องผ่านแผงได้ ขณะเดียวกันเปลี่ยนวัสดุเป็นพอลิเมอร์โปร่งแสงเพื่อลดน้ำหนัก

 

รุ่นที่ 2 มีกำลังผลิต 125 วัตต์พีก ขณะที่รุ่นที่ 3 ขยายขนาดแผงและจัดวางเซลล์ให้เต็มพื้นที่มากขึ้น เพิ่มกำลังผลิตเป็น 330 วัตต์พีก พร้อมพัฒนาให้ผ่านการรับรองมาตรฐาน มอก.

 

 

ความเปลี่ยนแปลงสำคัญจึงอยู่ที่การทำให้แผงโซลาร์เซลล์ไม่ได้มีหน้าที่เพียง “รับแสงแล้วผลิตไฟ” แต่สามารถออกแบบให้เหมาะกับลักษณะพื้นที่และการใช้งานปลายทางได้มากขึ้น

 

รู้จัก BIPV โซลาร์เซลล์ที่เป็นส่วนหนึ่งของอาคาร

BIPV (Building-Integrated Photovoltaics) คือ การนำแผงโซลาร์เซลล์มาผสานเป็นส่วนหนึ่งของตัวอาคาร เช่น หลังคา ผนัง หน้าต่าง หรือฟาซาด ทำหน้าที่ทั้งเป็นวัสดุอาคารและผลิตไฟฟ้าไปพร้อมกัน

 

จุดเด่น: เพิ่มพื้นที่ผลิตไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้พื้นที่หลังคาเพียงอย่างเดียว เหมาะกับอาคารสำนักงาน อาคารสูง และอาคารที่ต้องการลดการใช้พลังงานและคาร์บอน

 

 

เมื่อผนังและหน้าต่างอาคารกลายเป็นโรงไฟฟ้า

หนึ่งในโจทย์สำคัญของเมืองคืออาคารสูงจำนวนมากมีพื้นที่หลังคาจำกัด ขณะที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าภายในอาคารเพิ่มขึ้น

 

ดร.ปรางค์ สรรพอาษา ผู้ช่วยผู้จัดการฝ่ายพัฒนาธุรกิจ บริษัท ไทยเซอิ (ไทยแลนด์) จำกัด กล่าวว่า BIPV สามารถเข้ามาเติมพื้นที่ผลิตไฟฟ้าให้กับอาคาร โดยเฉพาะพื้นที่แนวตั้งอย่างผนังและหน้าต่าง ซึ่งโซลาร์เซลล์แบบติดตั้งบนหลังคาไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้

 

เทคโนโลยีที่บริษัทพัฒนาร่วมกับ Kaneka ประเทศญี่ปุ่น มีทั้งแบบทึบและแบบโปร่งใส โดยแบบโปร่งใสสามารถให้แสงผ่านได้ประมาณ 50% ทำให้ยังคงฟังก์ชันของวัสดุอาคาร ขณะเดียวกันสามารถผลิตไฟฟ้าได้

 

 

แนวคิดนี้ทำให้ BIPV ไม่ได้เป็นเพียงอุปกรณ์พลังงานที่นำมาติดเพิ่มบนอาคาร แต่สามารถทำหน้าที่แทนวัสดุเปลือกอาคารบางส่วนได้ด้วย

 

ประเทศไทยมีการทดสอบ BIPV ที่อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย จ.ปทุมธานี จากความร่วมมือของไทยเซอิ คาเนกา กระทรวงสิ่งแวดล้อมญี่ปุ่น และ สวทช.

 

โดยศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (เอ็นเทค) และเนคเทค เพื่อศึกษาทิศทางและประสิทธิภาพการติดตั้งให้เหมาะกับสภาพภูมิอากาศไทย

 

อย่างไรก็ตาม ต้นทุนยังเป็นโจทย์สำคัญ เพราะ BIPV ที่นำเข้าจากต่างประเทศอาจมีต้นทุนสูงและทำให้ระยะเวลาคืนทุนยังไม่จูงใจตลาดไทยมากนัก การวิจัยและถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตในประเทศจึงเป็นอีกประเด็นที่จะกำหนดว่าตลาดนี้จะขยายตัวได้มากเพียงใด

 

 

“แผงโซลาร์” บนแปลงเกษตร ไม่ได้แปลว่าต้องเลือกไฟฟ้าหรืออาหาร

อีกด้านที่น่าสนใจคือการนำ Colored PV ไปใช้กับแนวคิด Agrivoltaics หรือการใช้พื้นที่เดียวกันเพื่อผลิตไฟฟ้าและทำการเกษตร

 

เนคเทค สวทช. ร่วมกับเอ็นเทคและศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) พัฒนาแนวทางให้แสงบางช่วงคลื่นสามารถส่องผ่านลงมายังพืชใต้แผงได้

 

คุณศศิวิมล ทรงไตร ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส เนคเทค สวทช. อธิบายว่า Colored PV แต่ละสีสามารถปล่อยให้รังสีอาทิตย์ผ่านลงมาในปริมาณและช่วงคลื่นแตกต่างกัน จึงสามารถเลือกใช้ให้สอดคล้องกับความต้องการแสงของพืชแต่ละชนิด

 

นอกจากผลิตไฟฟ้า แผงยังช่วยลดความร้อนที่ลงสู่พืชและลดการระเหยของน้ำในดินได้ แต่การออกแบบระบบต้องพิจารณาหลายปัจจัย ทั้งทิศทางของแผง เงาที่เกิดขึ้นตามฤดูกาล ความสูงของแผง และสัดส่วนระหว่างพื้นที่รับแสงกับจำนวนเซลล์ที่ใช้ผลิตไฟฟ้า

 

ไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถนำกลับมาใช้ภายในฟาร์ม เช่น ระบบสูบน้ำ ระบบให้อาหาร ระบบระบายอากาศ รวมถึงเซนเซอร์และ IoT เพื่อบริหารจัดการฟาร์ม

 

 

ทดลองกับ “ผำ” พบสัญญาณว่าแสงแต่ละสีมีผลต่อผลผลิต

เมื่อระบบพลังงานถูกเชื่อมเข้ากับระบบเกษตร เทคโนโลยีจึงไม่ได้หยุดอยู่ที่แผงโซลาร์เซลล์

 

นายนริชพันธ์ เป็นผลดี หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีเกษตรดิจิทัล เนคเทค สวทช. กล่าวว่า ทีมวิจัยนำไฟฟ้าที่ผลิตจาก Colored PV มาบูรณาการกับระบบฟาร์มอัจฉริยะ HandySense เพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมในการเพาะเลี้ยง “ผำ”

 

ผลการทดลองพบว่า ผำที่เลี้ยงใต้แผงสีแดงและสีน้ำเงินมีน้ำหนักสดและปริมาณโปรตีนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการเลี้ยงแบบปกติ ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่า การออกแบบแสงสามารถกลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือจัดการสภาพแวดล้อมการผลิตทางการเกษตรได้

 

ขณะเดียวกัน ดร.อัมพร โพธิ์ใย หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีและนวัตกรรมการลดคาร์บอน เนคเทค สวทช. นำแพลตฟอร์ม Acamp ซึ่งใช้คำนวณคาร์บอนฟุตพรินต์อัตโนมัติ เข้ามาเชื่อมกับ Colored PV และ HandySense

 

ระบบจึงสามารถนำข้อมูลพลังงานและข้อมูลการผลิตมารวมกัน เพื่อช่วยให้เกษตรกรมองเห็นต้นทุนต่อหน่วยผลผลิตและข้อมูลคาร์บอนของกระบวนการผลิตได้ชัดเจนขึ้น

 

นี่คือจุดที่ “โซลาร์” เริ่มเปลี่ยนจากอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าไปเป็นส่วนหนึ่งของระบบข้อมูลฟาร์ม

 

 

จากการขายไฟอย่างเดียว สู่โมเดลพลังงานที่ทำงานร่วมกับเศรษฐกิจท้องถิ่น

รศ. ดร.พิสิษฏ์ มณีโชติ อาจารย์วิทยาลัยพลังงานทดแทนและสมาร์ตกริดเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยนเรศวร มองว่า Agrivoltaics มีโอกาสพัฒนาต่อในไทย

 

เนื่องจากสามารถแก้โจทย์สำคัญเรื่องการใช้พื้นที่ โดยไม่จำเป็นต้องมองว่าพื้นที่เกษตรกับพื้นที่ผลิตพลังงานต้องแข่งขันกัน

 

โมเดลในอนาคตจึงอาจออกแบบให้ผลิตไฟฟ้าควบคู่กับการปลูกพืชหรือเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่ต้องการสภาพแสงและอุณหภูมิเฉพาะ

 

ไฟฟ้าที่ผลิตได้ก็สามารถใช้ในพื้นที่หรือกักเก็บในแบตเตอรี่เพื่อนำไปใช้กับกิจกรรมอื่น เช่น รถ EV โรงงาน หรือกิจกรรมที่ต้องการไฟฟ้าเฉพาะพื้นที่ ขึ้นอยู่กับรูปแบบธุรกิจและกฎเกณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

 

อย่างไรก็ตาม การขยายเทคโนโลยีจากห้องวิจัยไปสู่เกษตรกรยังต้องอาศัยทั้งนโยบาย การสนับสนุนงานวิจัย และเครื่องมือทางการเงิน เช่น สินเชื่อดอกเบี้ยต่ำ หรือรูปแบบการลงทุนที่แบ่งปันผลประโยชน์ระหว่างเจ้าของพื้นที่กับผู้ลงทุน

 

โซลาร์ตรอนเตรียมต่อยอด “แผงสี” สู่ตลาดเฉพาะทาง

ด้านคุณปัทมา วงษ์ถ้วยทอง ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร บริษัท โซลาร์ตรอน จำกัด (มหาชน) กล่าวว่า ความร่วมมือกับเนคเทค สวทช. ทำให้บริษัทมองตลาดโซลาร์เซลล์จากเดิมที่แข่งขันกันด้วยราคา ไปสู่ผลิตภัณฑ์เฉพาะทางที่มีมูลค่าเพิ่ม

 

Colored PV รุ่นดังกล่าวมีน้ำหนักเบา ติดตั้งและขนย้ายสะดวก มีกำลังผลิตสูงสุด 330 วัตต์ต่อแผง และสามารถให้แสงบางช่วงคลื่นผ่านลงมาได้

 

โซลาร์ตรอนวางตลาดเป้าหมายไว้ 2 กลุ่มหลัก คือ Agrivoltaics สำหรับภาคเกษตรอุตสาหกรรม และ Smart Green Building สำหรับอาคารและงานสถาปัตยกรรม

 

โดยมองว่าการนำแผงไปทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของผนังอาคาร จะช่วยเพิ่มพื้นที่ผลิตไฟฟ้าโดยไม่ต้องเพิ่มพื้นที่หลังคา

 

ปัจจุบันบริษัทอยู่ระหว่างจัดทำแผนงานร่วมกับเนคเทค สวทช. เพื่อเตรียมแนวทางต่อยอดและทำตลาดในระยะต่อไป

 

จุดเปลี่ยนของ Colored PV อาจไม่ใช่ “แผงสี” แต่คือการใช้พื้นที่ให้คุ้มขึ้น

 

สิ่งที่น่าสนใจของ Colored PV จึงไม่ได้อยู่ที่การทำให้โซลาร์เซลล์มีสีสันมากขึ้นเพียงอย่างเดียว แต่คือการออกแบบให้ “พื้นที่หนึ่งพื้นที่” สามารถทำงานได้หลายหน้าที่พร้อมกัน

 

ในเมือง ผนังและกระจกอาคารสามารถกลายเป็นพื้นที่ผลิตไฟฟ้า ขณะที่ในภาคเกษตร พื้นที่ใต้แผงสามารถผลิตอาหารควบคู่กับพลังงาน และเมื่อเชื่อมต่อกับเซนเซอร์ IoT และระบบคำนวณคาร์บอน ก็สามารถเปลี่ยนข้อมูลการผลิตให้กลายเป็นเครื่องมือช่วยตัดสินใจได้

 

โจทย์ต่อจากนี้จึงอยู่ที่การทำให้เทคโนโลยีมีต้นทุนที่แข่งขันได้ ผลิตในประเทศได้ และมีรูปแบบธุรกิจที่เหมาะกับผู้ใช้งานจริง

 

หากทำได้ Colored PV อาจไม่ได้เป็นเพียง “โซลาร์เซลล์สีสวย” แต่เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ช่วยให้เมือง อาคาร และภาคเกษตร ใช้พื้นที่เดิมผลิตทั้งพลังงาน อาหาร และข้อมูลคาร์บอนได้พร้อมกัน