โซลาร์ผลิตไฟ–ปลูกพืชใต้แผง! เนคเทค สวทช. เปิด “Colored PV” เลือกสีแสงให้เหมาะพืช ใช้ไฟสูบน้ำในฟาร์มได้

เนคเทค สวทช. และพันธมิตรพัฒนา Colored PV แผงเซลล์แสงอาทิตย์หลากสีที่ออกแบบให้แสงบางช่วงคลื่นผ่านลงสู่พื้นที่ด้านล่าง เปิดทางใช้พื้นที่ผลิตไฟฟ้าควบคู่กับการทำเกษตร โดยไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถใช้กับระบบสูบน้ำ ให้อาหาร ระบายอากาศ เซนเซอร์และ IoT ขณะที่การทดลองเลี้ยง “ผำ” ใต้แผงสีแดงและสีน้ำเงินพบว่าน้ำหนักสดและโปรตีนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการเลี้ยงแบบปกติ แต่ผลดังกล่าวยังเป็นผลภายใต้เงื่อนไขการทดลอง และยังไม่มีตัวเลขต้นทุนหรือระยะคืนทุนสำหรับฟาร์มเชิงพาณิชย์

Colored PV ผลิตไฟพร้อมเปิดให้แสงลงถึงพืช

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยี Colored PV โดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค สวทช. ร่วมกับพันธมิตร

หนึ่งในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีดังกล่าวกับภาคเกษตรคือ Agrivoltaics ซึ่งเป็นแนวคิดการใช้พื้นที่เดียวกันสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ควบคู่กับการผลิตทางการเกษตร

คุณศศิวิมล ทรงไตร ผู้ช่วยวิจัยอาวุโส เนคเทค สวทช. อธิบายว่า แผง Colored PV ยอมให้รังสีจากดวงอาทิตย์ผ่านลงสู่พื้นที่ใต้แผงในปริมาณและช่วงคลื่นที่แตกต่างกันตามสีของแผง

จึงสามารถพิจารณาเลือกใช้ให้เหมาะกับความต้องการแสงของพืชแต่ละชนิด ซึ่งเป็นความแตกต่างเมื่อเทียบกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป

นอกจากนี้ แผง Colored PV ยังช่วยลดความร้อนที่ส่งถึงพืชและลดการระเหยของน้ำในดิน

ไฟจากแผงใช้กับสูบน้ำ–ให้อาหาร–ระบายอากาศ–IoT

คุณศศิวิมลระบุว่า ไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงสามารถนำกลับมาใช้ภายในฟาร์มได้ เช่น ระบบสูบน้ำ ระบบให้อาหาร ระบบระบายอากาศ รวมถึงระบบเซนเซอร์และ IoT

แนวคิดจึงไม่ใช่เพียงการนำแผงโซลาร์เซลล์มาตั้งอยู่เหนือพื้นที่เกษตร แต่เป็นการออกแบบให้พื้นที่ดังกล่าวทำหน้าที่ทั้งผลิตสินค้าเกษตรและผลิตพลังงานที่สามารถนำกลับมาใช้กับระบบต่าง ๆ ภายในฟาร์ม

อย่างไรก็ตาม การติดตั้งต้องคำนึงถึงทิศทางของแผง เงาที่เกิดขึ้นในแต่ละฤดูกาล และความสูงของแผง เพื่อให้เหมาะสมกับการทำเกษตร

ขณะเดียวกันยังต้องหาสมดุลระหว่างพื้นที่ที่เปิดให้แสงผ่านลงสู่ด้านล่าง กับจำนวนเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดตั้งสำหรับผลิตไฟฟ้า

HandySense เชื่อมพลังงานกับฟาร์มอัจฉริยะ

ด้าน นายนริชพันธ์ เป็นผลดี หัวหน้าทีมวิจัยเทคโนโลยีเกษตรดิจิทัล เนคเทค สวทช. อธิบายว่า พลังงานที่ผลิตได้สามารถนำมาบูรณาการกับระบบฟาร์มอัจฉริยะอย่าง HandySense เพื่อใช้ควบคุมสภาพแวดล้อมในการเพาะเลี้ยง

แนวทางดังกล่าวเป็นการเชื่อมระบบผลิตพลังงานเข้ากับเทคโนโลยีควบคุมการผลิตทางการเกษตร เพื่อให้สามารถบริหารสภาพแวดล้อมตามความต้องการของระบบเพาะเลี้ยงได้

ทดลอง “ผำ” ใต้แผงสีแดง–สีน้ำเงิน

นายนริชพันธ์ยังกล่าวถึงผลการทดลองเลี้ยง ผำ ภายใต้แผง Colored PV

ผลการทดลองพบว่า ผำที่เลี้ยงใต้แผงสีแดงและสีน้ำเงินมีน้ำหนักสดและโปรตีนเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับการเลี้ยงแบบปกติ

ตัวเลขเชิงผลลัพธ์นี้น่าสนใจ เพราะสะท้อนว่าการจัดการช่วงคลื่นแสงอาจมีความสัมพันธ์กับการเพาะเลี้ยงผำภายใต้ระบบที่ทดลอง

อย่างไรก็ตาม ต้องรักษาสถานะข้อมูลให้ชัดว่า นี่เป็น ผลการทดลองกับผำ ภายใต้แผงสีแดงและสีน้ำเงิน และภายใต้เงื่อนไขของการทดลอง

จึงไม่สามารถนำผลดังกล่าวไปสรุปว่า Colored PV จะเพิ่มผลผลิตหรือเพิ่มโปรตีนให้พืชทุกชนิด หรือการติดตั้งในฟาร์มทั่วไปจะให้ผลเท่ากับการทดลอง

ออกแบบผิด แสงกับไฟอาจไม่สมดุล

Colored PV สำหรับภาคเกษตรมีโจทย์มากกว่าการผลิตไฟให้ได้มากที่สุด เพราะพืชด้านล่างยังต้องได้รับแสงในระดับที่เหมาะสม

การติดตั้งจึงต้องพิจารณาทิศทาง เงาตลอดฤดูกาล ความสูงของโครงสร้าง ชนิดพืช และพื้นที่ของแผงที่เปิดให้แสงผ่าน

หากเพิ่มพื้นที่เซลล์เพื่อผลิตไฟมากขึ้น ปริมาณแสงที่ผ่านลงด้านล่างก็เป็นอีกตัวแปรที่ต้องพิจารณา จึงต้องหาจุดสมดุลระหว่าง “ไฟฟ้าที่ต้องการผลิต” กับ “แสงที่ระบบเพาะปลูกต้องการ”

เกษตรกรยังต้องรอตัวเลขต้นทุน–คืนทุน

แม้ Colored PV จะเปิดแนวทางให้พื้นที่เดียวผลิตทั้งสินค้าเกษตรและพลังงาน แต่ข้อมูลที่เผยแพร่ครั้งนี้ยังไม่มีตัวเลขสำคัญสำหรับตัดสินใจลงทุนในระดับฟาร์ม เช่น ต้นทุนติดตั้งต่อพื้นที่ ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่อปี ค่าใช้จ่ายบำรุงรักษา ค่าไฟที่ประหยัดได้จริง และระยะเวลาคืนทุน

จึงยังไม่ควรสรุปว่าเทคโนโลยีนี้ “ลดต้นทุน” หรือ “คุ้มทุน” สำหรับเกษตรกรทุกฟาร์ม

เช่นเดียวกับผลการทดลองผำ แม้จะพบว่าน้ำหนักสดและโปรตีนเพิ่มขึ้นภายใต้แผงสีแดงและสีน้ำเงินเมื่อเทียบกับการเลี้ยงแบบปกติ แต่ยังต้องแยกออกจากผลลัพธ์เชิงพาณิชย์ของฟาร์มจริง

สำหรับเกษตรกร สิ่งที่ควรติดตามต่อจึงมีทั้ง ผลทดลองกับพืชหรือระบบเพาะเลี้ยงชนิดอื่น ต้นทุนติดตั้ง ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ ผลผลิตในระดับฟาร์ม และระยะคืนทุน

หากข้อมูลเหล่านี้ชัดขึ้น จึงจะสามารถตอบได้ว่า Colored PV และ Agrivoltaics เหมาะกับฟาร์มประเภทใด และสร้างความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจได้จริงมากน้อยเพียงใด

ที่มา : สวทช.

เรียบเรียงโดย นาดีดี.คอม