เรื่อง การเก็บพลังงาน (Energy Storage)

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 51Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ข้อจำกัดของอุณหภูมิ(Temperature Limitation) อุณหภูมิสูงสุดของน้ำที่จัดเก็บจะถูกจำกัดด้วยจุดเดือดของน้ำ (100°C หรือ 212°F) ที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน ซึ่งอาจเป็นข้อจำกัดสำหรับการใช้งานบางประเภท• การกัดกร่อน (Corrosion) น้ำสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนในส่วนประกอบโลหะและถังเมื่อเวลาผ่านไป จำเป็นต้องบำรุงรักษาและอาจส่งผลต่ออายุการใช้งานของระบบ 3.3.2.5 การใช้งานของระบบกักเก็บน้ำ (Applications of Water-Based Storage)• ระบบทำความร้อนและทำความเย็นอาคาร (Building Heating and Cooling) ใช้ในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์เพื่อกักเก็บน้ำร้อนสำหรับทำความร้อนในพื้นที่หรือน้ำเย็นสำหรับทำความเย็น• ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) กักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่รวบรวมโดยตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อใช้ในช่วงที่ไม่มีแสงแดด• ระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์(District Heating) ระบบขนาดใหญ่ใช้ระบบกักเก็บน้ำเพื่อจัดการและกระจายความร้อนไปยังอาคารหรือละแวกใกล้เคียงหลายแห่ง• กระบวนการอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อกักเก็บและจัดการความร้อนจากกระบวนการ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนพลังงาน3.3.2.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการกักเก็บน้ำ (Notable Examples of Water-Based Storage Projects)• ระบบน้ำอุ่นจากแสงอาทิตย์ (Solar Hot Water Systems) ระบบที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ที่ใช้ถังเก็บน้ำเพื่อกักเก็บความร้อนที่รวบรวมจากตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์• ระบบ Ice Bear ของ Ice Energy(Ice Energy’s Ice Bear System) ใช้ระบบกักเก็บน้ำแข็งเพื่อให้ความเย็นในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ลดการใช้ไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูง• ระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์(District Heating Systems) ระบบกักเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่ใช้ในเมืองและเขตอุตสาหกรรมเพื่อจัดการอุปทานและอุปสงค์ของระบบทำความร้อน 3.3.2.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเก็บความร้อนอื่นๆ (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)Feature Water-Based Storage Sensible Heat Storage Latent Heat StorageEnergy Capacity Moderate to high Moderate to high HighTemperature RangeLimited by water’s boiling pointVaries with temperature of storage mediumConstant during phase changeResponse Time Moderate (hours) Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)EfficiencyModerate (depends on insulation)Moderate (depends on insulation)High (typically above 90%)

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 52Energy Conservation Technology Co.,ltd.Feature Water-Based Storage Sensible Heat Storage Latent Heat StorageSpace RequirementsLarge for high capacity Large for high capacitySmaller for high energy densityHeat LossModerate, depends on insulationModerate, depends on insulationLow, due to phase changeCost Moderate Moderate to low Moderate to high3.3.2.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• ฉนวนที่ดีขึ้น (Improved Insulation) การพัฒนาวัสดุฉนวนและเทคนิคที่ดีขึ้นเพื่อลดการสูญเสียความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพ• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) การบูรณาการที่เพิ่มขึ้นกับระบบพลังงานแสงอาทิตย์และระบบพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บและการใช้พลังงาน• การออกแบบที่สร้างสรรค์(Innovative Designs) การวิจัยการออกแบบและวัสดุใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุนของระบบการจัดเก็บที่ใช้น้ำ การจัดเก็บที่ใช้น้ำยังคงเป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการพลังงานความร้อนในแอปพลิเคชันต่างๆ ความเรียบง่าย ความคุ้มทุน และความสามารถในการปรับขนาดทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับความต้องการการจัดเก็บพลังงานทั้งที่อยู่อาศัยและขนาดใหญ่ แม้ว่าจะมีความท้าทายบางประการ แต่ความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและการใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง3.3.3 การจัดเก็บแบบ Solid-Based (Solid-Based Storage) การจัดเก็บแบบ Solid-Based เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้วัสดุแข็ง วิธีนี้ใช้มวลความร้อนของวัสดุเพื่อดูดซับ จัดเก็บ และปล่อยความร้อน การจัดเก็บข้อมูลแบบ Solid-Based มักใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่การออกแบบอาคารไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรม ต่อไปนี้คือภาพรวมโดยละเอียดของการจัดเก็บข้อมูลแบบ Solid-Based รวมถึงหลักการ ประเภท ข้อดี ความท้าทาย และแอปพลิ เคชัน3.3.3.1 หลักการของการจัดเก็บข้อมูลแบบ Solid-Based (Principles of Solid-Based Storage) การจัดเก็บข้อมูลแบบ Solid-Based อาศัยหลักการที่ว่าวัสดุแข็งสามารถดูดซับและกักเก็บความร้อนได้เนื่องจากมวลความร้อน ปริมาณพลังงานที่จัดเก็บในวัสดุแข็งนั้นถูกกำหนดโดยความจุความร้อนจำเพาะ มวล และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ซึ่งคล้ายกับการจัดเก็บข้อมูลความร้อนที่รับรู้ได้ สูตรพื้นฐานในการคำนวณพลังงานที่เก็บ ดังนี้ Q = mcΔT

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 53Energy Conservation Technology Co.,ltd. โดยที่ Q = ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของวัสดุ (เป็นกิโลกรัม) c = ความจุความร้อนจำเพาะของวัสดุ (เป็นจูล/กก.·°C) ΔT = การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (เป็น°C หรือ K)3.3.3.2 ประเภทของการเก็บความร้อนแบบของแข็ง (Types of Solid-Based Storage)1. มวลความร้อนของอาคาร (Building Thermal Mass)• คำอธิบาย ใช้วัสดุที่มีมวลความร้อนสูง เช่น คอนกรีต อิฐ หรือหิน เพื่อเก็บและปล่อยความร้อน ซึ่งมักใช้ในการออกแบบอาคารเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความสะดวกสบายภายในอาคาร• ตัวอย่าง ผนังมวลความร้อน (Thermal Mass Walls) ผนังที่ทำจากวัสดุ เช่น คอนกรีตหรืออิฐที่ดูดซับความร้อนในระหว่างวันและปล่อยความร้อนในเวลากลางคืน ช่วยรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้คงที่ พื้นและหลังคา (Floors and Roofs) พื้นและหลังคาคอนกรีตหรืออิฐที่กักเก็บความร้อนและควบคุมอุณหภูมิ 2. วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs)• คำอธิบาย แม้ว่า PCMs มักจะเกี่ยวข้องกับการกักเก็บความร้อนแฝง แต่ก็สามารถใช้ในระบบที่มีฐานเป็นของแข็งได้เช่นกัน PCMs จะดูดซับและปล่อยความร้อนระหว่างการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งจะช่วยควบคุมอุณหภูมิ• ตัวอย่าง วัสดุก่อสร้าง (Building Materials) PCMs ที่ผสานเข้ากับวัสดุก่อสร้าง เช่น แผ่นผนังหรือพื้น เพื่อปรับปรุงความสบายทางความร้อนและประสิทธิภาพด้านพลังงาน แผงฉนวน (Insulation Panels) แผงที่ผสาน PCMs เข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านความร้อนในอาคาร3. วัสดุกักเก็บความร้อนจากคอนกรีตหรือหิน (Concrete or Rock-Based Thermal Storage)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับการใช้คอนกรีตหรือหินเป็นก้อนหรือเป็นก้อนใหญ่เพื่อกักเก็บความร้อน วัสดุเหล่านี้สามารถดูดซับและกักเก็บความร้อนได้ในปริมาณมากเนื่องจากมีมวลความร้อนสูง• ตัวอย่าง วัสดุกักเก็บความร้อนจากคอนกรีต (Concrete Thermal Storage) ระบบขนาดใหญ่ที่ใช้บล็อกหรือแผ่นคอนกรีตเพื่อกักเก็บและปล่อยความร้อนสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหรือด้านพลังงาน วัสดุกักเก็บหิน (Rock Storage) การใช้หินบดหรือกรวดในระบบกักเก็บความร้อน ซึ่งมักจะผสานเข้ากับระบบแลกเปลี่ยนความร้อน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 54Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.3.3 ข้อดีของระบบจัดเก็บแบบ Solid-Based Storage(Advantages of Solid-Based Storage)• มวลความร้อนสูง (High Thermal Mass) วัสดุแข็งที่มีมวลความร้อนสูงสามารถกักเก็บความร้อนได้ในปริมาณมากและควบคุมอุณหภูมิได้อย่างเสถียร• คุ้มต้นทุน (Cost-Effective) วัสดุอย่างคอนกรีตและอิฐมีราคาค่อนข้างถูกและหาซื้อได้ง่าย• ความทนทาน (Durability) วัสดุแข็งมีความทนทานและสามารถใช้งานได้นานหลายปีโดยแทบไม่ต้องบำรุงรักษา• การผสานรวมกับการออกแบบอาคาร (Integration with Building Design) ผสานเข้ากับการออกแบบอาคารได้อย่างง่ายดายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการควบคุมสภาพอากาศภายในอาคาร3.3.3.4 ความท้าทายของระบบจัดเก็บแบบ Solid-Based Storage(Challenges of Solid-Based Storage)• ความต้องการพื้นที่ (Space Requirements) ต้องใช้วัสดุแข็งในปริมาณมากเพื่อให้มีความจุในการเก็บความร้อนสูง ซึ่งอาจต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก• ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer Efficiency) การถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างสื่อจัดเก็บและระบบโดยรอบอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ• ความล่าช้าของความร้อน (Thermal Lag) อาจมีความล่าช้าระหว่างการดูดซับและการปล่อยพลังงาน ซึ่งอาจไม่สอดคล้องกับรูปแบบความต้องการเสมอไป• ต้นทุนการใช้งาน (Cost of Implementation) สำหรับระบบขนาดใหญ่ ต้นทุนของวัสดุและการก่อสร้างอาจสูง แม้ว่าต้นทุนการดำเนินงานโดยทั่วไปจะต่ำ 3.3.3.5 การใช้งานของระบบกักเก็บพลังงานแบบโซลิด (Applications of Solid-Based Storage)• ระบบทำความร้อนและทำความเย็นอาคาร (Building Heating and Cooling) ใช้ในการออกแบบอาคารเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้คงที่และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานผ่านมวลความร้อน• กระบวนการอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อจัดการและจัดเก็บความร้อนจากกระบวนการ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนพลังงาน• ระบบพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Systems) บูรณาการกับระบบพลังงานหมุนเวียนเพื่อจัดเก็บความร้อนส่วนเกินสำหรับใช้ในภายหลัง โดยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์• ระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) ระบบขนาดใหญ่ที่ใช้คอนกรีตหรือหินเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อนในโรงไฟฟ้าหรือระบบทำความร้อนในเขตพื้นที่

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 55Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.3.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการกักเก็บพลังงานแบบโซลิด (Notable Examples of Solid-Based Storage Projects)• อาคารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ (Passive Solar Buildings) อาคารที่ออกแบบด้วยวัสดุที่มีมวลความร้อนสูง (เช่น ผนังคอนกรีต) เพื่อกักเก็บและปล่อยความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์• ระบบกักเก็บความร้อนคอนกรีต (Concrete Thermal Storage Systems) โครงการกักเก็บพลังงานอุตสาหกรรมและพลังงานที่ใช้บล็อกคอนกรีตหรือแผ่นคอนกรีตเพื่อจัดการและกักเก็บความร้อน• ระบบกักเก็บความร้อนแบบหิน (Rock Bed Thermal Storage) ระบบที่ใช้หินบดหรือกรวดเพื่อกักเก็บและปล่อยความร้อนร่วมกับระบบแลกเปลี่ยนความร้อน 3.3.3.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเก็บความร้อนแบบอื่น (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)Feature Solid-Based Storage Sensible Heat Storage Latent Heat StorageEnergy Capacity Moderate to high Moderate to high HighTemperature RangeWide range, depends on materialVaries with temperature of storage mediumConstant during phase changeResponse Time Slow to moderate (hours) Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)EfficiencyModerate (depends on material and design)Moderate (depends on insulation)High (typically above 90%)Space RequirementsLarge for high capacity Large for high capacitySmaller for high energy densityHeat LossModerate, depends on insulationModerate, depends on insulationLow, due to phase changeCost Moderate to high Moderate to low Moderate to high3.3.3.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุขั้นสูง (Advanced Materials) การวิจัยวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานการจัดเก็บแบบโซลิด• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) การใช้การจัดเก็บแบบโซลิดร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการพลังงาน• การออกแบบที่สร้างสรรค์(Innovative Designs) การพัฒนาการออกแบบและเทคนิคใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดต้นทุนของระบบการจัดเก็บแบบโซลิด

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 56Energy Conservation Technology Co.,ltd. การจัดเก็บแบบโซลิดเป็นวิธีการที่ใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพในการจัดการพลังงานความร้อน โดยมีการใช้งานครอบคลุมการออกแบบอาคาร กระบวนการอุตสาหกรรม และระบบพลังงาน ข้อดีของเทคโนโลยีนี้ได้แก่ ความคุ้มทุน ความทนทาน และความสะดวกในการติดตั้ง แต่จะต้องแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ ประสิทธิภาพ และการถ่ายเทความร้อน ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังช่วยเพิ่มขีดความสามารถและขยายขอบเขตการใช้งานที่เป็นไปได้3.3.4 วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) คือวัสดุที่ดูดซับหรือปล่อยความร้อนแฝงในปริมาณมากในระหว่างการเปลี่ยนสถานะ เช่น การหลอมละลาย การแข็งตัว หรือการระเหิด ลักษณะนี้ทำให้ PCMs มีประสิทธิภาพสูงในการกักเก็บพลังงานความร้อน ช่วยให้สามารถกักเก็บและปล่อยพลังงานความร้อนที่อุณหภูมิเกือบคงที่ PCMs ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่การควบคุมอุณหภูมิในอาคารไปจนถึงการจัดการพลังงานในระบบหมุนเวียน3.3.4.1 หลักการของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) PCMs ทำงานโดยยึดตามหลักการกักเก็บความร้อนแฝง เมื่อ PCM เกิดการเปลี่ยนสถานะ PCM จะดูดซับหรือปล่อยความร้อนที่อุณหภูมิคงที่ ซึ่งช่วยให้กักเก็บพลังงานและควบคุมอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ แนวคิดหลัก ได้แก่ ความร้อนแฝง (Latent Heat) ปริมาณความร้อนที่ดูดซับหรือปล่อยออกมาในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสถานะ Q = mL โดยที่ Q = ปริมาณพลังงาน (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของ PCM (เป็นกิโลกรัม) L = ความร้อนแฝงของ PCM (เป็น J/kg) การเปลี่ยนแปลงสถานะ(Phase Changes) การเปลี่ยนแปลงสถานะทั่วไป ได้แก่ การหลอมเหลว (Melting) การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว การดูดซับความร้อน การแข็งตัว(Freezing) การเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง การปลดปล่อยความร้อน การระเหิด (Sublimation) การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นก๊าซ การดูดซับความร้อน การจับตัวแข็ง(Deposition) การเปลี่ยนสถานะจากก๊าซเป็นของแข็ง การปลดปล่อยความร้อน3.3.4.2 ประเภทของวัสดุที่เปลี่ยนสถานะ (Types of Phase Change Materials)1. PCM อินทรีย์(Organic PCMs)• คำอธิบาย ทำจากไฮโดรคาร์บอน รวมถึงพาราฟินและกรดไขมัน วัสดุเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีอุณหภูมิในการเปลี่ยนสถานะที่คาดเดาได้และพร้อมใช้งาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 57Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ตัวอย่าง พาราฟินแว็กซ์(Paraffin Waxes) มักใช้ในวัสดุก่อสร้างและการเก็บพลังงานความร้อนเนื่องจากคุณสมบัติการเปลี่ยนสถานะที่เชื่อถือได้ กรดไขมัน (Fatty Acids) ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ รวมถึงสิ่งทอและวัสดุก่อสร้าง2. PCM อนินทรีย์(Inorganic PCMs)• คำอธิบาย ประกอบด้วยเกลือหรือไฮเดรตเกลือ วัสดุเหล่านี้มักมีค่าความร้อนแฝงสูงกว่าแต่สามารถกัดกร่อนได้มากกว่า• ตัวอย่าง ไฮเดรตเกลือ(Salt Hydrates) เช่น โซเดียมซัลเฟตเดคาไฮเดรต (เกลือของกลอเบอร์) ใช้ในวัสดุก่อสร้างและระบบการเก็บพลังงานความร้อน เกลือยูเทกติก (Eutectic Salts) ส่วนผสมของเกลือที่มีจุดหลอมเหลวเฉพาะและสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะได้3. PCM แบบผสม (Composite PCMs)• คำอธิบาย รวม PCM กับวัสดุอื่นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ความเสถียร และความสะดวกในการผสานรวม คอมโพสิตเหล่านี้มักใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติความร้อนของวัสดุก่อสร้าง• ตัวอย่าง PCM แบบไมโครเอ็นแคปซูเลต (Microencapsulated PCMs) PCM ที่ห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูลเพื่อป้องกันการรั่วไหลและปรับปรุงการผสานรวมกับวัสดุต่างๆ  วัสดุก่อสร้างที่เสริมด้วย PCM (PCM-Enhanced Building Materials) PCM ที่ฝังอยู่ในแผ่นผนัง ฉนวน หรือพื้นเพื่อควบคุมความร้อน3.3.4.3 ข้อดีของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Advantages of Phase Change Materials)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) สามารถกักเก็บพลังงานความร้อนได้ในปริมาณมากต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล ทำให้มีประสิทธิภาพในการใช้งานเพื่อกักเก็บความร้อน• การควบคุมอุณหภูมิ(Temperature Regulation) PCM สามารถรักษาอุณหภูมิที่เสถียรระหว่างกระบวนการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างสม่ำเสมอ• การประหยัดพลังงาน (Energy Savings) PCM สามารถลดการใช้พลังงานในการทำความร้อนและทำความเย็นได้โดยการกักเก็บและปล่อยความร้อน ซึ่งนำไปสู่การประหยัดต้นทุนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น• ความอเนกประสงค์(Versatility) PCM สามารถใช้ได้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย รวมถึงวัสดุก่อสร้าง ระบบพลังงานหมุนเวียน และบรรจุภัณฑ์ที่ไวต่ออุณหภูมิ3.3.4.4 ความท้าทายของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Challenges of Phase Change Materials)• ต้นทุน (Cost) PCM คุณภาพสูงและการผสานรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์อาจมีราคาแพง ซึ่งส่งผลต่อความคุ้มทุนโดยรวมของเทคโนโลยี

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 58Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ความเสถียรของวัสดุ(Material Stability) PCM บางชนิดอาจเสื่อมสภาพลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการเปลี่ยนสถานะซ้ำๆ หรือการสัมผัสกับสภาพแวดล้อม ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน • การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพระหว่าง PCM และสภาพแวดล้อมโดยรอบอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ• การรั่วไหล(Leakage) PCM ที่เป็นสารอนินทรีย์ โดยเฉพาะที่อยู่ในรูปของเหลว อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการรั่วไหล และต้องมีวิธีการกักเก็บ3.3.4.5 การใช้งานวัสดุเปลี่ยนสถานะ(Applications of Phase Change Materials)• การควบคุมอุณหภูมิอาคาร (Building Temperature Regulation) PCM ถูกนำไปใช้ในวัสดุก่อสร้างเพื่อเพิ่มความสบายทางความร้อนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการควบคุมอุณหภูมิภายในอาคาร• ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) ใช้ในการกักเก็บความร้อนส่วนเกินจากตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์และปล่อยออกมาเมื่อไม่มีแสงแดด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์• สิ่งทอ(Textiles) ผสานเข้ากับเสื้อผ้าและเครื่องนอนเพื่อควบคุมอุณหภูมิและความสบาย• บรรจุภัณฑ์ที่ไวต่ออุณหภูมิ(Temperature-Sensitive Packaging) ใช้ในการบรรจุหีบห่อเพื่อรักษาอุณหภูมิที่จำเป็นของสินค้าที่ไวต่ออุณหภูมิระหว่างการขนส่ง3.3.4.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Notable Examples of Phase Change Materials Projects)• แผ่นผนังเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Wallboards) วัสดุก่อสร้างที่รวม PCM เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความร้อนและลดต้นทุนการทำความร้อนและทำความเย็น• ระบบกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Storage Systems) ระบบที่ใช้ PCM เพื่อกักเก็บความร้อนที่รวบรวมจากแผงโซลาร์เซลล์เพื่อใช้ในช่วงที่ไม่มีแสงแดด • เสื้อผ้าควบคุมอุณหภูมิ(Temperature-Regulating Clothing) ผลิตภัณฑ์เสื้อผ้าที่ใช้ PCM เพื่อควบคุมอุณหภูมิและเพิ่มความสบายในสภาวะต่างๆ3.3.4.7 Compการเกิดความร้อนร่วมกับเทคโนโลยีกักเก็บความร้อนอื่นๆ (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)FeaturePhase Change Materials (PCMs)Sensible Heat Storage Latent Heat StorageEnergy Capacity High Moderate to high HighTemperature RangeSpecific to PCM typeVaries with temperature of storage mediumConstant during phase change

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 59Energy Conservation Technology Co.,ltd.FeaturePhase Change Materials (PCMs)Sensible Heat Storage Latent Heat StorageResponse TimeModerate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)EfficiencyHigh (typically above 90%)Moderate (depends on insulation)High (typically above 90%)Space RequirementsSmaller for high energy densityLarge for high capacitySmaller for high energy densityHeat LossLow, due to phase changeModerate, depends on insulationLow, due to phase changeCost Moderate to high Moderate to low Moderate to high3.3.4.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุที่เพิ่มประสิทธิภาพ (Enhanced Materials) การพัฒนา PCM ใหม่ที่มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีขึ้น ความเสถียร และต้นทุนที่ต่ำลง• การบูรณาการกับระบบอัจฉริยะ (Integration with Smart Systems) การรวม PCM เข้ากับอาคารอัจฉริยะและระบบจัดการพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล • ความยั่งยืน (Sustainability) การวิจัยเกี่ยวกับ PCM ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม วัสดุเปลี่ยนสถานะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกักเก็บพลังงานความร้อนและการควบคุมอุณหภูมิในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย ความสามารถในการกักเก็บและปล่อยพลังงานจำนวนมากในระหว่างการเปลี่ยนสถานะทำให้มีค่าอย่างยิ่งสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและรักษาอุณหภูมิให้คงที่ แม้จะมีความท้าทายบางประการ แต่ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังคงเพิ่มขีดความสามารถและขยายการใช้งานของวัสดุเหล่านี้ต่อไป3.3.5 การเก็บความร้อนแฝง (Latent Heat Storage) การเก็บความร้อนแฝงเป็นเทคโนโลยีการเก็บพลังงานความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการเก็บพลังงานโดยใช้ความร้อนที่ดูดซับหรือปล่อยออกมาในระหว่างการเปลี่ยนสถานะวัสดุ การเปลี่ยนสถานะนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิเฉพาะและเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสถานะวัสดุจากของแข็งเป็นของเหลว (หลอมละลาย) หรือของเหลวเป็นก๊าซ (กลายเป็นไอ) และในทางกลับกัน 3.3.5.1 หลักการของการเก็บความร้อนแฝง (Principles of Latent Heat Storage) การเก็บความร้อนแฝงอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าสามารถเก็บหรือปล่อยออกมาพลังงานได้ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะโดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิของวัสดุ ซึ่งช่วยให้สามารถเก็บพลังงานได้ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับการเก็บความร้อนแบบสัมผัส พลังงานที่เก็บไว้หรือปลดปล่อยระหว่างการเปลี่ยนสถานะหาได้จาก

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 60Energy Conservation Technology Co.,ltd. Q = mL โดยที่ Q = ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้หรือปลดปล่อย (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของวัสดุ (เป็นกิโลกรัม) L = ความร้อนแฝงของวัสดุ (เป็นจูล/กก.) ความร้อนแฝงคือพลังงานที่จำเป็นสำหรับวัสดุในการเปลี่ยนสถานะที่อุณหภูมิคงที่3.3.5.2 ประเภทของการเก็บความร้อนแฝง (Types of Latent Heat Storage)1. วัสดุที่เปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials (PCMs))• คำอธิบาย วัสดุที่ดูดซับและปลดปล่อยความร้อนในขณะที่เปลี่ยนสถานะระหว่างของแข็งเป็นของเหลวหรือของเหลวเป็นก๊าซ PCM ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ เนื่องจากสามารถเก็บและปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากที่อุณหภูมิคงที่• ตัวอย่าง PCM อินทรีย์(Organic PCMs) พาราฟินแว็กซ์และกรดไขมัน ซึ่งมักใช้กันทั่วไปเนื่องจากมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะที่คาดเดาได้และหาได้ง่าย PCM  PCM อนินทรีย์(Inorganic PCMs) เกลือและไฮเดรตของเกลือ ซึ่งให้ค่าความร้อนแฝงที่สูงกว่าแต่สามารถกัดกร่อนได้มากกว่า ยูเทกติก(Eutectics) ส่วนผสมของวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวที่กำหนดไว้และสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะได้2. ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (TES) (Thermal Energy Storage (TES) Systems)• คำอธิบาย ระบบที่ใช้ PCM หรือวัสดุอื่นในการกักเก็บพลังงานความร้อน ระบบ TES สามารถออกแบบได้สำหรับช่วงอุณหภูมิและการใช้งานที่หลากหลาย• ตัวอย่าง การกักเก็บเกลือหลอมเหลว (Molten Salt Storage) ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP) ซึ่งเกลือหลอมเหลวจะกักเก็บและถ่ายเทความร้อนเพื่อผลิตไฟฟ้า การกักเก็บน้ำแข็ง(Ice Storage) น้ำแข็งใช้ในระบบทำความเย็นเพื่อกักเก็บพลังงานในช่วงนอกชั่วโมงพีคและให้ความเย็นในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด3.3.5.3 ข้อดีของการกักเก็บความร้อนแฝง (Advantages of Latent Heat Storage)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) การกักเก็บความร้อนแฝงสามารถกักเก็บพลังงานได้มากขึ้นต่อหน่วยปริมาตรหรือมวลเมื่อเทียบกับการกักเก็บความร้อนที่รับรู้ได้เนื่องจากการเปลี่ยนเฟส• อุณหภูมิคงที่ (Stable Temperature) อุณหภูมิคงที่ระหว่างการเปลี่ยนเฟส ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องการสภาวะอุณหภูมิคงที่

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 61Energy Conservation Technology Co.,ltd.• การออกแบบที่กะทัดรัด (Compact Design) โซลูชันการจัดเก็บที่กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นของวัสดุเปลี่ยนเฟส• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) สามารถบูรณาการกับระบบพลังงานหมุนเวียนเพื่อจัดเก็บพลังงานส่วนเกินและปล่อยออกมาเมื่อจำเป็น3.3.5.4 ความท้าทายของการจัดเก็บความร้อนแฝง (Challenges of Latent Heat Storage)• ความเสถียรของวัสดุ (Material Stability) PCM อาจเสื่อมสภาพลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการเปลี่ยนเฟสซ้ำๆ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน• ปัญหาการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer Issues) การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพระหว่างตัวกลางการจัดเก็บและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ• ต้นทุน (Cost) PCM คุณภาพสูงและระบบการจัดเก็บขั้นสูงอาจมีราคาแพง ซึ่งส่งผลกระทบต่อความคุ้มทุนโดยรวมของเทคโนโลยี• การเปลี่ยนแปลงปริมาตร (Volume Changes) PCM บางตัวมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรอย่างมากระหว่างการเปลี่ยนเฟส ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการออกแบบและความสมบูรณ์ของระบบการจัดเก็บ3.3.5.5 การใช้งานของการจัดเก็บความร้อนแฝง (Applications of Latent Heat Storage)• การทำความร้อนและทำความเย็นอาคาร (Building Heating and Cooling) PCM ถูกบูรณาการเข้ากับวัสดุก่อสร้างเพื่อควบคุมความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน PCM สามารถจัดเก็บความร้อนส่วนเกินในระหว่างวันและปล่อยออกมาในเวลากลางคืน • ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ใช้การเก็บกักความร้อนแฝงเพื่อเก็บกักพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่เก็บรวบรวมในระหว่างวันเพื่อผลิตไฟฟ้าในตอนกลางคืน• กระบวนการทางอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในการเก็บกักและจัดการความร้อนในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดต้นทุนการดำเนินงาน• ระบบทำความเย็น (Cooling Systems) ระบบการเก็บกักน้ำแข็งใช้ในแอปพลิเคชันทำความเย็นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเพื่อให้ความเย็นในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด3.3.5.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการเก็บกักความร้อนแฝง (Notable Examples of Latent Heat Storage Projects)• โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวม Gemasolar (Gemasolar CSP Plant) Integrated Building Materials โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นแห่งนี้ตั้งอยู่ในสเปน โดยใช้การเก็บกักเกลือหลอมเหลวเพื่อให้ผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องแม้ว่าดวงอาทิตย์จะไม่ส่องแสงก็ตาม• ระบบ Ice Bear ของ Ice Energy(Ice Energy’s Ice Bear System) ระบบทำความเย็นที่ใช้การเก็บกักน้ำแข็งเพื่อให้ความเย็นในช่วงเวลาที่มีความต้องการไฟฟ้าสูงสุด ช่วยลดภาระของระบบไฟฟ้า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 62Energy Conservation Technology Co.,ltd.• วัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) วัสดุก่อสร้างแบบบูรณาการ (Phase Change Material (PCM) Integrated Building Materials) โครงการก่อสร้างต่างๆ ใช้วัสดุที่รวม PCM เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้คงที่3.3.5.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีกักเก็บความร้อนอื่น ๆ (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)Feature Latent Heat Storage Sensible Heat Storage Thermochemical StorageEnergy Capacity High Moderate to high HighTemperature RangeConstant during phase changeVaries with temperature of storage mediumVaries with chemical reactionsResponse TimeModerate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours) Slow (hours to days)EfficiencyHigh (typically above 90%)Moderate (depends on insulation and design)High (varies by chemical process)Space RequirementsSmaller for high energy densityLarge for high capacity Large for storage vesselsHeat LossLow, due to phase changeModerate, depends on insulationLow, due to chemical reactionsCost Moderate to high Moderate to low High3.3.5.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุเสริม (Enhanced Materials) การวิจัยมุ่งเน้นไปที่การพัฒนา PCM ใหม่ที่มีค่าความร้อนแฝงที่สูงขึ้น ความเสถียรที่ดีขึ้น และการนำความร้อนที่ดีขึ้น• การบูรณาการกับระบบอัจฉริยะ(Integration with Smart Systems) การรวมการเก็บความร้อนแฝงเข้ากับกริดอัจฉริยะและระบบจัดการอาคารเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพ • ความยั่งยืน (Sustainability) การพัฒนา PCM ที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม การกักเก็บความร้อนแฝงเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูงและกะทัดรัดสำหรับการจัดการพลังงานความร้อน โดยมีการใช้งานตั้งแต่การควบคุมสภาพอากาศในอาคารไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรมและระบบพลังงานหมุนเวียน แม้จะมีความท้าทายบางประการ แต่ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังคงเพิ่มประสิทธิภาพและขยายขอบเขตการใช้งาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 63Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.6 วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) วัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) คือสารที่ดูดซับและปลดปล่อยพลังงานความร้อนระหว่างการเปลี่ยนสถานะ เช่น การหลอมละลายหรือการแข็งตัว คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สารเหล่านี้มีประโยชน์ในการจัดการอุณหภูมิและจัดเก็บพลังงานความร้อนในแอปพลิเคชันต่างๆ 3.3.6.1 หลักการของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Materials: PCMs) ทำงานโดยการดูดซับหรือปลดปล่อยความร้อนแฝงระหว่างการเปลี่ยนสถานะ หลักการสำคัญ ได้แก่• ความร้อนแฝง (Latent Heat) ความร้อนที่ดูดซับหรือปลดปล่อยระหว่างการเปลี่ยนสถานะเรียกว่าความร้อนแฝง ปริมาณความร้อนแฝงหาได้จาก Q = mL โดยที่ Q = ปริมาณพลังงาน (เป็นจูลหรือกิโลจูล) m = มวลของ PCM (เป็นกิโลกรัม) L = ความร้อนแฝงของ PCM (เป็น J/kg)• การเปลี่ยนแปลงสถานะ(Phase Changes) การเปลี่ยนแปลงสถานะทั่วไป ได้แก่ การหลอมเหลว(Melting) การเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว การดูดซับความร้อน การแช่แข็ง (Freezing) การเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็ง การปลดปล่อยความร้อน การระเหิด (Sublimation) การเปลี่ยนจากของแข็งเป็นก๊าซ การดูดซับความร้อน การจับตัวแข็ง(Deposition) การเปลี่ยนจากก๊าซเป็นของแข็ง การปลดปล่อยความร้อน3.3.6.2 ประเภทของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Types of Phase Change Materials)1. PCM อินทรีย์(Organic PCMs)• คำอธิบาย ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน รวมถึงพาราฟินและกรดไขมัน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะที่คาดเดาได้และพร้อมใช้งาน• ตัวอย่าง พาราฟินแว็กซ์(Paraffin Waxes) มักใช้ในวัสดุก่อสร้างและการเก็บพลังงานความร้อนเนื่องจากคุณสมบัติการเปลี่ยนสถานะที่เชื่อถือได้  กรดไขมัน (Fatty Acids) ใช้ในงานต่างๆ รวมทั้งสิ่งทอและวัสดุก่อสร้าง2. PCM อนินทรีย์(Inorganic PCMs)• คำอธิบาย ประกอบด้วยเกลือหรือไฮเดรตเกลือ ซึ่งมักมีค่าความร้อนแฝงสูงกว่าแต่สามารถกัดกร่อนได้มากกว่า• ตัวอย่าง ไฮเดรตเกลือ(Salt Hydrates) เช่น โซเดียมซัลเฟตเดคาไฮเดรต (เกลือของกลอเบอร์) ใช้ในวัสดุก่อสร้างและระบบกักเก็บพลังงานความร้อน เกลือยูเทกติก (Eutectic Salts) ส่วนผสมของเกลือที่ออกแบบมาให้มีจุดหลอมเหลวเฉพาะ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 64Energy Conservation Technology Co.,ltd.3. PCM แบบผสม (Composite PCMs)• คำอธิบาย รวม PCM กับวัสดุอื่นๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ความเสถียร และความสะดวกในการผสานรวม• ตัวอย่าง PCM แบบไมโครเอ็นแคปซูเลต (Microencapsulated PCMs) PCM ที่ห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูลเพื่อป้องกันการรั่วไหลและปรับปรุงการผสานรวมกับวัสดุต่างๆ วัสดุก่อสร้างที่เสริมด้วย PCM (PCM-Enhanced Building Materials) PCM ที่ฝังอยู่ในวัสดุ เช่น แผ่นผนังหรือพื้น เพื่อควบคุมอุณหภูมิ 3.3.6.3 ข้อดีของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Advantages of Phase Change Materials)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) PCM สามารถเก็บพลังงานความร้อนได้ในปริมาณมากต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล ทำให้มีประสิทธิภาพในการใช้งานเพื่อการเก็บความร้อน• การควบคุมอุณหภูมิที่เสถียร (Stable Temperature Regulation) PCM รักษาอุณหภูมิให้คงที่ตลอดกระบวนการเปลี่ยนสถานะ ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องการอุณหภูมิที่เสถียร• การประหยัดพลังงาน (Energy Savings) PCM สามารถลดการใช้พลังงานในการทำความร้อนและทำความเย็นได้โดยการกักเก็บและปล่อยความร้อน ซึ่งนำไปสู่การประหยัดต้นทุนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น• ความอเนกประสงค์ (Versatility) PCM สามารถใช้ได้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย รวมถึงวัสดุก่อสร้าง ระบบพลังงานหมุนเวียน และบรรจุภัณฑ์ที่ไวต่ออุณหภูมิ3.3.6.4 ความท้าทายของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Challenges of Phase Change Materials)• ต้นทุน (Cost) PCM คุณภาพสูงและการผสานรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์อาจมีราคาแพง ซึ่งส่งผลต่อความคุ้มทุนโดยรวม• ความเสถียรของวัสดุ (Material Stability) PCM บางชนิดอาจเสื่อมสภาพลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการเปลี่ยนสถานะซ้ำๆ หรือสัมผัสกับสภาพแวดล้อม• ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer Efficiency) การถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพระหว่าง PCM และระบบโดยรอบอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ • การรั่วไหล(Leakage) PCM อนินทรีย์ โดยเฉพาะในรูปของเหลว อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงในการรั่วไหล และต้องมีวิธีการกักเก็บ3.3.6.5 การใช้งานวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Applications of Phase Change Materials)• การควบคุมอุณหภูมิอาคาร (Building Temperature Regulation) PCM ถูกผสมเข้ากับวัสดุก่อสร้างเพื่อเพิ่มความสบายทางความร้อนและประสิทธิภาพด้านพลังงานโดยการควบคุมอุณหภูมิภายในอาคาร

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 65Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) ใช้ในการกักเก็บความร้อนส่วนเกินจากตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์และปล่อยออกมาในช่วงที่ไม่มีแสงแดด ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์• สิ่งทอ(Textiles) ผสานเข้ากับเสื้อผ้าและเครื่องนอนเพื่อควบคุมอุณหภูมิและความสบาย• บรรจุภัณฑ์ที่ไวต่ออุณหภูมิ(Temperature-Sensitive Packaging) ใช้ในการบรรจุเพื่อรักษาอุณหภูมิที่จำเป็นของสินค้าที่ไวต่ออุณหภูมิระหว่างการขนส่ง3.3.6.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการวัสดุเปลี่ยนสถานะ (Notable Examples of Phase Change Materials Projects)• แผ่นผนังเปลี่ยนสถานะ (Phase Change Wallboards) วัสดุก่อสร้างที่ผสม PCM เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความร้อนและลดต้นทุนด้านความร้อนและความเย็น• ระบบกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Storage Systems) ระบบที่ใช้ PCM เพื่อกักเก็บความร้อนที่รวบรวมจากแผงโซลาร์เซลล์เพื่อใช้ในช่วงที่ไม่มีแสงแดด• เสื้อผ้าควบคุมอุณหภูมิ(Temperature-Regulating Clothing) ผลิตภัณฑ์เสื้อผ้าที่ใช้ PCM เพื่อควบคุมอุณหภูมิและเพิ่มความสะดวกสบายในสภาวะต่างๆ 3.3.6.7 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเก็บความร้อนอื่น ๆ(Comparison with Other Thermal Storage Technologies)FeaturePhase Change Materials (PCMs)Sensible Heat Storage Latent Heat StorageEnergy Capacity High Moderate to high HighTemperature RangeSpecific to PCM typeVaries with temperature of storage mediumConstant during phase changeResponse TimeModerate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)EfficiencyHigh (typically above 90%)Moderate (depends on insulation)High (typically above 90%)Space RequirementsSmaller for high energy densityLarge for high capacitySmaller for high energy densityHeat LossLow, due to phase changeModerate, depends on insulationLow, due to phase changeCost Moderate to high Moderate to low Moderate to high

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 66Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.6.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุที่ได้รับการปรับปรุง (Enhanced Materials) การวิจัย PCM ใหม่ที่มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีขึ้น ความเสถียร และต้นทุนที่ต่ำลง• การบูรณาการกับระบบอัจฉริยะ (Integration with Smart Systems) การรวม PCM เข้ากับอาคารอัจฉริยะและระบบจัดการพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล• ความยั่งยืน (Sustainability) การพัฒนา PCM ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม วัสดุเปลี่ยนเฟสเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกักเก็บพลังงานความร้อนและการควบคุมอุณหภูมิ ความสามารถในการกักเก็บและปล่อยพลังงานจำนวนมากในระหว่างการเปลี่ยนเฟสทำให้มีค่าในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและรักษาอุณหภูมิที่เสถียรในแอปพลิเคชันต่างๆ3.3.7 ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Thermal Energy Storage Systems (TES)) ระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (TES) เป็นเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในภายหลัง ระบบ TES มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของพลังงาน การปรับปรุงประสิทธิภาพ และการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน ระบบนี้ทำงานโดยดักจับและกักเก็บความร้อนในช่วงที่มีพลังงานสูง และปล่อยความร้อนออกมาเมื่อจำเป็น นี่คือภาพรวมของระบบ TES รวมถึงหลักการ ประเภท ข้อดี ความท้าทาย และการใช้งาน3.3.7.1 หลักการของระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Principles of Thermal Energy StorageSystems (TES)) ระบบ TES ทำงานโดยยึดตามหลักการกักเก็บพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในอนาคต พลังงานที่กักเก็บสามารถใช้สำหรับการทำความร้อน การทำความเย็น หรือการผลิตพลังงาน หลักการพื้นฐาน ได้แก่• การดักจับความร้อน (Heat Capture) การรวบรวมพลังงานความร้อนจากแหล่งต่างๆ เช่น เครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ กระบวนการทางอุตสาหกรรม หรือความร้อนเสีย• สื่อกักเก็บ (Storage Medium) การใช้วัสดุหรือระบบในการกักเก็บความร้อน เช่น วัสดุกักเก็บความร้อนที่รับรู้ได้ วัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCM) หรือสารเคมีกักเก็บ • การปล่อยความร้อน (Heat Release) การปล่อยพลังงานที่เก็บไว้เมื่อจำเป็น เช่น ในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุดหรือเมื่อแหล่งพลังงานหลักไม่พร้อมใช้งาน3.3.7.2 ประเภทของระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Types of Thermal Energy Storage Systems)1. การเก็บความร้อนสัมผัส (Sensible Heat Storage)• คำอธิบาย กักเก็บพลังงานความร้อนโดยการเปลี่ยนอุณหภูมิของตัวกลางกักเก็บของแข็งหรือของเหลว พลังงานที่กักเก็บจะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของวัสดุ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 67Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ตัวอย่าง ถังเก็บน้ำร้อน (Hot Water Storage Tanks) ถังขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำร้อนที่เก็บพลังงานความร้อนไว้เพื่อใช้ในภายหลังในการให้ความร้อนหรือจ่ายน้ำร้อน การจัดเก็บคอนกรีตหรือหิน (Concrete or Rock Storage) การใช้คอนกรีตหรือหินจำนวนมากเพื่อกักเก็บความร้อน มักใช้ในการออกแบบอาคารหรือกระบวนการอุตสาหกรรม2. การเก็บความร้อนแฝง (Latent Heat Storage)• คำอธิบาย ใช้วัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCM) ที่ดูดซับหรือปล่อยความร้อนระหว่างการเปลี่ยนสถานะ (เช่น การหลอมละลายหรือการแข็งตัว) PCM กักเก็บพลังงานที่อุณหภูมิคงที่ ทำให้มีประสิทธิภาพในการจัดการความร้อน• ตัวอย่าง วัสดุก่อสร้าง(Building Materials) PCM ที่รวมเข้ากับแผ่นผนัง ฉนวน หรือพื้น เพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในอาคาร ระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์(Solar Thermal Systems) ระบบที่ใช้ PCM เพื่อกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ส่วนเกินไว้ใช้ในภายหลัง 3. ระบบกักเก็บความร้อนด้วยสารเคมี(Thermochemical Storage)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีแบบย้อนกลับได้เพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงานความร้อน พลังงานจะถูกกักเก็บในรูปแบบของพันธะเคมีและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับ• ตัวอย่าง ระบบกักเก็บความร้อนด้วยสารเคมี(Chemical Heat Storage Systems) ระบบที่ใช้ปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารเพื่อกักเก็บและปลดปล่อยความร้อน มักใช้ในระบบกักเก็บและแปลงพลังงานขั้นสูง3.3.7.3 ข้อดีของระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Advantages of Thermal Energy Storage Systems)• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (Energy Efficiency) ระบบ TES ช่วยปรับสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของพลังงาน ลดของเสีย และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Integration) ระบบเหล่านี้อำนวยความสะดวกในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนโดยการกักเก็บพลังงานส่วนเกินไว้ใช้เมื่อแหล่งพลังงานหมุนเวียนไม่พร้อมใช้งาน• การประหยัดต้นทุน (Cost Savings) ระบบ TES สามารถลดต้นทุนพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจได้โดยการเปลี่ยนการใช้พลังงานไปเป็นช่วงนอกเวลาพีค• ความยืดหยุ่น (Flexibility) ระบบ TES สามารถใช้กับแอปพลิเคชันต่างๆ รวมทั้งการทำความร้อน การทำความเย็น และการผลิตไฟฟ้า ทำให้เป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ในการจัดการพลังงาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 68Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.7.4 ความท้าทายของระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Challenges of Thermal Energy Storage Systems)• ต้นทุน (Cost) การลงทุนเริ่มต้นและต้นทุนการติดตั้งอาจสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบ TES ขนาดใหญ่หรือขั้นสูง • ข้อกำหนดด้านพื้นที่ (Space Requirements) ระบบ TES บางระบบ โดยเฉพาะระบบที่ใช้ปริมาณวัสดุจัดเก็บจำนวนมาก อาจต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก• การสูญเสียความร้อน (Heat Loss) ความร้อนอาจสูญเสียไปเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากประสิทธิภาพในการเก็บความร้อนหรือการนำความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ• ข้อจำกัดด้านวัสดุ(Material Limitations) ประสิทธิภาพของระบบ TES ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุจัดเก็บ ซึ่งอาจจำกัดประสิทธิภาพหรือความสามารถในการนำไปใช้ในบางสถานการณ์3.3.7.5 การใช้งานระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Applications of Thermal Energy Storage Systems)• ระบบทำความร้อนและทำความเย็นในอาคาร (Building Heating and Cooling) ระบบ TES ใช้เพื่อกักเก็บความร้อนหรือทำความเย็นส่วนเกินไว้ใช้ในภายหลัง ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความสะดวกสบายในอาคารที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์• กระบวนการทางอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ระบบ TES ขนาดใหญ่กักเก็บความร้อนจากกระบวนการเพื่อใช้ในการผลิต ลดต้นทุนด้านพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงาน• ระบบพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Systems) ระบบ TES กักเก็บความร้อนส่วนเกินจากเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เพื่อใช้ในช่วงที่ไม่มีการผลิตพลังงาน• ระบบทำความร้อนแบบรวมศูนย์(District Heating) ระบบ TES ในเครือข่ายระบบทำความร้อนในเขตจะกักเก็บความร้อนเพื่อจ่ายไปยังอาคารหรือละแวกใกล้เคียงหลายแห่ง โดยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ 3.3.7.6 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการกักเก็บพลังงานความร้อน (Notable Examples of Thermal Energy Storage Projects)• ระบบ Drechsel (Drechsel System) ใช้บล็อกคอนกรีตเพื่อกักเก็บพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นโซลูชันที่คุ้มต้นทุนและปรับขนาดได้สำหรับการเก็บพลังงาน• ระบบกักเก็บน้ำแข็ง (Ice Storage Systems) ระบบทำความเย็นที่ใช้น้ำแข็งซึ่งสร้างน้ำแข็งในช่วงนอกเวลาความต้องการสูงและใช้น้ำแข็งเพื่อทำความเย็นในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ช่วยลดการใช้ไฟฟ้า• ระบบกักเก็บเกลือหลอมเหลว (Molten Salt Storage) ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP) ซึ่งเกลือหลอมเหลวจะกักเก็บความร้อนเพื่อผลิตไฟฟ้าเมื่อไม่มีแสงแดด

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 69Energy Conservation Technology Co.,ltd.3.3.7.7 Compa ความเสี่ยงจากเทคโนโลยีกักเก็บพลังงานอื่นๆ (Comparison with Other Energy Storage Technologies)FeatureThermal Energy Storage (TES)Sensible Heat StorageLatent Heat StorageChemical StorageEnergy Capacity Moderate to high Moderate to high High HighTemperature RangeVaries with storage mediumVaries with material and temperatureSpecific to PCM typeWide, depending on chemical reactionResponse Time Moderate (hours) Moderate (hours)Moderate (minutes to hours)Fast to moderateEfficiency Moderate to highModerate (depends on insulation)High (typically above 90%)HighSpace RequirementsLarge for high capacityLarge for high capacitySmaller for high energy densityVariable, depending on system designHeat LossModerate to low, depends on insulationModerate, depends on insulationLow, due to phase changeLow to moderateCost Moderate to high Moderate to low Moderate to high High3.3.7.8 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุขั้นสูง (Advanced Materials) การวิจัยวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติทางความร้อน ประสิทธิภาพ และความคุ้มทุนที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับระบบ TES • การบูรณาการกับสมาร์ทกริด (Integration with Smart Grids) การบูรณาการที่ปรับปรุงกับสมาร์ทกริดและระบบการจัดการพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล• ความยั่งยืน (Sustainability) การพัฒนาระบบและวัสดุ TES ที่ยั่งยืนเพื่อแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม ระบบกักเก็บพลังงานความร้อนมีบทบาทสำคัญในการจัดการอุปทานและอุปสงค์ของพลังงาน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และอำนวยความสะดวกในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน ความคล่องตัวและความสามารถในการปรับปรุงการจัดการพลังงานทำให้ระบบเป็นเครื่องมือที่มีค่าในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่การออกแบบอาคารไปจนถึงกระบวนการอุตสาหกรรมและระบบพลังงานหมุนเวียน4. การกักเก็บความร้อนทางเคมี(Thermochemical Storage) การกักเก็บความร้อนทางเคมีเกี่ยวข้องกับการกักเก็บและปล่อยพลังงานผ่านปฏิกิริยาเคมี การกักเก็บพลังงานประเภทนี้ใช้ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้เพื่อดูดซับความร้อนในระหว่างกระบวนการปฏิกิริยาและปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับ ระบบการกักเก็บความร้อนทางเคมีเป็นที่รู้จักจากความหนาแน่นของพลังงานสูงและความสามารถในการกักเก็บในระยะยาว ต่อไปนี้คือภาพรวม

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 70Energy Conservation Technology Co.,ltd.• หลักการของการกักเก็บความร้อนทางเคมี(Principles of Thermochemical Storage)การกักเก็บความร้อนทางเคมีอาศัยปฏิกิริยาเคมีที่ดูดซับหรือปล่อยพลังงาน ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถกลับคืนได้ ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถดำเนินไปได้ทั้งสองทิศทาง คือ ไปข้างหน้า (การดูดซับพลังงาน) และถอยหลัง (การปลดปล่อยพลังงาน) หลักการพื้นฐานเกี่ยวข้องกับ การดูดซับพลังงาน (Energy Absorption) ในระหว่างช่วงการดูดซับพลังงาน ระบบจะดูดซับความร้อนและขับเคลื่อนปฏิกิริยาเคมีที่กักเก็บพลังงานในรูปแบบของพันธะเคมี การปลดปล่อยพลังงาน (Energy Release) เมื่อต้องการพลังงาน พลังงานที่กักเก็บจะถูกปล่อยออกมาโดยการย้อนปฏิกิริยาเคมี โดยแปลงพลังงานเคมีที่กักเก็บกลับเป็นพลังงานความร้อน พลังงานที่เก็บไว้หรือปลดปล่อยนั้นกำหนดโดยเอนทัลปีของปฏิกิริยา ซึ่งเป็นปริมาณความร้อนที่ดูดซับหรือปลดปล่อยระหว่างปฏิกิริยา Q = m x ΔH โดยที่ Q = ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้หรือปลดปล่อย (เป็นจูลหรือกิโลจูล) ΔH = การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยา (เป็นจูล/โมล) m = ปริมาณวัสดุที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา (เป็นโมล)

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 71Energy Conservation Technology Co.,ltd.4.1 ประเภทของการสะสมทางเทอร์โมเคมี(Types of Thermochemical Storage)4.1.1 ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้(Reversible Chemical Reactions)• คำอธิบาย ใช้ปฏิกิริยาเคมีที่สามารถกลับคืนได้โดยการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไข เช่น อุณหภูมิหรือความดัน ปฏิกิริยาทั่วไป ได้แก่ ปฏิกิริยาก๊าซ-ของแข็งและก๊าซ-ของเหลว• ตัวอย่าง ระบบแคลเซียมไฮดรอกไซด์/แคลเซียมออกไซด์(Calcium Hydroxide/Calcium Oxide System)เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างแคลเซียมไฮดรอกไซด์และแคลเซียมออกไซด์ ซึ่งดูดซับและปลดปล่อยความร้อนผ่านกระบวนการไฮเดรชั่นและการคายน้ำ  ระบบที่ใช้แอมโมเนีย (Ammonia-Based Systems) ใช้แอมโมเนียเพื่อดูดซับและปลดปล่อยความร้อนผ่านปฏิกิริยากับไฮไดรด์ของโลหะ4.1.2 การวนซ้ำทางเคมี(Chemical Looping)• คำอธิบาย เกี่ยวข้องกับกระบวนการสองขั้นตอนซึ่งใช้โลหะออกไซด์ในการถ่ายโอนออกซิเจนระหว่างเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์ กระบวนการนี้จับและปลดปล่อยความร้อนในระหว่างปฏิกิริยาการเผาไหม้และปฏิกิริยารีดักชัน• ตัวอย่าง การวนซ้ำของเหล็กออกไซด์(Iron-Oxide Looping) ใช้เหล็กออกไซด์เป็นตัวพาออกซิเจนในการถ่ายโอนออกซิเจนระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศ สร้างและกักเก็บความร้อน4.2 ข้อดีของการจัดเก็บด้วยเทอร์โมเคมี(Advantages of Thermochemical Storage)• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) ระบบการจัดเก็บด้วยเทอร์โมเคมีโดยทั่วไปมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเมื่อเทียบกับการจัดเก็บความร้อนที่รับรู้ได้และแฝง ทำให้สามารถจัดเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาณที่น้อยกว่า• การจัดเก็บในระยะยาว(Long-Term Storage) สามารถจัดเก็บพลังงานได้เป็นระยะเวลานานโดยไม่สูญเสียมาก ทำให้เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานในระยะยาว• ความยืดหยุ่นของอุณหภูมิ(Temperature Flexibility) สามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีที่ใช้• การสูญเสียความร้อนที่ลดลง (Reduced Heat Loss) การสูญเสียความร้อนที่น้อยที่สุดระหว่างการจัดเก็บเนื่องจากลักษณะของพันธะเคมีและปฏิกิริยา 4.3 ความท้าทายของระบบจัดเก็บสารเคมีด้วยความร้อน (Challenges of Thermochemical Storage)• ความซับซ้อน (Complexity) ระบบจัดเก็บสารเคมีด้วยความร้อนอาจมีความซับซ้อนในการออกแบบและใช้งานเนื่องจากต้องมีการควบคุมปฏิกิริยาเคมีและสภาวะต่างๆ อย่างแม่นยำ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 72Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ความเสถียรของวัสดุ(Material Stability) ประสิทธิภาพของระบบจัดเก็บสารเคมีด้วยความร้อนอาจได้รับผลกระทบจากความเสถียรและอายุการใช้งานของสารเคมีที่ใช้• ต้นทุน (Cost) ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงสำหรับวัสดุและส่วนประกอบของระบบ รวมถึงความท้าทายที่อาจเกิดขึ้นในการขยายขนาดเทคโนโลยีสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่• การถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) การถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างตัวกลางการจัดเก็บและระบบโดยรอบอาจเป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุแข็ง4.4 การใช้งานของระบบจัดเก็บสารเคมีด้วยความร้อน (Applications of Thermochemical Storage)• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ใช้ในการจัดเก็บพลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน (เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม) เพื่อใช้ในภายหลัง ช่วยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์• กระบวนการอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อจัดการและจัดเก็บความร้อน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและลดต้นทุน• การผลิตพลังงาน (Power Generation) ใช้ในระบบผลิตพลังงานเพื่อจัดเก็บและส่งความร้อน เพิ่มความยืดหยุ่นและความน่าเชื่อถือของการผลิตพลังงาน• ระบบทำความร้อนในอาคาร (Building Heating) สามารถใช้ในระบบอาคารเพื่อจัดเก็บและจัดการความร้อนสำหรับการทำความร้อนในพื้นที่ ช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ 4.5 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการจัดเก็บความร้อนเคมี(Notable Examples of Thermochemical Storage Projects)• โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์(Solar-Thermal Power Plants) โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นบางแห่งใช้การจัดเก็บความร้อนเคมีเพื่อจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินและผลิตไฟฟ้าแม้ว่าจะไม่มีแสงแดดก็ตาม• ระบบจัดเก็บแคลเซียมไฮดรอกไซด์(Calcium Hydroxide Storage Systems) โครงการวิจัยได้สำรวจการใช้ระบบแคลเซียมไฮดรอกไซด์/แคลเซียมออกไซด์สำหรับการใช้งานการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่• ระบบจัดเก็บที่ใช้แอมโมเนีย (Ammonia-Based Storage Systems) ระบบทดลองได้ใช้แอมโมเนียเพื่อจัดเก็บและปล่อยความร้อนในบริบทของอุตสาหกรรมและพลังงานหมุนเวียนต่างๆ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 73Energy Conservation Technology Co.,ltd.4.6 การเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเก็บความร้อนอื่นๆ (Comparison with Other Thermal Storage Technologies)Feature Thermochemical Storage Sensible Heat Storage Latent Heat StorageEnergy Capacity High Moderate to high HighTemperature RangeWide range, depending on reactionVaries with temperature of storage mediumConstant during phase changeResponse TimeSlow to moderate (hours to days)Moderate (minutes to hours)Moderate (minutes to hours)EfficiencyHigh (varies by chemical process)Moderate (depends on insulation)High (typically above 90%)Space RequirementsSmall for high energy densityLarge for high capacitySmaller for high energy densityHeat Loss Low, due to chemical bondsModerate, depends on insulationLow, due to phase changeCost High Moderate to low Moderate to high4.7 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• การวิจัยวัสดุ (Material Research) การวิจัยอย่างต่อเนื่องมุ่งหวังที่จะพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีความเสถียรที่ดีขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสำหรับการจัดเก็บสารเคมี• การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ (System Optimization) การปรับปรุงการออกแบบและการควบคุมระบบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และเพิ่มความน่าเชื่อถือ • การบูรณาการกับระบบพลังงาน (Integration with Energy Systems) การบูรณาการกับระบบพลังงานหมุนเวียนและสมาร์ทกริดที่เพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บและการใช้พลังงาน การจัดเก็บพลังงานความร้อนเป็นโซลูชันที่มีความหนาแน่นสูงและระยะยาวสำหรับการจัดการพลังงานความร้อน โดยมีการใช้งานตั้งแต่การบูรณาการพลังงานหมุนเวียนไปจนถึงกระบวนการอุตสาหกรรม แม้จะมีความท้าทาย แต่ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องยังคงปรับปรุงความยั่งยืนและขยายการใช้งานที่เป็นไปได้รายละเอียดของประเภทของการสะสมทางเทอร์โมเคมี4.1.1 ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้(Reversible Chemical Reactions) ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้เป็นกระบวนการทางเคมีที่สามารถดำเนินไปได้ทั้งในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ ในปฏิกิริยาแบบกลับได้ ผลิตภัณฑ์สามารถทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างสารตั้งต้นดั้งเดิมภายใต้เงื่อนไขบางประการ ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญของกระบวนการทางเคมีต่างๆ และเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน รวมถึงระบบการกักเก็บพลังงานความร้อน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 74Energy Conservation Technology Co.,ltd.4.1.1.1 หลักการของปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้(Principles of Reversible Chemical Reactions)1. สมดุล (Equilibrium)• สมดุลไดนามิก(Dynamic Equilibrium) ในปฏิกิริยาแบบกลับได้ ระบบจะเข้าสู่สถานะสมดุลไดนามิกซึ่งอัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าจะเท่ากับอัตราของปฏิกิริยาย้อนกลับ ณ จุดนี้ ความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จะคงที่ตลอดเวลา A+B ⇌ C+D โดยที่  A และ B เป็นสารตั้งต้น C และ D เป็นผลิตภัณฑ์  ลูกศรคู่ (⇌) แสดงถึงความสามารถในการย้อนกลับของปฏิกิริยา• ค่าคงที่สมดุล (Equilibrium Constant (K)) อัตราส่วนของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ต่อสาร ตั้งต้นที่สมดุล ซึ่งคงที่ที่อุณหภูมิที่กำหนด แสดงเป็น K = [A][B][C][D] โดยที่  [C] และ [D] คือความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ [A] และ [B] คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น2. หลักการของเลอชาเตอลิเย(Le Chatelier's Principle)• หลักการ เมื่อระบบที่สมดุลถูกรบกวนจากสภาวะที่เปลี่ยนแปลง (เช่น ความเข้มข้น อุณหภูมิ ความดัน) ระบบจะปรับตัวเพื่อต่อต้านการรบกวนนั้นและคืนสู่สมดุลใหม่• ตัวอย่าง การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะเปลี่ยนสมดุลเพื่อให้เกิดผลิตภัณฑ์มากขึ้น การเพิ่มอุณหภูมิในปฏิกิริยาดูดความร้อนจะเปลี่ยนสมดุลไปทางผลิตภัณฑ์4.1.1.2 ประเภทของปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้(Types of Reversible Chemical Reactions)1. ปฏิกิริยาที่กลับคืนได้ทางกายภาพ (Physical Reversible Reactions)• การเปลี่ยนแปลงเฟส (Phase Changes) กระบวนการเช่นการหลอมละลาย/การแข็งตัวหรือการระเหย/การควบแน่นเป็นปฏิกิริยาที่กลับคืนได้ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่น H2O (l) ⇌ H2O (g) ซึ่งแสดงถึงการระเหยและการควบแน่นของน้ำ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 75Energy Conservation Technology Co.,ltd.2. ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้(Chemical Reversible Reactions)• สมดุลเคมี(Chemical Equilibria) เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบทางเคมีของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ตัวอย่าง N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) นี่คือกระบวนการฮาเบอร์(Haber process) สำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย4.1.1.3 การประยุกต์ใช้ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้(Applications of Reversible Chemical Reactions)1. การกักเก็บพลังงาน (Energy Storage)• การกักเก็บพลังงานเทอร์โมเคมี(Thermochemical Energy Storage) ใช้ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้เพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงานความร้อน ตัวอย่างเช่น การกักเก็บไฮโดรเจน (Hydrogen Storage) ปฏิกิริยาแบบกลับได้ที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนสามารถใช้เพื่อกักเก็บพลังงานได้ ตัวอย่างเช่น ก๊าซไฮโดรเจนสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้างไฮไดรด์ของโลหะ ซึ่งสามารถปลดปล่อยไฮโดรเจนเมื่อจำเป็น M + H2 ⇌ MH2 โดยที่ M คือโลหะ การกักเก็บความร้อนทางเคมี(Chemical Heat Storage) ระบบที่ใช้ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้เพื่อกักเก็บความร้อน ตัวอย่างเช่น CaO + CO2 ⇌ CaCO3 โดยที่ แคลเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตและปลดปล่อยความร้อนออกมา ปฏิกิริยาแบบกลับได้สามารถใช้เพื่อปลดปล่อยความร้อนที่กักเก็บไว้ได้2. กระบวนการทางอุตสาหกรรม (Industrial Processes)• การเร่งปฏิกิริยา (Catalysis) กระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายอย่างอาศัยปฏิกิริยาแบบกลับได้ที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ ตัวอย่างเช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalytic Converters) ในระบบไอเสียของรถยนต์ ปฏิกิริยาแบบกลับได้จะแปลงก๊าซที่เป็นอันตราย (เช่น CO, NOx) ให้เป็นสารที่เป็นอันตรายน้อยกว่า 2CO + O2 ⇌ 2CO2

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 76Energy Conservation Technology Co.,ltd.3. การประยุกต์ใช้ด้านสิ่งแวดล้อม (Environmental Applications)• การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage (CCS)) ปฏิกิริยาที่กลับคืนได้ใช้เพื่อดักจับและจัดเก็บคาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการทางอุตสาหกรรมเพื่อบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ตัวอย่างเช่น การดูดซับ (Absorption CO₂) CO₂ จะถูกดูดซับเข้าไปในสารละลายหรือของแข็งและจะถูกปล่อยออกมาในภายหลังเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง4.1.1.4 ข้อดีและความท้าทาย(Advantages and Challenges)1. ข้อดี(Advantages)• การกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ (Efficient Energy Storage) ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้เป็นวิธีการเก็บและปล่อยพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง• ความอเนกประสงค์(Versatility) ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถใช้ได้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่กระบวนการทางอุตสาหกรรมไปจนถึงการกักเก็บพลังงานหมุนเวียน2. ความท้าทาย (Challenges)• จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา (Reaction Kinetics) ปฏิกิริยาที่กลับคืนได้บางอย่างอาจดำเนินไปอย่างช้าๆ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของการกักเก็บพลังงานหรือกระบวนการทางอุตสาหกรรม• ความเสถียรของวัสดุ (Material Stability) ความเสถียรของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์อาจเป็นปัญหา โดยเฉพาะในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงหรือแรงดันสูง• ต้นทุน (Cost) การนำปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้ไปใช้ในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่สามารถมีค่าใช้จ่ายสูง รวมถึงต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุเฉพาะทาง 4.1.1.5 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• วัสดุขั้นสูง (Advanced Materials) การวิจัยวัสดุและตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและเสถียรภาพของปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) การพัฒนาระบบที่บูรณาการปฏิกิริยาแบบกลับได้กับแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อปรับปรุงการจัดการพลังงานโดยรวม• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) นวัตกรรมที่มุ่งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการเคมีแบบกลับได้และปรับปรุงความยั่งยืน ปฏิกิริยาเคมีแบบกลับได้มีบทบาทสำคัญในหลายสาขา รวมถึงการกักเก็บพลังงาน กระบวนการทางอุตสาหกรรม และการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม ความสามารถในการจัดเก็บและปล่อยพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อรวมกับความหลากหลาย ทำให้มีคุณค่าต่อการขับเคลื่อนเทคโนโลยีและการรับมือกับความท้าทายระดับโลก

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 77Energy Conservation Technology Co.,ltd.4.1.2 การวนซ้ำทางเคมี Chemical Looping Chemical Looping เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่ใช้สำหรับการแปลงพลังงานและดักจับคาร์บอน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อถ่ายโอนออกซิเจนระหว่างสารต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการผลิตไฮโดรเจน ซึ่งให้ประโยชน์ที่เป็นไปได้ในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก4.1.2.1 หลักการของ Chemical Looping (Principles of Chemical Looping)1. แนวคิดพื้นฐาน (Basic Concept) Chemical Looping ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์หลักสองเครื่อง ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์อากาศและเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิง กระบวนการนี้ใช้โลหะออกไซด์ (โดยทั่วไปเรียกว่าตัวพาออกซิเจน) เพื่อถ่ายโอนออกซิเจนจากอากาศไปยังเชื้อเพลิงโดยไม่ต้องสัมผัสระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศโดยตรง กระบวนการโดยรวมสามารถสรุปได้ดังนี้• เครื่องปฏิกรณ์อากาศ (Air Reactor) ในเครื่องปฏิกรณ์นี้ ตัวพาออกซิเจน (โลหะออกไซด์) จะถูกออกซิไดซ์โดยอากาศ (ออกซิเจน) ทำให้เกิดโลหะออกไซด์และปลดปล่อยออกซิเจน MxOy + O2 → MxOy+2• เครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิง (Fuel Reactor) จากนั้นออกไซด์ของโลหะจะทำปฏิกิริยากับเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์แยกต่างหาก ซึ่งจะถูกทำให้กลับคืนสู่สถานะเดิมในขณะที่เปลี่ยนเชื้อเพลิงให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ (เช่น CO₂ และ H₂O) โดยทั่วไป ปฏิกิริยานี้จะผลิตพลังงานหรือไฮโดรเจน MxOy+2 + เชื้อเพลิง → MxOy + ผลิตภัณฑ์2. ประเภทของกระบวนการ Chemical Looping (Types of Chemical Looping Processes)• การเผาไหม้แบบ Chemical Looping (Chemical Looping Combustion (CLC)) ใช้สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีการจับกัก CO₂ ในตัว กระบวนการนี้จะแยก CO₂ และสารมลพิษอื่นๆ ออกจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้โดยไม่ต้องมีขั้นตอนการแยกเพิ่มเติม• Chemical Looping Reforming (CLR) ใช้สำหรับผลิตไฮโดรเจนจากไฮโดรคาร์บอน กระบวนการนี้จะเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนให้เป็นไฮโดรเจนและ CO₂ โดยจับ CO₂ และใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวพาพลังงานสะอาด• Chemical Looping Gasification (CLG) คล้ายกับ CLR แต่เน้นที่การแปลงเชื้อเพลิงแข็ง (เช่น ถ่านหินหรือชีวมวล) เป็นผลิตภัณฑ์ก๊าซ กระบวนการนี้ช่วยให้แยก CO₂ และก๊าซอื่นๆ ออกจากผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 78Energy Conservation Technology Co.,ltd.4.1.2.2 ข้อดีของ Chemical Looping(Advantages of Chemical Looping)1. การดักจับคาร์บอน (Carbon Capture) การดักจับ CO₂ โดยธรรมชาติ(Inherent CO₂ Capture) CLC และกระบวนการ Chemical Looping อื่นๆ จะแยก CO₂ ออกจากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้อื่นๆ โดยธรรมชาติ ซึ่งจะทำให้กระบวนการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ง่ายขึ้น2. ประสิทธิภาพ (Efficiency) ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น (Improved Efficiency) กระบวนการ Chemical Looping อาจมีประสิทธิภาพสูงกว่าเทคโนโลยีการเผาไหม้และการปฏิรูปแบบเดิม เนื่องจากการถ่ายโอนออกซิเจนโดยตรงและการสูญเสียพลังงานที่ลดลง3. การปล่อยมลพิษที่ลดลง (Reduced Emissions) การปล่อย Nox ที่ลดลง (Lower Nox Emissions)การหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศ Chemical Looping สามารถลดการเกิดไนโตรเจนออกไซด์ (Nox) ซึ่งเป็นมลพิษทั่วไปในกระบวนการเผาไหม้แบบเดิมได้อย่างมาก4. ความยืดหยุ่น (Flexibility) ช่วงเชื้อเพลิงที่กว้าง (Wide Fuel Range) Chemical Looping สามารถนำไปใช้กับเชื้อเพลิงได้หลากหลายชนิด รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล ชีวมวล และวัสดุเหลือใช้ ทำให้มีความอเนกประสงค์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย4.1.2.3 ความท้าทายของ Chemical Looping(Challenges of Chemical Looping)1. ความทนทานของวัสดุ (Material Durability) ความเสถียรของตัวพาออกซิเจน (Oxygen Carrier Stability) ประสิทธิภาพของระบบ Chemical Looping ขึ้นอยู่กับความเสถียรและปฏิกิริยาของตัวพาออกซิเจน อุณหภูมิสูงและปฏิกิริยาแบบวนซ้ำอาจนำไปสู่การเสื่อมสภาพของวัสดุเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไป2. ต้นทุน (Cost) ต้นทุนเริ่มต้นสูง (High Initial Costs) การพัฒนาและการนำระบบ Chemical Looping ไปใช้อาจมีค่าใช้จ่ายสูง รวมถึงต้นทุนของวัสดุเฉพาะและการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์3. ความซับซ้อน (Complexity) ความซับซ้อนของระบบ (System Complexity) กระบวนการ Chemical Looping ต้องใช้การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์และระบบควบคุมที่ซับซ้อน ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและความท้าทายในการดำเนินงาน4. การขยายขนาด (Scale-Up) ปัญหาในการขยายขนาด (Scaling Issues) แม้ว่าการศึกษาในระดับห้องปฏิบัติการและระดับนำร่องจะมีแนวโน้มที่ดี แต่การขยายขนาดกระบวนการ Chemical Looping ไปสู่ระดับเชิงพาณิชย์อาจนำมาซึ่งความท้าทายทางเทคนิคและเศรษฐกิจ4.1.2.4 การใช้งาน Chemical Looping(Applications of Chemical Looping)1. การผลิตไฟฟ้า (Power Generation) โรงไฟฟ้า (Power Plants) การเผาไหม้ Chemical Looping Combustion (CLC) สามารถใช้ในโรงไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าในขณะที่ดักจับ CO₂ ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก2. การผลิตไฮโดรเจน (Hydrogen Production) โรงไฟฟ้าไฮโดรเจน (Hydrogen Plants) การนำ Chemical Looping Reforming (CLR) มาใช้ในการผลิตไฮโดรเจนจากไฮโดรคาร์บอน โดยดักจับ CO₂ เพื่อการจัดเก็บหรือใช้ประโยชน์

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 79Energy Conservation Technology Co.,ltd.3. กระบวนการทางอุตสาหกรรม (Industrial Processes) การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel Utilization) Chemical Looping สามารถนำไปใช้กับกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ต้องการความร้อนที่อุณหภูมิสูงและผลิต CO₂ เช่น การผลิตปูนซีเมนต์และเหล็ก4.1.2.5 ตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการ Chemical Looping(Notable Examples of Chemical Looping Projects)• โครงการ CAL (Chemical Looping with Oxygen Uncoupling) โครงการที่ได้รับทุนจากสหภาพยุโรปซึ่งมุ่งเน้นที่การพัฒนาและขยายขนาดเทคโนโลยี Chemical Looping เพื่อการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพและการจับกัก CO₂• วงจร ALLAM (The ALLAM Cycle) วงจรพลังงานใหม่ที่ใช้แนวคิดของคาร์บอนไดออกไซด์และ Chemical Looping ในระดับวิกฤตเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงและการปล่อยมลพิษที่เกือบเป็นศูนย์4.1.2.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• การวิจัยวัสดุ (Material Research) การวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับตัวพาออกซิเจนขั้นสูงที่มีเสถียรภาพ ประสิทธิภาพ และความคุ้มทุนที่ได้รับการปรับปรุง• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) การรวม Chemical Looping เข้ากับแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมและความยั่งยืน• การทำให้เป็นเชิงพาณิชย์ (Commercialization) ความพยายามที่จะลดต้นทุนและปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดของเทคโนโลยี Chemical Looping เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างแพร่หลายในการผลิตไฟฟ้าและการใช้งานในอุตสาหกรรม Chemical Looping เป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มดีสำหรับการแปลงพลังงานและการจับกักคาร์บอนอย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้และแยก CO₂ ออกมาโดยธรรมชาติเทคโนโลยีนี้จึงมีประโยชน์ในการลดการปล่อยมลพิษและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในภาคส่วนต่างๆ5. ตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์(Capacitors and Supercapacitors) ตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์ (เรียกอีกอย่างว่าอัลตราคาปาซิเตอร์) เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่ใช้กันทั่วไปในระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์เหล่านี้จะจัดเก็บพลังงานในสนามไฟฟ้า ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการชาร์จและปล่อยประจุไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ต่อไปนี้คือรายละเอียดเชิงลึกเกี่ยวกับอุปกรณ์ทั้งสองประเภท โดยเน้นหลักการ ความแตกต่าง ข้อดี และการใช้งานของอุปกรณ์แต่ละประเภท

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 80Energy Conservation Technology Co.,ltd.5.1.1 หลักการทำงาน (Principles of Operation)5.1.1.1 ตัวเก็บประจุ (Capacitors) ตัวเก็บประจุจะจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นระหว่างแผ่นตัวนำสองแผ่น (อิเล็กโทรด) ที่คั่นด้วยวัสดุฉนวนที่เรียกว่าไดอิเล็กตริก เมื่อมีการจ่ายแรงดันไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าจะสะสมบนแผ่นแต่ละแผ่น โดยแผ่นหนึ่งจะมีประจุบวกและอีกแผ่นหนึ่งจะมีประจุลบ ทำให้ตัวเก็บประจุสามารถจัดเก็บพลังงานในสนามไฟฟ้าสถิตได้สูตรพื้นฐาน• ความจุ (Capacitance (C)) ความสามารถของตัวเก็บประจุในการเก็บประจุไฟฟ้า มีหน่วยวัดเป็น ฟารัด (F) และกำหนดโดย C = VQ โดยที่ Q คือประจุที่เก็บไว้เป็นคูลอมบ์ V คือแรงดันไฟฟ้าข้ามแผ่นโลหะเป็นโวลต์

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 81Energy Conservation Technology Co.,ltd.5.1.1.2 ซูเปอร์คาปาซิเตอร์(Supercapacitors) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ เช่นเดียวกับตัวเก็บประจุแบบเดิม จะเก็บพลังงานไว้ในสนามไฟฟ้า แต่ใช้วัสดุและการออกแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้สามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ผสมผสานความจุสองชั้นและความจุเทียมเข้าด้วยกัน• ความจุสองชั้น (Double-Layer Capacitance) พลังงานจะถูกเก็บไว้โดยไฟฟ้าสถิตย์โดยการแยกประจุในชั้นคู่เฮล์มโฮลทซ์ที่อินเทอร์เฟซระหว่างพื้นผิวของอิเล็กโทรดตัวนำและสารละลายอิเล็กโทรไลต์• ความจุเทียม (Pseudo capacitance) กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับฟาราดิกซึ่งการถ่ายโอนประจุเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยารีดอกซ์ การดูดซับไฟฟ้า หรือการแทรกซึมบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด 5.1.2 ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์ (Differences Between Capacitors and Supercapacitors)• ความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์โดยทั่วไปจะมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าตัวเก็บประจุแบบเดิม ซึ่งหมายความว่าสามารถเก็บพลังงานได้มากขึ้นต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล• อัตราการชาร์จ/การคายประจุ (Charge/Discharge Rates) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถชาร์จและคายประจุได้เร็วกว่าแบตเตอรี่มาก และเร็วกว่าตัวเก็บประจุแบบเดิม• อายุการใช้งาน (Life span) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์สามารถทนต่อรอบการชาร์จ-การคายประจุได้หลายล้านรอบ ซึ่งนานกว่าแบตเตอรี่มาก• ช่วงแรงดันไฟฟ้า (Voltage Range) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์โดยทั่วไปทำงานที่ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า และต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าพังทลายของอิเล็กโทรไลต์5.1.3 ข้อดี(Advantages)5.1.3.1 ตัวเก็บประจุ(Capacitors)• ชาร์จ/คายประจุได้เร็ว (Fast Charge/Discharge) ตัวเก็บประจุสามารถชาร์จและคายประจุได้ภายในไม่กี่วินาทีหรือน้อยกว่านั้น• ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Power Density) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานจำนวนมากในระยะเวลาสั้นๆ• อายุการใช้งาน (Longevity) สามารถชาร์จ/คายประจุได้หลายพันถึงหลายล้านรอบโดยไม่เสื่อมสภาพมากนัก

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 82Energy Conservation Technology Co.,ltd.5.1.3.2 ซูเปอร์คาปาซิเตอร์(Supercapacitors)• การเก็บพลังงานที่สูงขึ้น (Higher Energy Storage) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์และแบตเตอรี่ โดยให้การเก็บพลังงานที่สูงกว่าตัวเก็บประจุแบบเดิม • การชาร์จอย่างรวดเร็ว (Rapid Charging) สามารถชาร์จเต็มได้ภายในไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาที• ความเสถียรทางความร้อนและสารเคมี(Thermal and Chemical Stability) โดยทั่วไปจะเสถียรกว่าแบตเตอรี่ภายใต้ความเครียดทางความร้อนและไฟฟ้า5.1.4 ความท้าทาย (Challenges)• ความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) แม้ว่าซูเปอร์คาปาซิเตอร์จะมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าคาปาซิเตอร์ แต่ก็ยังต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่• ต้นทุน (Cost) ต้นทุนวัสดุและการผลิตที่สูงอาจเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานที่แพร่หลายมากขึ้น• ข้อจำกัดของแรงดันไฟ (Voltage Limitations) ซูเปอร์คาปาซิเตอร์มีขีดจำกัดแรงดันไฟต่อเซลล์ที่ค่อนข้างต่ำ ซึ่งต้องใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ซับซ้อนสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงที่มีกลไกการปรับสมดุล5.1.5 การใช้งาน (Applications)5.1.5.1 ตัวเก็บประจุ(Capacitors)• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Devices) ใช้ในวงจรสำหรับการกรอง การประมวลผลสัญญาณ และการปรับกำลังไฟฟ้า• การจัดเก็บพลังงาน (Energy Storage) การจัดเก็บและส่งมอบพลังงานระยะสั้นสำหรับการใช้งาน เช่น แฟลชกล้อง5.1.5.2 ซูเปอร์คาปาซิเตอร์(Supercapacitors)• ยานยนต์(Automotive) ใช้สำหรับระบบเบรกแบบฟื้นฟูพลังงานในยานยนต์ไฟฟ้า ให้พลังงานอย่างรวดเร็วและเก็บพลังงานเบรก• ระบบพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Systems) ช่วยรักษาเสถียรภาพของแหล่งพลังงาน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และลม โดยบัฟเฟอร์การเปลี่ยนแปลงในระยะสั้นของเอาต์พุต • อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา (Portable Electronics) เนื่องจากเทคโนโลยีมีความก้าวหน้า จึงมีการใช้อุปกรณ์เหล่านี้เพิ่มมากขึ้นในอุปกรณ์ที่ต้องมีรอบการชาร์จที่รวดเร็วและอายุการใช้งานยาวนาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 83Energy Conservation Technology Co.,ltd.5.1.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Outlook) การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์มุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน ลดต้นทุน และปรับปรุงความทนทาน นวัตกรรมด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ เช่น การใช้กราฟีนและวัสดุนาโนอื่นๆ น่าจะนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพและขอบเขตการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์มีบทบาทสำคัญในระบบพลังงานสมัยใหม่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยให้ข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในแง่ของประสิทธิภาพ ความเร็ว และความน่าเชื่อถือ การพัฒนาของทั้งสองอย่างนี้ยังคงเป็นส่วนสำคัญต่อความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน6. ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (CAES) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กักเก็บและจัดการพลังงานจำนวนมากโดยการอัดอากาศและกักเก็บภายใต้แรงดัน เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการปรับสมดุลระหว่างอุปทานและ อุปสงค์บนกริด การรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน และการจัดหาพลังงานสำรอง • ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัดทำงานอย่างไร (How Compressed Air Energy Storage Works) ระบบ CAES ประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญดังต่อไปนี้ คอมเพรสเซอร์(Compressor) อัดอากาศโดยรอบและกักเก็บในแหล่งกักเก็บแรงดันสูง แหล่งกักเก็บ (Storage Reservoir) กักเก็บอากาศอัด โดยปกติจะอยู่ในถ้ำใต้ดินหรือถังเก็บบนพื้นดิน กังหัน (Turbine) ขยายอากาศอัดเพื่อสร้างไฟฟ้าเมื่อจำเป็น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) แปลงพลังงานกลจากอากาศที่ขยายตัวเป็นพลังงานไฟฟ้า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 84Energy Conservation Technology Co.,ltd. ระบบจัดการความร้อน (Heat Management System) จัดการความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดและ/หรือใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมเพื่อให้ความร้อนกับอากาศอีกครั้งก่อนการขยายตัว (ในระบบ CAES แบบดั้งเดิม) การกักเก็บพลังงาน (การชาร์จ) (Energy Storage (Charging))• การบีบอัด (Compression) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำหรือเมื่อมีไฟฟ้าเกินในกริด ระบบจะใช้คอมเพรสเซอร์ไฟฟ้าเพื่ออัดอากาศให้มีแรงดันสูง อากาศอัดนี้จะถูกเก็บไว้ในถ้ำหรือถังใต้ดิน• การเก็บพลังงาน (Storing Energy) พลังงานจะถูกเก็บไว้เป็นพลังงานศักย์ในอากาศอัด การปลดปล่อยพลังงาน (การระบายออก) (Energy Release (Discharging))• การขยายตัว(Expansion) เมื่อต้องการพลังงาน อากาศอัดจะถูกปล่อยออกจากแหล่งเก็บและขยายตัวผ่านกังหัน ในระบบ CAES แบบดั้งเดิม อากาศอัดจะถูกให้ความร้อนก่อนการขยายตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ• การผลิต (Generation) อากาศที่ขยายตัวขับเคลื่อนกังหันซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้า6.1 ประเภทของระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (Types of Compressed Air Energy Storage Systems)6.1.1 CAES แบบไดอะแบติก(Diabatic CAES)• คำอธิบาย ใช้แนวทางทั่วไปที่อากาศอัดจะถูกเก็บไว้แล้วให้ความร้อนโดยการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือใช้แหล่งความร้อนภายนอกก่อนการขยายตัวผ่านกังหัน • การจัดการความร้อน ต้องใช้ความร้อนภายนอกเนื่องจากอากาศจะเย็นลงอย่างมากเมื่อมีการบีบอัด6.1.2 CAES แบบอะเดียแบติก(Adiabatic CAES)• คำอธิบาย มุ่งเน้นที่จะเก็บความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดและใช้ในระหว่างช่วงการขยายตัว โดยขจัดหรือลดความต้องการเชื้อเพลิงเพิ่มเติม• การจัดการความร้อน ใช้กรรมวิธีจัดเก็บพลังงานความร้อนเพื่อนำความร้อนจากการบีบอัดกลับคืนมา6.1.3 CAES แบบไอโซเทอร์มอล(Isothermal CAES)• คำอธิบาย พยายามรักษาอุณหภูมิคงที่ระหว่างกระบวนการบีบอัดและการขยายตัวโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมหรือโดยการพ่นน้ำ• การจัดการความร้อน เน้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดโดยลดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิให้เหลือน้อยที่สุด

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 85Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.2 ข้อดีของการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Advantages of Compressed Air Energy Storage)• การจัดเก็บขนาดใหญ่ (Large-Scale Storage) CAES สามารถจัดเก็บพลังงานได้ในปริมาณมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในระดับสาธารณูปโภคและการจัดการโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่• ระยะเวลายาวนาน (Long Duration) ระบบ CAES สามารถจัดเก็บพลังงานได้เป็นระยะเวลานาน ตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน ทำให้มีประสิทธิภาพในการปรับสมดุลความต้องการพลังงานตามฤดูกาล• ความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า (Grid Stability) CAES ช่วยทำให้โครงข่ายไฟฟ้ามีเสถียรภาพโดยการเก็บพลังงานส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำและปล่อยพลังงานดังกล่าวในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด • ความหนาแน่นของพลังงานสูง (High Energy Density) เมื่อเทียบกับระบบจัดเก็บเชิงกลอื่นๆ แล้ว CAES นั้นมีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างสูง6.3 ความท้าทายของการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Challenges of Compressed Air Energy Storage)• ข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ (Geographical Constraints) ระบบ CAES มักต้องการโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจง เช่น ถ้ำเกลือหรือแหล่งก๊าซที่หมดลง เพื่อจัดเก็บอากาศอัด ซึ่งไม่มีสถานที่ที่เหมาะสมในทุกแห่ง• ประสิทธิภาพ (Efficiency) ระบบ CAES แบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพการทำงานไปกลับประมาณ 40-55% ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้ด้วยการออกแบบขั้นสูง เช่น CAES แบบอะเดียแบติก ซึ่งใช้การกู้คืนความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ• ต้นทุน (Cost) ต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานของ CAES ซึ่งรวมถึงคอมเพรสเซอร์ สิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บ และกังหัน อาจสูง ต้นทุนการดำเนินงานต่ำกว่า แต่การลงทุนโดยรวมนั้นมีความสำคัญ• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) ระบบ CAES แบบดั้งเดิมมักใช้ก๊าซธรรมชาติในการให้ความร้อนซ้ำกับอากาศอัด ซึ่งสามารถลดประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมโดยการปล่อย CO2 ได้ การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อปรับปรุงความยั่งยืนของระบบ CAES 6.4 การใช้งานของการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Applications of Compressed Air Energy Storage)• การจัดเก็บพลังงานบนกริด (Grid Energy Storage) เป็นวิธีการที่เชื่อถือได้สำหรับการจัดเก็บและจ่ายพลังงานจำนวนมาก ช่วยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์บนกริดไฟฟ้า• การรวมพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยในการรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ โดยการจัดเก็บพลังงานส่วนเกินและให้ผลผลิตที่เสถียรในช่วงที่มีการผลิตต่ำ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 86Energy Conservation Technology Co.,ltd.• กระบวนการอุตสาหกรรม (Industrial Processes) ใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อจัดเก็บและจัดการความร้อนในกระบวนการ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนพลังงาน• โรงไฟฟ้าพลังงานพีค (Peaking Power Plants) CAES สามารถให้พลังงานพีคในช่วงที่มีความต้องการสูง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรและเชื่อถือได้6.5 ตัวอย่างโครงการจัดเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Examples of Compressed Air Energy Storage Projects)• โรงงาน CAES ของ Huntorf ในเยอรมนี(Huntorf CAES Plant in Germany) หนึ่งในโรงงาน CAES แห่งแรกๆ ของโลก เปิดดำเนินการตั้งแต่ปี 1978 โดยใช้ก๊าซธรรมชาติที่อากาศก่อนการขยายตัว• โรงงาน McIntosh CAES ในรัฐอลาบามา สหรัฐอเมริกา (McIntosh CAES Plant in Alabama, USA) ตัวอย่างแรกๆ ของ CAES อีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้และความน่าเชื่อถือของเทคโนโลยีในการจัดการกริด6.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Prospects)• ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี(Technological Advancements) การวิจัยมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพและความยั่งยืนของระบบ CAES นวัตกรรมต่างๆ ได้แก่ CAES แบบอะเดียแบติกและ CAES แบบอุณหภูมิคงที่ ซึ่งมุ่งหวังที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล• การบูรณาการกับพลังงานหมุนเวียน (Integration with Renewable Energy) เนื่องจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแสงอาทิตย์มีความแพร่หลายมากขึ้น บทบาทของการกักเก็บพลังงานกลในการรักษาเสถียรภาพของกริดและการจัดการพลังงานจึงคาดว่าจะเพิ่มมากขึ้น• ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ (Economic Feasibility) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการลดต้นทุนอาจทำให้ CAES มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและสามารถแข่งขันกับโซลูชันการกักเก็บพลังงานอื่นๆ ได้มากขึ้น ระบบกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัดเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณค่าสำหรับการจัดการการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ การสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ และการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน แม้จะมีความท้าทายบางประการ การวิจัยอย่างต่อเนื่องและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีแนวโน้มที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการอยู่รอดของ CAES ในอนาคต❖ รายละเอียดของระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด6.1.1 ระบบ CAES แบบไดอะแบติก (Diabatic CAES) ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัดแบบไดอะแบติก (CAES) ซึ่งบางครั้งเรียกว่าระบบ CAES แบบทั่วไป เป็นเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานประเภทหนึ่ง โดยอากาศจะถูกอัดและเก็บไว้ภายใต้ความกดดันในช่วงที่มีความต้องการพลังงานต่ำหรือผลิตพลังงานเกิน จากนั้นจึงขยายตัวเพื่อผลิตไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 87Energy Conservation Technology Co.,ltd.ในระบบ CAES แบบไดอะแบติก ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการอัดอากาศจะไม่ถูกเก็บไว้ แต่จะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมแทน 6.1.1.1 ระบบ CAES แบบไดอะแบติกทำงานอย่างไร (How Diabatic CAES Works) การทำงานของระบบ CAES แบบไดอะแบติกประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน1. เฟสการบีบอัด(Compression Phase)• การบีบอัดอากาศ (Air Compression) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำ โดยปกติเมื่อราคาไฟฟ้าต่ำหรือมีพลังงานหมุนเวียนเกินความจำเป็น อากาศจะถูกบีบอัดโดยใช้คอมเพรสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า• การปลดปล่อยความร้อน (Heat Release) การบีบอัดอากาศจะสร้างความร้อนในปริมาณมาก ใน CAES แบบไดอะแบติก ความร้อนนี้จะไม่ถูกกู้คืนหรือเก็บไว้ แต่จะถูกระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานบางส่วน2. ระยะการจัดเก็บ (Storage Phase)• การจัดเก็บอากาศ (Air Storage) อากาศอัดจะถูกเก็บไว้ในแหล่งกักเก็บใต้ดิน เช่น ถ้ำเกลือ แหล่งน้ำมันหรือก๊าซที่หมด หรือแหล่งน้ำใต้ดิน• การจัดเก็บพลังงาน (Energy Storage) พลังงานจะถูกจัดเก็บในรูปแบบของอากาศที่มีแรงดันในโครงสร้างทางธรณีวิทยาเหล่านี้3. ระยะการขยายตัว (Expansion Phase)• การเพิ่มความร้อน (Heat Addition) ก่อนที่อากาศที่เก็บไว้จะขยายตัวในกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ความร้อนจากภายนอกจะถูกเพิ่มเข้าไป ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้โดยการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงอื่นๆ ในห้องเผาไหม้ แม้ว่าจะสามารถใช้แหล่งความร้อนอื่นๆ ก็ได้• การผลิตไฟฟ้า(Electricity Generation) อากาศที่ได้รับความร้อนจะขับเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งผลิตไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า6.1.1.2 ข้อดีของ CAES แบบไดอะแบติก (Advantages of Diabatic CAES)• การเพิ่มผลตอบแทนด้านพลังงาน (Energy Arbitrage) CAES แบบไดอะแบติกช่วยให้ผู้จำหน่ายพลังงานสามารถจัดเก็บพลังงานในช่วงนอกเวลาความต้องการสูงซึ่งมีราคาถูกกว่า และปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุดเมื่อราคาไฟฟ้าสูงขึ้น • การรักษาเสถียรภาพของกริด (Grid Stabilization) เป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการปรับสมดุลความต้องการของกริด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผสานรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์• การจัดเก็บขนาดใหญ่ (Large-Scale Storage) เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ CAES แบบไดอะแบติกสามารถรองรับความจุพลังงานจำนวนมาก ทำให้เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าในภูมิภาค

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 88Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.1.1.3 ความท้าทายของ CAES แบบไดอะแบติก (Challenges of Diabatic CAES)• การสูญเสียพลังงาน (Energy Loss) ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของ CAES แบบไดอะแบติกคือการสูญเสียพลังงานจากความร้อนในระหว่างขั้นตอนการบีบอัด ประสิทธิภาพของระบบลดลงเนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดไม่ได้ถูกนำไปใช้• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) การเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงอื่นๆ เพื่ออุ่นอากาศอีกครั้งก่อนการขยายตัวจะปลดปล่อย CO2 และมลพิษอื่นๆ ซึ่งขัดแย้งกับประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมบางประการของการใช้พลังงานหมุนเวียน• การพึ่งพาทางธรณีวิทยา (Geological Dependence) ความเป็นไปได้ของ CAES แบบไดอะแบติกขึ้นอยู่กับการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมอย่างมากในการกักเก็บอากาศอัด ซึ่งจำกัดตำแหน่งที่สามารถปรับใช้ระบบเหล่านี้ได้ • การลงทุนที่สูง(Capital Intensive) การลงทุนเริ่มต้นสำหรับการติดตั้งระบบ CAES แบบไดอะแบติก ซึ่งรวมถึงโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเก็บกักอากาศและกังหัน อาจมีค่าใช้จ่ายสูง6.1.1.4 การใช้งานระบบ CAES แบบไดอะแบติก (Applications of Diabatic CAES)• การลดค่าพีค (Peak Shaving) ระบบ CAES แบบไดอะแบติกใช้ในการผลิตไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูง ช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและลดความจำเป็นในการใช้โรงไฟฟ้าพีคเกอร์• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยในการจัดการความแปรปรวนและความไม่สม่ำเสมอของแหล่งพลังงานหมุนเวียนโดยจัดเตรียมวิธีการจัดเก็บพลังงานส่วนเกิน• การจัดการพลังงาน (Energy Management) ผู้จำหน่ายพลังงานใช้ระบบ CAES แบบไดอะแบติกเพื่อการจัดการพลังงาน โดยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ6.1.1.5 ตัวอย่างที่โดดเด่น (Notable Examples)• โรงงาน CAES ของ Huntorf ในเยอรมนี(Huntorf CAES Plant in Germany) เป็นหนึ่งในโรงงาน CAES แห่งแรกๆ ของโลก ซึ่งเปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1978 โดยใช้ถ้ำเกลือสองแห่งสำหรับการเก็บกักอากาศ และใช้ก๊าซธรรมชาติในการให้ความร้อนกับอากาศในช่วงการขยายตัว • โรงงาน McIntosh CAES ในรัฐอลาบามา สหรัฐอเมริกา(McIntosh CAES Plant in Alabama, USA)โรงงานแห่งนี้เปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1991 และยังใช้ก๊าซธรรมชาติในการให้ความร้อนกับอากาศอีกด้วย และยังให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับการใช้งานจริงของ CAES อีกด้วย6.1.1.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Outlook) แม้ว่า CAES แบบไดอะแบติกจะให้ประโยชน์บางประการ แต่การพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีนี้อาจเน้นไปที่แนวทางแบบอะเดียแบติกและแบบไอโซเทอร์มอลมากกว่า ซึ่งมุ่งหวังที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการจัดการความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการอัดอากาศให้ดีขึ้น นวัตกรรมในการกักเก็บ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 89Energy Conservation Technology Co.,ltd.พลังงานความร้อนและแหล่งความร้อนที่ยั่งยืนมากขึ้นอาจช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้งานและโปรไฟล์ด้านสิ่งแวดล้อมของเทคโนโลยี CAES ได้อีกด้วย CAES แบบไดอะแบติกยังคงเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่และการจัดการโครงข่ายไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมอนุญาตให้ใช้เชื้อเพลิงเสริมสำหรับการให้ความร้อนกับอากาศ6.1.2 ระบบ CAES แบบไดอะแบติก (Diabatic CAES) ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัดแบบไดอะแบติก (CAES) ซึ่งบางครั้งเรียกว่าระบบ CAES แบบทั่วไป เป็นเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานประเภทหนึ่ง โดยอากาศจะถูกอัดและเก็บไว้ภายใต้ความกดดันในช่วงที่มีความต้องการพลังงานต่ำหรือผลิตพลังงานเกิน จากนั้นจึงขยายตัวเพื่อผลิตไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ในระบบ CAES แบบไดอะแบติก ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการอัดอากาศจะไม่ถูกเก็บไว้ แต่จะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมแทน 6.1.2.1 ระบบ CAES แบบไดอะแบติกทำงานอย่างไร (How Diabatic CAES Works) การทำงานของระบบ CAES แบบไดอะแบติกประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน1. เฟสการบีบอัด (Compression Phase)• การบีบอัดอากาศ (Air Compression) ในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าต่ำ โดยปกติเมื่อราคาไฟฟ้าต่ำหรือมีพลังงานหมุนเวียนเกินความจำเป็น อากาศจะถูกบีบอัดโดยใช้คอมเพรสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า• การปลดปล่อยความร้อน (Heat Release) การบีบอัดอากาศจะสร้างความร้อนในปริมาณมาก ใน CAES แบบไดอะแบติก ความร้อนนี้จะไม่ถูกกู้คืนหรือเก็บไว้ แต่จะถูกระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานบางส่วน2. ระยะการจัดเก็บ (Storage Phase)• การจัดเก็บอากาศ (Air Storage)อากาศอัดจะถูกเก็บไว้ในแหล่งกักเก็บใต้ดิน เช่น ถ้ำเกลือ แหล่งน้ำมันหรือก๊าซที่หมด หรือแหล่งน้ำใต้ดิน• การจัดเก็บพลังงาน (Energy Storage) พลังงานจะถูกจัดเก็บในรูปแบบของอากาศที่มีแรงดันในโครงสร้างทางธรณีวิทยาเหล่านี้3. ระยะการขยายตัว (Expansion Phase)• การเพิ่มความร้อน (Heat Addition)ก่อนที่อากาศที่เก็บไว้จะขยายตัวในกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ความร้อนจากภายนอกจะถูกเพิ่มเข้าไป ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้โดยการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงอื่นๆ ในห้องเผาไหม้ แม้ว่าจะสามารถใช้แหล่งความร้อนอื่นๆ ก็ได้• การผลิตไฟฟ้า(Electricity Generation) อากาศที่ได้รับความร้อนจะขับเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งผลิตไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 90Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.1.2.2 ข้อดีของ CAES แบบไดอะแบติก(Advantages of Diabatic CAES)• การเพิ่มผลตอบแทนด้านพลังงาน (Energy Arbitrage) CAES แบบไดอะแบติกช่วยให้ผู้จำหน่ายพลังงานสามารถจัดเก็บพลังงานในช่วงนอกเวลาความต้องการสูงซึ่งมีราคาถูกกว่า และปล่อยพลังงานดังกล่าวออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุดเมื่อราคาไฟฟ้าสูงขึ้น • การรักษาเสถียรภาพของกริด (Grid Stabilization) เป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการปรับสมดุลความต้องการของกริด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผสานรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์• การจัดเก็บขนาดใหญ่ (Large-Scale Storage) เหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ CAES แบบไดอะแบติกสามารถรองรับความจุพลังงานจำนวนมาก ทำให้เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าในภูมิภาค6.1.2.3 ความท้าทายของ CAES แบบไดอะแบติก(Challenges of Diabatic CAES)• การสูญเสียพลังงาน (Energy Loss) ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของ CAES แบบไดอะแบติกคือการสูญเสียพลังงานผ่านความร้อนในระหว่างขั้นตอนการบีบอัด ประสิทธิภาพของระบบลดลงเนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดไม่ได้ถูกนำไปใช้• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (Environmental Impact) การเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือเชื้อเพลิงอื่นๆ เพื่ออุ่นอากาศอีกครั้งก่อนการขยายตัวจะปลดปล่อย CO2 และมลพิษอื่นๆ ซึ่งขัดแย้งกับประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมบางประการของการใช้พลังงานหมุนเวียน• การพึ่งพาทางธรณีวิทยา (Geological Dependence)ความเป็นไปได้ของ CAES แบบไดอะแบติกขึ้นอยู่กับการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมอย่างมากในการกักเก็บอากาศอัด ซึ่งจำกัดตำแหน่งที่สามารถปรับใช้ระบบเหล่านี้ได้ • การลงทุนที่สูง (Capital Intensive) การลงทุนเริ่มต้นสำหรับการติดตั้งระบบ CAES แบบไดอะแบติก ซึ่งรวมถึงโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเก็บกักอากาศและกังหัน อาจมีค่าใช้จ่ายสูง6.1.2.4 การใช้งานระบบ CAES แบบไดอะแบติก(Applications of Diabatic CAES)• การลดค่าพีค (Peak Shaving)ระบบ CAES แบบไดอะแบติกใช้ในการผลิตไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูง ช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและลดความจำเป็นในการใช้โรงไฟฟ้าพีคเกอร์• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยในการจัดการความแปรปรวนและความไม่สม่ำเสมอของแหล่งพลังงานหมุนเวียนโดยจัดเตรียมวิธีการจัดเก็บพลังงานส่วนเกิน• การจัดการพลังงาน (Energy Management)ผู้จำหน่ายพลังงานใช้ระบบ CAES แบบไดอะแบติกเพื่อการจัดการพลังงาน โดยรักษาสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ของไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 91Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.1.2.5 ตัวอย่างที่โดดเด่น (Notable Examples)• โรงงาน CAES ของ Huntorf ในเยอรมนี(Huntorf CAES Plant in Germany) เป็นหนึ่งในโรงงาน CAES แห่งแรกๆ ของโลก ซึ่งเปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1978 โดยใช้ถ้ำเกลือสองแห่งสำหรับการเก็บกักอากาศ และใช้ก๊าซธรรมชาติในการให้ความร้อนกับอากาศในช่วงการขยายตัว • โรงงาน McIntosh CAES ในรัฐอลาบามา สหรัฐอเมริกา(McIntosh CAES Plant in Alabama, USA)โรงงานแห่งนี้เปิดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1991 และยังใช้ก๊าซธรรมชาติในการให้ความร้อนกับอากาศอีกด้วย และยังให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับการใช้งานจริงของ CAES อีกด้วย6.1.2.6 แนวโน้มในอนาคต (Future Outlook) แม้ว่า CAES แบบไดอะแบติกจะให้ประโยชน์บางประการ แต่การพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีนี้อาจเน้นไปที่แนวทางแบบอะเดียแบติกและแบบไอโซเทอร์มอลมากกว่า ซึ่งมุ่งหวังที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการจัดการความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการอัดอากาศให้ดีขึ้น นวัตกรรมในการจัดเก็บพลังงานความร้อนและแหล่งความร้อนที่ยั่งยืนมากขึ้นอาจช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้งานและโปรไฟล์ด้านสิ่งแวดล้อมของเทคโนโลยี CAES ได้อีกด้วย CAES แบบไดอะแบติกยังคงเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่และการจัดการโครงข่ายไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เหมาะสมและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมอนุญาตให้ใช้เชื้อเพลิงเสริมเพื่อให้ความร้อนกับอากาศได้6.1.3 CAES แบบอะเดียแบติก (Adiabatic CAES) Adiabatic Compressed Air Energy Storage (A-CAES) เป็นรูปแบบขั้นสูงของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานอากาศอัด ซึ่งมุ่งหวังที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยแก้ไขความท้าทายหลักประการหนึ่งที่ระบบ CAES แบบดั้งเดิมเผชิญอยู่ นั่นคือการสูญเสียความร้อนระหว่างการบีบอัดอากาศ ซึ่งต่างจาก CAES แบบไดอะแบติกที่ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม CAES แบบอะเดียแบติกพยายามกักเก็บความร้อนนี้และนำกลับมาใช้ใหม่ในช่วงการขยายตัว แนวทางนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่ออุ่นอากาศอัด6.1.3.1 CAES แบบอะเดียแบติกทำงานอย่างไร (How Adiabatic CAES Works) การทำงานของระบบ CAES แบบอะเดียแบติกสามารถแบ่งออกเป็นหลายช่วงหลัก1. ช่วงการบีบอัด (Compression Phase)• การบีบอัดอากาศ (Air Compression) เช่นเดียวกับระบบ CAES อื่นๆ อากาศจะถูกบีบอัดโดยใช้คอมเพรสเซอร์ กระบวนการนี้ใช้พลังงานไฟฟ้า โดยปกติแล้วจะอยู่ในช่วงที่ความต้องการต่ำหรือเมื่อมีพลังงานหมุนเวียนส่วนเกิน• การกักเก็บความร้อน (Heat Storage) ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ CAES แบบอะเดียแบติกแตกต่างจากระบบ CAES อื่นๆ คือการจับและกักเก็บพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัด ความร้อน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 92Energy Conservation Technology Co.,ltd.นี้มักจะถูกกักเก็บไว้ในระบบกักเก็บพลังงานความร้อน เช่น ชั้นบรรจุของวัสดุทนความร้อนหรือเกลือหลอมเหลว2. ช่วงการจัดเก็บ (Storage Phase)• การจัดเก็บอากาศ (Air Storage) อากาศอัดจะถูกกักเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำใต้ดิน เช่นเดียวกับระบบ CAES อื่นๆ อ่างเก็บน้ำเหล่านี้อาจเป็นถ้ำเกลือ แหล่งน้ำใต้ดิน หรือแหล่งก๊าซที่หมดลง• การกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) พลังงานจะถูกกักเก็บทั้งในรูปของอากาศที่มีแรงดันและในรูปของพลังงานความร้อนที่กักเก็บ3. ระยะการขยายตัว (Expansion Phase)• การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (Heat Reutilization) ในช่วงการขยายตัว ความร้อนที่กักเก็บจะถูกนำกลับเข้าไปในอากาศอัดก่อนที่จะขยายตัวในกังหัน กระบวนการนี้จะเพิ่มอุณหภูมิและแรงดันของอากาศ ทำให้กระบวนการขยายตัวมีประสิทธิภาพมากขึ้น• การผลิตไฟฟ้า (Electricity Generation) อากาศที่ขยายตัวจะขับเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งผลิตไฟฟ้าที่จ่ายกลับไปยังกริด6.1.3.2 ข้อดีของระบบ CAES แบบอะเดียแบติก (Advantages of Adiabatic CAES)• ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น (Higher Efficiency) ระบบ CAES แบบอะเดียแบติกสามารถให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นได้เมื่อเปรียบเทียบกับระบบไดอะแบติก โดยการจับและนำความร้อนจากการบีบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ลดลง (Reduced Environmental Impact) เนื่องจากระบบ CAES แบบอะเดียแบติกไม่ต้องพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลในการอุ่นอากาศ จึงปล่อยมลพิษน้อยลง ซึ่งสอดคล้องกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนและเป้าหมายด้านความยั่งยืนมากกว่า • ระยะเวลาการเก็บพลังงาน (Energy Storage Duration) CAES แบบอะเดียแบติกสามารถเก็บพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นระยะเวลานาน ทำให้เหมาะสำหรับการปรับสมดุลการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวของอุปทานและอุปสงค์ของพลังงาน6.1.3.3 ความท้าทายของ CAES แบบอะเดียแบติก (Challenges of Adiabatic CAES)• ความซับซ้อนทางเทคโนโลยี(Technological Complexity) เทคโนโลยีที่จำเป็นในการดักจับ จัดเก็บ และนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้นมีความซับซ้อนและยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา• ต้นทุน (Cost) ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการดักจับและจัดเก็บความร้อนอาจมีราคาแพง ซึ่งส่งผลกระทบต่อความคุ้มทุนโดยรวมของระบบ• ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) แม้ว่าในทางทฤษฎีจะมีแนวโน้มที่ดี แต่การปรับขนาด CAES แบบอะเดียแบติกให้อยู่ในระดับที่สามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์นั้นต้องอาศัยความท้าทายทางวิศวกรรมและเศรษฐกิจที่สำคัญ

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 93Energy Conservation Technology Co.,ltd.• ข้อจำกัดในการจัดเก็บความร้อน (Heat Storage Limitations) ประสิทธิภาพของระบบขึ้นอยู่กับความสามารถในการกักเก็บความร้อนโดยไม่สูญเสียพลังงานอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป6.1.3.4 การใช้งาน CAES แบบอะเดียแบติก (Applications of Adiabatic CAES)• การปรับสมดุลโครงข่าย(Grid Balancing) CAES แบบอะเดียแบติกสามารถใช้ในการจัดการการปรับสมดุลโหลดบนโครงข่าย ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในการผสานรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ • Peak Shaving ระบบนี้สามารถใช้ในการผลิตไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าที่มีความต้องการสูงสุด• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) ช่วยให้การจัดหาพลังงานหมุนเวียนราบรื่นขึ้น จัดเก็บพลังงานส่วนเกินที่ผลิตได้ในช่วงที่มีการผลิตสูงสุด และปล่อยพลังงานเหล่านี้ออกมาในช่วงที่มีการผลิตต่ำ6.1.3.5 โครงการที่น่าสนใจและแนวโน้มในอนาคต (Notable Projects and Future Prospects)• โครงการวิจัยและพัฒนา (R&D Projects)โครงการนำร่องและโครงการวิจัยหลายโครงการอยู่ระหว่างดำเนินการเพื่อทดสอบและปรับปรุงเทคโนโลยี CAES แบบอะเดียแบติก ตัวอย่างเช่น โครงการ ADELE ในเยอรมนีเป็นความพยายามที่โดดเด่นในด้านนี้ โดยมุ่งหวังที่จะแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้และประโยชน์ของ CAES แบบอะเดียแบติก• การพัฒนาในอนาคต (Future Development)การเน้นที่การปรับปรุงวัสดุกักเก็บความร้อนและกลไกการแลกเปลี่ยนความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยี CAES แบบอะเดียแบติก นอกจากนี้ ยังมีความสนใจอย่างมากในการบูรณาการ CAES แบบอะเดียแบติกกับรูปแบบอื่นๆ ของการกักเก็บพลังงานหรือโครงการพลังงานหมุนเวียนเพื่อสร้างระบบพลังงานที่แข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพมากขึ้น CAES แบบอะเดียแบติกเป็นความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มดีในเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน โดยนำเสนอโซลูชันที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบ CAES แบบดั้งเดิม ความสำเร็จในการใช้งานเชิงพาณิชย์และในระดับขนาดใหญ่จะขึ้นอยู่กับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง การลดต้นทุน และการผสานรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน6.1.4 CAES แบบอุณหภูมิคงที่ (Isothermal CAES) การเก็บพลังงานอากาศอัดแบบอุณหภูมิคงที่ (Isothermal CAES) เป็นเทคโนโลยีการเก็บพลังงานขั้นสูงที่ออกแบบมาเพื่อรักษาอุณหภูมิของอากาศอัดให้คงที่ตลอดกระบวนการอัดและขยายตัว ซึ่งแตกต่างจาก CAES แบบดั้งเดิมหรือแบบไดอะแบติก ซึ่งอากาศจะร้อนขึ้นระหว่างการบีบอัดและเย็นลงระหว่างการขยายตัว CAES แบบอุณหภูมิคงที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อจัดการการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความจุในการเก็บพลังงาน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 94Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.1.4.1 CAES แบบอุณหภูมิคงที่ทำงานอย่างไร (How Isothermal CAES Works) CAES แบบอุณหภูมิคงที่ใช้เทคนิคใหม่ในการรักษาอุณหภูมิของอากาศให้คงที่ระหว่างการบีบอัดและการขยายตัว โดยมุ่งหวังที่จะเข้าใกล้กระบวนการอุณหภูมิคงที่ให้มากที่สุด1. เฟสการบีบอัด (Compression Phase)• การบีบอัดอากาศ (Air Compression) อากาศจะถูกบีบอัด และความร้อนที่เกิดจากการบีบอัดนี้จะถูกดูดซับอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาอุณหภูมิคงที่ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้หลายวิธี เช่น การพ่นน้ำหรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดูดซับความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัด• การจัดการความร้อน (Heat Management) ความร้อนที่ดูดซับระหว่างกระบวนการอัดสามารถเก็บไว้ในระบบกักเก็บความร้อนหรือระบายออกผ่านระบบทำความเย็น ขึ้นอยู่กับการออกแบบเฉพาะของระบบ CAES2. ระยะการจัดเก็บ (Storage Phase)• การเก็บอากาศ (Air Storage) โดยทั่วไปอากาศอัดจะถูกเก็บไว้ในแหล่งกักเก็บใต้ดิน เช่น ถ้ำเกลือ แหล่งน้ำมันและก๊าซที่หมด หรือแหล่งน้ำใต้ดิน การเลือกวิธีจัดเก็บมีความสำคัญในการลดต้นทุนและรับรองความสมบูรณ์ของอากาศที่เก็บไว้3. ระยะการขยายตัว(Expansion Phase)• การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (Heat Reutilization) ในระหว่างการขยายตัว อากาศที่เก็บไว้จะขยายตัวในอัตราที่ควบคุมได้ ความร้อนที่ดูดซับระหว่างการบีบอัดสามารถนำเข้ามาเพื่อรักษาอุณหภูมิของอากาศ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการขยายตัว ในระบบอุณหภูมิคงที่ อาจใช้กลไกเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิคงที่โดยไม่มีความร้อนจากภายนอก• การผลิตไฟฟ้า (Electricity Generation)อากาศที่ขยายตัวจะขับเคลื่อนกังหัน ซึ่งจะสร้างไฟฟ้าในที่สุด ประสิทธิภาพของกังหันจะเพิ่มขึ้นด้วยอุณหภูมิและแรงดันที่คงที่ของอากาศที่ขยายตัว6.1.4.2 ข้อดีของ CAES อุณหภูมิคงที่ (Advantages of Isothermal CAES)• ประสิทธิภาพสูง (High Efficiency) CAES อุณหภูมิคงที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของระบบได้อย่างมาก โดยการรักษาอุณหภูมิอากาศให้คงที่ระหว่างการบีบอัดและการขยายตัว• ลดการสูญเสียพลังงาน (Reduced Energy Losses) การลดความผันผวนของอุณหภูมิให้น้อยที่สุดจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนเสีย ทำให้ CAES อุณหภูมิคงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าระบบ CAES แบบดั้งเดิม• ความสามารถในการปรับขนาดและความยืดหยุ่น (Scalability and Flexibility) CAES อุณหภูมิคงที่สามารถออกแบบได้หลายขนาด โดยมีความยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน รวมถึงการกักเก็บพลังงานในระดับกริดและการผสานรวมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียน

การเก็บพลังงาน (Energy Storage)บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด P a g e | 95Energy Conservation Technology Co.,ltd.6.1.4.3 ความท้าทายของ CAES อุณหภูมิคงที่ (Challenges of Isothermal CAES)• ความซับซ้อนทางเทคนิค (Technical Complexity) การรักษาอุณหภูมิให้คงที่ระหว่างการบีบอัดและการขยายตัวของอากาศถือเป็นความท้าทายทางเทคนิคและต้องใช้วัสดุขั้นสูงและโซลูชันทางวิศวกรรม• ต้นทุน (Cost) อุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนและการควบคุมอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพอาจมีราคาแพง ซึ่งส่งผลต่อความคุ้มทุนโดยรวมของระบบ• การจัดการความร้อน (Heat Management) ความจำเป็นในการจัดการความร้อนจำนวนมากอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการบีบอัดและการขยายตัวเพิ่มความซับซ้อนและจุดที่อาจเกิดความล้มเหลวให้กับระบบ6.1.4.4 การใช้งานของ CAES อุณหภูมิคงที่ (Applications of Isothermal CAES)• การกักเก็บพลังงานในกริด (Grid Energy Storage) CAES อุณหภูมิคงที่เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการปรับสมดุลความต้องการพลังงานในกริด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่มีแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ เข้ามาแทรกแซงสูง• การลดจุดสูงสุดและการปรับระดับโหลด (Peak Shaving and Load Leveling) เทคโนโลยีนี้สามารถใช้เพื่อจัดการโหลดสูงสุดและเพิ่มความเสถียรของกริด โดยให้พลังงานเมื่อความต้องการเกินกว่าอุปทาน• การบูรณาการพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Integration) สามารถกักเก็บพลังงานส่วนเกินที่ผลิตขึ้นในช่วงการผลิตสูงสุดจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนและปล่อยพลังงานดังกล่าวในช่วงที่มีการผลิตต่ำหรือมีความต้องการสูง6.1.4.5 โครงการที่สำคัญและแนวโน้มในอนาคต (Notable Projects and Future Prospects)• การวิจัยและพัฒนา (Research and Development) ในขณะที่ CAES อุณหภูมิคงที่ยังอยู่ในช่วงการวิจัยและพัฒนาเป็นส่วนใหญ่ โครงการนำร่องหลายโครงการทั่วโลกกำลังทดสอบความสามารถใช้งานได้และประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้• การพัฒนาในอนาคต (Future Developments) ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและระบบการจัดการความร้อน คาดว่าจะช่วยเพิ่มความสามารถใช้งานได้และลดต้นทุนของ CAES อุณหภูมิคงที่6.1.4.5 บทสรุป CAES แบบอุณหภูมิคงที่เป็นแนวทางที่มีแนวโน้มดีในด้านการจัดเก็บพลังงาน โดยเสนอการปรับปรุงที่เป็นไปได้ในด้านประสิทธิภาพและประสิทธิผลเมื่อเทียบกับวิธี CAES แบบดั้งเดิม ความสำเร็จของ CAES แบบอุณหภูมิคงที่จะขึ้นอยู่กับการเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการจัดการความร้อนและการลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับระบบควบคุมความร้อนขั้นสูง เมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้า CAES แบบอุณหภูมิคงที่อาจมีบทบาทสำคัญในการสร้างอนาคตด้านพลังงานที่ยั่งยืนและเชื่อถือได้มากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มมากขึ้น