ระบบไฟฟ้าสำหรับพื้นที่ห่างไกล เลือกใช้ได้ดีเซลหรือแสงอาทิตย์

พื้นที่อุทยานแห่งชาติครอบคลุมพื้นที่ทั้งทางบก และทางทะเลกระจายทั่วทุกภูมิภาคของประเทศไทย หลายแห่งอยู่ในป่าลึก บนเขาสูง กลางทะเล การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ไฟฟ้า ประปา จึงทำได้ยากและไม่ทั่วถึง โดยเฉพาะระบบไฟฟ้าจากแนวสายส่งของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคที่เข้าไม่ถึงเขตพื้นที่ป่าอนุรักษ์

อุทยานแห่งชาติหลายแห่งจึงต้องผลิตกระแสไฟฟ้าจากเครื่องปั่นไฟด้วยเครื่องยนต์ดีเซลทำให้เกิดปัญหาและผลกระทบด้านสภาพแวดล้อม ค่าใช้จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง การดูแลบำรุงรักษาเครื่องยนต์สูง โดยเฉพาะแหล่งท่องเที่ยวที่เป็นที่นิยม ทำให้ไฟฟ้าไม่เพียงพอต่อการปฏิบัติงานและอำนวยความสะดวกแก่นักท่องเที่ยว

เมื่อครั้งที่ยังผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องปั่นไฟด้วยเครื่องยนต์ดีเซลนั้น มีข้อกำหนดสำหรับบ้านพักของเจ้าหน้าที่อุทยานแห่งชาติว่า สามารถใช้ไฟได้แค่ช่วงหกโมงเย็นจนถึงเที่ยงคืนเท่านั้น เพื่อประหยัดการใช้น้ำมันดีเซล ทำให้ที่อุทยานไม่สามารถใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง เช่น ตู้เย็นหรือตู้แช่เพื่อใช้ในการแช่เย็นสิ่งของจำเป็นหรือวัคซีนต่างได้ เนื่องจากหากต้องปั่นไฟทั้งวันทั้งคืนต้นทุนค่าใช้จ่ายสำหรับค่าไฟสูงประมาณ 30 บาทต่อยูนิต

นอกจากปัญหาเรื่องปริมาณไฟฟ้าไม่พอใช้ และต้นทุนการผลิตไฟฟ้าที่สูงแล้ว ทางอุทยานแห่งชาติยังประสบปัญหาอีกหลายเรื่อง ไม่ว่าจะเป็นเรื่องเสียง ควันและเขม่า คราบน้ำมันบนพื้นทราย เครื่องปั่นไฟชำรุดบ่อยเฉลี่ยเดือนละครั้ง และกระแสไฟฟ้าที่ไม่เสถียรทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเสียหาย

ปัญหาข้างต้นส่งผลให้หน่วยพิทักษ์อุทยานแห่งชาติและหน่วยพิทักษ์เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า เห็นความสำคัญของพลังงานหมุนเวียนในการผลิตไฟฟ้าโดยเฉพาะพลังงานงานจากแสงอาทิตย์ ซึ่งได้รับความนิยมอันเนื่องจากความต้องการพลังงานไม่มากนัก ติดตั้งได้ง่าย ราคาไม่สูงนัก อีกทั้งในอดีตยังมีหน่วยงานอย่าง กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน เข้าไปให้การสนับสนุนพลังงานแสงอาทิตย์ จึงบรรเทาปัญหาได้บ้าง แต่การใช้งานระบบดังกล่าวมักประสบปัญหาเกี่ยวกับแบตเตอรี และอุปกรณ์หลักพังเสียหาย เช่น อินเวอร์เตอร์

ผศ.ดร.อุสาห์ บุญบำรุง นักวิจัย มจธ. กล่าวว่า จากปัญหาของทางอุทยานที่กล่าวมาในข้างต้นนั้น ตรงกับโจทย์วิจัยระบบผลิตไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกล ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ที่ดำเนินงานมายาวนานกว่า 25 ปี โดยเริ่มดำเนินโครงการในพื้นที่สถานีวิจัยรักษาพันธุ์สัตว์ป่าฉะเชิงเทรา

“จากนั้นทางกรมป่าได้ขยายผลไปสู่อุทยานแห่งชาติภูกระดึง อุทยานแห่งชาติตะรุเตา เขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าห้วยขาแข้ง และพื้นที่อื่นๆ รวมแล้ว 14 ระบบ เพื่อใช้เป็นโครงการนำร่องในการนำระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานและแบบอิสระ ไปใช้งานในอุทยานแห่งชาติทางบก อุทยานแห่งชาติทางทะเล และเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า รวมทั้งเป็นต้นแบบที่นำไปประยุกต์ใช้กับพื้นที่ชุมชนที่ห่างไกลไม่มีไฟฟ้าใช้”

สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าที่ มจธ.นำลงไปพัฒนาให้แก่อุทยานแห่งชาติธารโบกขรณี เกาะห้อง จังหวัดกระบี่ เป็นระบบการผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสาน (Hybrid) ที่รวมเอาข้อดีของระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์ (Solar cell) และเครื่องปั่นไฟด้วยเครื่องยนต์ดีเซลเข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดปี 24 ชั่วโมง โดยตัดข้อจำกัดของการผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ในฤดูฝนออก เพราะถึงมีฝนตกติดต่อกันหลายวันก็สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ จากการใช้เครื่องยนต์ดีเซลผลิตไฟฟ้าแทน ซึ่งระบบผลิตไฟฟ้านี้สามารถเลือกได้ว่าจะเป็นระบบควบคุมการผลิตไฟฟ้าแบบอัตโนมัติหรือควบคุมด้วยตัวเอง

“อุทยานแห่งชาติธารโบกขรณียังเป็นแห่งแรก ที่ได้นำระบบพยากรณ์อากาศและระบบติดตามการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์มาติดตั้ง  และด้วยการทำงานของระบบทั้งสอง ทำให้ค่าไฟในอุทยานแห่งนี้ มีราคาที่ต่ำว่าอุทยานแห่งอื่นๆ ที่ทางมหาวิทยาลัยได้นำระบบผลิตไฟฟ้าไปติดตั้ง กล่าวคือจากค่าไฟฟ้า 20 บาทต่อยูนิต เหลือเพียง 10 บาทต่อยูนิต เพราะจุดเด่นของระบบพยากรณ์อากาศคือสามารถพยากรณ์อากาศ บอกได้ถึงปริมาณของแสงอาทิตย์และความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของระบบโซลาร์เซลล์ ทำให้สารมารถรู้ล่วงหน้าได้ และประหยัดเชื้อเพลิงที่จะใช้ในการติดเครื่องยนต์ปั่นไฟได้” ผศ.ดร.อุสาห์กล่าว

ในส่วนของระบบติดตามการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ พัฒนาจากปัญหาเรื่องความล่าช้าในการแจ้งปัญหา และความล่าช้าสำหรับเจ้าหน้าที่ในการเดินทางไปซ่อมบำรุง ส่งผลให้ระบบผลิตไฟฟ้าในหลายๆ ที่พังเสียหาย ทาง มจธ.จึงได้สร้างเครือข่ายขึ้นมา เพื่อจะสามารถลงไปจัดการปัญหาได้ทันท่วงที และพัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยในการติดตามการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าว่า โซลาร์เซลล์มีกำลังการผลิตได้เท่าไร มีการชาร์จไฟฟ้าเข้าไปในแบตเตอรีเท่าใด และใช้ไฟฟ้าไปเป็นปริมาณเท่าใด หรือตอนนี้แบตเตอรีต่ำแล้ว ควรลดกำลังการใช้ไฟฟ้า เพื่อป้องกันแบตเตอรีเสียหายจากการใช้ไฟฟ้าจนหมด
“ระบบติดตามจะเก็บข้อมูลทุกๆ 5 นาที และมีซิมการ์ดเพื่อส่งข้อมูลด้วยสัญญาณโทรศัพท์ ซึ่งจะแสดงขึ้นที่หน้าจอของผู้ดูแลระบบที่อาจจะทำงานอยู่บนฝั่ง เมื่อผู้ดูแลระบบเห็นความผิดปกติในการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้า ในช่วงแรกก็จะแจ้งให้เจ้าหน้าที่บนเกาะเข้าไปซ่อมแซมก่อนในเบื้องต้น จากนั้นทาง มจธ.ก็จะส่งเจ้าหน้าที่ไปซ่อม ระบบนี้ทำให้สามารถรู้ปัญหาของการเดินระบบได้อย่างรวดเร็ว เพราะถ้ารอให้ปัญหาเกิดก่อนแล้วค่อยแจ้งผู้ดูแลระบบก็อาจจะไม่ทัน เพราะอาจจะต้องใช้เวลาหลายวันในการเดินทางไปที่อุทยานแห่งชาติ นอกจากี้ทางมหาวิทยาลัยได้เริ่มอบรมเจ้าหน้าที่ประจำอุทยานแห่งชาติให้สามารถดูแลรักษาระบบ และเข้าใจการทำงานของระบบที่ซับซ้อนขึ้นได้เป็นอย่างดี” ผศ.ดร.อุสาห์อธิบาย

สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าทั้งสองระบบนั้น มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) ที่ทำหน้าที่แปลงทั้งพลังงานแสงและพลังงานจลน์จากมอเตอร์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า แล้วส่งไปตามสายไฟเข้าสู่บ้านเรือนผู้ใช้โดยตรง ในขณะเดียวกันก็จะชาร์จไฟที่เหลือใช้เข้าไปเก็บไว้ในแบตเตอรี ซึ่งแบตเตอรีที่ใช้ในการเก็บไฟบนอุทยานแห่งนี้ คือแบตเตอรีตะกั่วกรดแบบเจลที่ไม่ต้องเติมน้ำกลั่น แต่ถ้าแบตเตอรีที่ใช้เก็บไฟสำหรับครัวเรือนที่มีคนอาศัยอยู่ ต้องใช้แบตเตอรีแบบลิเทียมไอออน

ในการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานหลายๆ ครั้ง ผศ.ดร.อุสาห์ได้ความร่วมมือจาก ผศ.ดร.ปฐมาภรณ์ ศรีผดุงธรรม รองคณบดีวิเทศสัมพันธ์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ที่ทำงานร่วมกันมายาวนานตั้งแต่ปี 2538 ทั้งด้านการสนับสนุนบุคลากร ข้อมูลทางด้านวิชาการและความรู้เรื่องเทคโนโลยี อย่างเช่นเทคโนโลยีการติดตามและการสื่อสารระหว่างตัวระบบผลิตไฟฟ้าและระบบควบคุม

“แม้ว่าค่าไฟที่ผลิตได้จากระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสาน จะแพงกว่าอัตราค่าไฟของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ที่อยู่บนฝั่งก็ตาม แต่ก็ยังคุ้มค่าสำหรับเกาะที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง คุ้มมากกว่าที่จะต้องเดินสายเคเบิลใต้น้ำ ซึ่งต้องใช้งบประมาณลงทุนถึงพันล้าน ดังนั้นระบบนี้จึงตอบโจทย์มากกว่าระบบเคเบิลใต้น้ำ” ผศ.ดร.อุสาห์สรุป