เติมน้ำในอากาศ
สงสัยว่าบันทึกนี้ จะอ่านยากนะครับ
ช่วงวันหยุดยาวปีใหม่ ผมไม่ได้ไปไหน ก็นั่งอ่านสิทธิบัตรของสหรัฐไปเรื่อย ไปเจอสิทธิบัตรอันหนึ่งน่าสนใจมาก เรื่อง Atmospheric Vortex Engine เป็นวงจรเทอร์โมไดนามิกส์ที่มีขนาดยักษ์ ระหว่างระดับน้ำทะเลกับบรรยากาศชั้น tropopause (11-17 กม.) โดยเขาใช้ลมหมุน (vortex) ส่งความร้อนขึ้นไปในบรรยากาศให้ไปเย็นและเบาบางลงข้างบน เมื่อเป็นอย่างนี้ ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของระดับพลังงาน แล้วดักจับเอาพลังงานนี้มาใช้ มีประสิทธิภาพประมาณ 20% (ดูเป็นไปได้เหมือน Carnot Cycle)
ในการกระทำอย่างนี้ ใช้หลักการง่ายๆ ว่าความร้อนลอยขึ้นสูงเสมอ และในบรรยากาศเมื่อลอยขึ้นสูงแล้ว ความหนาแน่นความดันยังต่ำลงด้วย เมื่อมี waste heat เช่นความร้อนจากกระบวนการอุตสาหกรรม ซึ่งแม้หลังจาก co-generation แล้ว ก็ยังมีความร้อนเหลือ เขาเอาความร้อนนี้มาปั่นไฟฟ้าด้วย AVE อีกรอบหนึ่ง มีการพิสูจน์การคำนวณทางเทอร์โมไดนามิกส์ยาวเหยียด โดยประมาณการว่าความร้อนเหลือทิ้งขนาด 1000 MW สามารถนำมาปั่นไฟฟ้าได้อีก 200 MW — แต่จะต้องสร้างเครื่องทำลมหมุนในเขตห้ามบิน เพราะคงไม่เหมาะที่จะให้เครื่องบิน บินผ่านลมหมุนแบบนี้ ซึ่งดูจะเป็นเรื่องใหญ่
อย่างไรก็ตาม เรื่องน่าสนใจในสิทธิบัตรนี้ คือการจงใจบังคับความร้อนให้ลอยขึ้นสูงในลักษณะที่ก่อให้เกิดลมหมุน เช่นเดียวกับลมบ้าหมู นาคเล่นน้ำ หรือพายุใต้ฝุ่น ฯลฯ เดิมที ผมสนใจเรื่อง Vortex เพื่อเอาไปใช้เพิ่มความเร็วลมในกังหันลมแบบ VAWT ซึ่งมีสเกลการลงทุนและเทคโนโลยีต่ำพอที่ชาวบ้านจะลงทุนและสร้างเองได้
เรื่อง Vortex นี้ เอามาประยุกต์เป็นเครื่องมือเติมความชื้นให้อากาศได้ โดยให้ใบพัดตีน้ำให้เป็นละอองเล็กๆ (เหมือนบันทึกสร้างเมฆ) ให้ความร้อนพาละอองน้ำขึ้นไปบนฟ้า การใช้ใบพัดตีน้ำให้เป็นละอองน้ำ จะใช้พลังงานน้อยกว่าการใช้ไอน้ำ
ความคิดเรื่องการนำความร้อนมาใช้เพื่อการถ่ายเทอากาศ (และปั่นกำลังกล) นี้ ฝรั่งเรียก Solar Chimney ซึ่งประสิทธิภาพขึ้นกับความสูงของปล่อง — ถ้าอยากดูภูมิปัญญาชาวบ้าน ก็คงดูได้ที่สวนป่าของครูบาครับ ตอนผมไปเดือนที่แล้ว กำลังทำหลังคาอยู่ (ห้องอบสมุนไพรเดิม) — ซึ่งถ้าจะเอามาปั่นไฟฟ้า ก็ต้องให้ปล่องสูงมาก (200 เมตรในสเปน และ 1 กม.ในออสเตรเลีย) แต่ถ้าใช้ Vortex ปล่องไม่ต้องสูงมาก ทำให้ประหยัดค่าก่อสร้าง
ยิ่งกว่านั้น ถ้าการปั่นไฟฟ้าไม่ใช่เป้าหมายสูงสุด เราก็ไม่ต้องการลมหมุนขึ้นไปสูงลิบ แค่ความสูงระดับครึ่งหนึ่งของความสูงของเมฆชั้นต่ำก็อาจจะพอแล้ว เราไม่ได้ต้องการสร้างเมฆขึ้นเอง หวังเพียงแต่ส่งความชื้นจำนวนมากขึ้นสูง ให้ความชื้นในบรรยากาศรวมตัวกับน้ำที่เราส่งขึ้นไปกลายเป็นก้อนเมฆ ลดความร้อนที่ตกกระทบพื้นดิน ก่อให้เกิดเมฆมากขึ้น (เพื่อทำฝนเทียมหรืออะไรก็แล้วแต่)
ถึงจะไม่ทำในขนาดที่มีผู้เสนอไว้ ถ้าเกิด Vortex ขึ้นได้จริง ก็ยังปั่นไฟฟ้าได้ แม้จะไม่ได้กำลังสูงสุดตามการคำนวณ
« « Prev : หนาวก็ไม่หนาว ยังไม่ทันไร จะแล้งอีกแล้ว
Next : พระปูน » »
4 ความคิดเห็น
ลมหมุนจะขึ้นไประดับสูงได้ยังไงครับ
AVE นี้ เขาทำมาเพื่อปั่นไฟฟ้าเป็นหลัก ใช้ “วัตถุดิบ” เป็นความร้อนเหลือทิ้งมาปล่อยออกในระบบ อาจจะเอาไปเพิ่มอุณหภูมิน้ำ ถ้าไม่มีความร้อนเหลือทิ้งมากมาย ก็ใช้น้ำตากแดดในอ่างสีดำ ก็จะเพิ่มอุณหภูมิน้ำได้ น้ำนี้เรียก Hot Water ในรูปแรกของบันทึก
อากาศจากภายนอกไหลผ่าน Generator ซึ่งเป็นกังหันใบพัดดักการไหลของอากาศ เมื่อผ่านใบพัดเข้ามา ก็เจอน้ำร้อนพ่นใส่ ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อากาศก็พยายามจะลอยขึ้นข้างบน แต่ AVE บังคับให้ลมไหลเฉียงๆ เข้าไปในทรงกระบอกปิดทุกทางยกเว้นทางออกตรงกลางด้านบน (Air chamber) อากาศที่ไหลเข้าไปในทรงกระบอกเฉียงๆ ก็จะทำให้เกิดลมหมุน ซึ่งทั้งดูดอากาศออกจาก AVE ด้วยความกดอากาศต่ำและด้วยความร้อนที่พยายามจะลอยขึ้นข้างบน
เมื่ออากาศลอยออกจาก AVE ในรูปของลมหมุน อากาศอื่นก็เข้าไปแทนที่ แต่ว่าต้องวิ่งผ่านกังหันเสมอ เขาก็ปั่นไฟจากตรงนี้ แม้ “ไม่มีลม” ครับ ส่วนลมจะหมุนแรงแค่ไหน ขึ้นกับเส้นผ่าศูนย์กลางของ AVE
เรื่องความร้อนเหลือทิ้งกับลมหมุน เป็นการอธิบายแบบเทอร์โทไดนามิกส์ ซึ่งเขาใช้คำนวณประสิทธิภาพของกังหันปั่นไฟฟ้าออกมา
กรณีของบันทึกนี้ ก็เพียงแต่เสนอว่าปล่อยความร้อนเหลือทิ้งขึ้นไป แล้วฝากละอองน้ำ(ร้อน)ขึ้นไปด้วยครับ จะไปได้แค่ไหนก็ไม่เป็นไร เราส่งน้ำขึ้นไปในอากาศแล้ว — นอกจากต้นทุนค่าก่อสร้างแล้วแทบไม่มีเลย ไม่น่าจะมีค่าบำรุงรักษาอะไรนักหนาด้วยซ้ำไปครับ ถ้าไม่ปั่นไฟฟ้านะ
ประสิทธิภาพของระบบ ขึ้นกับความสูงของปล่อง ถ้าไม่ใช้ลมหมุน ปล่องจะต้องสูงมากๆ แต่ถ้าลมหมุน เราลดความสูงของปล่องลงมาได้ ลมจะหมุนเร็วขึ้น ถ้า AVE มีเส้นผ่าศูนย์กลางกว้างขึ้น
เมฆชั้นต่ำอยู่ประมาณ 6500 ฟุต หรือ 2000 เมตร ถ้ามีความชื้นเพียงพอ ละอองน้ำรวมกลุ่มกันได้ เพราะอุณหภูมิและความดันเหมาะสม ถ้าลมหมุนนำน้ำขึ้นไปไม่ถึงระดับนั้น น้ำแตกกระสานซ่านเซ็น จะลอยไปไหน หรือจะระเหยหมดก็ไม่เป็นไร น้ำอยู่ในอากาศแล้ว
เราไม่ได้ต้องการจะส่งน้ำทั้งหมดขึ้นไปเป็นเมฆหรือฝน เราเพียงแต่ส่งน้ำขึ้นไปเป็น “เชื้อเมฆ” ให้ไอน้ำในอากาศรวมตัวกันเป็นเมฆครับ
[...] เคยเขียนบันทึกเรื่องเติมน้ำในอากาศไว้เมื่อต้นปีนะครับ [...]
[...] [เติมน้ำในอากาศ] เมื่อฝนตก ถ้าตกเหนือเขื่อน [...]