(energy and environment) - acat.or.th - 01.pdf ·...

13
สมาคมวิศวกรรมปรับอากาศแห่งประเทศไทย 1 1. บทนำา ปัจจุบันนี้พลังงานที่มนุษย์เราใช้นั้นมีจำานวน มากมายมหาศาล จนทำาให้พลังงานกลายเป็นปัจจัย สำาคัญของมนุษย์ที่จะต้องแสวงหาแหล่งพลังงาน ในรูปแบบต่าง ๆ ขึ้นมา ระบบปรับอากาศและ ระบายอากาศที่เราใช้กันในชีวิตประจำาวันนั้นจะใชพลังงานไฟฟ้ามาก วิศวกรจึงจำาเป็นต้องรู้เรื่อง ของพลังงาน ซึ่งมีทั้งพลังงานที่อยู่ 2 รูปแบบ คือ พลังงานแบบสิ้นเปลืองหมดไป (Non Renewable Energy) และพลังงานทดแทน (Renewable Energy) รวมทั้งผลกระทบจากการใช้พลังงานทำาให้เกิดปัญหากับ สภาวะแวดล้อม (Environment) บทความนี้จะได้กล่าว ในเนื้อหาข้างต้นโดยสังเขปต่อไป โดยจะเน้นพลังงาน ทดแทน (Renewable Energy) เท่านั้น 2. พลังงาน (Energy) พลังงาน (Energy) มาจากภาษากรีกโบราณว่า “Energeia” แปลว่าการไม่หยุดนิ่ง พลังงานหมายถึง พลังงานและสภาวะแวดล้อม (Energy and Environment) โดย Èาสµราภิªานทวี เวªพĵิ คณะวิศวกรรมศ�สตร์ จุÌ�ลงกรณ์มห�วิทย�ลัย ความสามารถของระบบทางฟิสิกส์ระบบหนึ่งเพื่อทำาให้ เกิดงานกับระบบทางฟิสิกส์อีกระบบหนึ่งภายในช่วง เวลาหนึ่ง หน่วยวัดปริมาณของพลังงาน ในระบบ SI (International System of Units) คือ จูลส์ (joules) นอกจากนี้ยังมีหน่วยวัดปริมาณพลังงานในระบบอื่น ๆ อีก เช่น กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kilowatt-hours), กิโลแคโลรี (kilocalories) เป็นต้น พลังงานรวมที ่สะสมอยู ่ภายในวัตถุหนึ ่ง ๆ ประกอบด้วย มวลของวัตถุและพลังงานภายในวัตถุนั้น พลังงาน ไม่สามารถสูญหายไปไหนแต่สามารถเปลี่ยนไปเป็น พลังงานอีกรูปแบบหนึ่งก่อนที่จะส่งผลเกิดเป็นงานของ ระบบทางฟิสิกส์นั้น ระบบอาจถ่ายเทพลังงานไปสู่อีกระบบหนึ่งโดยส่ง ผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของอีกระบบ หนึ่ง เช่น พลังงานที่ทำาให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุ หรือพลังงานจลน์ (Kinetic Energy) หรือการถ่ายเท ความร้อนระหว่างสสารซึ่งก็คือการส่งถ่ายพลังงานจลน์

Upload: dangdang

Post on 14-Mar-2018

216 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 1

1. บทนำา ปจจบนนพลงงานทมนษยเราใชนนมจำานวน

มากมายมหาศาล จนทำาใหพลงงานกลายเปนปจจย

สำาคญของมนษยทจะตองแสวงหาแหลงพลงงาน

ในรปแบบตาง ๆ ขนมา ระบบปรบอากาศและ

ระบายอากาศทเราใชกนในชวตประจำาวนนนจะใช

พลงงานไฟฟามาก วศวกรจงจำาเปนตองร เรอง

ของพลงงาน ซงมทงพลงงานทอย 2 รปแบบ

คอพลงงานแบบสนเปลองหมดไป(NonRenewable

Energy)และพลงงานทดแทน(RenewableEnergy)

รวมทงผลกระทบจากการใชพลงงานทำาใหเกดปญหากบ

สภาวะแวดลอม(Environment)บทความนจะไดกลาว

ในเนอหาขางตนโดยสงเขปตอไป โดยจะเนนพลงงาน

ทดแทน(RenewableEnergy)เทานน

2. พลงงาน (Energy) พลงงาน (Energy) มาจากภาษากรกโบราณวา

“Energeia” แปลวาการไมหยดนง พลงงานหมายถง

พลงงานและสภาวะแวดลอม(Energy and Environment)

โดยÈาสµราภªานทว เวªพĵคณะวศวกรรมศ�สตร จÌ�ลงกรณมห�วทย�ลย

ความสามารถของระบบทางฟสกสระบบหนงเพอทำาให

เกดงานกบระบบทางฟสกสอกระบบหนงภายในชวง

เวลาหนง

หนวยวดปรมาณของพลงงาน ในระบบ SI

(InternationalSystemofUnits)คอจลส(joules)

นอกจากนยงมหนวยวดปรมาณพลงงานในระบบอนๆ อก

เชน กโลวตต-ชวโมง (kilowatt-hours), กโลแคโลร

(kilocalories)เปนตน

พลงงานรวมทสะสมอยภายในวตถหนงๆ ประกอบดวย

มวลของวตถและพลงงานภายในวตถนน พลงงาน

ไมสามารถสญหายไปไหนแตสามารถเปลยนไปเปน

พลงงานอกรปแบบหนงกอนทจะสงผลเกดเปนงานของ

ระบบทางฟสกสนน

ระบบอาจถายเทพลงงานไปสอกระบบหนงโดยสง

ผลใหเกดการเปลยนแปลงทางกายภาพของอกระบบ

หนง เชน พลงงานททำาใหเกดการเคลอนทของวตถ

หรอพลงงานจลน(KineticEnergy)หรอการถายเท

ความรอนระหวางสสารซงกคอการสงถายพลงงานจลน

Page 2: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 162

ระหวางอนภาคของสสารทสมผสกนนนเอง

พลงงานอาจถกเกบสะสมไวภายในระบบโดย

พลงงานจะถกเกบสะสมผานการเคลอนของสสารทจาก

ตำาแหนงหนงไปยงอกตำาแหนงหนงภายใตสนามพลงงาน

(Field)หนงๆพลงงานในรปแบบนคอพลงงานศกย

(PotentialEnergy)ซงเปนพลงงานทพรอมทจะกอให

เกดงานกบระบบตอไป ตวอยางพลงงานศกยทเหนได

ชดเจนกคองานทใชในการยกวตถภายใตสนามของแรง

โนมถวง(GravityField)

พลงงานอาจถายเทจากระบบหนงไปสระบบหนง

ในรปแบบของการเคลอนยายเพยงแคมวลของระบบนน

แตถามการถายเทของพลงงานจากระบบหนงสอกระบบ

หนงทนอกเหนอจากการถายเทมวลสารระหวางระบบ

การถายเทของพลงงานนนจะส งผลให เกดการ

เปลยนแปลงภายในระบบอกระบบหนงอนเปนผลเนอง

มาจากงานทระบบแรกกระทำาตอระบบทสองพลงงาน

ศกยสามารถเปลยนไปเปนพลงงานจลนไดเมอวตถถก

ปลอยใหตกลงอยางอสระจากตำาแหนงหนงไปสตำาแหนง

หนงและภายใตกระบวนการเปลยนแปลงของพลงงาน

พลงงานรวมของระบบจะยงมคาคงทเสมอภายใตกฎ

การอนรกษพลงงาน

Sources of Energy

พลงงานและสภาวะแวดลอม

3. แหลงพลงงาน (Sources of Energy) พลงงานนนแบงออกได 2 แบบ คอ

3.1 พลงงานแบบสนเปลอง (Non Renewable

Energy)ไดแกพลงงานจากฟอสซล(FossilFuel)

เชนพวกปโตเลยม(Petroleum)แกสธรรมชาต(Natu-

ralGas)ถานหน(Coal)พลงงานนวเคลยร(Nuclear)

ฯลฯเปนตน

3.2 พลงงานทดแทน (Renewable Energy)หรอ

พลงงานหมนเวยนสามารถนำากลบคนมาใชไดอก เชน

พลงงานจากแสงอาทตย (Solar Energy) พลงงาน

จากลม (Wind Energy) พลงงานจากนำา (Hydro

Electric Energy) พลงงานจากนำาขน-นำาลง (Tidal

Energy) พลงงานจากคลนของนำา (Water Wave

Energy) พลงงานจากมวลชวภาพ (Biomass) และ

กาซชวภาพ (Biogas) และพลงงานความรอนจากใต

พภพ(GeothermalEnergy)ฯลฯเปนตน

4. พลงงานทดแทน (Renewable Energy) พลงงานทดแทน (Renewable Energy) เปน

พลงงานทมแหลงทมาจากแหลงกำาเนดในธรรมชาต

เชน แสงอาทตย ลม กระแสนำา มวลชวภาพ และ

Page 3: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 3

ความรอนจากใตพภพซงสามารถสรางทดแทนไดใหม

โดยกระบวนการตามธรรมชาตรวมถงเชอเพลงชวภาพ

และสารไฮโดรเจนซงเปนผลจากการใชพลงงานทดแทน

อกดวย

การใชพลงงานทดแทนมการเตบโตอยางรวดเรว

โดย15%ของการผลตกระแสไฟฟาทวโลกนนมาจาก

การใชพลงงานของนำาจากเขอนเพอผลตกระแสไฟฟา

การใชพลงงานจากลมมการเตบโตอยางตอเนองท

30%ตอปโดยปจจบนมการตดตงเครองผลตพลงงาน

จากลมทวโลกแลวประมาณ158GWซงจะมการใช

อยางแพรหลายในทวปยโรปเอเชยและสหรฐอเมรกา

จนถงปลายป2009สถตการใชพลงงานจากแสงอาทตย

(Photovoltaic)นนเกน21GWไปแลวโดยมการ

ใชอยางแพรหลายในเยอรมนและสเปน สวนโรงผลต

กระแสไฟฟาจากพลงงานความรอนใตพภพทใหญทสด

ขนาด750MWอยทGayserเมองแคลฟอรเนย

จากปญหาสภาพอากาศทมการเปลยนแปลงใน

ปจจบนประกอบกบราคานำามนทสงขนมากขน และ

มาตรการสงเสรมจากภาครฐเปนตวผลกดนใหใหเกด

การตนตวในการใชพลงงานทดแทนในเชงพาณชยเพม

มากขน

Energy and Environment

ปจจบนมการใชพลงงานทดแทนเพอแทนการใชพลงงาน

รปแบบเดมดงน

• เพอผลตกระแสไฟฟา (Power Generation)

ปจจบนสดสวนการผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทน

คดเปน 18% ของการผลตกระแสไฟฟาทวโลก เชน

ในสหรฐอเมรกาเยอรมนเดนมารกและในบางประเทศ

ผลตกระแสไฟฟาโดยใชพลงงานทดแทน 100% เชน

ไอซแลนดและปาราไกว98%ในนอรเวยและ86%

ในบราซล

• เพอทำาความรอน (Heating)

ในหลายประเทศใชพลงงานแสงอาทตยเพอผลตนำา

รอนสำาหรบใชในครวเรอนโดยเฉพาะอยางยงในประเทศ

จนซงตดตงระบบทำานำารอนจากพลงงานแสงอาทตยในอ

พารทเมนตสำาหรบทำานำารอนถง 60 ลานครวเรอน

นอกจากพลงงานแสงอาทตยยงมการใชพลงงานจาก

มวลชวภาพและพลงงานความรอนจากใตพภพสำาหรบ

การผลตนำารอนอกดวย

• เชอเพลงสำาหรบการคมนาคม (Transport Fuel)

การใชเชอเพลงชวภาพสำาหรบการคมนาคมทำาให

ปรมาณการใชนำามนเชอเพลงในสหรฐอเมรกาลดลง

อยางมาก โดยในป 2009 มปรมาณการใชเชอเพลง

Page 4: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 164

ชวภาพ93พนลานลตรซงเทากบปรมาณนำามนเชอเพลง

68 พนลานลตรหรอคดเปน 5% ของปรมาณการใช

นำามนเชอเพลงสำาหรบการคมนาคมทวโลก

5. รปแบบตาง ๆ ของพลงงานทดแทน

5.1 พลงงานลม (Wind Power)

เราใชกระแสลมเพอไปหมนกงหนลม (Wind

Turbine)สำาหรบผลตกระแสไฟฟาโดยกงหนลมสมย

ใหมจะมขนาดกำาลงตงแต600kWถง5MWโดย

ขนาดทนยมใชงานมากคอ 1.5-3 MW โดยกำาลง

(Power)ทไดจากกงหนลมจะแปรผนโดยตรงกบคาของ

ความเรวของลมยกกำาลงสาม

สถานททเหมาะสมสำาหรบตดตงกงหนลมคอ

บรเวณทมกระแสลมแรงและสมำาเสมอเชนแนวชายฝง

พลงงานและสภาวะแวดลอม

รปภาพแสดงการตดตงกงหนลมจำานวนมากและรายละเอยดของอปกรณตางๆในกงหนลมแตละชด

ทะเลหรอตามทสงโดยกระแสลมตามแนวชายฝงทะเล

กวา90%จะมความเรวสงกวาบรเวณทราบทวไปและ

มการคาดการณวาในระยะยาวจะสามารถนำาพลงงาน

จากลมมาใชประโยชนไดมากกวาทผลตไดในปจจบนถง

5เทาสำาหรบประเทศไทยนนจากการสำารวจและสราง

แผนทความเรวลม(WindMap)ความเรวลมไมสงมากนก

มการตดตงกงหนลมผลตไฟฟาทแหลมพรหมเทพ

จงหวดภเกตประเทศสหรฐอเมรกาจนและเยอรมน

มการใชกงหนลมผลตกระแสไฟฟามากทสดในโลกใน

ระดบตนๆ ในบรรดา10ประเทศทมใชกงหนลมมาก

5.2 พลงงานจากนำา (Hydropower)

เนองจากนำามความหนาแนนสงกวาอากาศ

มากดงนนเราจงสามารถใชประโยชนในการนำาพลงงาน

จากกระแสนำามาใชไดมากกวา แมในกระแสนำาทไหล

ชาเรากสามารถนำามาใชผลตพลงงานไดในปรมาณมาก

โดยเราสามารถใชประโยชนจากพลงงานจากกระแสนำา

ไดดงน

• Hydroelectric Energy : คอการใชพลงงานจาก

กระแสนำาโดยการสรางเขอนขนาดใหญเพอผลต

กระแสไฟฟาเชนHooverDamในมลรฐเนวาดา,

Grand Coulee Dam ในมลรฐวอชงตน หรอ

Akosombo Dam ในกานา เขอนภมพลใน

ประเทศไทย

• Micro Hydro System : เปนการผลตกระแส

ไฟฟาจากพลงงานนำาทมขนาดไมเกน 100 kW

โดยสวนมากจะใชกบพนทหางไกลทไมสามารถ

สรางโรงไฟฟาได (Remote-Area Power

Supply:RAPS)แตอดมไปดวยแหลงนำาเชนท

หมเกาะSolomonมการใชพลงงานMicroHydro

Systemขนาด50kWอยหลายจดดวยกน

• Run-of-The River Hydroelectricity System :

เปนการนำาพลงงานจลนของกระแสนำาในแมนำาหรอ

ทะเลมาใชโดยไมไดใชเขอน

Page 5: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 5

• OceanEnergy:เปนการนำาพลงงานจากกระแสนำา

ในทะเลและมหาสมทรมาใช ซงรวมถงการสราง

พลงงานจากกระแสนำาเพอใชภายในเรอดำานำา

(Marine Current Power) การใชประโยชนจาก

ความรอนภายในมหาสมทร (Ocean Thermal

Energy) และการสรางกระแสไฟฟาจากกระแสนำา

ในมหาสมทร(TidalPower)

Energy and Environment

5.3 พลงงานจากแสงอาทตย (Solar Energy)

เปนพลงงานทไดผานการแผรงสความรอนจาก

ดวงอาทตย โดยการผลตกระแสไฟฟาจากดวงอาทตย

นนตองอาศยการแปรเปลยนพลงงานผานเซลลสรยะ

(Photovoltaic)การทำานำารอนจากแสงอาทตยการใช

แสงธรรมชาตเพอสองสวางในเวลากลางวน หรอการ

ใชแสงอาทตยเพอใหความรอนสำาหรบกระบวนการผลต

ในอตสาหกรรม

HydroElectricPower

รปภาพแสดงเขอน(Dam)ขนาดใหญและภาพแสดงการไหลของนำาระดบสงของเขอนลงมาหมนกงหนนำา(Turbine)นำากำาลงทไดไปหมนเจนเนอเรเตอรผลตกระแสไฟฟา

รปภาพแสดงการตดตงกงหนนำา(WaterTurbine)จำานวนมากทใตนำาเพอผลตกระแสไฟฟาโดยการทนำาม ความเรวในการไหลสงผานกงหนและสงตอกำาลงไปหมนเจนเนอเรเตอรเพอจายกระแสไฟฟา

Page 6: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 166

การใชประโยชนจากพลงงานแสงอาทตยเปนไดใน 2

รปแบบคอ

• Active Solar Technique : เปนการใช

ประโยชนจากแสงอาทตยโดยตรงเชนการผลตจกระแส

ไฟฟาผานเซลลสรยะ(SolarCell)หรอการเกบพลงงาน

ความรอนจากแสงอาทตยผานSolarThermalCollector

ทำานำาใหเปนไอนำา

• Passive Solar Technique : เปนการ

ใชประโยชนจากแสงอาทตยโดยทางออม เชน การ

ออกแบบอาคารใหสามารถใชประโยชนจากการเปดรบ

แสงอาทตย หรอการใชวสดภายในอาคารทสามารถ

กระจายแสงไดดเพอเปนการเพมแสงสวางภายในอาคาร

รปภาพ ก)แสดงแผงสะทอนแสงอาทตยจำานวนมาก

ไปยงหอคอยมถงนำาตงอย ความรอนท

สะทอนจากแผนสะทอนแสงจำานวนมาก

จะทำาใหนำากลายเปนไอนำาไปหมนกงหนไอ

พลงงานและสภาวะแวดลอม

นำาและสงกำาลงไปหมนเจนเนอเรเตอรจา

ยกระแสไฟฟา

ข)แสดงแผงโซลาเซลจำานวนมากบนพนดน

ขนาดใหญจากนนกนำากระแสไฟฟาแบบ

DCไปผานยงConvertorแปลงเปนกระ

แสดงไฟฟาแบบACสงจายไฟฟาออกไป

ค)แสดงการตดตงแผงโซลาบนหลงคาบาน

เพอผลตกระแสดไฟฟาสำาหรบใชงานใน

บาน

5.4 พลงงานจากชวมวล (Biomass)

ชวมวล (ผลตภณฑจากธญพช) ถอได

วาเปนแหลงหนงของพลงงานทดแทนเนองจาก

พลงงานทถกเกบไวในภายสารชวมวลนนไดมาจาก

ดวงอาทตยโดยตรงผานกระบวนการสงเคราะหแสง

เมอสารชวมวลถกเผาผลาญมนจะปลอยพลงงานท

เกบไวภายในออกมา จงถอไดวาพชพนธตาง ๆ นน

รปภาพก รปภาพข

รปภาพค

Page 7: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 7

เปรยบเหมอนกบแบตเตอรธรรมชาตทคอยเกบกก

พลงงานจากดวงอาทตยไว โดยเราสามารถผลต

สารชวมวลไดจากการเพาะปลกพชเพอใชผลตเปน

สารชวมวลโดยตรงหรอใชสวนทเหลอของพชหรอตนไม

จากกระบวนการผลตอนเพอนำามาใชเปนชวมวล

Energy and Environment

• Biodieselนนสกดมาจากพชทใหนำามนหรอ

ไขมนสตวหรอไขทไดจากกระบวนการ

รไซเคลโดยBiodieselบรสทธสามารถ

ใชเปนเชอเพลงของรถยนตไดเชนกน แต

มกนยมใชเปนสารเตมเตมในนำามนดเซล

เพอลดปรมาณกาซคารบอนมอนนอกไซด

และสารไฮโดรคารบอนทไดจากการเผาไหม

ของเครองยนตดเซล โดยมการใชอยาง

แพรหลายในทวปยโรป

• มการคาดการณวาพลงงานจากเชอเพลง

ชวภาพจะถกใชเปนแหลงพลงงานใหกบ

การคมนาคมใหกบหนงในสของความ

ตองการใชเชอเพลงทวโลกภายในป2050

รปภาพแสดงวงจรการนำาสงทเหลอเศษจากตนไมจำานวนมากขนสงมายงโรงงานใชเปนเชอเพลงเพอผลตพลงงานไฟฟา

5.5 พลงงานจากเชอเพลงชวภาพ (Biofuel)

• เชอเพลงชวภาพคอเชอเพลงทไดจาก

สารชวมวลไมวาจะเปนในรปแบบเชอเพลง

แขง เชอเพลงเหลว (เชน Bioethanol

หรอBiodiesel)หรอกาซ

• Bioethanol คอแอลกอฮอลทไดจาก

หมกนำาตาลหรอพชทใหความหวาน ดวย

เทคโนโลยในปจจบนสามารถใชพชทม

เสนใยอนๆเชนหญามาเปนวตถดบใน

การผลตEthanolไดEthanolบรสทธ

สามารถนำามาใชเปนเชอเพลงสำาหรบ

ยานพาหนะไดโดยตรงแตมนมกถกใชเปน

สารเตมเตม(Additive)เพอเพมOctane

และเพมประสทธภาพในการเผาไหมของ

เครองยนต พลงงานชนดนมการใชอยาง

แพรหลายในอเมรกาและบราซล

รปภาพแสดงการเพาะปลกพชในไรทสามารถนำามา

ผลตเชอเพลงพลงงานชวมวล(Biofuel)ได

รปภาพแสดงวงจรของการผลตเชอเพลงชวภาพได

Page 8: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 168

พลงงานและสภาวะแวดลอม

พลงงานความรอนใตพภพมการใชในบางพนท

เชน ชล ไอซแลนด นวซแลนด ฟลปปนส อตาล

และอเมรกา โดยเฉพาะท Yellowstone และทาง

ตอนเหนอของCaliforniaโดยในป2000ไอซแลนดม

การผลตไฟฟาจากความรอนใตพภพถง170MWและ

ใชทำาความรอนใหกบบานพกอาศยถง86%

รปภาพแสดงวงจรการผลตเชอเพลงชวภาพ(Biofuel)ผลตเชอเพลงทใชในยานพาหนะ(รถยนต)

THE CARBON CYCLE

รปภาพแสดงไดอะแกรมของการใชพลงงานความรอนจากใตพภพมาผลตกระแสไฟฟา

รปภาพ แสดงสถานทต งโรงไฟฟาท ใชพลงงานความรอนใตดนเมอนำามาทำาไอนำาหมนSteamTurbine สงกำาลงมาหมนGeneratorผลตกระแสไฟฟา

5.6 พลงงานความรอนใตพภพ (Geothermal Energy)

พลงงานใตพภพไดคอการนำาความรอนภายใต

พนโลกมาใชประโยชน ทงโดยการขดเจาะเพอนำา

ความรอนจากแกนโลกตามแหลงภเขาไฟทยงคงคกรน

อยหรอการใชประโยชนจากความรอนใตพภพทปะทขน

มาทพนผวโลก การลงทนสรางโรงไฟฟาจากพลงงาน

ความรอนใตพภพนนตองลงทนเปนเงนมหาศาล แต

คาใชจายในการดำาเนนการนนถกกวามาก ทำาใหได

พลงงานทมราคาไมแพงสำาหรบพนทบางแหง

ในปจจบนมโรงไฟฟาพลงงานความรอน

ใตพภพอย3แบบไดแกDrySteam,Flashและ

Binary โรงไฟฟาแบบDrySteamจะนำาไอนำารอน

ทอยใตดนไปใชขบเคลอนTurbineโดยตรงในขณะท

โรงไฟฟาแบบ Flash จะนำานำารอนจากใตดนซงม

อณหภมสงกวา200Cขนมาบนพนโลกโดยขณะท

มนเดนทางจากใตพภพขนมาทผวโลกจะเกดการเดอด

เปนไอ และแยกไอนำารอนนนไปหมน Turbine สวน

โรงไฟฟาแบบBinaryจะใชนำารอนจากใตพภพผานตว

แลกเปลยนความรอนเพอทำาใหสารทใชหมน Turbine

เดอดกลายเปนไอไปหมนตวTurbine

Page 9: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 9

6. การนำาพลงงานทดแทนมาใชในเชงพาณชย

การเตบโตของพลงงานทดแทน ในชวงตงแตป 2004-2009 ทผานมา การใชพลงงานทดแทนมการเตบโตในอตรา 10-60% ตอปใน

หลายดาน

Energy and Environment

นกวทยาศาสตรไดประมาณการณวาจะพฒนาจนสามารถใชพลงงานทดแทนจากลมกระแสนำาและพลงงาน

แสงอาทตยมาใชแทนแหลงพลงงานปจจบนภายในป2030

Selected renewable energy indicators

Selected global indicators 2008 2009 2010Investment in new renewable capacity (annual) 130 160 211 billion USD

Renewables power capacity (existing) 1,140 1,230 1,320 GWeHydropower capacity (existing) 950 980 1,010 GWeWind power capacity (existing) 121 159 198 GWeSolar PV capacity (grid-connected) 16 23 40 GWeSolar hot water capacity (existing) 130 160 185 GWthEthanol production (annual) 67 76 86 billion litersCountries with policy targets for renewable energy use 79 89 98

Page 10: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 1610

7. สภาวะทางเศรษฐกจ ราคาพลงงานทงหลายทมอยในปจจบนมแนว

โนมทจะเพมขนทกวนๆ แตตนทนของพลงงานทดแทน

มแตจะถกลงในขณะทราคาของพลงงานจากฟอสซลม

แตจะสงขนโดยรองประธานาธบดสหรฐอเมรกาAlGore

ไดใหเหตผลไววาราคาตนทนของพลงงานทดแทนมแนว

โนมลดลงอนมสาเหตมาจาก

1. เมอมการลงทนสรางโรงไฟฟาพลงงาน

ทดแทนแลว ตนทนของวตถดบในการผลตพลงงาน

จะไดมาฟรๆ โดยไมตองเสยงเงนซอซงตางจากเชอเพลง

ไฮโดรคารบอน เราสามารถใชลมและแสงอาทตยมา

ผลตไฟฟาไดโดยไมจำากด

2. เทคโนโลยสำาหรบกระบวนการผลตพลงงาน

โดยใช เชอเพลงจากฟอสซลมาถงจดอมตวแลว

ในขณะท เทคโนโลยเพอใชประโยชนจากพลงงาน

ทดแทนยงสามารถปรบปรงและพฒนาได ดงนน

นวฒนกรรมใหมจะทำาใหสามารถเพมประสทธภาพ

ในการนำ าพล งงานทดแทนมาใชประโยชนและ

จะชวยใหสามารถลดตนทนไดในทสด

3. เมอมการเปลยนมาใชพลงงานทดแทนมาก

ยงขนปรมาณการผลตทเพมมากขนจะชวยลดตนทนใน

การผลตใหลดลง

8. แนวโนมของภาคอตสาหกรรมและมาตรการ

ของภาครฐระดบนานาชาต The International Renewable Energy

Agency(IRENA)เปนองคกรทเปนความรวมมอระหวาง

ชาตเพอสนบสนนการใชพลงงานทดแทนใหแพรหลาย

ไปทวโลก โดยมเปาประสงคในการสรางมาตรการ

ทแนชดใหความชวยเหลอดานเงนทนและเทคโนโลย

ระหวางประเทศIRENAกอตงเมอวนท26มกราคม2009

โดยความรวมมอกนของ75ประเทศทวโลกจนกระทง

ปลายป 2010 IRENA มสมาชกทวโลกแลว 143

ประเทศ

9. แนวโนมและเทคโนโลยใหมสำาหรบพลงงานทดแทน ยงมแหลงพลงงานทดแทนใหมๆ ทยงไมไดนำามา

ใชอยางแพรหลายในเชงพาณชยและยงอยภายใตการ

พฒนา เชน Cellulosic Ethanol, Hot-Dry-Rock

GeothermalPowerและOceanEnergyซงคงม

ศกยภาพทจะพฒนาตอไปไดทงนขนอยกบการใหความ

สนใจและการสนบสนนเงนทนการวจยและพฒนาทมาก

เพยงพอ

10. สภาวะแวดลอม (Environment) การใชพลงงานโดยเฉพาะพลงงานแบบสนเปลอง

หมดไป (Non Renewable Energy) จะเกดมลพษ

ทางอากาศ(AirPollution)มลพษทเกดจาการเผาไหม

จะเกดกาซCO,CO2,SO

2และSO

3เพอลอยขนไปบน

อากาศจะเปนพษกระจายไปทว เปนอนตรายตอระบบ

หายใจของมนษยซงจากการศกษาทางแพทยจะทำาให

เกดมะเรงปอด (LungCancer) ไดนอกจากนกาซ

ดงกลาวขางตนเมอเจอะฝนตก (มนำา, H2O) จะทำา

ปฏกรยาทางเคมเรยกฝนกรด(AcidRain)นอกจากน

กาซเหลานเมอลอยขนไปบรรยากาศเบองสงจะทำาให

เกดปรากฏการณเรอนกระจก(Greenhouseeffect)

หรอบางครงจะทำาใหเกดปญหาทเรยกวาโลกรอน

(Global Warming) ซงมผลตอการดำารงชวตของ

มนษยบนพนโลกนำาไปสปญหาตาง เชนนำาแขงในขว

โลกละลายอณหภมของอากาศทหมหอโลกสงขนฯลฯ

เปนตน

ในฐานะทพวกเราเปนวศวกรทออกแบบระบบ

ปรบอากาศการนำาอากาศภายนอก(OutdoorAir)จงตอง

ระวงสงปนเปอน(OutdoorContamination)กาซพษ

ทปะปนถกนำาเขามา ฉะนนวศวกรจะตองตระหนกถง

เทคโนโลการกรองอากาศ(AirFiltrationTechnology)

ใหรอบคอบเพอจะใหระบบปรบอากาศนนมสภาวะ

แวดลอมในอาคารมความความสขสบายแกผคน

(ComfortIndoorEnvironment)

พลงงานและสภาวะแวดลอม

Page 11: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 11

สำาหรบพลงงานนวเคลยร (Nuclear Energy)

ซงเปน Non Renewable Energy นน มนษยได

นำาพลงงานนวเคลยรมาใชในทางสนต (Nuclear for

Pearce) ซงนำามาสรางโรงไฟฟาใชพลงงานนวเคลยร

ซงตนทนการผลตไฟฟาไมสงเมอเทยบกบเชอเพลง

ชนดอนๆ แตเนองจากโรงไฟฟาพลงงานนวเคลยรนน

ตองมการควบคมอยางเครงครดในการปองกนมใหเกด

การแพรและรวไหลของกมมนตภาพรงสในแงความ

ปลอดภยของมนษยทอาศยอยใกลโรงงาน

ส งท ทำ าให เ ก ดผลกระทบต อส ง แวดล อม

(Environment) อยางรนแรง เชน อบตเหตเกดท

ThreeMileIslandในปพ.ศ.2552ทChernobylทใน

ปพ.ศ.2529และครงลาสดสรางความตกตลงแกผคน

ทวโลกกคอปพ.ศ.2544เกดอบตเหตทโรงไฟฟานวเคลยร

ทเมองFukushimaเนองจากเกดคลนยกษ(Tsunami)

พดถลมชายฝงทะเลทมโรงไฟฟานวเคลยรเกดความ

เสยหายทำาใหมการแพรกระจายสารกมมนตภาพรงส

ออกมาใชเวลานานกวาจะควบคมแกไขไดสรางความ

หวาดกล วแกประชากรในประ เทศท ม โ ร งงาน

นวเคลยรอยหลายแหง ลาสดทางรฐบาลเยอรมน

ไดมมตจะปดโรงงานนวเคลยรในประเทศเยอรมน

ใหหมดสนภายในปพ.ศ.2563(ค.ศ.2020)

รปภาพแสดงมลภาวะทางอากาศทเปนพษ(AirPollution)

Energy and Environment

Page 12: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

บทความวชาการ ชดท 1612

รปภาพแสดงโรงไฟฟานวเคลยรเพอการผลตกระแสไฟฟา

พลงงานและสภาวะแวดลอม

รปภาพโรงไฟฟานวเคลยรทThreeMileIslandระเบดรปภาพโรงไฟฟานวเคลยรทประเทศญปนระเบด

Page 13: (Energy and Environment) - acat.or.th - 01.pdf · ชัดเจนก็คืองานที่ใช้ในการยกวัตถุภายใต้สนามของแรง

สมาคมวศวกรรมปรบอากาศแหงประเทศไทย 13

เรามกจะไดยนคำาวา Green Energy, Clean

EnergyและEcoซงหมายถงการใชพลงงานทสะอาด

(ไมปลอยมลพษออกมา)ซงในกลมของพลงงานทดแทน

(RenewableEnergy)ชนดตางๆ กจดอยในประเภทน

ปจจบนนกระแสของGreenมimpactรนแรงทาง

สมาคมASHRAEกพมพหนงสอชอGreenBuilding

DesignและมมาตรฐานทเกยวของกบGreenในงาน

HVACของพวกเรา

11. สรป บทความนมวตถประสงคทจะเตอนใหวศวกรท

ทำางานทางวศวกรรมปรบอากาศไดตระหนกถงการเรยน

รทจะตองตดตามทางพลงงานทดแทน (Renewable

Energy and Environment

Energy) ทเรมมความจำาเปนทมนษยจะตองนำามาใช

งานในอนาคตซงนบวนทผานไปพลงงานแบบสนเปลอง

จะหมดสนไปในอนาคตอนใกลนผเขยนหวงวาบทความ

นจะเปนการกระตนใหผอานจะตอยอดแสวงหาความรให

มากยงๆขนไปเพอเพมพนความรของทานตอไป

12. แหลงอางอง 1. ตำาราทางดาน Renewable Energy ฉบบ

ภาษาไทยและฉบบภาษาองกฤษ

2.WebsiteตางๆทางEnergy,Resources

และEnvironment

3. บทความตางๆ ของศาสตราภชานทวเวชพฤต

ทเกบในฐานขอมลทางวชาการของอาจารยทว