วิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา >>

พลังงาน

พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เกิดจากปฏิกิริยารวมตัวระหว่างไฮโดรเจน 4 อะตอม กับฮีเลียม 1 อะตอมแล้วคายพลังงานออกมาจากกฎของไอสไตน์ พลังงานที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาจะอยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เรียกว่า รังสีดวงอาทิตย์ แต่พลังงานดังกล่าวจะส่งมาถึงโลกได้เพียงบางส่วนเท่านั้น เนื่องจากสาเหตุบางประการ เช่น การสะท้อนกลับ การดูดซับไว้โดยบรรยากาศ ที่ห่อหุ้มโลก และฝุ่นละออง

พลังงานจากดวงอาทิตย์ถูกนำมาใช้ในกิจกรรมมากมายอาจจะนำมาใช้โดยตรง เช่น การตากแห้ง ระบบกลั่นน้ำแสงอาทิตย์ ระบบทำน้ำอุ่นโดยใช้แสงอาทิตย์ ในบางกรณี มีการปรับปรุงเทคโนโลยีในการสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ให้ดีขึ้น เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เซล

การใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์

การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า มีวิธีการ 2 วิธี คือ

• ใช้กระจกโค้งสะท้อนแสงแดดไปรวมศูนย์กันที่หม้อต้มน้ำ เมื่อน้ำร้อนจัดกลายเป็นไอ ก็ใช้ไอน้ำไปหมุนกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การรวมแสงด้วยกระจกโค้งนี้ สามารถทำให้เกิดความร้อนได้ถึง 500 องศาเซลเซียส
• การสร้างเซลแสงอาทิตย์หรือเซลสุริยะ เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงแดดให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง มีอยู่ 2 แบบคือ เซลไฟฟ้าที่ใช้ผลึกซิลิกอนกับแบบที่ใช้แคดเมียมซัลไฟด์ ชนิดซิลิกอนสามารถแปลงแสงแดดให้เป็นไฟฟ้าได้ร้อยละ 12 ส่วนแคดเมียมแปลงได้เพียงร้อยละ 4.5

ระบบการใช้งานเซลแสงอาทิตย์จะประกอบด้วย แผงเซลแสงอาทิตย์ ระบบควบคุมการประจุไฟและการควบคุมการไหลของกระแสไฟ และคอบตัดไฟเมื่อมีแรงดันสูงเกินไป และป้องกันการไหลกับของกระแสไฟจากแบตเตอรี่ไปยังเซลล์เวลาที่เซลล์ไม่ได้ผลิตไฟฟ้า หรือเวลาที่ไม่มีแสงแดดนั่นเอง นอกจากนั้นก็ยังมีแบตเตอรี่ และระบบการควบคุมสภาวะไฟ เมื่อต้องการใช้ไฟกระแสสลับ ก็สามารถเปลี่ยนเป็นกระแสตรงได้ การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ระบบ คือ

1. เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ
   
2. เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง ใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมือง หรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า
   
3. เซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่น ๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และเครื่องยนต์ดีเซล ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นต้น โดยรูปแบบระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์ของโครงการ

การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

• การผลิตน้ำร้อนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติ เป็นการผลิตน้ำร้อนชนิดที่มีถังเก็บอยู่สูงกว่าแผงรับแสงอาทิตย์ใช้หลักการหมุนเวียนตามธรรมชาติ
• การผลิตน้ำร้อนชนิดใช้ปั๊มน้ำหมุนเวียน เหมาะสำหรับการใช้ผลิตน้ำร้อนจำนวนมากและมีการใช้อย่างต่อเนื่อง
• การผลิตน้ำร้อนชนิดผสมผสาน เป็นการนำเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์ผสมผสานกับความร้อนเหลือทิ้งจากการระบายความร้อนของเครื่องทำความเย็น หรือเครื่องปรับอากาศ โดยผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

การผลิตพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ ปัจจุบันมีการยอมรับใช้งาน 3 ลักษณะ คือ

1. การอบแห้งระบบ Passive เป็นระบบที่เครื่องอบแห้งทำงานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์และกระแสลมที่พัดผ่าน
2. การอบแห้งระบบ Active เป็นระบบอบแห้งที่มีเครื่องช่วยให้อากาศไหลเวียนในทิศทางที่ต้องการ เช่น มีพัดลมติดตั้งในระบบเพื่อบังคับให้มีการไหลของอากาศผ่านระบบ
3. การอบแห้งระบบ Hybrid เป็นระบบอบแห้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และยังต้องอาศัยพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ ช่วยในเวลาที่มีแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ หรือต้องการให้ผลิตผลทางการเกษตรแห้งเร็วขึ้น

ข้อดี พลังงานแสงอาทิตย์มีปริมาณมหาศาลไม่รู้จักหมดสิ้นเป็นพลังงานที่สะอาดไม่มีอันตราย ไม่ทำให้สภาวะแวดล้อมเป็นพิษ เป็นพลังงานที่ได้มาเปล่า ๆ และมีอยู่โดยทั่วไปไม่ต้องซื้อหาดังเช่นพลังงานชนิดอื่น ๆ

ข้อเสีย รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นรังสีที่ทำอันตรายต่อมนุษย์ เช่น โรคต้อกระจก โรคภูมิแพ้ ผิวหนังที่ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตนาน ๆ อาจเป็นมะเร็งได้ รวมถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในการแปลงพลังแสงอาทิตย์ยังมีราคาสูง

มวลชีวภาพหรือชีวมวล (Biomass)

มวลชีวภาพส่วนใหญ่มาจากพืช เช่น ไม้ รวมถึงของเสียจากสัตว์ เช่น มูลโค มูลสุกร ขนาดของแหล่งพลังงานมวลชีวภาพมีอยู่อย่างมหาศาล ในแต่ละปีพืชเจริญเติบโตเก็บตุนพลังงานมากเพียงพอให้เชื้อเพลิงแก่โลกได้ถึง 5 ปี ประมาณร้อยละ 90 ของพลังงานนี้เป็นไม้จากป่าไม้ทั่วโลก มีเพียงร้อยละ 2 ของมวลชีวภาพที่โลกผลิตขึ้นมาในแต่ละปีถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง คาดว่าการใช้พลังงานประเภทนี้จะมีเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 8 ของการใช้พลังงานทั้งโลกราวกลางศตวรรษที่ 21 นี้ เชื้อเพลิงมวลชีวภาพโดยทั่วไปแม้ว่าอยู่ในรูปของแข็งเป็นส่วนใหญ่แต่สามารถเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของเชื้อเพลิงเหลวและก๊าซได้

 

ความหมายของพลังงาน
ความสำคัญของพลังงานต่อสิ่งมีชีวิต
ปิโตรเลียม (Petroleum)
ก๊าซธรรมชาติ
ถ่านหิน
แก๊สโซฮอล์ (Gasohol)
พลังงานหมุนเวียน
พลังงานความร้อนใต้พิภพ
พลังงานแสงอาทิตย์
เชื้อเพลิงมวลชีวภาพแบบดั้งเดิม
พลังงานลม
พลังงานไฟฟ้า
พลังงานนิวเคลียร์
การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าในชีวิตประจำวัน
การใช้เครื่องยนต์ให้ประหยัดพลังงาน
การอนุรักษ์พลังงาน
 

» "บ้าน" มรดกทางวัฒนธรรม
"บ้าน" คือการบอกเล่าความเป็นมา คือการบอกล่าวถึงพัฒนาการในการดำรงชีพของมนุษย์ "บ้าน" ที่อยู่อาศัยหนึ่งในปัจจัยสี่ ซึ่งมีความจำเป็นสำหรับมนุษย์ และบ่งบอกถึงความั่นคง

» ภูมิปัญญากีฬาไทย
กีฬาไทยที่บรรพชนไทยค้นคิด และถ่ายทอดมาสู่ลูกหลาน บางชนิดกลายเป็นตำนานและความทรงจำ และบางชนิดยังคงมีการเล่นกันอยู่

» สะพานสู่ฟ้าใหม่
สะพานข้ามน้ำเป็นสัญลักษณ์การข้ามอุปสรรคขวางกั้นไปสู่จุดหมาย และการเชื่อมโยงสิ่งตรงข้ามมา เพื่อสร้างเอกภาพอันกลมกลืนมั่นคง

» ทิวธงมงคลชัย
สิ่งสะท้อนความคิด และสืบทอดคติความเชื่อ ขนบธรรมเนียมประเพณี ของชนรุ่นแล้วรุ่นเล่า จากยุคสมัยหนึ่งสู่อีกยุคสมัยหนึ่ง ดุจตัวแทนที่น้อมนำสู่มงคลแห่งชีวิต

» พระราชลัญจกรประจำรัชกาล
ตราประจำพระมหากษัตริย์ แต่ละรัชกาล ซึ่งจะทรงโปรดเกล้าฯ ให้สร้างขึ้นเมื่อเริ่มต้นรัชกาล เพื่อประทับกำกับพระปรมาภิไธย ในเอกสารสำคัญต่างๆของชาติ ที่เกี่ยวกับราชการแผ่นดิน

» สามล้อไทย
วิถีหนึ่งของสายทาง ซึ่งแม้เวลาจะหมุนเวียนเปลี่ยนไป หากสายทางของสามล้อยังคงผูกพัน เป็นส่วนหนึ่งของสังคมไทย

» กีฬาสัตว์
ด้วยนิสัยช่างสังเกตของคนไทย จึงเป็นที่มาของกีฬาซึ่งใช้สัตว์เป็นผู้แข่งขัน จนกลายเป็นกิจกรรมบันเทิงพื้นบ้าน ยามว่างนับแต่อดีต

» ตาลปัตร พัดรอง
พัดที่ทำจากใบตาลมีหลายรูปแบบ สำหรับใช้โบกให้ความเย็น และใช้เป็นการบ่งบอกถึงฐานะ บรรดาศักดิ์ของผู้ใช้