แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่3)

สวัสดีครับเพื่อนๆ ทุกคน วันนี้เรามาต่อกันใน ตอนที่ 3 นะครับสำหรับเรื่อง แนวโน้มด้านพลังงานนในอนาคตครับ มาดูกันครับ

สำหรับในแถบเส้นสูตรศูนย์ เช่นประเทศไทย พลังงานแสงอาทิตย์จะได้เปรียบ
เปรียบกว่าพลังลม ด้วยเหตุที่อยู่ในเขตรับรังสีจากดวงอาทิตย์ ส่วนพลังงานลม
อาจจะไม่คุ้มค่าด้วยกลไกอากาศเขตร้อน ที่จะยกตัวสูง และพัดลาดต่ำลงสู่เขต
อบอุ่น จึงสังเกตเห็นว่าหลายประเทศ ในเขตอบอุ่น เขตหนาว มีโครงกังหันลม
มากมายกว่า พลังงานแสงอาทิตย์

ในทางตรงกันข้ามส่วนเขตร้อนก็เน้นหนัก มาด้านพลังงานจากแสงอาทิตย์ และ
แน่นอนที่สุด ประชากรโลกต้องมารวมกันใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากทั้ง 2 ระบบ
มากขึ้น

แต่เวลาที่จะเกิดปัญหากับประชากรนั้นไม่ได้คอยใคร หนทางที่เป็นไปได้ ก็คือ
ต้องช่วยตนเองในระดับหนึ่ง หากสามารถกระทำได้ เพื่อลดภาระค่าน้ำมันที่แพง
อนาคตก็กลายเป็นของมีค่า แพงกว่าอาหาร

แม้ว่าในช่วงวิกฤตเศษฐกิจโลก ปี 2008-2009 ทำให้จับจ่ายน้อยลง ส่งผลต่อ
ราคาน้ำมันถูกลงกว่าก่อนหน้านี้ ราคาน้ำมันที่ต่ำลงไม่มีความยั่งยืน หากเศษฐกิจ
เริ่มฟื้นตัว ราคาน้ำมันคงถีบตัวขึ้นไปอย่างหลีกเหลี่ยงไม่ได้ เพราะเป็นเป้าหมาย
ของวงการค้าน้ำมันอยู่แล้ว

ความจำเป็นที่จะต้อง สร้างวิธีผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ไว้ใช้เองในบ้าน
ถึงอาจไม่สะดวกนัก คงดีกว่าไม่มี หลายคนคงบอกว่าเป็นไปได้ยาก เพราะต้นทุน
แพง ในความจริงคำว่าแพง เพราะเปรียบเทียบ กับค่ากระแสไฟฟ้าที่จ่ายไประยะ
ยาวมีความคุ้มค่าอย่างเห็นได้ชัด เฉพาะอย่างยิ่งมีเทคนิคใหม่เกิดขึ้นเสมอมา
สามารถประหยัดการลงทุนได้มากขึ้นตามลำดับ มีสะดวกขึ้นของระบบ แน่นนอน
มีความปลอดภัยกว่า ซึ่งในประเทศแถบยุโรปได้รับการสนับสนุนจากภาครัฐ
ทำให้มีแรงจูงใจต่อการลงทุนในครัวเรือน

ในทุกวันนี้ มีอีกหลายประเทศค่า กระแสไฟฟ้าอยู่ในระดับราคาต่ำ แต่ข้างหน้า
จะไม่ต่ำเหมือนเดิม ด้วยต้นทุนน้ำมัน และเงื่อนไขสัญญาเกียวโต ที่ทุกประเทศ
ต้องร่วมแก้ไขปัญหา ด้วยเหตุผลสำคัญอีกประเด็น คือ ถ้าประชากรโลกแต่ละ
บ้านใช้ แผงพลังงานแสงอาทิตย์สัก 2 แผ่น ที่มีขนาด 800 Kwh จะสามารถลด
การเกิดก๊าซเกิดคาร์บอนได้ 1,000 ปอนด์ ต่อครอบครัว

อย่างไรก็ตามขณะนี้ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทยนั้นยังไม่ประสบ
ผลสำเร็จด้วยในครั้งแรกการลงทุนสูงมาก มีระยะคืนทุนที่ยาวนานและภาครัฐ
ไม่ให้การสนับสนุนในเขตเมือง ซึ่งเป็นพื้นที่สิ้นเปลืองสูง นโยบายหลายครั้งเหมือน
ดูสับสน มุ่งเป้าอย่างไม่ตรงประเด็น คล้ายหาคะแนนนิยม มากกว่าตั้งใจจริง

แถบสีน้ำตาลเข้ม สีส้ม และเหลือง แสดงค่าศักยภาพรังสี แสงอาทิตย์สูงตามลำดับ คำตอบเรื่องพลังงานแสงอาทิตย์ ของประเทศไทย

ความเหมาะสมและแนวโน้มที่เป็นไปได้ จากข้อมูลการสำรวจ ของสำนักงาน พลังงานแสงอาทิตย์ พบว่าพื้นที่ในประเทศไทย มีศักยภาพสูงเพียงพอที่จะรับ รังสีดวงอาทิตย์ ในครัวเรือนทั่วประเทศถึง 99% โดยตัวเลข รายวันเฉลี่ยต่อปี ในช่วง 19-20 MJ/ตรม.ต่อวัน เท่ากับ 14.3% ของพื้นที่ทั้งประเทศ ในช่วง 18-19 MJ/ตรม.ต่อวัน เท่ากับ 50.2% ของพื้นที่ทั้งประเทศ ในช่วง 17-18 MJ/ตรม.ต่อวัน เท่ากับ 27.9 % ของพื้นที่ทั้งประเทศ ในช่วง 16-17 MJ/ตรม.ต่อวัน เท่ากับ 07.1% ของพื้นที่ทั้งประเทศ ในช่วง 15-16 MJ/ตรม.ต่อวัน เท่ากับ 00.5% ของพื้นที่ทั้งประเทศ เท่ากับมีค่าเฉลี่ยทั้งประเทศ 18.2 MJ/ตรม.ต่อวัน เพราะฉะนั้นนับว่า มีโอกาสใช้ พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างสม่ำเสมอตลอดปี เกือบทั่วประเทศมีความได้เปรียบ กว่าพลังงานอื่นๆ

แผนที่แสดงพลังงานรังสีจากดวงอาทิตย์ ค่าเฉลี่ยทั้งปี สีแดงแสดงความเข้มข้นสูงสุดของรังสี ภาพรวมโลกจะรับค่ารังสีราว 45-47%

ความเข้าใจเบื้องต้น เรื่องพลังงานแสงอาทิตย์

ข้อมูลพื้นฐานของ แสงของรังสี ดวงอาทิตย์ จากตำแหน่งดวงอาทิตย์ในท้องฟ้า เรื่องแรก เป็นตัวกำหนดและคำนวณอธิบายถึง ความสามารถจะนำมาใช้งาน แสงของรังสีดวงอาทิตย์ ที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศโลก เรียก Extraterrestrial radiation (รังสีจากนอกอวกาศ) ค่าเฉลี่ย 1367 Watts/ตรม.อาจมีค่าสูงต่ำ ±3% ขึ้นอยู่กับวงโคจรระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึ่งบางช่วงเข้าใกล้กันและโลกมีแกน (Axis) ที่เอียงขณะหมุนรอบดวงอาทิตย์ จึงเป็นมูลเหตุของฤดูกาล โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดแปลงแปลงเล็กน้อย เกี่ยวกับเวลามาตรฐาน ท้องถิ่น เวลาที่แตกต่างกัน เรียกว่า Equation of time(เวลาเส้นศูนย์สูตรโลก) เรานำมาประกอบการเดินเรือในมหาสมุทร ที่นำทางโดยดวงดาว หรือดวงอาทิตย์ ดังนั้นจึงต้องนำมาเป็นข้อมูล คำนวณตำแหน่ง การให้พลังงานจากดวงอาทิตย์และ สิ่งที่ต้องทราบเพิ่มเติมอีกประการคือ เวลาขึ้น-ตก ของดวงอาทิตย์เพื่อเป็นข้อมูล ระยะช่วงวันยาว สั้นแต่ละวันของการให้แสงของรังสีดวงอาทิตย์ ด้วยเวลา ที่ต่างๆกันในแต่ละพื้นที่ และฤดูกาลที่ต่างกัน การหักเหของแสง ในชั้น บรรยากาศของโลก ซึ่งอาจเบาบางมาก แต่ก็เป็นเรื่องสำคัญควรนำมาคำนวณด้วย ยกตัวอย่างกรณี นี้เพื่อในเห็นภาพชัดขึ้น เรารดน้ำบนพื้นให้เปียกอาจใช้เวลาหลาย ชั่วโมงกว่าจะแห้งสนิท ถ้าไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์ แต่หากแสงอ่อนๆส่องมาถึง พื้นนั้นจะแห้งภายในไม่กี่นาที รังสีของดวงอาทิตย์ เกิดจากเงื่อนไขหลอมละลายผสมกันของ อะตอม (Fusion) ภายในแกนกลาง และพัฒนาการเป็น ความร้อนสู่ชั้นนอกซึ่งเย็นตัวกว่า เกิดเป็น ชั้นบรรยากาศของรังสี ส่องมาสู่โลก โดยรังสีดังกล่าวมีความร้อนไม่มากไปกว่า 5,800 Kelvin บนชั้นนอกของดวงอาทิตย์ แต่มีระยะความกว้างของคลื่นมาก 200-50,000 nm โดย 47% เป็นแสงที่มองเห็น (Visible wavelengths) มีระยะความกว้างของคลื่น 380-780 nm ส่วนคลื่น Infrared ที่กว้างกว่า 780 nm ขึ้นไป มี 46% และคลื่น Ultraviolet ที่ต่ำกว่า 380 nm มี 7% มองไม่เห็นรวมเป็น Extraterrestrial solar radiation (รังสีดวงอาทิตย์จากนอกอวกาศ) บางกรณีมีการสะท้อนกลับไปกลับมา จากชั้นบรรยากาศในบางพื้นที่เป็นเรื่องมี ความสำคัญเช่นกันโดยเฉพาะบริเวณที่ปกคลุมด้วยหิมะ จะสะท้อนกลับได้ดี แต่ทั้งหมด แสงของรังสีดวงอาทิตย์ จะฉายแสงลงมาบนพื้นผิวตามแนวตรงเป็น การบวกเพิ่มเติมกันระหว่าง Diffuse radiation และ Normal irradiance เรียกว่า Global irradiance

การฉายแสงของดวงอาทิตย์ เป็นแนวตรงทุกฤดูกาล แต่โลกเอียงทำให้ค่ารังสีรับไม่เท่ากัน

ถ้าพื้นผิวที่รับแสงเอียงกระดก ก็มีผลต่อการฉายแสงลงมาบน พื้นผิวตามแนวตรง จะทำให้ทั้งหมดของการฉายแสง Diffuse radiation ร่วมกับ Direct normal ลงบน พื้นผิวที่เอียงกระดกบวกเพิ่ม กับการสะท้อนกลับจากพื้นด้านล่างเป็นธรรมดาของ ลักษณะพื้นผิวดังกล่าว ค่าแสงของรังสีดวงอาทิตย์ ทวีคูณมากขึ้นโดยเฉพาะอยู่ในมุม Zenith (เหนือศีรษะ) เป็นการทำมุมเหมือนตัว T จากนั้นน้อยลงตามลำดับ ตามแนว เหนือ-ใต้ของแกน โลก ลักษณะโดยตรงของผิวพื้นที่เอียงกระดกของโลก เป็นอุปสรรคต่อการฉาย แสงแบบ Direct normal ช่วงกลางวันที่ท้องฟ้าไม่มีเมฆ รังสีของดวงอาทิตย์กระจายตัวและถูกดูดกลืนใน ชั้นบรรยากาศประมาณ 25% เท่ากับมีค่า แสงของรังสีดวงอาทิตย์ เฉลี่ยราวๆ 1,000 Watts/ตรม. เรียกว่า Direct normal irradiance (การส่องสว่างโดยตรง แบบปกติ) หรือลำแสงปกติ (Beam irradiance) ถ้าแสงนั้นมีการกระจัดกระจาย ส่องจากพื้นผิวโลก กลับสู่อวกาศเรียกว่า Diffuse radiation (รังสีที่พร่ากระจาย) อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดของโลกมีความเกี่ยวข้องกับ ดวงอาทิตย์ไม่ใช่เฉพาะเรื่อง แสง ที่ได้รับในรูปแบบพลังงานแสงอาทิตย์ ที่กล่าวถึงเท่านั้น ดวงอาทิตย์มีผลต่อ การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศโลก มากมายกว่าเข้าใจได้ในขณะนี้ เชื่อว่าพลังงานสนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ มีส่วนเกี่ยวข้องกับฤดูกาลบนโลก อย่างลึกๆมากนานแล้ว ขณะนี้พึงเริ่มการศึกษาว่า หากมีการเปลี่ยนแปลงของ สนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์ จะมีผลกระทบอื่นๆบนโลก ต่อการดำรงชีวิตของ มนุษย์หรือไม่

บางส่วนของรังสี สะท้อนออกไปในอวกาศ

Solar car ยาว 3.6 เมตร น้ำหนัก 280 กิโลกรัม ความเร็วเฉลี่ย 110 กม./ชั่วโมง ใช้แบตเตอรี่แบบ NiMH 100 amp/ชั่วโมง 72 V. ( ปี 2008 ประมาณ 4 ล้านบาทในยุโรป)

Reference : SunflowerCosmos.org

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่1)

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่2)

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่3)

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่4) 

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนที่5) 

แนวโน้มด้านพลังงานในอนาคต(ตอนสุดท้าย)