การติดตั้งระบบชลประทานอ้อยด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

ปัจจุบันแหล่งพลังงานทดแทนที่นิยมนำมาใช้ได้ในการเกษตรและอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้แก่ พลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่เกษตรกรนิยมนำมาใช้เพื่อการชลประทานในพื้นที่ปลูกอ้อย ซึ่งเป็นพลังงานของแสงและพลังงานของความร้อนที่แผ่รังสีมาจากดวงอาทิตย์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ระบบตามลักษณะกระแสไฟฟ้าที่ได้ คือ ระบบกระแสตรง (DIRECT CURRENT, DC) และระบบกระแสสลับ (ALTERNATING CURRENT ELECTRICITY, AC)

ส่วนประกอบที่สำคัญในการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในระบบชลประทานในไร่อ้อย

1. เซลล์แสงอาทิตย์ (SOLAR CELL) ที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ โดยกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิคอน แบ่งได้ 2 แบบตามลักษณะของผลึกที่เกิดขึ้น คือ แบบที่เป็นรูปผลึก (CRYSTAL) ชนิดผลึกเดี่ยวและชนิดผลึกรวมซิลิคอน และแบบที่ไม่เป็นรูปผลึก (AMORPHOUS) ได้แก่ ชนิดฟิล์มบางอะมอร์ฟัสซิลิคอน กลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากสารประกอบที่ไม่ใช่ซิลิคอน ซึ่งประเภทนี้จะเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 25 % ขึ้นไป แต่มีราคาสูงมาก จึงไม่นิยมนำมาใช้

2. เครื่องควบคุมการชาร์จประจุ (CHARGE CONTROLLER) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เก็บประจุกระแสไฟฟ้าที่ได้รับจากเซลล์แสงอาทิตย์มาไว้ในแบตเตอรี่ รวมถึงการจ่ายกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่ด้วย

3. แบตเตอรี่ (BATTERY) เป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ใช้เวลาที่ต้องการ

4. เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (INVERTER) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงพลังงานไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ

แหล่งพลังงานทดแทนที่นำมาใช้ร่วมกับระบบชลประทาน พบว่า พลังงานแสงอาทิตย์มีศักยภาพสูงและเหมาะสมมากที่สุด เนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์สูงเกือบตลอดทั้งปี โดยเฉพาะช่วงเดือนเมษายนถึงเดือนพฤษภาคม ซึ่งเป็นช่วงฤดูแล้งหรือฝนทิ้งช่วง ทำให้อ้อยแห้งตายเนื่อจากขาดแคลนน้ำ

ข้อดีและข้อด้อยของพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบชลประทานในไร่อ้อย

แหล่งน้ำที่นำมาใช้ในระบบชลประทาน เพื่อให้มีปริมาณน้ำเพียงพอต่อการเจริญเติบโตของอ้อย โดยเฉพาะช่วงฤดูแล้งหรือฝนทิ้งช่วง ควรมีการพัฒนาแหล่งน้ำในพื้นที่ของตนเอง เช่น การขุดสนระน้ำ และ/หรือการเจาะบ่อบาดาล

บ่อบาดาล ระดับน้ำบาดาลลึกไม่น้อยกว่า 50 เมตร ขนาดบ่อ 4-6 นิ้ว อัตราการสูบอยู่ที่ 5-10 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง (ลบ.ม./ชม.) ซึ่งหากมีการสูบน้ำวันละ 8 ชั่วโมง สามารถคำนวณต้นทุนการสูบน้ำได้ ดังนี้

รูปแบบชลประทานร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบสูบน้ำและการส่งน้ำในพื้นที่โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วย แหล่งพลังงาน ต้นกำลังในการสูบน้ำ และแหล่งน้ำและการส่งน้ำเข้าแปลงอ้อย

แหล่งพลังงาน ได้แก่ แผงโซล่าร์เซลล์ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งจะเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงมีหน่วยเป็นวัตต์

เครื่องสูบน้ำ เพื่อใช้เป็นต้นกำลังในการสูบและส่งน้ำเข้าพื้นที่ปลูกอ้อยการเกษตร

แหล่งน้ำและการส่งน้ำเข้าแปลงอ้อยควรพิจารณาทั้งปริมาณและคุณภาพน้ำ เพื่อให้เหมาะสมกับวิธีการและพื้นที่ปลูกอ้อย