Energy: แสงอาทิตย์

แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ แสงอาทิตย์ แสดงบทความทั้งหมด

พลังงานฟรีๆ จากแสงอาทิตย์ (ไม่ใช่มีเฉพาะโซลาร์เซลล์)

ทางฟิสิกส์

ดร. สุรชัย สถิตคุณารัตน์
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
นิติรัตน์ โสภณพิศ
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน

ซึ่งเป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านกระบวนการทางฟิสิกซ์ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าตามลำดับ ซึ่งในอดีตประเทศไทยได้มีการสนับสนุนเป็นอย่างมาก แต่ปัญหาเนื่องจากต้นทุนที่ใช้ในการผลิตต่อหน่วยที่สูงเมื่อเทียบกับไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่ตามปกติ (Conventional Electricity) ทำให้ระบบนี้เหมาะสำหรับใช้ในพื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการติดตั้งสายส่งไฟฟ้าเข้าไปเช่น พื้นที่เกาะต่างๆ พื้นที่ในที่ทุรกันดาร แต่จริงๆ แล้ว ยังมีระบบอีกอย่างที่นำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์คือ “พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อน” หรือ Solar Thermal (ST) ซึ่งอาจใช้ในรูปของน้ำร้อน ลมร้อน (อบแห้งผลิตผลทางการเกษตร) หรือแม้กระทั่งไอน้ำอุณหภูมิสูงเพื่อผลิตไฟฟ้าผ่านกังหันไอน้ำ แต่ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะการใช้ในรูปของน้ำร้อน ซึ่งมีการใช้กันมากและมีศักยภาพสูงในประเทศไทย

57172

พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนคืออะไร
พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนคือการนำความร้อนจากแสงอาทิตย์มาทำให้น้ำร้อนเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ ซึ่งคุณอาจจะใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างง่ายอยู่แล้วโดยไม่รู้ตัว กล่าวคือการที่ความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้น้ำในแทงค์น้ำร้อนขึ้น แต่ความร้อนที่ได้มามักจะไม่คงที่ ไม่เหมาะสมกับการใช้งาน ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้เทคโนโลยที่ไม่ยุ่งยากนักคือ การใช้วัสดุคัดเลือก ซึ่งเป็นโลหะชนิดต่างๆ มาเป็นแผงที่ใช้รับพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Collector) ซึ่งมีหลายประเภทเช่น แบบแผ่นราบที่ไม่มีแผ่นกระจก (Unglazed Flat Plate) แบบมีแผ่นกระจก (Glazed Flat Plate) แบบหลอดสุญญากาศ (Evacuated Tube) ซึ่งให้ความร้อนแก่น้ำได้ประมาณ 40-60 องศาเซลเซียส 60-120 องศาเซลเซียส และ 50-180 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งผู้ใช้สามารถเลือกใช้ตามประเภทของการใช้งาน

Unglazed Flat Plate Glazed Flat Plate Evacuated Tube

ภายในแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์จะมีท่อนำของเหลว (Manifold) ที่จะนำความร้อนที่ได้รับไปถ่ายเทให้กับน้ำในถังเก็บน้ำร้อน ซึ่งภายในถังนี้จะบรรจุเครื่องทำน้ำร้อนจากแหล่งพลังงานอื่นๆ (Heater) เพื่อใช้ในเวลาไม่มีแสงอาทิตย์เช่น ไฟฟ้า ก๊าซหุงต้ม หรือ น้ำมันเตา ขั้นอยู่กับระบบที่ใช้งานเป็นประเภทใดเช่น ระบบไหลเวียนธรรมชาติ (Natural Circulation) หรือ (Thermosyphon) ที่มักจะใช้ตามบ้านพักอาศัยและระบบไหลเวียนบังคับ (Force Circulation) ที่ใช้กับระบบขนาดใหญ่เช่น โรงแรม โรงพยาบาล และโรงงาน

พลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อนมีศักยภาพในการช่วยประหยัดพลังงานหรือไม่
มีผู้คนมากมายที่เข้าใจว่าระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ใช้ได้กับบ้านพักอาศัยเท่านั้นซึ่งหากพิจารณาในประเด็นของการประหยัดพลังงานอาจจะมีนัยสำคัญน้อย แต่ในความเป็นจริงระบบนี้สามารถใช้ได้ดีกับโรงแรม โรงพยาบาล ที่มีการใช้น้ำร้อนเป็นปริมาณมากในการอาบน้ำ ใช้ในการซักผ้า แม้กระทั่งในโรงงานที่มีการใช้น้ำร้อนในปริมาณมากๆ เช่น โรงงานอาหาร โรงงานสิ่งทอ แต่ต้องมีการออกแบบที่ถูกต้องตามหลักวิศวกรรมเพราะ ระบบนี้มีจุดอ่อนในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ จะต้องมีการออกแบบระบบน้ำร้อนสำรอง (Back-up) ให้ถูกต้อง แม้แต่ในโรงงานประเภทอื่นๆ ที่มีการใช้หม้อไอน้ำ ระบบนี้ก็สามารถที่จะช่วยประหยัดการใช้พลังงานในการต้มน้ำโดยการอุ่นน้ำ (Pre-heat) ก่อนที่จะเข้าหม้อไอน้ำ

ปัญหา อุปสรรคและแนวทางส่งเสริมการใช้ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์
แม้ว่าระบบนี้จะถูกนำมาใช้ในประเทศไทยมากกว่า 20 ปี แต่ไม่เป็นที่นิยม สาเหตุมาจากปัญหาต่างๆ ได้แก่
• ปัญหาต่อผู้ใช้
ผู้ใช้ขาดความรู้ความเข้าใจในการทำงานของระบบซึ่งอาจจะเกิดจากข้อมูลที่ได้จากผู้ขายไม่ถูกต้อง แม้กระทั่งโรงแรมและโรงพยาบาลบางแห่ง หัวหน้าช่างที่ดูแลยังไม่ทราบว่าระบบน้ำร้อนที่ได้มาจากการทำงานของระบบสำรอง ไม่ใช่มาจากพลังงานแสงอาทิตย์แต่อย่างใด นอกจากนั้นยังมีการขาดการให้บริการหลังการขายจากผู้ขาย และการหาซื้อได้ยาก

• ปัญหาจากผู้ขาย
ผู้ขายระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์หลายรายไม่มีความรู้ในระบบอย่างแท้จริงทำให้ผลงานที่ทำออกมาไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ผู้ใช้มีความรู้สึกที่ไม่ดีต่อระบบนี้ ที่พบบ่อยๆ เช่น การออกแบบโครงสร้างรับน้ำหนักแผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้มาตรฐานทำให้เกิดการแอ่นตัว ส่งผลให้แผงมีการหักงอ การออกแบบมุมรับแสงอาทิตย์ผิดทำให้แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เต็มประสิทธิภาพ การติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์ในการวัดอุณหภูมิน้ำร้อนผิดตำแหน่งส่งผลให้ระบบน้ำร้อนสำรองทำงานไม่ถูกต้อง การออกแบบตำแหน่งของถังน้ำร้อนไม่ถูกต้องโดยเฉพาะในระบบไหลเวียนธรรมชาติ ทำให้ระบบการหมุนเวียนของน้ำไม่มีประสิทธิภาพ ความมักง่ายของผู้ออกแบบที่ต้องการลดต้นทุน และความมักง่ายของผู้ติดตั้งอุปกรณ์ในภาคสนาม

57173

แนวทางในการส่งเสริมการใช้ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มีหลายแนวทางได้แก่ การสนับสนุนหน่วยงานที่ใช้ระบบนี้อยู่แล้ว เช่น ส่งเสริมให้มีการจัดอบรมสัมมนาในโรงแรมที่มีระบบนี้ ลดภาษี ให้ความช่วยเหลือ ให้คำปรึกษาด้านเทคนิคกับบุคลากรของหน่วยงานนั้นๆ โดยไม่คิดค่าใช้จ่าย แม้กระทั่งการให้เงินกู้ดอกเบี้ยต่ำกับหน่วยงานที่ต้องการติดตั้งระบบนี้ การลดภาษีการนำเข้าของระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบความร้อน การเพิ่มกำแพงภาษีของระบบน้ำร้อนประเภทอื่นๆ

โดยเฉพาะระบบไฟฟ้า ส่งเสริมให้ผู้ประกอบการขนาดเล็กที่มีศักยภาพในการประกอบกิจการระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เช่น ระบบปรับอากาศ ระบบหม้อน้ำรถยนต์ ระบบประปา งานเหล็ก/โครงหลังคา โดยการลดภาษีซึ่งสามารถเริ่มต้นทำในจังหวัดที่มีศักยภาพก่อนเช่น เชียงใหม่ เชียงราย พิษณุโลก ขอนแก่น นครราชสีมา ชลบุรี ประจวบคีรีขันธ์ และภูเก็ต นอกจากนี้การส่งเสริมให้มีชมรมของผู้ประกอบการระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อเป็นการขยายตลาด สร้างความร่วมมือกันของผู้ประกอบการและช่วยในการตรวจสอบและกรองผู้ประกอบการที่ไม่มีคุณภาพให้หมดไป ทั้งนี้เป็นที่น่ายินดีที่กำลังจะมีการตั้งชมรมของผู้ประกอบการขึ้นในเดือนกันยายน 2550 นี้ อันเป็นผลจากการผลักดันของโครงการ Market Development for Solar Thermal Applications in Thailand (SolTherm Thailand) ซึ่งดำเนินการโดยบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (JGSEE) สถาบันนานาชาติเพื่อการประหยัดพลังงาน (IIEC) และ Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ประเทศเยอรมัน โดยได้รับการสนับสนุนงบประมาณบางส่วนจากสหภาพยุโรปภายใต้ “EU-Thailand Small Projects Facility” ผู้สนใจโปรดดูรายละเอียดได้จาก www.soltherm-thailand.net

ขอบคุณบทความจาก วิชาการ.คอม

การนำเอาแสงแดดมาทำให้เกิดความเย็น

พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นพลังงานจากธรรมชาติที่ถือว่าเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมดและการนำเอาพลังงานประเภทนี้มาประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์หรือระบบต่างๆในชีวิตประจำวันก็ช่วยให้เราลดการทำลายสิ่งแวดล้อมลงไปได้มาก

นักวิทยาศาสตร์จึงคิดค้นและพัฒนาวิธีการนำเอาแสงอาทิตย์ที่ส่องสว่างมาทำให้ระบบทำความเย็นทำงานได้เหมือนดังตู้เย็นทั่วไปที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นตัวให้พลังงานในการทำงานเพื่อทำความเย็น โครงงานนี้มีชื่อว่า MEDISCO และถือว่าเป็นผลงานของนักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Fraunhofer Institute for Solar Energy System ISE เมืองไฟร์บูร์ก ประเทศเยอรมันนี

โดยนักวิทยาศาสตรํได้เปิดเผยถึงข้อมูลที่ได้จากการทดลองและความเป็นไปได้ในการนำเอาแสงอาทิตย์มาช่วยทำระบบทำความเย็นทำงานได้ ซึ่งการทดลองใช้งานระบบไปก็มีที่โรงกลั่นเหล้าองุ่นในเมืองทูนิเซีย และโรงรีดนมในโมรอกโค และพบว่าการทำงานของระบบเป็นที่น่าใจและมีความเป็นไปได้ที่จะทำการพัฒนาระบบนี้ให้สามารถใช้งานได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมต่างๆ โรงงานมหาวิทยาลัยและครัวเรือนที่ต้องการ โดยเฉพาะเมืองที่อยู่ในภูมิภาคแถบเมดิเตอร์ริเนียนที่มีการส่องสว่างของแสงอาทิตย์ที่ยาวนานในแต่ละวัน และในบางฤดูกาลก็มีระยะเวลาของกลางวันที่ยาวนานกว่ากลางคืน

การใช้งานระบบทำความเย็นจากแสงอาทิตย์ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายที่แสนแพงในการจ่ายค่าไฟในแต่ละเดือน และยังช่วยลดการทำงานสภาวะแวดล้อมของโลกได้อีกด้วย

ระบบทำความเย็นจะทำงานตลอดเวลาที่การส่องสว่างของแสงอาทิตย์ นั่นก็หมายความว่าการที่ภายนอกมีอากาศที่ร้อน ระบบจะสามารถสร้างความเย็นเกิดขึ้นภายในได้มากขึ้น ซึ่งความสัมพันธ์จะตรงข้ามกัน การแช่เนื้อสัตว์ ผัก นม หรืออาหารที่เสียง่ายเมื่อเจออากาศร้อนก็จะช่วยถนอมอาหารได้เป็นอย่างดี เหมือนการเก็บอาการเหล่านี้ในตู้เย็น

ระบบที่จะมีการติดตั้งแผ่นดูดซับความร้อนที่ได้มาจากแสงอาทิตย์ และความร้อนที่เก็บกักได้สามารถทำให้น้ำเดือดได้ถึง 200 องศา และความร้อนนี่เองจะกลายเป็นพลังงานที่ส่งไปยังระบบทำความเย็นแทนที่พลังงานไฟฟ้า และพลังงานและขั้นตอนการทำงานก็จะผ่านกระบวนการจนได้อุณหภูมิที่ 0 องศาเป็นผลลัพธ์

ในตอนนี้ โครงการ MEDSICO ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและคาดว่าจะสามารถนำไปใช้ทั่วไปในฟาร์ม อุตสาหกรรรม และ โรงงานที่ต้องการตู้เก็บความเย็นในการเก็บกักอาหาร และสินค้า โครงงานนี้ได้รับเงินสนับสนุนจาก European Commission โดย Polytechnic University of Milan

ที่มา

http://www.physorg.com/news192122852.html

โดย

ธนัช

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์

เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ใช้แล้วเกิดขึ้นใหม่ได้ตาม ธรรมชาติ เป็นพลังงานที่สะอาด ปราศจากมลพิษ และเป็นพลังงานที่มีศักยภาพสูง ในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถจำแนกออกเป็น 2 รูปแบบคือ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน

1) เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ได้แก่ ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ระบบ คือ

เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone system)

เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ

เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected system)

เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง ใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมือง หรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า

เซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid system)

เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่นๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และเครื่องยนต์ดีเซล ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นต้น โดยรูปแบบระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์โครงการเป็นกรณีเฉพาะ

2) เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน ได้แก่ การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์และการอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 3 ชนิด

การผลิตน้ำร้อนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติ

เป็นการผลิตน้ำร้อนชนิดที่มีถังเก็บอยู่สูงกว่าแผงรับแสงอาทิตย์ ใช้หลักการหมุนเวียนตามธรรมชาติ

การผลิตน้ำร้อนชนิดใช้ปั๊มน้ำหมุนเวียน

เหมาะสำหรับการใช้ผลิตน้ำร้อนจำนวนมาก และมีการใช้อย่างต่อเนื่อง

การผลิตน้ำร้อนชนิดผสมผสาน

เป็นการนำเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์มาผสมผสานกับความร้อนเหลือทิ้งจากการระบายความร้อนของเครื่องทำความเย็น หรือเครื่องปรับอากาศ โดยผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

การอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ปัจจุบันมีการยอมรับใช้งาน 3 ลักษณะ คือ

การอบแห้งระบบ Passive

เป็นระบบที่เครื่องอบแห้งทำงานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์และกระแสลมที่พัดผ่าน

การอบแห้งระบบ Active

เป็นระบบอบแห้งที่มีเครื่องช่วยให้อากาศไหลเวียนในทิศทางที่ต้องการ เช่น มีพัดลมติดตั้งในระบบเพื่อบังคับให้มีการไหลของอากาศผ่านระบบ

การอบแห้งระบบ Hybrid

เป็นระบบอบแห้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และยังต้องอาศัยพลังงานในรูปแบบอื่นๆ ช่วยในเวลาที่มีแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ หรือต้องการให้ผลิตผลทางการเกษตรแห้งเร็วขึ้น

ศักยภาพ

1) ศักยภาพรังสีรวม

• แผนที่พลังงานแสงอาทิตย์