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
