นิสิตระดับปริญญาตรี
นิสิตระดับบัณฑิตศึกษา
อาจารย์ / นักวิจัย
บุคคลทั่วไป / ประชาชน
ALL
การเปลี่ยนผ่านพลังงานปี 2025 บทเรียนจาก Agrivoltaics ปลูกพืชปลูกพลังงานไปด้วยกัน ทางเลือกใหม่ของเกษตรกร
นางสาวดวงใจ เข็มแดง
นักเอกสารสนเทศปฏิบัติการ
ฝ่ายสารสนเทศ สำนักหอสมุด มก.
ห้องปฏิบัติการพลังงานทั่วโลกเคยตั้งคำถามเดียวกันว่า "ทำได้หรือไม่" แต่ในปี 2025 คำถามเปลี่ยนไปเป็น "คุ้มค่าหรือไม่" "ทนทานพอหรือยัง" และสำคัญที่สุด "ใช้ได้จริงในชีวิตประจำวันหรือไม่" การเปลี่ยนผ่านนี้ไม่ใช่แค่เรื่องของตัวเลขบนกระดาษ แต่เป็นเรื่องของการนำเทคโนโลยีลงสู่ภาคสนาม ไร่นา ท่าเรือ ชุมชนป่าไม้ และโรงงานแปรรูป ที่ซึ่งความสำเร็จวัดด้วยรายได้ ความทนทาน และการยอมรับของผู้ใช้จริง
บทความนี้สำรวจเทคโนโลยีพลังงาน 5 สายหลัก ที่กำลังก้าวสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ พร้อมมุมมองเฉพาะต่อ Agrivoltaics (โซลาร์ร่วมการเกษตร) ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนว่าเมื่อเทคโนโลยีออกแบบให้เข้ากับบริบทจริง พื้นที่เดียวกันสามารถสร้างมูลค่าหลายมิติได้อย่างไร
5 เทคโนโลยีพลังงานใหม่ ที่กำลังพิสูจน์ความคุ้มค่า
1. เซลล์แสงอาทิตย์เพโรฟสไกต์-แทนดัม เพิ่มผลผลิตไฟฟ้าโดยไม่เพิ่มพื้นที่ เทคโนโลยีการซ้อนชั้นวัสดุดูดกลืนแสงสองชนิด เพโรฟสไกต์สำหรับแสงพลังงานสูงและซิลิคอนสำหรับแสงพลังงานต่ำ ทำให้ได้พลังงานมากขึ้นจากพื้นที่เท่าเดิม สิ่งที่สำคัญกว่าตัวเลขประสิทธิภาพคือ ต้นทุนต่อหน่วยพลังงาน (LCOE) ที่ลดลง โดยไม่ต้องขยายพื้นที่ติดตั้ง นี่คือข้อได้เปรียบสำคัญในพื้นที่ราคาแพง เช่น หลังคาโรงงานในเมืองหรือฟาร์มโซลาร์ลอยน้ำที่ต้องแชร์พื้นที่กับการเกษตร
ประเด็นที่อุตสาหกรรมกำลังแก้คือความทนทานในสภาพใช้งานจริง การรับมือกับความชื้น รังสี UV และอัตราการเสื่อมสภาพตามเวลา ที่จะกำหนดว่าเทคโนโลยีนี้จะกลายเป็นมาตรฐานใหม่หรือเป็นแค่ตัวเลือกพิเศษสำหรับโครงการขนาดใหญ่
2. แบตเตอรี่โซเดียมไอออน เมื่อความคุ้มค่าสำคัญกว่าความบางเบา โซเดียมไอออนไม่ได้มาแข่งด้วยความหนาแน่นพลังงานสูงสุด แต่มาด้วยข้อเสนอที่ต่างออกไป: วัตถุดิบหาได้ง่าย ราคาถูกกว่า ปลอดภัยกว่า และเหมาะกับการชาร์จ-ดิสชาร์จบ่อย เมื่อวัดด้วย ต้นทุนการกักเก็บตลอดอายุใช้งาน (LCOS) ในบริบทที่ไม่ได้เน้นน้ำหนักเบา เช่น ระบบกักเก็บพลังงานชุมชน โรงเรือนเกษตร หรือรถยนต์ไฟฟ้าในเมืองที่วิ่งระยะสั้น โซเดียมไอออนเป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผลกว่า
การประยุกต์ใช้ในภาคเกษตรชัดเจน เก็บพลังงานจากแผงโซลาร์กลางวันไว้จ่ายให้ปั๊มน้ำและระบบควบคุมสภาพแวดล้อมในโรงเรือนตอนกลางคืน โดยไม่ต้องกังวลเรื่องน้ำหนักหรือพื้นที่ติดตั้ง แต่ได้ความปลอดภัยและความคุ้มค่าที่สูงกว่า
3. แบตเตอรี่เหล็ก-อากาศ วัดด้วยเวลา ไม่ใช่กำลังไฟฟ้า แบตเตอรี่ชนิดนี้ตอบคำถามที่ต่างออกไป จ่ายพลังงานต่อเนื่องได้นานแค่ไหน แทนที่จะเป็นจ่ายกำลังไฟฟ้าแรงแค่ไหน ด้วยการใช้ปฏิกิริยาเคมีระหว่างเหล็กและออกซิเจน เทคโนโลยีนี้สามารถจ่ายพลังงานได้หลายสิบถึงหลายร้อยชั่วโมง เป็นสะพานเวลาที่ระบบไฟฟ้าต้องการเพื่อข้ามช่วงที่พลังงานหมุนเวียนไม่พร้อมใช้
การใช้งานที่เห็นภาพชัดคือในนิคมอุตสาหกรรมหรือชุมชนเกษตรที่ต้องรักษาเสถียรภาพของโหลดสำคัญเครื่องทำความเย็น โรงสี เครื่องอบเมล็ดพืช โดยไม่ต้องพึ่งเครื่องกำเนิดดีเซลสำรอง ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือใช้วัสดุที่หาง่าย (เหล็ก) ทำให้มีต้นทุนต่ำและเหมาะกับการกระจายอำนาจทางพลังงาน
4. พลังงานธรณีความร้อนหินร้อนยิ่งยวด พลังงานฐานที่ไม่ต้องรอธรรมชาติ เทคโนโลยีนี้เปิดศักยภาพใหม่ของพลังงานธรณีความร้อน ไม่ต้องรอแหล่งน้ำพุร้อนธรรมชาติ เพียงเจาะลึกลงไปในชั้นหินที่มีอุณหภูมิสูงมาก นวัตกรรมสำคัญคือการเจาะด้วยคลื่นมิลลิเมตร (Gyrotron) แทนสว่านกลไก ซึ่งอาจลดเวลาและต้นทุนการเจาะได้อย่างมีนัย
หากเทคโนโลยีนี้ควบคุมต้นทุนต่อเมตรและความทนทานของวัสดุได้ เราจะได้พลังงานฐานคาร์บอนต่ำที่ผลิตได้ตลอด 24 ชั่วโมง ใช้พื้นที่น้อย และตั้งได้ในหลายพื้นที่ การใช้งานไม่จำกัดแค่ผลิตไฟฟ้า "ความร้อนกระบวนการ" สำหรับโรงงานแปรรูปอาหารทะเลและเกษตรสามารถใช้ความร้อนโดยตรง ลดการพึ่งพาดีเซลและก๊าซอย่างมีนัยสำคัญ
5. แบตเตอรี่ไฮโดรเจนสถานะของแข็ง แนวหน้าที่ยังต้องรอ เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ระดับวิจัย-พัฒนา แต่มีศักยภาพในการเชื่อมโลกของแบตเตอรี่กับเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ด้วยการเก็บพลังงานหนาแน่นสูงในรูปของแข็งที่ปลอดภัย ไม่ต้องใช้ถังแรงดันสูง หากเสถียรภาพวัฏจักรและการผลิตระดับอุตสาหกรรมประสบความสำเร็จ การใช้งานจะครอบคลุมยานพาหนะงานหนัก เรือประมงไกลฝั่ง และระบบสำรองไฟฟ้าขนาดใหญ่
Agrivoltaics เมื่อพื้นที่เดียวสร้างมูลค่าสองทาง Agrivoltaics คือการออกแบบพื้นที่เดียวให้ผลิตไฟฟ้า และเพาะปลูก/เลี้ยงสัตว์ไปพร้อมกัน โดยไม่ให้ทั้งสองกิจกรรมแย่งพื้นที่กัน แนวคิดนี้ตั้งอยู่บนหลักการง่าย ๆ คือยกแผงโซลาร์ให้สูงหรือเว้นระยะเพื่อให้แสง ลม น้ำ และเครื่องจักรเข้า-ออกได้ พืชจึงยังเติบโตได้ ขณะที่แผงรับแดดผลิตไฟ เป้าหมายคือเพิ่มผลผลิตรวมต่อพื้นที่ได้ทั้งไฟฟ้าและอาหาร ลดความเสี่ยงจากสภาพอากาศสุดขั้ว และสร้างรายได้หลายทาง
การออกแบบที่พบบ่อยมี 4 แบบ
1. แผงยกสูงแถวห่าง (Elevated/Fixed-tilt) เหมาะกับพืชแถวเตี้ยถึงกลาง ให้รถไถและคนงานเข้าทำงานได้สะดวก เป็นรูปแบบที่นิยมในไร่ผักและสมุนไพร
2. แผงแนวตั้งสองหน้า (Vertical bifacial) ตั้งแผงฉากกับพื้นรับแสงสองด้าน ลดเงาทาบยาว เหมาะกับพื้นที่ลมแรงหรือมีหิมะ หรือใช้เป็นรั้วพลังงานตามแนวเขตแดนฟาร์ม
3. ระบบติดตามดวงอาทิตย์ (Single-axis tracker) เพิ่มผลผลิตไฟฟ้าได้มาก แต่ต้องจัดการเงา การรดน้ำ และทางเดินคนงานอย่างละเอียด
4. โซลาร์ลอยน้ำร่วมการทำเกษตรลอยน้ำ/ประมง ใช้บ่อกักน้ำหรือสระเก็บน้ำร่วมกัน ลดการระเหยของน้ำและวางระบบชลประทานใกล้กัน
พืชและกิจกรรมที่เข้ากันได้
พืชที่มักประสบความสำเร็จใน Agrivoltaics คือกลุ่มพืชทนร่ม ผักใบ สมุนไพร สตรอว์เบอร์รี ชา กาแฟ เห็ด และไม้ตัดใบ รวมถึงผลไม้บางชนิดอย่างบลูเบอร์รีและองุ่น ที่สามารถใช้แผงโซลาร์เป็นชายคา ลดแสงแดดจัดและลูกเห็บได้
ในฟากปศุสัตว์ Solar grazing การปล่อยแกะหรือแพะกัดเล็มหญ้าใต้แผงโซลาร์กำลังได้รับความนิยม ลดการใช้เครื่องจักรและเชื้อเพลิง ขณะเดียวกันก็ให้ร่มเงาแก่สัตว์ไปพร้อมกัน
กิจกรรมฟาร์มอื่น ๆ ที่ใช้ประโยชน์จากไฟฟ้าในพื้นที่ ได้แก่ โรงเพาะกล้า โรงเรือนระบายอากาศ ระบบปั๊มน้ำและน้ำหยด และห้องเย็นขนาดเล็ก ทั้งหมดนี้สามารถใช้พลังงานได้โดยตรง
ประโยชน์ที่วัดได้ รายได้เพิ่มขึ้น จากการขายไฟฟ้าและผลผลิตทางการเกษตร ช่วยลดความผันผวนของรายได้เกษตร ที่พึ่งพาผลผลิตอย่างเดียว
ไมโครไคลเมตที่ดีขึ้น ร่มเงาจากแผงช่วยลดความเครียดของพืชในช่วงคลื่นความร้อนและลดการคายน้ำ ทำให้พืชบางชนิดเติบโตได้ดีกว่าในแปลงปกติ
การจัดการน้ำที่มีประสิทธิภาพ เงาแผงลดการระเหยของน้ำ ขณะที่ระบบรางรับน้ำฝนจากแผงสามารถเก็บน้ำลงถังหรือสระได้ ลดการพึ่งพาน้ำชลประทาน
ความยืดหยุ่นเชิงภูมิอากาศ พืช คนงาน และสัตว์ทำงานได้สบายขึ้นในวันที่อากาศไม่เป็นใจ ทั้งแดดจัดและฝนตก
ข้อท้าทายที่ต้องออกแบบให้ดี การจัดการเงาและแสง ต้องปรับความสูง มุมเอียง และระยะห่างของแผงให้พืชได้แสงเพียงพอ ในขณะเดียวกันก็ต้องเผื่อพื้นที่ให้เครื่องมือเกษตรเข้าถึงได้
ทางเดินและเครื่องจักร ต้องออกแบบหน้ากว้างสำหรับรถไถและเครื่องเก็บเกี่ยว รวมถึงจุดกลับรถและทางเดินคนงาน
น้ำและดิน ออกแบบร่องน้ำและรางรับน้ำจากแผงให้ไม่ก่อให้เกิดการกัดเซาะ และวางหัวน้ำหยดให้ไม่กระทบกับสายไฟฟ้า
สัญญาและสิทธิในที่ดิน ต้องแบ่งประโยชน์ระหว่างเจ้าของที่ดิน ผู้พัฒนาโครงการ และชุมชนให้ชัดเจนและเป็นธรรม
การบำรุงรักษา ครอบคลุมความสะอาดของแผง การตัดหญ้า (หรือใช้สัตว์แทน) และความปลอดภัยของระบบไฟฟ้า
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้จริง ไร่ผักและสมุนไพรในเขตร้อน ตั้งแผงยกสูงเว้นระยะ 6-8 เมตรให้รถเข็นเข้าได้ ปลูกผักใบและสมุนไพรที่ชอบร่มบางส่วน ใช้ไฟฟ้าจ่ายให้ปั๊มน้ำและห้องเย็นหลังบ้าน
สวนองุ่นและผลไม้ในที่สูง ใช้แผงเป็นชายคา ช่วยลดแดดจัดและลูกเห็บ พร้อมจ่ายไฟให้โรงคัดแยกผล
ฟาร์มโคนมและแพะ ทำ Solar carport เหนือคอกและลานรีดนม ให้ร่มเงาแก่สัตว์และชาร์จอุปกรณ์ไฟฟ้า
หมู่บ้านชลประทาน วางโซลาร์ลอยน้ำบนบ่อเก็บน้ำ ลดการระเหยและจ่ายไฟให้ปั๊มชลประทานตอนกลางคืน
การเริ่มต้นที่ปลอดภัยคือทำแปลงนำร่องเล็ก ๆ ก่อนขยาย โดยปฏิบัติตามขั้นตอนเหล่านี้
1. กำหนดภารกิจพื้นที่ ว่าจะเน้นผลิตไฟฟ้า หรือเน้นผลผลิตเกษตร หรือให้สมดุลทั้งสองอย่าง พืชเป้าหมายคืออะไร
2. สำรวจแดด ลม ดิน น้ำ ตลอดปี วัดร่มเงาในฤดูกาลต่าง ๆ วางผังแถวแนวเหนือ-ใต้
3. เลือกสถาปัตย์แผงยกสูง แนวตั้ง หรือติดตามดวงอาทิตย์ ให้เข้ากับเครื่องจักรและระบบให้น้ำ
4. วิเคราะห์เศรษฐศาสตร์ ต้นทุนต่อกิโลวัตต์ LCOE รายได้จากผลผลิต ค่าบำรุงรักษา อายุสัญญาซื้อขายไฟ
5. ออกแบบสัญญาและการดูแล แบ่งรายได้ ประกันภัย ความปลอดภัยไฟฟ้า แผน O&M และ solar grazing
6. ทดสอบ 1-2 ฤดูกาล เพื่อปรับแสง การรดน้ำ และสายพันธุ์พืช ก่อนตัดสินใจขยาย
ตัวชี้วัดความสำเร็จ
ติดตาม ผลผลิตและคุณภาพ ของพืชเทียบกับแปลงควบคุม, ไฟฟ้าที่ผลิตได้ (kWh/ไร่/ปี), การใช้น้ำต่อหน่วยผลผลิต, LCOE และรายได้รวมต่อพื้นที่, และ ความพึงพอใจของเกษตรกรและคนงาน รวมถึงความปลอดภัย
Agrivoltaics เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของการที่พลังงานใหม่ลงรากในภาคสนามจริง ๆ ในชุมชนป่าไม้ ไบโอชาร์ กลายเป็นมากกว่าตัวปรับปรุงดิน แต่เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ดึงเศษชีวมวลจากการจัดการป่าและเศษเหลือเกษตรมาแปรรูปเป็นพลังงานและคาร์บอนเครดิต สร้างรายได้ กระจายงาน และลดความเสี่ยงไฟป่าไปพร้อมกัน
ในภาคประมง เรือขนาดเล็กถึงกลางเริ่มอัปเกรดเป็น ไฮบริดดีเซล-แบตเตอรี่ ใช้ไฟฟ้าในช่วงเดินอวนและเทียบท่า ลดค่าเชื้อเพลิงและเสียงรบกวนสัตว์น้ำ ท่าเรือใหญ่เริ่มวางโครงสร้างพื้นฐานเชื้อเพลิงสะอาดอย่างแอมโมเนียและไฮโดรเจน เตรียมรองรับอนาคตที่กองเรือประมงจะเข้าถึงเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำได้จริง
จาก พิสูจน์ได้ สู่ ความคุ้ม ปี 2025 เป็นปีที่เทคโนโลยีพลังงานไม่ได้แค่ "พิสูจน์ว่าทำได้" แต่เริ่ม "พิสูจน์ว่าคุ้มค่า" เมื่อความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์เดินคู่กับความพร้อมของอุตสาหกรรม การเปลี่ยนผ่านพลังงานจะเร่งขึ้น จากหลังคาบ้านและแปลงผัก ไปจนถึงท่าเรือประมง เมืองใหญ่ และใต้ผิวโลก
ภาพรวมชี้ไปในทิศทางเดียวกัน เทคโนโลยีที่กำลังขายจริง (เพโรฟสไกต์-แทนดัม, โซเดียมไอออน) และเทคโนโลยีที่เสริมเสถียรภาพระบบ (เหล็ก-อากาศ) กำลังประกบกับแหล่งพลังงานฐานยุคใหม่ (ธรณีความร้อนหินร้อนยิ่งยวด) และแนวหน้าวัสดุศาสตร์ (ไฮโดรเจนสถานะของแข็ง)
สิ่งที่ทำให้การเปลี่ยนผ่านเกิดขึ้นจริงไม่ใช่แค่ตัวเลขประสิทธิภาพสูงสุด แต่คือการออกแบบที่เข้ากับบริบท Agrivoltaics แสดงให้เห็นว่าเมื่อเทคโนโลยีออกแบบให้สอดคล้องกับความต้องการจริงของผู้ใช้ เกษตรกรต้องการทั้งอาหารและพลังงาน พื้นที่เดียวกันสามารถสร้างมูลค่าหลายมิติได้
การกระจายประโยชน์อย่างเป็นธรรม ไม่ว่าจะเป็นสัญญาแบ่งรายได้ใน agrivoltaics การสร้างงานผ่านไบโอชาร์ในชุมชนป่าไม้ หรือการลดต้นทุนเชื้อเพลิงให้ชาวประมง ความสำเร็จวัดด้วยการที่ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียทุกฝ่ายได้ประโยชน์
การเรียนรู้จากภาคสนาม แปลงนำร่อง การทดสอบ 1-2 ฤดูกาล และการปรับจูนระบบตามสภาพจริงคือหัวใจของความสำเร็จ ไม่ใช่การคาดหวังว่าเทคโนโลยีจะทำงานได้สมบูรณ์แบบตั้งแต่วันแรก
ความยืดหยุ่นในการอัปเกรด เริ่มจากเทคโนโลยีที่พร้อมใช้วันนี้ แต่เตรียมโครงสร้างให้สามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนหรืออัปเกรดได้ในอนาคต เพราะเทคโนโลยีพลังงานยังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง
เมื่อเทคโนโลยีพลังงานก้าวออกจากห้องปฏิบัติการและลงรากในไร่นา ท่าเรือ และชุมชน คำถามไม่ใช่ว่า "การเปลี่ยนผ่านจะมาถึงหรือไม่" แต่คือ "เราจะมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนผ่านนี้อย่างไร" และ “เราจะออกแบบให้เทคโนโลยีเหล่านี้ทำงานได้จริงในบริบทของเราอย่างไร”
2025 ปีที่วิทยาศาสตร์พลังงานเริ่มพิสูจน์คุ้มค่า และเมื่อความคุ้มค่าพบกับความพร้อม การเปลี่ยนผ่านจะไม่ใช่แค่เรื่องของอนาคต แต่เป็นเรื่องของวันนี้ บนหลังคา ในแปลง ที่ท่าเรือ และในทุกพื้นที่ที่ผู้คนพร้อมจะสร้างอนาคตพลังงานที่ยั่งยืนด้วยตัวเอง
บรรณานุกรม และแหล่งอ้างอิง
National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2025, Aug 7). Agrivoltaics: Solar Market Research & Analysis.
บทนิยาม/ขอบเขตการใช้งาน. nrel.gov
Widmer, J., et al. (2024). Renewable and Sustainable Energy Reviews. ผลทบทวน: เงา-ไมโครไคลเมตช่วยลดความผันผวน
ผลผลิต. ScienceDirect
Ahmed, R., et al. (2025). Sustainable Horizons. กลไกลดการคายน้ำ–คุมความร้อนจากเงาแผง. ScienceDirect
AP News. (2025, Jan 18). Solar farms are booming…putting thousands of sheep to work. กรณี “โซลาร์กรีซซิง”
ในเท็กซัส. AP News
Reuters. (2025, Mar 3). Sheep grazing under solar panels help US farmers มุมเศรษฐกิจเกษตรกรผู้เลี้ยงแกะกับสัญญา
โซลาร์. Reuters
Nakata, H., & Ogata, S. (2023). Agronomy, 13(2), 513. ศักยภาพไฟฟ้า-ผลกระทบเศรษฐกิจระดับท้องถิ่นในชนบทญี่ปุ่น. MDPI
PV Magazine. (2025, Aug 25). Germany offers best European policy for agrivoltaics…. เกณฑ์ผลผลิตขั้นต่ำ 70%
และการทบทวนกฎทุก 5 ปี. pv magazine International
Omer, A. A. A., et al. (2022). Solar Energy. การลดการระเหยน้ำในระบบ Agrivoltaics. ScienceDirect
Farrar, L. W., et al. (2022). Energy. โซลาร์ลอยน้ำ: สมดุลน้ำ-ไฟ-เศรษฐศาสตร์. ScienceDirect
NREL (BARN project). (2024). Session 3: Agrivoltaics Pathways. ตัวอย่างดีไซน์: ยกสูง/แนวตั้ง/ติดตามดวง
อาทิตย์. cs.nrel.gov