|
ตอน พลังงานหมุนเวียนนอกโลกจากดวงอาทิตย์ทางอ้อม
|
จุดหมายต่อไปของเส้นทางสู่พลังงานสีเขียว คือ พลังงานหมุนเวียนจากนอกโลก
ซึ่งเป็นพลังงานที่รับมาจากดวงอาทิตย์ ได้เคยพูดถึงไปแล้วว่าพลังงานมีทั้งที่เป็นผลจากดวงอาทิตย์ทางตรงและทางอ้อม
เราจะมาเริ่มด้วยพลังงานอันเป็นผลทางอ้อมจากดวงอาทิตย์กันก่อน
|
|
แรงลมนำมาใช้ได้ไม่มีวันหมด
พลังงานลม (Wind energy)
พลังงานลมที่ถูกนำมาใช้ผลิตแรงกลหรือไฟฟ้าต้องอาศัยกังหันลม
(Wind turbine) ทำการแปลงพลังงานจลน์ในแรงลมให้เป็นแรงกลใช้ในงานต่างๆ
หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เปลี่ยนรูปแรงกลให้เป็นไฟฟ้า การทำงานของกังหันลม
คือ ใช้แรงลมหมุนใบพัด ซึ่งจะไปหมุนก้านที่ต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและผลิตไฟฟ้าได้
กังหันลมมีหลายชนิด แต่กังหันลมแบบสมัยใหม่ที่ใช้ในปัจจุบัน
แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ กังหันแบบ Horizontal axis เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดและกังหันลมแบบ
Vertical axis
การใช้ประโยชน์จากกังหันลมทำได้มากมาย เช่น การใช้งานแบบติดตั้งอิสระ
(Stand-alone applications) ในด้านโทรคมนาคม, สูบน้ำ, ประจุแบตเตอรี่,
บ้านพักอาศัยและหมู่บ้านที่อยู่ห่างไกล ฯลฯ มีขนาดการผลิตต่ำกว่า
50 kW ในการผลิตไฟฟ้าที่ขนาดการผลิตตั้งแต่ 50 kW ขึ้นไปจะใช้กังหันลมขนาดใหญ่หลายตัวรวมกันเป็นทุ่งกังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้าให้กับสายส่งการไฟฟ้า
นอกจากนี้ยังใช้ในลักษณะผสมผสานร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล,
แบตเตอรี่ หรือแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้อีกด้วย
|
 |
กระแสน้ำนำมาใช้ผลิตไฟฟ้า
พลังน้ำ (Hydro energy)
พลังน้ำสร้างประโยชน์มหาศาลในการให้กำลังแก่เครื่องจักรหรือผลิตไฟฟ้า
โดยกระแสน้ำมีพลังงานจลน์ที่สามารถนำไปหมุนกังหันน้ำ (Hydro turbine)
ซึ่งถ้าต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะแปลงพลังงานเป็นไฟฟ้า
การสร้างโรงผลิตไฟฟ้าพลังน้ำส่วนใหญ่ต้องสร้างเขื่อนกั้นลำน้ำเพื่อกักเก็บน้ำไว้และปล่อยให้ไหลผ่านท่อขนาดใหญ่ไปยังที่ตั้งกังหันน้ำ
แรงดันจากน้ำที่ตกลงมาจะไปหมุนกังหันที่ต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่เพื่อทำการผลิตไฟฟ้า
โรงไฟฟ้าพลังน้ำมีตั้งแต่ขนาดเล็กมาก กำลังการผลิตต่ำกว่า
100 kW, ขนาดเล็ก กำลังการผลิต 100 kW- 30 MW เพื่อผลิตไฟฟ้าใช้ภายในครัวเรือน,
หมู่บ้าน, ฟาร์ม หรือขายคืนให้สายส่งการไฟฟ้า (ซึ่งกำลังการผลิต
10 kW ถือว่าเพียงพอสำหรับบ้านขนาดใหญ่ 1 หลังแล้ว) ไปจนถึงขนาดใหญ่
กำลังการผลิตมากกว่า 30 MW เพื่อเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าให้กับภาคธุรกิจและอุตสาหกรรม1
|
 |
วัตถุดิบเหลือใช้จากการเกษตรกลายเป็นพลังงานมากมาย
พลังงานชีวมวล (Biomass energy หรือ
Bioenergy)
ชีวมวลที่นำมาผลิตพลังงานได้มาจากสิ่งมีชีวิต เช่น ผลิตผลทางการเกษตร
สิ่งที่เหลือทิ้งจากการเกษตรและของเสียจากโรงงานแปรรูปทางการเกษตร
ซึ่งมีทั้งแกลบ ซัง-เปลือกข้าวโพด กากอ้อย ไม้ฟืน เศษไม้และมูลสัตว์
ฯลฯ
ชีวมวลสามารถนำมาแปลงรูปเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงได้โดยตรง ผลผลิตที่สำคัญคือ
น้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพ (Biofuel) ผลิตได้จากน้ำมันถั่วเหลือง
น้ำมัน-ไขมันจากสัตว์ น้ำมันเหลือใช้จากการปรุงอาหาร ฯลฯ ผ่านกรรมวิธีเปลี่ยนให?เป?นเอสเธอร?
โดยน้ำมันจะถูกกรองและผสมให้ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ มีตัวเร่ง
(Catalyst) เพื่อเปลี่ยนเป็นเอทธิลหรือเมทธิลเอสเตอร์ นำไปเป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะ,
เซลล์กำเนิดไฟฟ้าและเป็นเชื้อเพลิงให้กับหม้อต้ม (Boiler) เพื่อผลิตไฟฟ้าหรือให้ความร้อนแก่อาคาร
การผลิตไฟฟ้าพลังงานชีวมวล (Biopower) โรงไฟฟ้ามีการใช้เทคโนโลยีต่างๆ
เช่น Direct-combustion เป็นการเผาชีวมวลพวกวัตถุดิบหมุนเวียนในหม้อต้มให้กลายเป็นไอเพื่อไปหมุนกังหันที่ต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า,
Cofiring นำวัตถุดิบหมุนเวียนหรือหญ้าผสมกับถ่านหินและเผาในหม้อต้ม,
Gasification เศษไม้ วัตถุดิบหมุนเวียนถูกเปลี่ยนรูปให้เป็นก๊าซชีวภาพ
(Biogas) ที่อุณหภูมิสูงในสภาวะไร้ออกซิเจน ใช้เป็นเชื้อเพลิงให้แก่กังหันเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
หรือนำกระดาษ ขี้เลื่อย ซากและของเสียจากสัตว์หรืออื่นๆ ฝังในหลุมและหมักทิ้งไว้ให้คายก๊าซมีเธน
ใช้เป็นเชื้อเพลิงให้กับหม้อต้ม นอกจากนี้ยังนำมาเผาในหม้อต้มให้กลายเป็นไอเพื่อผลิตไฟฟ้า
และ Anaerobic digestion จะใช้แบคทีเรียในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำเสียจากโรงงานแปรรูปทางการเกษตรและเลี้ยงสัตว์ที่สภาวะไร้อากาศ
ในการผลิตไฟฟ้าจ่ายให้ภาคอุตสาหกรรมมักเป็นระบบ Combined Heat
and Power (CHP) ที่สามารถผลิตได้ทั้งความร้อน (ไอและน้ำร้อน)
และไฟฟ้าจากการเผาชีวมวลพวกเศษไม้
|
 |
มหาสมุทร
อีกแหล่งพลังงานนานาประโยชน์
พลังงานจากมหาสมุทร (Ocean energy)
เราสามารถเก็บเกี่ยวประโยชน์จากมหาสมุทรที่มีถึง 70% ของพื้นผิวโลกได้ในรูปแบบของพลังงานคลื่น
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงและการแปลงพลังงานความร้อนของมหาสมุทร |
- พลังงานคลื่น (Wave energy)
กระแสคลื่นในทะเลหรือมหาสมุทรสามารถนำมาผลิตไฟฟ้าได้โดยอาศัยอุปกรณ์ที่ดึงพลังงานจากคลื่นมาใช้โดยตรง
ซึ่งจะทำการแปลงการเคลื่อนไหวในแนวตั้งของคลื่นและการพองตัวเป็นแรงกดอากาศไปผลักดันให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน
การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานคลื่นสามารถทำได้ทั้งแบบระบบที่ติดตั้งไปตามชายฝั่งและระบบที่ติดตั้งนอกฝั่งที่น้ำลึกกว่า
40 เมตร
|
 |
- พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง (Tidal energy)
การต่างระดับของน้ำขึ้นน้ำลงนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้ ซึ่งควรมีพิสัยน้ำขึ้นน้ำลงมากกว่า
5 เมตร และต้องสร้างเขื่อนที่ปากแม่น้ำหรือปากอ่าวเพื่อเป็นอ่างเก็บน้ำ
เมื่อน้ำขึ้นน้ำจะไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำ และเมื่อน้ำลงน้ำจะไหลออกจากอ่างเก็บน้ำ
การไหลเข้าและออกของน้ำนี้นำไปหมุนกังหันที่ต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
นอกจากนี้ กังหันน้ำขึ้นน้ำลง (Tidal turbine) ยังถูกใช้ผลิตไฟฟ้า
โดยจะเรียงตัวเป็นแถวอยู่ใต้น้ำริมชายฝั่งที่ความลึก 20-30
เมตร
|
 |
- การแปลงพลังงานความร้อนของมหาสมุทร
(Ocean Thermal Energy Conversion หรือ OTEC)
การผลิตไฟฟ้าเกิดขึ้นได้โดยใช้อุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างพื้นผิวและความลึกของมหาสมุทร
ควรมีความแตกต่างกันอย่างน้อย 20 °C ระบบนี้อาศัยสารที่มีจุดเดือดต่ำ
เช่น แอมโมเนียเหลว ซึ่งเมื่อปะทะกับความร้อนของพื้นผิวมหาสมุทร
จะระเหยเป็นไออย่างรวดเร็ว ไอที่ขยายตัวจะไปขับเคลื่อนกังหันที่ต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
|
 |
และแล้วก็ดำเนินมาถึงตอนท้ายท้ายตอนจนได้ แต่เรื่องของพลังงานหมุนเวียนจากนอกโลกไม่ได้มีเพียงเท่านี้
เราจะต้องมาติดตามเรื่องราวที่เหลืออยู่เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนที่เป็นผลจากดวงอาทิตย์โดยตรงในฉบับหน้า
1
ที่มา: www.eere.energy.gov
* ภาพจากเว็บไซต์ NREL, Wavegen
และ Blue energy |
|
