More Related Content
More from Pannathat Champakul
More from Pannathat Champakul (20)
14 2
- 1. พลังงานในอนาคต
1. พลังงานจากมวลชีวภาพ หรือพลังงานชีวภาพ หมายถึง สสารที่พืชสร้างขึ้นจากการสังเคราะห์
แสงเป็นการเก็บรวบรวมพลังงานจากดวงอาทิตย์เอาไว้ พลังงานกลุ่มนี้ได้แก่ ไม้ฟืนขี้เลื่อย แกลบ ชานอ้อย เศษ
หญ้า มูลสัตว์ ขยะหรือเศษวัสดุเหลือใช้จากการเกษตร เราใช้สิ่งเหล่านี้ในการผลิตพลังงานความร้อน เพื่อจะนาไปปั่นไฟได้
หรือนามาใช้ในรูปแบบอื่น ๆ อีกทั้งของเสียจากโรงงานนามาเป็นเชื้อเพลงได้ เช่น เปลือกสับปะรด น้าเสียจากโรงงานนามา
หมักและผลิตเป็นก๊าซชีวภาพได้ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาสามารถกลั่นเชื้อเพลงเหลวจากพืชวัตถุหรอชีวมวลได้หลายชนิด
เป็น อีธานอล เมธานอล และแก๊สโซฮอล เป็นต้น
ข้อเสีย พลังงานจากมวลชีวภาพ หรือพลังงานชีวภาพ หรือใช้วัตถุดิบมากแต่ให้พลังงานน้อย
2. พลังงานน้า
2.1 พลังงานกระแสน้าไหล
พลังงานที่อยู่ในกระแสน้าไหลเป็นพลังงานที่อยู่ในรูปของพลังงานกล ซึ่งพลังงานจะมีมากหรือน้อยจะขึ้นอยู่กับ
ความแตกต่างระดับความสูงของน้า
การที่น้ามีพลังงานได้เนื่องจากน้าเมื่อได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์ก็จะระเหยกลายเป็นไอลอยขึ้นไปรวมตัวกัน
เป็นก้อนเมฆ เมื่อก้อนเมฆกระทบกับความเย็นก็จะจับกลุ่มตัวตกลงมาเป็นน้าฝน แล้วจะไหลลงสู่แม่น้าลาครอง
พลังงานที่ได้จากกระแสน้าไหลนี้จะต้องมีที่เก็บกักเพื่อให้พลังงานที่ได้มีการสะสมไว้ใช้ตลอดปี โดยการทาเป็น
เขื่อนเก็บน้า
ในปัจจุบันประเทศที่กาลังพัฒนานิยมสร้างโรงานไฟฟ้าพลังน้ากันมาก เนื่องจากพลังงานจากน้าเป็นพลังงานที่ได้
จากธรรมชาติซึ่งจะมีให้ใช้ตลอดไป แต่ค่าใช้จ่ายในการสร้างแหล่งกักเก็บพลังงานรวมทั้งตัวที่จะแปลงพลังงานกลให้เป็น
พลังงานไฟฟ้าก็ยังต้องใช้ต้นทุนการผลิตที่สูงมิใช่น้อย
- 2. แหล่งกาเนิดไฟฟ้าพลังงานน้า
2.2 พลังงานจากน้าขึ้นน้าลง และคลื่นจากน้าทะเล (Tidal Power and Ocean wave)
พลังงานจากน้าขึ้นน้าลง พลังงานเหล่านี้ได้จากระดับน้าขึ้นและลงซึ่งแตกต่างกันมากในช่วงระยะเวลาไม่นานนัก
กระบวนการผลิตกาลังทาได้โดยสร้างเขื่อนกั้นระหว่างหาดน้าตื้นกับทะเลลึกเอาไว้
จากภาพจะเห็นว่าเมื่อน้าในเขื่อนและน้าในทะเลมีระดับเท่ากัน ท่อน้าที่ผ่านกังหันจะปิด เมื่อระดับน้าในทะเล
เพิ่มขึ้นประมาณครึ่งหนึ่งของความสูงของระดับน้าสู.สุด ท่อน้าที่ผ่านกังหันจะเปิด น้าในทะเลจะไหลเข้าสู่อ่างน้าภายใน
เขื่อนโดยผ่านใบพัดกังหันน้า ทาให้ได้กาลังจากากรหมุนของใบพัดและในขณะเดียวกันเป็นการเพิ่มระดับน้าภายในเขื่อนไว้
ผลิตกาลังอย่างต่อเนื่อง กังหันจะผลิตกาลังไปจนกระทั่งระดับน้าขึ้นสูงสุดจะมีอยู่ช่วงหนึ่งซึ่งระดับน้าในเขื่อนและในทะเล
ใกล้เคียงกันทาให้ไม่สามารถผลิตกาลังได้ ลิ้นควบคุมการไหลของน้าจะปล่อยให้น้าจากทะเลผ่านเข้าไปในเขื่อนโดยไม่ต้อง
ผ่านกังหัน เพื่อให้ระดับน้าในเขื่อนมากที่สุดเท่าที่จะทาได้
ต่อมาเมื่อน้าทะเลลดลงจนกระทั่งระดับน้าแตกต่างกันเพียงพอที่จะผลิตกาลังได้ ลิ้นของท่อน้าที่จะระบายน้าจาก
เขื่อนไปสู่ทะเลก็จะเปิดออก กังหันน้าก็จะผลิตกาลังจนกระทั่วความแตกต่างของระดับน้าไม่พอที่จะผลิตกาลัง ลิ้นเปิดน้าก็
จะเปิดน้าออกเพื่อให้ระดับน้าภายในเขื่อนมีน้อยที่สุด
แบบโรงผลิตกาลังจากน้าขึ้น น้าลง แบบอ่างอยู่หลังเขื่อนอ่าวเดี่ยว และแผนภูมิแสดงการกาหนดการผลิตกาลัง
- 3. จากหลักการจะเห็นได้ว่า กาลังที่ได้จากการผลิตจะไม่ต่อเนื่อง โดยเฉพาะในช่วงของการรอให้น้าขึ้นและน้าลง
ถึงแม้ว่าจะได้มีการสูบน้าเพื่อสารองไว้ใช้ผลิตพลังงานแล้วก็ตาม
2.3 พลังงานคลื่นจากน้าทะเล คลื่นจากน้าทะเลเกิดจากการพัดของกระแสสมเป็นส่วนใหญ่
พลังงานที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่ ลักษณะคลื่น จากากรทดลองพบว่า คลื่นที่สูง 3 เมตร และมีระยะห่างของคลื่นแต่ละลูก 30
เมตร จะมีกาลังประมาณ 70 กิโลวัตต์ทางด้านหน้าคลื่นที่ปะทะ
การนาเอาพลังงานจากคลื่นมาใช้ได้มีการออกแบบอุปกรณ์เป็นหลายลักษณะ เช่น ใช้ระบบลูกลอยเกียร์ ล้อใบพัด
ฯลฯ แต่อุปกรณ์ที่ออกแบบไว้นั้นเมื่อได้รับการกระแทกจากคลื่นมักจะทนทานไม่ไหว
วิธีที่จะนาเอาพลังงานจากคลื่นไปใช้งานอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งกาลังมีการพัฒนาคือ การทาให้คลื่นวิ่งเข้าสู่ช่องทางจากกว้าง
ไปสู่ช่องแคบ จะทาให้คลื่นใหญ่ขึ้นและมีความเร็วเพิ่มขึ้น คลื่นเหล่านี้จะทาให้เกิดการดูดอัดของอากาศโดยผ่านลื้นในห้อง
ปิด
จากอากาศที่เกิดการดูดและอัดจะต่อไปที่กังหันเพื่อให้อากาศไปผลักดันให้กังหันหมุนทาให้สามารถผลิตกาลังได้
- 4. แพโต้คลื่น ยึดติดกับเชือก จะขึ้น-ลงตามจังหวะ
คลื่น แพจะพับที่รอยต่อของแพตรงรอยต่อระหว่างแพ
จะมีไฮดรอลิกเชื่อมอยู่ ถูกอักไฮดรอลิกจะปั้มของ
เหลวภายใต้แรงดันสูงไปหมุนใบพัดให้กาเนิดไฟฟ้าออกมา
โดมที่ลอยน้าอยู่นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเบนและบังคับให้
คลื่นซัดสู่ทรงกระบอกซึ่งอยู่ใจกลาง เกิดเป็นน้าวนไปหมุนเครื่องกาเนิด
ไฟฟ้า
- 5. ทุ่นหน้าเปิดแบบซอลเตอร์ มีรูปร่างคล้ายหยดน้าตา เป็นทุ่นที่ขึ้นลงตามจังหวะคลื่นในมหาสมุทร ขณะที่ทุ่นลอย
ขึ้น ลงมันจะไปหมุนปั๊มไฮดรอลิกที่อยู่ภายในให้หมุนไปทางเดียว ตัวปั๊มจะไปปั่นเครื่องกาเนิดไฟฟ้า
ข้อดีของพลังงานน้า
1. หมุนเมื่อไรก็ได้พลังงานไฟฟ้ าเมื่อนั้น
2. เหมาะจะใช้กับงานเร่งด่วนหรือต้องการให้เกิดพลังงานเร็ว
3. เป็นพลังงานที่ใช้แล้วไม่หมด
4. พลังงานนี้สามารถนามาใช้ทางการเกษตรได้
5. สามารถปล่อยน้าจากอ่างเก็บน้ามาปั่นไฟใหม่ วิธีนี้เรียกว่าการ “ผลิตไฟฟ้าพลังงานน้าแบบสูบกลับ” ซึ่งในประเทศ
ไทยเรามีที่เขื่อนศรีนครินทร์และเขื่อนภูมิพล
ข้อเสียของพลังงานน้า
1. ในการสร้างเขื่อน หรืออ่างเก็บน้าขนาดใหญ่จะสูญเสียป่าไม้เป็นจานวนมาก
2. ทาให้เกิดการกระทบกระเทียนต่อสิ่งแวดล้อม
3. ใช้ต้นทุนในการสร้างสูง
4. สิ่งมีชีวิตทั้งคนและสัตว์อาจมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม
5. ทาให้เกิดการตาย การสูญเสีย การอพยพไปสู่แหล่งใหม่
2.4 พลังงานจากกระแสลม (Wind)
มนุษย์ได้รู้จักการนาอากระแสลมมาใช้ให้เกิดประโยชน์หลาย ๆ ด้าน เช่น ในการเดินเรือ หมุนระหัดวิดน้าเข้านา
ฯลฯ การเกิดกระแสลมมีสาเหตุส่วนใหญ่มาจาก
- 6. 2.4.1 ความร้อนของบรรยากาศไม่เท่ากันเนื่องจากลักษณะของแสงอาทิตย์ที่ส่งมายังโลก ส่วนใด
ที่ได้รับความร้อนอากาศก็จะขยายตัวไปสู่อากาศที่เย็นกว่า ทาให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศ
2.4.2 การหมุนของโลก
กระแสลมที่เกิดขึ้นนั้น บางแห่งจะมีความเร็วเพียงพอที่จะนาไปหมุนใบพัด ซึ่งกระแสลมที่จะใช้ประโยชน์นั้นควร
จะมีความเร็วไม่น้อยกว่า 30 กิโลเมตร/ชั่วโมง ถ้าหากความเร็วของกระแสลมต่ากว่านี้ก็จะต้องมีการปรับปรุงเครื่องมือเพื่อ
เพิ่มความเร็วรอบที่จะผ่านกังหัน แต่ถ้าความเร็วของลมเกินกว่า 50 กิโลเมตร/ชั่วโมง จะมีปัญหาเกี่ยวกับโครงสร้างของ
เครื่องมือรับลม
กังหันลมแบบทอร์นาโด คิดค้นโดยกลุ่ม
วิศวกรของบริษัทกรัมแมนโดยให้กระแสลมพัดผ่าน
ขี่เหล็ก หักเหทางลมที่เรียงอยู่ในรูปทรงกระบอก
กระแสลมจะเบี่ยงเบน และหมุนวนอยู่ใน
ทรงกระบอก แล้วออกไปทางด้านบนเป็น
ปรากฎการณ์เรียกว่า วอร์เท็กซ์ โดยบริเวณ
แกนกลางของอากาศที่หมุนวน จะมีความดันต่ากว่า
ปกติอากาศทางด้านลาวจึงพัดผ่านใบพัดขึ้นมา
เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากังหันลม
ขนาด 4.1 กิโลงวัตต์ มีเส้นผ่าศูนย์กลาง
วงใบพัด (โรเตอร์) 30.7 ฟุต อยู่ที่ร็อกกี้
เฟลต โคโลลาโตสหรัฐอเมริกา
- 7. กังหันลมส่วนใหญ่จะออกแบบตามความเร็วที่ลมพัดผ่าน ทาให้ผลิตกาลังได้เป็นช่วง ๆ ซึ่งถ้ากระแสลมมีความเร็ว
ต่ากว่านี้กังหันลมจะไม่ทางานแต่ถ้ากระแสลมมีความเร็วสูงกว่านี้ กังหันลมจะปล่อยลมทิ้งไปโดยมีการปรับมุมที่ใบกังหัน
ทาให้กังหันไม่สามารถรับลมได้เต็มที่
กังหันจากลมนี้จะใช้ในกรณีที่ต้องการผลิตกาลังไม่มากนักและอยู่ในเขตที่ห่างไกลชุมชน ในกรณีที่ต้องการใช้กาลัง
อย่างต่อเนื่องจะต้องมีการเพิ่มเครื่องมือหรืออุปกรณ์อื่นเข้าไปด้วย เช่น แบตเตอรี่เป็นต้น
2.5 พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดในโลกโลกของเราได้รับพลังงานนี้ โดยการแผ่รังสีมายังโลกของ
เรา พลังงานแสงอาทิตย์นี้พืชสามารถนามาสังเคราะห์แสงได้ ส่วนมนุษย์เราก็นาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้โดยเปลี่ยนรูปเป็น
พลังงานความร้อนหรือใช้เซลล์แสงอาทิตย์มาผลิตไฟฟ้าโดยตรงซึ่งสะดวกต่อคนชนบทที่อยู่ห่างไกลเพราะไม่ต้องมีไฟฟ้า
สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายหรือแม้ระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์จะค่อนข้างแพงก็ตาม
ในปัจจุบันรัฐบาลมีโครงการผลิตไฟฟ้าประจาหมู่บ้านที่อยู่ห่างไกล โดยชาร์จไฟในเวลากลางวันเก็บไว้ในแบตเตอรี่
และนาแบตเตอรี่ที่บรรจุไฟที่เต็มแล้วนาไปใช้ในเวลากลางคืน หรือนาไปใช้งานอื่น ๆ ได้
เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากังหันลม แบบแกนตั้งที่
ใหญ่ที่สุด 120 ฟุต ตัวใบพัดกว่า 2 ฟุต มีอยู่ 2
ใบ แทนที่จะมี 3 ใบ เพื่อให้ง่ายต่อการติดตั้งและ
ประหยัดต้นทุนในการก่อสร้าง ส่วนโป่งที่สุดกว้าง
80 ฟุต โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วรอบ 40 รอบ/
นาทีที่ความเร็วลม 19 ไมล์/กม. จ่ายไฟได้ 200
กิโลวัตต์ ร่วมกับเครื่องกาเนิดไฟฟ้าดีเซลที่เกาะแมก
คาเลน
แผงโซล่าร์เซลรับพลังงานแสงอาทิตย์
- 8. โครงการทดลองใช้โซล่าร์เซลกับบ้านพักอาศัย
2.6 พลังงานจากความร้อนภายในโลก (Terrestrial Heat)
พลังงานความร้อนที่มีอยู่เป็นจานวนมากมหาศาลภายใต้พื้นโลก ได้ถูกมนุษย์พยายามหาทางนามาให้เกิดประโยชน์
อีกวิธีหนึ่ง ที่พบส่วนมากจะนาพลังงานความร้อนจากน้าพุร้อน ซึ่งน้าพุร้อนเหล่านั้นยังอยู่ไกลจากแหล่งชุมชนที่จะนาไปใช้
แผงโซล่าร์เซลของดาวเทียม
พลังงานดวงนี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้
25 กิโลวัตต์ สาหรับยานขนส่งอวกาศ เพื่อ
จะได้อยู่ในวงโคจรนานขึ้น
- 9. การนาเอาความร้อนจากภายในโลกมาใช้ บางครั้งจาเป็นต้องเจาะพื้นดินลงไปจนถึงชั้นหินที่ยังร้อนอยู่ แล้วจึงอัดน้า
ที่มีความดันสูงลงไป ทาให้ไอน้าออกทางบ่อที่เจาะไว้อีกบ่อหนึ่ง ปัจจุบันนี้มีหลายประเทศที่ใช้พลังงานจากความร้อนภายใน
โลก เช่น อิตาลี แมกซิโก นิวซีแลนด์ เบลเยี่ยม คองโก สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น ฯลฯ ซึ่งเครื่องกาเนิดไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดใน
โลกเวลานี้ให้กระแสได้ 135 เมกกะวัตต์ ดาเนินงานโดยโครงการแปซิฟิคแกส แอนด์ อีเล็คตริค อยู่ในถิ่นที่มีน้าพุร้อนคาลิ
ฟอร์เนียร์ (Pacitif Gas and Electric at Geyer’s Field) โดยเริ่มงานตั้งแต่ปี 1980
พลังงานจากไอน้านั้นจะถูกเพิ่มความร้อนให้เป็นพลังงานไอน้าความดันสูง (Steam) จากนั้นจะต่อไปยังเครื่องกังหัน
ใบพัด (Turbine) ที่ตั้งอยู่ในสถานีเครื่องกาเนิดฟ้า โรงงานไฟฟ้าที่ใช้พลังงานความร้อนจากธรณีโรงแรกของโลกอยู่ที่ลาร์
เดลเรลโล ในประเทศอิตาลี สร้างเมื่อปี 2904
2.7 พลังงานนิวเคลียร์
ในสมัยหลังสงครามนักวิทยาศาสตร์ได้นาความรู้
ด้านพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในเชิงสร้างสรรค์คือ เอามาผลิต
ความร้อน เพื่อผลิตไฟฟ้า โดยใช้แท่งเชื้อเพลงขนาดเล็ก
เรียกว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาณไม้ หรือถ่านหินที่ต้อง
ใช้ในการผลิตไฟฟ้า ปริมาณเท่ากัน เราเรียว่า
“โรงไฟฟ้านิวเคลียร์” หรือ “โรงไฟฟ้าปรมาณู”
โรงไฟฟ้าชนิดนี้ไม่ทาให้พื้นที่ป่าสูญเสียไป ไม่มีก๊าซเรือน
กระจกออกมา แต่มีปัญหาที่อาจมีรังสีรั่วไหลออกมาได้
และรังสีนี้อันตรายมาก ทาให้คนเป็นโรคต่าง ๆ เช่น
- 10. มะเร็ง หรือถ้าได้รับรังสีนี้ถ้าแต่งงานมีลูก อาจทาให้
ลูกมีรูปร่างผิดปกติหรือกลายพันธุ์ รังสีนี้มีการสลายตัวยาก
ยากจะเป็นอันตรายเป็นพัน ๆ ปี
ในสมัยสงครามโลกครั้งที่สอง ญี่ปุ่นต้องยอมแพ้สงครามเพราะฝ่ายพันธมิตรวางระเบิดปรมาณูเพียงสองลูก ทาให้
เมือง 2 เมืองและประชาชนล้มตายเป็นจานวนมาก แรงระเบิดที่ให้ความร้อนมหาศาลซึ่งเกิดจากปฏิกิริยา แตกตัวแบบ
นิวเคลียร์ของธาตุบางอย่างในระดับอณูหรือปรมาณู เช่น ธาตุยูเรเนียม ซึ่งเรียกว่า “ระเบิดนิวเคลียร์” หรือ “ระเบิดปรมาณู”
รายงานการใช้เชื้อเพลิงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าของโลก ดังนี้
- ถ่านหิน 43 %
- นิวเคลียร์ 20 %
- ก๊าซธรรมชาติ 19 %
- น้ามัน 10 %
- พลังงานน้า 8 %
ประมาณการใช้พลังงานในอนาคต
- พลังงานนิวเคลียร์ 3 %
- พลังงานหมุนเวียน 8 %
- พลังงานจากถ่านหิน 25 %
- พลังงานจากก๊าซธรรมชาติ 27 %
- พลังงานน้ามัน 37 %