นวัตกรรมพลังงานหมุนเวียน 10 อันดับแรกในปี 2022

จากรายงานของทาง StartUs Insights ซึ่งเป็นบริษัทข่าวกรองด้านนวัตกรรมจากออสเตรียที่ทำการวิจัยเชิงลึกในกลุ่มอุตสาหกรรมสตาร์ทอัพและบริษัทที่มีการเติบโตด้านพลังงานทดแทน และผลการวิจัยชี้ให้เห็นถึงนวัตกรรมด้านข้อมูลที่ช่วยปรับปรุงการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์

รวมถึงเทคโนโลยีเกิดใหม่ในอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียนที่ทำให้เห็นถึงภาพรวมของแนวโน้มและนวัตกรรมพลังงานหมุนเวียน 10 อันดับแรก ที่ส่งผลกระทบต่อบริษัทพลังงานหมุนเวียนทั่วโลก ข้อมูลจากงานวิจัยแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มพลังงานหมุนเวียน 10 อันดับแรกที่จะส่งผลกระทบต่อบริษัทต่าง ๆ ในปี ค.ศ. 2022 เราตามไปดูในแต่ละแบบกันเลยนะครับ

1. แผงโซล่าเซลล์ขั้นสูง (Advanced Photovoltaics: PV)

พลังงานแสงอาทิตย์พัฒนาระบบ PV ที่สามารถติดตั้งได้สะดวกมากขึ้นในทุกสภาพแวดล้อม ในขณะที่ช่วยลดพื้นที่ในการติดตั้งลง ซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนา PV, Floatovoltaics และ Agrivoltaics ที่ผสานรวมเข้าด้วยกัน

นอกจากนี้ยังได้มีการพัฒนาเซลล์แบบฟิล์มบางเพื่อให้แผงโซลาร์เซลล์มีความยืดหยุ่น คุ้มทุน น้ำหนักเบา และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ PV โดยเริ่มมีการคิดค้นเทคโนโลยี ด้วยนวัตกรรมวัสดุ PV เพื่อรวบรวมพลังงานแสดงอาทิตย์ให้อยู่ในรูปแบบของกระจกและเลนส์ได้ เช่น การใช้เซลแสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ (Perovskite) ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้หลายเท่า

2. ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และข้อมูลปริมาณมหาศาล (Big Data)

“กริด” (Grid) เป็นระบบโครงสร้างพื้นที่ฐานที่ซับซ้อน และต้องการการตัดสินใจที่รวดเร็วในแบบเรียลไทม์ ซึ่งข้อมูลจาก Big data และอัลกอริทึมของ AI สามารถตอบสนอง วิเคราะห์และจัดการได้อย่างรวดเร็ว

นอกเหนือจากการวิเคราะห์และการจัดการกริด แอพลิเคชั่น AI ในภาคพลังงานหมุนเวียนยังสามารถวิเคราะห์ คาดการณ์การใช้พลังงาน และช่วยในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ของแหล่งพลังงานงานหมุนเวียน แอปพลิเคชั่นด้านพลังงานยังสามารถคาดการณ์ปริมาณพลังงานของกริด กำหนดราคาและดำเนินการซื้อขายได้ตามเวลาโดยอัตโนมัติ

ด้านนวัตกรรมในคราวด์คอมพิวติ้งและโรงไฟฟ้าเสมือน (VPP) ช่วยเข้ามาสนับสนุนการผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอต่อการบริโภคตามที่คาดการณ์ไว้นอกจากนี้ สตาร์ทอัพยังใช้การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analytics) และ Machine Learning สำหรับการออกแบบแบบจำลองพลังงานหมุนเวียนและการวิเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. ระบบจัดเก็บพลังงานแบบกระจาย (Distributed Energy Storage Systems: DESS)

DESS หรือ Distributed Energy Storage Systems คือการกำหนดการผลิตและการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนเพื่อเอาชนะความผิดปกติในการผลิต ตามข้อกำหนดด้านเศรษฐกิจและข้อกำหนดอื่น ๆ

บริษัทสตาร์ทอัพใหม่ๆจะมีแบตเตอรี่และโซลูชั่นไร้แบตเตอรี่ที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่เหลว ใช้พลังงานต่ำและสม่ำเสมอ ในขณะที่แบตเตอรี่แบบโซลิดสเตตมีน้ำหนักเบาและมีความหนาแน่นของพลังงานสูง สำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานจำนวนมาก ในช่วงเวลาสั้น ๆ ก็ใช้ตัวเก็บประจุและตัวเก็บประจุยิ่งยวด

เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการคายประจุ ความปลอดภัย และมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม จึงมีการคิดค้นทางเลือกในการจัดเก็บแบบไม่ใช้แบตเตอรี่ เช่น เทคโนโลยีสูบน้ำ (Pumped hydro) และเทคโนโลยีอากาศอัด (Compressed Air) ในทางกลับกัน พลังงานส่วนเกินจะถูกแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่น เช่น ความร้อนหรือมีเทนสำหรับการจัดเก็บและการแปลงสภาพผ่านเทคโนโลยี Power-to-X (P2X)

4. พลังจากน้ำ (Hydro Power)

นวัตกรรมในแหล่งพลังงานหมุนเวียนมุ่งเน้นไปที่เครื่องแปลงพลังงาน และการปรับปรุงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับพลังน้ำ เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กและเขื่อนกั้นน้ำทำให้เกิดพลังงานแบบกระจายอำนาจ “การแปลงพลังงานความร้อนจากมหาสมุทร (OETC)” ได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานผ่านการไล่ระดับความร้อนที่สร้างขึ้นระหว่างพื้นผิวและน้ำลึก

ตอนนี้มีเทคโนโลยีที่เปลี่ยนความลาดชันของความเค็มที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของแรงดันออสโมติกระหว่างน้ำทะเลและแม่น้ำสามารถแปลงให้เป็นพลังงานสะอาดที่เราสามารถนำมาใช้งานได้

5. พลังงานลม (Wind Energy)

ตอนนี้เทคโนโลยีมุ่งเน้นในการพัฒนากังหันลม หรือ Wind Turbine ที่มีการติดตั้งนอกชายฝั่งและในอากาศ เพื่อลดความต้องการพลังงานลมบนบก และนวัตกรรมในสาขานี้มักจะรวมเข้ากับแหล่งพลังงานอื่น ๆ เช่น กังหันลมแบบลอยน้ำ พลังงานแสงอาทิตย์ หรือพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้น

ตอนนี้มีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในการออกแบบใบพัด (Blade) ตามหลักอากาศพลศาสตร์ และยังมีการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกังหันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการแปลงพลังงานสูง การพัฒนาวัสดุใบพัดของกังหันลมให้ตอบโจทย์ความยั่งยืน ซึ่งถือว่าเป็นหนึ่งในความท้าทายที่อุตสาหกรรมต้องเผชิญในปัจจุบัน เพื่อแก้ไขปัญหานี้หลายๆบริษัทกำลังสร้างเทคโนโลยีแบบไร้ใบพัด และวัสดุเทอร์โมพลาสติกเพื่อผลิตใบพัดกังหันลมที่รีไซเคิลได้

6. พลังงานชีวภาพ (Bio Energy)

พลังงานชีวภาพ หรือ Bio Energy เป็นพลังงานหมุนเวียนที่ได้มาจากแหล่ง ชีวมวล ,เชื้อเพลิงชีวภาพเหลว จะถูกผสมโดยตรงเพื่อใช้ในยานยนต์ ได้มีปรับปรุงกระบวนการเชื้อเพลิงชีวภาพและเทคนิคการอัพเกรด กระบวนการแปลงเชื้อเพลิงชีวภาพส่วนใหญ่ เช่น ไฮโดรเทอร์มอลเหลว (HTL) ไพโรไลซิส เทคโนโลยีพลาสมา การทำให้เป็นผงและการแปรสภาพเป็นแก๊ส และใช้การแปลงความร้อนเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงชีวภาพ

นอกจากนี้ เทคนิคการอัปเกรด เช่น การแยกสารด้วยความเย็น ไฮเดรต ในแหล่งกำเนิดและเมมเบรน ใช้สำหรับกำจัดปริมาณกำมะถันและไนโตรเจน นอกเหนือจากนี้ การหมักยังมีความสามารถในการแปลงของเสีย เมล็ดพืช อาหารและพืช ให้เป็นเอทานอลชีวภาพกระบวนการหมักทำให้เกิดไบโอเอทานอลซึ่งง่ายต่อการผสมกับน้ำมันเบนซินโดยตรง, ซึ่งทำให้สามารถใช้วิธีการและวัตถุดิบได้หลากหลาย แต่วัสดุตั้งต้นที่มีพลังงานหนาแน่นทำให้ได้คุณภาพเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุด

7. การรวมกริด (Grid Integration)

เทคโนโลยีการรวมกริด รวมถึงการส่ง การกระจาย และการรักษาเสถียรภาพของพลังงานหมุนเวียน การขยายขนาดการผลิตพลังงานหมุนเวียนแบบผันแปรมักจะไม่ค่อยตรงกับจุดที่เราต้องใช้พลังงาน ซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียการส่งและการกระจายเพื่อเอาชนะสิ่งนี้ ดังนั้นเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แบบกริดที่ประหยัดพลังงาน เช่น แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) และเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ถูกนำมาใช้

ดังนั้นการควบคุมความผันผวนของความถี่และแรงดันไฟฟ้าอันเนื่องมาจากการผลิตพลังงานหมุนเวียนแบบแปรผันได้รับการแก้ไขโดยใช้โซลูชันที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

จากการใช้พลังงานเป็นช่วง ๆ ยานพาหนะสู่กริด (V2G) เทคโนโลยีจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของกริดในช่วงเวลาที่มีการใช้งานสูงสุด ในขณะที่โซลูชันกริดสู่รถยนต์ (G2V) ใช้ประโยชน์จากยานพาหนะเป็นหน่วยจัดเก็บ ส่งผลให้ทั้งอุตสาหกรรมพลังงานและการขนส่งได้รับประโยชน์สูงสุด

8. ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen)

ก๊าซไฮโดรเจน (H2) และปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ใกล้ศูนย์ (GHG) แต่ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ในรูปของ “ไฮโดรเจนสีเทา” และ “ไฮโดรเจนสีน้ำตาล” การพัฒนาพลังงานหมุนเวียนและเซลล์เชื้อเพลิงได้ผลักดันให้เปลี่ยนไปใช้ “ไฮโดรเจนสีเขียว” (Green Hydrogen) 

โดยจะเป็นพลังงานที่สะอาดกว่า แต่ก็ยังมีอุปสรรคและปัญหาประสิทธิภาพด้านการแปลงพลังงานที่ยังผลิตได้ในปริมาณที่ต่ำ และยังมีความประเด็นเรื่องการขนส่งอีกด้วยด้วยเหตุผลเหล่านี้ การพัฒนาไฮโดรเจนสีเขียวจึงมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงการจัดเก็บ และการขนส่ง

9. หุ่นยนต์ขั้นสูง (Advanced Robotics)

เทคโนโลยีของหุ่นยนต์สามารถเข้ามาช่วยให้เกิดความแม่นยำ ความฉลาด และลดทรัพยากรทรัพยากร สามารถพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตและกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์ปรับทิศทางตัวเองอัตโนมัติเพื่อเพิ่มการแปลงพลังงานให้สูงสุด ,ระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ยังช่วยเร่งกระบวนการบำรุงรักษา และลดความจำเป็นในการทำงานของมนุษย์ที่ไม่จำเป็น ,การตรวจสอบด้วยโดรนและการทำงานอัตโนมัติและการบำรุงรักษา (O&M) ซึ่งมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและก้าวกระโดด

10. บล็อคเชน (Blockchain)

เทคโนโลยีบล็อคเชนสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในภาคพลังงานหมุนเวียน ตัวอย่างเช่น สัญญาอัจฉริยะทำให้การซื้อขายไฟฟ้าแบบ Peer-to-Peer ล่วงหน้า สำหรับพลังงานทรานส์แอคทีฟ กริดมีความเสี่ยงต่อภัยคุกคามทางไซเบอร์และบล็อคเชนถูกใช้เพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินงานกริดและการตรวจสอบ ด้วยการเข้ารหัสข้อมูล บล็อคเชนช่วยอำนวยความสะดวกในการทำธุรกรรมทางดิจิทัล ผู้ให้บริการพลังงานหมุนเวียนยังใช้ประโยชน์จากบล็อคเชนเพื่อติดตามห่วงโซ่การดูแลวัสดุกริด นอกจากนี้ยังช่วยให้หน่วยงานกำกับดูแลสามารถเข้าถึงข้อมูลเพื่อการปฏิบัติตามกฎระเบียบได้อย่างง่ายดาย

ที่มา:
https://www.greennetworkthailand.com
https://www.startus-insights.com/innovators-guide/top-10-renewable-energy-trends-2022/