Transcript การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ใช้ตัวเก็บรังสีอาทิตย์ (solar collector)

การส่ งเสริมการใช้ นา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
Outline
•
•
•
•
•
•
พลังงานแสงอาทิตย์ และรังสีดวงอาทิตย์
ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์
เทคโนโลยีการผลิตนา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
การส่ งเสริมการใช้ นา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
ผลการดาเนินการส่ งเสริมการใช้ นา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์
•พลังงานในรู ปคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้าที่มี
แหล่ งกาเนิดจากดวงอาทิตย์
•เป็ นพลังงานหมุนเวียน
•เป็ นพลังงานสะอาด
•มีปริมาณมากมายมหาศาล
พฤติกรรมของรั งสีดวงอาทิตย์
•การกระเจิง โดย อากาศ เมฆ
พืน้ ผิวโลก
•การดูดกลืน โดย ไอนา้ ฝุ่ น
โอโซน เมฆ พืน้ ผิวโลก
รังสีดวงอาทิตย์
•รั งสีตรง
•รั งสีกระจาย
•รั งสีรวม = รั งสีตรง + รั งสีกระจาย
ั ยภาพพลังงานแสงอาทิตย์
แผนทีศ
่ ก
ค่าเฉลีย
่ ทั่วประเทศเท่ากับ 18.2 MJ/m2/d
(5.05 kWh/m2/day)
ความเข ้มสูงสุด 20-24 MJ/m2/d
ั ยภาพความเข ้มรังสแ
ี สงอาทิตย์ วิเคราะห์
แผนทีศ
่ ก
จากข ้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม
ี สงอาทิตย์ดงั กล่าวจึงมี
ด ้วยค่าเฉลีย
่ ความเข ้มรังสแ
ั ยภาพค่อนข ้างสูงและกระจายตัวสมา่ เสมอตลอดปี
ศก
สถานีตรวจวัดรังส ี เป็ นสถานีท ี่
้
ี สง
ใชในการเก็
บข ้อมูลรังสแ
อาทิตย์ ปั จจุบน
ั พพ. มีสถานี
ตรวจวัด 37 สถานีกระจายอยู่
ทุกภูมภ
ิ าคทั่วประเทศ เริม
่ ติดตัง้
ตัง้ แต่ปี 2545
ซงึ่ ประเทศไทยมีสถานีตรวจวัด
ี น
มากทีส
่ ด
ุ ในกลุม
่ อาเซย
ศักยภาพพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ ตรง
ั
ี สงอาทิตย์ตรง
แผนทีศ
่ กยภาพความเข้
มร ังสแ
• ค่าเฉลีย
่ ทว่ ั ประเทศเท่าก ับ 11.9 MJ/m2-day
หรือ 3.3 kwh/m2-day (ร้อยละ 65 ของร ังส ี
รวม)
ี รงเฉลีย
• ความเข ้มรังสต
่ สูงสุดมีคา่ 14 - 15
MJ/m2-day หรือ 3.89-4.16 kwh/m2-day ใน
พืน
้ ทีภ
่ าคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่างและภาค
กลาง
ศักยภาพความเข้ มรังสีดวงอาทิตย์ ของประเทศไทย
ศักยภาพพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ รวมทั่วโลก
ความเข้ มรั งสีเฉลี่ยเท่ ากับ 18.2 MJ/m2 -day
หรื อ 5.05 kWh/ m2 -day (1800 kWh/ m2 -yr )
1. Solar power
เซลล์ แสงอาทิตย์
(PV)
2. Solar heating
ระบบผลิตไฟฟ้า ระบบทานา้ ร้ อน
ด้ วยความร้ อน
(SWH)
(CSP)
ระบบอบแห้ ง
(Solar Drying)
การผลิตนา้ ร้ อนด้ วยพลังงานแสงอาทิตย์
อุปกรณ์ หลักในการผลิตนา้ ร้ อน
พลังงานแสงอาทิตย์
•ตัวเก็บรั งสีอาทิตย์
•ถังเก็บนา้ ร้ อน
ใช้ ตัวเก็บรั งสีอาทิตย์ (solar collector) ทา
หน้ าที่ถ่ายเทความร้ อนจากแสงอาทิตย์
ให้ แก่ นา้ และเก็บนา้ ร้ อนไว้ ในถังเก็บนา้
ร้ อน เพื่อใช้ บริโภค อาจมีฮีทเตอร์ ไฟฟ้า
สาหรั บใช้ ในช่ วงที่ไม่ มีแสงแดดเป็ นระยะ
เวลานาน
ชนิดของตัวเก็บรั งสีอาทิตย์ (Solar Collector)
1. แผงรับรังสีแบบแผ่ นเรียบ
(Flat plate collector)
2. แผงรับรังสีแบบหลอดแก้ วสุญญากาศ
(Evacuated tubular collector)
ตัวเก็บรั งสีอาทิตย์ แบบแผ่ นเรี ยบ (Flat plate collector)
• ทางานในช่ วงความยาวคลื่น 0.3 – 3.0 µm
ตามแต่ ชนิดของตัวดูดกลืนรังสี
• สามารถทาอุณหภูมสิ ูงสุดประมาณ 100 C
• ไม่ ใช้ อุปกรณ์ เคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์
ตัวเก็บรังสีอาทิตย์ แบบหลอดแก้ วสุญญากาศ (Evacuated tube collector)
- เป็ นท่ อแก้ วใสเรียงเป็ นหลาย ๆ แถว ภายในท่ อ
จะมีท่ออีกท่ อหนึ่งทาหน้ าที่เป็ นตัวดูดกลืนรังสี เคลือบ
ด้ วยวัสดุพเิ ศษ
- ช่ องว่ างระหว่ างท่ อชัน้ ในกับชัน้ นอกเป็ นสุญญากาศ
เพื่อป้องกันการสูญเสียความร้ อน และเพื่อเพิ่ม
ประสิทธิภาพของตัวกักเก็บความร้ อน
- สามารถทาอุณหภูมสิ ูงสุดประมาณ 200 C
- ไม่ ใช้ อุปกรณ์ เคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อผลิตนา้ ร้ อน (SHW)
ตารางแสดงระด ับอุณหภูมท
ิ ท
ี่ าได้จากแผ่นร ับแสงชนิดต่างๆ
แบบแผ่นร ับแสง
1. แผ่นเรียบชนิดมีแผ่นปิ ดใส
(Single glazed-flat plate
collector)
3.หลอดแก้วสูญญากาศ
(evacuated tube collector)
ที่มา : Marlijn , 2000
ิ ธิภาพ
ประสท
ทางความ
ร้อน
ระด ับ
อุณหภูม ิ
ประมาณ
(OC)
40-60%
40 – 100
>60%
90 - 200
ระบบผลิตนา้ ร้ อนพลังงานอาทิตย์
(Solar Water Heating; SWH System)
สามารถจาแนกออกได้ ดังนี ้
แบบใช้ พลังงานแสงอาทิตย์ เพียงอย่ างเดียว
Thermosyphon
Force circulation
แบบผสมผสาน - ความร้ อนเหลือทิง้
ระบบผลิตนา้ ร้ อนพลังงานอาทิตย์ แบบ Thermosyphon
•อาศัยการไหลเวียนตามธรรมชาติ (Natural
flow)
•ไม่ ต้องการไฟฟ้าและปั ้มไฟฟ้าในการ
หมุนเวียนนา้ ในตัวเก็บรังสีอาทิตย์
•ส่ วนใหญ่ ใช้ กับระบบผลิตนา้ ร้ อนขนาดเล็ก
•มีทงั ้ แบบที่ใช้ กับตัวเก็บรังสีอาทิตย์ แบบ flat
plate และ แบบ evacuated tube
ระบบผลิตนา้ ร้ อนพลังงานอาทิตย์
แบบ Force Circulation
•ใช้ ไฟฟ้าและปั ้มไฟฟ้าในการหมุนเวียนนา้ ใน
ตัวเก็บรังสีอาทิตย์
•สามารถใช้ กับระบบผลิตนา้ ร้ อนขนาดเล็ก
และขนาดใหญ่
•สามารถผลิตนา้ ร้ อนได้ อุณหภูมสิ ูง
•มีทงั ้ แบบที่ใช้ กับตัวเก็บรังสีอาทิตย์ แบบ flat
plate และ แบบ evacuated tube
ระบบผลิตนา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
แบบผสมผสาน - ความร้ อนเหลือทิง้ (Hybrid)
พลังงานแสงอาทิตย์ ผสมผสานกับพลังงาน
ความร้ อนเหลือทิง้ ของเครื่องปรับอากาศจึงไม่
จาเป็ นต้ องใช้ แหล่ งพลังงานเสริมเนื่องจาก
พลังงานแสงอาทิตย์ จะมีปัญหาช่ วงฤดูฝนหรือ
ตอนไม่ มีแสงแดด ส่ วนพลังงานความร้ อนเหลือ
ทิง้ ของเครื่องปรับอากาศโดยปกติจะทางานได้ ดี
ในช่ วงฤดูร้อนและฤดูฝน
•ใช้ อุปกรณ์ แลกเปลี่ยนความร้ อนนาความ
ร้ อนเหลือทิง้ กลับมาใช้ ผลิตนา้ ร้ อนร่ วมกับ
พลังงานแสงอาทิตย์
•สามารถช่ วยลดขนาดของการผลิตนา้ ร้ อน
จากแสงอาทิตย์
•เป็ นแหล่ งพลังงานฟรีและสะอาด
•คืนทุนเร็วกว่ าระบบผลิตนา้ ร้ อนจาก
แสงอาทิตย์ เพียงอย่ างเดียว
เทคโนโลยีระบบผลิตนา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
แบบผสมผสาน-ความร้ อนเหลือทิง้
ความเสถียรภาพของระบบฯ
 เมื่อมีแสงแดดก็ใช้ พลังงานฟรี
 ถ้ าไม่ มีแสงแดดก็สามารถใช้ ความร้ อน
เหลือทิง้
ผลประโยชน์ ท่ ีได้ จากระบบฯ
 ได้ พลังงานฟรีจากแสงอาทิตย์
้ งงานทดแทน
การใชพลั
การอนุรักษ์ พลังงาน
 ได้ พลังงานฟรีจากความร้ อนเหลือทิง้
 เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ พลังงานของ
สถานประกอบการ
แหล่ งความร้ อนเหลือทิง้ ต่ างๆ
• ความร้ อนเหลือทิง้ จากชุดระบายความร้ อน (Condensing Unit)
เช่ น เครื่องปรับอากาศแบบอัดไอ ตู้แช่ เป็ นต้ น
• ความร้ อนเหลือทิง้ จากปล่ องไอเสียของหม้ อไอนา้ (boiler)
• ความร้ อนเหลือทิง้ จากท่ อไอเสียเครื่องกาเนิดไฟฟ้าดีเซล
• ความร้ อนทิง้ จากเครื่องอัดอากาศ และ/หรือความร้ อนเหลือทิง้
อื่นๆ ที่สามารถใช้ ในการผลิตนา้ ร้ อนได้
เปรียบเทียบข้ อดีและข้ อเสียระหว่ าง
เครื่องทานา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์ และเครื่องทานา้ ร้ อนแบบใช้ ไฟฟ้าหรือนา้ มันเตา
เครื่องทานา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์
เครื่องทานา้ ร้ อนแบบใช้ ไฟฟ้าหรือนา้ มันเตา
1.ประหยัดค่าไฟฟ้า นา้ มันเตา
1.ไม่ ประหยัดค่าไฟฟ้า นา้ มันเตา
2.ช่ วยรักษาสิ่งแวดล้อม
2.ไม่ ช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม เพราะต้ องการไฟฟ้าที่ได้ จากการเผา
เชื้อเพลิงคาร์ บอนที่ทาให้ เกิดมลภาวะในอากาศ
3.พลังงานที่ได้ จากธรรมชาติและไม่ มีวันหมด
3.ในอนาคตค่ าไฟฟ้า นา้ มันเตาจะเพิ่มสูงขึน้ อย่ างต่ อเนือง
4.ทนทาน อายุการใช้ งานยาวนานเกิน10 ปี ขึน้ ไป
4.อายุการใช้ งานสัน้ กว่ า
5.การลงทุนในครั ง้ แรกสูงกว่ า แต่ ให้ ผลตอบแทนระยะยาว
5.ลงทุนครั ง้ แรกต่า แต่ ต้องจ่ ายค่ าไฟฟ้า นา้ มันในอัตรา
สูงขึน้ เรื่ อย ๆ
6.ไม่ มีปัญหาเรื่ องอุณหภูมิของนา้ ที่ใช้ อาทิ นา้ ร้ อนๆ เย็นๆ 6.มีปัญหาอุณหภูมินา้ ร้ อนๆ เย็นๆ ในระหว่ างการอาบนา้
อันเนื่องมาจากแรงดันนา้ ต่า หรื อ แรงดันไม่ คงที่
หรื อใช้ นา้ กรณีระบบไฟฟ้า
7.ช่ วยลดงบประมาณการเพิ่มกาลังการผลิตไฟฟ้าให้ แก่
ประเทศชาติ ซึ่งต้ นทุนสูงมาก
7.ไม่ ช่วยประหยัดงบประมาณของประเทศชาติ
8.ติดตัง้ เพียงเครื่ องเดียวสามารถใช้ นา้ ร้ อนได้ ทุกจุดตามที่
ต้ องการ
8.การติดตัง้ เป็ นเฉพาะจุดที่ต้องการเท่ านัน้ กรณีระบบไฟฟ้า
พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อผลิตนา้ ร้ อน (SHW)
ผลการวิเคราะห์ ต้นทุนการผลิตนา้ ร้ อนสาหรับโรงแรม
ต้ นทุนการผลิตนา้ ร้ อนสาหรั บโรงแรม ขนาด 100 ห้ อง
การใช้เครื่ องทาน้ าร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างแพร่ หลายในประเทศจีน
ระบบอิสระ (Stand Alone)
เป็ นระบบทำน้ำร้อนพลังงำน
แสงอำทิตย์ที่ใช้กนั ตำมบ้ำนพัก
อำศัยโดยทัว่ ๆ ไป มีขนำดของ
ถังเก็บน้ำร้อน ประมำณ 200
ลิตร 300 ลิตร หรือ 600 ลิตร
ขึน้ อยู่กบั ปริมำณผูพ้ กั อำศัย
ภำยในบ้ำนหลังนัน้ ๆ
ระบบขนำดใหญ่ หรือระบบรวมศูนย์
เป็ นระบบผลิตน้ำร้อน
ด้วยพลังงำนแสงอำทิตย์
ขนำดใหญ่ ติดตัง้ เพื่อใช้งำน
ในที่อยู่อำศัยที่มีคนอยู่
รวมกันมำก ๆ หรือมีควำม
ต้องกำรใช้น้ำร้อนปริมำณ
มำก เช่น คอนโดมิเนี ยม
อพำร์ทเม้นท์ โรงแรม
โรงพยำบำล เป็ นต้น
ระบบผสมผสำน (Hybrid)
เป็ นระบบผลิตน้ำร้อนด้วย
พลังงำนแสงอำทิตย์ร่วมกับ
แหล่งกำเนิดควำมร้อนอื่น ๆ
เช่น ควำมร้อนเหลือทิ้งจำก
ระบบปรับอำกำศ และระบบทำ
ควำมเย็น เป็ นต้น ซึ่งระบบนี้
จะมีระยะเวลำกำรคืนทุนที่เร็ว
ขึน้
ศักยภาพในการใช้งานระบบฯ
ปริ มาณการใช้พลังงานทั้งหมด 890 ktoe
ปริ มาณการใช้พลังงานของโรงพยาบาล
ปริมาณการใช้ พลังงานของปี
2544-2546.
โรงแรม
ระบบปรั บอากาศ 58.3 %
โรงพยาบาล
ปริ มาณการใช้พลังงานของโรงแรม
โรงแรม
โรงแรมทัง้ หมดของประเทศไทย มี 3708 แห่ ง
(321,000 ห้ อง) หากคิดสัดส่ วนการใช้ พลังงาน
และประเภทเชือ้ เพลิงที่ใช้ จะมีการใช้
เชือ้ เพลิงสาหรั บผลิตนา้ ร้ อน 34.5 ktoe/ปี คิด
เป็ น
ล้ านบาท/ปี
990
โรงพยาบาล
ระบบแสงสว่ าง
22.5 %
นา้ ร้ อนและอื่นๆ
19.2
%
โรงแรม
ปริมาณการใช้ พลังงานของปี
2544-2546.
ระบบปรั บอากาศ 55.6%
ระบบแสงสว่ าง 23.9%
นา้ ร้ อนและอื่นๆ
23.5
%
ึ ษาเทคโนโลยีการผลิตนา้ ร้อนด้วยระบบผสมผสาน
โครงการศก
พล ังงานแสงอาทิตย์ในโรงพยาบาลและโรงแรม
พพ. ได้ตด
ิ ตงต้
ั้ นแบบระบบผลิตนา้ ร้อนแบบผสมผสานระหว่างพล ังงานแสงอาทิตย์ก ับ
พล ังงานความร้อนเหลือทิง้ จากเครือ
่ งปร ับอากาศ
ผลการติดตงทดสอบระบบฯ
ั้
1. โรงพยาบาลแกลง จ.ระยอง
ี สงอาทิตย์
- จานวนแผงร ับร ังสแ
12 แผง
- ขนาดเครือ
่ งปร ับอากาศ 48,000 Btu/hr 1 ชุด
- ต้นทุนการผลิตนา้ ร้อน
0.0496 บาท/ลิตร
- ระยะเวลาคืนทุนประมาณ
2 ปี
์ ลนด์รส
ิ ไอสแ
ี งราย
2. โรงแรมดุสต
ี อร์ท จ.เชย
ี สงอาทิตย์
-จานวนแผงร ับร ังสแ
32 แผง
-ขนาดเครือ
่ งปร ับอากาศ 19,000 Btu/hr 1 ชุด
22,000 Btu/hr 1 ชุด
-ต้นทุนการผลิตนา้ ร้อน
0.0459 บาท/ลิตร
-ระยะเวลาคืนทุนประมาณ
2 ปี
โรงแรมฯ ได้ดาเนินการติดตงระบบเพิ
ั้
ม
่ จนได้ร ับ
รางว ัล Thailand Energy Award 2007 และ
ASEAN Energy Award 2007
โครงการส่ งเสริมการใช้ นา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์ ด้วยระบบผสมผสาน
่ โรงแรม
ให ้การสนับสนุนและสง่ เสริมสาหรับกิจการทีใ่ ชน้ ้ าร ้อนเป็ นวัตถุดบ
ิ เชน
โรงพยาบาล โรงงาน อาคารธุรกิจ เป็ นต ้น
ึ ษา Pre Feasibility Study และ Preliminary Design
1. สนับสนุนศก
2. สนับสนุนค่าลงทุนระบบผลิตน้ าร ้อนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เกิน 30 %
เป้าหมาย (ปี )
2550 2551 2552
2553
2554
รวม
Solar Collector (ตร.ม./ปี )
-
5,000 3,000 14,500 17,500 40,000
สงิ่ แวดล้อม (ton Co2 ต่อปี )
-
1,600 2,400 3,200 5,600 12,800
งบประมาณ(ล้านบาท/ปี )
6.00 37.50 48.75 67.50 101.25 261.00
ประโยชน์ จากการใช้ นา้ ร้ อนพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบผสมผสาน
•ใช้ พลังงานสะอาดและยั่งยืน
•ใช้ พลังงานอย่ างมีประสิทธิภาพด้ วยการ
นาความร้ อนทิง้ กลับมาใชงาน
ผลทีจ
่ ะได ้รับ
(พ.ศ.2551-2554)
•ลดการนาเข้ าพลังงานจากต่ างประเทศ
•ลดปั ญหาภาวะโลกร้ อน
สนั บสนุนการลงทุนติดตัง้ ระบบทาน้ าร ้อนพลังงานแสงอาทิตย์
เป็ นพืน
้ ที่ Solar Collecterไม่น ้อยกว่า 40,000 ตร.ม.
สามารถทดแทนการใชน้ ้ ามันไม่น ้อยกว่า 5 ktoe/ปี ในปี 2554
ขอบคุณครับ
40