Research Utilization

โครงการส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนในการสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์ แสงอาทิตย์

นักวิจัย :  รองศาสตราจารย์ ดร.ทศวรรษ สีตะวัน คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ผู้ร่วมวิจัย :
1. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ก้องภพ ชาอามาตย์ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
2. ว่าที่ร้อยตรี อาจศึก มามีกุล คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
3. นายธีรวุฒิ สำเภา สถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร

แนวคิดที่มาของงานวิจัยชิ้นนี้

ปัจจุบันยังมีพื้นที่เกษตรกรรมนอกเขตชลประทานจำนวนมากโดยเฉพาะภาคอีสานตอนบนที่ขาดแคลนน้ำเพื่อการเกษตร เกษตรกรบางส่วนใช้วิธีการสูบน้ำบาดาลขึ้นมาเพื่อใช้ในการเกษตรกรรมทำให้มีต้นทุนในการทำเกษตรที่สูงขึ้น ในบางพื้นที่เกษตรกรมีแหล่งน้ำขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม เกษตรกรยังขาดการจัดการบริหารน้ำและระบบส่งน้ำที่เหมาะสมต่อการเพาะปลูกพืชชนิดนั้น ๆ ดังนั้นการใช้ระบบสูบน้ำโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์เพื่อสูบน้ำสำหรับใช้งานในพื้นที่เกษตรกรรมนอกเขตชลประทานจึงเป็นแนวทางแก้ไขปัญหาการขาดแคลนน้ำเพื่อทำการเกษตร สามารถเพิ่มพื้นที่ในการเพาะปลูกพืชนอกเขตชลประทานได้และส่งเสริมคนในชุมชนได้มีความรู้ ความเข้าใจและใช้พลังงานทุกประเภทอย่างมีประสิทธิภาพ โดยนำเทคโนโลยีพลังงานทางเลือกมาประยุกต์ใช้กับชุมชนได้อย่างเหมาะสม ดังนั้น โครงการส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนในการสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากจะมีความสอดคล้องกับยุทธศาสตร์การพัฒนาจังหวัดอุดรธานีแล้วยังเป็นการขยายด้านการใช้พลังงานทดแทนที่สอดคล้องกับการแก้ปัญหาภัยแล้งเพื่อการเกษตรนอกเขตชลประทานหรืออุปโภคบริโภค โดยสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้อย่างเป็นรูปธรรม ซึ่งเป็นการดำเนินงานที่เน้นการจัดรูปแบบด้านการผลิต การใช้ และการแก้ปัญหา ให้เกษตรกรพึ่งตนเองตามศักยภาพด้านพลังงานที่มีอยู่ในท้องถิ่นได้อย่างยั่งยืนและยังทำให้ชุมชนหรือเกษตรกรที่สนใจระบบสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์เข้าใจ สามารถติดตั้ง ใช้งานและดูแลรักษาระบบในเบื้องต้นได้ด้วยตัวเองซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีความเหมาะสมกับชุมชนเกษตรกร อีกทั้งยังเป็นการสนับสนุนให้ชุมชนหรือเกษตรกรมีการใช้พลังงานทดแทนอย่างยั่งยืน

ผลการดำเนินงาน

ดำเนินโครงการร่วมกับเกษตรและสหกรณ์จังหวัดอุดรธานี โดยมีกลุ่มเป้าหมายเป็นศูนย์เรียนรู้การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตสินค้าเกษตร (ศพก.) ของแต่ละอำเภอ มีวัตถุประสงค์ของโครงการ 1. เพื่อส่งเสริม สนับสนุน และส่งมอบเทคโนโลยีพลังงานทดแทนในการสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ ให้กับเกษตรกรกลุ่มเป้าหมาย และ 2. เพื่อขยายผลและเพิ่มจำนวนเทคโนโลยีพลังงานทดแทนในการสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ให้สอดคล้องกับศักยภาพและปัญหาของชุมชน โดยมีกลุ่มเป้าหมายเป็นสมาชิกศูนย์เรียนรู้การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตสินค้าเกษตร (ศพก.) จังหวัดอุดรธานี ทั้งหมด 10 อำเภอ ได้แก่ อำเภอ น้ำโสม อำเภอกุดจับ อำเภอบ้านผือ อำเภอวังสามหมอ อำเภอไชยวาน อำเภอศรีธาตุ อำเภอกู่แก้ว โนนสะอาด อำเภอทุ่งฝน และอำเภอเมือง มีสมาชิกกลุ่มเกษตรกรเข้าร่วมโครงการทั้งหมด 171 คน โดยมีระบบเซลล์แสงอาทิตย์ดังภาพที่ 1

หมายเลข 1 เป็นชุดต้นแบบระบบสูบน้ำโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ได้ประกอบตามแบบสามารถเคลื่อนย้ายได้

หมายเลข 2 เป็นแผงโซล่าเซลล์หรือเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโพลี มีทั้งหมด 2 แผง แผงละ 330 วัตต์ 
 แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ 37 โวลต์ต่อแผงลักษณะการต่อแผงโซล่าเซลล์เป็นแบบอนุกรม เพื่อให้ได้ แรงดันสูงสุดที่ 74 โวลต์

หมายเลข 3 เป็นชุดควบคุมแบ่งออกได้เป็น 3 ระบบย่อย คือ ระบบอัดประจุ ระบบแสดงผลการใช้ พลังงานและระบบควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์ สามารถอธิบายคร่าวๆ ดังนี้
– ระบบอัดประจุหรือ Charger ภายในประกอบไปด้วยวงจรเรียงกระแสทำหน้าที่ในการอัด ประจุกระแสไฟฟ้าเพื่อไปเก็บไว้ที่แบตเตอรี่
– ระบบแสดงผลการใช้พลังงานไฟฟ้าหรือ Monitoring ทำหน้าที่แสดงผลของพลังงานไฟฟ้า เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ การสิ้นเปลืองพลังงานในขณะที่ต่อใช้กับ
ภาระ (Load)
– ระบบควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ ภายในระบบประกอบไปด้วยวงจรปรับความเร็ว
มอเตอร์ Speed Control Motor 12-40VDC 10A


หมายเลข 4-5 เป็นปั๊มน้ำขนาดท่อน้ำเข้าและออก 1 นิ้ว ปริมาณสูบน้ำสูงสุด 2500 ลิตรต่อชั่วโมงและ
มอเตอร์ ไฟฟ้ากระแสตรง ทั้งสองระบบสามารถสูบน้ำแนวลึกได้ 10 เมตร ระยะส่งใน
แนวราบได้ 300 เมตรและในแนวดิ่งได้ 10-15 เมตร


หมายเลข 6 เป็นแบตเตอร์รี่ 24 โวลต์ 2 ลูก ต่อแบบอนุกรม ทำหน้าที่สะสมพลังงานเพื่อเป็นแหล่งจ่าย พลังงานให้กับมอเตอร์ ปั๊มน้ำและ Load

โดยเกษตรกรที่เข้าร่วมโครงการมีความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับความรู้ที่ได้รับการถ่ายทอดเทคโนโลยีในด้าน เซลล์แสงอาทิตย์ ปั๊มน้ำและการประยุกต์ใช้งาน ในพื้นที่ 10 ไร่ใช้เครื่องสูบน้ำขนาด 373 วัตต์เป็นเวลา 4.8 ชั้วโมงต่อวัน ทั้งหมด 10 วันต่อเดือนจะมีค่าใช้จ่ายประมาณ 15 บาท ในกรณีใช้ระบบไฟฟ้า 1 เฟส ส่วนในกรณีคิดจุดคุ้มทุนของแผงโซล่าเซลล์ (เฉพาะแผง) ถ้าในกรณีใช้แผง 400 วัตต์ในราคา 4,560 บาท จุดคุ้มทุนอยู่ที่ 25.33 ปี ซึ่งคิดที่เงื่อนไขในพื้นที่ 10 ไร่ใช้เครื่องสูบน้ำขนาด 373 วัตต์เป็นเวลา 4.8 ชั้วโมงต่อวัน ทั้งหมด 10 วันต่อเดือนจะมีค่าใช้จ่ายประมาณ 15 บาท

การนำผลงานไปใช้ประโยชน์

ด้านชุมชนและพื้นที่

นวัตกรรมระบบสูบน้ำที่ใช้พลังงานทดแทนจากเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อแก้ไขปัญหาการสูบน้ำเข้าพื้นที่ทางการเกษตร ตามความต้องการของศูนย์เรียนรู้ชุมชน มีเป้าหมายในการยกระดับศักยภาพชุมชนใน 10 อำเภอของจังหวัดอุดรธานีจังหวัดอุดรธานี ทั้งนี้ สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) โดย ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง รองผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เป็นประธานในมอบนวัตกรรมและถ่ายทอดเทคโนโลยี “การใช้พลังงานทดแทนในการสูบน้ำเพื่อการเกษตรโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์” ในวันเสาร์ที่ 7 ธันวาคม 2562 ณ ศูนย์เรียนรู้การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตสินค้าเกษตรตำบลหายโศก อำเภอบ้านผือ จังหวัดอุดรธานี ซึ่งมีเกษตรจังหวัด เกษตรและสหกรณ์จังหวัด พร้อมด้วยเกษตรกรของชุมชนร่วมในกิจกรรมรับมอบนวัตกรรมและถ่ายทอดเทคโนโลยีทางการเกษตรมอบนวัตกรรม การดำเนินงานอยู่ภายใต้โครงการขับเคลื่อนการใช้ประโยชน์ผลงานวิจัยและนวัตกรรมเพื่อการพัฒนาเชิงพื้นที่ ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่าง วช.และจังหวัดอุดรธานี

ข้อมูลอ้างอิง

ทุนส่งเสริมและสนับสนุนการวิจัยโครงการวิจัยเพื่อการใช้ประโยชน์ในชุมชนสังคม (Research Utilization for Community) ประจำปี 2561