Skip to main content

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำที่ใหญ่ที่สุดในอิสราเอล พร้อมเทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์

ประหยัดน้ำ ผลิตพลังงานสีเขียว และคิดให้ใหญ่ — หลักการสำคัญเหล่านี้ทำให้ Siemens KACO new energy GmbH ร่วมกับพันธมิตรในท้องถิ่น Altitude สามารถจัดหาอุปกรณ์ระบบไฟฟ้าให้กับโครงการโซลาร์เซลล์ลอยน้ำที่ใหญ่ที่สุดในอิสราเอลได้ โดยที่โซลูชันแบบแนวคิดระบบศูนย์กลางเสมือน (Virtual Central) นั้น นับว่ามีความเหมาะสมกับโครงการนี้อย่างยิ่ง

การระเหยของน้ำและพื้นที่ผิวของอ่างเก็บน้ำที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์

อ่างเก็บน้ำ Habonim ตั้งอยู่ในภูมิภาคชายฝั่งทางตอนใต้ของเมืองไฮฟา ประเทศอิสราเอล อ่างเก็บน้ำแห่งนี้มีปริมาณน้ำประมาณ 3.3 ล้านลูกบาศก์เมตร และครอบคลุมพื้นที่ราว 112.50 เอเคอร์ ซึ่งน้ำในอ่างถูกนำไปใช้สำหรับกิจกรรมทางการเกษตรในภูมิภาค และในช่วงวันที่อากาศร้อน น้ำบางส่วนจะระเหยออกจากอ่างเก็บน้ำ ทำให้ไม่สามารถนำมาใช้เพื่อการเกษตรได้อีก

โชคค่อนข้างดี ที่อิสราเอลได้มุ่งมั่นที่จะเพิ่มสัดส่วนการใช้พลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตาม เป้าหมายนี้ก็มาพร้อมกับความท้าทายใหม่ ๆ ตัวอย่างเช่น อิสราเอลกำลังเผชิญกับข้อจำกัดด้านพื้นที่ เนื่องจากโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ต้องแข่งขันกับโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญอื่น ๆ นั่นเอง

อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ของ Siemens สีฟ้าและสีขาว ดีไซน์แบบเพรียวบาง พร้อมหน้าจอแสดงผลดิจิทัล

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดการระเหยของน้ำ และช่วยสร้างพื้นที่ใหม่

ตั้งแต่เดือนกันยายน ค.ศ. 2021 เป็นต้นมา อ่างเก็บน้ำ Habonim ได้ถูกติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จำนวน 51,500 แผง โดยมีกำลังการผลิตรวม 23 เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบลอยน้ำแห่งนี้ผลิตพลังงานสะอาดให้กับครัวเรือนประมาณ 3,000 ครัวเรือน ซึ่งระบบดังกล่าวถูกก่อสร้างขึ้นมา โดยใช้การออกแบบตามแนวคิดระบบศูนย์กลางเสมือน (Virtual Central) ที่เป็นนวัตกรรม

สตริงของแผงโซลาร์เซลล์ (ชุดแผงโซลาร์เซลล์) จะถูกรวบรวมไว้ในกล่องรวมกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC combiner) ซึ่งจะทำหน้าที่จัดการการตรวจสอบสตริงด้วย โดยกล่องรวมกระแสไฟฟ้ากระแสตรงเหล่านี้จะติดตั้งอยู่บนโครงสร้างลอยน้ำบนอ่างเก็บน้ำ และจากจุดนั้น สายเคเบิล DC จะส่งพลังงานไปยังจุดรวมอินเวอร์เตอร์ที่กำหนดไว้ ซึ่งติดตั้งอยู่บนบก ในบริเวณใกล้อ่างเก็บน้ำ การออกแบบนี้ช่วยให้การดำเนินงานและการบำรุงรักษาอินเวอร์เตอร์แบบสตริงรุ่น Blueplanet 150 TL3 จำนวน 120 เครื่องจากโรงงานผลิตของ Siemens ในประเทศเยอรมันมีความสะดวกยิ่งขึ้น โดยอินเวอร์เตอร์เหล่านี้มีจำหน่ายในอิสราเอล ผ่านพันธมิตรผู้จัดจำหน่ายอย่าง Altitude เป็นต้น

แผงโซลาร์เซลล์ช่วยลดการระเหยของน้ำ ทำให้สามารถนำน้ำไปใช้เพื่อการเกษตรได้มากขึ้น ซึ่งอีกข้อดีที่สำคัญของระบบโซลาร์เซลล์ลอยน้ำก็คือ ระบบโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนพื้นดินมักต้องแข่งขันด้านพื้นที่กับโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญอื่น ๆ เช่น โรงเรียน หรือโรงพยาบาล เป็นต้น ในขณะที่ระบบโซลาร์เซลล์ลอยน้ำ กลับไม่มีข้อจำกัดลักษณะนี้แต่อย่างใด ดังนั้นการติดตั้งระบบบนผิวน้ำ จึงช่วยให้มีพื้นที่สำหรับโครงการอื่น ๆ มากขึ้น

แนวทางแบบ Virtual Central ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิตพลังงาน

การออกแบบ Virtual Central ยังมอบข้อดีอีกหลายประการสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ลอยน้ำ เนื่องจากสามารถติดตั้งอินเวอร์เตอร์ไว้ใกล้กับอ่างเก็บน้ำได้ จึงไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิลจำนวนมาก การติดตั้งในลักษณะนี้สามารถใช้อินเวอร์เตอร์แบบ Single-MPPT ของ Siemens ได้เท่านั้น นอกจากนี้ การสูญเสียพลังงานจะเกิดขึ้นเฉพาะในฝั่งกระแสตรง (DC) และสามารถส่งพลังงานจากอ่างเก็บน้ำไปยังฝั่งบนบกได้อย่างมีประสิทธิภาพที่แรงดัน 1500 Vdc และด้วยเหตุนี้ รวมไปถึงประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ที่สูงถึง 99.2% อินเวอร์เตอร์แบบ Single-MPPT จึงสามารถให้ผลผลิตพลังงานสูงกว่าการออกแบบระบบแบบทั่วไปที่ใช้อินเวอร์เตอร์แบบ Multi-MPPT

ข้อเท็จจริงนี้ได้รับการยืนยันเมื่อไม่นานมานี้โดยสถาบันวิจัยอิสระ เนื่องจากการออกแบบลักษณะนี้ต้องใช้สายเคเบิลน้อยลง ต้นทุนการลงทุนของระบบประกอบอื่น ๆ (Balance of System) จึงสามารถลดลงได้สูงสุดถึง 10% ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการลงทุนโดยรวมลดลงตามไปด้วยในท้ายที่สุด

โดยสรุปแล้ว แนวทาง Virtual Central นั้นสามารถช่วยลดต้นทุนการลงทุน เพิ่มผลผลิตพลังงาน และเอื้อต่อการดำเนินงานและการบำรุงรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับระบบโฟโตโวลตาอิกลอยน้ำ (PV) นอกจากนี้ ระบบโฟโตโวลตาอิกลอยน้ำอื่น ๆ ที่ใช้แนวทาง Virtual Central ก็กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนา และจะถูกนำไปใช้งานในเร็ว ๆ นี้เช่นกัน

อ่าน “การศึกษาศักยภาพในการเพิ่มผลผลิตพลังงานจากการใช้อินเวอร์เตอร์แบบ Multi-MPPT เมื่อเปรียบเทียบกับอินเวอร์เตอร์แบบ Single-MPPT สำหรับการกำหนดค่าระบบโซลาร์เซลล์และตำแหน่งที่ตั้งต่าง ๆ”