การประเมินศักยภาพการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคาของอาคารสนามกีฬาในร่ม กรณีศึกษาโรงเรียนและมหาวิทยาลัย

Abstract

อาคารสนามกีฬาในร่ม เป็นอาคารช่วงกว้างที่มีศักยภาพในการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินศักยภาพและเปรียบเทียบการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนหลังคาอาคารประเภทสนามกีฬาในร่มร่วมกับการใช้แสงธรรมชาติและไม่ใช้แสงธรรมชาติ และทำการคำนวณการสำรองพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ โดยทำการเก็บข้อมูลลักษณะทางสถาปัตยกรรม สำรวจการใช้พลังงานไฟฟ้าจริงของอาคารและตารางการใช้อาคารสนามกีฬาในร่ม โดยเก็บข้อมูลอาคารสนามกีฬาในร่มจากภาคส่วนต่างๆ ของประเทศไทยจำนวนทั้งสิ้น 22 อาคาร เพื่อสร้างแบบจำลองอาคารต้นแบบในการทดลอง โดยได้ทำการคำนวณพลังงานไฟฟ้าด้วยโปรแกรม System Advisor Model 2018.11.11 และประเมินศักยภาพการนำแสงธรรมชาติมาใช้ภายในอาคารด้วยโปรแกรม DIALux evo 8.2 โดยกำหนดอาคารจำลองทั้งสิ้น 3 ขนาด และ 4 รูปแบบหลังคาอาคารที่หันไปยังทิศทางต่างๆ ทั้งหมด 8 ทิศทาง จากผลการศึกษา พบว่า หลังคาทรงเพิงหมาแหงน มุมเอียงหลังคาที่ 15 องศา หลังคาอาคารหันไปทางทิศใต้ สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้สูงที่สุด จากข้อมูลพบว่า การติดตั้งช่องแสงธรรมชาติเพียงอย่างเดียวประหยัดไฟฟ้าได้ 20-32% ของการใช้พลังงานต่อวัน แต่อย่างไรก็ตามจากการวิเคราะห์ผลอื่นๆ เพิ่มเติม พบว่า การติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์หรือการติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์ร่วมกับการติดตั้งช่องแสงธรรมชาติประหยัดไฟฟ้าได้ 60-75% ของการใช้พลังงานต่อวัน การติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์ที่เหมาะสมร่วมกับแบตเตอรี่ประหยัดไฟฟ้าได้ 100% ของการใช้พลังงานต่อวัน ในส่วนของระยะเวลาคืนทุน พบว่า การติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าแสงอาทิตย์ร่วมกับการติดตั้งช่องแสงธรรมชาติ มีระยะเวลาคืนทุนเร็วที่สุดเท่ากับ 5.1-7.8 ปี ท้ายที่สุดงานวิจัยชิ้นนี้ได้เสนอแนวทางการออกแบบติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาของอาคารสนามกีฬาในร่ม โดยคาดการณ์พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในอาคาร ค่าใช้จ่ายในการลงทุนและระยะเวลาคืนทุนจากขนาดพื้นที่ของอาคาร