ลานซักล้าง

ไม่ได้เขียนบันทึกหลายวัน แต่ไม่ได้แป้กหรอกนะครับ

ผมร่วมกับบรรณาธิการชาวเฮ ตรวจแก้หนังสือเจ้าเป็นไผ ๑ อีกครั้งหนึ่งเพื่อจัดพิมพ์ครั้งที่สอง… ไม่อยากคุยเลย ของเค้าดีจริงๆ ครับ… หนังสือชุดนี้เป็นบทเรียนชีวิต ถึงแม้ผู้อ่านจะไม่ได้ผ่านประสบการณ์นั้นโดยตรง แต่ก็สามารถเรียน (อย่างแห้งๆ) ได้บ้างว่า กว่าที่คนแต่ละคนจะมายืนอยู่ตรงที่เขายืน ผ่านอะไรต่างๆ มามากมาย ดีบ้าง ไม่ดีบ้าง “ถูกทาง” บ้าง ไม่ถูกบ้าง แต่ก็ไม่มีใครที่อยู่ดีๆ ก็เป็นแบบที่เป็นอยู่ การจะเป็นอย่างที่เป็น ต้องฝ่าฟันกันทั้งนั้น… ให้นักศึกษาอ่าน สร้างแรงบันดาลใจได้อย่างมหาศาล… ให้ผู้ต้องขังในทัณฑสถานอ่าน ครอบครัวรายงานว่าพฤติกรรมเปลี่ยนแปลง ทำงานทำการมากขึ้น

ที่อยากบอกในบันทึกนี้คือ ภัยแล้งครั้งนี้ หนักหนาสาหัสแน่นอน แต่เราก็ยังมองน้ำเป็นแต่เรื่องน้ำผิวดิน เมืองไทยไม่มีภูเขาสูงพอที่จะดักจับความชื้นในอากาศ หรือมีหิมะตก เรายังพึ่งฝน แต่ก็ทำลายป่าซึ่งดูดความชื้นในอากาศ เอาน้ำจากแม่น้ำนานานชาติมาใช้ก็ไม่ได้ แล้วเราก็บ่นๆๆๆ ชี้นิ้วไปเรื่อยๆ

เรายังคิดเหมือนเดิม (รอฝน) ทำเหมือนเดิม (รอน้ำ) ผลย่อมเหมือนเดิมครับ (รอต่อไป)

มีวิธีเติมความชื้นในอากาศโดยใช้น้ำทะเลสร้าง “เชื้อเมฆ” แก้โลกร้อน และปั่นไฟฟ้าไปในขณะเดียวกัน

บันทึกเก่าๆ เรื่องน้ำนี้ น่าอ่านทุกอันครับ หวังว่าจะได้แง่คิดอะไรบ้าง

มีข้อควรระวังเกี่ยวกับพลังงานลม คือในช่วงที่ลมยังอ่อนเกินกว่าจะนำไปใช้ หรือส่วนที่แรงเกินไป/เกินความต้องการ จะต้องหาวิธีเก็บพลังงานเหล่านี้ไว้ใช้ในยามลมอ่อนแต่มีความต้องการพลังงาน โดยทั่วไปมักใช้วิธีเปลี่ยนพลังงานจลน์ของลมไปเป็นไฟฟ้า แล้วเก็บไว้ในแบตเตอรี ซึ่งคือรูปของพลังงานเคมี

แต่ก็ยังมีวิธีเก็บพลังงานไว้ใช้ในรูปอื่นอีก เช่นใช้กังหันแบบอัดอากาศ นำ “ลมส่วนเกิน” เก็บไว้ในถุงลมความดันสูง เพื่อปล่อยลมออกมาใช้ในเวลาที่ต้องการ

แต่เรื่องที่อยากเขียนในวันนี้ เป็นเรื่องของการเก็บพลังงานส่วนเกินไว้ในรูปพลังงานจลน์ (Kinetic Energy Storage) ด้วย “ฟลายวีล” ซึ่งคงเป็นที่รู้จักกันดี แต่ฟลายวีลแบบนี้ มีลักษณะพิเศษกล่าวคือ

1. การหมุน หมุนลอยอยู่บนแม่เหล็ก (magnetic levitation) เพื่อลดแรงเสียดทานจากแบริ่ง
2. ฟลายวีลนี้ อยู่ในภาชนะสูญญากาศ เพื่อลดแรงเสียดทานจากอากาศเมื่อหมุนด้วยความเร็วสูงมากๆ ความเร็วที่ขอบฟลายวีลอาจสูงถึง 2000 เมตร/วินาที
3. ตัวฟลายวีล มีแม่เหล็กถาวรติดอยู่ และถ่ายเทพลังงานจากภายนอกให้ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ที่จัดเฟสให้ปั่นฟลายวีลให้เร็วขึ้นเรื่อยๆ
4. เมื่อจะนำพลังงานออกมาใช้ ก็ใช้แม่เหล็กถาวรที่ติดอยู่กับฟลายวีล หมุนตัดกับขดลวด ได้พลังงานไฟฟ้าออกมา

ดูทั้งสี่ข้อแล้วรู้สึกวุ่นวายมาก ซึ่งก็จริง แต่ยังมีประโยชน์อีกอันหนึ่งซึ่งมักถูกมองข้ามไป คือฟลายวีลมีความหนาแน่นของพลังงาน (หน่วยเป็น kW/kg) สูงที่สุดในบรรดาเครื่องมือเก็บพลังงาน ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ แท๊งก์น้ำ ถุงลม หรืออะไรก็ตาม

@ แบตเตอรี่ เหมาะกับการจ่ายไฟเกิน 1 ชั่วโมง (ถ้าจ่ายไหว) เพราะว่ามีจำนวนครั้งของการชาร์ตจำกัด

@ คาปาซิเตอร์ เหมาะกับการจ่ายไฟช่วงสั้นมาก เช่นสั้นกว่า 0.1 วินาที (รอรีเลย์สับแหล่งพลังงานอื่นมาแทน)

@ ฟลายวีล เหมาะกับระยะเวลา 1 วินาที ถึง 10 นาที; ดูเผินๆ ฟลายวีลดูเหมือนจะแพงกว่าแบตเตอรี่ แต่ถ้าคิดถึงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่แล้ว ก็ไม่แตกต่างกัน

• http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_storage#Storage_methods
• http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage
• http://www.aspes.ch/faq.html

ก่อนจะตัดสินใจติดตั้งกังหันลม จะต้องพิจารณาความเร็วลมเสียก่อน แต่ละพื้นที่ มีความเร็วลมเฉลี่ยไม่เท่ากัน

การจัดชั้นความแรงของลมตามมาตรฐานนั้น ใช้สเกลความแรงลมโบว์ฟอร์ต ซึ่งเรียกลำดับชั้นเป็นหมายเลข ดังนี้

ความแรงของลมที่น่าสนใจคือระดับ 3-6 แม้ไม่แรงนัก แต่ถ้าปั่นไฟได้สักชั่วโมงละ 200W ก็หรูแล้ว แต่ละวันได้ไฟ 2.4 kWh เอาไปสูบน้ำบาดาลด้วยมอเตอร์ 2 แรงม้าได้วันละชั่วโมงครึ่ง ซึ่งเกินพอสำหรับการอุปโภคบริโภค

แต่บริเวณที่น่าเสียดายพลังงานจากลมที่สุดคือบริเวณริมทางหลวง ซึ่งมีลมแรงตลอดเวลาที่มีรถวิ่ง แทนที่จะปั่นไฟมาใช้ กลับปล่อยทิ้งไปเฉยๆ

อ่านต่อ »

พลังงานจากลมเป็นพลังงานสะอาด กล่าวคือไม่สร้างก๊าซเรือนกระจก แต่ปัญหาคือเมืองไทยไม่ได้ตั้งอยู่ในเขตที่มีลมแรง

ที่จริงแล้ว พลังงานลมคือพลังงานจลน์ของอากาศ kWh = (1/2)(ρ)(v³)(A)(E)(H)

• ρ (rho) คือความหนาแน่นของอากาศ ซึ่งมีค่า 1.165 kg/m³ ที่อุณหภูมิ 30°C และระดับน้ำทะเลปานกลาง
• v คือความเร็วของกระแสอากาศ
• A คือพื้นที่หน้าตัดของเครื่องแปลงพลังงาน (กังหันปั่นไฟ)
• E คือประสิทธิภาพในการดักจับพลังงานจลน์จากการไหลของกระแสอากาศ คิดต่อหน่วยพื้นที่(ให้เป็นหน่วยเดียวกับหน่วยของ A เช่นตารางเมตร) ค่าของ E ในทางทฤษฎีจะไม่สามารถเกิน 59.3% ซึ่งเรียกว่า Betz Limit ตัว E นี้ ในอุตสาหกรรมพลังงานลมเรียกว่าสัมประสิทธิ์กำลัง (Power Coefficient)
• H คือจำนวนชั่วโมงที่ปั่นไฟได้

กำลังไฟฟ้าที่ปั่นได้ ยังไงก็ไม่มีทางเกิน พลังงานจลน์ (¹/₂mv²) ที่เคลื่อนผ่านพื้นที่หน้าตัดของกังหันลม แต่ m = ρvA ดังนั้น W = ¹/₂ρv³A จะเห็นว่ากำลังไฟฟ้า แปรผันตาม v³ ดังนั้นยิ่งลมแรง ก็จะยิ่งได้กำลังไฟฟ้ามาก เรามักจะเห็นว่าผู้ใช้พลังงานลม พยายามยกกังหันลมไปไว้ในที่สุงที่สุดเท่าที่จะทำได้ด้วยเหตุผลนี้ ยิ่งสูงก็ยิ่งลมแรง ตาม Wind Profile Power Law

เค้าว่าหลังจากเกิดวิกฤติเศรษฐกิจปี 2540 คนไทยกลายเป็นนักเศรษฐศาสตร์สมัครเล่นกันทุกคน งั้นลองพิจารณาการคาดเดาเหตุการณ์เมื่อการผลิตน้ำมันเริ่มลดลงเหล่านี้หน่อยดีไหมครับ

• น้ำมันเป็นทรัพยากร ไม่ว่าจะมีอยู่มากหรือน้อยเท่าใด มันจะหมดแน่ เพียงแต่ไม่รู้ว่าเมื่อไหร่
• มีคนทุ่มเถียงกันมากว่าเมื่อไหร่น้ำมันจะหมดโลก
• ข้อมูลในปี 2549 โลกโดยรวมใช้พลังงานฟอสซิล 86.1% (น้ำมันดิบ 35.9% ถ่านหิน 27.4% ก๊าซธรรมชาติ 22.8%), พลังงานน้ำ 6.3% และพลังงานนิวเคลียร์ 5.9%
• ผู้รู้เขาว่าน้ำมันเกิดจากฟอสซิลภายใต้ความร้อนความกดดัน
• โลกสูบน้ำมันขึ้นมาใช้เป็นพลังงานสำหรับอุตสาหกรรม ด้วยอัตราที่มากกว่าที่โลกสะสมพลังงานจากดวงอาทิตย์ไว้ในรูปพันธะทางเคมีในน้ำมันดิบ แล้วมันจะไม่ร้อนยังไงไหว
• น้ำมันดิบ ไม่ได้หมายถึงน้ำมันเท่านั้น แต่มันยังเป็นวัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนตั้งต้นสำหรับอุตสาหกรรมอื่นอีกมากมาย เช่นพลาสติก ปุ๋ย ฯลฯ

• สไลด์เรื่อง “โลกร้อน… ทำไงดี?” โดย ดร.สรณรัชฎ์ กาญจนะวณิชย์ มูลนิธิโลกสีเขียว [25MB] เผยแพร่โดย @Fringer บนทวีตเตอร์

ตามประกาศของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ค่า Adder (อัตราส่วนเพิ่มราคารับซื้อไฟฟ้า) ซึ่งผลิตจากชีวมวลอาจจะดูมีค่าต่ำ แต่ผมคิดว่าน่าสนใจอยู่ดี

ประเด็นคืออย่างนี้ครับ ยางพาราตอนนี้ราคาประมาณ 75 บาท (ราคาจาก AFET) แต่ว่าทั้งจีนและเวียดนาม ได้มีการส่งเสริมการปลูกยางพาราอย่างเป็นระบบ ดังนั้นในอนาคต เมื่อจีนและเวียดนามเริ่มกรีดยางได้ ราคาจะไม่อยู่ในระดับนี้ เราจึงควรรีบหาวิธีการที่นำยางมาเพิ่มมูลค่า… ซึ่งในบันทึกนี้ ใช้วิธีเลียนแบบธรรมชาติ เปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนเป็นน้ำมัน

การบวนการนี้ เรียกว่า thermal depolymerization ซึ่งเพิ่มความร้อนและความกดดันให้กับ polymer จนสลายออกเป็น monomer ในกระบวนการนี้ ได้ “ของ” สามอย่าง คือของแข็ง (activated carbon) ของเหลว และก๊าซ​ (ซึ่งเอาไปเผาให้ความร้อน)

ในส่วนของของเหลว ก็เป็นน้ำมันในเกรดของดีเซล กับน้ำซึ่งแม้ไม่บริสุทธิ์ แต่รีไซเคิ้ลกลับไปใช้ในกระบวนการผลิตได้ เทคโนโลยีนี้ (ของ CWT เรียกว่าเทคโนโลยีแบบ TCP) ได้รับการคุ้มครองโดยสิทธิบัตรสหรัฐในปี 1996 ซึ่งจะคุ้มครองจนถึงปี 2011 ดังนั้นเริ่มคิดตั้งแต่ตอนนี้ยังทันครับ

“เศษ” จากโรงงานแปรรูปไก่วันละ 200 ตัน สามารถแปรเป็นดีเซลได้วันละแปดหมื่นลิตรได้ทุกวัน

• Video

ในวิดีโอเค้าเรียก Rocket Stove ครับ แต่ขืนเรียกว่าเตาจรวด คงฟังดูพิลึกเกินไป

หลักการเป็นเข่นเดียวกับหลุมไฟดาโกต้า เพียงแต่แทนที่จะขุดดินสองหลุม ก็ยกเอาขึ้นมาบนดิน โดยเอาอิฐมอญก่อขึ้นมา ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติแบบเดียวกับหลุมไฟดาโกต้า คือให้ความร้อนสูง มีการเผาใหม้สมบูรณ์ ประหยัดเชื้อเพลิง ควันน้อยหรือไม่มีควัน (แล้วแต่เชื้อเพลิง)

สามารถใช้เป็นเตาทำกับข้าวได้ เมื่อทำกับข้าวเสร็จ อิฐที่ถูกเผามา ยังเก็บความร้อนอยู่ จึงผิงไฟได้อีกต่อหนึ่ง

อ่านต่อ »

ใครๆ ก็รู้ว่ารูปทรงพาราโบลา รวบรวมแสงเข้าสู่จุดโฟกัสได้ดีที่สุด แต่มีปัญหาใหญ่คือพาราโบลาเป็นผิวโค้ง สร้างยากกว่าผิวเรียบ

บันทึกนี้ แสดงวิธีง่ายๆ ที่จะสร้างจานรวมแสงพาราโบลา

เริ่มต้นด้วยไม้ฉาก ไม้อัด ด้าย ปากกา ขึงด้ายให้ตึงจากปลายหนึ่งของไม้ฉาก กับจุดโฟกัส เลื่อนไม้ฉากห่างออกไปเรื่อยๆ ลากเส้นโค้งตามแต่ด้วยจะพาไป จะได้รูปพาราโบลา

สังเกตว่าต้องให้เชือกตึงอยู่ตลอดเวลา ถ้าจะให้ดี จุดโฟกัสควรอยู่สูงกว่าขอบจาน

อ่านต่อ »

จะรวมแสง ก็ต้องหาวัสดุเงามาสะท้อนแสงนะครับ ซึ่งวัสดุต่างๆ มีสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงไม่เท่ากัน ซึ่งนำมาให้ดูบางตัวดังนี้

แต่ว่าเมืองไทย มีอากาศร้อนชื้น และมีฝุ่นมาก ก็จะต้องระวังรักษาผิวสะท้อนให้สะอาดพอสมควร เพื่อไม่ให้ลดทอนความสามารถในการสะท้อนแสง

จากตารางข้างบน ใช้อะลูมินัมฟอยล์ (ที่ใช้ห่ออาหาร) ด้านมันวับ เอามาติดกาวห่อแผ่นพลาสติค ก็อาจจะสร้างผิวสะท้อนแสงประสิทธิภาพสูงที่มีน้ำหนักเบาขึ้นมาได้ — อย่าลืมว่าเราต้องหมุนแผงสะท้อนแสงตามดวงอาทิตย์ไปด้วย ดังนั้นน้ำหนักของแผง ก็เป็นประเด็นสำคัญเช่นกัน

ถ้าใช้กระจก ก็ได้เหมือนกันครับ แต่ต้องระวังเรื่องน้ำหนัก

ดวงอาทิตย์สาดแสงลงมายังพื้นโลก ถ้าเราตามเก็บพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ทั่วทั้งพื้นที่ ก็เหมือนเอาแผ่นเหล็กไปวางไว้กลางแดด แสงแดดจะทำให้แผ่นเหล็กทั้งแผ่นร้อนขึ้น แต่เนื่องจากแผ่นเหล็กมีขนาดใหญ่ ทำให้ความร้อนกระจายออกไปทั่วทั้งแผ่น หากแทนที่เราจะใช้แผ่นเหล็กเก็บความร้อน สู้เบนแสงมารวมกันเป็น “จุด” จะช่วยให้ได้ความร้อนในปริมาณเดียวกัน รวมกันอยู่ในจุดเดียว หรือเส้นเดียว สร้างอุณหภูมิที่สูงอาจจะเป็นพันองศา เอาไปต้มน้ำเป็นไอ หรือเอาไปใช้ปั่นกำลังกลด้วย Sterling Engine ฯลฯ ก็ยังจะดีกว่าให้ความร้อนกระจายออกเต็มแผ่นเหล็ก ซึ่งรวบรวมไปใช้งานได้ยากครับ

คงเป็นที่รู้กับโดยทั่วไปว่าจานพาราโบลา รวบรวมแสงไปที่จุดโฟกัสได้ดีที่สุด แต่มีปัญหาพื้นฐานคือถ้าจะใช้จานพาราโบลารวมแสง ก็จะต้องใช้กระจกโค้ง ซึ่งหาอุปกรณ์สำเร็จรูปไม่ได้ (แต่ไม่ใช่ว่าจะสร้างไม่ได้ เพียงแต่ยุ่งยากมาก ถ้ายังอยากเขียน อาจกลับมาเล่าถึงวิธีการครับ)

ดังนั้น วิธีการรวมแสงที่คนทั่วไปสร้างได้ ก็จะใช้หลักการที่เรียกว่า Heliostat ใช้กระจกเงาเรียบบานเล็กๆ สะท้อนแสงไปรวมกันที่จุดโฟกัส

มีตำนานอยู่อันหนึ่งบอกว่าอาคีมีดีส ก็คนที่ร้องยูเรก้านั่นแหละครับ ใช้โล่ขัดเงาสะท้อนแสงไปรวมกันที่ใบเรือของกองทัพโรมัน เผาใบเรือกองทัพเรือโรมันจนแตกพ่ายไปที่เมือง Syracuse เมื่อปี พ.ศ.331 ประมาณรัชสมัยของพระเจ้าอโศกมหาราช — เรื่องนี้นักประวัติศาสตร์ในสมัยนั้น ไม่ว่าจะเป็น Polybius, Livy หรือ Plutarch ต่างก็ไม่เคยบันทึกว่าอาคีมิดีสทำอย่างนั้น จึงน่าสงสัยว่าไม่น่าจะเป็นเรื่องจริง

แต่การทำงานของ Heliostat นั้น ใช้หลักการเดียวกับในตำนาน และทำงานได้จริง เพียงแต่ว่า…

ดวงอาทิตย์ “โคจร” ไปเป็นอัตรา 15° ทุกชั่วโมงเมื่อเทียบกับตำแหน่งคงที่บนโลก ดังนั้นเมื่อเล็งกระจกไว้แล้วไปที่จุดโฟกัสไว้แล้ว เดี๋ยวเดียว แสงก็จะเฉออกไปจากจุดโฟกัส

Heliostat (หรือ Parabola) ต่างก็ต้องหมุนตามดวงอาทิตย์ แล้วพยายามสะท้อนแสงไปรวมกันที่จุดโฟกัสให้ได้

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์เทียบกับทิศ ในวันที่เขียนบันทึกนี้

อ่านต่อ »