พลังงานทดแทน...พลังแห่งสายพระเนตร

เชื้อเพลิงอัดแท่ง (แกลบอัดแท่ง)

ในปี พ.ศ.๒๕๑๘ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชดำริให้นำแกลบที่ได้จากการสีข้าวของ โรงสีข้าวตัวอย่างจากสวนจิตรลดา มาใช้ประโยชน์ในการปรับปรุงดิน และนำมาทำเป็นเชื้อเพลิงแท่ง จึงมีการจัดสร้างโรงบดแกลบขึ้นภายในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา

การดำเนินงานในขั้นแรกเป็นการนำแกลบผสมปูนมาร์ลและปุ๋ยเคมี เพื่อใช้ในการปรับปรุงดิน ต่อมาในปี พ.ศ.๒๕๒๓ โครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดาจัดซื้อเครื่องอัดแกลบให้เป็นแท่ง เพื่อนใช้แทนเชื้อเพลิงชนิดอื่น รวมทั้งจำหน่ายแก่บุคคลภายนอก

โครงการแกลบอัดแท่งยังคงมีการทดลองและพัฒนาขั้นตอนการผลิตตามพระราชดำริ อยู่ตลอดเวลา อย่างเช่นในปี พ.ศ.๒๕๒๘ มีพระราชดำริให้ทดลองอัดแกลบผสมผักตบชวา เพื่อทดลองนำผักตบชวาที่เป็นวัชพืชตามแหล่งน้ำมาทำเป็นเชื้อเพลิงแท่ง

ปี พ.ศ.๒๕๒๙ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี พระราชทานคำแนะนำให้ติดตั้งเตากำเนิดความร้อนแทนขดลวดความร้อนที่เครื่องอัด แกลบ เพื่อนเป็นการประหยัดกระแสไฟฟ้า

หลังจากนั้น เนื่องจากแกลบที่อัดแล้วไม่สามารถรักษาสภาพให้เป็นแท่ง เมื่อถูกน้ำหรือน้ำฝนจะแปรสภาพเป็นแกลบเหมือนเดิม จึงนำแกลบที่อัดแล้วไปเผาให้เป็นถ่าน ซึ่งช่วยให้สะดวกขึ้น เพราะไม่มีควันและได้ความร้อนสูงกว่าแกลบอัดแท่งที่ไม่ได้เผาเป็นถ่าน แกลบอัดแท่ง และถ่านที่ผลิตได้ นำไปจำหน่ายให้กับโครงการอื่น ๆ ภายในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา เช่น ในระยะแรกของโรงงานแอลกอฮอล์ก็ใช้แกลบอัดแท่งเป็นเชื้อเพลิงเช่นกันนอกจาก นั้นยังจำหน่ายแก่บุคคลภายนอก รวมทั้งเคยส่งไปให้ผู้อพยพในค่ายผู้ประสบภัยของสหประชาชาติด้วย

จากการที่โครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดาจัดตั้งโรงสีข้าวตัวอย่างขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๑๔ และต่อมาพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชดำริให้นำแกลบที่ได้จากการสี ข้าวไปผลิตแกลบอัดแท่ง เพื่อนำไปเป็นเชื้อเพลิง แต่ยังมีแกลบเหลือเป็นจำนวนมาก

ในปี พ.ศ.๒๕๔๕-๒๕๔๘ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ศึกษาและพัฒนานำแกลบที่มีคุณสมบัติเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลมาทำประโยชน์ในภาพ พลังงานความร้อนและนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับเครื่องทำความเย็นแบบดูด ซึมชนิดใช้น้ำร้อน (Hot Water Fired Absorption Chiller) ผลิตน้ำเย็นสำหรับอาคารควบคุมสภาวะแวดล้อมเพื่อการเพาะเห็ดเขตหนาว และใช้กับเครื่องปรับอากาศให้กับอาคารวิจัยเห็ด อาคารวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ รวมทั้งศาลามหามงคลภายในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา เพื่อเป็นโครงการตัวอย่างให้แก่ผู้ที่สนใจนำไปประยุกต์ใช้ต่อไป

ระบบผลิตน้ำเย็นโดยใช้พลังงานความร้อนจากแกลบ

ระบบผลิตน้ำเย็นโดยใช้พลังงานความร้อนจากแกลบที่มีในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา มีขั้นตอนดังนี้

1. เตาเผาแกลบแบบไซโคลนคู่ (Double Cyclonic Furnace)

เตาเผาแกลบนี้ทำหน้าที่เปลี่ยนเชื้อเพลิงชีวมวลให้เป็นพลังงานความร้อน ด้วยการเผาแกลบเพื่อให้ได้ก๊าซความร้อน ด้วยการเผาแกลบเพื่อให้ได้ก๊าซความร้อน โดยอาศัยการหมุนของกระแสอากาศและแกลบภายในเตาที่ออกแบบให้มีลักษณะเป็น ไซโคลน ประกอบด้วย ห้องเผาไหม้ ๒ ห้อง คือ ห้องเผาไหม้หลัก ทำหน้าที่เผาแกลบในช่วงแรก และห้องเผาไหม้รอง ทำหน้าที่เผาก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จากห้องเผาไหม้หลักซึ่ง เป็นก๊าซพิษ ดังนั้นจึงทำให้ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซร้อนอุณหภูมิประมาณ ๓๐๐ องศาเซลเซียสที่ปราศจากกลิ่นและควัน เป็นแหล่งความร้อนให้กับเครื่องกำเนิดน้ำร้อน (Hot Water Generator)

2. เครื่องกำเนิดน้ำร้อน (Hot Water Generator)

เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนจากก๊าซร้อนให้กับน้ำที่ต้องการเพิ่ม อุณหภูมิเป็นน้ำร้อน สำหรับเป็นแหล่งพลังงานของเครื่องทำน้ำเย็นแบบดูดซึม โดยน้ำหมุนเวียนรับความร้อนจากก๊าซร้อนจากก๊าซร้อนนำไปถ่ายเทให้กับเครื่อง ทำน้ำเย็นแบบดูดซึม

3. เครื่องทำน้ำเย็นแบบดูดซึม (Vapors Absorption Chiller)

เป็นเครื่องทำน้ำเย็นที่อาศัยวัฏจักรทำงานแบบดูดซึมทำหน้าที่ผลิตน้ำเย็น อุณหภูมิ ๗ องศาเซลเซียส สำหรับจ่ายให้อาคารควบคุมสภาวะแวดล้อม อาคารสำนักงานและศาลามหามงคล ระบบทำน้ำเย็นแบบนี้ นอกจากจะประหยัดพลังงานแล้ว ยังเป็นระบบที่เงียบ การบำรุงรักษาน้อย และไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

พลังงานแสงอาทิตย์

ภายในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา ศูนย์ศึกษาการพัฒนาอันเนื่องมาจากแนวพระราชดำริโครงการหลวง ฯลฯ มีการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้หลากหลายรูปแบบ โดยพิจารณา ถึงความเหมาะสมกับการใช้งานเป็นสำคัญ และเป็นการพัฒนาคิดค้นเทคโนโลยีที่สามารถผลิตเองได้ภายในประเทศ ซึ่งนอกจากเป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในการดำเนินการภายในโครงการอัน เนื่องมาจากพระราชดำริต่าง ๆ แล้ว ยังเป็นตัวอย่างและแหล่งความรู้แก่ประชาชนที่สนใจนำพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้ ประโยชน์ภายในครัวเรือนหรือกระกอบธุรกิจของตนเองอีกด้วย

พลังงานแสงอาทิตย์ที่นำมาใช้เป็นพลังงานทดแทนแบ่งออกเป็นสองรูปแบบ คือ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อนและการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อ ผลิตกระแสไฟฟ้า

1. การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อน

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตน้ำร้อน แบ่งออกเป็น

- การผลิตน้ำร้อนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติ เป็นการผลิตน้ำร้อนชนิดที่มีถังเก็บอยู่สูงกว่าแผงรับแสงอาทิตย์ใช้หลักการ หมุนเวียนตามธรรมชาติ

- การผลิตน้ำร้อนชนิดใช้ปั๊มน้ำหมุนเวียน เหมาะสำหรับการใช้ผลิตน้ำร้อนจำนวนมาก และมีการใช้อย่างต่อเนื่อง

- การผลิตน้ำร้อนชนิดผสมผสาน เป็นการนำเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์มาผสมผสานกับความร้อนเหลือ ทิ้งจากการระบายความร้อนของเครื่องทำความเย็น หรือเครื่องปรับอากาศ โดยผ่านอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในระบบอบแห้ง แบ่งเป็น

• - การอบแห้งระบบ Passive เป็นระบบที่เครื่องอบแห้งทำงานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์และกระแสลมที่พัดผ่าน
• - การอบแห้งระบบ Active เป็นระบบอบแห้งที่มีเครื่องช่วยให้อากาศไหลเวียนในทิศทางที่ต้องการ เช่น มีพัดลมติดตั้งในระบบเพื่อบังคับให้มีการไหลของอากาศผ่านระบบ
• - การอบแห้งระบบ Hybrid เป็นระบบอบแห้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และยังต้องอาศัยพลังงานในภาพแบบอื่น ๆ ช่วยในเวลาที่มีแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ หรือต้องการให้ผลิตผลทางการเกษตรแห้งเร็วขึ้น

2. การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า - แบ่งออกเป็น ๓ ระบบ คือ

- เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand Alone System) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการออกแบบสำหรับใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบ สายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุมการประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิสระ

- เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจำหน่าย (PV Grid connected System) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้า กระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง ใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมือง หรือพื้นที่ที่มีระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าถึง อุปกรณ์ระบบที่สำคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับระบบจำหน่าย ไฟฟ้า

- เซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid System) เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสำหรับทำงานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอื่น ๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลมและเครื่องยนต์ดีเซล ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลมและไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นต้น

โดยภาพระบบจะขึ้นอยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์โครงการเป็นกรณีเฉพาะ หน่วยงานต่าง ๆ ของกระทรวงพลังงานสนองแนวพระราชดำริด้วยการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตกระแสไฟฟ้าในโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ เช่น ศูนย์ศึกษาการพัฒนาอันเนื่องมาจากพระราชดำริในภูมิภาคต่าง ๆ โครงการบ้านเล็กในป่าใหญ่ โครงการฟาร์มตัวอย่างบ้านพุระกำ จังหวัดราชบุรี โครงการศูนย์ศิลปาชีพเกาะเกิด จังหวัดพระนครศรีอยุธยา สถานีพัฒนาการเกษตรที่สูง จังหวัดเชียงใหม่ และโรงเรียนจิตรลดา เป็นต้น

พลังงานลม

โครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดามีการใช้พลังงานลมมานานกว่ายี่สิบปี โดยใช้ในการวิดน้ำเพื่อถ่ายเทน้ำของบ่อเลี้ยงปลานิล

คุณสิริพร ไศละสูต อดีตอธิบดีกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน เล่าถึงการนำพลังงานลมมาใช้ตามแนวพระราชดำริว่า

"แนวพระราชดำริเรื่องการใช้พลังงานลมส่วนใหญ่เป็นเรื่องการสูบน้ำ อย่างเช่น ปราณบุรี มีภูเขาที่แห้งแล้ง เพราะคนตัดไม้ทำลายป่า พระองค์ท่านทรงมีพระราชดำริให้ปลูกป่าด้วยการใช้พลังงานลมมาใช้ในการสูบน้ำ ขึ้นไปบนภูเขา เพื่อให้ดินมีความชุ่มชื้น สร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะแก่การเจริญเติบโตของต้นไม้ กรมสนองพระราชดำริด้วยการนำกังหันลมไปติดไว้บนยอดเขา เมื่อกังหันหมุนก็จะทำให้เครื่องสูบน้ำทำงาน ดึงน้ำขึ้นไปให้ความชุ่มชื้นแก่ดิน ต้นไม้ก็เจริญเติบโตได้คนที่ผ่านไปแถวนั้นจะเห็นกังหันเรียงกันอยู่

วันนี้กรมมีเสาวัดลมความเร็วสูงประมาณสี่สิบเมตร แต่มีโครงการที่สร้างกังหันลมพร้อมกับการวัดลมที่ความสูงประมาณเจ็ดสิบเมตร ถึงเก้าสิบเมตร เครื่องวัดลมนี้จะช่วยในการหาข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วลมด้วย"

การพัฒนาพลังงานลมเริ่มต้นขึ้นแล้วในประเทศไทย โดยมีแนวพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเป็นแนวทางให้ผู้ปฏิบัติ งานนำไปศึกษาพัฒนาและสามารถนำมาใช้งานได้อย่างเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและ ทรัพยากรของประเทศไทย

เทคโนโลยีกังหันลม

กังหันลมเป็นเครื่องจักรกลชนิดหนึ่ง ที่สามารถรับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกลจาก นั้นนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์โดยตรง เช่น การบดสีเมล็ดพืชในสมัยโบราณ การชักน้ำ การสูบน้ำ หรือผลิตพลังงานไฟฟ้าในปัจจุบัน

กังหันลมสามารถแบ่งออกตามลักษณะการจัดวางแกนของใบพัดได้ ๒ แบบ คือ

- กังหันลมแถบหมุนแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Turbine) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ

- กังหันลมแถบหมุนแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนขนานกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ โดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลม

กังหันลมนำมาผลิตพลังงานได้ใน ๒ รูปแบบ คือ

- กังหันลมเพื่อสูบน้ำ (Wind Turbine for Pumping) เป็นกังหันที่ รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกลเพื่อใช้ใน การชักหรือสูบน้ำจากที่ต่ำขึ้นที่สูง เพื่อใช้ในการทำนาเกลือ การเกษตร การอุปโภคและการบริโภค ปัจจุบันมีใช้อยู่ด้วยกัน ๒ แบบ คือ แบบระหัดและแบบสูบชัก

- กังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้า (Wind Turbine for Electric) เป็นกังหันที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงาน กล จากนั้นนำพลังงานกลมาหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัจจุบันมีการนำมาใช้งานทั้งกังหันลมขนาดเล็ก (Small wind Turbine) และกังหันลมขนาดใหญ่ (Large Wind Turbine)