Feasibility study of electrical production from renewable energy with electrochemical hybrid-energy storage system: A Case study of Mae Moh Training Center Building, Electricity Generating Authority of Thailand

การศึกษาความเป็นไปได้ของระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนพร้อมด้วยชุดกักเก็บพลังงานระบบไฟฟ้าเคมีร่วม กรณีศึกษา อาคารสำนักงานศูนย์ฝึกอบรมแม่เมาะ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

Name: Artit Teeprueksa

LCSH: Electric power -- Thailand -- Mae Moh (Lampang)

LCSH: Electric power systems -- Thailand -- Mae Moh (Lampang)

LCSH: Power resources -- Thailand -- Mae Moh (Lampang)

Abstract: The global transition toward sustainable energy systems is driven by two principal factors: the reduction of greenhouse gas emissions and the need to ensure energy security in order to meet the continuously growing demand resulting from economic and social expansion. Conventional fossil fuels, including coal, oil, and natural gas, still account for a large share of electricity generation. However, their environmental impacts and resource limitations necessitate the urgent adoption of cleaner and more environmentally friendly alternatives. Major renewable resources such as solar and wind, however, still face the challenge of intermittency, which affects the stability and reliability of power systems.The Hybrid Renewable Energy System (RES) has therefore emerged as an important approach to overcoming these limitations by integrating multiple power generation technologies with energy storage systems to ensure a stable electricity supply and improved power quality. Electrochemical energy storage technologies—including batteries, electrolyzers, hydrogen storage tanks, and fuel cells—play a critical role in this integration. Batteries are highly effective in responding to short-term load fluctuations, while hydrogen-based storage is suitable for long-term energy management. The combination of these technologies can enhance cost-effectiveness, flexibility, and long-term sustainability.The Electricity Generating Authority of Thailand (EGAT) has implemented a 10 kW demonstration system at the Mae Moh Training Center. This system integrates solar PV panels, batteries, hydrogen production and storage, and a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) to evaluate the feasibility of continuous electricity supply and to assess economic viability. In parallel, a comparative study was conducted on a small-scale Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)–battery hybrid system fueled by two sources: coal-derived syngas from the Mae Moh mine and biomethane from Juncao grass (Napier Grass). Additionally, a PEMFC–Electrolyzer–PV configuration was examined, which can directly produce high-purity hydrogen from solar power. The HOMER Pro software was employed to simulate and optimize system design as well as to evaluate economic performance using indicators such as Net Present Cost (NPC) and Levelized Cost of Energy (LCOE). Together, these two research approaches highlight the role of hybrid renewable energy systems in supporting Thailand’s clean energy transition. By combining real-world demonstration with techno-economic simulation, this work identifies optimal system configurations that improve energy efficiency, reduce lifecycle costs, and support EGAT’s vision of developing Near Zero Energy Buildings.

Abstract: การเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบพลังงานที่ยั่งยืนของโลกขับเคลื่อนด้วยสองปัจจัยหลัก คือ การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการสร้างความมั่นคงทางพลังงานเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากการขยายตัวทางเศรษฐกิจและสังคม พลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ยังคงครองสัดส่วนสูงในการผลิตไฟฟ้า แต่ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและข้อจำกัดของทรัพยากร ทำให้จำเป็นต้องเร่งหาทางเลือกใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น พลังงานหมุนเวียนหลักอย่างแสงอาทิตย์และลมยังคงเผชิญปัญหาความไม่ต่อเนื่อง (intermittency) ซึ่งส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพและความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน (Hybrid Renewable Energy System: RES) จึงเป็นแนวทางสำคัญในการแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าว โดยการผสมผสานเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าหลากหลายชนิดเข้ากับระบบกักเก็บพลังงาน เพื่อสร้างความมั่นคงในการจ่ายไฟและเพิ่มคุณภาพของพลังงาน ระบบกักเก็บพลังงานเชิงอิเล็กโทรเคมี เช่น แบตเตอรี่ อิเล็กโทรไลเซอร์ ถังเก็บไฮโดรเจน และเซลล์เชื้อเพลิง มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากแบตเตอรี่สามารถตอบสนองโหลดในระยะสั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะที่ระบบกักเก็บพลังงานด้วยไฮโดรเจนเหมาะสมสำหรับการจัดเก็บพลังงานในระยะยาว การผสานเทคโนโลยีทั้งสองเข้าด้วยกันจึงช่วยสร้างความคุ้มค่า ความยืดหยุ่น และความยั่งยืนในระยะยาวการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้ดำเนินการติดตั้งระบบสาธิตขนาด 10 kW ณ ศูนย์ฝึกอบรมแม่เมาะ โดยเป็นการผสมผสานแผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่ ระบบผลิตและกักเก็บไฮโดรเจน และเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEM เพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ในการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ ขณะเดียวกันยังได้ทำการศึกษาวิเคราะห์เปรียบเทียบระบบขนาดเล็กที่ใช้ Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) ควบคู่กับแบตเตอรี่ โดยใช้เชื้อเพลิงสองชนิดคือ ก๊าซสังเคราะห์จากถ่านหินแม่เมาะ และไบโอมีเทนจากหญ้า Juncao (หญ้าเนเปียร์)รวมทั้งพิจารณาระบบ PEMFC–Electrolyzer–PV ที่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์มาเป็นเชื้อเพลิง ในครั้งนี้โปรแกรม HOMER Pro ถูกนำมาใช้สำหรับการจำลองและเพิ่มประสิทธิภาพของการออกแบบ รวมถึงการวิเคราะห์ต้นทุนปัจจุบันสุทธิ (NPC) และต้นทุนพลังงานเฉลี่ยตลอดอายุโครงการ (LCOE)การวิจัยทั้งสองแนวทางนี้จึงสะท้อนให้เห็นภาพรวมของบทบาทระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสานต่อการเปลี่ยนผ่านพลังงานสะอาดของประเทศไทย โดยผสานการทดสอบจริงกับการจำลองทางเศรษฐศาสตร์และเทคนิค เพื่อระบุรูปแบบระบบที่มีความเหมาะสมที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ลดต้นทุนตลอดอายุโครงการ และสนับสนุนเป้าหมายของ กฟผ. ในการพัฒนาอาคารใกล้เคียงศูนย์พลังงานคาร์บอนต่ำ (Near Zero Energy Building)

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Konlayutt Punyawudho

Role: Advisor

Created: 2025

Modified: 2025-11-15

Issued: 2025-11-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

Spatial: Lampang

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Mechanical Engineering

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ใช้เวลา

0.026036 วินาที