Hi5 – May 19, 2008 4:09 AM

พอดีวันนี้ว่าง เลยขอฟุ้งหน่อย อย่าถือสานะครับ
จากตอนที่แล้ว เราต้องการตัวสะสมพลังงาน เพราะเราไม่อยากขับรถที่ความเร็วน้อยกว่า 11.7 กม./ชม.(ซึ่งนั่นเป็นตัวเลขที่มาจาก รถที่ดีที่สุด และตัวเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์แบบ 100%) ก็เลยเป็นเรื่องที่สนใจ เลยมาหาข้อมูลแล้วนั่งเขียนทิ้งเอาไว้ หานู่นหานี่แล้วมานั่งอ่าน ก็สนุกดีครับ แต่เวลาจะเขียน จะเริ่มยังไงดี

เริ่มจากตรงนี้ก่อนละกัน ที่ wikipedia.org (keyword energy density หรือ heating value) เราจะหาได้ว่าตัวละสมพลังงานมีสาระพัด เริ่มให้เว่อร์หน่อยก็คือ มวลเรานี้หล่ะ ที่เรียกว่า mass-energy equivalence 89,876,000,000 MJ/kg นั่นคือถ้าเอามวลเราไปสลายหายไปเลย 1 กิโลกรัม ตามทฤษฎีสัมพันธภาพจะได้พลังงานออกมา 9 หมื่น ล้าน ล้าน จูล เทียบเท่ากับพลังงานจากน้ำมัน 2,600 ล้านลิตร ไม่ผิดหรอกครับเพราะ น้ำมัน 1 ลิตรมี energy density ประมาณ 34.6 MJ

ถ้างั้นใครก็บอกว่าเอาไปเลยหมู 1 กิโลเอาไปสลายยังไงก็ได้แล้วเอาพลังงานมาให้เค้าเท่ากับน้ำมัน 2,600 ล้านลิตร มันไม่ได้นี่ครับ ทฤษฎีบอกแค่ว่า มวลกับพลังงานมีการเปลี่ยนแปลงไปมาได้ E=mc^2 แต่ไม่ได้บอกวิธีสังเคราะห์พลังงานจากเนื้อหมู 1 กิโลกรัม ซึ่งในความเป็นจริงทฤษฎีก็เอามาใช้กับพลังงานนิวเคลียร์  nuclear fission (U-235) ที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะให้พลังงานมหาศาล

เข้าเรื่องดีกว่า เรื่องตัวเก็บพลังงานที่เราพูดถึงจะอยู่แค่ระดับต่ำกว่า 50 MJ/kg

  1. แสงอาทิตย์ -> ต้นไม้ อันนี้ ไม้เก็บพลังงานไว้ 6-17 MJ/kg
  2. แสงอาทิตย์ -> ต้นไม้ -> ไดโนเสาร์ -> น้ำมัน  อันนี้น้ำมันเก็บพลังงานไว้  46.9 MJ/kg หรือ 34.6 MJ/liter
  3. แสงอาทิตย์ -> ต้นไม้ -> เมล็ดพลังงาน -> ไบโอดีเซล เก็บพลังงานไว้ 42.20 MJ/kg หรือ 33 MJ/liter
  4. แสงอาทิตย์ -> ต้นไม้ -> สัตว์ -> ซาก -> แบคทีเรีย -> มีเทน (ก๊าซชีวภาพ) อันนี้เก็บพลังงานไว้ 50 MJ/kg (ผมเองยังแปลกใจ แต่เอามาจาก wikipedia ครับ)
  5. แสงอาทิตย์ -> ระเหยน้ำทะเล -> ขึ้นสะสมพลังงานศักย์ -> กลายเป็นฝนค้างเขื่อน -> หมุนไดนาโมกำเนิดไฟฟ้า สมมติเขื่อนสูง 100 เมตร น้ำจะเก็บพลังงานไว้ 0.001 MJ/kg
  6. แสงอาทิตย์ -> น้ำทะเลคายความร้อน -> เกิดเป็นลมสะสมพลังงานจลน์ -> หมุนใบพัดกำเนิดไฟฟ้า
    ข้อ 6 ไม่รู้หาการเก็บพลังงานยังไง แล้วก็ไม่ได้สนใจมาก เพราะดูเหมือนมันจะ ไม่ใช่ตัวเก็บพลังงานที่ เราเอาไปไหนต่อไหนได้หน่ะครับ ไว้มองเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีกว่า เพราะขึ้นกับที่ตั้งของกังหันลม แต่ก็น่าสนใจที่ว่าน้ำเป็น ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้แล้ว แปลงเป็นพลังงานศักย์/จลน์ให้เราใช้ได้เหมือนกัน
  7. ของเสีย -> กระบวนการ pyrolysis -> น้ำมัน/ก๊าซ อันนี้เป็นการสกัดน้ำมันจากของเสีย โดยความร้อน ในสภาวะไม่มี O2 เป็นกระบวนการที่น่าสนใจ แต่ถ้ามองพลังงานต่อกิโลกรัม ที่อยู่ในของเสีย ยังดูไม่คุ้มค่าถ้าเทียบกับค่าใช้จ่ายของกระบวนการ เช่น ไม้ 1 kg สกัดได้ 4.6-6.9 MJ ทั้งที่ตัวไม้เองมีการเก็บพลังงานที่ดีกว่านี้ หรือ ยางเก่า 1 kg ก็สกัดได้น้ำมันไม่กี่กรัม แต่ว่าเป็นการลดของเสียได้ครับ
  8. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า -> Fuel cell 1.62 MJ/kg
  9. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า -> Lithium Ion battery เก็บพลังงานไว้ได้ 2.54 MJ/kg
  10. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า -> NiCd battery เก็บพลังงานไว้ได้ 0.14-0.22 MJ/kg

ก็จะเห็นว่า แหล่งพลังงานนั้นก็มาจากดวงอาทิตย์ทั้งนั้นหล่ะครับ แต่ว่าจะเอามาแบบอ้อมสุดๆ เช่นน้ำมัน หรือ อ้อมเล็กน้อย เช่นเขื่อน หรือ ไบโอดีเซล หรือแบบตรงๆเลยเช่นติดที่ทำน้ำร้อนพลังแสงอาทิตย์บนหลังคา ก็แล้วแต่กรณีไป

การเอาพลังงานแสงอาทิตย์มาขับเคลื่อนรถ ตัดน้ำมันทิ้งไปเพราะเรากำลังสนใจสิ่งทดแทนน้ำมัน ก็มีไม่กี่อย่าง เช่น ข้อ 1,3,4 หรือเอาข้อ 5,6 ประกอบกับ 8,9,10 ก็ได้

ที่น่าสนใจก็คือ จะมีวิธีไหนไหมที่เก็บพลังงานไว้ใน bio cell คล้ายๆกับการเก็บพลังงานโดยวิธี 3,4 แต่เอาให้ได้ระยะเวลาสั้นกว่า เพราะจากแสงอาทิตย์กลายเป็นพลังงานของวิธี 3,4 มันนานเหลือเกิน :) ถ้ามีแล้วจะมีพิษไหม ทำเป็น mass ได้หรือไม่ แล้วอะไรเป็น สารตั้งต้นและ ตัวเก็บพลังงานคืออะไร จะเป็นไปได้ไหมที่เอา HC พลังงานต่ำ เข้ากรรมวิธีอะไรสักอย่าง เพื่อดูดซับพลังงานตรงจากแสงอาทิตย์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เป็น  HC ที่ค่าความพลังงานสูงขึ้น แล้ว pyrolysis จะมีส่วนช่วยอะไรได้ไหม

ที่น่าสนใจอีกเรื่องก็คือกระบวนการสังเคราะห์พลังงานจากสิ่งเหล่านี้..