ฐานการเรียนรู้ เรื่องพลังงานทดแทน

ก

คำนำ

เอกสารการเรียนรู้อุทยานการเรยี นร้จู ังหวัดสระแก้วน้ี จัดทาข้ึนเพ่ือใช้เป็นแนวทางในการจัดกิจกรรม
การเรียนรู้โดยบูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมผ่านนิทรรศการ ของศูนย์วิทยาศาสตร์
เพื่อการศึกษาสระแก้ว ฐานการเรียนรู้เรื่อง พลังงานทดแทน และข้ันตอนการจัดกิจกรรม พัฒนาขึ้นโดยใช้
รูปแบบการจัดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ กศน. (ONIE SCI ACTIVITY MODEL) ที่เน้นการเรียนรู้อย่างมีส่วนร่วม
ความรับผดิ ชอบ ความคดิ สร้างสรรค์ และคานงึ ถงึ ผู้รับบริการเป็นสาคัญ

คณะผู้จัดทาขอขอบคุณผู้ท่ีมีส่วนเก่ียวข้องในการจัดทาเอกสารการเรียนรู้ และหวังเป็นอย่างยิ่งว่า
นอกจากประโยชน์ของปฏิบัติงานของศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาสระแก้วโดยตรงแล้ว จะเป็นประโยชน์
ต่อผู้ท่ีสนใจ ให้เกิดความรู้ความเข้าใจกากรรมการเรียนรู้โดยบูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และ
ส่ิงแวดลอ้ มผ่านนทิ รรศการไดเ้ ป็นอยา่ งดี

(นายประพรรณ์ ขามโนนวดั )
รองผอู้ านวยการสานักงาน กศน.จังหวดั ชยั ภูมิ
รักษาการในตาแหนง่ ผู้อานวยการศูนย์วทิ ยาศาสตร์เพ่ือการศึกษาสระแก้ว

พฤษภาคม 2564

ข

สำรบญั

หน้ำ
คานา…………………….............................................................................................................................. ก
สารบญั ……………………………………………………………………………………………………………………………. ข
แนวคดิ ………………………………………………………………………………………………………………………….... 2
วัตถปุ ระสงค์…………………………………………………………………………………………………………………….. 2

เนอื้ หา............................................................................................................................. ................. 2
ขั้นตอนการจดั กิจกรรมการเรียนรู้................................................................................................... 2
สอื่ วสั ดอุ ุปกรณ์ และแหลง่ การเรยี นรู้…………………………………………………………………………………. 3
นทิ รรศการฐานการเรียนรู้............................................................................................................... 4
การวัดและประเมนิ ผล..................................................................................................................... 19
ผ้จู ดั ทำ................................................................................................................................................................ 20

ฐานการเรียนรู้
เร่ือง พลังงานทดแทน

1|Page

แผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้

เรื่อง พลังงานทดแทน

เวลา 15 นาที
แนวคิด

พลังงานทดแทนเป็นฐานการเรียนรู้ผ่านนิทรรศการเกี่ยวกับ พลังงานลม พลังงานน้า พลังงาน
แสงอาทิตย์ พลังงานชีวมวล พลังงานความร้อนใต้พิภพ และพลังงานนิวเคลียร์ ในการจุดประกายความคิด
ทางด้านวิทยาศาสตร์ให้กับผู้รับบริการ โดยผู้รับบริการสามารถแลกเปลี่ยนเรียนรู้ร่วมกันด้วยวิธีการดูวิดิทัศน์
กับสื่อการเรียนรู้แบบจ้าลองท้าให้ผู้รับบริการเห็นความส้าคัญของการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่สอดคล้อง
กับชีวติ ประจา้ วัน

วัตถปุ ระสงค์

แลกเปลยี่ นเรียนรู้พลังงานลม พลังงานนา้ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานชีวมวล พลังงานความร้อนใต้
พิภพ และพลังงานนวิ เคลยี ร์

เนือ้ หา

พลงั งานทดแทน (Renewable Energy)

1. พลังงานลม
2. พลงั งานน้า
3. พลงั งานแสงอาทติ ย์
4. พลงั งานชวี มวล
5. พลงั งานความร้อนใต้พภิ พ
6. พลังงานนวิ เคลยี ร์
7. พลงั งานไฮโดรเจน
8. พลังงานจากขยะ
9. พลงั านชีวภาพ
10. ไบโอดีเซล
11. เตาเผาถ่านบ้านนักวทิ ย์

ข้ันตอนการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้

ข้นั ตอนที่ 1 กจิ กรรมการเรยี นรู้ประสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์ (S : Science Experience Activity)

1. ผูจ้ ดั กจิ กรรมทักทายและแนะน้าตนเองกับผู้รบั บริการ และช้แี จงวตั ถุประสงค์ของฐานการเรยี นรู้

ผ่านนิทรรศการ เรอื่ ง พลังงานทดแทน ซึ่งฐานการเรยี นรู้ผ่านนทิ รรศการนม้ี ีวตั ถุประสงค์เพื่อให้ผู้รบั บริการ

แลกเปลีย่ นเรียนรู้เก่ยี วกบั พลังงานลม พลังงานนา้ พลงั งานแสงอาทติ ย์ พลงั งานชวี มวล พลังงานความร้อนใต้

พภิ พ และพลังงานนิวเคลียร์

ข้นั ตอนที่ 2 กจิ กรรมการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตรท์ ท่ี า้ ทาย (C : Challenge Learning Activity)
1. ผจู้ ดั กจิ กรรมบรรยายให้ความรู้ และอธบิ ายนิทรรศการ เร่ือง พลังงานทดแทน
2. เปิดโอกาสใหผ้ รู้ บั บริการพูดคุย ซกั ถาม ทดลอง และแลกเปลี่ยนเรยี นรู้ร่วมกัน
3. ผจู้ ัดกิจกรรมและผรู้ ับบริการสรปุ สิ่งทเ่ี รยี นรว่ มกัน

2|Page

ขั้นตอนที่ 3 กจิ กรรมการสรุปผลการนา้ วทิ ยาศาสตร์ไปใชใ้ นชีวติ ประจ้าวนั (I : Implementation
Conclusion Activity)

1. ผจู้ ดั กิจกรรมสุ่มผู้รับบรกิ ารจา้ นวน 1 – 2 คนที่สมัครใจให้ตอบค้าถามในประเด็นท่านได้รับความรู้
อะไรบ้างผ่านนิทรรศการในฐานการเรียนรู้ เร่ืองพลังงานทดแทน น้ี และท่านคิดว่าจะน้าความรู้ทาง
วทิ ยาศาสตรท์ ี่ได้รับไปใช้ในชีวิตประจ้าวันของทา่ นไดอ้ ยา่ งไร

2. ผู้จดั กจิ กรรมและผรู้ บั บริการสรุปสงิ่ ทีเ่ รยี นรว่ มกนั
ส่ือ วัสดุอุปกรณ์ และแหลง่ การเรียนรู้

1. เอกสารประกอบการชมนิทรรศการ
2. ฐานการเรียนรู้ เร่ือง พลงั งานทดแทน
3. วดิ ทิ ัศน์

เรื่อง พลังงานทดแทน

เน้ือหา

1. พลังงานทดแทน (Renewable Energy)
1. พลังงานลม
2. พลงั งานน้า
3. พลังงานแสงอาทิตย์
4. พลงั งานชีวมวล
5. พลงั งานความร้อนใต้พิภพ
6. พลงั งานนิวเคลียร์
7. พลงั งานไฮโดรเจน
8. พลังงานจากขยะ
9. พลังานชีวภาพ
10. ไบโอดเี ซล
11. เตาเผาถา่ นบ้านนักวทิ ย์

3|Page

พลังงานทดแทน (Renewable Energy)

พลังงานทดแทน พลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียน
เป็นชื่อเรียกของพลังงานที่ใช้ไม่หมดมีความสะอาดและเป็นมิตร
ต่อส่ิงแวดล้อม เป็นพลังงานที่มาจากธรรมชาติและวัสดุใช้แล้ว
ส า ม า ร ถ ห า ม า ท ด แ ท น ไ ด้ จั ด เ ป็ น น วั ต ก ร ร ม แ ล ะ เ ท ค โ น โ ล ยี
ด้านพลงั งานของปจั จบุ ันและอนาคต จ้าแนกความหมายดงั น้ี

พลังงานทดแทน (Alternative energy) หมายถึง
พลังงานที่ใช้แทนน้ามันเช้ือเพลิงซึ่งเป็นพลังงานหลักท่ีใช้กันอยู่
ทั่วไปในปจั จุบัน พลงั งานทดแทนเปน็ 2 ประเภทคือ

1. พลังงานทดแทนจากแหล่งท่ีใช้แล้วหมดไป เช่น
ถ่านหนิ แกส๊ ธรรมชาติ หนิ นา้ มัน

2. พลังงานทดแทนท่ีสามารถหมุนเวียนมาใช้ได้อีก เช่น
พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานน้าพลังงานชีวมวล
เปน็ พลงั งานทีท่ ัว่ โลกนิยมใชใ้ นปจั จบุ ัน

พลังงานทางเลือก (Alternative Energy) หมายถึงพลังงานท่ีนอกเหนือจากพลังงานหลักที่ใช้อยู่ใน
ปัจจุบัน โดยขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของแต่ละประเทศ เช่น พลังงานนิวเคลียร์ หรือ ถ่านหิน เป็นพลังงาน
ทางเลือกในการผลิตไฟฟา้ ของประเทศไทย

พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) หมายถึงพลังงานท่ีมีให้ใช้ได้ตลอดเวลาไม่มีหมดหรือ
สามารถน้ากลับมาใช้ใหม่ได้ หรือสามารถท่ีจะสร้างขึ้นมาใช้ใหม่ในเวลาท่ีไม่นาน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานลม พลังงานน้า พลังงานไฮโดเจน และพลังงานชีวมวล พลังงานที่ได้จากพืชท่ีสามารถปลูกขึ้นมาใช้
ใหม่ไดต้ ลอดเวลาที่ต้องการ เปน็ พลงั งานสะอาดและไม่สร้างผลกระทบ ต่อส่ิงแวดลอ้ ม

พลังงานทดแทนหรือพลังงานทางเลือกท่ีส้าคัญได้แก่
พลังงานนิวเคลยี ร์
พลังงานชวี ภาพ
พลังงานขยะ

1. พลงั งานลม
ล ม เ ป็ น พ ลั ง ง า น รู ป ห นึ่ ง ท่ี อ ยู่ ใ น ตั ว เ อ ง
เป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติท่ีเกิดจากความแตกต่าง
ของอุณหภูมิ ความกดดันของบรรยากาศและแรงจากการหมุน
ของโลก พลังงานลมเกิดจากพลังงานจาก ดวงอาทิตย์ตก
กระทบโลก ท้าให้อากาศร้อนและลอยตัวสูงขึ้น อากาศจาก
บริเวณอ่ืนซึ่งเย็นและหนาแน่นมากกว่าจึงเข้ามาแทนท่ีการ
เคลื่อนที่ของอากาศเหล่านี้เป็นสาเหตุให้เกิดลมและมีอิทธิพล
ต่อสภาพลมฟ้าอากาศในบางพ้ืนท่ีของประเทศไทย โดยเฉพาะ
แนวฝั่งทะเลอันดามัน และด้านทะเลอ่าวไทยสิ่งเหล่านี้
เป็นปัจจยั ทกี่ อ่ ให้เกดิ ความเร็วลมและกา้ ลังลม
ปจั จุบันมนษุ ย์ได้ให้ความส้าคัญและน้าพลังงานจากลม
มาใช้ประโยชน์มากขึ้นเน่ืองจากพลังงานลม มีอยู่โดยทั่วไป

4|Page

ไมต่ ้องซอื้ หา เปน็ พลงั งานทส่ี ะอาดไม่กอ่ ใหเ้ กิดอันตรายต่อส่ิงแวดล้อม และสามารถน้ามาใช้ประโยชน์ได้อย่าง
ไม่รู้จักหมดสิ้นศักยภาพของพลังงานลมท่ีสามารถ น้ามาใช้ประโยชน์ได้ส้าหรับประเทศไทย มีความเร็วอยู่
ระหว่าง 3 - 5 เมตรตอ่ วินาที และความเข้มพลงั งานลมที่ประเมนิ ไว้ได้อยูร่ ะหวา่ ง 20 - 50 วัตตต์ อ่ ตารางเมตร

เทคโนโลยกี งั หนั ลม
กังหนั ลมคือเครอ่ื งจักรกลอย่างหน่ึงที่สามารถรับพลังงานจน
จากการเคล่ือนที่ของลมให้เป็นพลังงานกลได้ จากนั้นน้าพลังงานกล
มาใช้ประโยชน์โดยตรง เช่น การบดสีเมล็ดพืช การสูบน้า หรือใช้
ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า การพัฒนากังหันลมเพ่ือใช้ประโยชน์มีมา
ตั้งแต่ชนชาวอียิปต์โบราณและมีความต่อเนื่องถึงปัจจุบัน โดยการ
ออกแบบกงั หนั ลมจะต้องอาศัยความรู้ทางกลศาสตร์ของลมและหลัก
วิศวกรรมศาสตร์ในแขนงต่างๆ เพื่อให้ได้ก้าลังงาน พลังงาน และ
ประสิทธภิ าพสูงสดุ

รปู แบบเทคโนโลยกี งั หนั ลม
กังหันลมแบ่งตามลกั ษณะการจัดวางแกนของใบพดั ได้ 2 รปู แบบคอื

กังหันลมแนวตั้ง (Vertical Axis Turbine (VAWT)) : เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการ
เคล่ือนที่ของลมในแนวราบ

กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine (HAWT)) : เป็นกังหันลมท่ีมีแกนหมุนขนานกับ
การเคล่อื นทีข่ องลมในแนวราบโดยมีใบพัดเปน็ ตวั ต้ังฉากรบั แรงลม

สว่ นประกอบของเทคโนโลยีกงั หนั ลม
กังหันลมเพื่อสูบน้า (Wind Turbine for Pumping)
เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคล่ือนที่ของลมและ
เปลี่ยนให้เป็นพลังงานกลเพื่อใช้ในการชัก หรือสูบน้าจากที่ต่้า
ขึ้นท่ีสูงเพื่อใช้ในการเกษตร การท้านาเกลือ การอุปโภคบริโภค
ซ่งึ ปัจจุบนั มี 2 แบบคือแบบระหดั และแบบสูบชัก
กงั หนั ลมเพอื่ ผลติ ไฟฟ้า (Wind Turbine for Electric)
เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนท่ีของลมและ
เปลี่ยนให้เป็นพลังงานกล จากน้ันน้าพลังงานกลมาผลิต เป็น
พลังงานไฟฟ้าปัจจุบันมีการน้ามาใช้งานต่างๆ ท้ังกังหันลม
ขนาดเล็กและกงั หันลมขนาดใหญ่

5|Page

2. พลังงานน้า
พลังงานน้าเป็นการสร้างก้าลังโดยการอาศัย
พลังงานของน้าทเ่ี คลอื่ นท่ี ซ่งึ เกดิ จากพลังงานแสงอาทิตย์
ที่ให้ความร้อนแก่น้าและท้าให้น้ากลายเป็นไอน้าลอยตัว
สูงข้ึน มวลน้าท่ีอยู่สูงข้ึนจากจุดเดิม(พลังงานศักย์) และ
เมื่อมวลไอน้ากระทบความเย็นก็จะเปลี่ยนเป็นของเหลว
อีกคร้ังและตกลงมา เน่ืองจากแรงดึงดูดของโลก (พลังงาน
จลน์) การน้าเอาพลังงานน้ามาใช้ประโยชน์ท้าได้โดยการ
เปลี่ยนพลังงานจลน์ของน้าที่ไหลจากท่ีสูงลงสู่ท่ีต้่าให้เป็น
กระแสไฟฟ้าอุปกรณ์ ที่ใช้ในการเปลี่ยนน้ีคือกังหันน้า
(Turbines) น้าท่ีมคี วามเร็วสูงจะผ่านเข้าท่อแล้วถ่ายทอด
พลังงานจลน์เข้าสู่กังหันน้า ซึ่งจะไปหมุนขับเครื่อง
กา้ เนดิ ไฟฟ้าอีกทอดหนึ่ง พลังงานท่ีได้จากแหล่งน้าที่รู้จัก
กันโดยทั่วไปคือ พลังงานน้าตกพลังงานน้าข้ึนน้าลง
พลังงานคลื่น และพลังงานจากเขื่อน
ปัจจุบันพลังงานน้าส่วนมากจะถูกใช้เพ่ือการผลิตกระแสไฟฟ้า การชลประทาน การสีข้าว การทอผ้า
และการใช้ในโรงเลื่อย พลังงานของมวลน้าที่เคลื่อนที่ ได้ถูกมนุษย์น้ามาใช้นานแล้วนับศตวรรษ โดยได้มีการ
สร้างกังหนั น้า (Water Wheel) เพื่อใช้ในงานต่างๆ ในอินเดียและชาวโรมัน ได้มีการประยุกต์ใช้ในการโม่แป้ง
จากเมล็ดพืชต่างๆ ส่วนในจีนและตะวันออกไกลได้มีการใช้พลังงานน้าเพื่อสร้าง Pot Wheel เพ่ือใช้วิดน้า
ในการชลประทาน รวมท้ังมีการประยุกต์เอาพลังงานน้ามาใช้เพื่อขับเคลื่อนเรือขึ้นและลงจากเขาโดยอาศัย
รางรถไฟที่ลาดเอียง (Inclined Plane Rail – road : Funicular) เน่ืองจากการประยุกต์ใช้พลังงานน้า
ในยุคแรกน้นั เป็นการส่งต่อพลงั งานโดยตรง (Direct Mechanical Power Transmission)
ประเภทของพลังงานนา้
น้าเป็นทรัพยากรธรรมชาติหมุนเวียน ทรัพยากรน้าเป็นแหล่งเช้ือเพลิงธรรมชาติหมุนเวียน
ของโรงไฟฟ้าแบ่งเปน็ 3 ประเภทคอื
พลังงานน้าตก : น้าตกตามธรรมชาติหรือน้าตกที่เกิดจากดัดแปลงสภาพธรรมชาติใน (เข่ือนกั้นน้า)
เป็นพลังงานน้าที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากท่ีสุดและเร็วที่สุด โดยการผลิตกระแสไฟฟ้าจะให้น้าตกไหลผ่าน
กังหันซ่ึงติดอยู่บนเคร่ืองก้าเนิดไฟฟ้า ก้าลังงานน้าท่ีได้ขึ้นอยู่กับความสูงของน้า และอัตราการไหลของน้า
ที่ปล่อยลงมา ซ่ึงแรกของน้าตกสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้มากและคงตัวมาก น้าตกจึงเป็นแหล่งพลังงาน
ทผ่ี ลิตฟา้ ไดด้ ีทีส่ ดุ
พลังงานน้าขึ้นน้าลง : การเกิดปรากฏการณ์น้าขึ้น-น้าลงน้ันมีสาเหตุมาจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์
และดวงอาทิตย์ท่ีมีต่อน้าในมหาสมุทร การข้ึนลงของระดับน้าทะเลหมายถึงการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์
ของน้า ความสูงของน้าข้ึน-น้าลงข้ึนอยู่กับแนวชายฝ่ังและสถานท่ีโลก พลังงานน้าขึ้น-น้าลง อาศัยหลักการ
พน้ื ฐานของพลงั งานศักย์และพลังงานจลน์เช่นเดียวกับเข่ือนพลังน้า โดยการสร้างเขื่อนกันน้าท่ีมีกังหันน้าและ
เครื่องก้าเนิดไฟฟ้าอยู่ภายในเข่ือน เม่ือน้าขึ้น น้าทะเลภายนอกเขื่อนจะไหลเข้าเขื่อนท้าให้กังหันหมุนและ
พาเครื่องก้าเนิดไฟฟ้าหมุนจ่ายพลังงานไฟฟ้าออกมาเมื่อน้าลง น้าทะเลภายในเข่ือนจะไหลออกจากเขื่อน
กงั หันกจ็ ะหมนุ และพาเครือ่ งกา้ เนดิ ไฟฟา้ หมนุ จ่ายออกมาเช่นเดียวกัน

6|Page

พลังงานคล่ืน : เป็นพลังงานของคลื่นผิวมหาสมุทร เป็นการเก็บเก่ียวเอาพลังงานที่ลมถ่ายทอดให้กับ
ผิวน้าในมหาสมุทรเกิดเป็นคลื่นว่ิงเข้าสู่ชายฝั่งและเกาะแก่งต่างๆ มาใช้ประโยชน์ รวมถึงการผลิตไฟฟ้า
โดยเครื่องผลิตไฟฟ้าพลังงานคล่ืนจะถูกออกแบบให้ลอยตัวอยู่บนผิวน้าบริเวณหน้าอ่าว มีด้านหน้าหันเข้าหา
คลื่นการใช้คลื่นเพ่ือผลิตไฟฟ้าให้ได้ผลจะต้องอยู่ในบริเวณที่มียอดคล่ืนสูงเฉล่ียอยู่ท่ี 8 เมตรซ่ึงบริเวณนั้น
ต้องมีแรงลมด้วย

พลังงานจากน้า
เข่ือนเป็นสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ส้าหรับก้ันทางน้า มีหน้าที่กักเก็บน้าในช่วงฤดูน้าหลาก นอกจาก
เพื่อเก็บไว้ใช้อุปโภคบริโภคในภาคครัวเรือน ภาคเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และการส้ารองน้าให้มีใช้ตลอดปี
แลว้ ยงั ช่วยปอ้ งกนั อทุ กภัยและลดระดับความรุนแรงของอุทกภัย โดยชะลอความเร็วของน้าให้ไหลผ่านออกไป
ในปริมาณท่ีเหมาะสม
เขื่อนมีหน้าท่ีหลักอีกอย่างหน่ึง คือ การผลิตกระแสไฟฟ้าโดยพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งในประเทศไทย
ได้มาจากการปน่ั ไฟจากเขอื่ น

3. พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานท่ีใช้แล้วเกิดข้ึนใหม่ได้
ตามธรรมชาติเป็นพลังงานสะอาดปราศจากมลพิษและเป็น
พลังงานท่ีมีศักยภาพสูง การใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถ
จ้าแนกเป็น 2 รูปแบบคือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพ่ือผลิต
กระแสไฟฟ้าและการใช้พลงั งานแสงอาทติ ย์เพื่อผลิตความร้อน
เ ท ค โ น โ ล ยี ก า ร ใ ช้ พ ลั ง ง า น แ ส ง อ า ทิ ต ย์ เ พ่ื อ ผ ลิ ต
ก ร ะ แ ส ไ ฟ ฟ้ า ไ ด้ แ ก่ ร ะ บ บ ผ ลิ ต ก ร ะ แ ส ไ ฟ ฟ้ า ด้ ว ย เ ซ ล ล์
แสงอาทิตยแ์ บง่ เปน็ 3 ระบบคือ
เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระ (PV Stand alone
system) : เป็นระบบผลิตไฟฟ้าท่ีได้รับการออกแบบส้าหรับ
ใช้งานในพื้นที่ชนบทที่ไม่มีระบบส่งสายไฟฟ้า อุปกรณ์ระบบ
ที่ส้าคัญประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์ควบคุม
การประจแุ บตเตอรี่ แบตเตอร่ี และอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้า
กระแสตรงเป็นไฟฟา้ กระแสสลบั แบบอสิ ระ
เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อกับระบบจ้าหน่าย (PV Grid connected system) : เป็นระบบผลิตไฟฟ้า
ที่ถูกออกแบบส้าหรับผลิตไฟฟ้า ผ่านอุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบ
สายส่งไฟฟ้าโดยตรงใช้ผลิตไฟฟ้าในเขตเมืองหรือพื้นที่ที่มีระบบจ้าหน่ายไฟฟ้าเข้าถึงอุปกรณ์ระบบท่ี ส้าคัญ
ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์อุปกรณ์เปลี่ยนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่อกับ
ระบบจ้าหนา่ ยฟ้า
เซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (PV Hybrid system) : เป็นระบบผลิตไฟฟ้าที่ถูกออกแบบส้าหรับ
ท้างานร่วมกับอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าอ่ืนๆ เช่น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์กับพลังงานลมและเคร่ืองยนต์ดีเซล ระบบ
เซลล์แสงอาทิตยก์ ับพลังงานลมและไฟฟา้ พลงั น้า โดยรูปแบบระบบจะขึน้ อยู่กับการออกแบบตามวัตถุประสงค์
โครงการเปน็ กรณเี ฉพาะ

7|Page

เทคโนโลยีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตความร้อนได้แก่ การผลิตน้าร้อนด้วยพลังงาน
แสงอาทติ ยแ์ ละการอบแหง้ ด้วยพลงั งานแสงอาทิตย์

การผลิตนา้ รอ้ นด้วยพลงั งานแสงอาทติ ย์แบ่งเป็น 3 ชนดิ ได้แก่

1. การผลิตน้าร้อนชนิดไหลเวียนตามธรรมชาติเป็นการผลิตน้าร้อนชนิดที่มีถังเก็บอยู่สูงกว่าแผงรับ
แสงอาทิตยใ์ ชห้ ลกั การหมนุ เวยี นตามธรรมชาติ

2. การผลิตน้าร้อนชนิดใช้ป๊ัมน้าหมุนเวียนเหมาะส้าหรับการใช้ผลิตน้าร้อนจ้านวนมากและมีการใช้
อย่างตอ่ เน่อื ง

3. การผลิตน้ารอ้ นชนิดผสมผสานเป็นการน้าเทคโนโลยีการผลิตน้าร้อนจากแสงอาทิตย์มาผสมผสาน
กับความร้อนที่เหลือทิ้งจากการระบายความร้อนของเคร่ืองท้าความเย็นหรือเคร่ืองปรับอากาศโดยผ่านอุปกรณ์
แลกเปลย่ี นความร้อน

การอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทติ ยป์ จั จบุ นั มีการใช้งานสามลกั ษณะคือ
1.การอบแห้งด้วยระบบ Passive : เป็นระบบที่เคร่ืองอบแห้งท้างานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์
และกระแสลมท่พี ัดผ่าน
2. การอบแห้งระบบ Active : เป็นระบบอบแห้งทม่ี ีเครื่องช่วยให้อากาศไหลเวียนในทิศทางท่ีต้องการ
เช่นมีพดั ลมติดตั้งในระบบเพ่ือบังคบั ใหม้ ีการไหลเวียนของอากาศผ่านระบบ
3. การอบแห้งระบบ Hybrid : เป็นระบบอบแห้งท่ีใช้พลังงานแสงอาทิตย์และยังต้องอาศัยพลังงาน
ในรูปแบบอืน่ ๆ ช่วยในเวลาที่มีแสงอาทติ ย์ไมส่ ม้า่ เสมอหรอื ตอ้ งการให้ผลิตผลทางการเกษตรแห้งเรว็ ขน้ึ

8|Page

4. พลงั งานชวี มวล
พลังงานชีวมวลเป็นพลังงานความร้อนที่เกิดจาก
การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มาจากชีวมวลหรือสิ่งมีชีวิต เช่น
ไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย เศษไม้ เศษหญ้า เศษเหลือท้ิง
จากการเกษตร เหล่านี้ มาเผาให้ความร้อนในหม้อไอน้า
จนกลายเป็นไอน้าท่ีร้อนจัดและมีความดันสูง ไอน้าจะ
ไปป่ันกังหันท่ีต่ออยู่กับเคร่ืองก้าเนิดไอน้า ท้าให้เกิด
กระแสไฟฟ้าออกมา นอกจากนี้ยังรวมถึงกระบวนการ
เปล่ียนเชื้อเพลิงชีวมวล เช่น มูลสัตว์ และของเสีย
จากโรงงานแปรรปู ทางการเกษตร เช่น เปลือกสับปะรด
จากโรงงานสับปะรดกระป๋อง หรือ น้าเสียจากโรงงาน
แป้งมัน ให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง เรียกว่า ก๊าซชีวภาพ
น้าไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในเคร่ืองยนต์ส้าหรับผลิตไฟฟ้าได้
อีกด้วย โดยเหตุที่ประเทศไทยท้าการเกษตรอย่าง
กว้างขวาง วัสดุเหลือใช้จากการเกษตร เช่น แกลบ
ข้ีเล่ือย ชานอ้อย กากมะพร้าว ซึ่งมีอยู่จ้านวนมาก
(เทียบได้น้ามันดิบปีละไม่น้อยกว่า 6,500 ล้านลิตร)
กค็ วรจะใช้เป็นเชือ้ เพลิงผลิตไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์ได้

5. พลงั งานความร้อนใต้พภิ พ
พลังงานความร้อนใต้พิภพคือพลังงาน
ธรรมชาติ ที่เกิดข้ึนจากความร้อนท่ีถูกกักเก็บ
อยู่ภายใต้ผิวโลกโดยปกติอุณหภูมิภายใต้ผิวโลกจะ
เพมิ่ ข้ึนตามความลกึ กลา่ วคือย่ิงลึกลงไปอุณหภูมิจะ
ย่ิงสูงข้ึนและในบริเวณ ส่วนล่างของช้ันเปลือกโลก
(Continental Crust) หรือที่ความลึกประมาณ 25
- 30 กิโลเมตรอุณหภูมิจะมีค่าอยู่ในเกณฑ์เฉลี่ย
ประมาณ 250 – 1,000 องศาเซลเซียส ในขณะที่
ตรงจุดศูนย์กลางของโลกอุณหภูมิสูงถึง 3,500 –
4,000 องศาเซลเซียส
พลังงานความร้อนใต้พิภพเกิดจากการ
เคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเกิดเป็นรอยแตกของ
ช้ันหิน ท้าให้หินหนืด (lava) ดันแทรกข้ึนมาท่ีผิว
ดินและให้ความร้อนแก่หินข้างเคียงเป็นบริเวณ
กวา้ งเมอ่ื มฝี นตกน้าฝนจะไหลซึมลงไปตามแนวรอย

9|Page

แตกลงไปลึกหลายกิโลเมตรนั้นน้ันจะไปสะสมตัวและความร้อนจากชั้นหินจนร้อนจัดก็จะไหลกลับขึ้นมาท่ีผิว
โลกในรูปของไอน้าร้อนหรือน้าร้อนแล้วพยายามแทรกตัวตามรอยแตกของช้ันหินขึ้นมาบนผิวดินอาจอยู่ในรูป
ของนา้ พุ (hot springs) โคลนเดือน (mud pots) ไอน้าร้อน (fumaroles) และอ่ืนๆ น้าร้อนที่ดันแทรกขึ้นมา
จะถูกจัดเก็บไว้ในช้ันหินเนื้อพลุนได้เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานความร้อนใต้พิภพซึ่งการน้ามาใช้ประโยชน์
ต้องอาศัยข้อมูลธรณีวิทยาของแหล่งความร้อนแบ่งเปน็ 4 ระบบ คือ

ระบบไอน้า (Vapor - dominate system) : เป็นระบบท่ีแหล่งพลังงานความร้อนอยู่ในรูปของไอน้า
ทีร่ ้อนจดั มากกวา่ ร้อยละ 95 โดยน้าหนกั อณุ หภูมไิ อนา้ สูงประมาณ 200 องศาเซลเซยี สขึน้ ไป

ระบบน้าร้อน (Water - dominate system) เป็นระบบท่ีแหล่งพลังงานความร้อนอยู่ในรูปน้าร้อน
มไี อน้าเป็นสว่ นน้อยประมาณร้อยละ 20 โดยน้าหนักอุณหภูมขิ องนา้ ร้อนต้งั แต่ 100 องศาเซลเซียสขึ้นไป

ระบบหินร้อนแห้ง (Hot dry rock system) : เป็นระบบท่ีแหล่งพลังงานความร้อนเป็นหินเน้ือแน่น
ใต้ผวิ โลกที่มีอณุ หภูมิสูงไม่มีนา้ ใตด้ นิ ไหลซึมผ่านบริเวณน้ันการน้ามาใช้ประโยชน์ท้าได้ โดยการเจาะบอกให้ลึก
ถึงชั้นหนิ ร้อนแลว้ ท้าให้เกิดรอยแตกในหินเมื่ออัดน้า จากผวิ ดินลงไปสมั ผสั เหน็ ร้อนแลว้ ดึงน้ากลับขนึ้ มาใชต้ ่อไป

ระบบความดันธรณี (Geopressure system) เป็นระบบท่แี หลง่ พลังงานความร้อนอยู่ในรูปของน้าที่มี
ความดนั และอุณหภมู สิ ูงอันเน่อื งมาจากการถกู บังคบั ใหอ้ ยู่ในท่อี นั จ้ากดั และถูกกดทับด้วย น้าหนักของหินที่อยู่
ขา้ งบนก้าลังอยู่ในระหวา่ งการพัฒนาเทคโนโลยี

เทคโนโลยีการน้าพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ผลิตไฟฟ้าท้าได้โดยน้าน้าร้อนท่ีถูกดัน จากช้ันใต้ผิว
ดินด้วยแรงดันใต้เปลือกโลกให้ไหลเข้าสู่เครื่องก้าเนิดไฟฟ้าแล้วใช้แรงดันไอจากน้าร้อน ที่ได้ในการปั่นกังหัน
ใหผ้ ลิตกระแสไฟฟา้ ปัจจุบันการนา้ พลงั งานจากแหลง่ พลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพเพ่ือผลิตไฟฟ้าแบ่งตามลักษณะ
ของกรรมวิธี ทางเทคนิคในการน้าเอาความร้อนมาใช้ได้ 3 ระบบ คือระบบไอน้า ระบบน้าร้อน และระบบหิน
ร้อนแห้ง

พลงั งานความรอ้ นใต้พภิ พในประเทศไทย
ปจั จบุ ันประเทศไทยมกี ารใช้แหลง่ พลงั งานความร้อนใต้พิภพเพื่อผลิตไฟฟ้าคือโรงไฟฟ้าแหล่งพลังงาน
ความรอ้ นใต้พภิ พฝาง ต้าบลม่อนปิ่น อ้าเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เริ่มเดินเคร่ืองเม่ือวันที่ 5 ธันวาคม 2532 มี
ขนาดก้าลังผลิต 300 กิโลวัตต์จุดเด่นคือเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพแห่งแรกของเอเชียอาคเนย์ที่เป็น
แบบสองวงจรโรงไฟฟ้าแห่งนี้ใช้น้า ร้อน จากหลุมเจาะในระดับตื้นที่มีอุณหภูมิประมาณ 130 องศาเซลเซียส
อตั ราการไหล 16.5 - 22 ลติ รตอ่ วินาที มาถ่ายเทความร้อนให้กับสารทา้ งาน และใช้น้าอณุ หภมู ิ 15 - 30 องศา
เซลเซียส อตั ราการไหล 72 - 94 ลติ รต่อวินาทีเป็นตัวหล่อเย็น สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณปีละ 1.2
ลา้ นหนว่ ย (กิโลวัตต์-ชว่ั โมง)
ผลพลอยได้ที่เกิดข้ึนจากการผลิตพลังงานไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพฝาง คือ
น้าร้อนท่ีออกมาหลังจากการถ่ายเทความร้อนให้กับสารท้างาน ซ่ึงมีอุณหภูมิท่ีลดลงเหลือประมาณ 70 องศา
เซลเซียส โดยมีการน้าไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้งและการท้าระบบความเย็นในห้องท้างานและห้องเย็น
ส้าหรบั การเกบ็ รกั ษาพืชผลทางการเกษตรนอกจากนี้ยังสามารถน้าไปใช้เพ่ือท้ากายภาพบ้าบัด และใช้ในธุรกิจ
เพ่ือการทอ่ งเท่ียวรวมทงั้ เม่ือน้าทั้งหมดกลายเป็นน้าอุ่นจะถูกปล่อยลงไปผสมกับน้าธรรมชาติในล้าน้าช่วยเพิ่ม
ปริมาณน้าเพอื่ การอปุ โภคบริโภคใหก้ ับภาคการเกษตรในแตล่ ะปีน้าที่ถูกปล่อยออกจากกระบวนการผลิตไฟฟ้า
จา้ นวนประมาณ 500,000 ลูกบาศก์เมตร
พลังงานความร้อนใต้พิภพและน้าพุร้อนเป็นแหล่งพลังงานตามธรรมชาติชนิดหน่ึงที่มีศักยภาพ
จะน้าไปใช้ประโยชน์ได้หลายรูปแบบข้ึนอยู่กับอุณหภูมิของน้าเป็นส้าคัญน้าพุร้อนเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติ
ท่ีบ่งบอกถึงการมีแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพของพื้นท่ีเพราะน้าพุร้อนคือน้าบาดาลท่ีผุดขึ้นมาจากช้ัน

10 | P a g e

เปลือกโลก เน่ืองจากความดันของของไหลและหินหลอมเหลว ท่ีส่ังสมพลังงานความร้อนอยู่ข้างใต้ลึกลงไปท้า
ให้น้ามีอุณหภมู สิ ูงกวา่ ฉนั บรรยากาศ

6. พลังงานนิวเคลยี ร์
พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานที่เกิดขึ้น

เอง ตามธรรมชาติและมนุษย์สามารถสร้างหรือผลิตขึ้นมา
เองได้พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดข้ึนเองตามธรรมชาติได้แก่
ปฏิกิริยาฟิวช่ันซ่ึงเกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ส่วน
พลังงานนิวเคลียร์ที่มนุษย์สามารถผลิตขึ้น ได้แก่
เครอื่ งปฏิกรณ์ปรมาณูเก่งปฏิกิริยาฟิวช่ันซึ่งเกิดขึ้นบนดวง
อาทิตย์และดาวฤกษ์ ส่วนพลังงานนิวเคลียร์ท่ีมนุษย์
สามารถผลิตขึ้น ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เคร่ืองเร่ง
อนภุ าคสารไอโซโทปและระเบิดปรมาณูพลังงานนิวเคลียร์
สามารถปลดปล่อยออกมาในรูปของอนุภาคและรังสีเช่น
รังสีแกมมาอนุภาคเบต้าอนุภาคแอลฟ่าและอนุภาค
นิวตรอนพร้อมกับปล่อยพลังงานอ่ืนๆออกมาด้วย ได้แก่
พลังงานความร้อนพลังงานแสงพลังงานรังสีพลังงานกล
และพลงั งานอ่ืนๆ

ชนิดของพลงั งานนิวเคลยี ร์
พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจากแร่กัมมันตภาพรังสี บอกจะปล่อยออกมาเมื่อมีการแยกหรือการรวม
หรือการเปลยี่ นแปลงของนิวเคลยี สภายในอะตอมเรยี กปฏกิ ิรยิ านวิ เคลียร์แบ่งเป็น 4 ชนดิ คือ
1. ปฏิกิริยาฟิชชัน (Fission) : เป็นพลังงานที่เกิดจากการแตกตัวหรือแยกตัวของ ธาตุหนัก เช่น
ยเู รเนียม โปรโตเนยี ม เมอื่ ถกู ชนด้วยอนุภาคนิวตรอน เชน่ ระเบิดปรมาณู
2. ปฏกิ ริ ยิ าฟิวช่ัน (Fussion)เปน็ พลังงานทเี่ กิดจากการรวมตวั ของธาตเุ บา เช่น การรวมตัวของธาตุ H
กับ He บนดวงอาทติ ย์
3. ปฏิกิริยาท่ีเกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี (Redioactivity) ได้แก่ ยูเรเนียม เรเดียม
พลูโตเนียม ฯลฯ ธาตุเหล่านี้จะปลดปล่อยรังสีและอนุภาคต่างๆ ออกมาเช่น อนุภาคแอลฟา อนุภาคเบตา
รงั สแี กมมา และอนภุ าคนิวตรอน
4. ปฏิกิริยาท่ีได้จากเครื่องเร่งอนุภาคท่ีมีประจุ (Particale Accelerrator) เช่นโปรตรอนอิเล็กตรอน
ดิวทเี รยี ม และอนั ฟา
ระบบการผลติ กระแสไฟฟา้ ของโรงไฟฟ้านิวเคลยี ร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของธาตุตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชัน
ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเคร่ืองปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อน
ที่ใชค้ วามรอ้ นในการสร้างไอน้า ไอนา้ จะไปขับกงั หนั ไอน้าทีเ่ ช่ือมต่อกบั เครอื่ งก้าเนิดไฟฟ้าเพอื่ ผลิตไฟฟา้ ต่อไป

11 | P a g e

รปู แบบของพลังงานนิวเคลยี ร์
พลงั งานนวิ เคลียรถ์ ูกจัดแบ่งเปน็ 3 ประเภทตามลักษณะวิธีการปลดปลอ่ ยพลงั งานออกมาคือ
1. พลังงานนิวเคลียร์ท่ีถูกปลดปล่อยออกมาในลักษณะเฉียบพลัน เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ท่ีควบคุม

ไม่ได้ (Uncontrolled nuclear reaction) พลังงานของปฏิกิริยาจะเพิ่มสูงข้ึนอย่างรวดเร็ว เป็นเหตุให้เกิด
การระเบิด (Nuclear explosion) ส่ิงที่ประดิษฐ์ที่ใช้หลักการน้ี ได้แก่ ระเบิดปรมาณู (Atomic bomb) หรือ
ระเบดิ ไฮโดเจน และหัวรบนวิ เคลยี ร์แบบต่างๆ (อเมริกาเรียกว่าจรวด Pershing, รสั เชยี เรยี กวา่ จรวด SS-220)

2. พลังงานปฏิกิริยานิวเคลียร์ซ่ึงควบคุมได้ ปัจจุบันปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งควบคุมได้ตลอดเวลา
(Controlled nuclear reaction) ได้มีการน้าเอาหลักการมาพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์ในระดับขั้นการค้าหรือ
บริการสาธารณูปโภค คือปฏิกิริยาฟิชชันห่วงโซ่ของไอโซโทป ยูเรเนียม - 235 และของไอโซโทปท่ีแตกตัวได้
(Fissile isotpes) อีก 2 ชนิด(ยูเรเนียม - 233 และพูโตเนี่ยม - 239) ส่ิงประดิษฐ์ซึ่งท้างานโดยหลักการของ
ปฏิกิริยาฟัชชันห่วงโซ่ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ เคร่ืองปฏิกรณ์
นิวเคลยี ร์หรือเครื่องปฏกิ รณป์ รมาณู (Nuclear reactors)

3. พลังงานนิวเคลียร์จากสารกัมมันตรังสี สารกัมมันตรังสีหรือสารรังสี (Radioactive material) คือ
สารที่องค์ประกอบส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นไอโซโทปที่มีโครงสร้างปรมาณูไม่คงตัว (Unstable isotipe) และ
จะสลายตัวโดยการปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของรังสีแอลฟา รังสีเบตา รังสีแกมมา หรือรังสี
เอ็กซ์รูปใดรูปหนึ่ง หรือมากกว่าหน่ึงรูปพร้อมๆ กันไอโซโทปที่มีคุณสมบัติดังกล่าวนี้เรียกว่า ไอโซโทป
กมั มันตรังสหี รอื ไอโซโทปรังสี

7. พลงั งานไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนเป็นธาตุอันดับแรกในตารางธาตุที่มีอยู่

ในปริมาณมากที่สุดบนโลกใบนี้คือส่วนประกอบของสสาร
แ ท บ ทุ ก ช นิ ด เ ป็ น ค่ า ตั ว เ บ า ที่ สุ ด มั น จึ ง ร อ ย อ ยู่ ใ น ช้ั น
บรรยากาศเป็นส่วนใหญ่ไฮโดรเจน ไม่มีองค์ประกอบของ
ค า ร์ บ อ น ดั ง นั้ น เ ม่ื อ เ ผ า ไ ห มี จ ะ ไ ม่ ท้ า ใ ห้ เ กิ ด ก๊ า ซ
คาร์บอนไดออกไซด์หรือ กา๊ ซเรือนกระจกจัดเป็นเช้ือเพลิง
พลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเม่ือถูกน้าไปเปล่ียนพาหะ
ในกระบวนการเผาไหม้ จะท้าให้ได้พลังงานความร้อน
ออกมาในอุณหภูมิที่สูงถึง 2000 องศาเซลเซียสเป็น
เช้ือเพลิงสะอาดไม่ก่อใหเ้ กดิ มลภาวะ

ปัจจุบันการผลิตไฮโดรเจน ในเชิงอุตสาหกรรมมา
จากการน้าก๊าซธรรมชาติมาผ่าน กระบวนการรีฟอร์มม่ิง
ด้วยไอน้าเป็นหลักและการแยกน้าด้วยไฟฟ้า(วิธีการนี้ต้อง
ใชพ้ ลงั งานมาก)

ในอนาคต อันใกล้จะมีการผลิต ไฮโดรเ จนจากน้าและแสงแดด ซ่ึงจะท้าให้ไฮโ ดรเจนเป็ นพลังงาน
หมุนเวียนอย่างสมบูรณ์เป็นพลังงานที่ไม่มีวันสูญสิ้นเม่ือถึงจุดนั้นเทคโนโลยีนี้จากซิมแทรกเข้าไปในทุกชุมชน
และเป็นสนิ คา้ ตัวหนึง่ ท่ีทุกคนต้องการเช่นเดยี วกับน้ามัน

12 | P a g e

การผลิตไฮโดรเจน เพื่อเป็นเช้ือเพลิงพลังงานอาศัยกระบวนการสร้างไฮโดรเจนจากสารเคมีอื่น
เทคโนโลยีการผลิตท่ีแพร่หลายท่ีสุดคือการน้าไฮโดรคาร์บอน (HC) มาท้าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุล
ด้วยไอน้าเรียกว่ากระบวนการรีฟอร์มมิ่ง (steam reforming )นอกจากนี้ยังมีวิธีการแยกสลายสารในรูป
ของเหลวดว้ ยไฟฟา้ เรยี กว่ากระบวนการอิเล็กโทรไลสิส ( electrolysis)

8. พลงั งานจากขยะ
ขยะ ( Waste) หมายถึงส่ิงของเหลือท้ิงจาก
กระบวนการผลิตและการอุปโภคบริโภคซ่ึงเส่ือมสภาพจน
ใช้การไม่ได้หรือไม่ต้องการใช้แล้วจ้าแนกตามลักษณะของ
ขยะเปน็ 2 ประเภทคือ
ขยะเปียกหรือขยะสด (Garbage) มีความช้ืนปน
อยู่มากกว่าร้อยละ 50 จึงติดไฟได้ยากส่วนใหญ่ ได้แก่
เศษอาหารเศษเน้ือเศษผักและผัก-ผลไม้ จากบ้านเรือนร้าน
จ้าหน่ายอาหารและตลาดสดรวมท้ังซากพืชและสัตว์ที่ยัง
ไม่เน่าเป่ือยขยะประเภทน้ีจะท้าให้เกิดกล่ินเน่าเหม็น
จากแบคทีเรียย่อยสลายอินทรีย์สาร นอกจากน้ียังเป็น
แหล่งเพาะเชื้อโรคโดยติดไปกับแมลงหนูและสัตว์อื่นที่มา
ตอมหรอื กินเป็นอาหาร
ขยะแห้ง (Rubbish) เป็นส่ิงเหลือใช้ท่ีมีความชื้น อยู่น้อยจึงไม่ก่อให้เกิดกลิ่นเหม็น ได้แก่ขยะท่ีเป็น
เช้ือเพลิงเป็นพวกท่ีติดไฟได้เช่นเศษผ้า เศษกระดาษ หญ้า ใบไม้ ก่ิงไม้แห้ง พลาสติก และขยะท่ีไม่เป็น
เชื้อเพลิงไดแ้ กเ่ ศษโลหะเศษแก้วและเศษก้อนอิฐเปน็ ตน้
เทคโนโลยกี ารผลิตพลังงานจากขยะ
การแปรรูปขยะมูลฝอยเป็นพลังงานความร้อนโดยใช้เตาเผา (inclinertion) คือการเผาขยะในเตา
ท่อี อกแบบมาเปน็ พเิ ศษเพ่ือใหเ้ ขา้ กบั ลักษณะคุณสมบัติของขยะคือมีอัตราความชื้นสูงและมีค่าความร้อนท่ีแปร
ผันได้การเผาไหมม้ ีการควบคุมทีด่ ี เพ่ือปอ้ งกนั ไม่ให้เกิดมลพิษและการรบกวนต่อสิ่งแวดล้อมเช่นก๊าซพิษ เขม่า
กลนิ่ กา๊ ซ ซงึ่ เกิดจากการเผาไหม้ จะไดร้ ับการกา้ จัดเขม่าและอนุภาคก่อนส่งออกสู่บรรยากาศขี้เถ้า เหลือจาก
การเผาไหม้ซึ่งมีปริมาตรประมาณ 10% น้าหนักประมาณ 25 - 30%ของขยะที่ส่งเข้าเต่าเผา จะถูกน้าไปฝัง
กลบหรือใชเ้ ปน็ วัสดุปูพื้นส้าหรับการสร้างถนนส่วนข้ีเถ้าท่ีมีส่วนประกอบของโลหะอาจถูกน้ากลับมาใช้ใหม่ได้
ส้าหรบั ในพ้ืนทท่ี ่มี ีปรมิ าณขยะมากสามารถทจ่ี ะน้าพลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาขยะ มาใช้ในการผลิต
ไอน้าหรือทา้ น้ารอ้ นหรอื ผลิตกระแสไฟฟ้าได้
การใช้เทคโนโลยีเพ่ือการผลิตพลังงานจากขยะจะข้ึนอยู่กับลักษณะของขยะท่ีจะเข้าสู่กระบวนการ
กรณีท่ีขยะยังไม่มีการคัดแยกมาก่อน(หรือไม่สามารถคัดแยกได้) จะใช้การเผาในเตาด้วยความร้อนอุณหภูมิสูง
(incineration) เน่ืองจากเทคโนโลยีนี้อาศัยพลังงานท่ีมีอยู่ในตัวขยะเอง ในการท้าลายมวลและปริมาตร
ของเนื้อขยะท้าให้สามารถลดมวลได้ถึงร้อยละ 70 (ขยะเข้าเตาเผา 100 ตันจะเหลือขี้เถ้าประมาณ 30ตัน)
หรือลดปริมาตร ได้ถึงร้อยละ 90 โดยใช้เวลาในการเผาไม่เกิน 3 ชั่วโมงใช้พ้ืนท่ีในการติดต้ังระบบน้อย

13 | P a g e

โดยความร้อนท่ีได้จากการเผาไหม้ สามารถน้าไปใช้ในการผลิตไอน้าส้าหรับหมุนกังหันไอน้าเพื่อผลิต
กระแสไฟฟา้ อกี เทคโนโลยีหนง่ึ ในการน้าขยะมาเปลี่ยนเป็นพลังงานคือเทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพจากหลุม
ฝังกลบขยะเร่ืองจากในหลวงขยะยังคงมีขยะประเภทท่ีย่อยสลายได้และปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยีน้ี
เพอื่ การผลติ กระแสไฟฟ้าท่ีหลมุ ฝงั กลบขยะราชเทวีวะ ซ่งึ สามารถผลติ กระแสไฟฟ้าได้ 1 เมกะวตั ต์

ข้อดีของการผลิตไฟฟ้าจากขยะคือเป็นแหล่งพลังงานราคาถูกช่วยลดปัญหาการก้าจัดขยะรวมถึง
ลดปริมาณการปลอ่ ยกา๊ ซเรอื นกระจกได้กวา่ 1.3 ล้านตันตอ่ ปี

9.พลังงานชีวภาพ
พลังงานชีวภาพ คือพลังงานที่ได้จากก๊าซชีวภาพ หรือกลุ่มก๊าซอันเกิดจากกรบวนการย่อยสลาย
สารอินทรีย์หรือมวลสารจากสิ่งมีชีวิต (ชีวมวล) ด้วยแบคทีเรียชนิดไม่อาศัยออกซิเจน (Anaerobic) พลังงาน
ชีวภาพเป็นหน่ึงในพลังงานทางเลือกในการแก้ปัญหาโลกร้อนอย่างยั่งยืน โดยสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือน
กระจกเม่ือผลติ ด้วยวธิ ีการทมี่ ีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะใชเ้ ป็นเชือ้ เพลิงในระบบขนส่งทรี่ องรับ

14 | P a g e

10. ไบโอดเี ซล
เป็นพลังงานทดแทนนา้ มนั ดเี ซล ไบโอดเี ซลสามารถน้าไปใชไ้ ด้ทันทกี บั เคร่อื งยนต์ระบบสันดาปหัวฉีด
ที่ใช้กับเครื่องยนต์มาตรฐานท่ัวไป โดยใช้ได้ท้ังรูปแบบไบโอดีเซลล้วนๆ หรือใช้ผสมกับน้ามันดีเซล แต่
เนื่องจากคุณสมบัติเป็นตัวท้าละลายของไบโอดีเซล อาจจ้าเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนท่อส่งเชื้อเพลิงบางส่วน
แมว้ ่าคา่ ความร้อนของไบโอดีเซลจะต้่ากว่าน้ามันดีเซลประมาณร้อยละ 10 แต่ข้อด้อยนี้ไม่มีผลกระทบต่อการ
ใช้งานเพราะการใช้ไบโอดีเซลท้าให้การเผาไหม้ดีขึ้น จึงท้าให้ก้าลงั เครื่องไมล่ ดลง
วัตถดุ ิบท่ีใช้ผลิตไบโอดีเซล
ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่ผลิตได้จากน้ามันพืชและไขมันสัตว์ เช่น ปาล์ม มะพร้าว ถ่ัวเหลือง ทานตะวัน
เมล็ดเรพ (rape seeds) สบู่ด้า สาหร่าย หรือ น้ามันพืช น้ามันสัตว์ ท่ีใช้แล้ว ซ่ึงน้ามันพืชเหล่านี้เป็นแหล่ง
ทรพั ยากรทส่ี ามารถผลติ ทดแทนได้ในธรรมชาติ
ไบโอดเี ซลบรสิ ุทธ์ิ (Neat Biodiesel)
มีค่ามีเทนสูงกว่านา้ มันดีเซล ขอ้ แตกต่างของไบโอดีเซลที่ส้าคัญ คือเป็นสารไม่ไวไฟและไม่ระเบิดมีจุด
วาบไฟสูงถึง 120 องศาเซสเซียส ในขณะที่น้ามันดีเซลมีจุดวาบไฟสูงถึง 64 องศาเซสเซียส เป็นเชื้อเพลิง
สะอาดช่วยให้ประสิทธ์ิภาพการเผาไหม้ของเคร่ืองยนต์ดีข้ึน ท้าให้การจุดระเบิดท้าได้ดี การสันดาปสมบูรณ์
นอกจากใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงในเคร่ืองยนต์รอบต่้าแล้ว เมื่อน้าไปผสมกับน้ามันดีเซลในสัดส่วนท่ีเหมาะสม
สามารถน้าไปใช้งานกับเคร่ืองยนต์ดีเซลรอบต่้าแล้ว เม่ือน้าไปผสมกับน้ามันดีเซลในสัดส่วนที่เหมาะสม
สามารถนา้ ไปใชง้ านกับเครือ่ งยนต์ดีเซลรอบสูงได้ โดยไมม่ ปี ญั หาในการใชง้ านทงั้ ระยะสนั้ และระยะยาว

15 | P a g e

11. เตาเผาถา่ นบา้ นนักวทิ ย์
การเผาถ่านแบบไร้ควัน เตาเผาถ่านแบบ
ประหยัดพลังงาน ขนาด 200 ลิตร ชนิดปล่องขนานข้าง
เตา เป็นเตาท่ีถูกประดิษฐ์ข้ึนจากวัสดุท่ีหาง่ายในท้องถ่ิน
(ถังน้ามันขนาด 200 ลิตร) โดยได้ปรับปรุงพัฒนา
จนมีประสิทธิภาพการเผาไหม้ท่ีดีย่ิงข้ึนท้าให้ถ่านท่ีผลิต
ได้มีคุณภาพดี ประหยัดเวลาและที่ส้าคัญสร้างประกอบ
ง่าย ราคาถูกเหมาะส้าหรับครัวเรือนชนบท ที่มีการใช้
ถ่านเป็นพลังงานในการหุงต้มประกอบอาหาร เตาเผา
ถ่านถัง 200 ลิตร เป็นท่ีนิยมในหมูบ้าน เนื่องจากวัสดุท่ี
ใช้สร้างเตาหาง่าย ไม้ท่ีน้ามาเผาเป็นไม้เล็กไม้น้อยได้
หมด และยังเก็บน้าส้มควันไม้ได้ (ของเหลวที่ได้จากการ
กลนั่ ตัวจากควัน ในช่วงเวลาท่เี หมาะสม)

ประเภทของเตาเผาถ่านแบบไร้ควัน ด้วยถังขนาด 200 ลิตรนั้น แยกประเภทออกเป็น 2 ชนิด คือ

เตาเผาถ่านแบบต้ังหรือแบบปล่อยขนานข้างเตา และแบบนอน สามารถเผาถ่านได้มีประสิทธิภาพสูงกว่า

เตาเผาถ่านแบบด้ังเดิม ประมาณ1.2 – 1.5 เท่า เตาเผาถ่าน 200 ลิตร ใช้หลักความร้อนเป็นตัวไล่ความชื้น

ดังน้ันถ่านท่ีได้ออกมาจะมีคุณภาพ สารก่อมะเร็งต่้า ขี้เถ้าน้อย และผลพลอยได้ท่ีได้จากการเผาถ่านอีกอย่าง

คือ “น้าสม้ ควันไมห้ รอื Wood Vinegar”

คุณสมบตั ขิ องถา่ นไม้

ถ่านไม้ คือ ผลผลิตท่ีได้หลังจากไม้ท่ีถูกสลายตัวด้วยความร้อน และมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปตาม

ลกั ษณะเฉพาะตัวของไม้แตล่ ะชนิด และกระบวนการผลติ ถา่ น ถ่านไม้ที่ดคี วรมคี ุณสมบัติ ดงั น้ี

คาร์บอนเสถียร ไมน่ อ้ ยกว่า 75 %

มสี ารระเหยได้ ไม่เกนิ 25 %

มขี ีเ้ ถ้า ไม่เกิน 4 %

มถี ่านป่น ไม่เกนิ 10 %

มคี วามชน้ื ไมเ่ กนิ 10 %

มีความรอ้ น ไมน่ ้อยกวา่ 7,000 กโิ ลแคลอร/่ี กิโลกรมั

มคี ่าความแขง็ ไม่น้อยกว่าระดับ 5

ตอ้ งมคี วามพรนุ สูง มพี น้ื ผิวไมน่ ้อยกวา่ 200 ตารางเมตร/กรมั

มคี วามต้านทานไฟฟ้าตา้่

มคี ่าความเป็นด่างสงู pH ประมาณ 8-9

ชนิดของถ่าน

16 | P a g e

สามารถแบง่ ประเภทของถ่านชนดิ ต่างๆ ออกเปน็ 2 ประเภท
1. ถา่ นสีด้า (ถ่านท่ีเผาโดยทั่วไป) โดยทั่วไปแล้วถ่านสีด้าจะนุ่มและมีเปลือกไม้ติดอยู่ ถ่านสีด้าติดไฟ
งา่ ย และมพี ลงั ความร้อนในการเผาผลาญพอท่ีจะหลอมละลายโลหะแลเหล็กได้ ถ่านเกือบท้ังหมดท่ีมีการผลิต
ทัว่ โลกจะมคี วามคล้ายคลึงกันกับถ่านน้ี เผาท่อี ณุ หภูมิระหว่าง 500 ถึง 700 องศาเซลเซียส
2. ถ่านสขี าว (ถ่านท่เี ผาโดยกรรมวธิ ีพิเศษ) หรอื เรียกอกี ชอ่ื หน่ึงว่า ถ่านแข็ง จะแข็งและไม่มีเปลือกไม้
ติดอยู่ถ้าถ่านสีขาวจะให้พลังความร้อนสูง เป็นถ่านที่ได้จากกระบวนการผลิตท่ีเม่ือถึงข้ันตอนสุดท้ายในการ
ผลิตถ่านจะเปิดปากเตาเพ่ือให้อากาศเข้าเตาจ้านวนมาก และจะเกิดการเผาไหม้อย่างรุนแรงท้าให้อุณหภูมิ
ภายในเตาสูงถึง 1,000 องศาเซลเซยี สหรอื มากกวา่ นั้น
ประโยชนข์ องการใชถ้ ่านไม้
การใช้งาน และประโยชน์จากถ่านไม้มีหลายลักษณะข้ึนอยู่กับคุณภาพของถ่านแต่ละชนิด อาทิเช่น
ถ่านกัมมันต์ น้าไปใช้ประโยชน์ได้หลายทาง ถ่านไม้สนสีด้า ใช้ส้าหรับฟอกสีผ้า ถ่านจากกะลามะพร้าว ใช้
ส้าหรับดดู กลนิ่ เป็นตน้ ถ้าจะแบง่ การใชป้ ระโยชนต์ ามประเภท สามารถแบ่งไดด้ งั นี้
1. การใชป้ ระโยชนถ์ า่ นขาว ซงึ่ ผลิตในเฉพาะ 3 ประเทศเท่านน้ั คอื ประเทศจีน ประเทศญีป่ ุน่
และประเทศเกาหลีใต้ ส่วนใหญ่จะใช้ ประโยชน์เน้นหนักไปทางด้านเพื่อสุขภาพ การปรุงแต่งรสชาติ ของ
อาหารและเคร่ืองดื่ม และแร่ธาตุอาหารเสริม ซ่ึงเป็นลักษณะเฉพาะของคนระดับสูงในเอเชียตะวันออกไกล
เท่านั้น เช่น น้าถ่านขาวใส่ลงในกาต้มน้าร้อนประมาณ 100 กรัมต่อน้า 1 ลิตร ถ่านจะดูดซับกลิ่นและ
สารอินทรีย์ต่างๆ ในถ่านจะละลายออกมาเพ่ิมคุณภาพและรสชาติของน้า สามารถน้ามาชงชา กาแฟ ปรุง
อาหาร และผสมเหล้าวิสกี้ จะได้รสชาติท่ีนุ่นละมุน และต้องเปลี่ยนถ่านใหม่ทุก 10 วัน ใช้ในการประกอบ
อาหารป้งิ ยา่ ง ท้าให้อาหารมีรสชาติดี เนื่องจากเมื่อถ่านไม้ลุกไหม้จะเกิดฟิล์มบางๆ ของข้ีเถ้าท่ีผิวถ่านไม้ ถ่าน
ไม้จะให้ความร้อนโดยการแผ่รังสีท่ีไม่มีเปลวไฟ รังสี ความร้อนน้ีมีความยาวคล่ืนสั่นมาก จึงท้าให้ผิวด้านนอก
ของอาหารหรือเน้อื สัตวแ์ ห้งและแข็งตวั อยา่ งรวดเรว็ กว่าความร้อนจากแหล่งอื่น ดังนั้น รสชาติของอาหารหรือ
เน้ือสัตว์จะถูกเก็บไว้โดยไม่สูญเสีย ใช้ท้าน้าแร่ส้าหรับอาบโดยใช้ถ่านขาวใส่ถุงผ้าแล้วเปิดน้าร้อนไหลผ่านถุง
ถ่าน จะได้น้าท่ีมีคุณภาพใกล้เคียงน้าจากบ่อน้าพุร้อน นอกจากนี้ยังใช้ผงถ่านขาวส้าหรับขัดถูโลหะที่มีค่า ผง
ถ่านขาว จะไม่ท้าให้เกดิ รอยขดู ขดี ที่ผวิ โลหะมีค่าเหลา่ นั้น
2. การใช้ประโยชน์จากถา่ นด้า แบ่งออกได้ 2 ลกั ษณะตามกรรมวิธกี ารผลิต คือ
ก. ถ่านดา้ ทผ่ี ลิตดว้ ยอณุ หภมู ติ า่้ และใช้เวลาสัน้ เหมาะที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิง เนื่องจากมีราคาถูกเพราะ
มีผลผลิตสูง ไมท้ ี่ใช้ผลิตถ่านประเภทนี้ควรเป็นไม้ใยส้ัน เพ่ือให้มีการเผาไม้ได้นานขึ้น คุณสมบัติท่ีดีของถ่านไม้
ในการนา้ มาเป็นเชื้อเพลิงอาจสรุปได้ดงั นี้
- มปี รมิ าณก้ามะถันตา้่
- มีข้เี ถ้านอ้ ย
- มสี ่งิ เจอื ปนทเ่ี ป็นอินทรยี ์วัตถตุ ่า้
- มีรูพรนุ และพ้ืนทผี่ วิ มากและสม้่าเสมอ
- มคี ณุ สมบัติเปน็ ตัวลดท่ดี แี ละมคี วนั นอ้ ย

17 | P a g e

ข. ถ่านด้าท่ผี ลติ ด้วยอุณหภูมิสูงและใช้เวลานาน เปน็ ถา่ นไมท้ ีน่ ้าไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายทสี่ ุด
เนื่องจากมีคาร์บอนเสถียรสูง และมีสารระเหยง่ายต้่า ซึ่งเป็นตัวช้ีวัดระดับความบริสุทธ์ิของถ่านไม้ มีวิธี
ตรวจสอบงา่ ยๆ ที่จะดลู ักษณะ ถา่ นประเภทน้คี ือ เมอื่ เคาะถ่านจะมีเสยี งดงั กังวานคล้ายเสียงเคาะกระเบื้องดิน
เผาเมื่อหักดูจะเห็นสีด้ามันวาว และเม่ือใช้น้ิวถูกรอยหักของถ่าน จะไม่มีสีด้าติดน้ิวเลย ส่วนท่ีผิวถ่านจะมีสีด้า
บา้ งเลก็ นอ้ ย เนือ่ งจากคุณสมบตั ขิ องเปลือกไม้ เมอื่ จุดติดไฟ แล้วถ่านตอ้ งไมแ่ ตก และมคี วนั น้อยมาก
หลกั การของการเผาถ่านไรค้ วัน

เตาเผาถ่าน 200 ลติ ร มปี ระสิทธิภาพสงู กวา่ เตาแบบดั้งเดิม เตาประเภทนี้อาศัยความร้อนไล่ความชื้น
ในเน้ือไม้ท่ีอยู่ในเตา ท้าให้ไม้กลายเป็นถ่าน เรียกว่า กระบวนการคาร์บอนไนเซช่ัน (Carbonization)
โครงสรา้ งเปน็ ระบบบดิ สามารถควบคุมอากาศได้ จงึ ไมม่ กี ารลุกตดิ ไฟของเนื้อไม้ดังนั้นถ่านท่ีได้จึงมีคุณภาพสูง
เกดิ ขเ้ี ถ้านอ้ ย และผลพลอยได้จากกระบวนการเผาถา่ นอีกอยา่ งหนึ่งคอื น้าส้มควันไม้ (Wood Vinegar)

ส่วนประกอบของเตาเผาถา่ น 200 ลิตร ประกอบดว้ ยสว่ นประกอบต่างๆคือ
1. ตวั เตา ผลิตจากถังขนาด 200 ลิตร
2. ฝาเตา และท่อเรง่ ไฟ
3. ท่อควัน3 ทอ่
4. ส่วนควบแน่นน้าส้มควันไม้
5. ตระแกรงรองไมด้ า้ นใน
6. ชอ่ งเชื้อเพลิง
7. รเู กบ็ น้าส้มควันไม้

18 | P a g e

การวัดและประเมินผล
ในการวดั และประเมินผล กา้ หนดใหม้ กี ารประเมนิ ความพงึ พอใจของผู้รับบรกิ ารทีม่ ตี อ่ การ

จัดกิจกรรมการเรียนร้โู ดยบูรณาการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิง่ แวดล้อมผา่ นนิทรรศการ

19 | P a g e

ท่ปี รกึ ษา ผจู้ ดั ทา้
นายประพรรณ์ ขามโนนวดั
ผูอ้ า้ นวยการศนู ยว์ ทิ ยาศาสตรเ์ พื่อการศึกษาสระแกว้
คณะผจู้ ดั ทา้
1. นายมนสั ชยั โสคา้ ภา ครู
2. นายศราวุฒิ ภูมาศ ครูผู้ชว่ ย
3. นายอ้าพร ทองอาจ นักวชิ าการศึกษา
4. นางสาวกนกวรรณ จิปิภพ นักวิชาการวทิ ยาศาสตรศ์ ึกษา
5. นางสาวเดือนรตั น์ เฉลียวกจิ นกั วิชาการวทิ ยาศาสตรศ์ ึกษา
6. นางสาวสกุ ญั ญา ศรีภูมิ นกั วชิ าการวิทยาศาสตร์ศึกษา
7. นางสาวสาวิตรี ไชยรัตน์ นักวิชาการวิทยาศาสตรศ์ ึกษา
8. นางสาวเยาวลกั ษณ์ กลว้ ยน้อย นักวชิ าการวทิ ยาศาสตร์ศึกษา

ผรู้ ับผดิ ชอบฐานการเรียนรู้ นักวิชาการวทิ ยาศาสตรศ์ ึกษา
นางสาวเยาวลักษณ์ กลว้ ยน้อย
นักเทคโนโลยสี ารสนเทศ
ออกแบบปก
นางสาวนชุ นาภ นงค์พรมมา

20 | P a g e