ในปัจจุบัน ปัญหาวิกฤตการณ์พลังงานขาดแคลน ผนวกกับความรุนแรงจากผลกระทบสิ่งแวดล้อม ได้ลุกลามจนส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศของโลก การเคหะแห่งชาติได้ตระหนักและเล็งเห็นถึงความสำคัญของปัญหาดังกล่าว จึงได้ผลักดันนโยบายและแนวคิดที่จะพัฒนาที่อยู่อาศัยประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ภายใต้โครงการชุมชนรักษ์สิ่งแวดล้อม (Eco Village) เน้นการพึ่งพาตนเอง สร้างความเข้มแข็งของชุมชนในระยะยาวอย่างยั่งยืน ด้วยการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในพื้นที่ส่วนกลาง ดังนั้น การเคหะแห่งชาติจึงได้มอบหมายให้หน่วยวิจัยเฉพาะทางสถาปัตยกรรมเพื่อชีวิตและสิ่งแวดล้อมยั่งยืน คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการผังเมือง มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ทำการศึกษาวิจัยโครงการพลังงานทดแทน (พลังงานแสงอาทิตย์) ประเภทพลังงานหมุนเวียน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับระบบบำบัดน้ำเสียในโครงการของการเคหะแห่งชาติ โดยมีขั้นตอนการดำเนินงานดังต่อไปนี้ งานวิจัยเริ่มต้นด้วยกระบวนการศึกษาข้อมูลภาคทฤษฎี และงานวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับเซลล์แสงอาทิตย์ภายใต้ศักยภาพทางสภาพแวดล้อมของประเทศไทย รวมถึงเทคโนโลยีที่มีอยู่จริงในท้องตลาดปัจจุบัน อันประกอบไปด้วยเนื้อหาของประเภทเซลล์แสงอาทิตย์ หลักการทำงาน อุปกรณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบรวม รูปแบบการติดตั้งและประยุกต์ใช้กับอาคาร รวมถึงศึกษาสำรวจข้อมูลทางกายภาพและการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบบำบัดน้ำเสียของอาคารชุดพักอาศัยที่ 96 ของโครงการบ้านเอื้ออาทรบึงกุ่ม อันเป็นโครงการที่ได้กำหนดให้ทำการศึกษา มีการใช้พลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนกลางเฉลี่ยเดือนละ 716 กิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือประมาณวันละ 23.87 กิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยส่วนหนึ่งมาจากการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องเติมอากาศในระบบบำบัดน้ำเสียประจำอาคาร ขนาด 1.4 กิโลวัตต์ ด้วยการเปิด 15 นาที ทุก 4 ชั่วโมง แล้วนำมาสรุปเป็นแนวทางการออกแบบติดตั้งกับอาคารที่ทำการศึกษา จากนั้นนำผลที่ได้จากการศึกษาและสำรวจมาประยุกต์ใช้ในการออกแบบที่เหมาะสมกับการนำไปติดตั้ง และทดสอบประสิทธิภาพจริง เพื่อนำไปสังเคราะห์ถึงผลประโยชน์ต่างๆ ทั้งด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า และด้านอื่นๆ ได้แก่ การลดความร้อนผ่านกรอบอาคาร การลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ความเป็นไปได้ในการใช้งานยามเกิดภัยพิบัติ รวมถึงความคุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์ โดยมีรายละเอียดดังนี้ เซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอนชนิดผลึกเดี่ยวถือได้ว่าเป็นชนิดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในท้องตลาด ได้เลือกมาประยุกต์ใช้กับอาคารด้วยการติดตั้งบนหลังคาจำนวน 12 แผง แผงละ 185 วัตต์ ขนาดกำลังการผลิตรวมเป็น 2.22 กิโลวัตต์ ติดตั้งระบบด้วยรูปแบบการเชื่อมต่อระบบจำหน่าย (Grid Connection) ซึ่งสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าภายใต้สภาพท้องฟ้าปกคลุมไปด้วยเมฆมากแบบมรสุมฤดูฝนได้มากกว่า 2.1 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งเพียงพอกับการใช้พลังงานในระบบบำบัดน้ำเสียปัจจุบัน อีกทั้งยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้เฉลี่ยวันละ 5.48-5.60 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ภายใต้สภาพท้องฟ้าปกติของกรุงเทพมหานคร จากผลการทดสอบประสิทธิภาพสามารถนำมาสังเคราะห์ภายใต้สถานการณ์พื้นฐานได้ พบว่า เซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 2.22 กิโลวัตต์ สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในพื้นที่ส่วนกลางได้เฉลี่ยร้อยละ 23.43 สามารถลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้สูงสุด 96,293 ตัน เท่ากับการลดใช้รถยนต์ 14,436 คันต่อปี เมื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ให้เพียงพอกับการใช้พลังงานในระบบบำบัดน้ำเสียแบบเปิดตลอด 24 ชั่วโมง ของทุกอาคารในโครงการบ้านเอื้ออาทรบึงกุ่ม อีกทั้งการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วพื้นที่หลังคาจะสามารถลดการส่งผ่านความร้อนผ่านกรอบอาคารได้ 4 องศาเซลเซียส และผู้อยู่อาศัยในอาคารจะสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าได้ในยามเกิดภัยพิบัติเมื่อติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ไม่น้อยกว่า 53 แผง พร้อมกับแบตเตอรี่สำรอง นอกจากนี้ การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้าและขายคืนทำให้มีระยะเวลาคืนทุน 21 ปี มีอัตราผลตอบแทนภายในร้อยละ 1.29 ซึ่งมีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์มากกว่าการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง ในขั้นตอนสุดท้ายของงานวิจัย ได้นำผลการศึกษาวิจัย รวมถึงผลการติดตั้งและผลลัพธ์ที่ได้จากการทดสอบประสิทธิภาพมาทำการถ่ายทอดองค์ความรู้สู่สาธารณะในรูปแบบการสัมมนา และจัดทำเว็บไซต์ รวมถึงมีการจัดอบรม สาธิตการใช้งานและบำรุงรักษาระบบเซลล์แสงอาทิตย์ และการอ่านค่าผลการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์จำนวน 12 แผง แบบเรียลไทม์เพื่อสร้างการมีส่วนร่วมของคนในชุมชนต่อไป <br><br>At the present times, the widespread effect of the energy shortage and consequential environmental problems have immensely influenced the world’s climate change. The National Housing Authority of Thailand (NHA) have strong concerns on the issues and push forward policies and ideas of energy efficient and environmentally friendly residential building development under the “Eco Village” project. The project emphasizes on self sustainability of the community in a long term with the promotion of renewable energy, especially solar energy, as an electricity production source for the public areas of the buildings. In consequences, NHA assign the Architecture for Sustainable Living and Environment Research Unit, Faculty of Architecture and Planning, Thammasat University, to study on the “Solar Energy as an Alternative and Renewable Energy Source for Electricity Production in the Water Treatment System of an NHA Project.” The studying process will be explained hereinafter. The initial process is the study of related theories and research work on photovoltaic cell (PV, solar cell) and its potential usage under Thailand’s conditions and current available technologies. The contents include PV types, operation, related devices, PV mounting types and applications. The study also involves the survey of physical conditions and electricity consumption of the water treatment system of the designated building, the Condominium No. 96, Eua-Arthorn Housing Project (Bueng Khum). It is found that the current average electricity consumption in the public areas of the building is 716 kWh/month (23.87 kWh/day). The energy consumption of the aerator of the water treatment system that has the power of 1.4 kW, operated around 15 minutes for every 4 hours, contributes to some portion of the whole building consumption. All of the data are then summarized and design guidelines of the building are given. The results from the study and survey are then applied to the PV system design and installation. The mounted PV cells are tested, measured under actual conditions and analyzed in their performances on electricity production and other issues. These include heat transfer reduction through building envelope, Carbon Dioxide (CO2) emission reduction, the possibility to use during disaster and economic feasibility study. 12 modules of 185-Watt Mono crystalline silicon PV, which is know to have the best performance in the market, are installed on the building’s rooftop with total capability of 2.22 kW The system is connected to the grid and produces the electricity of more than 2.1 kWh/day in cloudy sky conditions in the monsoon season which is adequate for the current water treatment system. It can also produce up to 5.48-5.60 kWh/day under the normal sky conditions of Bangkok. The testing results under the basic conditions find that solar arrays with the capacity of 2.22 kW can reduce the electricity consumption in the public areas of the building by 23.43 percent. This results in the CO2 emission reduction of up to 96,293 Tons, which is equivalent to that of 14,436 cars per year (when solar arrays are installed in every building in the Bueng Khum housing project and the aerators are operated for 24 hours a day). It is found that when the roof is covered by PV arrays, the indoor temperature of the room adjacent to the roof can be reduced by 4๐C. When 53 solar arrays are installed with backup batteries, the energy produced can cover the consumption in the public areas during disaster. In addition, the economic feasibility study finds that selling electricity back to the grid that has a payback period of 21 years and an internal rate of return (IRR) of 1.29 percent is a better solution than the production for household use. Finally, the knowledge and findings from this project have been transferred to the public in the forms of seminar, website, and training of PV operation and maintenance demonstration. For local community participation, an LED screen has been installed on the site to show the real-time energy production of the 12 modules of PV.