ประเมินศักยภาพการผลิตไฟฟ้าบนหลังคาอาคาร 3 มิติ ตอบโจทย์ความคุ้มค่าของการจัดการพลังงาน หนึ่งในการขับเคลื่อนเมืองอัจฉริยะด้วย Digital Twin

ประเมินศักยภาพการผลิตไฟฟ้าบนหลังคาอาคาร 3 มิติ ตอบโจทย์ความคุ้มค่าของการจัดการพลังงาน หนึ่งในการขับเคลื่อนเมืองอัจฉริยะด้วย Digital Twin
.

ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทั้งจากความต้องการใช้ไฟฟ้าที่มากขึ้นในชีวิตประจำวัน อุณหภูมิที่สูงขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ผนวกกับความผันผวนของต้นทุนเชื้อเพลิงและพลังงานในตลาดโลก ขณะที่ประเทศไทยยังต้องพึ่งพาการนำเข้าพลังงานฟอสซิลจากต่างประเทศ ล้วนเป็นปัจจัยที่ทำให้หลายภาคส่วนหันมาให้ความสนใจ “พลังงานแสงอาทิตย์” พลังงานสะอาดที่มีศักยภาพสูงในประเทศไทยอีกครั้ง ด้วยความหวังที่ลดภาระค่าไฟฟ้าอย่างยั่งยืน ด้วยการเปลี่ยนจากผู้ใช้ มาเป็นผู้ผลิต กระแสไฟฟ้าจากหลังคาสิ่งปลูกสร้างของตนเอง
.

อย่างไรก็ดี แม้ภาครัฐมีมาตรการส่งเสริมการติดตั้งโซลาร์เซลล์ (Solar cell) ในระดับครัวเรือน แต่การลงทุนติดตั้งยังใช้งบประมาณค่อนข้างสูง “ตัวเลขความคุ้มทุนที่แท้จริง” จึงเป็นข้อมูลสำคัญที่ทุกคนอยากรู้ ก่อนที่จะตัดสินใจ
.

ที่ผ่านมา ผลการศึกษาด้านพลังงานแสงอาทิตย์ชี้ให้เห็นว่า ประเทศไทยมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์สูง โดยเฉพาะภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งเป็นบริเวณที่ได้รับรังสีดวงอาทิตย์สูงสุดเฉลี่ยทั้งปี แต่ก็ไม่ใช่ว่าในทุกพื้นที่จะสามารถผลิตพลังงานได้อย่างเต็มที่ หรือผลิตได้ดีเท่ากันในทุกช่วงเวลา แม้กระทั่งในบริเวณพื้นที่เดียวกัน ก็ไม่ได้หมายความว่า จะสามารถติดตั้งแผง Solar Cell ได้เต็มพื้นที่หลังคา และนำพลังงานไฟฟ้ามาใช้ได้ตรงตามช่วงเวลาที่ต้องการทั้งหมด
.

สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือ GISTDA จึงพัฒนาระบบ “ประเมินศักยภาพการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์และคำนวณความคุ้มค่าการติดตั้ง Solar Cell ผ่านแพลตฟอร์ม Digital Twin” ขึ้น โดยพิจารณาปัจจัยเชิงพื้นที่และสิ่งแวดล้อมหลายด้าน อาทิ ค่ารังสีดวงอาทิตย์ ทิศทางการหันของหลังคา ประเภทและรูปทรงของหลังคา เงาบดบังจากอาคารและต้นไม้ในแต่ละช่วงเวลา รวมถึงข้อมูลฝุ่นละอองและไอน้ำในบรรยากาศ ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้สามารถประเมินปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบบนพื้นผิวหลังคาได้ใกล้เคียงกับสภาพจริง นำไปสู่การคำนวณศักยภาพการผลิตไฟฟ้าและความคุ้มค่าของการติดตั้ง Solar Cell ได้แม่นยำมากขึ้น
.

ดร.จิรัติวัล เครือศิลป์ นักภูมิสารสนเทศชำนาญการ GISTDA กล่าวว่า โครงการนี้เริ่มพัฒนาขึ้นในราวปี 2567 โดยเป็นการใช้ประโยชน์จากข้อมูลโครงสร้างพื้นฐาน 3 มิติ ที่ GISTDA ดำเนินการไว้ก่อนหน้านี้ และพัฒนาเป็นแพลตฟอร์ม Digital Twin เพื่อขับเคลื่อนการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ หรือ Smart City ซึ่งเป็นการนำเทคโนโลยีอวกาศมายกระดับการบริหารจัดการเมืองในมิติต่าง ๆ เช่น การติดตามความปลอดภัยด้วยระบบ CCTV การบริหารจัดการน้ำท่วมเชิงคาดการณ์ การติดตามมลพิษทางอากาศในเขตเมือง การเข้าถึงบริการสาธารณะสำหรับคนพิการและผู้สูงอายุ และการประเมินศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา
.

ระบบประเมินศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาของ GISTDA มีจุดเด่นที่การคำนวณบนฐานข้อมูล 3 มิติและแบบจำลองสำหรับคำนวณความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ ไม่ได้พิจารณาเพียงขนาดพื้นที่หลังคาหรือความสูงของอาคารเท่านั้น แต่คำนวณจากตำแหน่งและเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในแต่ละช่วงเวลา เช่น หลักการเรขาคณิตของรังสีดวงอาทิตย์ที่คำนวณจากมุมชั่วโมงของดวงอาทิตย์ มุมอาซิมุท (Azimuth) และค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านรังสี เป็นต้น เพื่อหาค่าพลังงานที่ตกกระทบพื้นผิวหลังคาในแต่ละช่วงเวลา
.

ในส่วนของข้อมูลชั้นบรรยากาศ ระบบมีการดึงข้อมูลฝุ่นละออง (Particle) และมลพิษจากดาวเทียม มาประกอบการประเมินผลกระทบจากการกระเจิง การดูดกลืน และการลดทอนรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้ ระบบยังวิเคราะห์เงาบดบังโดยจำลองตำแหน่งดวงอาทิตย์ตลอดทั้งปี เพื่อประเมินว่าอาคารข้างเคียง ต้นไม้ หรือสิ่งกีดขวางอื่น ๆ จะบดบังหลังคาในช่วงเวลาใดบ้าง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ศักยภาพการผลิตไฟฟ้าของแต่ละอาคารแตกต่างกัน
.

ประเภทและรูปทรงของหลังคา ก็มีผลโดยตรงต่อพื้นที่ติดตั้งจริงและพลังงานที่ได้รับ ระบบจึงรองรับการจำลองหลังคาหลากหลายประเภท เช่น หลังคาปั้นหยา หลังคาแบน (Flat) หลังคาเฉียง หรือหลังคาที่มีรูปทรงซับซ้อน (Complex) เพื่อประเมินพื้นที่ติดตั้งที่เหมาะสมและลดข้อผิดพลาดจากการประเมินพื้นที่หลังคา
.

โมเดลดังกล่าวได้รับการตรวจสอบเชิงวิชาการโดยผู้เชี่ยวชาญจากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศิลปากร ซึ่งมีประสบการณ์ในการจัดทำแผนที่ความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ของประเทศไทย โดยผลการทวนสอบเบื้องต้นมีระดับความแม่นยำมากกว่า 80% ภายใต้เงื่อนไขข้อมูลและวิธีการประเมินที่กำหนด
.

“ระบบถูกออกแบบมาให้เป็นแพลตฟอร์มออนไลน์ที่ประชาชนเข้าถึงได้ง่าย จุดเด่นคือการประเมินความคุ้มทุน โดยระบบสามารถคำนวณศักยภาพการผลิตไฟฟ้าเป็นรายเดือน และวิเคราะห์ความคุ้มค่าในการลงทุน โดยอ้างอิงเกณฑ์มาตรฐานจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (PEA) เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น มีการคำนวณด้านสิ่งแวดล้อม สามารถบอกได้ว่าหากติดตั้งโซลาร์เซลล์แล้ว จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เท่าใด และเทียบเท่ากับการปลูกต้นไม้กี่ต้น และที่สำคัญผู้ใช้งานสามารถ "ปักหมุด" บ้านของตนเองในระบบ Digital Twin เพื่อดูศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบหลังคาบ้านได้โดยตรงอีกด้วย”
.

ปัจจุบัน GISTDA ได้นำร่องระบบใน 4 พื้นที่หลัก ที่มีข้อมูลโครงสร้างพื้นฐาน 3 มิติ ในแพลตฟอร์ม Digital Twin ได้แก่ เทศบาลนครขอนแก่น เทศบาลนครนครราชสีมา เทศบาลนครแหลมฉบัง และเทศบาลเมืองชลบุรี
.

อนาคตมีแผนการขยายการให้บริการให้ครอบคลุม 15 พื้นที่เทศบาลเมืองที่กำลังพัฒนาสู่ Smart City ก่อนขยายผลไปยังพื้นที่อื่นทั่วประเทศ และเตรียมยกระดับเทคโนโลยี ด้วยการพัฒนาการสกัดข้อมูลแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอยู่แล้วจากภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อนำมาวิเคราะห์ เปรียบเทียบและส่งเสริมการติดตั้งเพิ่มเติมในพื้นที่ที่มีศักยภาพสูงแต่ยังไม่มีการติดตั้ง

ผู้สนใจสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ https://gistdaportal.gistda.or.th/digital-twins/