โซลาร์เซลล์บนหลังคาสำหรับโรงงานสิ่งทอไทย: การประเมินกรณีการผลิตไฟฟ้าใช้เอง

โรงงานสิ่งทอทำงานด้วยมอเตอร์ — เครื่อง Ring Frame, เครื่องเป่าลม, ปั๊ม, ชุดขับเครื่อง Stenter — และโหลดเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นในเวลากลางวัน ซึ่งเป็นเวลาที่แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาผลิตไฟฟ้าพอดี สำหรับโรงทอหรือโรงย้อมผ้าชั้นเดียวในเขตระยอง-ชายฝั่งทะเลตะวันออก พื้นที่หลังคามักจะอยู่ที่ 8,000–12,000 ตร.ม. เป็นแผ่นเหล็กที่ไม่มีเงาบัง หันหน้าไปทางเส้นศูนย์สูตร ในแง่ของพลังงาน หลังคานั้นคือโรงไฟฟ้าขนาด 1.2–1.8 MW ที่โรงงานเป็นเจ้าของอยู่แล้วแต่ยังไม่ได้ใช้งาน

การจับคู่แผงโซลาร์เซลล์กับรูปแบบโหลด

ข้อผิดพลาดคือการกำหนดขนาดที่ใหญ่เกินไปสำหรับกำลังผลิตที่ระบุ (nameplate kilowatts) แทนที่จะเป็นการใช้เอง โหลดทั่วไปในเวลากลางวันของโรงงานไทยจะกว้างและคงที่ — เครื่องเป่าลมของเครื่อง Stenter และเครื่อง Ring Frame ดึงไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 08:00 ถึง 17:00 น. — ซึ่งสอดคล้องกับช่วงสูงสุดของแผงที่หันหน้าไปทางทิศใต้ในช่วง 9:00–15:00 น. เป้าหมายทางเศรษฐกิจไม่ใช่การผลิตสูงสุด แต่เป็นการใช้เองสูงสุด ทุกกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ส่งออกไปยังโครงข่ายไฟฟ้าจะขายในอัตราค่าตอบแทนการรับซื้อไฟฟ้า ซึ่งต่ำกว่าอัตราค่าไฟฟ้าปลีกที่โรงงานจ่ายเพื่อนำเข้า กฎการออกแบบข้อแรก: กำหนดขนาดแผงโซลาร์เซลล์เพื่อให้ 90%+ ของการผลิตถูกใช้ในสถานที่ และถือว่าการส่งออกเป็นผลพลอยได้เล็กน้อย

จะใช้แบตเตอรี่หรือไม่ใช้แบตเตอรี่

การจัดเก็บพลังงานจะคุ้มค่าก็ต่อเมื่อโรงงานมีการทำงานกะกลางคืน หรือมีสายอบผ้า (stenter) ที่ทำงานเลยช่วงพระอาทิตย์ตกดิน สำหรับโรงงานตกแต่งผ้าที่ทำงานกะเดียว แบตเตอรี่มักจะมีค่า NPV เป็นลบ: โหลดไฟฟ้าช่วงกลางวันดูดซับการผลิตไฟฟ้าไปแล้ว และการสูญเสียจากการชาร์จ/ดิสชาร์จ รวมถึงค่าเสื่อมของเซลล์มีราคาสูงกว่าค่าไฟฟ้ากลางคืนที่ประหยัดได้ สำหรับโรงย้อมผ้าที่ทำงาน 24 ชั่วโมง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 1.5–2.0 MWh ที่สามารถเปลี่ยนการผลิตไฟฟ้าประมาณ 20% ไปใช้กับเครื่องอบผ้าและปั๊มป้อนหม้อไอน้ำในช่วงเย็น สามารถเพิ่มอัตราการใช้ไฟฟ้าเองจาก 70% เป็น 95% — แต่เป็นเพราะค่าไฟฟ้ากลางคืนมีค่าบริการความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุด (peak-demand surcharge) ลองคำนวณจากโปรไฟล์การใช้ไฟฟ้าของคุณเอง ไม่ใช่โปรไฟล์ทั่วไป

เป็นเจ้าของและดำเนินการเอง หรือทำสัญญา PPA?

สัญญา PPA โซลาร์เซลล์ — ซึ่งผู้พัฒนาเป็นเจ้าของ สร้าง และดำเนินการระบบ และขายไฟฟ้าให้โรงงานในอัตราคงที่ โดยทั่วไปคือ 3.8–4.3 บาท/kWh เป็นเวลา 15–20 ปี — ช่วยลดเงินลงทุนเริ่มต้นและความเสี่ยงด้านประสิทธิภาพ เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับโรงงานที่ไม่สามารถจัดสรรเงินทุนสำหรับสินทรัพย์ที่ไม่ใช่ธุรกิจหลัก หรือขาดบุคลากรด้านการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าภายใน การเป็นเจ้าของโดยตรงในทางกลับกัน ให้ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำกว่า (ประมาณ 2.6–3.0 บาท/kWh เมื่อคิดเฉลี่ยตลอด 25 ปี) แต่ต้องใช้เงินลงทุนล่วงหน้าและผูกมัดโรงงานกับการดำเนินงาน การเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์ในปีที่ 10–12 และการทำความสะอาดแผงในช่วงฤดูแล้ง การตัดสินใจนี้เป็นเรื่องของการเงิน ไม่ใช่เรื่องทางเทคนิค: การเป็นเจ้าของจะคุ้มค่าเมื่อโรงงานสามารถจัดหาเงินลงทุนจากกระแสเงินสดและให้ความสำคัญกับสินทรัพย์ในงบดุล; สัญญา PPA จะคุ้มค่าเมื่อความเร็วและการไม่มีเงินลงทุนเริ่มต้นมีความสำคัญมากกว่า

• ดึงข้อมูลมิเตอร์ช่วง 15 นาทีตลอดทั้งปี — ค่าเฉลี่ยจะซ่อนค่าต่ำสุดช่วงกลางวันที่เป็นตัวกำหนดเพดานการกำหนดขนาด
• ทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์หนึ่งครั้งในฤดูแล้ง (ธ.ค.–ก.พ.); ฝุ่นละอองในพื้นที่ระยองลดผลผลิตลง 6–9% ระหว่างการทำความสะอาด
• สำรองกำลังการผลิตอินเวอร์เตอร์ที่ 1.1 เท่าของกำลังไฟฟ้ากระแสตรง (DC nameplate) — ความเข้มแสงแดดช่วงกลางวันในประเทศไทยไม่ค่อยคุ้มค่ากับการโอเวอร์ไซส์ DC ที่สูงกว่านี้
• เชื่อมต่อระบบ SCADA ของแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับแดชบอร์ดพลังงานเดียวกับมิเตอร์เครื่องอบผ้าและหม้อไอน้ำ; ISO 50001 ให้รางวัลกับการวัดค่าแบบย่อยที่บูรณาการ

พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้ลดการปล่อยคาร์บอนของโรงงานสิ่งทอด้วยตัวมันเอง — มันครอบคลุมโหลดไฟฟ้าช่วงกลางวัน ไม่ใช่โหลดความร้อนที่ใช้แก๊สซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการตกแต่งผ้า หากใช้ร่วมกับการนำความร้อนทิ้งจากเครื่องอบผ้ากลับมาใช้ใหม่ที่กล่าวถึงใน §04 ทั้งสองอย่างรวมกันจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Scope 1+2 ของโรงงานตกแต่งผ้ากะเดียวได้ประมาณ 40% โดยมีระยะเวลาคืนทุนแบบผสมผสานไม่ถึงสามปี นี่คือการผสมผสานที่ทำให้การคำนวณการนำเข้าภายใต้ EU CBAM เป็นไปได้ ไม่ใช่แค่แผงโซลาร์เซลล์เพียงอย่างเดียว