หนา 1

บทท 2 เทคโนโลยการแปรรปพลงงาน

ในโลกปจจบนนมความเจรญกาวหนาทางวทยาศาสตรและเทคโนโลยมากมาย เพอตอบสนอง

ความตองการของมนษยและสรางความสะดวกสบายในการด าเนนชวตประจ าวน ซงการใชประโยชนจากเทคโนโลยนนจ าเปนตองแลกมาดวย “พลงงาน” ซงอาจกลาวไดวาพลงงานนนมความจ าเปนอยางยงตอมนษย ในขณะทความตองการใชพลงงานเพมมากขนเรอยๆ อนเปนผลมาจากการเพมขนของประชากรรวมถงความเจรญกาวหนาทางเทคโนโลย แตพลงงานจากแหลงธรรมชาตกลบมปรมาณลดลงและมแนวโนมวาก าลงจะหมดไป 2.1 ความหมายและความส าคญของเทคโนโลย

เทคโนโลยโดยทวไปหมายถง การน าความรทางธรรมชาตวทยาและวทยาศาสตร สวธการปฏบตและประยกตใช เพอชวยในการท างานหรอแกปญหาตาง ๆ อนกอใหเกด วสด อปกรณ เครองมอ เครองจกร แมกระทงองคความรนามธรรม เชน ระบบหรอกระบวนการตาง ๆ เพอใหการด ารงชวตของมนษยงายและสะดวกยงขน

เทคโนโลยนอกจากจะหมายถงเครองมอ เครองจกรเชงกลหรออเลกทรอนกสททนสมยแลว เทคโนโลยยงมความสมพนธกบการด ารงชวตของมนษยมาเปนเวลานาน ตงแตยคประวตศาสตร เทคโนโลยเปนสงทมนษยน าความรจากธรรมชาตวทยามาคดคนและดดแปลงธรรมชาต เพอแกปญหาพนฐานในการด ารงชวต ในระยะแรกเทคโนโลยทน ามาใชเปนระดบพนฐาน อาท การเพาะปลก การชลประทาน การกอสราง การท าเครองมอเครองใช การท าเครองป นดนเผา การทอผา เปนตน

(ก) (ข) (ค)

รปท 15 สาเหตหลกทกอใหเกดการปฏวตวทยาศาสตร (ทมา: www.goodpp.org)

หนา 2

เทคโนโลยกบวทยาศาสตรมความสมพนธเกยวของกนมาก โดยเทคโนโลยนนเกดจากพนฐานทางวทยาศาสตรทถายทอดมาจากประเทศตะวนตก โดยองคความรทางวทยาศาสตรเปนความรทเกดจากการเฝาสงเกตปรากฏการณทางธรรมชาต และพยายามทจะหาค าตอบเพออธบายวาท าไมจงเกดอยางนน ซงมการศกษาคนควาทฤษฎทางวทยาศาสตรมาอยางตอเนอง ตงแตยคปฏวตวทยาศาสตร(ครสตศตวรรษท 16-17) โดยสาเหตทกอใหเกดการปฏวตวทยาศาสตรมาจาก

1.การส ารวจทางทะเลและการคนพบดนแดนใหมท าใหชาวตะวนตกเชอมนในตนเองมากขนกอใหเกดแนวคดแบบมนษยนยม และ เชอวาสงตางๆด าเนนไปตามกฎเกณฑของธรรมชาตซงกอใหเกดแนวคดแบบธรรมชาตนยม 2.การฟนฟศลปวทยาการ 3.การประดษฐแทนพมพเคลอนท ท าใหวทยาการเผยแพรไปอยางรวดเรว สวนในความหมายของเทคโนโลยเปนการประยกต น าเอาความรทางวทยาศาสตรมาใช และกอใหเกดประโยชนในทางปฏบตแกมวลมนษย กลาวคอ เทคโนโลยเปนการน าเอาความรทางวทยาศาสตรมาใช ในการประดษฐสงของตาง ๆ ใหเกดประโยชนสงสด สวนทเปนขอแตกตางอยางหนงของเทคโนโลย กบวทยาศาสตร คอเทคโนโลยจะขนอยกบปจจยทางเศรษฐกจเปนสนคามการซอขาย สวนความรทางวทยาศาสตรเปนสมบตสวนรวมของชาวโลก มการเผยแพรโดยไมมการซอขายแตอยางใดกลาวโดยสรปคอ เทคโนโลยสมยใหมเกดขนโดยมความรทางวทยาศาสตรเปนฐานรองรบ บทบาทของเทคโนโลยตอการพฒนาประเทศไทยไดเลงเหนความส าคญของวทยาศาสตรและเทคโนโลยมาเปนล าดบ เชน การตราพระราชบญญต สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาในป พ.ศ. 2514 และจดตงกระทรวงวทยาศาสตรเทคโนโลยและการพลงงานแหงชาตขนในป พ.ศ. 2544ใหท าหนาทหลกในการเผยแพรและพฒนาผลงานทางวทยาศาสตรและ เทคโนโลยใหเกดประโยชนสงสด ปจจบนเทคโนโลยมบทบาทตอการพฒนาอยางมาก กลาวโดยสรปดงน

รปท 16 เทคโนโลยกบการพฒนาอตสาหกรรม รปท 17 เทคโนโลยกบการเกษตร

หนา 3

(ทมา : http://www.industry.go.th) (ทมา: http://news.mcot.net)

1. เทคโนโลยกบการพฒนาอตสาหกรรม การน าเทคโนโลยมาใชในการผลต ท าใหประสทธภาพในการผลตเพมขน ประหยดแรงงาน ลดตนทนและ รกษาสภาพแวดลอม เทคโนโลยทมบทบาทในการพฒนาอตสาหกรรมในประเทศไทย เชน คอมพวเตอร และอเลกทรอนกส การสอสาร เทคโนโลยชวภาพและพนธกรรม วศวกรรม เทคโนโลยเลเซอร การสอสาร การแพทย เทคโนโลยพลงงาน เทคโนโลยวสดศาสตร เชน พลาสตก แกว วสดกอสราง โลหะ

2. เทคโนโลยกบการพฒนาดานการเกษตร การน าเทคโนโลยมาใชในการเพมผลผลต ปรบปรงพนธทางการเกษตร เปนตน เทคโนโลยมบทบาทในการพฒนาอยางมาก แตทงนการน าเทคโนโลยมาใชในการพฒนาจะตองศกษาปจจยแวดลอมหลายดาน เชน ทรพยากรสงแวดลอม ความเสมอภาคในโอกาสและการแขงขนทางเศรษฐกจและสงคม เพอใหเกดความ ผสมกลมกลนตอการพฒนาประเทศชาตและสวนอนๆอกมาก ทงน ปจจยการเพมจ านวนของประชากร ขอจ ากดดานทรพยากรธรรมชาต รวมทงการพฒนาความสมพนธกบตางประเทศ เปนปจจยส าคญในการน าและการพฒนาเทคโนโลยมาใชมากขน

2.2 เทคโนโลยกบการแปรรปพลงงาน

เทคโนโลยถอเปนตวกลางส าคญทท าใหมนษยไดรบความสะดวกสบายมากขน เนองมาจากองคความรและประสบการณทไดจากการเรยนรธรรมชาต เทคโนโลยในปจจบนมหลากหลายรปแบบแตกตางกนไปตามจดประสงคของการน าไปประยกตใชงาน แตถงกระนนการท างานของเทคโนโลยสามารถอธบายไดดวยกฎการอนรกษพลงงาน คอ เกดการเปลยนรปพลงงานหรอแปรรปพลงงานในขณะทเทคโนโลยนนๆก าลงท างาน ตวอยางการแปรรปพลงงานในเทคโนโลยทใชกนอยในปจจบนแสดงดงตารางท 3 เทคโนโลยทน ามาใชในกระบวนการอตสาหกรรมและการเกษตรนน ลวนแลวแตตองพงพาพลงงาน โดยสวนมากจะเปนพลงงานในกลมขนสดทาย คอ พลงงานทแปรรปทพรอมใชงาน ซงอยในรปของพลงงานไฟฟาและพลงงานความรอน ดวยเทคโนโลยตางๆ ซงลวนแลวแตพฒนารปแบบการท างานมาจากกฎการอนรกษพลงงาน

พลงงานรปแบบตางๆบนโลกมาจากแหลงตนก าเนดพลงงาน 5 แหลง ไดแก - ดวงอาทตย - ผลจากการเคลอนทและแรงดงดดระหวางดวงอาทตย ดวงจนทร และโลก - พลงงานความรอนใตภภพ ซงเกดจากปฏกรยาเคม และการสลายตวของสาร

กมมนตรงสภายในผวโลก - ปฏกรยานวเคลยรทเกดขนบนโลก - ปฏกรยาเคมทเกดจากแหลงแรธาตตางๆ

หนา 4

- แหลงพลงงานทใชเพอเปนตนก าลงในการผลตพลงงานประเภทตางๆใหเกดประโยชน สามารถแบงออกเปน 2 ประเภทใหญๆคอ แหลงพลงงานสนเปลอง และแหลงพลงงานหมนเวยน (วรนช แจงสวาง, 2551)

ตารางท 3 เทคโนโลยกบการแปรรปพลงงานในรปแบบตางๆ ล าดบท พลงงานทปอนเขา เทคโนโลย พลงงานทผลตได การประยกตใชงาน

1 พลงงานกล เครองกลความรอน

พลงงานความรอน

เครองยนตสนดาปภายใน เครองท าความเยน

2 พลงงานไฟฟา ไมโครเวฟ การถนอม/ปรงอาหาร ระบบโทรคมนาคม ระบบเรดารและดาวเทยม

3 พลงงานเคม การเผาไหม เตาเผาลกษณะตางๆ เครองยนตสนดาปภายใน

4 พลงงานนวเคลยร เตาปฏกรณ อตสาหกรรมการผลต 5 พลงงานกล ไดนาโม พลงงานไฟฟา

อตสาหกรรมการผลต 6 พลงงานไฟฟา มอเตอร พลงงานกล 7 พลงงานเคม เซลลไฟฟา

พลงงานไฟฟา 8 พลงงานความรอน เครองกล เทอรโมอเลกทรก

เนองจากพลงงานมความจ าเปนตอการด ารงชวตของมนษย เราใชพลงงานในทกกจกรรมทงในสวนการด ารงชวตและกจวตรตางๆลวนมา จากผลตผลของการน าเทคโนโลยมาแปรรปพลงงานทมการสะสมไวในแหลงตางๆ อาท ถานหน น ามนและกาซธรรมชาต ซงมการสะสมมาหลายลานป รจกกนในชอ แหลงพลงงานทใชแลวหมดไป (Non – renewable energy) หรอ แหลงพลงงานสนเปลอง โดยในปจจบนแหลงพลงงานเหลานก าลงลดลงอยางรวดเรวพรอมทงปลดปลอยสารมลพษออกมาจนเปนอนตรายตอสงแวดลอม ทงนการแสวงหาแหลงพลงงานใหมทจะน ามาทดแทนแหลงพลงงานเดมๆทก าลงจะหมดไปนน จ าตองคดปรบปรง ออกแบบและพฒนาเทคโนโลยในการแปรรปพลงงานในอนาคต เนองจากจ านวนประชากรบนโลกทมจ านวนเพมมากขน การเจรญเตบโตทางเศรษฐกจของประเทศก าลงพฒนาทเพมขน และประชากรมการเปลยนแปลงวถการด ารงชวตดวยการใชอปกรณหรอเครองใชทมการบรโภคพลงงานมากขน สงผลใหอตราการใชพลงงานสนเปลองนนเพมสงขนทกป ดงนนแหลงพลงงานส าหรบอนาคตจะตองมลกษณะทใชแลวไมหมด สามารถหมนเวยนน ากลบมาใชใหมได รจกกนในชอ แหลงพลงงานหมนเวยน (Renewable energy) มาทดแทนแหลงพลงงานเดม แหลงพลงงานหมนเวยนโดยสวนใหญมก าเนดมาจากพลงงานแสงอาทตย ทงทเปนการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชโดยตรงและทางออม การน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชน

หนา 5

โดยตรงไดแก พลงงานความรอน พลงงานไฟฟา ส าหรบการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชโดยทางออมไดแก พลงงานลม พลงงานคลน พลงงานน า และพลงงานจากชวมวล

ตารางท 4 รปแบบการแปรรปพลงงานจากแหลงพลงงานตางๆ แหลงพลงงาน ชนดเทคโนโลย พลงงาน

ทผลตได การประยกต

ใชงาน แหลงพลงงานสนเปลอง (Non–renewable energy)

หมอไอน า (Boiler)

พลงงานความรอน

โรงไฟฟาพลงไอน า

เครองยนตสนดาปภายใน (Internal combustion engine)

เครองจกรกลอ านวยความสะดวกในภาคเศรษฐกจตางๆ

เครองท าน าเยนแบบดดกลนความรอน (Absorption chiller)

ระบบท าความเยน

กงหนไอน า (Steam turbine) พลงงานไฟฟา โรงไฟฟากงหนกาซ

แหลงพลงงานหมนเวยน (Renewable energy)

เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย (Solar dryer)

พลงงานความรอน

การถนอมอาหารดวยการอบแหง

เครองท าน ารอน (Solar hot water) การผลตน ารอน เครองท าน าเยนแบบดดกลนความรอน ( Solar absorption chiller)

ระบบท าความเยน

เตาหงตมอาหาร (Cooking furnace) การประกอบอาหาร

เตาแกสซฟเคชน (Gasification furnace)

โรงไฟฟาพลงงานทดแทน

เทคโนโลยการรวมแสง (Concentrating technology) โซลารเซลล (Solar cell)

พลงงานไฟฟา กงหนลม (Wind turbine)

กงหนน า (Hydro turbine)

รปท 18 แหลงพลงงานสนเปลอง รปท 19 แหลงพลงงานหมนเวยน

(ทมา: http://www.rmutphysics.com) (ทมา: http://www.rmutphysics.com)

หนา 6

2.2.1 เทคโนโลยของการแปรรปพลงงานสนเปลอง หมอไอน า (Boiler) เปนอปกรณผลตไอน าทมความดนและอณหภมสง หมอไอน าท าหนาทเปลยนน าใหเปนไอน าโดยใชความรอนจากเชอเพลงประเภทตางๆทงสภาวะของแขง ของเหลว และกาซ คอ ถานหน น ามนเตา กาซธรรมชาต ฯลฯ หมอไอน าประกอบดวย ภาชนะใสน า และ ภาชนะบรรจความรอน จากรปท 76 สามารถอธบายหลกการท างานของหมอไอน า คอ ภายในภาชนะบรรจความรอนซงท าหนาทเปนเตาไฟนน จะมภาชนะใสน า 2 สวน สวนลางเปนสวนปอนน าเลยง สวนบนเปนทพกน า ทงสองสวนมลกษณะเปนรปทรงกระบอกคลายถง เมอไดรบความรอนน าจะกลายเปนไอลอยออกไปดานบนของหมอไอน า ในขณะทไอเสยหรอควนทเกดจากการเผาไหมเชอเพลงจะถกปลอยออกทางปลองไฟ

รปท 20 หลกการท างานของหมอไอน า (ทมา : http://www.9engineer.com)

หมอไอน าแบงออกเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ หมอไอน าแบบหลอดไฟ (Fire tube boiler) และหมอไอน าแบบหลอดน า (Water tube boiler) ซงแตกตางกนตรงสงทบรรจอยภายในหลอดหรอทอทอยภายในหมอไอน า หากเปนหมอไอน าแบบหลอดไฟสงทบรรจอยภายในหลอดหรอทอ คอ ตวน าความรอนทไดจากเชอเพลง ในขณะทหากเปนหมอไอน าแบบหลอดน าสงทบรรจภายในหลอดหรอทอ คอ น าซงความรอนจากเชอเพลงจะอยภายนอกรอบๆหลอดน า

ไอน าออก

หวฉดเชอเพลง

น าปอนเขา ภาชนะบรรจน า

หนา 7

รปท 21 หมอไอน าแบบหลอดไฟ (ทมา : http://www.edco.co.th)

รปท 22 หมอไอน าแบบหลอดน า (ทมา : http://www.9engineer.com)

เครองยนตสนดาปภายใน (Internal combustion engine) เปนอปกรณทเปนตนก าเนดของพลงงานและจายไปยงสวนตางๆของระบบรบแรงดน สงผานระบบสงก าลง โดยการเผาไหมเชอเพลงภายในกระบอกสบของเครองยนต สวนประกอบของเครองยนต ประกอบดวย เสอสบ

หนา 8

(Cylinder Block) ฝาสบ (Cylinder Head) ลน (Valve) และกลไกวาลว (Valve Train) ลกสบ (Piston) กานสบ (Connecting Rod) และ เพลาขอเหวยง (Crank Shaft) เครองยนตสนดาปภายในแบงออกเปน เครองยนต 2 จงหวะ และเครองยนต 4 จงหวะ ตามจงหวะการท างานของลกสบ ดงรป

รปท 23 การท างานของเครองยนต 2 จงหวะ (ทมา : http://www.rmutphysics.com)

รปท 24 การท างานของเครองยนต 4 จงหวะ (ทมา : http://www.grandprixgroup.com)

เครองท าน าเยนแบบดดกลนความรอน (Absorption chiller) เปนอปกรณทผลตน าเยน มหลกการท างานโดยใชการถายเทความรอนระหวางสสาร โดยใชความรอนจากเชอเพลงประเภทตางๆทงสภาวะของแขง ของเหลว และกาซ คอ ถานหน น ามนเตา กาซธรรมชาต ฯลฯ ดวยหลกการเบองตนดงน เมอน าภาชนะมาสองใบคอ A และ B ตอเขาดวยกน โดย A ท าหนาทคลายตวเจนเนอเรเตอร สวน B ท าหนาทคลายตวควบแนนของระบบท าความเยนแบบดดกลนดงรปท 24 ดานซายมอ

หนา 9

รปท 25 แสดงหลกการท างานพนฐานของการท าความเยนแบบดดกลน

(ทมา: www.fao.org/DOCREP) จากรปท 25 ดานซายมอในภาชนะA มสารละลายทมสวนผสมของสารท าความเยน-สารดดกลนอย เมอใหความรอนแกภาชนะ A ซงมฉนวนกนความรอนหมอยโดยรอบ เกดการระเหยกลายเปนไอของสารท าความเยน แลวไปควบแนนเปนของเหลวในภาชนะ B เนองจากบรรยากาศโดยรอบภาชนะB ต ากวาภาชนะ A และ A จะท าหนาทคลายตวดดกลน สวน B ท าหนาทคลายตวระเหยของระบบท าความเยนแบบดดกลนดงรปท 81 ดานขวามอ โดยการน าฉนวนความรอนทหมภาชนะA ออก กอใหเกดความแตกตางของอณหภม เกดการไหลยอนกลบไอของสารท าความเยน ดวยหลกการท างานพนฐานดงกลาวกอใหเกดการคดคนและพฒนาระบบท าความเยนแบบดดกลนอยางตอเนอง ดงรายละเอยดตอไปน (รวภา ยงประยร และ คณะ, 2553) สารท าความเยน สารดดกลน รายชอผคดคนระบบท าความเยน น า LiBr

LiI, LiSCN,CsF Solution

Duffie and Sheridan Buffington Mansoori and Patel

แอมโมเนย H 2O CaCl 2 LiNO 2

Eisentadt et al Sargent and Beckman Nielsen et al

สารผสมของHalogenated

Ethers Zellhoeffer

A B A B

หนา 10

กงหนไอน า (Steam turbine) เปนอปกรณทใชแรงดนไอน าเพอหมนใบพด ท าใหลอและเพลาหมน สามารถตอเพลาออกไปใชงานกบอปกรณและเครองใชตางๆทงทางกลและทางไฟฟา เชน ขบเคลอนป ม เครองก าเนดไฟฟา เครองอดอากาศ ฯลฯ กงหนไอน าแบงออกเปน 2 ชนดคอ กงหนไอน าแบบแรงกระแทก (Impulse steam turbine) และ กงหนไอน าแบบแรงปฏกรยา หรอแรงโต (Reaction steam turbine) ซงแตกตางกนตรงลกษณะหวฉดไอน าทใชในการหมนกงหน หากเปนกงหนแบบแรงกระแทกจะใชหวฉดไอน าดนกระแทกกงหนซงตออยกบเพลาหมน แตถาเปนกงหนแบบแรงปฏกรยานน ไอน าจะถกดนออกจากหวฉดหลายๆอน เกดแรงดนกบอากาศภายนอก จนกลายเปนแรงหมนเพลาตอไป ดงรป

รปท 26 กงหนแบบแรงกระแทก รปท 27 กงหนไอน าแบบแรงปฏกรยา (ทมา : http://www.kntc.re.kr)

2.2.2 เทคโนโลยของการแปรรปพลงงานทดแทน เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย (Solar dryer) เทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยเพอผลตความรอนเพอใชในการอบแหง ม 2 รปแบบคอ แบบPassive ซงอาศยการหดและขยายตวของอากาศเนองจากความแตกตางของอณหภมภายในเครองอบ และ แบบ Active ซงใชเครองชวยในการท าใหอากาศไหลเวยนในทศทางทตองการได (รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด, 2552)

รปท 28 การอบแหงแบบ Passive รปท 29 การอบแหงแบบ Active (ทมา: พลงงานแสงอาทตย, ส านกพฒนาพลงงานแสงอาทตย, 2550)

หนา 11

เครองท าน ารอน (Solar hot water) เทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยเพอผลตความรอนเพอใชในการผลตน ารอน การผลตน ารอนนสามารถแบงออกเปน 2 รปแบบ คอ การผลตน ารอนโดยใชพลงงานแสงอาทตยจากแผงรบความรอน (Solar Collector) ซงมสวนประกอบหลกๆคอ ถงเกบน ารอน และแผงรบความรอนแสงอาทตย ปจจบนมจ าหนายในทองตลาด 2 ชนดคอ ชนดแผนเรยบ (Flat Plate Collector) และ ชนดหลอดแกวสญญากาศ (Vacuum Tube Collector) โดยมประสทธภาพการผลตน ารอนอยท รอยละ 21 และ 38 ตามล าดบ

รปท 30 หลกการผลตน ารอนโดยใชแผงรบความรอนแสงอาทตยชนดแผนเรยบ (ขวามอ) และระบบจรง (ซายมอ)

(ทมา: พลงงานแสงอาทตย, ส านกพฒนาพลงงานแสงอาทตย, 2550)

นอกจากนยงมการประยกตใชเทคโนโลยดงกลาวในการผลตน ารอนแบบผสมผสานกบความรอนเหลอทงจากกระบวนการ ทางความรอนตางๆ โดยผานอปกรณแลกเปลยนความรอน (รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด, 2552)

รปท 31 การผลตน ารอนแบบผสมผสาน

(ทมา: ทศทางพลงงานไทย, 2551)

หนา 12

เครองท าน าเยนแบบดดกลนความรอน (Solar absorption chiller) เปนอปกรณทมหลกการการท างานเชนเดยวกบของระบบท าความเยนระบบดวยพลงงานความรอน แตกตางกนตรงทเปนการใหความรอนจากแหลงพลงงานหมนเวยน คอ พลงงานความรอนจากดวงอาทตย โดยผานแผงรบรงสความรอน (Solar Collector) เพอกอใหเกดการหมนเวยนของสารละลายระหวางสารท าความเยนกบสารดดกลน ซงมสวนประกอบและหลกการท างานดงรป

ระบบท าความเยนแบบอดไอ ระบบท าความเยนแบบดดกลนฯ การหมนเวยนของสารท างาน การอดไอ แหลงความรอน พลงงานทใช ไฟฟา ความรอน COP 0.4 0.5 - 0.8 คาใชจายในการตดตง ต า สง คาใชจายในการเดนระบบ สง ต า ผลกระทบของสารท างานตอสงแวดลอม

มาก นอย

หนา 13

รปท32 ภาพสวนประกอบและการท างานของระบบท าความเยนแบบดดกลน (ทมา : www.greenbuilder.com/ sourcebook/HeatCool.html)

เตาหงตมอาหาร (Cooking furnace) เปนอปกรณส าหรบการเปลยนรปเชอเพลงชวมวล อนไดแก กงไม ถานไม กะลามะพราว ซงขาวโพด หรอ วสดเหลอทงจากการเกษตร ใหเปนพลงงานความรอนดวยการเผาไหม (Combustion) องคประกอบของอปกรณชนดนปรากฏดงรปท 33

1

2

3

4

1

2

3

4

ไอสารท าความเยน

สารท าความเยนเหลว ความดนสง

ใหความเยนแกบรเวณท างาน

สารท าความเยนเหลว

ความดนต า

สารละลาย สารท าความเยน+สารดดกลน

หนา 14

รปท 33 สวนประกอบของเตาหงตมอาหาร (ทมา : http://jarukiat.blogspot.com/2010/06/blog-post_22.html)

เตาแกสซฟเคชน (Gasification furnace) เทคโนโลยแกสซฟเคชน (Gasifier) เปนเทคโนโลยส าหรบการเปลยนรปเชอเพลงแขงใหกลายเปนเชอเพลงแกสโดยแกสทไดเรยกวา โปรดวเซอรแกส ซงมองคประกอบของ กาซคารบอนมอนอกไซด (CO) มเทน (CH4) และ ไฮโดรเจน (H2) เปนองคประกอบ ทสามารถจดตดไฟได เตาผลตแกสโดยทวไปแลวแบ งออกเปน 3 ประเภท คอ แบบ Up-draft, Down-draft และ Cross-draft โดยลกษณะของเตาผลตแกสทง 3 แบบ แสดงไวในรปท 90 มหลกการท างานดงน เตาผลตโปรดวเซอรแกสแบบ Down-draft แสดงดงรปท 90 โดยแบงออกเปน 3 โซนเรยงจากดานบนลงมาดานลาง คอ Distillation Zone, Combustion Zone และ Reduction Zone โดยอากาศจะไหลเขามาทางดานบนและกาซทผลตไดจะไหลออกมาทางดานลางซงขอดของเครองนคอบรเวณ Combustion Zoneจะไมตดกบบรเวณสวนทเปนขเถา ดงนนในกรณทอณหภมของ Combustion Zone สง ๆ จะไมท าใหเกดการละลายและรวมตวเปนกอนของขเถา (Clinker) และนอกจากน เตาผลต โปรดวเซอรแกสชนดนยงสามารถน าความชนทไดจากการอบเชอเพลงทบรเวณ Distillation Zone มาใชในการท าปฏกรยาท Reduction Zone ไดดวย

เตาผลตโปรดวเซอรแกสแบบ Up-draft แสดงดงรปท 34 โดยแบงออกเปน 3 โซน เรยงจากดานบนลงมาดานลางคอ Distillation Zone, Reduction Zone และ Combustion Zone โดยอากาศจะไหลเขาทางดานลางและกาซทผลตไดจะไหลออกมาทางดานบน เตาผลตโปรดวเซอรแกส

หนา 15

ประเภทนไมคอยเปนทนยมมากนกเพราะวามปญหาทางเรอง Clinker, Tar และตองมการเตมไอน าเขาไปชวยในการท าปฏกรยาท Reduction Zone (ตามเหตผลในขอท 1)

เตาผลตโปรดวเซอรแกสแบบ Cross-draft แสดงในรปท 34 น การออกแบบจะงายและมขนาดเลก อากาศจะเขามาทางดานหนงและกาซทผลตไดจะออกไปในดานตรงกนขามอากาศทเขามาในตอนแรกนนจะผาน Combustion Zone และ Reduction Zone ตามล าดบเพอผลตกาซ โดยทอากาศเขามาจะมความเรวและปรมาณสงมากเพอใหการเผาไหมทบรเวณ Combustion Zone เปนไปอยางรวดเรว บรเวณของ Combustion Zone และ Reduction Zone จะอยตรงกลางของ เตาผลตโปรดวเซอรแกสและมเชอเพลงทยงไมเผาไหมลอมรอบอย ซงจะเปนการดเพราะวาเปนการปองกนอณหภมของผนงเตาไมใหสงเกนไป(ศนยวจยพลงงาน มหาวทยาลยแมโจ, 2551)

Up-draft Down-draft Cross-draft รปท 34 เตาผลตโปรดวเซอรแกสประเภทตางๆ

(ทมา : ศนยวจยพลงงาน มหาวทยาลยแมโจ, 2551)

เทคโนโลยการรวมแสง (Concentrating technology) ระบบการผลตไฟฟาดวยพลงงานความรอนแสงอาทตยแบงออกเปน 3 แบบ คอ แบบ Parabolic Troughs, แบบ Central Receivers และ แบบ Parabolic Dishes โดยเทคโนโลยทง 3 นจะอาศยหลกการรวมแสงโดยใชกระจกหรอวสดสะทอนแสงหรอวสดหมนตามดวงอาทตย เพอสะทอนแสงและสงไปยงตวรบแสงซงจะท าใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานทอณหภมสง โดยรปแบบการน าไปประยกตใชงานในสวนนยงเปนการวจยและสาธตมากกวางานเชงพาณชย (รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด. ,2552)

หนา 16

รปท 35 หลกการท างานของ Parabolic Troughs (ขวา) และรประบบจรง (ซาย) (ทมา: พลงงานแสงอาทตย, ส านกพฒนาพลงงานแสงอาทตย, 2550)

รปท 36หลกการท างานของ Central Receivers (ขวา) และรประบบจรง (ซาย) (ทมา: พลงงานแสงอาทตย, ส านกพฒนาพลงงานแสงอาทตย,2550)

รปท 37 หลกการท างานของ Parabolic Dishes (ขวา) และรประบบจรง (ซาย) (ทมา: พลงงานแสงอาทตย, ส านกพฒนาพลงงานแสงอาทตย, 2550)

หนา 17

โซลารเซลล (Solar cell) เทคโนโลยการผลตไฟฟาดวยพลงงานแสงอาทตยจ าแนกออกเปน 2 ระบบ คอ ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย และ ระบบผลตไฟฟาดวยความรอนแสงอาทตยโดยระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย แบงเปน 3 ลกษณะคอ ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระ (PV Stand Alone System) ประกอบดวย แผงเซลลแสงอาทตย (Solar Cells) อปกรณควบคมการประจแบตเตอร (Charge Controller) แบตเตอร (Battery) และอปกรณเปลยนกระแสไฟฟาตรงใหเปนไฟฟาสลบ (Inverter) ดงรปท 38 ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบตอกบระบบจ าหนาย (PV Grid Connected System) ประกอบดวย แผงเซลลแสงอาทตย (Solar Cells) อปกรณเปลยนระบบไฟฟากระแสตรงเปนกระแสสลบชนดตอกบระบบจ าหนายไฟฟา (Inverter) ดงรปท 39

รปท 38 สวนประกอบของระบบผลตไฟฟา รปท 39 สวนประกอบของระบบผลตไฟฟา ดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระ ดวยเซลลแสงอาทตยแบบตอกบระบบจ าหนาย

ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบผสมผสาน (PV Hybrid System) เปนระบบผลตไฟฟาทถกออกแบบใหท างานรวมกบอปกรณผลตไฟฟาอนๆ อาท ระบบเซลลแสงอาทตยกบพลงงานไฟฟาจากลม/พลงงานไฟฟาจากน า/ เครองยนตดเซลลทางการเกษตร เปนตน ทงนขนอยกบวตถประสงคของโครงการแตละกรณ ดงรปท 40

รปท 40 สวนประกอบของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบผสมผสาน (ทมา: นพนธ เกตจอย และคณะ, 2549)

หนา 18

กงหนลม (Wind turbine) เปนอปกรณทอาศยแรงขบของลมพดผานใบกงหน โดยการหมนของกงหนลมจะไปขบเครองก าเนดไฟฟาทตดตงอยกบเพลาความเรวสง เทคโนโลยดานกงหนลม (Wind Turbine Technology) มมากมายแตแบงไดออกเปน 2 ลกษณะการท างาน กงหนลมแนวแกนตง (Vertical Axis Turbine (VAWT)) เปนกงหนลมทมแกนหมนและใบพดตงฉากกบการเคล อนทของลมในแนวราบ และ กงหนลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine (HAWT)) เปนกงหนลมทมแกนหมนขนานกบการเคลอนทของลมในแนวราบ โดยมใบพดเปนตวตงฉากรบแรงลม โดยสวนประกอบของระบบกงหนลม คอ 1. ใบพด เปนตวรบพลงลมและเปลยนใหเปนพลงงานกล ซงยดตดกบชดแกนหมนและสงแรงจากแกนหมนไปยงเพลาแกนหมน 2. เพลาแกนหมน ซงรบแรงจากแกนหมนใบพด และสงผานระบบก าลง เพอหมนและป นเครองก าเนดไฟฟา 3. หองสงก าลง ซงเปนระบบปรบเปลยนและควบคมความเรวในการหมน ระหวางเพลาแกนหมนกบเพลาของเครองก าเนดไฟฟา 4. หองเครอง ซงมขนาดใหญและมความส าคญตอกงหนลม ใชบรรจระบบตางๆ ของกงหนลม เชน ระบบเกยร เครองก าเนดไฟฟา เบรก และระบบควบคม 5. เครองก าเนดไฟฟา ท าหนาทเปลยนพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา 6. ระบบควบคมไฟฟา ซงใชระบบคอมพวเตอรเปนตวควบคมการท างาน และจายกระแสไฟฟาเขาสระบบ 7. ระบบเบรค เปนระบบกลไกเพอใชควบคมการหยดหมนของใบพดและเพลาแกนหมนของกงหน เมอไดรบความเรวลมเกนความสามารถของกงหน ทจะรบได และในระหวางการซอมบ ารงรกษา 8. แกนคอหมนรบทศทางลม เปนตวควบคมการหมนหองเครอง เพอใหใบพดรบทศทางลมโดยระบบอเลคทรอนคส ทเชอมตอใหมความสมพนธ กบหางเสอรบทศทางลมทอยดานบนของเครอง 9. เครองวดความเรวลมและทศทางลม ซงเชอมตอสายสญญาณเขาสระบบคอมพวเตอร เพอเปนตวชขนาดของความเรวและทศทางของลม เพอทคอมพวเตอรจะไดควบคมกลไกอนๆ ไดถกตอง10. เสา ซงตงอยทพนททท าการกอสรางอยางถกวธ ตามหลกวศวกรรม และเปนตวแบกรบสวนทเปนตวเครองทอยขางบน (นภทร วจนเทพนทร, 2550)

หนา 19

รปท 41 สวนประกอบของกงหนลม (ทมา : http://www.greenpower.9nha.com)

รปท 42 กงหนน าประเภทแรงกระแทก (ซาย) ระบบผลตไฟฟาดวยกงหนน า (ขวา) (ทมา : http://www.british-hydro.org/mini-hydro/images/PELTON-sketch.gif)

รปท 43 กงหนน าประเภทแรงดน (ซาย) ระบบผลตไฟฟาดวยกงหนน า (ขวา) (ทมา : http://www.apakrat.com/Door%20Ways/Images/260px-Water_turbine.jpg)

หนา 20

เทคโนโลยส าหรบการแปรรปพลงงานทมการใชงานอยางแพรหลายดงทเขยนบรรยายขางตนนน และยงมอกหลายเทคโนโลยทยงอยในขนตอนการวจยและพฒนาซงผเขยนไมไดกลาวถง ซงลวนแลวแตอาศยรากฐานความรความเขาใจทางวทยาศาสตรและวศวกรรมศาสตร ประกอบกบการพฒนาองคความรนนอยางตอเนอง ยอมกอใหเกดรปแบบของเทคโนโลยทหลากหลายในอนาคต บทสรป

ความหมายและความส าคญของเทคโนโลย เทคโนโลย หมายถง การน าความรทางธรรมชาตวทยาและวทยาศาสตร สวธการปฏบตและประยกตใช เพอชวยในการท างานหรอแกปญหาตาง ๆ เทคโนโลยนนเกดจากพนฐานทางองคความรทางวทยาศาสตร ทเกดจากการเฝาสงเกตปรากฏการณทางธรรมชาต และพยายามทจะหาค าตอบ แลวน าเอาความรทางวทยาศาสตรมาใช กอใหเกดประโยชนในทางปฏบตแกมวลมนษย ไดแก การน าเทคโนโลยมาใชในการผลต ท าใหประสทธภาพในการผลตเพมขน และ การน าเทคโนโลยมาใชในการเพมผลผลต ปรบปรงพนธทางการเกษตร

เทคโนโลยกบการแปรรปพลงงาน เทคโนโลยทน ามาใชในกระบวนการอตสาหกรรมและการเกษตรนน ลวนแลวแตตองพงพาพลงงาน โดยสวนมากจะเปนพลงงานในกลมขนสดทาย คอ พลงงานทแปรรปทพรอมใชงาน ซงอยในรปของพลงงานไฟฟาและพลงงานความรอน ซงลวนแลวแตพฒนารปแบบการท างานมาจากกฎการอนรกษพลงงาน

เทคโนโลยของการแปรรปพลงงาน แบงเปน 1. เทคโนโลยของการแปรรปพลงงานสนเปลอง หมอไอน า (Boiler) เปนอปกรณผลตไอน าทมความดนและอณหภมสง หมอไอน าท าหนาทเปลยนน าใหเปนไอน าโดยใชความรอนจากเชอเพลงประเภทตางๆทงสภาวะของแขง ของเหลว และกาซ คอ ถานหน น ามนเตา กาซธรรมชาต ฯลฯ เครองยนตสนดาปภายใน (Internal combustion engine) เปนอปกรณทเปนตนก าเนดของพลงงานและจายไปยงสวนตางๆของระบบรบแรงดน สงผานระบบสงก าลง โดยการเผาไหมเชอเพลงภายในกระบอกสบของเครองยนต กงหนไอน า (Steam turbine) เปนอปกรณทใชแรงดนไอน าเพอหมนใบพด ท าใหลอและเพลาหมน สามารถตอเพลาออกไปใชงานกบอปกรณและเครองใชตางๆทงทางกลและทางไฟฟา

หนา 21

2. เทคโนโลยของการแปรรปพลงงานทดแทน เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย (Solar dryer) เทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยเพอผลตความรอนเพอใชในการอบแหง ม 2 รปแบบคอ แบบPassive ซงอาศยการหดและขยายตวของอากาศเนองจากความแตกตางของอณหภมภายในเครองอบ และ แบบ Active ซงใชเครองชวยในการท าใหอากาศไหลเวยนในทศทางทตองการได เครองท าน ารอน (Solar hot water) เทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยเพอผลตความรอนเพอใชในการผลตน ารอน การผลตน ารอนนสามารถแบงออกเปน 2 รปแบบ คอ การผลตน ารอนโดยใชพลงงานแสงอาทตยจากแผงรบความรอน (Solar Collector) เครองท าน าเยนแบบดดกลนความรอน (Solar absorption chiller) เปนอปกรณทมหลกการการท างานเชนเดยวกบของระบบท าความเยนระบบดวยพลงงานความรอน แตกตางกนตรงทเปนการใหความรอนจากแหลงพลงงานหมนเวยน เตาหงตมอาหาร (Cooking furnace) เปนอปกรณส าหรบการเปลยนรปเชอเพลงชวมวลใหเปนพลงงานความรอนโดยกระบวนการเผาไหม เตาแกสซฟเคชน (Gasification furnace) เทคโนโลยแกสซฟเคชน (Gasifier) เปนเทคโนโลยส าหรบการเปลยนรปเชอเพลงแขงใหกลายเปนเชอเพลงแกสโดยแกสทไดเรยกวา โปรดวเซอรแกส เทคโนโลยการรวมแสง (Concentrating technology) ระบบการผลตไฟฟาดวยพลงงานความรอนแสงอาทตยแบงออกเปน 3 แบบ คอ แบบ Parabolic Troughs, แบบ Central Receivers และ แบบ Parabolic Dishes โดยเทคโนโลยทง 3 นจะอาศยหลกการรวมแสงโดยใชกระจกหรอวสดสะทอนแสงหรอวสดหมนตามดวงอาทตย เพอสะทอนแสงและสงไปยงตวรบแสงซงจะท าใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานทอณหภมสง โซลารเซลล (Solar cell) เทคโนโลยการผลตไฟฟาดวยพลงงานแสงอาทตยจ าแนกออกเปน 2 ระบบ คอ ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย และ ระบบผลตไฟฟาดวยความรอนแสงอาทตยโดยระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย กงหนลม (Wind turbine) เปนอปกรณทอาศยแรงขบของลมพดผานใบกงหน โดยการหมนของกงหนลมจะไปขบเครองก าเนดไฟฟาทตดตงอยกบเพลาความเรวสง

เอกสารอางอง

นภทร วจนเทพนทร. (2550). การผลตไฟฟา โรงไฟฟา และ พลงงานทดแทน. บรษทสกายบกสจ ากด. ISBN 978-974-389-752-8. หนา 214 -219.

คมออบรมเชงปฏบตการการผลตและใชเตาแกสชวมวลเพอเพมรายไดครวเรอน.(2551). ศนยวจยพลงงาน มหาวทยาลยแมโจ อ.สนทราย จ.เชยงใหม.

หนา 22

วรนช แจงสวาง.(2551). พลงงานหมนเวยน. ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย. รวภา ยงประยร และ วศนวโรตม เนตศกด. (2552). การศกษาศกยภาพพลงงานแสงอาทตยในเขต

จงหวดล าปาง : ส าหรบการประยกตใชงานในการผลตพลงงานความรอนและพลงงานไฟฟา.มหาวทยาลยราชภฏล าปาง.

รวภา ยงประยร, นพนธ เกตจอย, ธานนทร คพลทรพย และ วเชษฐ ยมละมย.(2553). การวเคราะหศกยภาพในการใชงานระบบท าความเยนดวยพลงงานแสงอาทตยในประเทศไทย: เขตจงหวดล าปาง. มหาวทยาลยราชภฏล าปาง.