พลังงาน 101: พลังงานแสงอาทิตย์ (Energy 101: Solar Power)

พลังงาน 101: พลังงานแสงอาทิตย์ (Energy 101: Solar Power)

สวัสดีครับ ผม ลี แพทริค ซัลลิแวน จาก Energy Now และวันนี้ผมจะพูดถึงพลังของแสงอาทิตย์ครับ

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่มีอยู่มากที่สุดที่เรามี ถ้าเราสามารถเก็บเอาพลังงานของดวงอาทิตย์ที่ส่งมาถึงโลกได้สัก 0.01 % มันจะมากกว่าพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้กันอยู่ทุกวันนี้

เมืองยูมา ในรัฐแอริโซนา เป็นที่ๆแดดจัดที่สุดในโลก ท้องฟ้าที่นี่ปลอดเมฆถึง 90% ของปี และทะเลทรายตะวันตกเฉียงใต้นี้มีเนื้อที่มากพอที่จะนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ได้ถึง 80% ของพลังงานที่ทั้งโลกต้องการในปัจจุบัน

ดวงอาทิตย์ผลิตพลังงานมาหลายพันล้านปีแล้ว และมันให้พลังงานกับพืชทุกชนิดบนโลกตามธรรมชาติ จากนั้นพืชก็เป็นแหล่งพลังงานให้กับสัตว์และมนุษย์ต่อไป ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้ด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสง (photosynthesis) นักวิทยาศาสตร์สามารถไขปริศนาวิธีที่พืชสร้างพลังงานผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงมาได้นานหลายศตวรรษแล้ว และเราสามารถเลียนแบบกระบวนการนั้นได้โดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่และซิลิโคน การสร้างพลังงานจากแสงอาทิตย์วิธีนี้สามารถให้พลังงานกับบ้านเมืองของเราได้

ปัจจุบันมีวิธีนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้อยู่ 2 วิธีด้วยกัน วิธีแรกคือใช้อุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ (photovoltaic device) หรือที่รู้จักกันในชื่อ โซลาร์เซลล์ (solar cells) อุปกรณ์นี้จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง เซลล์แต่ละเซลล์จะถูกเชื่อมเข้าไว้ด้วยกันเป็นแผงโซลาร์ ซึ่งสามารถนำไปวางไว้บนหลังคาบ้าน ในเครื่องคิดเลข หรือบนพื้นที่โล่งใหญ่ๆ เพื่อให้พลังงานกับเมืองทั้งเมืองก็ได้ พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ผลิตมลพิษทางอากาศและไม่สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และเนื่องจากสามารถนำไปวางไว้บนอาคารที่ก่อสร้างเสร็จแล้วได้เลย เราจึงไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติมเพื่อสร้างโรงไฟฟ้า

อีกหนึ่งวิธีที่เราสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ ก็คือใช้ประโยชน์จากความร้อนของมัน โรงงานไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar Thermal Electric Power Plant) ผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยรวมพลังงานแสงอาทิตย์แล้วใช้ความร้อนทำให้น้ำเดือด ซึ่งทำให้เกิดไอน้ำ ไอน้ำนี้จะทำให้ใบพัดของเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าหมุนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงงานไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์จะประกอบไฟด้วยกระจกหลายบานบนพื้นที่กว้างที่คอยสะท้องแสงอาทิตย์ขึ้นไปยังเครื่องรับ ตัวเครื่องรับจะรับพลังงานแสงอาทิตย์นี้มาเพื่อเปลี่ยนเป็นความร้อน

โดยพื้นฐานแล้ว การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำงานคล้ายกันกับโรงงานไฟฟ้าพลังงานเชื้อเพลิง แต่แทนที่จะสร้างไอน้ำโดยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกใช้สร้างไอน้ำแทน

ข้อเสียอย่างเดียวของเทคโนโลยีนี้ก็คือ เราจะมีพลังงานต่อเมืองดวงอาทิตย์ขึ้นอยู่เท่านั้น เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงมีการคิดค้นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในรูปแบบอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหาวิธีกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ใช้ในวันที่มีเมฆมากหรือในเวลากลางคืน

หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาคือการผสมผสานแหล่งพลังงานหลายแบบไว้ในโรงงานเดียว การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และก๊าซธรรมชาติด้วยกันอาจแก้ปัญหาได้ เมื่อวิธีหนึ่งไม่สามารถผลิตพลังงานได้วิธีอื่นๆก็สามารถเข้ามาทำหน้าที่แทน

วิธีอื่นๆ อย่างการเก็บพลังงานแสงอาทิตย์เหลือใช้ไว้ในแบตเตอรี่ ก็อาจเป็นวิธีใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตได้เช่นกัน

(แปลโดยทีมงานทรูปลูกปัญญา)

พลังงาน 101: พลังงานแสงอาทิตย์ (Energy 101: Solar Power)

สวัสดีครับ ผม ลี แพทริค ซัลลิแวน จาก Energy Now และวันนี้ผมจะพูดถึงพลังของแสงอาทิตย์ครับ

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่มีอยู่มากที่สุดที่เรามี ถ้าเราสามารถเก็บเอาพลังงานของดวงอาทิตย์ที่ส่งมาถึงโลกได้สัก 0.01 % มันจะมากกว่าพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้กันอยู่ทุกวันนี้

เมืองยูมา ในรัฐแอริโซนา เป็นที่ๆแดดจัดที่สุดในโลก ท้องฟ้าที่นี่ปลอดเมฆถึง 90% ของปี และทะเลทรายตะวันตกเฉียงใต้นี้มีเนื้อที่มากพอที่จะนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ได้ถึง 80% ของพลังงานที่ทั้งโลกต้องการในปัจจุบัน

ดวงอาทิตย์ผลิตพลังงานมาหลายพันล้านปีแล้ว และมันให้พลังงานกับพืชทุกชนิดบนโลกตามธรรมชาติ จากนั้นพืชก็เป็นแหล่งพลังงานให้กับสัตว์และมนุษย์ต่อไป ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้ด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสง (photosynthesis) นักวิทยาศาสตร์สามารถไขปริศนาวิธีที่พืชสร้างพลังงานผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงมาได้นานหลายศตวรรษแล้ว และเราสามารถเลียนแบบกระบวนการนั้นได้โดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่และซิลิโคน การสร้างพลังงานจากแสงอาทิตย์วิธีนี้สามารถให้พลังงานกับบ้านเมืองของเราได้

ปัจจุบันมีวิธีนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้อยู่ 2 วิธีด้วยกัน วิธีแรกคือใช้อุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ (photovoltaic device) หรือที่รู้จักกันในชื่อ โซลาร์เซลล์ (solar cells) อุปกรณ์นี้จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง เซลล์แต่ละเซลล์จะถูกเชื่อมเข้าไว้ด้วยกันเป็นแผงโซลาร์ ซึ่งสามารถนำไปวางไว้บนหลังคาบ้าน ในเครื่องคิดเลข หรือบนพื้นที่โล่งใหญ่ๆ เพื่อให้พลังงานกับเมืองทั้งเมืองก็ได้ พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ผลิตมลพิษทางอากาศและไม่สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และเนื่องจากสามารถนำไปวางไว้บนอาคารที่ก่อสร้างเสร็จแล้วได้เลย เราจึงไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่เพิ่มเติมเพื่อสร้างโรงไฟฟ้า

อีกหนึ่งวิธีที่เราสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ ก็คือใช้ประโยชน์จากความร้อนของมัน โรงงานไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar Thermal Electric Power Plant) ผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยรวมพลังงานแสงอาทิตย์แล้วใช้ความร้อนทำให้น้ำเดือด ซึ่งทำให้เกิดไอน้ำ ไอน้ำนี้จะทำให้ใบพัดของเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าหมุนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงงานไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์จะประกอบไฟด้วยกระจกหลายบานบนพื้นที่กว้างที่คอยสะท้องแสงอาทิตย์ขึ้นไปยังเครื่องรับ ตัวเครื่องรับจะรับพลังงานแสงอาทิตย์นี้มาเพื่อเปลี่ยนเป็นความร้อน

โดยพื้นฐานแล้ว การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำงานคล้ายกันกับโรงงานไฟฟ้าพลังงานเชื้อเพลิง แต่แทนที่จะสร้างไอน้ำโดยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกใช้สร้างไอน้ำแทน

ข้อเสียอย่างเดียวของเทคโนโลยีนี้ก็คือ เราจะมีพลังงานต่อเมืองดวงอาทิตย์ขึ้นอยู่เท่านั้น เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงมีการคิดค้นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในรูปแบบอื่นๆ นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหาวิธีกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ใช้ในวันที่มีเมฆมากหรือในเวลากลางคืน

หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาคือการผสมผสานแหล่งพลังงานหลายแบบไว้ในโรงงานเดียว การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และก๊าซธรรมชาติด้วยกันอาจแก้ปัญหาได้ เมื่อวิธีหนึ่งไม่สามารถผลิตพลังงานได้วิธีอื่นๆก็สามารถเข้ามาทำหน้าที่แทน

วิธีอื่นๆ อย่างการเก็บพลังงานแสงอาทิตย์เหลือใช้ไว้ในแบตเตอรี่ ก็อาจเป็นวิธีใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตได้เช่นกัน

(แปลโดยทีมงานทรูปลูกปัญญา)