โซลาร์เซลล์จะผลิตไฟฟ้าได้เต็มประสิทธิภาพเมื่อกระจกหน้าแผงสะอาดและได้รับพลังงานแสงอย่างเต็มที่ แต่ในช่วงฤดูแล้งที่มีแสงแดดจ้าเหมาะต่อการผลิตไฟฟ้าได้มาก ผู้ใช้งานกลับต้องเผชิญปัญหา ‘ฝุ่น’ ปริมาณมหาศาลที่ลดประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าลงถึงร้อยละ 10
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) วิจัยและพัฒนา ‘น้ำยาเคลือบพื้นผิวโซลาร์เซลล์สำหรับใช้ลดการเกาะของน้ำและฝุ่น’ ปัจจุบันพร้อมขยายผลสู่เชิงพาณิชย์ เปิดตัวในฐานะผลิตภัณฑ์แรกของบริษัทนาโน โค๊ตติ้ง เทค จำกัด หนึ่งในบริษัทสตาร์ตอัปที่เกิดขึ้นภายใต้กลไกการส่งเสริมและผลักดันผลงานวิจัยไปสู่การสร้างธุรกิจของ สวทช.
ดร.ธันยกร เมืองนาโพธิ์ นักวิจัยทีมวิจัยนวัตกรรมเคลือบนาโน (INC) นาโนเทค สวทช. และ MD บริษัทนาโน โค๊ตติ้ง เทค จำกัด เล่าว่า ปัญหาของผู้ใช้โซลาร์เซลล์เพื่อการผลิตไฟฟ้าในระดับโรงงานอุตสาหกรรมหรือการทำโซลาร์ฟาร์มที่ต้องติดตั้งแผงจำนวนมาก คือ ในช่วงฤดูแล้งหรือช่วงเดือนพฤศจิกายนถึงเมษายนที่โซลาร์เซลล์ควรผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มกำลังเพื่อคืนทุนค่าแผง กลับเป็นช่วงที่ประเทศไทยต้องเผชิญกับฝุ่นปริมาณมหาศาล ส่งผลให้แผงผลิตไฟฟ้าได้ลดลงร้อยละ 6-8 ภายในระยะเวลา 2 เดือน (หากขาดการทำความสะอาดแผงให้สะอาดอยู่เสมอ) และจะยิ่งสูงขึ้นเป็นร้อยละ 9-10 ในกลุ่มโรงงานอุตสาหกรรมที่มีเขม่าควันหรือละอองน้ำมันจับที่หน้าแผง ถึงกระนั้นการล้างแผงโซลาร์เซลล์เป็นประจำเพื่อรักษาประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าอยู่เสมอก็ทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น โดยเฉพาะกรณีของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ไว้บนที่สูงหรือหลังคา ซึ่งต้องว่าจ้างผู้ที่มีใบประกอบวิชาชีพด้านการทำงานบนที่สูงมาปฏิบัติงาน อีกทั้งหากผู้ล้างขาดความชำนาญก็อาจทำให้แผงเกิดรอยขีดข่วนหรือความชำรุดที่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้
จากปัญหาดังกล่าว ทีมวิจัยได้นำความเชี่ยวชาญด้านการ ‘ผลิตสารเคลือบนาโน’ มาพัฒนานวัตกรรมสารเคลือบนาโนสูตรพิเศษสำหรับการเคลือบแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อลดการเกาะตัวของฝุ่น ลดภาระการบำรุงรักษา และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า
ดร.ธันยกร อธิบายถึงผลิตภัณฑ์ ‘น้ำยาเคลือบพื้นผิวโซลาร์เซลล์’ ว่า เป็นผลิตภัณฑ์น้ำยาเคลือบสำหรับปรับค่ามุมสัมผัสของน้ำบนวัสดุ (Water contact angle) เพื่อเพิ่มคุณสมบัติการลดการเกาะของฝุ่นให้แก่พื้นผิว รวมถึงทำให้น้ำ น้ำมัน หรือของเหลวที่ตกกระทบผิววัสดุมีลักษณะเป็นก้อนกลมกลิ้งไหลออกจากแผ่น ลดการยึดเกาะและชำระล้างฝุ่นรวมถึงสิ่งสกปรกต่างๆ ออกจากแผงโดยไม่ทิ้งคราบน้ำ ทำให้แผงผลิตไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นเฉลี่ยมากกว่าร้อยละ 5 ในช่วงหน้าแล้งอีกด้วย
การทดสอบประสิทธิภาพในการป้องกันฝุ่น โดยพื้นที่ตรงกลางคือพื้นที่ที่ไม่ได้เคลือบน้ำยา
การทดสอบประสิทธิภาพในการลดการเกาะของน้ำบนแผงโซลาร์เซลล์ที่ผ่านการเคลือบน้ำยา น้ำที่ไหลผ่านจะมีลักษณะเป็นก้อนกลมเหมือนน้ำกลิ้งบนใบบัว
นอกจากความโดดเด่นของผลิตภัณฑ์ที่ช่วยลดการจับเกาะของฝุ่นบนแผงได้ดีแล้ว ทีมวิจัยออกแบบและพัฒนาสูตรน้ำยาเคลือบให้ใช้งานง่ายและไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสภาพพื้นผิววัสดุ โดยสารเคลือบสามารถชำระล้างออกตามธรรมชาติได้ภายใน 1-2 ปี ไม่ส่งผลต่อการรับประกันแผง อีกทั้งผลิตภัณฑ์ยังผ่านการทดสอบแล้วว่าปลอดภัยต่อสุขภาพผู้ใช้และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ดร.ธันยกร เสริมว่า ปัจจุบันบริษัทฯ พร้อมให้บริการน้ำยาเคลือบแผงแก่ผู้ประกอบการโรงงานอุตสาหกรรมและโซลาร์ฟาร์มแล้ว ทั้งในรูปแบบการสั่งซื้อเฉพาะผลิตภัณฑ์ (มีเจ้าหน้าที่สอนวิธีการเคลือบ) และการให้บริการแบบครบวงจรตั้งแต่การประเมินสภาพแวดล้อม ณ สถานที่ติดตั้งแผง ไปจนถึงการดำเนินการเคลือบจนเสร็จงาน ซึ่งจากการให้บริการเคลือบพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์แก่โรงงานอุตสาหกรรมประเภทอาหาร วัสดุก่อสร้าง และปิโตรเลียม ที่ผ่านมา พบว่าช่วยลดความถี่ในการทำความสะอาดแผงได้เป็นอย่างดี (ความถี่ในการทำความสะอาดขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของที่ตั้งแผง) สำหรับการให้บริการแก่ลูกค้ารายย่อย ขณะนี้ยังอยู่ในขั้นตอนของการวางแผนธุรกิจและการขยายกำลังการผลิต คาดว่าจะพร้อมให้บริการได้ในช่วง 1-2 ปีหน้า
นอกจาก “น้ำยาเคลือบพื้นผิวโซลาร์เซลล์สำหรับใช้ลดการเกาะของน้ำและฝุ่น” ผลิตภัณฑ์เรือธงที่บริษัทนาโน โค๊ตติ้ง เทค จำกัด เปิดให้บริการแก่บริษัทชั้นนำของประเทศและบริษัทในเครือหลายแห่งแล้ว ปัจจุบันบริษัทฯ ยังพัฒนาผลิตภัณฑ์น้ำยาเคลือบนาโนสำหรับใช้ปกป้องพื้นผิววัสดุสำหรับใช้งานในอุตสาหกรรมอื่นๆ ด้วย
ดร.ธันยกร เล่าว่า ผลิตภัณฑ์ต่อไปที่บริษัทฯ วางแผนจะจำหน่ายและให้บริการในอนาคตอันใกล้ คือ ‘น้ำยาเคลือบพื้นผิววัสดุสิ่งก่อสร้าง’ ประเภทคอนกรีต ไม้ และกระจก เพื่อลดการเกิดคราบน้ำ ตะไคร่ และการเกาะตัวของฝุ่น สำหรับปกป้องพื้นผิววัสดุก่อสร้าง ลดความถี่ในการทำความสะอาด และเพิ่มความปลอดภัยให้แก่ผู้ใช้งาน โดยมีกลุ่มลูกค้าเป้าหมายเป็นผู้ผลิตวัสดุก่อสร้างและผู้ประกอบการธุรกิจอสังหาริมทรัพย์ พร้อมกันนี้บริษัทฯ ยังมีบริการด้านการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์น้ำยาเคลือบพื้นผิววัสดุตามโจทย์ที่ลูกค้าต้องการด้วย
การทดสอบประสิทธิภาพน้ำยาเคลือบพื้นผิววัสดุก่อสร้าง
โซลาร์เซลล์เป็นพลังงานทางเลือกแห่งอนาคตที่หลายประเทศทั่วโลกมีนโยบายส่งเสริมให้ใช้งาน สำหรับประเทศไทยมีการคาดการณ์ว่าจะมีจำนวนการใช้งานโซลาร์เซลล์เพื่อผลิตพลังงานสะอาดเพิ่มขึ้นจาก 6,000-7,000 เมกะวัตต์ในปัจจุบัน เป็น 12,725 เมกะวัตต์ภายในปี 2580 ซึ่งจะส่งผลให้ความต้องการผลิตภัณฑ์นวัตกรรมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าและยืดอายุการใช้งานแผงโซลาร์เซลล์จึงมีแนวโน้มสูงขึ้นตามไปด้วย ขณะเดียวกันทิศทางการเติบโตของเศรษฐกิจทั่วโลกที่มุ่งเน้นให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ยังเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญที่ทำให้ธุรกิจนี้มีแนวโน้มเติบโตอย่างก้าวกระโดดและเป็นที่น่าจับตาในตลาดโลกด้วย
แหล่งข้อมูล
https://www.nstda.or.th/home/news_post/sci-update-nano-coating-pv/