กระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อเกษตรกรไทยอัจฉริยะ

ในยุคที่เทคโนโลยีและนวัตกรรมเข้ามามีบทบาทสำคัญ ส่งผลให้เกษตรกรไทยในหลายพื้นที่ ต้องการพัฒนาตัวเองสู่การเป็นเกษตรกรอัจฉริยะ เพื่อลดต้นทุน ลดแรงงาน และลดทอนเวลาในการทำการเกษตร แต่ด้วยอุปสรรคและข้อจำกัด ทั้งการขาดแคลนเครื่องมือ และต้นทุนที่สูง จึงทำให้เกษตรกรไม่สามารถเดินหน้าสู่การเป็นเกษตรกรอัจฉริยะอย่างที่ตั้งใจไว้ได้ 

ด้วยปัญหาดังกล่าว จึงทำให้กลุ่มอาจารย์และนักศึกษาในพื้นที่ จ.มุกดาหาร นำโดย นายวิชา อาญาเมือง ผู้อำนวยการวิทยาลัยการอาชีพนวมินทราชินีมุกดาหาร, นายธีระพันธ์ พิพัฒนสุข ครูชำนาญการ สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์วิทยาลัยการอาชีพนวมินทราชินีมุกดาหาร และกลุ่มนักศึกษา ได้คิดค้นนวัตกรรมสร้างสรรค์แบบง่าย ๆ ที่เรียกว่า “กระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์” ขึ้นมา เพื่อให้เกษตรกรไทยสามารถใช้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพในราคาที่จับต้องได้ 

จุดเริ่มต้นของการคิดค้นนวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์?

สำหรับที่มาของการพัฒนานวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์ ผอ.วิชา เล่าว่า เกิดจากการที่ชาวนาต้องการลดเวลาและลดการดูแลพื้นที่แปลงปลูกพืชผัก เพื่อให้มีเวลามากขึ้นในการหารายได้ โจทย์ในการพัฒนานวัตกรรมนี้จึงอยู่ที่การสามารถเชื่อมต่อการดูแลได้ตลอด โดยที่เกษตรกรจะอยู่ที่ไหนก็ได้ ไม่จำเป็นต้องใช้คนเฝ้า และสามารถสั่งการควบคุมได้ทั้งหมดผ่านทางโทรศัพท์  เป็นความพยายามที่จะลดเวลาการทำงานในขณะที่ผลผลิตจะเพิ่มมากขึ้น

ซึ่งเหตุผลที่ใช้กระท่อมมาเป็นจุดตั้งตนของนวัตกรรมพลังงานแสงอาทิตย์นี้ เนื่องจากชาวบ้านในโซนภาคอีสานนิยมสร้างกระท่อมปลายนาขึ้นมาเพื่อที่จะใช้ในการพักผ่อน หลบแดดหลบฝน ทีมผู้พัฒนาจึงมีแนวคิดที่จะใช้ประโยชน์จากแสงแดดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมาผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้ในการรดน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกษตรกรที่ปลูกผักไฮโดรโปรนิกส์ซึ่งต้องการใช้น้ำทั้งวัน นวัตกรรมนี้จะเข้ามาช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าให้เป็นศูนย์ได้ทันที และลดการใช้แรงงานได้

หลักการทำงานของนวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์?

อาศัยหลักการทำงานโดยใช้ AI หรือปัญญาประดิษฐ์ เข้ามาควบคุมและบริหารจัดการ เช่น เวลาในการปล่อยน้ำ การควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งมีการประมวลผลที่แม่นยำ ทำให้ได้ผลผลิตที่ตรงตามความต้องการ โดยกระท่อมปลายนานี้จะทำหน้าที่สะสมพลังงานจากแสงอาทิตย์ แล้วเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่ เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในการเกษตร อย่างเครื่องสูบน้ำเข้าทุ่งนา หรือจ่ายไฟให้กับโรงเรือนการเกษตร เช่น จ่ายน้ำ เปิดไฟให้ความสว่าง เพื่อควบคุมอุณหภูมิและความชื้น

กระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์จะประกอบด้วย หนึ่งแผงโซลาร์เซลล์เพื่อรับแสง สองคือชุดควบคุมการแปลงไฟที่ได้รับจากโซลาร์เซลล์ ซึ่งจะแปลงจากไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และอุปกรณ์ที่สามเป็นชุดสมาร์ตฟาร์มที่ควบคุมระบบการเปิดปิดไฟฟ้าผ่านทางโทรศัพท์มือถือ ซึ่งส่วนประกอบเหล่านี้ เป็นชิ้นส่วนที่หาได้ง่าย มีขั้นตอนการใช้งานที่ไม่ยุ่งยาก และเกษตรกรไม่จำเป็นต้องมีความรู้ด้านเทคโนโลยีในระดับสูง รวมถึงสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย และถอดชิ้นส่วนประกอบได้ ตามคลิปวิดีโอแนะนำการติดตั้ง

ซึ่งความน่าสนใจอยู่ที่แผงโซลาร์เซลล์เพื่อรับแสง โดยนายธีระพันธ์ พิพัฒนสุข ครูชำนาญการ สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์วิทยาลัยการอาชีพนวมินทราชินีมุกดาหาร อธิบายว่า "โซลาร์เซลล์เราสามารถปรับตามแสงได้ เนื่องจากเราใช้โซลาร์เซลล์ตัวเล็ก จะมีอยู่สองแผ่นวางประกบกัน เพื่อที่จะรับแสง เมื่อโซลาร์เซลล์ตัวที่หนึ่งรับแสง ค่าแรงดันก็จะสูงกว่า เราก็จะใช้มอเตอร์หมุนโซลาร์เซลล์ หันไปตามแสงด้านนั้นเป็นวงจรที่แบ่งแรงดัน เป็นวงจรที่เปรียบเทียบแรงดัน ว่าแสงด้านข้างไหนสูงกว่า ถ้าแรงดันข้างไหนสูงกว่า คือด้านนั้นมีแสงแดด แต่ถ้าด้านไหนน้อย แปลว่ายังอยู่ทิศทางตรงกันข้าม เหมือนกับตอนเนี่ย อยู่ทางทิศตะวันออก แรงดันทางทิศตะวันออกก็จะสูงกว่ามอเตอร์ ก็จะหมุนมาตามทางทิศนั้น ถ้าเป็นวันที่ไม่มีแดดก็จะมีระบบเปลี่ยนจากไฟโซลาร์เซลล์เป็นไฟบ้านได้ทันที"

ขณะที่อีกเทคโนโลยีที่น่าสนใจภายใต้กระท่อมปลายนา ก็คือ ชุดสมาร์ตฟาร์มที่ใช้กับโรงเรือน ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของนวัตกรรมจากวิทยาลัยการอาชีพนวมินทราชินีมุกดาหารโดยเฉพาะ สามารถสั่งการผ่านแอปพลิเคชันบนสมาร์ตโฟน เพื่อพ่นหมอก มีระบบเปิดปิดสปริงเกอร์น้ำให้กับโรงเรือนตามรอบที่กำหนด เพื่อควบคุมอุณหภูมิ รวมทั้งยังเปิดปิดวาล์วน้ำได้ เพื่อใช้รดน้ำให้ดิน โดยระบบนี้ถือเป็นประโยชน์อย่างมากโดยเฉพาะกับเกษตรกรในภาคอีสาน เนื่องจากทำให้เกษตรสามารถปลูกพืชเศรษฐกิจต่างถิ่นข้ามภูมิศาสตร์ที่มีมูลค่าสูงได้ ไม่จำเป็นต้องทำนา ทำไร่ เพียงอย่างเดียว

อาจารย์ธีระพันธ์ อธิบายวิธีการใช้งานชุดสมาร์ทฟาร์มว่า  "ชุดสมาร์ตฟาร์มประกอบด้วยแอปพลิเคชันบิง ซึ่งเรานำมาเขียนโปรแกรมเพิ่มเพื่อควบคุมโซลินอยวาล์วที่ให้เปิดปิดน้ำเองอัตโนมัติ และสามารถที่จะควบคุมระบบไฟฟ้าภายในโรงเรือนได้ โดยมีคำสั่งเพิ่มเข้าไป คือการรับค่าอุณหภูมิและความชื้น โดยการเขียนโปรแกรมเพื่อที่จะสั่งงานให้สปริงเกอร์ทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ โดยที่ 11 โมงเช้าก็สั่งงานให้สปริงเกอร์พ่นน้ำ 5 นาที เที่ยงสั่งงานให้พ่นน้ำ 5 นาที แบบนี้ทุกชั่วโมง และเราก็จะมีอีกฟังก์ชันหนึ่ง ก็คือสามารถสั่งทำงานเองโดยอัตโนมัติ เมื่อไรที่อุณหภูมิ 30 องศาก็จะสามารถพ่นน้ำได้เองโดยอัตโนมัติ"

ส่วนวิธีการใช้งานชุดสมาร์ตฟาร์มผ่านแอปพลิเคชัน ชาคริต พรประสิทธิ์  นักศึกษาสาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยการอาชีพนวมินทราชินีมุกดาหาร หนึ่งในทีมงานผู้พัฒนานวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์ สาธิตการใช้งานพร้อมอธิบายให้ฟังว่า "เราจะเข้าแอปพลิเคชันบิง หลังจากนั้นจะเห็นอุปกรณ์ที่เราสร้างไว้ คือ ความชื้น อุณหภูมิสวิตช์เปิดปิด ปลั๊กการทำงานของการรดน้ำ การวัดอุณหภูมิกับความชื้น และกราฟแสดงความชื้นกับอุณหภูมิ เมื่อพื้นที่ในแปลงใหญ่มีอุณหภูมิสูง  เราจึงต้องกดปุ่มรดน้ำ จากนั้นปั๊มโซลินอยด์หรือก๊อกน้ำที่ใช้ระบบควบคุมไฟฟ้าในการเปิด-ปิดจะทำงาน"

ถ้าไม่มีแสงแดด จะใช้ไฟฟ้าจากไหน? โซลินอยวาล์วจะทำงานได้อย่างไร? 

ชาคริต อธิบายเพิ่มเติมว่า "กรณีที่ไฟแผงโซลาร์เซลล์หมดจากแบตเตอรี เราสามารถดึงไฟบ้านมาใช้ในการควบคุมปั๊มน้ำ และควบคุมโซลินอยได้ ในกรณีที่ไฟจากแผงโซลาร์เซลล์หมด มันจะเปลี่ยนเป็นไฟบ้านโดยอัตโนมัติ เพื่อมาควบคุมปุ่มทำงานได้อย่างต่อเนื่อง  ในส่วนของโซลินอยวาล์ว ถ้าไม่มีไฟ เราสามารถเปิดด้วยมือได้ ระบบควมคุมด้วยมือก็จะทำงาน"

นวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นประโยชน์กับเกษตรกรอย่างไร?

เทคโนโลยีนี้จะเป็นประโยชน์กับเกษตรกรในหลายด้าน โดยจะเข้ามาช่วยลดรายจ่าย เพิ่มรายได้ คือช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้า และประหยัดค่าใช้จ่ายที่ต้องซื้อน้ำมันเพื่อมาสูบน้ำไปในทุ่งนา ขณะที่ราคาของนวัตกรรมกระท่อมปลายนาพลังงานแสงอาทิตย์จะอยู่ที่ 40,000 - 45,000 บาท ซึ่งถือเป็นค่าใช้จ่ายที่จับต้องได้ เมื่อเทียบกับนวัตกรรมในประเภทเดียวกันที่มีราคาค่อนข้างสูง และที่สำคัญนวัตกรรมนี้จะช่วยลดเวลาในการดูแลแปลงปลูก เพื่อให้เกษตรกรไทยมีเวลาในการหาความรู้เพื่อสร้างรายได้จากช่องทางอื่น ๆ ได้