การจำลองและการประเมินสมรรถนะด้านเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าไมโครกริด สำหรับการจัดการพลังงานบนเกาะฮั่ง จังหวัดกระบี่

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอการจำลองและการประเมินสมรรถนะด้านเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าไมโครกริดสำหรับเกาะฮั่ง จังหวัดกระบี่ ประเทศไทย ซึ่งเป็นพื้นที่ห่างไกลจากสายส่งไฟฟ้าหลักและขาดแคลนระบบไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ โดยใช้โปรแกรม HOMER Pro® (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources Pro®) สำหรับประเมินสมรรถนะด้านเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ โดยรองรับความต้องการโหลดไฟฟ้าของประชากรบ้านเกาะฮั่งทั้งหมด 161 ครัวเรือน ซึ่งมีความต้องการโหลดไฟฟ้ารวม (Load demand) อยู่ที่ 3,664 กิโลวัตต์ต่อวัน และความต้องการโหลดไฟฟ้าสูงสุดต่อวัน (Peak load) ที่ 426 กิโลวัตต์ต่อปี โดยกำหนดการจำลองระบบเป็น 2 รูปแบบหลักคือ ระบบผลิตไฟฟ้าไมโครกริดจากพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานที่ทำงานอย่างอิสระโดยไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าหลัก (Stand-alone หรือ Off-grid) และในรูปแบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าหลัก (Grid-connected) ผลการวิจัยพบว่า แบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดของระบบผลิตไฟฟ้าไมโครกริดจากพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานประเภท Stand-alone ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ ขนาดกำลังผลิต 4,025 กิโลวัตต์สูงสุด และกังหันลมผลิตไฟฟ้า ขนาดกำลังผลิต 250 กิโลวัตต์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ขนาด 470 กิโลวัตต์   ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ ขนาด 2,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง และอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าขนาด 3,280 กิโลวัตต์ โดยระบบนี้มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์มากที่สุด คือ มีค่าต้นทุนปัจจุบันสุทธิ (NPC) ต่ำสุดที่ 20.4 ล้านเหรียญสหรัฐต่อโครงการและมีค่าต้นทุนต่อหน่วยพลังงาน (LCOE) ต่ำสุดที่ 0.5267 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ในด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ระบบนี้มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 714.8 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี คิดเป็นปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อหน่วยไฟฟ้า (EF) 0.5419 กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง และแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดของระบบผลิตไฟฟ้าไมโครกริดจากพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานประเภท Grid-connected ประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ ขนาดกำลังผลิตที่ 3,664 กิโลวัตต์สูงสุด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ขนาด 470 กิโลวัตต์ ระบบเก็บพลังงานแบบแบตเตอรี่ ขนาด 1,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง และอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าขนาด 1,900 กิโลวัตต์ โดยมีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบมากที่สุด คือ มีค่า NPC ต่ำสุดที่ 2.73 ล้านเหรียญสหรัฐต่อโครงการ มีค่า LCOE ต่ำสุดที่ 0.1532 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง และมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 405.2 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี คิดเป็นค่า EF 0.3072 กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง โดยค่า EF ที่ได้จากทั้งสองระบบ ถือว่ามีปริมาณที่ใกล้เคียงหรือน้อยกว่า เมื่อเทียบกับค่า EF ของระบบผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยทั้งประเทศไทย ซึ่งมีค่าอยู่ที่ 0.5082 กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง