Power of The Black Sun

" Let the future tell the truth, and evaluate each one according to his work and accomplishments. The present is theirs; the future, for which I have really worked, is mine. "

"ให้อนาคตเป็นเครื่องบอกความจริงของคนๆหนึ่ง โดยพิจารณาจากสิ่งที่คนๆนั้นทำเเละความสำเร็จที่คนๆนั้นได้รับ ปล่อยให้ปัจจุบันเป็นเรื่องของพวกเขา ส่วนอนาคต ซึ่งผมตั้งใจทำมันอย่างจริงจัง คืองานของผม "
............................................................................................

วันอังคารที่ 27 ธันวาคม พ.ศ. 2559

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำวนอิสระกรณีศึกษาภาคปฏิบัติ : การใช้แหล่งน้ำธรรมชาติในเวลส์สำหรับผลิตพลังงานไฟฟ้าให้กับเมืองด้วยระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำวนอิสระที่เมืองแลนดี้ซุล (Llandysul) ตอนที่ 2

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำวนอิสระกรณีศึกษาภาคปฏิบัติ : การใช้แหล่งน้ำธรรมชาติในเวลส์สำหรับผลิตพลังงานไฟฟ้าให้กับเมืองด้วยระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำวนอิสระที่เมืองแลนดี้ซุล (Llandysul) ตอนที่ 2
เรียบเรียงโดย ดร.สุเจตน์ วันชาติ (Dr. Sujate Wanchat)
บริษัทเทสล่าเทคโนโลยี จำกัด (Tesla Technology Co., Ltd)
*************************************************
ต่อจาก ตอนที่ 1 บทความตอนนี้จะเป็นการแนะนำระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวน ซึ่งเคยเขียนบรรยายมาแล้วหลายรอบ มารอบนี้จะบรรยายอย่างสรุปและเน้นไปที่แนวทางการใช้งานเลยนะครับ
เพื่อเป็นการกระตุ้นความสนใจให้กับประชากรที่อาศัยอยู่ในชุมชนเมืองแห่งนี้ และทำให้พวกเขารู้สึกว่าตนเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนที่จะต้องมีส่วนในการรับผิดชอบต่อความต้องการพลังงาน โครงการนี้จึงได้เปิดโอกาสให้ชาวเมืองได้มีส่วนร่วมในการลงทุนซึ่งมีการประเมินว่าจะได้รับผลตอบแทนจากการลงทุน 8% ต่อปี ซึ่งอย่างน้อยผลตอบแทนก็เพิ่มขึ้นตามสภาวะเงินเฟ้อ ถ้าโชคดีราคาของพลังงานอาจมีค่าเพิ่มมากกว่าอัตราเงินเฟ้อ
อีกทั้งชุมชนเมืองแห่งนี้ยังได้รับเงินทุนปีละ 30,000 ปอนด์ เพื่อใช้ในการทำโครงการต่างๆที่เป็นประโยชน์ซึ่งชุมชนเมืองแห่งนี้สามารถดึงเงินดังกล่าวมาใช้ในโครงการนี้ได้ วัตถุประสงค์หลักของโครงการนี้คือการสร้างพลังงานเพื่อแจกจ่ายแก่ชุมชนและปรับปรุงคุณภาพสิ่งแวดล้อมให้ดีขึ้น การลงทุนผ่านโครงการพลังงานทดแทนต่างๆจะช่วยให้เมืองแลนดี้ซุลแห่งนี้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าแจกจ่ายเมืองได้โดยไม่ต้องพึ่งพาระบบไฟฟ้าจากส่วนกลางและมีปริมาณที่เพียงพอต่อความต้องการใช้งานของชาวเมือง
อีกไม่กี่ปีข้างหน้าโรงไฟฟ้าถ่านหินหลายแห่งในสหราชอาณาจักรจะหมดอายุและปิดตัวลง ทำให้เกิดช่องว่างของการผลิตพลังงานไฟฟ้าขึ้น ซึ่งทางรัฐบาลมีแผนการที่จะเติมเต็มช่องว่างนี้ด้วยการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นอีกหลายโรง ซึ่งแต่ละโรงมีอายุการใช้งานเพียงแค่ 30 ปี และจะต้องมีกากของเสียนิวเคลียร์ที่จะต้องจัดการเก็บกักอย่างปลอดภัยเป็นเวลาหลายหมื่นปี ซึ่งส่งผลเสียอย่างใหญ่หลวงต่อสิ่งแวดล้อม
ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนอิสระเป็นระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำที่ไม่ต้องการเฮดน้ำสูงมากซึ่งแตกต่างจากระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำอื่นๆ ระบบนี้สามารถทำงานได้โดยอาศัยเฮดน้ำเริ่มต้นเพียงแค่ 0.5 เมตร อีกทั้งราคาค่าก่อสร้างยังอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ และเมื่อพิจารณาจากสภาพพื้นที่ในสหราชอาณาจักรแล้วพบว่ามีสถานที่หน้างานที่มีความเหมาะสมในการติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าชนิดนี้เป็นหลายหมื่นจุด ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะพับโครงการนิวเคลียร์เก็บขึ้นหิ้งบูชาไปได้เลย
ต่อไปจะบรรยายถึงความเป็นมาและหลักการของการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำวนอิสระดังนี้ครับ…. ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนเป็นระบบที่แปลงพลังงานศักย์ที่สะสมอยู่ในน้ำที่มีเฮดเพียงน้อยนิดให้เป็นพลังงานจลน์โดยการทำให้มวลน้ำขนาดใหญ่เกิดการหมุนวนอย่างอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลกในบ่อน้ำวน เมื่อเกิดน้ำวนขึ้นแล้วบริเวณที่น้ำในบ่อน้ำวนมีความเร็วสูงหรือมีพลังงานจลน์สูงก็คือบริเวณที่อยู่ตรงจุดศูนย์กลางการหมุนวน เราก็ออกแบบกังหันน้ำที่มีความเหมาะสมไปรับเอาพลังงานจลน์ของน้ำในบริเวณนั้นเพื่อแปลงเป็นพลังกลหมุนแกนเพลาที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าแจกจ่ายออกไปใช้งาน
จากรูปภาพที่นำเสนอด้านล่างแสดงให้เห็นหลักการทำงานของระบบนี้ได้อย่างชัดเจน น้ำที่หมุนวนในระบบนี้ก็เหมือนกับน้ำที่ไหลลงรูในอ่างล้างมือซึ่งจะสังเกตเห็นการหมุนวนของน้ำ การหมุนวนนี้เมื่อเราทำให้มันมีขนาดใหญ่มันจะมีแรงมากพอที่จะหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าให้เราใช้งานได้
รูทางออกของน้ำก็เป็นรูเปิดธรรมดา แต่เราต้องออกแบบให้ได้สัดส่วนและรูต้องมีขนาดที่ใหญ่เพียงพอให้สัตว์น้ำตัวที่ใหญ่ที่สุดในแหล่งน้ำนั้นสามารถว่ายผ่านไปได้เพื่อที่ระบบนี้จะได้ไม่รบกวนระบบนิเวศน์ของแหล่งน้ำ
บริเวณที่อยู่รอบๆระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนอิสระนี้เป็นบริเวณที่มีระบบนิเวศน์ที่สมบูรณ์ ประกอบด้วยพืชน้ำขนาดเล็กที่เป็นอาหารให้กับปลา และปลาหลายชนิด ดังนั้นระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนจึงทำหน้าที่เป็นเหมือนทางผ่านที่มีความสามารถในการเติมอากาศให้กับแหล่งน้ำและเป็นเหมือนบันได้ปลา ซึ่งมันเป็นระบบพลังงานสีเขียวมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาก
น้ำทั้งหมดในแม่น้ำจะถูกดึงผ่านระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนนี้ ดังนั้นมันจะให้กำลังผลิตมากที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยที่ผลิตทั้งวันทั้งคืนตราบเท่าที่แม่น้ำมีน้ำให้ไหลไฟก็มา โดยที่ไม่มีการแบ่งการไหลออกมาเหมือนดังระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำอื่นๆ ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนนี้จะถูกออกแบบให้ฝังตัวอยู่ในลำน้ำเลย ทำให้ระบบนี้ไม่มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ทำให้แม่น้ำมีน้ำลดลง (เพราะไม่ได้แบ่งการไหลไปที่อื่น) และสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาเพราะน้ำไม่มีหมด
ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนนี้ไม่มีความจำเป็นต้องสร้างระบบกักน้ำเพื่อรอจ่าย น้ำจะไหลผ่านระบบไปอย่างเป็นธรรมชาติ ซึ่งจะไม่รบกวนอัตราการไหลของน้ำทั้งระบบของแม่น้ำแม้แต่น้อย
ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนต้องการเพียงแค่ตะแกรงกรองหยาบเพื่อป้องกันไม่ใช้ขยะที่มีขนาดใหญ่มาขวางการไหลของน้ำผ่านระบบ ส่วนขยะที่มีขนาดเล็กเช่นแก้ว ขวดน้ำ เป็นต้น สามารถไหลผ่านระบบไปได้เลย ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนอิสระนี้เป็นระบบทีเข้ากติกาของ EU Water Framework Directive และมีการติดตั้งมาแล้วหลายประเทศ เช่น ออสเตรเลีย อิตาลี สวิตเซอแลนด์ เยอรมัน แลตเวีย ญี่ปุ่น อินโดนิเซีย ชิลีและอินเดีย
ขนาดของระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนอิสระนั้นขึ้นอยู่กับระดับความสูงของน้ำหรือเฮดน้ำที่หน้างานมีให้เป็นหลัก ในกรณีของหน้างานที่ศึกษานี้บ่อน้ำวนที่มีความเหมาะสมคือ 6 เมตร เพราะมีพื้นที่มีเฮดที่ให้ได้คือ 2 เมตร เป็นสัดส่วน ความสูงต่อความกว้าง 1:3 (เป็นสัดส่วนที่สอดคล้องกับที่ดร.สุเจตน์ วันชาติเคยทำวิจัยไว้) กังหันน้ำจะหมุนที่ความเร็วรอบ 30 rpm บ่อน้ำวนแต่ละบ่อจะสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ 10 กิโลวัตต์ ในแผนจะมีการก่อสร้าง 20 บ่อเรียงต่อกันตามความยาวของลำน้ำ ซึ่งโดยรวมแล้วจะสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้สูงสุด 200 กิโลวัตต์ มีการติดตั้งเวียร์ขวางลำน้ำไว้ โดยที่เวียร์นี้จะทำให้ที่ควบคุมระดับน้ำและอัตราการไหลทั้งหมดของทั้งในลำน้ำและในระบบผลิตไฟฟ้าน้ำวน ซึ่งทำงานด้วยระบบควบคุมอัตโนมัติ เพื่อควบคุมระดับน้ำในบ่อน้ำวนเพื่อให้ระบบสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ในอัตราที่สูงที่สุดตลอดเวลา และด้วยการควบคุมของเวียร์ทำให้ระบบนี้ไม่เสี่ยงต่อน้ำท่วม
ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำวนขนาด 200 kW ที่มีบ่อน้ำวน 20 บ่อนี้จะใช้อัตราการไหลของน้ำในแม่น้ำทั้งหมด 26 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ซึ่งคิดเป็น 20% ของอัตราการไหลของน้ำตลอดทั้งปี การก่อสร้างระบบนี้จนแล้วเสร็จจะต้องใช้คอนกรีตทั้งหมด 1,000 ลูกบาศก์เมตร มีการคำนวณว่าระหว่างการก่อสร้างจะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 240 ตัน ซึ่งจะถูกชดเชยหลังจากการก่อสร้างแล้วเสร็จและเดินเครื่องไปได้ 7 เดือน
วันนี้พอแค่นี้ก่อนครับ เดี๋ยวครั้งหน้ามาบรรยายการใช้งานระบบผลิตไฟฟ้าน้ำวนแบบฝังเรียงตัวในแม่น้ำนี้ต่อ




ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น