บีโอไอ:อาคารต้นแบบอนุรักษ์พลังงานจากแสงอาทิตย์

แสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่มีอยู่เองตามธรรมชาติ เป็นต้นกำเนิดของทุกสรรพสิ่ง และแม้กระทั่งพลังงานไฟฟ้า แต่การเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้านั้น ต้องมีโซลาร์เซลล์เป็นตัวนำ แม้ในปัจจุบันยังต้องลงทุนสูงและไม่คุ้มค่าก็ตาม แต่หากไม่เริ่มดำเนินการเพื่อเป็นกรณีศึกษา ต่อไปหากพลังงานจากน้ำมัน และก๊าซธรรมชาติหมดไป ในอนาคตเราอาจไม่มีพลังงานไฟฟ้าใช้

นายวิศาล วงศ์ธนาสุนทร ผู้อำนวยการฝ่ายออกแบบและบริหารงานก่อสร้าง การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. กล่าวถึงโครงการก่อสร้าง “อาคารสำนักงานใหญ่ กฟผ. ท.102” ว่า อาคารดังกล่าวเป็นอาคารต้นแบบของการอนุรักษ์พลังงานของประเทศไทย ที่มีการนำโซลาร์เซลล์มาติดตั้งในแนวตั้งของอาคารความสูง 20 ชั้น เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า และจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบไฟฟ้าของอาคาร

การที่ กฟผ. เป็นองค์กรที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการผลิตพลังงานไฟฟ้า จึงทำให้ฝ่ายออกแบบและบริหารงานก่อสร้างเล็งเห็นถึงความสำคัญ รวมทั้งยังเป็นการตอบสนองต่อนโยบายรัฐบาล จึงได้มีแนวคิดในการออกแบบโดยการนำโซลาร์เซลล์ประเภท BIPV (Building Integrated Photovoltaic) มาใช้เป็นส่วนประกอบของผนัง Curtain Wall ของอาคารดังกล่าว

อาคารนี้ถือได้ว่าเป็นอาคารต้นแบบแห่งแรกของประเทศไทย เพื่อเป็นกรณีศึกษาในการนำพลังงานทดแทนมาใช้ สำหรับตัวโครงการเริ่มดำเนินการก่อสร้างตั้งแต่ปี 2547 เปิดใช้งานอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2550

โดยเน้นการออกแบบให้เป็นอาคารประหยัดพลังงาน คำนึงถึงการรักษาสภาพแวดล้อม และวิถีทางธรรมชาติ รวมทั้งการใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เหมาะสม เพื่อลดการใช้พลังงานในอาคาร รวมถึงให้ความสำคัญกับพลังงานทดแทน โดยการนำโซลาร์เซลล์มาติดตั้งที่ผนังกระจกด้านหน้าของอาคาร เพื่อใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้การออกแบบเกิดประโยชน์สูงสุด จำเป็นต้องใช้การออกแบบทั้งด้านสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมควบคู่กัน โดยงานสถาปัตยกรรมเน้นที่การสร้างสภาพแวดล้อมเพื่อเอื้อต่อการประหยัดพลังงาน เช่น การจัดวาง Landscape การใช้ลมธรรมชาติ มีการออกแบบระบบเปลือกหุ้มอาคารเป็นกระจก 2 ชั้น เพื่อให้ความร้อนเข้าอาคารน้อยที่สุด แต่ได้รับแสงสว่างมากที่สุด การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ด้านหน้าอาคาร ซึ่งเป็นทิศตะวันออกเฉียงใต้ เพื่อรับแสงอาทิตย์ในช่วงเช้า เนื่องจากอาคารทำมุม 45 องศากับแสงอาทิตย์

ในส่วนของการติดตั้งกระจกจะเป็นกระจกแบบ 2 ชั้น ซึ่งมีคุณสมบัติที่สามารถกันความร้อนได้ดีกว่ากระจกทั่วๆ ไป ส่วนการติดตั้งโซลาร์เซลล์ของอาคารดังกล่าวจะติดในแนวตั้งตลอดความสูง 20 ชั้นของอาคาร รวมพื้นที่ประมาณ 642 ตารางเมตร จำนวน 428 แผง (ขนาด 1 x 1.5 เมตร) ใช้งบประมาณ 19 ล้านบาท ผลิตไฟฟ้าได้สูงสุด 27 กิโลวัตต์ ประมาณวันละ 50 หน่วย หรือปีละ 18,250 หน่วย

ส่วนด้านวิศวกรรม เน้นการใช้หลอดไฟฟ้าฟลูออเรสเซนต์ประสิทธิภาพสูงชนิด 32 วัตต์ และบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งได้ผ่านการทดสอบแล้วว่าสามารถลดพลังงานไฟฟ้าลงได้ถึงร้อยละ 61.9 เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดชนิด 36 วัตต์ ที่ใช้กับบัลลาสต์แกนเหล็ก

นอกจากนี้ ยังมีการใช้ระบบหมุนเวียนน้ำเย็นแบบที่สามารถปรับปริมาณน้ำเย็นไปยังส่วนต่างๆ ของอาคารได้ ใช้หอระบายความร้อนแบบไม่มีพัดลม มีระบบทำความสะอาด Condenser อัตโนมัติ และมีระบบส่งลมเย็นที่สามารถปรับเปลี่ยนการส่งลมเย็นไปยังพื้นที่ต่างๆ ตามที่ต้องการได้ ซึ่งการสั่งการเหล่านี้มาจากระบบควบคุมอาคารอัตโนมัติ BAS (Building Automation System)

หัวใจสำคัญของระบบการผลิตไฟฟ้าด้วยแสงอาทิตย์คือ ชุดแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำพวกซิลิกอน ที่มีคุณสมบัติในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงในทันทีที่มีแสงอาทิตย์ตกกระทบแผ่นเซลล์ โดย กฟผ. เลือกใช้โซลาร์เซลล์แบบอะมอร์ฟัส ที่มีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ มาติดตั้งกับอาคารในส่วนด้านหน้าที่เป็นผนังกระจกคือ บริเวณเหนือเพดานต่อกับพื้นห้องของอีกชั้นหนึ่ง

สำหรับโซลาร์เซลล์ที่นิยมใช้ในปัจจุบันมี 2 ประเภทคือ แบบคริสตัล และแบบอะมอร์ฟัส ซึ่งการที่ กฟผ. เลือกใช้แบบอะมอร์ฟัส เนื่องจากเป็นชนิดที่สามารถรับการกระจายของแสงได้ดีกว่าแบบคริสตัล และถึงแม้ว่าจะไม่ได้รับแสงอาทิตย์โดยตรง เพียงได้รับแสงสว่างก็สามารถผลิตไฟฟ้าได้

แผงโซลาร์เซลล์ดังกล่าวยังต้องสั่งจากประเทศเยอรมนี เนื่องจากเป็นผู้เชี่ยวชาญในด้านนี้ก่อนประเทศอื่นๆ แม้ว่าญี่ปุ่นจะเริ่มพัฒนาตามมาบ้างแล้วก็ตาม โดยในขณะนี้จะมีราคาสูง แต่คาดว่าในอนาคตหากมีการพัฒนาเทคโนโลยี และมีความต้องการทางการตลาดมากขึ้น จนสามารถผลิตได้ในประเทศในลักษณะเชิงพาณิชย์แล้ว ราคาจะปรับลดลงอีก ซึ่งจะก่อให้เกิดประโยชน์ในระยะยาวต่อไป

เนื่องจากฝ่ายออกแบบฯ มีความเห็นว่าควรจะออกแบบให้อาคารนี้เป็นกรณีศึกษา และเป็นโครงการนำร่อง ดังนั้นการออกแบบจึงได้คำนึงถึงด้านต่างๆ ให้เป็นไปอย่างเหมาะสม เพื่อให้อาคารดังกล่าวบรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ โดยได้ออกแบบด้านภูมิสถาปัตยกรรรม ดังนี้

1. เน้นการออกแบบผังบริเวณและอาคาร เพื่อให้ความร้อนเข้าสู่ตัวอาคารน้อยที่สุด แต่ยังได้รับแสงสว่างจากธรรมชาติมากที่สุด โดยกำหนดพื้นที่โถง ลิฟต์ ห้องน้ำ บันได และห้องเครื่องระบบปรับอากาศไว้ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ทั้งนี้เพื่อป้องกันแสงแดดและความร้อนให้กับพื้นที่สำนักงาน

2. บริเวณรอบอาคาร เน้นการปลูกต้นไม้ใหญ่ ไม้พุ่ม รวมถึงไม้คลุมดินประเภทต่างๆ เพื่อให้เกิดร่มเงา และความชุ่มชื้น ซึ่งด้านหน้าอาคารยังมีน้ำพุ และบ่อน้ำ ที่ช่วยให้สภาพแวดล้อมรอบๆ มีความเย็น สามารถลดความร้อนที่จะเข้าสู่อาคารได้

3. มีการเลือกใช้วัสดุที่ไม่ดูดกลืนความร้อน ซึ่งจะช่วยลดการสะท้อนความร้อนที่จะเข้าสู่อาคารได้ โดยเฉพาะบริเวณพื้นที่โดยรอบตัวอาคารใช้วัสดุเป็นบล็อกทึบ ร่วมกับชนิดที่สามารถปลูกหญ้าได้ เพื่อเพิ่มพื้นที่สีเขียวให้มากขึ้น

4. เลือกใช้กระจกที่มีคุณภาพสูง เพื่อป้องกันความร้อน การออกแบบถังเก็บน้ำและลานเฮลิคอปเตอร์ไว้ชั้นบนสุด เพื่อป้องกันความร้อนจากดาดฟ้า

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นพลังงานที่ได้มาจากธรรมชาติ และสามารถใช้เป็นพลังงานทดแทนอีกรูปแบบหนึ่งที่น่าสนใจ แต่การจะนำมาใช้จะต้องเปลี่ยนรูปพลังงานก่อน ซึ่งการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์เป็นตัวช่วย การประเมินความคุ้มค่าต่อการนำมาใช้ถือว่ายังไม่คุ้ม เมื่อเปรียบเทียบกับค่าไฟฟ้าต่อหน่วย ถือว่าพลังงานดังกล่าวยังมีราคาแพงกว่ามาก

หากมองอีกด้านโดยประเมินกับอายุการใช้งาน การติดตั้งโซลาร์เซลล์เพื่อแปรพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้านั้น จะเสียค่าติดตั้งเพียงครั้งเดียว ถึงแม้จะมีค่าใช้จ่ายในด้านการซ่อมบำรุง แต่สามารถใช้งานได้นานถึง 20 ปี ก็ถือว่ายังน่าลงทุน ทั้งนี้เพื่อช่วยกันลดปัญหาภาวะโลกร้อน และบรรเทาวิกฤตการณ์ด้านพลังงาน

สำหรับการใช้พลังงานของอาคารดังกล่าวนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับเกณฑ์ดัชนีการใช้พลังงานไฟฟ้าของอาคารประหยัดพลังงานสำหรับพื้นที่ปรับอากาศซึ่งมีค่าที่ 200 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/ ตารางเมตร/ปี (ชั่วโมงทำงาน = 2,000 ชั่วโมง/ปี) ดัชนีของอาคาร ท.102 อยู่ที่ 109 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/ ตารางเมตร/ปี จึงใช้พลังงานน้อยกว่าเกณฑ์ของอาคารประหยัดพลังงานร้อยละ 45

ทั้งนี้หากคิดเป็นหน่วยพลังงานไฟฟ้า สามารถประหยัดได้ถึงปีละ 3,835,000 หน่วย โดยเฉพาะหลอดไฟฟ้าที่ใช้ในอาคารสามารถประหยัดได้ถึงปีละ 800,000 หน่วย ได้พลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ปีละ 21,500 หน่วย การประหยัดพลังงานดังกล่าวเทียบเท่ากับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ปีละ 2,224 ตัน (ความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 2,090 กิโลวัตต์ จากข้อมูลการใช้พลังงานไฟฟ้าของปี 2551 เป็นจำนวน 4,600,598 หน่วย)

เนื่องจากโครงการนี้เป็นโครงการต้นแบบ และเป็นครั้งแรกในการนำโซลาร์เซลล์มาใช้กับผนังอาคารสูง การใช้งานในระยะต้นจึงมีปัญหาในระหว่างดำเนินการหลายด้าน การไม่มีประสบการณ์ทำให้ต้องใช้ระยะเวลามากในการแก้ไข โดยปัญหาหลักอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลล์ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของขนาดของผู้ผลิตในประเทศ มีราคาสูง เมื่อเทียบกับการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานชนิดอื่น รวมทั้งยังขาดประสบการณ์ในการตรวจสอบคุณภาพแผงโซลาร์เซลล์ชนิด BIPV

นับตั้งแต่มีการเปิดใช้อาคารดังกล่าวมาจนถึงปัจจุบัน อาคารหลังนี้ได้รับรางวัลต่างๆ รวมแล้วถึง 4 รางวัล คือ รางวัลสถาปัตยกรรมสีเขียวดีเด่น (ASA Green Awards) จากสมาคมสถาปนิกสยามในพระบรมราชูปถัมภ์ รางวัล Thailand Energy Awards 2009 จากกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) กระทรวงพลังงาน ประเภทอาคารสร้างสรรค์เพื่อการอนุรักษ์พลังงาน (อาคารใหม่)

รางวัล ASEAN Energy Awards 2009 จาก ASEAN Centre For Energy ประเภท ASEAN Best Practices for Energy Efficient Building Competition (New and Existing Category) โดยได้รับรางวัล ที่ประเทศพม่า และรางวัล EMERSON CUP 2009 จากการประกวดในโครงการการออกแบบระบบปรับอาคารภายในอาคาร สำหรับประเทศอินเดียและประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งจัดโดย Emerson Climate Technologies โดยได้รับรางวัล Special Mention จากประเภท Innovation of Human Comfort รับรางวัล ที่เมืองไฮเดอราบัด ประเทศอินเดีย

ติดต่อขอข้อมูล ติชม และเสนอแนะความคิดเห็นได้ที่ศูนย์บริการลงทุน สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน 0-2537-8161 หรือที่ head@boi.go.th