เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก...

14
เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริ ธนรัตน ครุวรรณเจริญ* * โปรแกรมวิชาเทคโนโลยีการผลิตและการจัดการอุตสาหกรรม คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยราชภัฏจันทรเกษม 39/1 ถนนรัชดาภิเษก เขตจตุจักร กรุงเทพฯ ประเทศไทยมีการพัฒนาทางดาน เศรษฐกิจอยางตอเนื่อง จึงมีการใชพลังงาน อยางมากโดยคิดเปน 1.4 เทาของอัตราการ เจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ ( ภาพที1) มีการ นําเขาน้ํามันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นทุกปซึ่งเมื่อ เปรียบเทียบกับมูลคาการสงออกสินคาเกษตร แลว พบวาการนําเขาพลังงานมีมูลคาสูงถึง ครึ่งหนึ่งของมูลคาการสงออกสินคาเกษตร ( ตารางที1) เมื่อพิจารณาดานราคาน้ํามัน เชื้อเพลิงพบวามีการปรับตัวสูงขึ้นอยางตอเนื่อง (ภาพที2) เนื่องจากน้ํามันเชื้อเพลิงถูกนําไปใช ทั้งในดาน การเกษตร อุตสาหกรรมการผลิต และการขนสงซึ่งมีสัดสวนการใชสูงที่สุด (ภาพ ที3) ลานบาท ภาพที1. ปริมาณการนําเขาน้ํามันเชื้อเพลิงในชวง .. 2534-2547 ที่มา : (สวนปโตรเลียม สํานักงานนโยบายและพลังงาน) บทความวิชาการ กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที7(1): 2550 39

Upload: others

Post on 03-Nov-2019

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

เทคโนโลยพีลังงานในพระราชดําริ

ธนรัตน ครุวรรณเจริญ*

* โปรแกรมวชิาเทคโนโลยีการผลิตและการจัดการอุตสาหกรรม คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยราชภัฏจันทรเกษม 39/1 ถนนรัชดาภิเษก เขตจตุจักร กรุงเทพฯ

ประเทศไทยมีการพัฒนาทางด านเศรษฐกิจอยางตอเนื่อง จึงมีการใชพลังงานอยางมากโดยคิดเปน 1.4 เทาของอัตราการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ (ภาพท่ี 1) มีการนํา เข าน้ํ า มันเ ช้ือ เพลิง เ พ่ิม ข้ึนทุกป ซ่ึง เ ม่ือเปรียบเทียบกับมูลคาการสงออกสินคาเกษตรแลว พบวาการนําเขาพลังงานมีมูลคาสูงถึง

คร่ึงหนึ่งของมูลคาการสงออกสินคาเกษตร (ตารางท่ี 1) เ ม่ือพิจารณาดานราคาน้ํ า มันเช้ือเพลิงพบวามีการปรับตัวสูงข้ึนอยางตอเนื่อง (ภาพท่ี 2) เนื่องจากน้ํามันเช้ือเพลิงถูกนําไปใชท้ังในดาน การเกษตร อุตสาหกรรมการผลิต และการขนสงซ่ึงมีสัดสวนการใชสูงท่ีสุด (ภาพท่ี 3)

ลานบาท

ภาพท่ี 1. ปริมาณการนําเขาน้ํามันเช้ือเพลิงในชวง พ.ศ. 2534-2547

ท่ีมา : (สวนปโตรเลียม สํานักงานนโยบายและพลังงาน)

บทความวิชาการ

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

39

Page 2: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

ตารางท่ี 1. มูลคาการนําเขาพลังงานและการสงออกสินคาเกษตร

ท่ีมา: (กรมธุรกิจพลังงานและสํานกังานเศรษฐกจิการเกษตร) บาท/ลิตร

14.00

16.00

18.00

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

32.00

ธ.ค

.-47

ก.พ

.-48

เม.ย

.-48

มิ.ย

.-48

ส.ค

.-48

ต.ค

.-48

ธ.ค

.-48

ก.พ

.-49

เม.ย

.-49

มิ.ย

.-49

ส.ค

.-49

ต.ค

.-49

ธ.ค

.-49

ก.พ

.-50

เม.ย

.-50

B5ดีเซลแกสโซฮอล 95แกสโซฮอล 91เบนซิน 95เบนซิน 91

ภาพท่ี 2. ราคาน้ํามันระหวาง พ.ศ. 2547–2550

ท่ีมา : (บริษัทบางจากปโตเลียม)

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

40

Page 3: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

41

ภาพท่ี 3. การใชพลังงานตามสาขาเศรษฐกิจใน พ.ศ. 2547

พลังงานเปนส่ิงจําเปนสําหรับประเทศไทย จึงมีการนําเขาน้ํามันดิบปริมาณมากจากตางประเทศมาชานาน พระบาทสมเด็จพระเจาอยูหัวทรงคิดคนการนําเอาวัสดุเกษตรมาแปรรูปเปนน้ํามันสําหรับเคร่ืองยนตและรถยนตประเภทตางๆ ตั้งแต พ.ศ.2522 โดยเปนไปตามหลักการ “พึ่งตนเอง” คือลดการนําเขาน้ํามันดิบจากตางประเทศ เพราะสามารถผลิตน้ํามันใชเองไดบางสวน ซ่ึงสอดรับกับสถานการณในปจจุบัน นับไดวาเปนโชคดีของชาวไทยท้ังชาติ

ท่ีไดรับประโยชนจากโครงการพระราชดําริของพระองคทาน ดังนั้นจึงขอกลาวถึงเทคโนโลยีดานพลังงานในโครงการพระราชดําริดังนี้ 1. แกสโซฮอล แกสโซฮอลเปนน้ํามันเช้ือเพลิงท่ีไดจากการผสมแอลกอฮอลกับน้ํามันเบนซิน หรืออาจกลาวไดวาแกสโซฮอลเหมือนน้ํามันเบนซินไรสารตะกั่ว แตแตกตางกันท่ีสารเพิ่มคาออกเทน ซ่ึงเปนสารออกซิเจนเนต โดยชวยลดคารบอน

Page 4: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

ภาพท่ี 4. กระบวนการผลิตแกสโซฮอล

เบนซิน 91 90 สวน

แกสโซฮอล 100 สวน

แอลกอฮอล 99.5% 10 สวน

รถยนต

มอเตอรไซด

+

วัตถุดิบ (กากนํ้าตาล,มันสําปะหลัง,

นํ้าออย,ขาว)

การหมัก การกลั่น

แอลกอฮอล แอลกอฮอล

เอทานอล 99.5 % ผสมเปนน้ํามันเบนซิน 80-90 % แกสโซฮอล

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

42

Page 5: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

เครื่องยนตสําหรับน้ํามันแกสโซฮอล

น้ํามันแกสโซฮอลท่ีมีสัดสวนเอทานอลผสมไมเกินรอยละ 10 สามารถใชไดกับรถยนตโดยท่ัวไปโดยไมจําเปนตองปรับแตงเคร่ืองยนต สวนรถยนตท่ีสามารถใชน้ํามันแกสโซฮอลท่ีมีสวนผสมของเอทานอลสูงกวารอยละ 10 ไดนั้น จะตองมีการออกแบบเคร่ืองยนตมาโดยเฉพาะ ดังนี้

1. รถยนตท่ีใชน้ํามันแกสโซฮอล E20 จําเปนตองปรับปรุงเคร่ืองยนต โดยเฉพาะระบบเช้ือเพลิงและการทํางานของหัวฉีดน้ํามัน โดยรถยนตประเภทนี้สามารถใช เ ช้ือ เพลิง ท่ี มีสวนผสมของเอทานอลในสัดสวนท่ีไมเกินรอยละ 20 หรือจะใชน้ํามันเบนซินปกติก็ได เทคโนโลยีดั งกล าวนี้ ได มีการพัฒนาและนํามาใชในประเทศสหรัฐอเมริกา ยุโรป และบราซิลนานกวา 10 ปแลว ปจจุบันท่ัวโลกมีรถยนตท่ีใชเคร่ืองยนตประเภทนี้กวา 1 ลานคัน

2. รถ FFV (Flexible Fuel Vehicle) ปจจุบันไดมีการออกแบบเคร่ืองยนตท่ีสามารถใช น้ํ า มัน ท่ี มีส วนผสมของ เอทานอลในอัตราสวนตางๆ กันไดอยางมีประสิทธิภาพ โดยรถยนตประเภทนี้ไดรับการออกแบบใหมีระบบเซ็นเซอรสําหรับตรวจสอบอัตราสวนผสมของเอทานอลกับน้ํามันเบนซิน เพื่อควบคุมระบบการเผาไหมเช้ือเพลิงใหเหมาะสม รวมท้ังมีการปรับเปล่ียนวัสดุระบบเช้ือเพลิงเชน ถังน้ํามัน

ทอจายน้ํามัน และหัวฉีดน้ํามัน เพื่อใหทนตอการกัดกรอนของเอทานอลได นอกน้ันระบบตางๆ ของเคร่ืองยนตแทบจะไมแตกตางจากรถยนตท่ัวไป

2. ดีโซฮอล โครงการดีโซฮอล (น้ํ า มันดี เซล +

แอลกอฮอล) เร่ิมข้ึนใน พ.ศ. 2541 โดยการปโตรเลียมแหงประเทศไทยรวมกับโครงการสวนพระองคสวนจิตรลดา ทดลองผสมแอลกอฮอล 95% กับน้ํามันดี เซล และสาร อีมัลซิไฟเออร (มีคุณสมบัติทําใหแอลกอฮอลกับน้ํามันดีเซลผสมเขากันโดยไมแยกชั้น) ในอัตราสวน 14 : 85 : 1 แลวนําดีโซฮอลไปใชเปนน้ํามันเช้ือเพลิงสําหรับเคร่ืองยนตดีเซลเชน รถกระบะและรถแทรกเตอรของโครงการสวนพระองคฯ ซ่ึงผลการทดลองพบวา สามารถใชดีโซฮอลเปนเช้ือเพลิงไดดีพอสมควร และสามารถลดปริมาณควันดําไดรอยละ 50

3. ไบโอดีเซล ไบโอดีเซลเปนเช้ือเพลิงเหลวท่ีผลิตไดจ าก นํ้ า มันพืชและไข มัน สัตว เ ชน ปาลม มะพราว ถ่ัวเหลือง ทานตะวัน เมล็ดเร็ปสีด (Rapeseed) สบูดํา หรือจากน้ํามันพืชหรือน้ํามันสัตวท่ีผานการใชงานแลว ซ่ึงพืชน้ํามันเหลานี้เปนแหลงทรัพยากรท่ีสามารถผลิตทดแทนไดในธรรมชาติ โดยนําน้ํามันดังกลาวนี้มาทําปฏิกิริยาทางเคมี transesterification (ภาพท่ี 5)

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

43

Page 6: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

44

ปลอยใหเกิดการแยกช้ัน

3. Washing เปนการนาํเอาไบโอดีเซลท่ีไดจากปฏิกิริยา transesterification ไปลางน้าํเพื่อกําจัดกลีเซอรีน และสารปนเปอนอ่ืนๆ ท่ี

สามารถละลายนํ้าได

4. Methanol recovery เปนกระบวนการ

กล่ันเพื่อดึงเมทานอลท่ีเหลือจากปฏิกริยากลับ มาใชใหม

5. Drying เปนการกําจัดน้ําออกจากไบโอ 1. Pre-treatment เปนการสกัดยางเหนียว ดีเซล ส่ิงสกปรก และนํ้า ออกจากนํ้ามันปาลมดิบ 6. Glycerin evaporation unit เปน

กระบวนการทํากลีเซอรีนใหบริสุทธ์ิท่ี 80% 2. Reaction step เปนการทําปฏิกิริยา transesterification โดยการเติมเมทานอลหรือเอทานอล พรอมท้ังสารเรงปฏิกิริยาเชน โซเดียมไฮดรอกไซด ภายใตอุณหภูมิสูง ไดเปนเมทิลเอสเตอรหรือเอทิวเอสเตอร พรอมท้ังไดกลีเซอรีนในสัดสวนประมาณรอยละ 10 ซ่ึงจะถูกแยกออกจากไบโอดีเซล หลังจากท่ี

(Technical Grade)

7. Glycerin distillation unit เปนข้ันตอนกระบวนการทําใหกลีเซอรีนบริสุทธ์ิท่ี 99.7% (Pharmaceutical Grade)

ภาพท่ี 5. ปฏิกิริยา transesterification

Page 7: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

ภาพท่ี 6. กระบวนการผลิตไบโอดีเซล ท่ีมา : (www. Bangchak.co.th)

ในบรรดาผลิตภัณฑน้ํามันประเทศไทยมีความตองการใชน้ํามันดีเซลสูงท่ีสุด และในแตละปมีอัตราการขยายตัวของความตองการใชสูงมาก ผลจากราคาน้ํามันดีเซลที่แพงข้ึนสงผลกระทบตอเศรษฐกิจ โดยเฉพาะอยางยิ่งในภาคการขนสง และภาคการเกษตร ซ่ึงเกี่ยวของกับประชาชนสวนใหญของประเทศ ซ่ึงทําใหผูมีรายไดนอยตองเผชิญกับคาครองชีพท่ีสูงข้ึน ดังนั้นสามารถสรุปประโยชนจากไบโอดีเซล ไดดังนี้

1.

2. แกปญหาความยากจนระดับรากหญาโดยทําใหเกษตรกรมีรายไดดีข้ึน

3. ไบโอดีเซลเผาไหมไดสมบูรณชวยลดปริมาณควันดาํและแกสท่ีกอใหเกดิภาวะเรือนกระจก (greenhouse effect) เชน แกสคารบอนไดออกไซด

4. ไอเสียมีมลพิษต่ํากวาการใชน้ํามันดเีซลเนื่องจากไมมีกํามะถันและสารกอมะเร็ง

5.เพิ่มความม่ันคงดานพลังงานของประเทศ เนื่องจากน้ํามันไบโอดีเซลใชงานกับเคร่ืองยนตดีเซลไดดีเชนเดียวกับน้ํามันดีเซล และสามารถ

ลดการสูญเสียเงินตราตางประเทศในการนําเขาน้ํามัน

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

45

Page 8: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

6. การนําน้ํามันท่ีใชแลวมาเปนวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล ชวยลดปริมาณนํ้ามันทอดซํ้าซ่ึงอาจเปนอันตรายตอผูบริโภค โดยนํ้ามันท่ีใชซํ้าหลายคร้ังอาจกอใหเกดิมะเร็งในเม็ดเลือดขาว หรือเนื้องอกในอวัยวะตางๆ ได

4. พลังงานนํ้า เปนการนําน้ําท่ีสะสมไวในเข่ือน แลวทําใหไหลลงมาจากท่ีสูงซ่ึงเปนการเปล่ียน

พลังงานศักยมาเปนพลังงานจลน แลวเอาพลังงานจลนไปเปล่ียนเปนพลังงานกล ทําใหเกิดกระแสไฟฟา ซ่ึง ตัวอยางเ ข่ือนท่ีผลิตกระแสไฟฟาดวยพลังงานนํ้าเชน เข่ือนแมงัดสมบรูณชล เข่ือนพรมธารา เข่ือนภูมิพล (ภาพท่ี 7 และ 8) โรงงานไฟฟาพลังงานนํ้าบานยาง โรงงานไฟฟาพลังงานน้ําเข่ือนหวยกุม โรงงานไฟฟาบานขุนกลาง โรงานไฟฟาพลังงานน้ําบานสันติ

ภาพท่ี 7. ฝายทดน้ําโครงการไฟฟาพลังน้ําแมฮองสอนและอางเก็บนํ้า

ภาพท่ี 8. เข่ือนภูมิพล

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

46

Page 9: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

ขอดีของโรงไฟฟาพลังงานน้ํา ขอดีของการใชพลังงานน้ําผลิตกระแสไฟฟา 1. น้ําสวนท่ีใชผลิตกระแสไฟฟาแลวจะไหลลงสูแมน้ํา ลําคลองหรือทะเล เม่ือไดรับพลังงานจากแสงอาทิตย จะระเหยกลายเปนไอน้ําและรวมตัวกันกลายเปนเมฆ และเปนฝนตกลงมา หมุนเวียนกลับไป-มา ทําใหสามารถใชพลังงานน้ําไดตลอดไปไมหมดส้ิน 2. เคร่ืองกลพลังงานน้ํา สามารถเร่ิมทําการผลิตกระแสไฟฟาไดในเวลาอันรวดเร็ว และสามารถควบคุมปริมาณไฟฟาท่ีผลิตออกมาไดใกลเคียงกับความตองการใชไฟฟาไดตลอดเวลา และช้ินสวนของเครื่องกลพลังงานน้ํา มีความคงทนอายุการใชงานนานกวาเคร่ืองจักรกลอยางอ่ืน 3. เม่ือนําพลังงานนํ้าไปใชแลว น้ําก็ไมไดแปรสภาพ เปนอย า ง อ่ืน ยั งคง มี คุณภาพเหมือนเดิม สามารถนําไปใชประโยชนอยางอ่ืนไดเชน เพื่อการชลประทาน อุปโภคบริโภค รักษาระดับน้ําในแมน้ําใหลึกพอแกการเดินเรือ นอกจากนี้การสรางเข่ือนเพื่อเก็บกักน้ําเอาไวใชในชวงท่ีไมมีฝนตก จะไดแหลงน้ําขนาดใหญสามารถใชเปนแหลงเพาะเล้ียงสัตวน้ํา หรือใชเปนสถานท่ีทองเท่ียวพักผอนหยอนใจ หรือทําการปลอยน้ําจากเข่ือนเพื่อไลน้ําโสโครก น้ําเสีย สารพิษ และนํ้าเค็มออกจากแมน้ําได

1. มีอายุการใชงานประมาณ 50 ปข้ึนไป 2. มีประสิทธิภาพในการเดินเคร่ืองสูงสามารถหยุดและเดินเคร่ืองไดอยางฉับพลัน 3. ตนทุนการผลิตตํ่า เพราะใชน้ําธรรมชาติเปนแหลงพลังงานในการเดินเคร่ือง 4. น้ําเปนแหลงพลังงานท่ีสะอาดและมีการหมุนเวียนตามธรรมชาติไมหมดส้ิน 5. โครงการกอสรางโรงไฟฟาพลังน้ําสวนใหญเปนโครงการอเนกประสงค โดยนํ้าท่ีกักเก็บไว ในอ าง เก็บน้ํ า นอกจากจะใชผ ลิตกระแสไฟฟาแลว ยังใชในการชลประทานการบรรเทาอุทกภัย การประมงน้ําจืด การประปา และการคมนาคมทางนํ้า โดยการคมนาคมทางน้ําระยะทางไกลๆ เสียคาใชจายนอยกวาทางบก ปญหาและอุปสรรคการใชพลังงานน้ํา การพัฒนาแหลงพลังงานน้ําตองใชเงินลงทุนสูง เนื่องจากตองเลือกภูมิประเทศท่ีเหมาะสมเชน ตองมีการเปล่ียนระดับทองน้ํามากๆ เพื่อใหการสรางเข่ือนท่ีมีความสูง แตความยาวไมมาก ซ่ึงพ้ืนท่ีสวนใหญอยูในปา หรือชองเขาแคบๆ หางไกลจากชุมชน มักมีปญหาในดานจัดหาบุคลากรไปปฏิบ ัติงาน รวมท้ังการซอมแซม บํารุงรักษาส่ิงกอสราง และอุปกรณตางๆ จะไมคอยสะดวก เพราะสถานท่ีตั้งอยูหางไกลจากชุมชน

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

47

Page 10: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

48

5. พลังงานลม เปนการนําเอาพลังงานลมมาใชงาน โดยอาศัยกังหันลมเปนตัวเปลี่ยนพลังงานจลน จากกระแสลมไปเปนพลังงานกล เพ่ือนําไปใชผลิตกระแสไฟฟา (ภาพที่ 9) หรือเพื่อสูบน้ําซ่ึงลมเปนส่ิงท่ีมีอยูในธรรมชาติท่ีไมมีตนทุน แตกลับทําให เกิดมูลคา ข้ึนได ท้ังนี้ตองทําใหสอดคลองกับสภาพภูมิประเทศ ประเทศไทยมีศักยภาพดานพลังงานลมคอนขางตํ่า เนื่องจากลมไมแรงมากและลมมาหลายทิศทาง ยกเวนบางบริเวณเชน ชายฝงอาวไทยและทะเลอันดามัน บริเวณเกาะ และท่ีราบปากแมน้ําเจาพระยา อาจตองผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงานลมรวมกับการผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงาน

รูปแบบอ่ืนเชน สรางโรงงานผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงานลมรวมกับโรงไฟฟาพลังงานแสงอาทิตย

สถานภาพการนํ าพ ลั ง ง านลมมาประยุกตใชงานในประเทศไทย แบงออกไดเปน 3 ลักษณะคือ กังหันลมเพื่อการสูบน้ํา กังหันลมเพ่ือการผลิตกระแสไฟฟา และการใชพลังงานลมเพื่อการระบายอากาศจากหลังคาบานเรือนปจจุบันการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยไดติด ต้ังสถานีทดลองผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงานลมท่ีแหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต โดยเปนการทดลองใชงานและเก็บขอมูลเพื่อนําไปใชงานในอนาคต

ภาพท่ี 9. กังหันลมตามแนวแกนนอน ท่ีมา : (การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย)

Page 11: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

6. พลังงานแสงอาทิตย เซลลแสงอาทิตย (solar cell) เปนอุปกรณสําหรับเปล่ียนพลังงานแสงใหเปนพลังงานไฟฟา โดยนําสารก่ึงตัวนํา (semi conductor) เชน ซิลิคอน ซ่ึงมีราคาถูกและมีปริมาณมากท่ีสุดบนพ้ืนโลก โดยนํามาผานกระบวนการเพื่อทําใหเปนแผนบางบริสุทธ์ิ และในทันทีท่ีมีแสงแดดตกกระทบบนแผนเซลล อนุภาคพลังงานท่ีเรียกวา โฟรตอน (Proton) จะถายเทพลังงานใหกับอิเล็กตรอน (Electron) ในสารก่ึงตัวนํา ทําใหอิเล็กตรอนมีพลังงานมากพอท่ีจะกระโดดออกจากแรงดึงดูดของอะตอม และสามารถเคล่ือนท่ีไดอยางอิสระ เม่ืออิเล็กตรอนมีการเคล่ือนที่ครบวงจรจะทําใหเกิดไฟฟากระแสตรง

ไฟฟาท่ีเกิดจากเซลลแสงอาทิตยเปนไฟฟากระแสตรงตองนําไปเก็บสะสมในแบตเตอร่ีแลวเปล่ียนเปนไฟฟากระแสสลับจึงจะใชกับอุปกรณตางๆ ไดเชน อุปกรณไฟฟาภายในบาน (ภาพท่ี 10) เคร่ืองขยายเสียง ชุดแสงไฟลอแมลง โทรศัพทสาธารณะ ชุดกรองน้ําระบบรีเวิรส ออสโมซิส เคร่ืองสูบน้ํา และอุปกรณอ่ืนๆ การนําพลังงานแสงอาทิตยมาผลิตกระแสไฟฟา สามารถผลิตกระแสไฟฟาใหแกประชาชนท่ีอยูในพื้นท่ีหางไกล ซ่ึงสงสายไฟฟาเขาไปไมถึง ทําใหชีวิตความเปนอยูของประชาชนดีข้ึนและมีการพัฒนามากข้ึน ซ่ึงสอดคลองกับปรัชญาของ พระบาทสมเด็จพระเจาอยูหัว ท่ีวาระเบิดจากขางใน นอกจากการผลิตกระแสไฟฟาแลวพระองคทานยังมีพระราชดําริในการนําพลังงานแสงอาทิตยมาชวยในการอบอาหาร คือการทําเคร่ืองอบแหงพลังงานแสงอาทิตย ซ่ึงชวยในการแปรรูปผลิตภัณฑทางการเกษตรและทําใหมีมูลคาเพิ่มข้ึน

องคประกอบหลักของเซลลแสงอาทิตยคือ สารกึ่งตัวนํา 2 ชนิดมาตอกันซ่ึงเรียกวา P-N junction เม่ือแสงแดดตกกระทบเซลลแสงอาทิตยจะเกิดถายพลังงานใหอะตอมของสารกึ่งตัวนํา ทําใหเกิดอิเล็กตรอนและโฮลสอิสระไปรออยูท่ีข้ัวตอ เม่ือมีการเช่ือมกับวงจรภายนอกเชน เอาหลอดไฟฟามาตอครอมข้ัวตอ จะเกิดการไหลของอิเล็กตรอนส/โฮลส ท่ีใหพลังงานไฟฟากระแสตรงอยางตอเนื่องกับวงจรภายนอกได ตราบเทาท่ียังมีแสงแดดตกกระทบเซลล ซ่ึงสามารถนําไปใชประโยชนไดทันที หรือเก็บไวในแบตเตอร่ีเพื่อใชงานในภายหลัง

อุปสรรคในการผลิตกระแสไฟฟาโดยใชเซลลแสงอาทิตยก็คือ อุปกรณของเซลลแสงอาทิตยมีราคาแพง ทําใหตนทุนการผลิตกระแสไฟฟาสูง ประชาชนยังมีความเขาใจในเทคโนโลยีนี้ต่ํา และมีปญหาดานการถายทอดเทคโนโลยีนี้ไปสูประชาชน

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

49

Page 12: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

ภาพท่ี 10. การผลิตกระแสไฟฟาจากเซลลแสงอาทิตย ท่ีมา : (http://www.egat.or.th)

7. พลังงานความรอนจากแกลบ

แกลบท่ีไดจากโรงสีขาวสวนจิตรลดาซ่ึงมีความชื้นไมเกิน 10 เปอรเซ็นต จะถูกสงผานไปยังท่ีพักแกลบ เม่ือท่ีพักแกลบเต็ม แกลบจะไหลไปเก็บไวในไซโล แกลบจากท่ีพักแกลบจะไหลไปตามทอลงสูเคร่ืองอัดเพื่อทําใหแกลบเปนแทง โดยแกลบถูกขันดวยสกรูภายในเคร่ือง ซ่ึงมีหนาท่ีบดแกลบใหละเอียดและอัด

แกลบใหแนนผานกระบอกท่ีถูกเผาดวยเศษแกลบอัดแทง ซ่ึงจะไดเปนแกลบแทงออกมา (ภาพท่ี 11) ถานแกลบมีความรอนสูงและไมมีควัน สามารถนําไปใชแทนถานไมได ดังนั้นการใชถานแกลบจึงชวยลดการทําลายปาไม เพ่ิมมูลคาใหแกลบท่ีถือวาไมมีประโยชนแลว และชวยลดของเสียจากโรงสีขาว

ภาพท่ี 11. ถานแกลบ

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

50

Page 13: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

8. แกสชีวภาพ

ส่ิงปฏิกูลท่ีเกิดจากครัวเรือนเชน เศษพืชผัก เศษอาหาร และมูลสัตวเล้ียงเชน ชาง มา วัว ควาย หมู เปด ไก ฯลฯ ถากําจัดไมดีจะเกิดความสกปรก เปนแหลงเพาะพันธุแมลงวัน เช้ือโรคและมีกล่ินเหม็น แตถากําจัดดวยวิธีหมักจะทําใหไดแกสชีวภาพนําไปใชเปนเช้ือเพลิงในครัวเรือนได น้ําและกากตะกอนท่ีเกิดจากการหมัก เม่ือยอยสลายดีแลวสามารถนําไปใชเปนปุยอินทรียใหแกพืชไดอีกดวย

แกสชีวภาพเกิดจากปฏิกิริยาการยอยสลายอินทรียวัตถุตางๆ ท่ีมาจากส่ิงท่ีมีชีวิตเชน ซากพืชและสัตว โดยเม่ือพืชหรือสัตวตายลงจะเกิดการเนาเปอยผุพัง ปฏิกิริยาดังกลาวนี้เกิดข้ึนจากจุลินทรียบางชนิดในธรรมชาติ มีผลทําใหเกิดเปนแกสชีวภาพ (ภาพท่ี 12) ซ่ึงสามารถนํามาใชเปนเช้ือเพลิงในครัวเรือนไดเปนอยางดีเชน การหุงตม แสงสวาง และพลังงานความ

รอนอ่ืนๆ จากการทดสอบพบวาแกสชีวภาพมีคุณสมบัติติดไฟไดงาย ใหความรอนสูงปราศจากกล่ิน ควัน หรือละอองเขมา ใชเปนเช้ือเพลิงไดดีเชนเดียวกันกับแกสหุงตมท่ีขายในทองตลาด

สรุป สภาวะเศรษฐกิจในปจจุบัน ซ่ึงน้ํามันมี

ราคาแพง ทําใหคาครองชีพสูงข้ึน ตนทุนการผลิตสินคาและการขนสงสูงมากข้ึน โครงการในพระราชดําริดานพลังงานสามารถสรางสรรคพลังงานทางเลือกท่ีมีราคาถูกใหแกพสกนิกรชาวไทย ซ่ึงชวยบรรเทาปญหาดานเศรษฐกิจลงได ทําใหชีวิตความเปนอยูของคนไทยดีข้ึน และสามารถดําเนินชีวิตไดอยางมีความสุขภายใตกระแสโลกาภิวัตน ซ่ึงนับวาเปนพระมหากรุณาธิคุณอันใหญหลวงท่ีพระองคทานมีใหแกพสกนิกรชาวไทยท้ังประเทศ

ภาพท่ี 12. ปฏิกิริยาการเกิดแกสชีวภาพ

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

51

Page 14: เทคโนโลยีพลังงานในพระราชดําริsci.bsru.ac.th/advscij/e-magazine/7-1/chapter-5.pdfก าวทันโลกว ิทยาศาสตร

เอกสารอางอิง ทิศนา ดําริหสมกุล. (2546). พลังงานลม. สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและ ธีรภัทร ศรีนรคุตร. (2543). เช้ือเพลิงเอทานอล เทคโนโลยี จากวัสดุการเกษตร: แหลงพัฒนาทาง

สํานักสงเสริมและฝกอบรม กําแพงแสน เลือกใหมของคนไทย. วารสาร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร. (2549). วิทยาศาสตรและเทคโนโลยี 15 (3) : 5-8. การปลูกและใชประโยชนจากสบูดํา. เอกสารประกอบการสัมมนาเร่ือง “ยุทธศาสตร เอกสารเผยแพรอันดับท่ี 74 ISBN 974- มันสําปะหลังในทศวรรษหนา” วันเสารท่ี

20 เมษายน พ.ศ. 2545 ณ โรงแรมสีมาธานี จังหวัดนครราชสีมา.

การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย. (2546). พลังงานทดแทนพลังงานแหงอนาคต

พิมพร แจงพลอย. (2546). แนวทางวิจัยดาน พลังงานน้ําขนาดเล็ก. มหาวิทยาลัย พระจอมเกลาธนบุรี.

537-846-1 สุวิทย เมษินทรีย. (2549). จุดเปล่ียนประเทศ

ไทย เศรษฐกิจพอเพียงในกระแสงโลกา ภิวัตน. กรุงเทพฯ : สยาม เอ็ม แอนด บี.

http://www.dede.go.th http://www.egat.co.th ,www.se-ed.net http://www.nlt.go.th http://www.bangchak.co.th

กาวทันโลกวิทยาศาสตร ปที่ 7(1): 2550

52