สรปยอส ำหรบผบรหำร

กำรศกษำศกยภำพพลงงำนลมส ำหรบกำรผลตไฟฟำในเขตภำคกลำงของประเทศไทย

A Study on Potential of Wind Energy for Electricity Generation in Central Region of Thailand

โดยคณะผวจย

ศ. ดร. ธนญชย ลภกดปรดา หวหนาโครงการวจย

รศ. ดร. ศรทธา อาภรณรตน ผ รวมวจย

ผศ. ดร. พ.อ. อโณทย สขแสงพนมรง ผ รวมวจย

ผศ. ดร. พฤทธพงษ ไทยแชม ผ รวมวจย

รศ. ดร. ศภชาต จงไพบลยพฒนะ ทปรกษาโครงการวจย

รศ. ดร. บณฑต ลมมโชคชย ทปรกษาโครงการวจย

ไดรบทนอดหนนการวจยจากส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต ประจ าป พ. ศ. 2553

พฤษภาคม 2556

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

1

บทสรปส ำหรบผบรหำร

1. รำยละเอยดเกยวกบโครงกำรวจย 1.1 ชอโครงการวจย การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย A Study on Potential of Wind Energy for Electricity Generation in Central Region of Thailand 1.2 รายนามคณะผวจย พรอมทงหนวยงานทสงกดและหมายเลขโทรศพท ดงน 1. ศ. ดร. ธนญชย ลภกดปรดา สถาบนเทคโนโลยนานาชาตสรนธร มหาวทยาลยธรรมศาสตร 99 หม 18 ถนน พหลโยธน กม. 41 ต าบล คลองหนง อ าเภอ คลองหลวง ปทมธาน 12121 หมายเลขโทรศพท 02-986-9009 ตอ 2204 (โทรสาร ตอ 2201) อเมล thanan@siit.tu.ac.th 2. รศ. ดร. ศรทธา อาภรณรตน สถาบนเทคโนโลยนานาชาตสรนธร มหาวทยาลยธรรมศาสตร 99 หม 18 ถนน พหลโยธน กม. 41 ต าบล คลองหนง อ าเภอ คลองหลวง ปทมธาน 12121 หมายเลขโทรศพท 02-986-9009 ตอ 2210 อเมล satha@siit.tu.ac.th 3. ผศ. ดร. พ.อ. อโณทย สขแสงพนมรง โรงเรยนนายรอยพระจลจอมเกลา 99/6001 หม 1 ถนน สวรรณศร ต าบล พรหมณ อ าเภอ เมอง นครนายก หมายเลขโทรศพท 081-875-9469 อเมล asuksang@crma.ac.th 4. ผศ. ดร. พฤทธพงษ ไทยแชม มหาวทยาลยชนวตร 99 หม 10 ต าบล บางเตย อ าเภอ สามโคก ปทมธาน 12160 หมายเลขโทรศพท 02-599-0000 ตอ 1533 อเมล Pruittipong@siu.ac.th

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

2

1.3 ทปรกษาโครงการ 1. รศ. ดร. ศภชาต จงไพบลยพฒนะ สถาบนเทคโนโลยนานาชาตสรนธร มหาวทยาลยธรรมศาสตร 99 หม 18 ถนน พหลโยธน กม. 41 ต าบล คลองหนง อ าเภอ คลองหลวง ปทมธาน 12121 หมายเลขโทรศพท 02-986-9009 ตอ 2207 อเมล supachar@siit.tu.ac.th 2. รศ. ดร. บณฑต ลมมโชคชย สถาบนเทคโนโลยนานาชาตสรนธร มหาวทยาลยธรรมศาสตร 99 หม 18 ถนน พหลโยธน กม. 41 ต าบล คลองหนง อ าเภอ คลองหลวง ปทมธาน 12121 หมายเลขโทรศพท 02-986-9009 ตอ 2206 อเมล bundit@siit.tu.ac.th 1.4 งบประมาณ ไดรบทนอดหนนการวจยประจ าปงบประมาณ พ.ศ. 2553 เปนจ านวนเงน 4,600,000 บาท เรมท าการวจยเมอ เดอนสงหาคม ป พ.ศ.2553

2. ควำมส ำคญและทมำของงำนวจย

เนองจากนโยบายการพฒนาพลงงานทดแทนของประเทศโดยใหมสดสวนการผลตไฟฟาจากพลงงานลมใหไดมากถง 800-1200 MW ภายในป พ.ศ. 2564 รวมทงในปจจบนเทคโนโลยในการผลตพลงงานทดแทนทางดานพลงงานลมมความพรอมอยมากและดวยตนทนทต าลง ขณะทประเทศไทยยงขาดแนวทางการหาแหลงทมศกยภาพการผลตพลงงานลมส าหรบกงหนลมขนาดใหญ(1 MW ขนไป)ในพนทภาคกลางของประเทศไทย จงมความจ าเปนตองศกษาวจยหาพนททมศกยภาพเปนแหลงผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลม แมวาปจจบนมผลการศกษาศกยภาพพลงงานลมในประเทศไทยไวบางแลวในภาคกลาง แตสวนใหญเปนผลการวเคราะหแผนทศกยภาพพลงงานลมในระดบสงปานกลาง คอตงแตระดบ 60 เมตรลงมาซงไมเหมาะกบกงหนลมขนาดใหญซงใหก าลงไฟฟาและประสทธภาพในการผลตพลงงานไฟฟาสงกวากงหนลมขนาดเลกมาก ดงนนจงจ าเปนตองมการศกษาวเคราะห เพอหาความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญในพนทภาคกลาง หรอส าหรบการท าฟารมกงหนลมขนาดใหญเพอผลตพลงงานไฟฟา ดงนนจงตองมผลการศกษาในขอมลลมทแมนย าเกยวของปรมาณความเรวลมทไดตลอดทงป ซงการศกษาวจยนจงท าการตรวจวดจรงทระดบความสง 120 เมตรใหสอดคลองกบกงหน

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

3

ลมขนาดใหญเปนเวลา 12 เดอน เพอหาศกยภาพพลงงานลมเชงเศรษฐศาสตรถงความเปนไปไดในการการท าตดตงกงหนลมขนาดใหญ

3. วตถประสงคของงำนวจย

1. วเคราะหศกยภาพทางพลงงานลมในการผลตพลงงานไฟฟาจากขอมลลมทระดบความสง 65 เมตร 90 เมตร และ 120 เมตร ทเกบตอเนองเปนระยะเวลา 1 ป

2. วเคราะหเชงเศรษฐศาสตรเบองตนถงความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญส าหรบการผลตพลงงานไฟฟาในเชงพาณชย

4. ขอบเขตของงำนวจย

1. ท าการสรางเสาวดลมสง 120 เมตร จ านวน 3 สถานวดลม เพอท าตดตงเครองมอวดปรมาณลมทงขนาดและทศทาง ทระดบความสง 65 เมตร 90 เมตร และ 120 เมตร ตามล าดบ

2. เกบบนทกขอมลลมปฐมภมระยะเวลา 1 ป โดยเปนคาเฉลยทกๆ 10 นาท จากการเกบขอมลทกๆ 1 นาท โดยในรายงานไดท าการรายงานเปนคาเฉลยทกๆ 1 ชวโมง

3. น าขอมลลมทไดมาท าการวเคราะหหาพลงงานไฟฟาทสามารถผลตไดจากกงหนลมในต าแหนงทคาดวาจะมศกยภาพผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลมดวยโปรแกรมวเคราะหพลงงานลม

4. น าคาประเมนพลงงานไฟฟาทไดผลตจากกงหนลมมาท าการวเคราะหเชงเศรษฐศาสตรถงความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญ ( 1 MW )

5. ประโยชนทคำดวำจะไดรบ

1. ท าใหทราบถงศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตพลงงานไฟฟาในเขตพนทภาคกลางของประเทศไทย

2. ท าใหสามารถทราบถงแนวทางในการก าหนดบรเวณทมศกยภาพทางพลงงานลมส าหรบการผลตพลงงานไฟฟา

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

4

3. ท าใหสามารถประยกตเทคโนโลยตางๆทใชในการประเมนศกยภาพพลงงานลม โปรแกรมการค านวณหาคาประเมนการผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลมทไดมาจากการเกบขอมลลม ตลอดจนประสทธภาพของกงหนลมเอง

4. ใหทราบถงการประเมนเชงเศรษฐศาสตรถงความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมเพอผลตพลงงานไฟฟาในเชงพาณชย

5. ผลงานทไดสามารถเผยแพรเปนแนวทางในการท าวเคราะหศกยภาพพลงงานลมส าหรบหนวยงานอนๆไดตอไป

6. ระเบยบวธกำรวจยและแผนกำรด ำเนนกำร 1. ศกษาศกยภาพลมในเขตพนทภาคกลางจากแผนทลมปจจบนทสดทมผจดท าไวแลวดงน 1.) รายงานฉบบสมบรณ (ราง) โครงการพฒนาปรบปรงแผนทศกยภาพลมส าหรบประเทศไทย โดยมหาวทยาลยศลปากร ป พ.ศ. 2553 เสนอตอกรมพฒนาพลงงานและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน และ 2.) ระบบฐานขอมลคดานศกยภาพพลงงานลมของประเทศไทย พฒนาโดย บณฑตวทยาลยรวมดานพลงงานและสงแวดลอม มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร โดยใชระยะเวลาในการวจย 3 ป (พ.ศ. 2550 - 2552) ภายใตโครงการวจย เรอง “การประเมนศกยภาพแหลงพลงงานลมดวย แบบจ าลองทางคณตศาสตรและการวเคราะหดานภมศาสตรสารสนเทศ” 2. วเคราะหขอมลดบทไดจากขอมลลมจรงของกรมอตนยมวทยาจากสถานตางๆเทาทมในเขตพนทภาคกลางในจงหวดดงตอไปน จงหวดก าแพงเพชร จงหวดพจตร จงหวดชยนาท จงหวดสพรรณบร, จงหวดลพบร และ จงหวดกาญจนบร โดยขอมลลมวดทระดบความสง 11 เมตร และความถในการวดทกๆ 3 ชวโมง 3. ส ารวจตรวจวดความเรวลมทระดบผวดน ในพนททมศกยภาพในเขตภาคกลางตามขอมลอางองตามขอ 1 และขอ 2 เพอประเมนยนยนการวเคราะหจากแผนทลมและขอมลลมจรงนน 4. คดเลอกเปรยบเทยบพนททมศกยภาพสงตางๆ ใหเหลอ 3 แหง เพอจะตดตงเสาวดลม ไดแก 1) บรเวณศนยการทหารมา อ าเภอเมอง จงหวดสระบร 2) บรเวณภายในมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร และ 3) บรเวณภายในมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต จงหวดปทมธาน

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

5

7. ผลกำรวจย 1 ผลการวเคราะหพลงงานลม

จากผลการวเคราะหพลงงานลมดวยการวเคราะหขอมลความเรวลม ระยะเวลา 1 ป คอ ตงแตเดอนมนาคม พ.ศ. 2555 ถง เดอนกมภาพนธ พ.ศ. 2556 และแผนทความสงของภมประเทศ โดยใชกงหนลมขนาด 1 MW BONUS 1MW/54 ทความสง 65 เมตร 90 เมตร 120 เมตร และใชโปรแกรม WAsP เพอประเมนหาศกยภาพพลงงาน พบวา สถานวดลมศนยการทหารมา สระบร มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอยทระดบ 3.0-5.5 เมตรตอวนาท และคาก าลงลมตอพนทอยระหวาง 30-125 W/m2 สถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอย 2.5 – 4.0 m/s และ คาก าลงลมตอพนททค านวณไดอยระหวาง 20-95 W/m2 ขณะทสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอยท 2.5 – 5.0 m/s และ คาก าลงลมตอพนท ซงอยในชวง 20-120 W/m2 แตอยางไรกตาม บรเวณสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร และ บรเวณสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร มพนทใกลเคยงอนๆทมศกยภาพดกวาบรเวณสถานวดลมใหคดเลอก ขณะทบรเวณสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต เปนพนราบโดยรอบ จงท าการประมาณการผลตก าลงไฟฟาตอปทต าแหนงเสาวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสตนนเอง ตารางท 1 แสดงปรมาณก าลงไฟฟาตอป ในต าแหนงทใหคาการผลตก าลงไฟฟาตอปสงทสดใกลบรเวณสถานวดลมทง 3 สถาน

ตารางท 1 การประเมนการผลตก าลงไฟฟาตอป(GWh)ในต าแหนงทคดเลอกทความสงตางๆ

ขนาดการก าลงผลตตอป (GWh)

ความสง (เมตร) กงหนลมผลตพลงงานไฟฟาในพนทใกลเคยงส ถ า น ว ด ล ม ศ น ยการทหารมา สระบร (N 14.672931o, E 100.815617 o)

กงหนลมผลตพลงงานไฟฟาในพนทใกลเคยงส ถ า น ว ด ล มมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอม เก ล าธนบ ร วทยาเขตราชบร (N 13.390600o, E 99.583633o)

กงหนลมผลตพลงงานไ ฟ ฟ า ท ส ถ า น ว ด ล มมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต

65 0.832 0.931 0.329

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

6

90 0.968 1.008 0.426

120 1.166 1.146 0.574

2. ผลการวเคราะหเชงเศรษฐศาสตร

การศกษาทางดานเศรษฐศาสตรของโครงการลงทนตดตงกงหนลมผลตพลงงานไฟฟา โดยวเคราะหคาใชจายดานการลงทน ดานการด าเนนการและบ ารงรกษาตาง ๆ เปรยบเทยบกบการประเมนพลงงานทไดประเมนไว ซงผลการศกษาครงนสามารถทจะเปนแนวทางในการวางแผนงานดานการลงทนเกยวกบโครงการผลตไฟฟาจากพลงงานลมในเขตพนทภาคกลางของประเทศ พารามเตอรหลายตวทใชค านวณผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร จงขอก าหนดสมมตฐานการค านวณดงน อตราแลกเปลยนเงนตราตางประเทศ 29.82 บาท/USD และ 39.50 บาท/Euro ราคากงหนลมผลตกระแสไฟฟาเฉลย 1.5 ลานดอลลาร/1MW คาใชจายในการกอสรางประมาณการท 40 % ของราคากงหนลม คาจดการด าเนนการกอสรางประมาณการท 10% ของคาใชจายในการกอสราง คาใชจายด าเนนการและบ ารงรกษาตอป ประมาณการท 2 % ของราคากงหนลม อตราเงนเฟอเทากบ 3 % คาไฟฟาฐาน Base Tariffs เปน 2.84 บาทตอหนวยไฟฟา คาไฟฟาผนแปร Ft ขายสงเฉลย 0.91บาทตอหนวยไฟฟา คาสวนเพมราคารบซอไฟฟา Adder เทากบ 3.50 บาทตอหนวยไฟฟา ในระยะเวลา 10 ป ตงแตเรมขายไฟฟา คาอตราสวนลดเทากบ 7 % คาตวคณพลงงานเทยบเทาของน ามนเทากบ 0.0000000852 ktons of oil equivalent (kTOE)ตอ kWh คาตวคณปรมาณน ามนดบเทยบเทา 0.000137 kTOE/barrel ราคาน ามนดบ 110.30 USD/barrel คาปรมาณคารบอนไดออกไซดทปลอยจากการผลตไฟฟา 520 kg/MWh ราคาตามคารบอนเครดต 8.18 Euro/tone of carbon dioxide ระยะเวลาด าเนนการ 20 ป ผลวเคราะหแสดงในตารางท 2

ตารางท 2 ผลวเคราะหเชงเศรษฐศาสตรกงหนลมผลตพลงงานไฟฟาขนาด 1 MW ทความสง 120 เมตร

คาจากการประเมน กงหนลมผลตพลงงานไฟฟาในพนทใกลเคยงส ถ า น ว ด ล ม ศ น ยการทหารมา สระบร (N 14.672931o, E 100.815617 o)

กงหนลมผลตพลงงานไฟฟาในพนทใกลเคยงส ถ า น ว ด ล มมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอม เก ล าธนบ ร วทยาเขตราชบร (N 13.390600o, E 99.583633o)

กงหนลมผลตพลงงานไ ฟ ฟ า ท ส ถ า น ว ด ล มมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

7

พลงงานไฟฟาทผลตไดตอป (GWh)

1.166 1.146 0.574

Capacity factor (%) 13.31 13.08 6.55

GC (บาท/kWh) 6.13 6.24 12.46

ผลตอบแทนทางการเงน

NPV (บาท) 1,554,221.96 218,168.31 -37,992,966.20

IRR (%) 7.37 7.05 -4.68

BCR 1.02 1.00 0.5

PBP (ป) 8.49 8.67 >20

ผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร

ปรมาณคารบอนไดออกไซดทลดลง (ตนตอป)

606.32 595.92 298.48

ปรมาณน ามนดบทไมตองน าเขา (บารเรลตอป)

725.13 712.69 356.97

NPV (บาท) 35,962,923.32 34,036,668.96 -21,054,205.84

IRR (%) 14.14 13.79 1.94

BCR 1.47 1.45 0.72

PBP (ป) 6.21 6.33 16.04

การตอบแทนทางการเงนและทางเศรษฐศาสตรนนผานเกณฑตามตวชวดทไดกลาวไวในตารางท 2.1 ส าหรบการท าเลอกตดตงกงหนลมเพอผลตพลงงานไฟฟาในพนทสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร และในพนทบรเวณสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

8

ส าหรบการตดตงกงหนผลตพลงงานไฟฟาบรเวณมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต ตวชวดบงชวายงไมมศกยภาพพอทค มกบลงทนในการประเมนการเบองตนครงน โดยเฉพาะตองใชเวลามากกวาระยะเวลาโครงการ 20 ป จงจะคนทน ขณะทผลการประเมนศกยภาพการผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลมในพนทใกลเคยงสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร (N 14.672931o, E 100.815617 o) และในพนทใกลเคยงสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร (N 13.390600o, E 99.583633o) ใหตวเลขชวดทนาสนใจทงผลตอบแทนทางการเงนและผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรทงหมด ทงทตงอยในพนทเขตภาคกลางมการประเมนโดยแผนทลมแลวอยในระดบปานกลาง

ซงจากการวเคราะหขางตนท าใหทราบถงแนวโนมทวาระดบความสงทสงขน ท าใหก าลงผลตตอปเพมขน ซงคาดไดวาทางดานตะวนออกและดานตะวนตกของภาคกลางทเปนพนทสงเปนภเขา จงอาจเหมาะทท าการคดเลอกเปนพนทตดตงกงหนลมขนาดใหญผลตพลงงานไฟฟา เนองจากลกษณะภมประเทศเปนพนทรบลมมรสมทงตะวนตกเฉยงใตหรอลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอ ทงนอาจจะเปนไปไดตงแตจงหวดตาก กาญจนบร ราชบร ลพบร สระบร เปนตน

ผลทไดจากการวเคราะหทางดานลมและการวเคราะหทางเศรษฐศาสตรทไดรบมานนอยบนการแปรผลมาจากขอมลลมทไดเกบมาในชวง 1 ป คอเดอนมนาคม พ.ศ. 2555 ถง เดอนกมภาพนธ พ.ศ. 2556 ทระดบความสง 120 เมตร ในเขตพนทของสถานวดลม 3 สถาน ไดแกสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร สถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร และสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต และขอสมมตฐานทางการเงนดงทไดกลาวไวขางตน การเปลยนแปลงเงอนไขขางตนจะท าใหผลทไดรบอาจเปลยนแปลงไปตามตวแปรเหลานน เชน การเลอกทจะตดตงขนาดกงหนลมเพอผลตไฟฟาทแตกตางออกไป โดยควรใหเลอกขนาดกงหนและทความสงของเสาลมของการตดตงใหเหมาะกบศกยภาพลมซงมผลสมพนธกบปรมาณพลงงานไฟฟาทผลตไดตอป ในแตละพนททใชตดตงกงหนลม รวมทงการจดเกบขอมลลมระยะเวลาทยาวกวา 1 ป อาจจะเปนการเพมความเชอมนในประเมนศกยภาพในการตดสนใจการตดตงกงหนลมเพอผลตพลงงานไฟฟาในระยะยาว

8. ขอเสนอแนะ 1. ท าการศกษาเพมเตมในการน าขอมลลมจากสถานวดลมทงสามขณะน ไปหาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในการตดตงกงหนลมอนๆแทน ทงในมตของขนาดและชนดตลอดจนการออกแบบนวตกรรมทางดานอปกรณใหเหมาะความเรวเฉลยปานกลางในพนทราบภาคกลางใหเหมาะสมทสด ซงการตดตงกงหนลมขนาดใหญจากการศกษาครงนยงไมคมคากบการลงทน

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

9

2. ส าหรบความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญนน การศกษานไดชใหเหนเพยงแนวโนมขนาดก าลงผลตตอปในพนททระดบสงขน ดงนนการศกษาเพมเตมในพนทภเขาทางดานตะวนออกและดานตะวนตกของภาคกลาง ตงแตจงหวดตาก กาญจนบร ราชบร ลพบร สระบร เปนตน ยงคงจ าเปนตองมการวเคราะหลม การวเคราะหทางดานการเงนและเศรษฐศาสตรเพอประเมนศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาทต าแหนงนนๆ ทงระยะเวลาเกบขอมลทยาวนานกวา 1 ป เพอเพมความเชอมนในผลการศกษาในการลงทนระยะยาว

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

10

บทคดยอ

เนองจากนโยบายการพฒนาพลงงานทดแทนของประเทศโดยใหมสดสวนการผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลมใหไดมากถง 800-1200 MW ภายในป พ.ศ. 2564 รวมทงในปจจบนเทคโนโลยในการผลตพลงงานทดแทนทางดานพลงงานลมมความพรอมมากขนและดวยตนทนทต าลง ขณะทประเทศไทยยงขาดแนวทางการหาแหลงทมศกยภาพการผลตพลงงานลมส าหรบกงหนลมขนาดใหญ(ตงแต 1 MW ขนไป)ในพนทภาคกลางของประเทศไทย จงมความจ าเปนตองศกษาวจยหาพนททมศกยภาพเปนแหลงผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลม เพอหาความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญในพนทภาคกลาง หรอส าหรบการท าฟารมกงหนลมขนาดใหญเพอผลตพลงงานไฟฟาใหได 5-30 MW ดงนนจงตองมผลการศกษาในขอมลลมทแมนย าเกยวของปรมาณความเรวลมตลอดทงป ซงการศกษาวจยนจงท าการตรวจวดจรงทระดบความสง 120 เมตรใหสอดคลองกบกงหนลมขนาดใหญเปนเวลา 12 เดอน

วตถประสงคของงานวจย เพอวเคราะหศกยภาพทางพลงงานลมในการผลตพลงงานไฟฟาจากขอมลลมทระดบความสง 65 เมตร 90 เมตร และ 120 เมตร ทเกบตอเนองเปนระยะเวลา 1 ป และวเคราะหทางเศรษฐศาสตรเบองตนถงความเปนไปไดในการตดตงกงหนลมขนาดใหญส าหรบการผลตพลงงานไฟฟาในเชงพาณชย โดยไดท าการคดเลอกพนททนาจะมศกยภาพตางๆกน ใหได 3 แหง เพอจะตดตงเสาวดลม ไดแก 1) บรเวณศนยการทหารมา อ าเภอเมอง จงหวดสระบร 2) บรเวณมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร จงหวดราชบร และ 3) บรเวณมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต จงหวดปทมธาน

จากผลการวเคราะหพลงงานลมดวยการวเคราะหขอมลความเรวลม ระยะเวลา 1 ป คอ ตงแตเดอนมนาคม พ.ศ. 2555 ถง เดอนกมภาพนธ พ.ศ. 2556 และแผนทความสงของภมประเทศ โดยใชกงหนลมขนาด 1 MW BONUS 1MW/54 ทความสง 65 เมตร 90 เมตร 120 เมตร และใชโปรแกรม WAsP เพอประเมนหาศกยภาพพลงงานลม พบวา สถานวดลมศนยการทหารมา สระบร มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอยทระดบ 3.0-5.5 เมตรตอวนาท และคาก าลงลมตอพนทอยระหวาง 30-125 W/m2 สถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอย 2.5 – 4.0 m/s และ คาก าลงลมตอพ น ท ทค านวณไดอย ระหวาง 20-95 W/m2 ขณะทสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต มชวงความเรวเฉลยรายเดอนอยท 2.5 – 5.0 m/s และ คาก าลงลมตอพนท ซงอยในชวง 20-120 W/m2 แตอยางไรกตาม บรเวณสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร และ บรเวณสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร มพนทใกลเคยงอนๆทม

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

11

แนวโ นมศกยภาพดกว าบ ร เ วณสถานวดลมไ ดคด เ ลอก ไ ว น น ขณะ ทบ ร เ วณสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต เปนพนราบโดยรอบ จงท าการประมาณการผลตก าลงไฟฟาตอปทต าแหนงเสาวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสตนนเอง

จากผลการวเคราะหเชงเศรษฐศาสตรของโครงการลงทนตดตงกงหนลมผลตพลงงานไฟฟา โดยวเคราะหคาใชจายดานการลงทน ดานการด าเนนการและบ ารงรกษาตาง ๆ เปรยบเทยบกบการประเมนพลงงานทไดประเมนไว ซงผลการศกษาครงนสามารถทจะเปนแนวทางในการวางแผนงานดานการลงทนเกยวกบโครงการผลตไฟฟาจากพลงงานลมในเขตพนทภาคกลางของประเทศ พารามเตอรหลายตวทใชค านวณผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตร จงขอก าหนดสมมตฐานการค านวณดงน อตราแลกเปลยนเงนตราตางประเทศ 29.82 บาท/USD และ 39.50 บาท/Euro ราคากงหนลมผลตกระแสไฟฟาเฉลย 1.5 ลานดอลลาร/1MW คาใชจายในการกอสรางประมาณการท 40 % ของราคากงหนลม คาจดการด าเนนการกอสรางประมาณการท 10% ของคาใชจายในการกอสราง คาใชจายด าเนนการและบ ารงรกษาตอป ประมาณการท 2 % ของราคากงหนลม อตราเงนเฟอเทากบ 3 % คาไฟฟาฐาน Base Tariffs เปน 2.84 บาทตอหนวยไฟฟา คาไฟฟาผนแปร Ft ขายสงเฉลย 0.91บาทตอหนวยไฟฟา คาสวนเพมราคารบซอไฟฟา Adder เทากบ 3.50 บาทตอหนวยไฟฟา ในระยะเวลา 10 ป ตงแตเรมขายไฟฟา คาอตราสวนลดเทากบ 7 % คาตวคณพลงงานเทยบเทาของน ามนเทากบ 0.0000000852 ktons of oil equivalent (kTOE)ตอ kWh คาตวคณปรมาณน ามนดบเทยบเทา 0.000137 kTOE/barrel ราคาน ามนดบ 110.30 USD/barrel คาปรมาณคารบอนไดออกไซดทปลอยจากการผลตไฟฟา 520 kg/MWh ราคาตามคารบอนเครดต 8.18 Euro/tone of carbon dioxide ระยะเวลาด าเนนการ 20 ป จากผลการวเคราะหพบวาการตอบแทนทางการเงนและทางเศรษฐศาสตรนนผานเกณฑตามตวชวดในการตดตงกงหนลมเพอผลตพลงงานไฟฟาในพนทใกลเคยงสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร (N 14.672931o, E 100.815617 o)และในพนทใกลเคยงสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร(N 13.390600o, E 99.583633o) แทน ส าหรบการตดตงกงหนผลตพลงงานไฟฟาทสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต ตวชวดบงชวายงไมมศกยภาพพอทคมกบลงทนในการประเมนการเบองตนครงน โดยเฉพาะตองใชเวลามากกวาระยะเวลาโครงการ 20 ป จงจะคนทน ขณะทผลการประเมนศกยภาพการผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานลมในพนทใกลเคยงสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร และในพนทใกลเคยงสถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร ใหตวเลขชวดทนาสนใจทงผลตอบแทนทางการเงนและผลตอบแทนทางเศรษฐศาสตรทงหมด ทงทตงอยในพนทเขตภาคกลางมการประเมนโดยแผนทลมแลวอยในระดบปานกลาง ซงจากการวเคราะหแนวโนมขางตนทางดานตะวนออกและดานตะวนตกทเปนพนทสงของภาคกลางจงเหมาะทตดตงกงหนลมผลต

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

12

พลงงานไฟฟา เนองจากเปนพนทรบลมมรสมทงตะวนตกเฉยงใตและลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอ ตงแตจงหวดตาก กาญจนบร ราชบร ลพบร สระบร เปนตน

อยางไรกตาม ผลทไดจากการวเคราะหทางดานลมและการวเคราะหทางเศรษฐศาสตรทไดรบมานนอยบนการแปรผลมาจากขอมลลมทไดเกบมาในชวง 1 ป คอเดอนมนาคม พ.ศ. 2555 ถง เดอนกมภาพนธ พ.ศ. 2556 ทระดบความสง 120 เมตร ในเขตพนทของสถานวดลม 3 สถาน ไดแกสถานวดลมศนยการทหารมา สระบร สถานวดลมมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร วทยาเขตราชบร และสถานวดลมมหาวทยาลยธรรมศาสตร ศนยรงสต และขอสมมตฐานทางการเงนดงทไดกลาวไวขางตน การเปลยนแปลงเงอนไขขางตนจะท าใหผลทไดรบอาจเปลยนแปลงไปตามตวแปรเหลานน เชน การเลอกทจะตดตงขนาดกงหนลมเพอผลตไฟฟาทแตกตางออกไป โดยควรใหเลอกขนาดกงหนและทความสงของเสาลมของการตดตงใหเหมาะกบศกยภาพลมซงมผลสมพนธกบปรมาณพลงงานไฟฟาทผลตไดตอป ในแตละพนททใชตดตงกงหนลม รวมทงการจดเกบขอมลลมระยะเวลาทยาวกวา 1 ป อาจจะเปนการเพมความเชอมนในประเมนศกยภาพในการตดสนใจการตดตงกงหนลมเพอผลตพลงงานไฟฟาในระยะยาว

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

13

Abstract

According to renewable energy policies of Thailand, 800-1200 MW of electricity generated from wind energy are to be achieved within 2021. Additionally, technologies of wind-energy generation are available at low cost. However, there has been no study on the potential of wind energy for electricity generation using large wind turbine ( 1 MW) in the central region of Thailand. Therefore, this study is needed for finding potential locations for large-capacity windmills or wind farms of 5-30 MW within the central region of Thailand.

The objective of this study is to analyze actual wind data in order to determine potential of using wind for electricity production. The wind data is measured at the heights of 65 m, 90 m, and 120 m in one year. Financial analysis and economic analysis are performed to yield the feasibility of a large wind-turbine installation for electricity generation. Three sites of wind masts within the central region of Thailand are selected for wind measurement: 1) Royal Thai Army Cavalry Center at Saraburi, 2) King Mongkut’s University of Technology Thonburi at Ratchaburi campus, and 3) Thammasat University, Rangsit campus at Patum Thani.

With one-year wind data recorded from March 2012 to February 2013, topographical chart around mast areas, and 1MW wind turbine installed at heights of 65 m, 90 m, and 120 m, the WAsP is used for wind analysis. It is found that intervals of monthly average wind speeds and power densities are 3.0-5.5 m/s and 30-125 W/m2, 2.5-4.0 m/s and 20-95 W/m2, 2.5-5.0 m/s and 20-120 W/m2 at the wind-mast stations at Saraburi, Ratchaburi and Pathum Thani, respectively. However, the areas around the wind masts at Saraburi and Ratchaburi are simulated with higher potentials of energy generation whereas the areas around the wind mast at Pathum Thani yield the same energy generation. The three best sites of the wind turbines around the three wind masts are chosen for estimation of annual electricity production.

With financial analysis and economic analysis for wind-turbine investment of installation and energy generation within the central region of Thailand, the parameters of this study are defined as: exchange rate of 29.82 Baht/USD and 39.50 Baht/Euro, wind-turbine price of 1.5 million dollar/1 MW, construction cost of 40% wind-turbine price, construction management of

การศกษาศกยภาพพลงงานลมส าหรบการผลตไฟฟาในเขตภาคกลางของประเทศไทย

14

10% construction cost, operation and maintenance cost of 2% wind-turbine price, inflation rate of 3%, Base tariffs of 2.84 Baht/1kWh, Ft of electricity of 0.91 Baht/1kWh, adder of 3.50 Baht/1kWh within first 10 year of sale, discount rate 7% , equivalent oil of 0.0000000852 ktons(kTOE)/kWh, equivalent crude oil of 0.000137 kTOE/barrel, crude-oil price of 110.30 USD/barrel, Co2 emission of 520 kg/MWh, Carbon credit for 8.18 Euro/ton of carbon dioxide, and 20-year project. It is found that financial and economic indexes such as NPV, IRR, BCR and PBP are satisfactory in investment of 1 MW wind turbine for energy generation at Saraburi (N 14.672931o, E 100.815617 o) and Rachaburi (N 13.390600o, E 99.583633o). On the other hand, those indexes are unsatisfactory at Pathum Thani. Especially, the project at Pathum Thani must undergo more than 20 years to recover the cost of investment. It is interesting that some areas around Saraburi and Ratchaburi present high potential of energy for electricity production although the wind speeds recorded at the wind masts are between low and medium. Those satisfactory results are due to mountainous areas or plateau along with vast plains in the central region of Thailand, as in Tak, Kanchanaburi, Ratchaburi, Lopburi, Saraburi provinces which are faced with tropical monsoons which consist of northeast monsoon and southwest monsoon.