โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จ่ายไฟให้ฟุตบอลโลกได้อย่างไร

ปัจจุบัน โลกกำลังเผชิญกับการทดสอบครั้งสำคัญในการเปลี่ยนผ่านพลังงาน เพื่อที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการพึ่งพาพลังงานฟอสซิล การพัฒนาพลังงานหมุนเวียนจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

ตั้งแต่ปี 2008 กาตาร์ได้ประกาศ "วิสัยทัศน์แห่งชาติ 2030 "โดยมีเป้าหมายที่จะสร้างกาตาร์ให้เป็นประเทศที่พัฒนาที่ยั่งยืน มีความสามารถในการแข่งขันระดับนานาชาติสูง และมีมาตรฐานการครองชีพที่ดี สามารถกล่าวได้ว่านี่คือความเห็นพ้องของโลกในการลดการปล่อยคาร์บอนและบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน

ในฟุตบอลโลก FIFA World Cup Qatar 2022™ กาตาร์ได้สร้างบรรทัดฐานใหม่ในด้านการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์! ตามข้อมูลจากคณะกรรมการอำนวยการและมรดกสูงสุด (SC) การลดการปล่อยคาร์บอนจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Al Kharsaah จะถูกใช้เพื่อชดเชยประมาณครึ่งหนึ่งของการปล่อยก๊าซที่เกิดจากการเป็นเจ้าภาพฟุตบอลโลกของประเทศ มาดูกันว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไรและบรรลุเป้าหมายความยั่งยืนได้อย่างไร

 

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็นการผลิตไฟฟ้าด้วย พลังงานความร้อนแสงอาทิตย์ และการผลิตไฟฟ้าด้วย พลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก

 

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแสงอาทิตย์

ระบบ พลังงานความร้อนแสงอาทิตย์ แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อนโดยการรวมแสงอาทิตย์ผ่านกระจกโค้ง (รูปตัว U) หลังจากนั้นผ่านกระบวนการร่วมกันของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน กังหันแก๊ส เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์ระบายความร้อน อุปกรณ์ตรวจสอบวงจร และท่อเก็บความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บรวบรวมจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน

กระบวนการนี้ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์กลางคือไอน้ำ ซึ่งช่วยให้ระบบหมุนเวียนความร้อนทำงานได้ โดยแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับประชาชน

 

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิกแปลงพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงเป็นไฟฟ้า โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการความร้อน

ระบบโฟโตโวลตาอิกมักประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ ตัวควบคุม อินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์กระจายไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นต้น

การผลิตไฟฟ้าโฟโตโวลตาอิกอาศัยหลักการของ ปรากฏการณ์โฟโตโวลตาอิก ที่โฟตอนทำให้เกิด การกระโดดของอิเล็กตรอน และเกิดความต่างศักย์ จากนั้นเซลล์แสงอาทิตย์จะแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรง ซึ่งจะสร้างกระแสตรงขึ้น

ระบบโฟโตโวลตาอิกมีลักษณะเด่นคือ ความน่าเชื่อถือสูง ดูแลรักษาง่าย อายุการใช้งานยาวนาน และไม่ก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากระบบโซลาร์เซลล์มีความเรียบง่ายมาก ประกอบด้วยส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เป็นหลักและไม่มีชิ้นส่วนกลไก

ดังนั้นฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิกจึงได้รับความนิยมมากกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแสงอาทิตย์ เช่นเดียวกับที่ครึ่งหนึ่งของไฟฟ้าสำหรับฟุตบอลโลกในกาตาร์มาจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก

 

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?

กาตาร์เป็นประเทศคาบสมุทรที่มีภูมิอากาศทะเลทรายเขตร้อนแบบเฉพาะ มีปริมาณฝนรายปีต่ำและอุณหภูมิสูงมาก พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นทะเลทรายราบต่ำ ทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Al-Kharsaah ทำงานในลักษณะเดียวกับสถานีไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปและฟาร์มโฟโตโวลตาอิกในชุมชน

เพียงแต่มีขนาดใหญ่มาก ครอบคลุมพื้นที่ 10 ตารางกิโลเมตร (เทียบเท่ากับสนามฟุตบอลประมาณ 1,400 สนาม) ใช้โมดูลโซลาร์เซลล์แบบ half-cut bifacial จำนวน 2 ล้านแผง ติดตั้งบนตัวติดตามแสงอาทิตย์แบบแกนเดียวเพิ่มเติมเพื่อจับแสงอาทิตย์โดยตรงและแสงสะท้อนจากพื้นดิน จากนั้นกระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับโดยอินเวอร์เตอร์แบบสตริงจำนวน 3,240 ตัว ซึ่งเชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าเต็มกำลัง

 

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์มีค่าใช้จ่ายเท่าไหร่?

ตามรายงาน U.S. Solar Market Insight Report โดยทั่วไปมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 0.89 ถึง 1.01 ดอลลาร์สหรัฐต่อวัตต์ในการสร้างฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ นั่นหมายความว่าการสร้างฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1 เมกะวัตต์ (MW) จะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 890,000 ถึง 1.01 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

แต่ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียงช่วยลดรอยเท้าคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีเงินคืนและสิ่งจูงใจ เช่น เครดิตภาษีพลังงานแสงอาทิตย์ของรัฐบาลกลางที่ช่วยชดเชยค่าใช้จ่ายในการสร้างฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงการใช้ไฟฟ้า อัตราค่าไฟฟ้าท้องถิ่น และขนาดของระบบพลังงานแสงอาทิตย์

 

วิธีการดูแลรักษาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

การดูแลรักษาที่ถูกต้องไม่เพียงแต่ ช่วยให้ประสิทธิภาพ ของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยัง ช่วยยืดอายุการใช้งาน ด้วย มาตรการดูแลรักษาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิกสามารถสรุปได้ดังนี้:

• การดูแลรักษาแผงโซลาร์เซลล์และขาตั้ง:

  ควรรักษาผิวหน้าแผงโซลาร์เซลล์ให้สะอาด และเช็ดด้วยผ้านุ่มสะอาดที่แห้งหรือเปียก ตรวจสอบความมั่นคงของขาตั้งเป็นประจำ และเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายในเวลาที่เหมาะสม

• การดูแลรักษาอินเวอร์เตอร์:

  ตรวจสอบขณะปิดเครื่องเพื่อให้แน่ใจว่าโมดูล ตัวเหนี่ยวนำ เบรกเกอร์วงจรด้านเอาต์พุต AC (ด้านกริด) และพัดลมระบายความร้อนของหม้อแปลงในอินเวอร์เตอร์สามารถเริ่มและหยุดทำงานโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิ หากตัวเก็บประจุ DC bus หมดอายุการใช้งาน ควรเปลี่ยนทันที

• การดูแลรักษาสายไฟ:

  เชื่อมต่อสายไฟกับอุปกรณ์อย่างถูกต้อง ฉนวนสายไฟไม่ควรมีรูรั่ว รอยแตก หรือความไม่เรียบชัดเจน และอุณหภูมิของสายไฟไม่ควรสูงเกินไป

 

ต้องใช้พื้นที่กี่เอเคอร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 5 เมกะวัตต์?

โดยทั่วไปเราต้องการพื้นที่อย่างน้อย 30 ถึง 40 เอเคอร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 5 เมกะวัตต์ แต่แนะนำให้ เพิ่มขนาดระบบขึ้นอีก 15-20% เพื่อหลีกเลี่ยงแหล่งแสงอาทิตย์ที่ไม่เพียงพอและการสูญเสียพลังงานจากการส่งกระแสไฟฟ้าที่ทำให้ไฟฟ้าไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้พลังงานในครัวเรือน