พลังงานจากดวงอาทิตย์ (4)
อ่าน: 5013ดวงอาทิตย์สาดแสงลงมายังพื้นโลก 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
