องค์ความรู้เพื่อการพัฒนาพื้นที่สูงอย่างยั่งยืน - HKM

“แสงอาทิตย์” พลังงานสะอาดใกล้ตัว

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่โลกกำลังเผชิญอยู่ตอนนี้คือการหยุดปล่อยก๊าซคาร์บอนหรือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net zero emissions) เพื่อที่จะสามารถแก้ไขปัญหาวิกฤตการณ์ที่ส่งผลต่อสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอย่างสุดขั้ว จากเดิมที่ร้อนอยู่แล้วกลับร้อนมากยิ่งขึ้นกว่าเดิมจากเดิมที่น้ำแล้งอยู่แล้วกลับแล้งหนักกว่าเดิม หรือฝนที่เคยตกตามฤดูกาลกลับมีสภาวะอากาศที่แปรปรวน ส่งกระทบหนักสู่ด้านต่างๆ โดยเฉพาะด้านการเกษตร

ปัจจุบันมนุษย์กำลังอยู่ในสถานะการณ์ของระบบนิเวศที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง โดยที่ช่วงปลายศตวรรษที่ 18 (ช่วงปี พ.ศ. 1701-1800) โลกได้เข้าสู่การใช้พลังงานจากฟอสซิล (พลังงานดั้งเดิม) ไม่ว่าจะเป็นการใช้น้ำมันปิโตรเลียม ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นแหล่งที่ปลดปล่อย ‘ก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ (CO2)’ จำนวนมหาศาลเป็นระยะเวลานานและเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิด “ภาวะโลกรวน” ส่งผลกระทบในวงกว้างจนได้กลายเป็น “วาระระดับโลก” จากปัญหาดังกล่าวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของโลกที่เปลี่ยนมาใช้พลังงานแทนพลังงานฟอสซิลที่สามารถ “ลด” การปลดปล่อยก๊าซคาร์บอน ที่เรียกว่า “พลังงานสะอาด” (Clean Energy)

พลังงานสะอาด คือ พลังงานที่ได้จากทรัพยากรทางธรรมชาติหรือกระบวนการผลิตที่เกิดขึ้นได้ซ้ำ ๆ อย่างไม่มีจำกัด พลังงานสะอาดถือเป็นพลังงานแห่งอนาคตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากไม่สร้างผลกระทบ ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม หรือปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศเหมือนพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นระหว่างกระบวนการผลิต แปรรูป การใช้ประโยชน์ ไปจนถึงการจัดการของเสีย รวมไปถึงวงการเกษตรกรรม โดยเกษตรกรรมยุคใหม่ที่กำลังเป็นเทรนด์ไปทั่วโลกนั้น เต็มไปด้วยการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลและนวัตกรรมทางการเกษตรมากมาย ถูกนำมาใช้พัฒนาวิถีการทำการเกษตร เป็นเครื่องทุนแรงและลดต้นทุนค่าไฟฟ้า ทำให้อำนวยความสะดวกให้กับชีวิตของเกษตรกรยุคใหม่มากขึ้น โดยพลังงานสะอาดสามารถแบ่งแยกย่อยออกเป็นได้อีก 2 ประเภท คือ พลังงานที่มาจากธรรมชาติ เช่น ลม น้ำ แสงแดด ความร้อนใต้พิภพ ส่วนพลังงานสะอาดอีกประเภทหนึ่งคือพลังงานที่มนุษย์สามารถสร้างขึ้นได้เอง เช่น พลังงานขยะ พลังงานชีวภาพ และ พลังงานชีวมวล ที่ผลิตได้จากเศษวัสดุเหลือใช้ เช่น หญ้าเนเปียร์ ข้าวโพด ชานอ้อย ฟางข้าว ฯลฯ รวมถึงภาคปศุสัตว์ เช่น มูลสัตว์ ทั้งนี้แหล่งพลังงานสะอาดที่สำคัญมีดังนี้

1. พลังงานน้ำ (Hydro Power)

พลังงานน้ำเป็นพลังงานสะอาดจากธรรมชาติที่สร้างได้จากอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อน โดยอาศัยหลักการเคลื่อนที่ของน้ำที่จะเคลื่อนที่จากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ โดยในขั้นตอนแรกจะเป็นการกักเก็บน้ำไว้ในอ่างเก็บน้ำหรือเขื่อนเพื่อสะสมพลังงานศักย์ และเมื่อได้ปริมาณน้ำตามที่ต้องการแล้ว จึงทำการเปิดประตูน้ำให้น้ำไหลออกมาเพื่อหมุนใบพัดของกังหันน้ำ (Turbine) และเครื่องปั่นไฟฟ้า (Generator) หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังน้ำด้วยพลังงานจลน์ และได้มาซึ่งพลังงานไฟฟ้า 

2.พลังงานลม (Wind Power)

พลังงานลมเป็นอีกหนึ่งพลังงานสะอาดที่ใช้แล้วไม่หมดไป เราสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานลมได้ด้วยการใช้กังหันลมในการเปลี่ยนพลังงานจลน์ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของลม จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นพลังงานกลอีกทอดหนึ่งเพื่อใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าต่อไป ส่วนแล้วใหญ่มักผลิตได้ตามพื้นที่เนินเขา ภูเขาในพื้นที่ห่างไกล หรือชายฝั่งทะเล ซึ่งจะมีทั้งลมทะเลและลมนอกชายฝั่ง

3.พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Power)

ทางเลือกพลังงานสะอาดที่ใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานธรรมชาติอย่างแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีมากที่สุดของโลกอย่างหนึ่งเพื่อนำมาแปรรูปเป็นพลังงานด้วยระบบโซลาร์เซลล์ที่จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งมีตั้งแต่ระบบโซลาร์รูฟที่นิยมใช้ในระดับครัวเรือนไปจนถึงระบบโซลาร์ฟาร์มหรือโรงผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากพลังงานไฟฟ้าแล้ว พลังงานแสงอาทิตย์ยังสามารถนำไปแปรรูปเป็นพลังงานความร้อนได้อีกด้วย

4.พลังงานชีวภาพ/พลังงานชีวมวล (Biogas/Biomass Power)

พลังงานที่ได้จากการแปรรูปวัสดุเหลือใช้จากภาคการเกษตร เช่น หญ้าเนเปียร์ ข้าวโพด ชานอ้อย ฟางข้าว ฯลฯ รวมถึงภาคปศุสัตว์ เช่น มูลสัตว์ ให้เป็นก๊าซและพลังงานไฟฟ้าด้วยกระบวนการแปรรูปวัตถุชีวภาพตั้งแต่การเผา การผลิตก๊าซ และการหมักผลผลิตทางการเกษตรและมวลสารของสิ่งมีชีวิต

5. พลังงานใต้พิภพ (Geothermal Power)

พลังงานที่ได้จากการนำความร้อนที่กักเก็บไว้ใต้ผิวโลก ซึ่งเกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี เช่น โพแทสเซียม ยูเรเนียม ทอเรียม ฯลฯ ในเปลือกโลกมาใช้ให้เกิดประโยชน์ด้วยการผลิตเป็นพลังงานสะอาด โดยใช้แรงจากไอน้ำแรงดันสูงที่สะสมอยู่ใต้ชั้นหินไปหมุนกังหันและให้พลังงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และได้เป็นพลังงานไฟฟ้าในท้ายที่สุด

ในบทความนี้จึงจะขอนำทุกท่านไปรู้จักพลังงานสะอาดที่เรียกว่า “พลังงานแสงอาทิตย์” หรือที่เรียกกันว่า “โซล่าเซลล์” ที่นำมาใช้ในด้านภาคการเกษตรแม่นยำ ซึ่งจะทำให้เกษตรกรมีการประยุกต์ใช้พลังงานสะอาดเพื่อทดแทนการใช้พลังงานฟอสซิล (น้ำมันเบนซิลหรือดีเซล) ในการลดรายจ่ายภาคการเกษตร ไม่ว่าจะเป็น ในด้านการบริหารจัดการน้ำ ด้านการประยุกต์ใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าในแปลงเกษตร รวมถึงด้านการเกษตรสมัยใหม่หรือเกษตร 4.0 เพื่อให้สามารถนำเอาองค์ความรู้จากเทคโนโลยีพลังงาน นำไปปรับใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ในภาคการเกษตรสมัยใหม่ได้เต็มประสิทธิภาพ ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลายหลายรูปแบบ เพื่อให้เห็นภาพบทความนี้จึงได้รวบรวมตัวอย่างการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ภาคการเกษตรสมัยใหม่ ดังนี้

1. ปั้มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Pump)

ระบบหลักที่เกษตรกรมักจะทำเป็นระบบแรกสำหรับการใช้งานโซลาร์เซลล์ร่วมในทันที โดยเฉพาะกับพื้นที่การเกษตรในเขตห่างไกลที่พลังงานไฟฟ้าเข้าไม่ถึง จำเป็นต้องใช้โซลาร์เซลล์เข้าช่วยทำระบบสูบน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและยังประหยัดงบประมาณสูงสุดด้วยเช่นกัน เพราะปั๊มน้ำเป็นระบบสำคัญในการทำเกษตรทุกรูปแบบ ไม่ว่าจะกับแปลงพืชผัก แปลงนา การทำประมง หรือการเลี้ยงสัตว์ ซึ่งสามารถใช้เป็นระบบโซลาร์เซลล์ไฟฟ้ากระแสตรงได้เลย พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกดึงมาทันที และใช้งานเต็มประสิทธิภาพมากที่สุดตลอดทั้งวัน

2. ระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Collector)

ในภาคเกษตรกรรมนั้น เหมาะกับงานด้านการทำปศุสัตว์การเลี้ยงสัตว์อย่างมาก เพราะการทำเกษตรรูปแบบนี้จะเป็นการทำงานในพื้นที่ปิดล้อม จึงต้องมีการให้ความร้อน การควบคุมอุณหภูมิของฟาร์มอย่างต่อเนื่อง เพื่อป้องกันเรื่องโรคระบาด การเจ็บป่วย รวมถึงผลผลิตที่ได้รับจากสัตว์ในฟาร์มทั้งหมด นอกจากนี้การทำระบบระบายความร้อนสำคัญมากกับการกำจัดฝุ่น ความชื้น หรือกลิ่นพิษทุกรูปแบบ จึงทำให้ระบบโซลาร์เซลล์เข้ามาช่วยให้งบประมาณด้านการดูแลสัตว์เลี้ยงและการทำปศุสัตว์ประหยัดมากขึ้น แต่ได้รับประสิทธิภาพเต็มที่เท่าเดิม เนื่องจากระบบการให้อากาศแบบนี้ ใช้พลังงานเยอะมากที่สุด จึงตอบโจทย์กับการเลือกโซลาร์เซลล์มาช่วยอย่างมาก ยิ่งกับการทำฟาร์มโคนมนั้นจะเสียงบประมาณด้านนี้สูงที่สุด จึงแนะนำว่าระบบโซลาร์เซลล์แก้ปัญหานี้ได้อย่างยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาวอีกด้วย

3.ระบบระบายอากาศภายในโรงเรือน (Solar Evaporation)

ระบบระบายอากาศในโรงเรือนเกษตรที่ติดตั้งพัดลมดูดอากาศและระบบกวนอากาศโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์โดยตรง โดยจะทำงานในขณะที่มีแสงแดดและมีอุณหภูมิสูง เพื่อลดอุณหภูมิในโรงเรือนด้วยหลักการทางอากาศพลศาสตร์โดยไม่สูญเสียค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน อีกทั้งยังช่วยให้สามารถลดความเสี่ยงที่จะเกิดโรคและแมลงเนื่องจากการลดลงของอุณหภูมิและความชื้นในโรงเรือนเพาะปลูกได้อีกด้วย

4. ระบบให้แสงประดิษฐ์พลังงานแสงอาทิตย์ (Artificial Light)

ระบบแสงสว่างที่ใช้โซลาร์เซลล์เข้าช่วยด้านการเกษตรจะเป็นการออกแบบมาสำหรับการทำแปลงพืชในร่ม เพราะพืชผักเหล่านี้จะต้องการแสงในการเติบโตช่วงเริ่มต้น จึงต้องมีการใช้ระบบควบคุมแสงต่างๆ อย่างเหมาะสม เป็นการลงทุนที่ค่อนข้างใช้งบพอสมควร ดังนั้นการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาจัดเก็บแล้วปรับเปลี่ยนให้เข้ากับอุปกรณ์ของระบบนี้จึงเป็นประโยชน์สำหรับการควบคุมงบอย่างมากเช่นกัน แถมยังคุ้มค่าที่จะติดตั้งเป็นระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่สามารถใช้พลังงานไปถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ได้ทั่วทั้งแปลง และเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนตัวภายในบ้านก็ได้อีกด้วย โดยเฉพาะฤดูหนาวหรือฤดูฝนที่แสงแดดเข้ามาค่อนข้างน้อย จึงทำให้โซลาร์เซลล์สำคัญต่อระบบให้แสงสว่างอย่างมาก ช่วยให้เกษตรกรสามารถผลิตพืชผลได้ตลอดปี

โดยส่วนตัวแล้วผู้เขียนมองว่าการนำเอาเทคโนโลยีพลังงานด้านต่างๆมาปรับใช้ ไม่ว่าจะเป็นในด้านพลังงานชีวมวล พลังงานชีวภาพ พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ หรือแม้แต่พลังงานน้ำมาประยุกต์และปรับใช้กับการเกษตร ทำให้สามารถลดต้นทุนการผลิตพืชไม่ว่าจะเป็นในด้านแรงงานหรือในด้านต้นทุนภาระค่าใช้จ่ายด้านค่าไฟฟ้าและเพื่อสร้างความได้เปรียบในการผลิตพืช ในปัจจุบันเทคโนโลยีพลังงานต่างๆ สามารถหาซื้อได้ตามท้องตลาดทั่วไปและมีราคาถูกลงมาก รวมถึงสามารถศึกษาหาความรู้ได้ในสื่อการเรียนรู้ที่แพร่หลาย อย่างไรก็ตามเนื่องจากระบบพลังงานต่างๆยังคงต้องมีการศึกษา วิเคราะห์ คำนวณจากผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานสะอาดในแต่ละพื้นที่แต่ละบริบท เพื่อให้เกิดเสภียรภาพสูงสุดในการใช้งานอุปกรณ์ อย่างไรก็ตามควรที่จะปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานสะอาดเพื่อให้เกิดการแนะนำการใช้งานเทคโนโลยีได้อย่างปลอดภัยและยั่งยืน ดังที่กล่าวมาในข้างต้นทั้งหมดจะเห็นได้ว่าพลังงานสะอาดเพื่อการเกษตรสมัยใหม่ต่างๆ สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้อย่างหลากหลาย เพื่อให้เกษตรกรบนพื้นที่สูงก้าวไปสู่ “เกษตรกรรม 4.0” นับเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในการเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลในการบริหารจัดการการผลิตพืชและสัตว์บนพื้นที่สูงให้มีประสิทธิภาพครอบคลุมห่วงโซ่การผลิตทั้งระบบ