ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทน (3)
อ่าน: 4887ต่อจากตอนที่แล้ว เอาอย่างนี้ก็แล้วกันครับ ผมอยากเขียนอะไรก็จะเขียน ไม่ได้ตั้งใจจะให้เป็นมินิซีรี่ส์ เพียงแต่ใช้ชื่อเดียวกันเพื่อให้อยู่ด้วยกัน
ทบทวนความรู้พื้นฐานกันหน่อย ยกน้ำหนัก 1 กก. ขึ้นสูง 1 เมตร ภายใน 1 วินาที ต้องใช้พลังงาน 1 g วัตต์ (โดยที่ g เป็น gravitational constant แก้ไขตามความคิดเห็นที่ 1) — ถ้าปล่อยน้ำ 1 ลิตร (ซึ่งหนัก 1 กก) ลงจากความสูง (head) 1 เมตร ทุกๆ วินาที แล้วดักจับพลังงานได้สมบูรณ์ ก็จะได้พลังงาน g วัตต์ ถ้ากั้นลำธารที่มีอัตราไหลของน้ำวินาทีละ 1 ลูกบาศก์เมตร (1000 ลิตร) ไว้ด้วยฝายที่มีความสูง 1 เมตร แล้วดักจับพลังงานได้ทั้งหมด ก็จะได้พลังงาน g กิโลวัตต์ ซึ่งนั่นเป็นหลักการของไฟฟ้าพลังน้ำ
พื้นที่ที่เหมาะสำหรับไฟฟ้าพลังน้ำนั้น ผู้ใดได้ครอบครอง ถือว่าโชคดีมหาศาล ไม่ใช่แค่มีน้ำ แต่น้ำไหลเปรียบเหมือนพลังแห่งชีวิต ซึ่งภูมิประเทศที่มีน้ำไหลนั้น ขึ้นกับธรรมชาติว่าได้สร้างความลาดเอียงไว้ขนาดไหน แม่น้ำลำคลองลำธารก็เป็นน้ำไหล แต่เราไม่สามารถยกระดับน้ำขึ้นสูงได้ เพราะอยู่ดีๆ เราสร้างเขื่อนกั้นลำน้ำไม่ได้ ถ้าเป็นฝายยังพอเป็นไปได้ (มีเงื่อนไขเยอะเหมือนกันแต่ยังพอเป็นไปได้)
สำหรับฝายเตี้ยนั้น เคยเขียนไว้หลายบันทึกแล้ว พอหาได้สองอันครับ
แต่บันทึกนี้เป็นเรื่องเกลียวของอคีมิดีส
เกลียวของอคีมิดีส (Achimedes’ screw) ตามหลักการดั้งเดิมนั้น เปลี่ยนการหมุนเกลียวเพื่อยกน้ำให้สูงขึ้น เรื่องนี้มีหลักฐานว่าชาวอียิปต์ใช้มาก่อนอคีมิดีสอย่างน้อยสองร้อยปี แต่จะเรียกอะไรก็ช่างเถอะครับ ให้รู้ตรงกันว่าหมายถึงอะไรก็แล้วกันครับ
ในยุคที่ไม่มีน้ำมันหรือไฟฟ้า ชาวเหมืองใช้เกลียวของอคีมิดีสสูบเอาน้ำออกจากเหมืองใต้ดิน
ในการประยุกต์ใช้กับฝายนั้น เราทำกลับกัน คือแทนที่จะให้เกลียวยกน้ำจากระดับต่ำขึ้นไปยังระดับที่สูงกว่า เราปล่อยน้ำจากระดับสูงลงไปในเกลียว
น้ำหนักของน้ำจะทำให้เกลียวหมุนไปและพาน้ำลงไปในที่ต่ำ พลังงานศักย์ของน้ำจะถูกเปลี่ยนเป็นการหมุน แล้วเรานำการหมุนของเกลียวไปปั่นไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง
ถ้ามองถึงความเป็นไปได้ที่ชาวบ้านจะสร้างเองแล้ว ผมคิดว่าง่ายครับ ใช้ถัง 200 ลิตร (หรือท่อพีวีซีขนาดใหญ่) ข้างในทำเป็นเกลียว แล้วยึดเกลียวกับขอบถังไว้
คลิปอันต่อไปเปิดเผยมากเลย คือไม่มีอะไรปิด น้ำรั่วน้ำล้นปีนข้ามเกลียวก็ไม่เป็นไร — แบบนี้ ผมคิดว่าอันตราย คือถ้าใครตกลงไปที่เกลียว คงต้องมีอะไรขาดแน่เลย
« « Prev : ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทน (2)
Next : พูดไม่ออก…ร้องได้อย่างเดียว… » »
5 ความคิดเห็น
ลองเช็คสูตรคำนวณพลังงานดูครับ ผมว่าอาจลืมคูณด้วยค่า g = 9.81 m/s^2 นะครับ อิอิ
เทอร์ไบน์แบบอาคีฯนี้ไม่ทราบได้ปสภ. เท่าไรครับ ผมเดาว่าอาจต่ำสักหน่อย เพราะน้ำมีการบิดตัวเสียดสีกันมาก ทำให้เกิด friction ของไทยโบราณเราที่ลำตะคอง มีการใช้ล้อน้ำ ภาคเหนือเรียกหลุก ปั่นและตักเอาน้ำขึ้นมาใช้ทำนา กงล้อ d= 5 เมตร หน้ากว้างสัก 2 ฟุต หมุนเลี้ยงนาได้เป็นร้อยไร่เลยนะครับ แต่มันไปกั้นทางน้ำ ทำให้กรมชลฯไม่ค่อยยิ้มนัก ผมเคยคิดจะไปช่วยเขาออกแบบใหม่ให้มีปสภ.มากขึ้น เพื่อลดการกั้นทางน้ำ ก็ลืมไปแล้ว เพิ่งมานึกได้วันนี้อีกครา อิอิ
ผมนั่งคิดอยู่พัก เกิดไอเดียว่า น่าลองใช้กังหันลมมาทำกังหันน้ำ กังหันลมแกนตั้งแบบ savonius ที่นิยมใช้ถัง 200 ลิตรผ่าครึ่ง และเอาฝามาหันหน้าสลับกันเป้นตัว S แหละครับ
แต่เป็นกังหันลมที่ปสภ. ต่ำมาก ประมาณ 10-15% เท่านั้น แต่ถ้าเอามาทำกังหันน้ำอาจอดีกว่า
เพียงแต่ว่าเราไม่ตั้ง แต่เอานอนตะแคงนะครับ พร้อมมีทุ่นลอยไว้ เชื่อกดึงผูกกับตลิ่ง ใบกังหันด้านหนึ่งจมน้ำ หันปากตัว S เขารับน้ำ ใบอีกด้านหนึ่งอยู่ในอากาศ มันก็จะหมุนไปได้ (ว่าไปแล้วก็คล้ายกับกังหันเรือไอน้ำโบราณนั่นเอง แต่กลับทางเสีย)
กังหันที่ดักโมเมนตัมของของไหล ถึงจะใช้ในของไหลใดๆ หลักการก็เป็นอย่างเดียวกัน กังหันลมทุกรูปแบบ ก็เจอว่าไปอยู่ในน้ำด้วยกันทั้งนั้นเลยครับ ผมว่าไม่ควรห่วงเรื่องประสิทธิภาพมากไปกว่าความสามารถในการสร้างและบำรุงรักษาของชาวบ้านเองนะครับ — เมื่อคืนนั่งดูเครื่องยนต์กังหันเจ็ท ถึงประสิทธิภาพสูง แต่จะต้องสร้างด้วย CNC และทำงานที่รอบจัด ประเมินแล้วเกินกำลังชาวบ้าน อย่างนี้ก็ผ่านไปก่อนครับ
ความรู้แบ่งปันกันได้ ตรวจสอบกันได้ ปรับปรุงกันได้ แต่ถ้าไม่เอาไปทำ ก็ยังเป็นความรู้แห้งๆ ซึ่งเมืองไทยนี้แห้งแล้งมานานเพราะไม่ยอมทำอะไรกัน เรียกร้องเอา(ประท้วง)หรือปัดให้คนอื่นทำ(ปฏิรูปประเทศ) ง่ายดีครับ อิอิ
อยากใช้พลังงานจาก biomass ก็ปลูกและรักษาต้นไม้ จะใช้พลังงานจากน้ำ ก็ต้องรักษาน้ำและวัฏจักรของน้ำ(ป่าต้นน้ำ) ประท้วงหรือปฏิรูปประเทศอย่างเดียวโดยตัวเองไม่ทำอะไร จะไม่เวิร์คครับ เหมือนอย่างอีสานเขียว(จ้างคนปลูกและบำรุงรักษาต้นไม้) จ้างคนสร้างฝาย จ้างคนเรียนเศรษฐกิจพอเพียง กล้ายางโปลิโอ ตะโก สบู่ดำ ฯลฯ
เวลาผมจะทำอะไรเพื่อชาวบ้าน หลักการผมคือ ต้องสร้างง่าย บำรุงรักษาง่าย ทนทาน และได้ปสภ.สูง พร้อมกันไปครับ
อาคีฯอาจสร้างยากก็ตรง ใบเกลียวนี่แหละครับ และถ้าเคลียแรนซ์ระหว่างใบกับปลอกมาก น้ำก็รั่วมาก ทำให้ปสภ. ต่ำ ดังนั้นต้องมีฝีมือช่างสูงมากที่เดียว จึงจะสร้างได้ดี การคำนวณมุมบิด (pitch) ให้สัมพันธ์กับรอบหมุนก็ลำบากนะครับ เด็ก ป. เอก ผมทำกังหันลมสูบน้ำ (อยูที่มทร. รัตนโกสินทร์) ผมก็ให้ใช้ อาคีนี่แหละครับ ยังคำนวณหา pitch และ ปสภ. กันอยู่เลย
ถังผ่าซีกนอนตะแคงอย่างผมว่า (ต้องตะแคงนะครับไม่ตั้ง) น่าจะมีปสภ. สูงกว่า savonius กังหันลม เพราะว่ามันไม่มีการต้านน้ำเลย มีแต่ตามน้ำด้านเดียว แต่ถ้าเป็นกังหันลมจะมีทั้งที่ต้านลมและตามลมครับ