พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

           พลังงานหมุนเวียน คือ พลังงานที่ใช้แล้วไม่หมดไป สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมาก นับเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่จะนำมาใช้แทนพลังงานจากเชื้อเพลิงบรรพชีวิน 

ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่จำกัดและก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก แหล่งพลังงานพลังงานหมุนเวียน ได้แก่

1. พลังงานลม

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย


2. พลังงานน้ำ

3. พลังงานชีวมวล

4. พลังงานขยะ

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

5. พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

6. พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย


 คลิปวีดิโอที่เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนในประเทศไทยและต่างประเทศ

วิดีโอ YouTube


วิดีโอ YouTube

บทที่ 4 เรื่อง พลังงานหมุนเวียน

สาระที่  3:  การออกแบบและเทคโนโลยี
มาตรฐาน ง 3.1  :  เข้าใจธรรมชาติและกระบวนการของเทคโนโลยี  ใช้ความรู้  ภูมิปัญญา  จินตนาการ  และความคิดอย่างมีระบบในการออกแบบ  สร้างสิ่งของเครื่องใช้  วิธีการเชิงกลยุทธ์  ตามกระบวนการเทคโนโลยี  สามารถตัดสินใจ  เลือกใช้เทคโนโลยีในทางสร้างสรรค์ต่อชีวิต  สังคม  สิ่งแวดล้อม  โลกของงานและอาชีพ

  ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง

  1. เข้าใจความหมาย ประโยชน์ของพลังงานหมุนเวียน
  2. บอกประเภทของพลังงานหมุนเวียนได้
  3. เข้าใจความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์
  4. เข้าใจความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานลม
  5. เข้าใจความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานน้ำ
  6. เข้าใจความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานชีวมวล
  7. เข้าใจความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานชีวภาพ
  8. มีเจตคติที่ดีต่อการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในการผลิตเพื่อการดำรงชีวิต

 
จุดประสงค์การเรียนรู้

  1. บอกความหมาย ประโยชน์ของพลังงานหมุนเวียน
  2. บอกประเภทของพลังงานหมุนเวียนได้
  3. อธิบายความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานแสงอาทิตย์
  4. อธิบายความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานลม
  5. อธิบายความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานน้ำ
  6. อธิบายความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานชีวมวล
  7. อธิบายความหมาย  ประโยชน์ และประยุกต์ใช้พลังงานชีวภาพ
  8. แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับพลังงานในชีวิตประจำวันได้
  9. สามารถเขียนผังมโนทัศน์เกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนได้

 
สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน
  มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้เกิดสมรรถนะสำคัญ 5 ประการ ดังนี้
   1.   ความสามารถในการสื่อสาร 
   2.   ความสามารถในการคิด
   3.   ความสามารถในการแก้ปัญหา
   4.   ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต  
   5.   ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี
 

พลังงานหมุนเวียน 

พลังงานหมุนเวียนเป็นพลังงานที่ได้มาจากกระแสพลังงานที่ต่อเนื่องและเกิดซ้ำ ๆ ในสิ่งแวดล้อมแหล่งของพลังงานหมุนเวียน คือ แหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นอยู่ต่อเนื่องไม่หมดไป เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ ลม น้ำ และความร้อนใต้พิภพ เป็นต้น 

ประโยชน์ที่ได้จากพลังงานหมุนเวียนมีหลาย ๆ ด้าน ทั้งการรักษาสิ่งแวดล้อมลดมลพิษจากการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล จำพวกผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมต่างๆ อีกทั้งลดการนำเข้าเชื้อเพลิงพวกนี้จากต่างประเทศ และพลังงานเชื้อเพลิงยังให้ผลตอบแทนการลงทุนที่น่าสนใจอีกด้วย เทคโนโลยีเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนนี้ได้รับการพัฒนาไปอย่างมาก รวมถึงการเปลี่ยนรูปพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้เป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานหมุนเวียนที่มีศักยภาพในประเทศไทย และได้มีการพัฒนาและทดลองติดตั้งอยู่แล้วในประเทศไทย มีหลายประเภท ดังนี้

พลังงานน้ำ 

อาศัยหลักการของการเคลื่อนที่จากที่สูงสู่ที่ต่ำของน้ำเมื่อน้ำบนผิวโลกในทะเลและมหาสมุทรระเหยกลายเป็นไอลอยขึ้นไปในอากาศแล้วกลั่นตัวกลายเป็นฝน บางส่วนจะตกลงบนที่สูง เช่น ภูเขาและไหลลดระดับลงสู่ที่ต่ำ ในขั้นตอนนี้เราจึงเอาพลังงานบางส่วนมาใช้โดยการสร้างเขื่อนกักเก็บน้ำเพื่อสะสมพลังงานศักย์ พลังงานศักย์ของน้ำถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนนี้ คือ กังหันน้ำ (Turbines) น้ำที่มีความเร็วสูงจะผ่านเข้าท่อแล้วให้พลังงานจลน์แก่กังหันน้ำ ซึ่งหมุนขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันน้ำจะแบ่งเป็นประเภทใหญ่ได้ 2 ประเภท คือ กังหันน้ำประเภทหัวฉีด (Impulse turbines) เป็นแบบหมุนได้ด้วยแรงกระแทกจากน้ำที่พุ่งออกมาจากหัวฉีด เช่น กังหันน้ำเพลตัน และกังหันน้ำประเภทอาศัยแรงปฏิกิริยา (Reaction turbines) เป็นแบบที่ทำงานโดยอาศัยแรงดันของน้ำ ตัวกังหันทั้งหมดจมอยู่ในท่อ เช่น กังหันน้ำแบบฟรานซิส (Francis turbines) กังหันแคเปลน (Kaplan turbines) ในปัจจุบันพลังงานที่ได้จากแหล่งน้ำที่รู้จักกันโดยทั่วไป คือ พลังงานน้ำตก พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานคลื่น และพลังงานกระแสน้ำ

  • พลังงานน้ำตก การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำนี้ทำได้โดยอาศัยพลังงานของน้ำตกออกจากน้ำตามธรรมชาติ หรือน้ำตกที่เกิดจากการดัดแปลงสภาพธรรมชาติ เช่น น้ำตกที่เกิดจากการสร้างเขื่อนกั้นน้ำ น้ำตกจากทะเลสาบบนเทือกเขาสู่หุบเขา กระแสน้ำในแม่น้ำไหลตกหน้าผา เป็นต้น การสร้างเขื่อนกั้นน้ำและให้น้ำตกไหลผ่านกังหันน้ำซึ่งติดอยู่บนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กำลังงานน้ำที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของน้ำที่ปล่อยลงมา ดังนั้นการผลิตพลังงานจากพลังงานนี้จำเป็นต้องมีบริเวณที่เหมาะสมและการสร้างเขื่อนนั้นจะต้องลงทุนอย่างมาก แต่อย่างไรก็ตามจากการสำรวจคาดว่าทั่วโลกสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าจากกำลังน้ำมากกว่าพลังงานทดแทนประเภทอื่น
  • พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง มีพื้นฐานมาจากพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของระบบที่ประกอบด้วยดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ จึงจัดเป็นแหล่งพลังงานประเภทใช้แล้วไม่หมดไป การเปลี่ยนพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงให้เป็นพลังงานไฟฟ้า คือ เลือกแม่น้ำหรืออ่าวที่มีพื้นที่เก็บน้ำได้มากและพิสัยของน้ำขึ้นน้ำลงมีค่าสูงแล้วสร้างเขื่อนที่ปากแม่น้ำหรือปากอ่าว เพื่อให้เกิดเป็นอ่างเก็บน้ำขึ้นมาเมื่อน้ำขึ้นจะไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำและเมื่อน้ำลงจะไหลออกจากอ่างเก็บน้ำ การไหลเข้าไหลออกจากอ่างของน้ำต้องควบคุมให้ไหลผ่านกังหันน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อกังหันน้ำหมุนก็จะได้ไฟฟ้าออกมาใช้งาน
  •  
  • พลังงานความร้อนจากมหาสมุทร หลักการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากคลื่นทะเลก็ คือ การสร้างทุ่นด้วยภาชนะคล้ายถังคว่ำอยู่เหนือน้ำ ทำให้มีอากาศขังอยู่ข้างในเมื่อคลื่นทะเลซัดขึ้นก็จะอัดอากาศภายในให้ไหลผ่านลิ้นเปิดปิดไปหมุนกังหันหรือลูกสูบ เมื่อคลื่นยุบตัวลงอากาศภายนอกจะดันเข้าผ่านลิ้นดันกังหันหรือลูกสูบกลับลงมาอีกครั้ง ก้านของกังหันหรือลูกสูบจะทำหน้าที่หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อไป นอกจากนี้ยังมีความสนใจที่จะนำเอาพลังงานศักย์ของทะเล คือ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผิวน้ำที่อยู่ลึกลงไปมาผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วย โดยการดูดน้ำอุ่นบริเวณผิวน้ำมาทำให้สารระเหยง่ายนี้ไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นก็ควบแน่นให้กลับเป็นของเหลวอีกคล้ายกับการทำงานของตู้เย็น
  •  
  • พลังงานคลื่น คลื่นในทะเลและมหาสมุทรโดยปกติเกิดจากลม แต่ในบางกรณีเกิดจากการเคลื่อนไหวของเปลือกโลก เช่น แผ่นดินไหวและอื่นๆ ได้มีความพยายามจะดึงเอาพลังงานคลื่นมาใช้ รูปแบบของเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานจากคลื่น เช่น สถานีไฟฟ้าพลังงานคลื่นของไกเซอร์ซึ่งมีลักษณะเป็นสถานีสร้างยึดกับพื้นทะเลบริเวณน้ำตื้น และใช้พลังงานจากคลื่นไปสร้างพลังงานไฮโดรลิคเพื่อนำไปหมุนใบพัดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนเทคนิคแบบอื่นๆ เช่น “เป็ดของซอลเตอร์” แพชุด เอชอาร์เอส เร็คติไฟเออร์ และทุ่นความดันรอบวงแหวน เป็นเทคโนโลยีที่มีลักษณะเป็นแพหรือทุ่น แล้วพยายามดูดขับพลังงานจากคลื่นมาสะสมแล้วนำไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกต่อหนึ่ง

ข้อดี คือ เป็นพลังงานหมุนเวียนที่ใช้แล้วไม่หมด น้ำนี้เมื่อใช้ปั่นไฟแล้วยังเอาไปใช้ในการเกษตรได้ และเมื่อระเหยกลายเป็นไอก็รวมตัวกันเป็นเมฆ และกลายเป็นฝนตกกลับลงมาเป็นน้ำในเขื่อนให้ใช้ปั่นไฟได้อีก 

ข้อเสีย คือ ในการสร้างเขื่อนเก็บกักน้ำเพื่อปั่นไฟนั้นมักสูญเสียพื้นที่ป่าไม้ ซึ่งนับวันจะร่อยหรอลงไปทุกที และทำให้สัตว์ป่าต้องอพยพหนีน้ำท่วมบางชนิดอาจสูญพันธุ์ไปจากโลกก็ได้รวมทั้งชีวิตความเป็นอยู่ของคนท้องถิ่นก็ต้องเปลี่ยน

     

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

 

พลังงานแสงอาทิตย์ 

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

พลังงานแสงอาทิตย์เกิดจากปฏิกิริยารวมตัวระหว่างไฮโดรเจน 4 อะตอม กับฮีเลียม 1 อะตอมแล้วคายพลังงานออกมาจากกฎของไอสไตน์ พลังงานที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาจะอยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เรียกว่า รังสีดวงอาทิตย์ แต่พลังงานดังกล่าวจะส่งมาถึงโลกได้เพียงบางส่วนเท่านั้น เนื่องจากสาเหตุบางประการ เช่น การสะท้อนกลับ การดูดซับไว้โดยบรรยากาศ ที่ห่อหุ้มโลก และฝุ่นละออง

พลังงานจากดวงอาทิตย์ถูกนำมาใช้ในกิจกรรมมากมายอาจจะนำมาใช้โดยตรง เช่น การตากแห้ง ระบบกลั่นน้ำแสงอาทิตย์ ระบบทำน้ำอุ่นโดยใช้แสงอาทิตย์ ในบางกรณี มีการปรับปรุงเทคโนโลยีในการสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ให้ดีขึ้น เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เซล

การใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์

การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า มีวิธีการ 2 วิธี คือ

  • ใช้กระจกโค้งสะท้อนแสงแดดไปรวมศูนย์กันที่หม้อต้มน้ำ เมื่อน้ำร้อนจัดกลายเป็นไอ ก็ใช้ไอน้ำไปหมุนกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การรวมแสงด้วยกระจกโค้งนี้ สามารถทำให้เกิดความร้อนได้ถึง 500 องศาเซลเซียส
  • การสร้างเซลแสงอาทิตย์หรือเซลสุริยะ เพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงแดดให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง มีอยู่ 2 แบบคือ เซลไฟฟ้าที่ใช้ผลึกซิลิกอนกับแบบที่ใช้แคดเมียมซัลไฟด์ ชนิดซิลิกอนสามารถแปลงแสงแดดให้เป็นไฟฟ้าได้ร้อยละ 12 ส่วนแคดเมียมแปลงได้เพียงร้อยละ 4.5

ระบบการใช้งานเซลแสงอาทิตย์จะประกอบด้วย แผงเซลแสงอาทิตย์ ระบบควบคุมการประจุไฟและการควบคุมการไหลของกระแสไฟ และคอบตัดไฟเมื่อมีแรงดันสูงเกินไป และป้องกันการไหลกับของกระแสไฟจากแบตเตอรี่ไปยังเซลล์เวลาที่เซลล์ไม่ได้ผลิตไฟฟ้า หรือเวลาที่ไม่มีแสงแดดนั่นเอง นอกจากนั้นก็ยังมีแบตเตอรี่ และระบบการควบคุมสภาวะไฟ เมื่อต้องการใช้ไฟกระแสสลับ ก็สามารถเปลี่ยนเป็นกระแสตรงได้ การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ระบบ คือ

  1. เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ 
     
  2. เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง ใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมือง หรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า 
     
  3. เซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid system) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่น ๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และเครื่องยนต์ดีเซล ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลม และไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นต้น โดยรูปแบบระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์ของโครงการ

  

พลังงานหมุนเวียน ข้อดี ข้อเสีย

การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

  • การผลิตน้ำร้อนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติ เป็นการผลิตน้ำร้อนชนิดที่มีถังเก็บอยู่สูงกว่าแผงรับแสงอาทิตย์ใช้หลักการหมุนเวียนตามธรรมชาติ
  • การผลิตน้ำร้อนชนิดใช้ปั๊มน้ำหมุนเวียน เหมาะสำหรับการใช้ผลิตน้ำร้อนจำนวนมากและมีการใช้อย่างต่อเนื่อง
  • การผลิตน้ำร้อนชนิดผสมผสาน เป็นการนำเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์ผสมผสานกับความร้อนเหลือทิ้งจากการระบายความร้อนของเครื่องทำความเย็น หรือเครื่องปรับอากาศ โดยผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

การผลิตพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ ปัจจุบันมีการยอมรับใช้งาน 3 ลักษณะ คือ

  1. การอบแห้งระบบ Passive เป็นระบบที่เครื่องอบแห้งทำงานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์และกระแสลมที่พัดผ่าน
  2. การอบแห้งระบบ Active เป็นระบบอบแห้งที่มีเครื่องช่วยให้อากาศไหลเวียนในทิศทางที่ต้องการ เช่น มีพัดลมติดตั้งในระบบเพื่อบังคับให้มีการไหลของอากาศผ่านระบบ
  3. การอบแห้งระบบ Hybrid เป็นระบบอบแห้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และยังต้องอาศัยพลังงานในรูปแบบอื่น ๆ ช่วยในเวลาที่มีแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ หรือต้องการให้ผลิตผลทางการเกษตรแห้งเร็วขึ้น

ข้อดี พลังงานแสงอาทิตย์มีปริมาณมหาศาลไม่รู้จักหมดสิ้นเป็นพลังงานที่สะอาดไม่มีอันตราย ไม่ทำให้สภาวะแวดล้อมเป็นพิษ เป็นพลังงานที่ได้มาเปล่า ๆ และมีอยู่โดยทั่วไปไม่ต้องซื้อหาดังเช่นพลังงานชนิดอื่น ๆ 

ข้อเสีย รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นรังสีที่ทำอันตรายต่อมนุษย์ เช่น โรคต้อกระจก โรคภูมิแพ้ ผิวหนังที่ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตนาน ๆ อาจเป็นมะเร็งได้ รวมถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในการแปลงพลังแสงอาทิตย์ยังมีราคาสูง

 

พลังงานลม 

    

ลมเป็นปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความกดดันของบรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก สิ่งเหล่านี้เป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเร็วลมและกำลังลม เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีอยู่ในตัวเอง ซึ่งในบางครั้งแรงที่เกิดจากลมอาจทำให้บ้านเรือนที่อยู่อาศัยพังทลายต้นไม้หักโค่นลง สิ่งของวัตถุต่าง ๆ ล้มหรือปลิวลอยไปตามลม ฯลฯ ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำคัญและนำพลังงานจากลมมาใช้ประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่โดยทั่วไป ไม่ต้องซื้อหา เป็นพลังงานที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อม และสามารถนำมาใช้ประโยชน์อย่างไม่รู้จักหมดสิ้น

เทคโนโลยีกังหันลม

กังหันลม คือ เครื่องจักรกลอย่างหนึ่งที่สามารถรับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมให้เป็นพลังงานกลได้ จากนั้นนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์โดยตรง เช่น การบดสีเมล็ดพืช การสูบน้ำหรือในปัจจุบันใช้ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า การพัฒนากังหันลมเพื่อใช้ประโยชน์มีมาตั้งแต่ชนชาวอียิปต์โบราณและมีความต่อเนื่องถึงปัจจุบัน โดยการออกแบบกังหันลมจะต้องอาศัยความรู้ทางด้านพลศาสตร์ของลมและหลักวิศวกรรมศาสตร์ในแขนงต่าง ๆ เพื่อให้ได้กำลังงานและพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุด กังหันลมสามารถแบ่งออกตามลักษณะการจัดวางแกนของใบพัดได้ 2 รูปแบบ คือ

  • กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Turbine ,VAWT) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ
  • กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine ,HAWT) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนขนาดกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ โดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลม

การใช้ประโยชน์ 

การใช้พลังงานลม เป็นแหล่งพลังงานทดแทนของโลกที่มีอัตราเติบโตสูงสุด อีกทั้งยังมีข้อได้เปรียบจากแหล่งพลังงานอื่น ประโยชน์หลักจัดแบ่งออกได้เป็น 3 ลักษณะ ได้แก่กังหันลมเพื่อการสูบน้ำ กังหันลมเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าและการใช้พลังงานลมเพื่อการระบายอากาศหลังคา

ข้อดี เป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งเป็นการนำพลังงานจากแหล่งธรรมชาติที่ไม่มีวันหมดมาใช้ประโยชน์ เพื่อทดแทนแหล่งพลังงานฟอสซิลที่มีอยู่จำกัด อีกทั้งยังไม่ก่อให้เกิดมลภาวะจากก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, ไฮโดรคาร์บอน และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ จากการเผาไหม้เชื้อเพลิง

ข้อเสีย ของพลังงานลมก็มีอยู่บ้าง ได้แก่ การลงทุนยังคงสูง เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิล

แหล่งพลังงานลมที่เหมาะสมมีอยู่จำกัดซึ่งอาจอยู่ห่างจากพื้นที่ที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้า พลังลมจะมีเฉพาะบางช่วงเวลาหรือฤดูกาลเท่านั้น รวมถึงปัญหาเรื่องเสียงรบกวน และปัญหาด้านทัศนียภาพ

 

เชื้อเพลิงมวลชีวภาพแบบดั้งเดิม

  1. ไม้ฟืน เป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลักมาแต่อดีต กระทั่งยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมถ่านหินก็ได้เข้ามาแทนที่ในยุคแห่งพัฒนา ไม้ยังคงเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับความร้อนและการหุงต้ม ไม้ฟืนแห้งต่อเมตริกตันจะให้ความรอนมากกว่าไม้สด 
     
  2. ถ่านไม้ โดยการเผาไม้ในสภาพขาดอากาศเรียกว่า “ไพโรไลซิส” ในยุโรปเตาเผาใต้ดินสืบย้อนหลังได้ถึง 5,500 ปี มนุษย์รู้จักใช้ถ่านไม้เป็นเชื้อเพลิงถลุงโลหะมาตั้งแต่ยุคบรอนซ์ ยุคเหล็กแล้ว ทุกวันนี้ถ่านไม้เป็นที่คุ้นเคยในฐานะของเชื้อเพลิงสำหรับย่างบาร์บีคิวในสวน ไม้ประกอบด้วยสารระเหยทั้งที่เป็นก๊าซและของเหลวสารเหล่านี้จะสูญหายไประหว่างที่มีการเผาถ่านและเพราะว่าสารระเหยนี้มีค่าความร้อนร้อยละ 75 การเผาถ่านจึงเป็นวิธีการสูญเสียอย่างมาก และทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศ 
     
  3. เศษวัสดุเหลือทิ้งจากกิจกรรมการเกษตรของเสียจากไร่นาถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงมาตั้งแต่ยุคต้นๆ แล้ว ของเสียเหล่านี้ประกอบด้วยมูลสัตว์แห้ง ส่วนที่เหลือจากพืช เช่น แกลบ ฟางข้าว และเศษไม้ เช่นเดียวกับมนุษย์รู้จักดายหญ้ามาทำเชื้อเพลิงนานนับพันปีมาแล้ว

เชื้อเพลิงมวลชีวภาพสมัยใหม่

  1. ของเสียจากอุตสาหกรรมการเกษตร ของเสียจากกระบวนการผลิตน้ำตาล ที่เรียกว่า กากอ้อยวัสดุที่เป็นเส้นใยนี้เหมาะสำหรับเป็นเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำผลิตไฟฟ้า ของเสียอื่นทางเกษตรกรรม เช่น กาบและกะลามะพร้าว แกลบและฟางข้าว มีจำนวนหลายพันหลายหมื่นเมตริกตันในช่วงของฤดูกาลผลิต การเผาซังและฟางข้าวหลังการเก็บเกี่ยวกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการเผาฟางข้าวเป็นเชื้อเพลิงเสียอีก 
     
  2. มูลสัตว์ ของเสียเปียกจำพวกมูลสัตว์สามารถใช้ประโยชน์ได้เช่นเดียวกัน น้ำเสียจากคอกวัวเมื่อผ่านกระบวนการย่อยสลายเพียง 2– 3 วันในถังหมักขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Anaerobic Digesters จะให้ก๊าซเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์ส่วนที่เหลืออยู่เมื่อทำให้แห้งใช้เป็นปุ๋ยได้ 
     
  3. ของเสียจากอุตสาหกรรมป่าไม้ในอดีตของเสียดังกล่าวปล่อยทิ้งให้ผุพังโดยไร้ประโยชน์ พัฒนาการของเครื่องจักรกลเปลี่ยนเศษไม้ที่ยังใช้ได้เหล่านี้ให้เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ทำให้แห้งแล้วขนส่งไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเผาหม้อไอน้ำได้ 
     
  4. ของเสียในครัวเรือนในแต่ละปีประเทศอุตสาหกรรมนำของเสียจากชุมชนไปฝังเป็นจำนวนมหาศาล ต้องใช้เนื้อที่เป็นจำนวนมากในการกลบฝังเป็นทางเลือกที่แพงและสูญเสียเพิ่มขึ้นทุกปี การนำพลังงานจากขยะชุมชนมาใช้มีอยู่ 2 วิธี คือ แยกวัสดุที่เผาไหม้ได้ออกมาก่อนและกลบฝัง และใช้ที่กลบฝังขยะเป็นแหล่งผลิตก๊าซ 
     
  5. หลุมขยะ การเผาขยะก่อนกลบฝังเป็นการลดปริมาณของเสีย ลดต้นทุนการกลบฝัง และยังได้พลังงานที่นำไปใช้เป็นความร้อนชุมชน ผ่านกระบวนการไฟฟ้าความร้อนร่วม (Combined Heat and Power scheme, CHP) ถ้าแยกขยะส่วนที่ไม่ติดไฟออกก่อน เช่น โลหะ แก้ว การสันดาปจะมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นทางเลือกอีกอย่างหนึ่งก็ คือ นำขยะที่ติดไฟได้นี้ไปผ่านกระบวนการผลิตให้เป็นก้อนเป็นเชื้อเพลิงจากขยะ (Refuse – Derived Fuel, RDF) 
     
  6. พืชพลังงานในบางประเทศการลดพื้นที่เกษตรกรรมเพื่อผลิตอาหารลงและนำพื้นที่ไปใช้ปลูกพืชที่ให้พลังงาน โดยเฉพาะไม้ที่โตเร็ว เช่น วิลโลว์ ยูคาลิปตัส กระถินณรงค์ หรือแม้แต่หญ้าบางชนิด จัดอยู่ในพืชพลังงาน (Energy Crops) โดยใช้เทคนิคป่าละเมาะโดยตัดต้นใหม่ทุก ๆ 3 – 4 ปี เพื่อทำเชื้อเพลิง ต้นใหม่ก็จะงอกขึ้นมาแทนที่ต้นเก่าเรื่อยไป 
     
  7. เชื้อเพลิงเหลวจากพืช เชื้อเพลิงมวลชีวภาพโดยทั่วไปเหมาะสำหรับความร้อนและไฟฟ้า แต่เชื้อเพลิงเหลวสามารถใช้ได้ในการคมนาคมเอธานอล (Ethanol) เป็นแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่งซึ่งเผาไหม้ได้ดีและใช้ผสมกับเชื้อเพลิงได้ เช่น น้ำตาลอ้อย และข้าวโพด เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอธานอล พืชดังกล่าวเมื่อผ่านการหมักแล้วจะให้น้ำและแอลกอฮอล์ และทำให้เข้มข้นขึ้นได้ด้วยการกลั่น น้ำมันพืชสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตรงเช่นกันแต่จะใช้ได้ดีขึ้นเมื่อผ่านกระบวนการปรับปรุงทางเคมีที่เรียกว่า Esterification เป็นกระบวนการที่รวมน้ำมันพืชกับแอลกอฮอล์หรือเมทานอลหรือเอธานอลอย่างใดอย่างหนึ่ง 
     
  8. ไบโอดีเซล (Biodiesel) น้ำมันพืชชนิดต่าง ๆ ได้แก่ เมล็ดเรฟ ทานตะวัน งา ฝ้าย ถั่วลิสง ถั่วเหลือง ละหุ่ง สบู่ดำ มะพร้าว ปาล์มน้ำมัน และน้ำมันเหลือใช้หลังการปรุงอาหารจากภัตตาคาร และร้านอาหารประเภท fast-food นำมาเข้ากระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เป็น Methyl ester ethyl ester หรือ butyl ester หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “ไบโอดีเซล” ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงแทนน้ำมันดีเซลในสัดส่วนผสมต่าง ๆ ได้โดยไม่เกิดผลกระทบต่อระบบต่าง ๆ กับเครื่องยนต์ดีเซล แม้จะใช้เป็นระยะสั้นและหรือยาว การใช้ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงจะไม่เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สามารถย่อยสลายได้โดยกระบวนการทางชีวภาพ และเกิดมลพิษทางอากาศน้อยกว่าน้ำมันดีเซล เป็นต้น

ข้อดีของชีวมวล 

ข้อดีที่สำคัญทางสิ่งแวดล้อม คือ การใช้ชีวมวลในการผลิตความร้อนหรือไฟฟ้าจะไม่เพิ่มปริมาณสุทธิของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศโลก ในกรณีที่เรามีการผลิตชีวมวลขึ้นมาเพื่อทดแทนชีวมวลที่ได้ใช้ไป เพราะจะทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกหมุนเวียนมาใช้ในชีวมวลที่ผลิตใหม่เท่ากับปริมาณก๊าซที่ถูกผลิตจากการเผาไหม้ชีวมวลนั้น ๆ เนื่องจากพืชต้องหายใจเพื่อเอาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปใช้ในการเจริญเติบโตอีกทั้งชีวมวลยังมีปริมาณกำมะถันต่ำกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลมาก นั่นหมายถึง การใช้ชีวมวลจะลดโอกาสในการเกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก (Greenhouse effect) ซึ่งตรงข้ามกับการใช้น้ำมันในภาคขนส่ง หรือถ่านหินในโรงไฟฟ้า

ข้อเสียของชีวมวล   

ชีวมวลมีการเก็บรักษาและการขนส่งที่ยาก และมีความเสี่ยงสูงในการจัดหาหรือรวบรวมปริมาณชีวมวลที่ต้องการใช้ให้คงที่ตลอดปี เพราะชีวมวลบางประเภท เช่น กากอ้อยมีจำกัดเพียงบางเดือน อีกทั้งชีวมวลทุกประเภทต่างต้องการพื้นที่ในการเก็บรักษาขนาดใหญ่กว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น หากต้องการปริมาณความร้อนที่เท่ากันจะต้องใช้แกลบในปริมาณที่มากกว่าน้ำมันเตา เป็นต้น ดังนั้นการพัฒนาระบบวิธีการจัดเก็บและขนส่งจึงสำคัญและจำเป็นมาก

ขอขอบคุณ-

http://chingching.myreadyweb.com/article/category-62996.html

ข้อดีของแหล่งพลังงานหมุนเวียนคืออะไร

ข้อดีของการใช้พลังงานหมุนเวียน สามารถผลิตและหมุนเวียนนำกลับมาใช้เพื่อการอุปโภคและสาธารณูปโภคแทนแหล่งพลังงานเดิมได้เรื่อย ๆ โดยไม่มีวันหมดไป เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดผลกระทบ มลภาวะ และมลพิษที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอันเกิดจากกระบวนการแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิล และช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน

ข้อเสียของพลังงานลม มีอะไรบ้าง

ข้อจำกัด.
ลมในประเทศไทยมีความเร็วค่อนข้างต่ำ.
พื้นที่ที่เหมาะสมมีจำกัด.
ขึ้นอยู่กับสภาวะอากาศ บางฤดูอาจไม่มีลม.
ต้องใช้แบตเตอรี่ราคาแพงเป็นแหล่งเก็บพลังงาน.
ขาดเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับศักยภาพลมในประเทศ และขาดบุคคลากรผู้เชี่ยวชาญ.

อะไรคือข้อเสียของพลังงานสิ้นเปลือง

เป็นแหล่งพลังงานที่มีจำกัด ไม่มีความเสถียรในเรื่องราคาพลังงาน การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลทำให้เกิดมลพิษมากมาย รวมถึงเกิดปฏิกิริยาเรือนกระจก, โลกร้อนขึ้นและเกิดฝนกรด ฯลฯ

พลังงานแสงอาทิตย์มีข้อดีและข้อเสียอย่างไร

1.พลังงานแสงอาทิตย์ใช้ไม่มีวันหมด 1.ปริมาณในการผลิตไฟฟ้าไม่มีความแน่นอน ขึ้นอยู่กับแสงอาทิตย์ของแต่ละวัน 2.เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด 2.พลังงานที่ได้จะไม่สูง ถ้าต้องการใช้ไฟฟ้าสูงอาจจะต้องเพิ่มจำนวนของแผงโซล่าเซลล์ตามขนาดที่ต้องการใช้ไฟฟ้า