1. แนวทางการศึกษา และ พัฒนาระบบ โรงไฟฟาชุมชน
พลังงานความรอนแสงอาทิตย แบบยั่งยืน
สําหรับราชอาณาจักรไทย
เรื่อง แนวทางการศึกษา และ การพัฒนา
Solar Collector System, Low Pressure Turbine, Multifunction Tank
โดย
นายสุรวุฒิ สนิทวงศ ณ อยุธยา
ที่ปรึกษา อนุกรรมาธิการ พิจารณาศึกษาศักยภาพ และ ความคุมคาของพลังงานแสงอาทิตย
ของราชอาณาจักรไทย, คณะกรรมาธิการ การพลังงาน วุฒิสภา
รวมกับ
กระทรวงพลังงาน, กระทรวงวิทยาศาสตร และ เทคโนโลยี, กระทรวงอุตสาหกรรม
วันพุธที่ ๒๘ พฤศจิกายน ๒๕๕๕
ณ โรงแรมโกลเดน ทิวลิป ซอฟเฟอริน กรุงเทพมหานคร

2. ความเปนมา
ราชอาณาจักรไทย ตั้งอยูใกลเสนศูนยสูตร ในเขตรอนชื้น ซึ่งดูเสมือนวามี
คาพลังงานแสงอาทิตยอยูมาก แตเนื่องจากมีความชื้นในอากาศสูง และ ความชื้น
เหลานั้น ไดดูดซับพลังงานแสงอาทิตยไปเปนจํานวนมาก ทําใหราชอาณาจักร
ไทย มีคาความเขมของรังสีตรงแสงอาทิตยเพียง 500-550 w/m2 (ความเขม
แสงปานกลาง) แทนที่จะเปน 900 – 1,000 w/m2 (ความเขมแสงสูง) อยาง
ในประเทศที่อยูในเขตทะเลทราย
การออกแบบระบบพลังงานความรอนแสงอาทิตย สําหรับราชอาณาจักรไทย
ใหทํางานไดอยางมีประสิทธิภาพสูงสุด มีความจําเปนตองออกแบบระบบ ให
เหมาะสมตอสภาพแวดลอม, คาพลังงานแสงอาทิตย และ วัตถุดิบ ที่มีอยูในทองที่
จะนําอุปกรณ และ เครื่องจักร ที่ถูกออกแบบสําหรับสภาพแวดลอม, คาพลังงาน
แสงอาทิตย และ วัตถุดิบ ของทองที่อื่นมาใชไมได
จึงไดมีการศึกษา และ การพัฒนา Solar Collector System, Low
Pressure Turbine, Multifunction Tank ขึ้นเพื่อใหเหมาะสมตอ
สภาพแวดลอม, คาพลังงานแสงอาทิตย และ วัตถุดิบ ในราชอาณาจักรไทย

3. ภาระกิจ
พัฒนา แกไข ปรับปรุง และ จัดสราง เทคโนโลยีโรงไฟฟาพลังงาน
ความรอนจากแสงอาทิตย เพื่อใหเหมาะสมตอสภาวะแวดลอมของลูกคาแต
ละประเทศ ในเขตรอนชื้นที่มีความเขมรังสีตรงจากดวงอาทิตย ปานกลาง,
ดินออนนุม เพื่อใหไดระบบที่มีความเสถียร สามารถแขงขันในเชิง ราคา
ตนทุน, ราคาคาไฟฟา, ราคาคาบํารุงรักษา และ เปนมิตรตอสิ่งแวดลอม
อยางยั่งยืน

4. วัตถุประสงค
๑. โรงไฟฟาชุมชนที่มีเสถียรภาพ สามารถใชงานรวมกับเชื้อเพลิงชุมชนได
๒. ใชเทอรไบรขนาดเล็ก ที่สามารถผลิตไดในประเทศ ใชกับอุณหภูมิ และ
แรงดันไอน้ําต่ํา สามารถขยายกําลังการผลิตไดโดยระบบโมดูล
๓. สามารถทํางานดวยความรอนจากแสงอาทิตยไดไมต่ํากวา ๑๒ ชั่วโมง
๔. ใชวิศวกรไทย และ ชิ้นสวน ภายในประเทศไมต่ํากวา ๘๕ %
๕. ใชอินดักชั่นมอเตอร แทนการใชซินโครนัสเจนเนอเรเตอร เพื่อใหการตอ
เขากับระบบของการไฟฟา ทําไดงายขึ้น
๖. ระบบโครงสราง ระบบสะทอนพลังงาน และ ตัวรับพลังงาน ผลิตขึ้นใน
ราชอาณาจักรไทย

5. ปญหา และ อุปสรรค
ระบบพลังงานแสงอาทิตย ที่ผานมาในอดีตมีปญหา และ อุปสรรค ดังนี้
๑. มีระยะเวลาทํางานที่สั้น ประมาณ ๔ – ๕ ชั่วโมง ทั้งที่มีระยะเวลาแสงแดดคอนขางมาก
๒. ไมสามารถทํางานได ๒๔ ชั่วโมง ดวยพลังงานแสงอาทิตยเพียงอยางเดียว
๓. พลังงานทดแทนบางตัวกอใหเกิดมลภาวะ
๔. ตองพึ่งพาองคความรูจากตางประเทศ
๕. ตองนําเขาอุปกรณ และ เครื่องจักร ที่มีราคาแพงจากตางประเทศ ทําใหไมคุมคาตอการ
ลงทุน
๖. คาพลังงานแสงอาทิตยต่ํากวามาตรฐาน เพราะมีความชื้น และ เมฆมาก
๗. การออกแบบที่ใชคาการออกแบบไมเหมาะสมทําใหระบบมีประสิทธิภาพต่ํา
๘. ควรเลือกประเภทของระบบใหเหมาะตอภูมิประเทศ Solar Dish, Solar Trough,
Solar Tower, Compact Linear Fresnel Reflector (CLFR)
๙. ระเบียบ, กฎเกณฑ และ การสงเสริม ของรัฐ ที่ไมเหมาะสม และ เอื้ออํานวยตอโครงการ
๑๐. ตองขอรับเงินสนับสนุนจากทางรัฐบาล เปนการเพิ่มราคาของคาไฟฟา

6. ขอเปรียบเทียบ
ใชเนื้อที่ไดประสิทธิผลสูงสุด, เปนระบบพลังงานความ
รอนแสงอาทิตยที่มีราคาต่ําที่สุด
ราคาคาที่ดินต่ํา และ คาปรับปรุงพื้นที่นอยกวา
สามารถติดตั้งไดในพื้นที่ราบ และ ลาดเอียงไมเกิน 3 %
เปนมิตรตอสิ่งแวดลอม เพราะไมใชน้ํามันถายเทความ
รอนในระบบ และ มีเงานบังระบบนอยกวา
งายตอการติดตั้ง, งายตอการควบคุม, งายตอการซอม
บํารุง คาบํารุงรักษาต่ํา
สามารถขยายกําลังผลิตไดงาย โดยการเพิ่มเทอรไบร
และ เครื่องกําเนิดไอน้ํา
CSP Reference Plant @ 1,000 w/m2
1 MW = 12,800 Sqm = 8 Rai
= 1.3 Hectares
Rais Sqm
Solar Cell 16 25,600
Thin Film 24 38,400
Solar Trough 12 19,200
CLFR 8 12,800
Solar Tower 16 25,600

7. ขอเปรียบเทียบระบบพลังงานแสงอาทิตย
Technology Owner USD/m2
Overall
eff
Effective
cost
Seasonal
variation
Photovoltaic 80 10 800 1:2.5
Trough SEGSVI 250 14 1430 1:5
Trough EURO 206 12 1470 1:5
CLFR AUSRA 110 10 1100 1:5
Jack Wong 100 15 1500 1:5
Redressable
Trough
Xiao
50 20 250 1:2.5
Tower DPT1200 150 24 350 1:7
Dish Stirling SOLO 150 29.5 200 1:8
Dish Turbine Jack Wong 80 35 180 1:8

8. CLFR Trough
Area 1 1.5
Solar Receiver Linear Multi Tube
Method HTF Direct Steam
Tracking Power Lowest Medium
Structure Lightest Medium
Pipe Length Shortest Long
Insulator Min Moderate
Heat Losses Lowest Medium
Universal Joint Leakage None Yes
Receiver Glass Break None Yes
Reflector Twisting None Yes
Operation Time hrs 12 6
Minimum Working
Insolation
500 650
Price Lowest Medium
CLFR Chonburi, Thailand
Karnchanaburi, Thailand
การเปรียบเทียบ CLFR VS Trough

9. การแกไข
การแกไขระบบพลังงานแสงอาทิตยในราชอาณาจักรไทยเพื่อความยั่งยืน
๑. เพิ่มพื้นที่รับพลังงานใหมากขึ้น
๒. ใชถังที่สามารถทําหนาที่ไดหลายหนาที่ (Multifunction Tank)
๒.๑ เก็บพลังงานความรอน เพิ่อยืดระยะเวลาการทํางานของระบบใหยาวนานขึ้น
๒.๒ ทําใหกระแสไฟฟาไมกระโชค เมื่อมีเมฆบังระบบ
๒.๓ เปนเครื่องกําเนิดไอน้ํา
๒.๔ สามารถใชเชื้อเพลิงชุมชนไดเพื่อใหสามารถทํางานได ๒๔ ชั่วโมง โดยมีมลภาวะต่ําที่สุด
๓. ลดความยาวทอลงใหไดมากที่สุด เพื่อลดการสูญเสียพลังงาน (ความรอน, แรงเสียดทาน)
๔. ใชระบบรางสะทอนพลังงานแสงอาทิตยหลายราง เขาสูหัวรับพลังงานเดี่ยว (CLFR) แทนการใชราง
สะทอนพลังงานแสงอาทิตยรางเดี่ยว เขาสูหัวรับพลังงานเดี่ยว (Parabolic Trough) เพื่อลดการ
สูญเสียพลังงาน และ ใชพลังงานในการติดตามดวงอาทิตยต่ํา

10. การแกไข
๕. มีระบบควบคุมที่ฉลาด และ วองไวในการทํางาน สามารถสื่อสารกับโลกภายนอกได
๖. ออกแบบ และ พัฒนา ระบบดวยคนไทย
๗. พยายามจัดหา และ สราง อุปกรณ, เครื่องจักร และ ชิ้นสวน ในประเทศใหไดมากที่สุด
๘. ใชคาการออกแบบใหเหมาะสมตอสภาพภูมิอากาศของทองที่นั้นๆ
๙. แกไข ระเบียบ, กฎเกณฑ และ การสงเสริม ของรัฐ ที่เหมาะสม และ เอื้ออํานวยตอโครงการ
๑๐. หากเปนไปได ถาตนทุนการผลิตลดลง อาจไมจําเปนตอง ขอรับเงินชดเชย จากทางรัฐบาล ทําให
ไมตองขึ้นราคาคาไฟฟา

11. ไดอะแกรมพื้นฐาน

13. 15
16
1. สายพานแยกขยะ
2. เครื่องบดขยะ
3. ประตูรับขยะ
4. ยอเก็บขยะ
5. หองควบคุม
6. เครนปอนขยะ
7. เตาเผาขยะระบบ VCI
8. ระบบนําเถาออกอัตโนมัติ
9. หมอไอน้ํา
10. เครื่องผลิตไฟฟา
11. เครื่องควบแนน
12. หอระบายความรอน
13. ถังพักน้ํา
14. เครื่องบําบัดกาซแบบเปยก
15. เครื่องผลิตกาซไฮโดรเจน
16. Compact Linear Fresnel Reflector
CLFR, Water (H2), ระบบเตาเผาขยะ

14. การศึกษา และ พัฒนา
๑. ระบบดูดรับพลังงาน Solar Collector System
๒. เทอรไบร แรงดันต่ํา Low Pressure Turbine
๓. ระบบถังอเนกประสงค Multifunction Tank System
๔. การออกแบบโครงสราง Structure

15. ระบบดูดรับพลังงาน Solar Collector
ในอดีตหลอดรับพลังงานแสงอาทิตย (Solar Collector Tube) ตัวสะทอนพลังงานแสงอาทิตย
(Solar Reflector) ตองนําเขาจากตางประเทศ เพราะ ไมสามารถผลิตไดเองในประเทศ
ในปจจุบันหลอดรับพลังงานแสงอาทิตย (Solar Collector Tube) บางประเภท, ตัวสะทอน
พลังงานแสงอาทิตย (Solar Reflector) ทั้งโครงสราง และ แผนกระจก สามารถผลิตไดเองในประเทศ ถึง
จะมีประสิทธิภาพไมสูงมาก แตก็คุมคาตอการลงทุน เพราะมีราคาต่ํา และ อายุการใชงานคงทน สามารถ
ทําอุณหภูมิ และ ความดัน ไดเฉลี่ย 450 C 450 PSI

16. Solar Linear Receiver Specification
Surface Emittance ε 0.03
Surface Absorption αr
0.87
Specular Reflectance ρ 0.95
Transmittance of Glass Cover τg
0.90
Max. Temperature C 600
Max. Working Pressure PSI 400
Insulation Thermal Conductivity W/mK 0.05
Min. Direct Insolation 400 W/m2
Max. Direct Insolation 1,100 W/m2
Max. Wind Speed 160 Km/hr
Overall Efficiency 80 %

17. เทอรไบร แรงดันต่ํา Low Pressure Turbine
เนื่องจากคาพลังงานแสงอาทิตยของราชอาณาจักรไทยมีคาปานกลาง 550 w/m2 จึงไม
สามารถผลิตความรอนไดสูงมาก หากเลือกใชเทอรไบร ที่ใชแรงดันไอน้ําสูง จะทําไดยาก จึงมี
ความจําเปนที่จะตองใช เทอรไบร ที่ใชแรงดันไอน้ําต่ํา แทน (180 C @ 150 PSI) อีกทั้งเทอร
ไบร ขนาดเล็กสวนมากจะมีราคาสูงมาก ไมคุมคาตอการลงทุน และ ตองนําเขาจากตางประเทศ
ปจจุบันไดมีการศึกษา และ พัฒนา เทอรไบร ที่ใชแรงดันไอน้ําต่ํา ขนาดเล็ก 10, 50, 100,
250, 350 kW ซึ่งมีราคา และ อายุการใชงาน ที่คุมคาตอการลงทุน

18. Low Pressure Turbine Version 1

19. Low Pressure Turbine Version 2

20. Low Pressure Turbine Version 3

21. Low Pressure Turbine Version 4

22. ระบบถังอเนกประสงค Multifunction Tank
การที่ใชถังที่สามารถทําหนาที่ไดหลายหนาที่ มีขอดีดังตอไปนี้
๑. ลดตนทุนการผลิต
๒. สูญเสียพลังงานนอยมาก
๓. สามารถเก็บพลังงานความรอนไวไดนาน
๔. ใชงานรวมกับเชื้อเพลิงชุมชนได
๕. ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบสูงขึ้น
๖. ประหยัดเนื้อที่
๗. งายตอการควบคุม
๘. งายตอการบํารุงรักษา

23. การออกแบบโครงสราง • Delta Truss
• Software Analysis
- Linear First Order
- Linear Second Order
- Non-linear First Order
- Non-linear Second Order
- Dynamic Harmonic
- Dynamic Seismic
- Dynamic Modal
- Bucking
- Stiffness
- Own weight
- Shell Stress
- Torsion
- Thermal expansion
- Moment
• Antirust treatment
• Easy to transport and erection

24. ระบบถูกออกแบบตามความตองการของทองถิ่น
Solar Steam Performance @ 1 MW
Temperature Up to 750 F (180 C)
Up to 900 F (200 C)
Pressure Up to 150 PSIa (10 BARa)
Up to 230 PSIa (16 BARa)
Annual Energy per
8 Rais (12,800 Sq.m)
1,500 MWh
@ 1,000 W/m2
สมรรถนะสูง
งายตอการกอสราง
มีความเสถียรสูง
งายตอการเพิ่มกําลังผลิต
งายตอการใชงาน
ใชรวมกับน้ํา (Hydrogen)
ใชรวมกับเชื้อเพลิงชุมชน
ไรมลภาวะ
 System Efficiency 15 %
 1,500 MWhr/300 = 5 MWhr/day = 1 MW for 5 hr
 12,800 m2 @ 1 kW/m2 = 12.8 MWhrThermal = 2 MWhrelectric
 Equivalent to 1 MWhrelectric for 10 hours
 With Hydrogen Feed could increase fuel consumption 30 %
 At Night Time Thermal Energy will use as fuel economizer to
preheat feed water from 80 C to 120 C
 Use Back Up fuel 25 % for 8 hours 120 C to 180 C
 Use Back Up fuel 100 % for 6 hours 120 C to 180 C

25. รูปแบบของการออกแบบ และ พัฒนา
 ระบบไดถูกออกแบบดังนี้
ใชเนื้อที่ใหมีประสิทธิภาพสูงสุด
มีการสูญเสียพลังงานในระบบต่ํา
เปนระบบที่มีความเสถียรสูง
เปนระบบโมดูล สามารถติดตั้ง และ ขยายกําลังการผลิตไดงาย
สามารถใชงานไดคงทน โดยมีการบํารุงรักษาอยางสม่ําเสมอ
ใชงาน และ ซอมบํารุงไดงาย
คาบํารุงรักษา และ คาดําเนินการ ต่ํา
เก็บพลังงานดวยเกลือรอน
ไอน้ําเปยก หรือ ไอน้ําอิ่มตัว
ใชพลังงานในการติดตามดวงอาทิตยต่ํา
โครงสรางมีน้ําหนักเบา แตแข็งแรงมั่นคง
โครงสรางถูกออกแบบใหรับแรงลม และ แผนดินไหว
หัวรับพลังงานประสิทธิภาพสูง
สามารถใชงานรวมกับเชื้อเพลิงเสริม Biomass, Biogas, LPG, CNG, Hydrogen (Water)
สามารถทํางานได 24/7 365 วัน/ป
 ลดตนทุนการผลิต และ อาจไมจะเปนตองขอรับเงินสนับสนุนจากรัฐบาล
 ออกแบบเพื่อภูมิอากาศแบบรอนชื้น มีความเขมรังสีตรงจาดดวงอาทิตย 500 – 1,000 w/m2 และ มีพื้นที่ออนนุม

26. ประสิทธิภาพของระบบ
Efficiency %
Reflector 90
Receiver 80
Multifunction Tank 85
Turbine 30
Generator 85
Thermal to Electrical 15

27. แสดงความคิดเห็น