แหล่งพลังงาน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4เอ(ว2ก210ส2)ารประกอบกาชรน้ั มจธั ยัดมศกึกษาาปรที ี่ 2เรยี นรู้

รายวิชาวทิ ยาศาสตร์พื้นฐาน 4

กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 2 ภาคเรียนที่ 2

ทรพั ยากรพลงั งาน ม.2

นายศรารักษ์ เกลอื นสนิ

ครผู สู้ อน

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนวรราชาทนิ ดั ดามาตวุ ิทยา

สานักงานเขตพื้นทก่ี ารศกึ ษามธั ยมศึกษาปทุมธานี

สานักงานคณะนกายรศรรามรกักษา์ รเกกลอืานรสศนิ ึกษคราผู ขสู้ ั้นอนพื้นฐาน
กระทรวงศึกษาธิการ

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

เร่ืองท่ี 1 เชอื้ เพลงิ ซากดกึ ดำบรรพ์

เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ (Fossil Fuel) เป็นแหล่งพลังงานสิ้นเปลืองหรือพลังงานที่ใช้แล้ว
หมดไป (Non renewable energy) ที่เกิดขึ้นจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ ประกอบกับ
ความร้อนและความดันใต้ผิวโลก โดยใช้เวลานานนับล้าน ๆ ปี มันมีบทบาทอย่างมากในการเป็น
แหล่งพลังงานสำคัญของโลก และช่วยขับเคลื่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม เทคโนโลยี เศรษฐกิจ
ให้เปลี่ยนแปลงไปในทางบวก ขณะเดียวกันก็มีผลกระทบในทางลบด้วย เนื่องจากการเผาไหม้หรือ
นำเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์มาใช้นั้นก่อให้เกิด แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ตลอดจน
แก๊สเรือนกระจกอื่น ๆ ไปสู่ชั้นบรรยากาศ สำหรับเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ที่มีการนำมาใช้มากที่สดุ
ไดแ้ ก่ ถ่านหินและปิโตรเลียม

ภาพ ถ่านหนิ (Coal)

1. ถ่านหนิ (Coal)

เป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพท์ ี่มีสดี ำหรือสีน้ำตาลดำ เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 300 ล้านปีมาแล้ว
เมื่อเฟิร์นขนาดใหญ่ มอส หรือพืชชนิดอื่น ๆ ตายลงและทับถมกัน และเมื่อมันถูกปกคลุมไปด้วยดนิ
ทำให้พวกมันมีโอกาสสัมผัสกับออกซิเจนน้อยมาก นอกจากนี้ความร้อนและความดันยังไล่ออกซิเจน
และไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบของซากพืชเหล่านี้ออกไป โดยเหลือคาร์บอนไว้ในปริมาณมาก
กลายเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนแตกต่างกันไป ถ่านหินที่มีปริมาณคาร์บอนมากก็
จะให้ค่าพลังงานความรอ้ นมาก ซึ่งถ่านหินที่พบมหี ลายประเภท เรียงตามระดับความลึกท่ีพบถดั จาก
ผิวโลกลงไปได้ดงั น้ี

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

1.1 พีต (Peat) เป็นถ่านหินที่อยู่ตื้นที่สุด มีปริมาณคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอยู่ 50-60 %
ลกั ษณะของถา่ นหนิ ชนดิ น้ียงั มซี ากพืชให้เห็นเปน็ โครงสร้างอยู่

1.2 ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินที่มีสีน้ำตาลดำ มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอยู่ 60-70 %
นอกจากนี้ยังมีกำมะถันและความชื้นสูง โดยมีความชื้นสูงมากกว่า 45 % แต่มีคุณภาพต่ำ มักใช้เปน็
เชื้อเพลงิ ในการผลติ กระแสไฟฟา้ ในโรงงานไฟฟ้า

1.3 บิทูมินัส (Bituminous) เป็นถ่านหินสีดำสนิท เป็นมันวาว มีคุณภาพสูง ให้ค่าความร้อน
สูงกว่าพีตและลิกไนต์เมื่อเผาไหม้ เนื่องจากมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอยู่ถึง 80-90 % มีกำมะถัน
และความชื้นต่ำ โดยมีความชื้นอยูต่ ่ำกว่า 20% ใช้ในการถลุงโลหะหรือผลิตกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้
ยังมีถ่านหินประเภทซับบิทูมินัส (Subbituminous) ซึ่งอยู่ระหว่างชั้นของลิกไนต์และบิทูมินัส
โดยมคี ุณภาพอยู่ระหวา่ งลกิ ไนตแ์ ละบิทูมนิ สั และมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบอยูป่ ระมาณ 75-80 %
มีความชน้ื ประมาณ 20-30%

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

1.4 แอนทราไซต์ (Anthracite) เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพดีที่สุด เนื่องจากอยู่ชั้นลึกที่สุดจึงถกู
แรงกดดันและความร้อนใต้ผิวโลกอัดจนทำให้เหลือแต่คาร์บอน โดยมีปริมาณคาร์บอนเป็น
ส่วนประกอบอยู่ถึง 90% ขึ้นไป มีความชื้นน้อยกว่า 15% ซึ่งถือว่าต่ำที่สุด ให้ค่าความร้อนสูง
สำหรับในประเทศไทยยังไม่พบถ่านหินแอนทราไซต์ แต่จะพบเซมิแอนทราไซต์ซึ่งมีคุณภาพอยู่
ระหว่างบทิ ูมินัสกบั แอนทราไซต์

ภาพ การขดุ เจาะปโิ ตรเลียม

2. ปิโตรเลยี ม (Petroleum)

เกิดจากซากพืชและซากสัตว์ในทะเล เช่น สาหร่ายและแบคทีเรีย ที่ตายลงมาเป็นเวลาหลาย
ล้านปี และถูกทับถมเรื่อย ๆ ภายใต้ตะกอน ทราย หรือโคลนตมที่มีระดับความสูงหลายพันฟุต
ประกอบกับถูกอัดด้วยความร้อนและความดันใต้โลก ทำให้สสารอื่น ๆ ที่เป็นองค์ ประกอบ
เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน กำมะถัน เหลือน้อยลง ดังนั้น ปิโตรเลียมจึงมีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็น
สารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งประกอบไปด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน มันเป็นเชื้อเพลิงที่อยู่ใน
สถานะของเหลวอย่างนำ้ มันดิบ และแก๊สอยา่ งแกส๊ ธรรมชาติ

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

2.1 น้ำมันดิบ (Crude Oil) ประกอบไปด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่
ส่วนที่เหลือจะเป็นออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน การจะนำน้ำมันดิบไปใช้จำเป็นต้อง
ผ่านกระบวนการกลั่นลำดับส่วน (Fractional Distillation) เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติและ
นำไปใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกันออกมา ท้ังนี้ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นลำดับส่วน ได้แก่ น้ำมันเตา
และยางมะตอย, น้ำมันหล่อลื่น, นำ้ มนั ดีเซล, น้ำมันก๊าด, น้ำมันเบนซินและแนฟทาหนกั , แนฟทาเบา
และเชือ้ เพลิงแก๊สหุงตม้ ตามลำดับ

2.2 แก๊สธรรมชาติ (Natural Gas) เกิดจากซากพืชและสัตว์ขนาดเล็กที่ตายลงเป็นเวลากวา่
ล้านปีมาแล้ว โดยแก๊สจะแทรกตัวอยู่ตามชั้นหิน ลักษณะคล้ายกับน้ำที่อยู่ในฟองน้ำเปียก ๆ มันเป็น
ส่วนผสมของแก๊สหลาย ๆ ชนิด เช่น มีเทน อีเทน โพรเพน แต่มีแก๊สมีเทน (CH4) เป็นองค์ประกอบ
หลัก แก๊สธรรมชาตินี้ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น แต่โดยทั่วไปแล้วบริษัทผลิตแก๊สจะผ สมสิ่งที่เรียกว่า
Mercaptan ซง่ึ มีสว่ นผสมของกำมะถนั เขา้ ไป ทำใหม้ ันมกี ลน่ิ แปลก ๆ เพ่อื ใหง้ า่ ยตอ่ การตรวจจบั เมื่อ
มแี ก๊สร่วั

แกส๊ ธรรมชาติ

ภาพ กระบวนการแยกแกส๊ ธรรมชาตแิ ละผลติ ภณั ฑท์ ไ่ี ด้

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

ภาพ หนิ นำ้ มนั

3. หนิ นำ้ มนั (oil shale)

มีลักษณะคล้ายหินชนวน สีดำแข็งเมื่ออบที่ 100 องศาเซลเซียสน้ำจะระเหยออกมา
เมื่อปั่นเป็นผงละเอียดและเผาที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียสจะลุกติดไฟ ถ้าให้ความร้อนที่อุณหภูมิ
ระหวา่ ง 300 – 600 องศาเซลเซยี สสารอนิ ทรยี ห์ รอื ไฮโดรเจนซงึ่ เป็นสารประกอบพวกไฮโดรคารบ์ อน
จะแปรสภาพเป็นนำ้ มนั และแกส๊

วธิ ีสกัดนำ้ มันจากหินนำ้ มัน
จากการทดลองในห้องปฏิบัติการได้นำหินน้ำมันมาป่นแล้วอบในเตาเผา เมื่ออุณหภูมิ 400
องศาเซลเซียสขึ้นไปจะมีไอน้ำออกมาให้ไอน้ำผ่านเครื่องควบแน่นจะได้น้ำมันดิบและกากหินน้ำมัน
นอกนั้นเป็นแก๊สระเหยไปในอากาศ
นอกจากวิธีการนี้ยังสามารถสกัดโดยการใช้เตาเผาขนาดใหญ่โดยนำหลักการสกัด
ในห้องทดลองมาประยุกต์ออกแบบเครื่องสกัดน้ำมันขนาดใหญ่เตาที่ออกแบบนี้สามารถใช้เชื้อเพลิง
จากแหล่งต่าง ๆ ได้ แหล่งน้ำมันเชื้อเพลิงที่ถูกที่สุดจะมาจากหินน้ำมันนั่นเองการเผาหินน้ำมัน
เมื่ออุณหภูมิของเตาสูงประมาณ 400 องศาเซลเซียส หินน้ำมันจะแตกตัวให้ไอน้ำมันออกมาและ
ไอนำ้ มนั ทไ่ี ดจ้ ะตดิ ไฟ ดงั นัน้ เราตอ้ งทำใหเ้ ตามอี ณุ หภมู เิ ริม่ ตน้ สูง ๆ โดยการเผาฟนื หรอื น้ำมนั เสยี กอ่ น
เมื่ออณุ หภมู ิสงู ประมาณ 400 องศาเซลเซยี สแลว้ จงึ เตมิ หนิ นำ้ มันลงไปหินน้ำมนั จะแตกตวั ใหไ้ อนำ้ มัน
ออกมาซง่ึ จะลกุ ติดไฟตอ่ ไปไดแ้ ลว้ นำความร้อนทไี่ ด้จากเตานีไ้ ปใช้สกดั หินน้ำมันต่อไป

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

การนำหนิ นำ้ มันไปใช้ประโยชน์
การนำหินน้ำมันมาใช้เป็นเชื้อเพลิงอาจจะนำมาเผาโดยตรงในเตาเผา แล้วนำลมร้อนที่ได้ไป
ต้มน้ำเพื่อไปหมุนกังหันต่อไปหรืออาจนำหินน้ำมันมาสกัดเอาน้ำมันออกเ สียก่อนแล้วจึงค่อยนำ
น้ำมันดิบที่ได้จากหินน้ำมันนี้ไปกลั่นลำดับส่วนจึงจะได้เชื้อเพลิงชนดิ ต่างๆ แล้วจึงนำไปใช้ประโยชน์
เป็นแหล่งพลังงานต่อไป เช่น ใช้เดินเครื่องจักรยนต์ นอกจากนี้ในหินน้ำมันมีส่วนประกอบของ
ไนโตรเจน ในรูปของแอมโมเนียและแรธ่ าตุอื่นอกี จึงอาจแยกมาทำปยุ๋ ได้

ภาพ การเกดิ หนิ น้ำมนั

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

เรอ่ื งที่ 2 พลงั งานทดแทน

พลังงานสิน้ เปลือง หมายถงึ พลงั งานท่ใี ช้แลว้ หมดไป หรือเรียกอกี ชอ่ื หนงึ่ วา่ พลังงานฟอสซิล
(Fossil Fuels) ได้แก่ น้ำมัน แก๊สธรรมชาติ ถ่านหิน รวมทั้งหินน้ำมันและทรายน้ำมัน ที่เรียกว่าใช้
แล้วหมดไป ก็เพราะว่าหามาทดแทนไม่ทันการใช้พลังงานสิ้นเปลืองหรือพลังงานฟอสซิลนี้ เกิดจาก
ซากพืชซากสตั วท์ ี่ทับถมจมอยู่ใต้พื้นพิภพเป็นเวลานานหลายพันล้านปี โดยอาศัยแรงอัดของเปลือก
โลก และความร้อนใต้ผิวโลก มีทั้งที่อยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ปกติจะอยู่ใต้ดิน
ถา้ ไมข่ ดุ ขึน้ มาก็สามารถเกบ็ ไว้ใชใ้ นอนาคตได้ บางคร้งั จงึ เรยี กวา่ พลังงานสาํ รอง

พลังงานหมุนเวียน หมายถึง พลังงานที่ใช้แล้วไม่หมดไป สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมาก นับเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่จะนำมาใช้แทนพลังงาน
จากเชอ้ื เพลิงบรรพชีวิน ซ่ึงเป็นแหลง่ พลงั งานท่มี อี ยจู่ ำกดั และก่อให้เกดิ ผลกระทบต่อสงิ่ แวดล้อมเป็น
อย่างมาก แหล่งพลังงานพลังงานหมุนเวียน ได้แก่ พลังงานลม พลังงานน้ำ พลังงานชีวมวล
พลงั งานขยะ พลงั งานแสงอาทิตย์ และพลังงานความรอ้ นใตพ้ ภิ พ

พลังงานหลัก หมายถึง แหล่งพลังงานที่ส่วนใหญ่ในพื้นที่หนึ่ง ๆ เช่น ประเทศไทยใช้แหล่ง
พลังงานจากเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์เป็นแหล่งพลังงานหลัก ซึ่งพลังงานหลักปัจจุบัน
ประเทศไทยใหค้ วามสำคัญในพลงั งานหลกั ๆ สองด้าน คอื ดา้ นพลังงานทดแทนทไี่ มส่ ง่ ผลกระทบตอ่
สิ่งแวดล้อม และดา้ นการเพิ่มเสถียรภาพทางพลงั งานภายในประเทศ เพื่อการใช้พลังงานที่ยั่งยืนมาก
ท่ีสุด โดยสง่ ผลต่อภาคประชาชนน้อยท่ีสุด

พลังงานทดแทน หมายถึง พลังงานที่นำมาใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิง สามารถแบ่งตามแหล่งท่ี
ไดม้ ากเปน็ 2 ประเภท คือ พลงั งานทดแทนจากแหลง่ ทใี่ ชแ้ ล้วหมดไป อาจเรียกวา่ พลงั งานสน้ิ เปลอื ง
ได้แก่ ถ่านหิน แก๊สธรรมชาติ นิวเคลียร์ หินน้ำมัน และทรายน้ำมัน เป็นต้น และพลังงานทดแทน
อกี ประเภทหนึ่งเป็นแหลง่ พลังงานทใ่ี ชแ้ ลว้ สามารถหมนุ เวยี นมาใช้ไดอ้ ีก เรียกว่า พลงั งานหมนุ เวียน
ได้แก่ แสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล น้ำ และไฮโดรเจน เป็นต้น เป็นพลังงานที่สะอาด ไม่มีผลกระทบต่อ
สิ่งแวดลอ้ ม

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

1.พลังงานแสงอาทิตย์ (solar energy) เป็นพลังงานทดแทนประเภทหมุนเวียนที่ใช้แล้ว
เกิดขน้ึ ใหม่ไดต้ าม ธรรมชาติ เป็นพลงั งานทสี่ ะอาด ปราศจากมลพษิ และเปน็ พลังงานทมี่ ีศกั ยภาพสงู
ในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถจำแนกออกเป็น 2 รูปแบบคือ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์
เพอื่ ผลติ กระแสไฟฟา้ และการใชพ้ ลังงานแสงอาทติ ย์เพื่อผลติ ความรอ้ น

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

2. พลังงานลม (wind energy) ลมเป็นแหล่งพลังงานสะอาดชนิดหนึ่งที่นานาประเทศ
มุ่งพัฒนาให้เกิดประโยชน์ มากขึ้น เนื่องจากลมมีศักยภาพในการผลติ เป็นกระแสไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี
การนำลมมาใช้ประโยชน์จะต้องอาศัยเครื่องจักรกลสำคัญ คือ “กังหันลม” ในการเปลี่ยน พลังงาน
จลน์จากการเคลื่อนที่ของลม เป็นพลังงานกลก่อนนำไปใช้ประโยชน์ ที่สำคัญพลังงานลม ใช้ไม่มีวัน
หมด และกระบวนการผลิตไฟฟ้าจากลมยงั ไม่ปลอ่ ยของเสียทีเ่ ป็นอันตรายต่อ สภาพแวดลอ้ ม

แต่การใช้พลงั งานลมเพือ่ การผลติ ไฟฟ้าความเร็วลมจะต้องสม่ำเสมอ หรือกำลังลม เฉลี่ยท้ังปี
ควรไม่น้อยกว่าระดับ 6.4 – 7.0 เมตรต่อวินาที ที่ความสูง 50 เมตร ถึงจะสามารถ ผลิตไฟฟ้าจาก
กังหันลมไดด้ ี ภมู ิประเทศทม่ี ีความเรว็ ลมเหมาะสมไดแ้ กบ่ ริเวณฝงั่ ทะเลแถบยุโรป เหนอื หรอื ช่องเขา
ในอเมรกิ า

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

3. พลังงานน้ำ (hydro energy) พลังหรือกำลังที่เกิดจากการไหลของน้ำ ซึ่งเป็นพลังที่มี
อนุภาพมาก หากไม่สามารถควบคุมได้ พลังน้ำนั้นก็สามารถทำให้เกิดความเสียหายแก่ชีวิตและ
ทรัพย์สินได้อย่างกว้างขวาง ดังตัวอย่างเช่น การเกิดอุทกภัยในบริเวณที่ลาดเชิงเขา หรือบริเวณที่มี
ความลาดชันสูง และการเกิดสึนามิ เป็นต้น ในทางตรงกันข้าม หากสามารถควบคุมพลังน้ำได้
ตามแนวทางทีเ่ หมาะสม พลังนำ้ อนั มหาศาลน้นั ก็สามารถนำมาใช้เป็นประโยชน์แก่มนุษยชาตไิ ด้

พลังน้ำได้ถูกใช้ประโยชน์มาแล้วหลายร้อยปี กังหันน้ำสำหรบั ยกน้ำขึ้นสู่ที่สงู เพื่อใชป้ ระโยชน์
ในครัวเรือนและการชลประทาน เพื่อหมุนเครื่องจักรในโรงงานสีข้าว โรงงานทอผ้า โรงงานเลื่อยไม้
และโรงงานอตุ สาหกรรมต่างๆ ในปัจจุบนั นิยมใช้ในการผลิตไฟฟา้ ซ่ึงเรยี กวา่ ไฟฟ้าพลงั นำ้

กังหันน้ำเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานจลน์ที่มีอยู่ในน้ำให้เป็นพลังงานกลเพ่ือ
ผลิตกระแสไฟฟ้า และในการคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆ ของกังหันน้ำนั้นมีความยุ่งยากมากข้นึ
เนื่องจากตัวแปรที่ไม่รู้ค่ามีมาก และยากสำหรับการคำนวณด้วยมือ และต้องใช้เวลามากใน
การคำนวณ เพื่อลดเวลาในการทำงานวิจัยลง จึงได้นำโปรแกรมคำนวณทางด้านพลศาสตร์
มาช่วยในการคำนวณหาค่าตา่ งๆทีเ่ ราตอ้ งการ เพื่อให้สามารถออกแบบกังหันไดถ้ ูกต้องตอ่ การใช้งาน
จรงิ มากทสี่ ดุ

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

4. พลังงานคลื่น (wave energy) หมายถึง พลังงานหมุนเวียนทุกรูปแบบที่เกิดขึ้นจาก
น้ำทะเลในมหาสมุทร ไม่ว่าจะเป็นพลังงานจากการเคลื่อนไหวของกระแสน้ำหรือจากความแตกต่าง
ของอุณหภูมิและความเค็มของน้ำทะเลที่มนุษย์พยายามทำการศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีมากมาย
เพื่อดึงพลงั งานจากนำ้ ทะเลเหล่านม้ี าใช้ประโยชนใ์ นดา้ นตา่ ง ๆ โดยเฉพาะการนำมาผลติ กระแสไฟฟ้า

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

5. พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง (tidal energy) เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของ
ระดับน้ำทะเลหรือปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลงตามธรรมชาติ ซึ่งพลังงานประเภทนี้ นับเป็นแหล่ง
พลังงานทดแทนทค่ี อ่ นขา้ งมน่ั คงกว่าพลงั งานทดแทนประเภทอ่นื ๆ

เนื่องจากปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลงเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สามารถคาดการณ์ได้
จากความสมั พนั ธแ์ ละการเคลือ่ นทรี่ ะหวา่ งโลก ดวงจันทรแ์ ละดวงอาทติ ย์ และยงั ไดร้ ับผลกระทบจาก
ปัจจัยของสภาพอากาศหรือการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลค่อนข้างน้อย หากเปรียบเทียบกับ
แหล่งพลงั งานจากลมหรอื แสงอาทิตย์

แต่อย่างไรกต็ าม การดงึ พลงั งานจากนำ้ ขนึ้ -นำ้ ลงมาใชใ้ นการผลติ กระแสไฟฟา้ อย่างเหมาะสม
ในปัจจบุ นั ยงั ขาดทงั้ การศกึ ษาและการพฒั นาเทคโนโลยที ม่ี ปี ระสทิ ธภิ าพเพียงพอ ยงั ไมร่ วมถงึ ตน้ ทนุ
การผลิตท่ีสงู และการหาสถานทีต่ ั้งทเ่ี หมาะสม

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

6. พลังงานชีวมวล (biomass energy) หมายถึง พลังงานที่ผลิตได้จากการนำวัสดุชีวมวล
หรือสารอินทรียท์ ุกรูปแบบที่เป็นแหลง่ กักเก็บพลงั งานจากธรรมชาติ เช่น ขยะอินทรีย์ เศษวัสดุเหลอื
ทิ้งจากการเกษตร กากจากกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม มูลสัตว์ พืชเชื้อเพลิง เช่น แกลบ ฟาง
ข้าว ชานออ้ ย ใบและยอดอ้อย ไม้ เศษไม้ เส้นใยและกะลาปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กาบ
แ ล ะ ก ะ ล า ม ะ พ ร ้ า ว ม า ผ ่ า น ก ร ะ บ ว น ก า ร แ ป ร ร ู ป เ ช ่ น ก า ร ห ม ั ก ( Fermentation)
การเผา (Combustion) การผลิตก๊าซ (Gasification) หรือกรรมวิธีอื่น ๆ จนได้เป็นความร้อนหรือ
แกส๊ เพอ่ื นำไปใช้ประโยชน์หรือแปรรปู เปน็ พลังงานไฟฟา้

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

7. พลงั งานความรอ้ นใตพ้ ภิ พ (geothermal energy) หมายถงึ พลังงานทผ่ี ลติ ไดจ้ ากพลงั งาน
ความร้อนในรูปของน้ำใต้ดิน ที่เรารู้จักกันดีก็อย่างเช่นน้ำพุร้อน เป็นต้น พลังงานความร้อนนี้มีต้น
กำเนิดอยู่ในแกนกลางโลกซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 5,000 ºC เมื่อส่งทอดพลังงานความร้อนออกมา
ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น (แบบเดียวกับการเกิดพลังงานบนดวงอาทิตย์) จากการสลายตัว
ของธาตุกมั มนั ตรังสี อาทิ ยเู รเนียม ทอเรียม ท่สี ะสมอย่ใู นเปลือกโลกแมว้ า่ พลงั งานความรอ้ นใต้ดนิ นี้
จะเป็นพลังงานอีกประเภทหนึ่งที่มีศักยภาพสูง แต่ด้วยเทคโนโลยีเท่าที่พัฒนาไปถึง ณ เวลานี้
ทำให้สามารถขุดลงไปใต้ดินที่ระดับความลึกท่ีสุดเพียง 10 กิโลเมตร จึงทำให้ปัจจุบันยังมี
การนำพลงั งานความรอ้ นใตด้ นิ มาใช้อย่างจำกดั

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

8. เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) หมายถึง อุปกรณ์ที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านกระบวนการทาง
เคมีไฟฟ้า โดยการเปลี่ยนโมเลกุลไฮโดรเจนและออกซิเจนให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า
โดยไม่ผ่านปฏิกิริยาการเผาไหม้ จึงไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศ จึงเป็นพลังงานสะอาด
และยังมปี ระสิทธิภาพสูงกว่าเครอื่ งยนต์ท่ีใชพ้ ลังงานจากการเผาไหม้เช้ือเพลงิ ถงึ 2-3 เทา่

สารตั้งต้นที่ใช้โดยทั่วไปในเซลล์เชื้อเพลิงได้แก่ แก๊ส H2 ที่ด้าน Anode และแก๊ส O2
ท่ีด้าน Cathode ดงั ภาพโดยปกตแิ ล้วเมอื่ มสี ารตง้ั ต้นไหลเขา้ ส่รู ะบบ สารผลติ ภัณฑท์ ่ีเกดิ ขน้ึ กจ็ ะไหล
ออกจะระบบไปด้วย ดังนั้นการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงจึงดำเนินต่อไปได้เรื่อย ๆ ตราบเท่าที่เรา
สามารถควบคมุ การไหลได้

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

9. พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy) หมายถึง พลังงานไม่ว่าลักษณะใด ๆ ก็ตาม
ซ่ึงเกิดจากนวิ เคลียสอะตอมโดย

- พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่น (Fission) ซึ่งเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสธาตุ
หนัก เชน่ ยูเรเนียม พลูโทเนียม เมอ่ื ถกู ชนด้วยนิวตรอนหรือโฟตอน

- พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิวชั่น (Fusion) เกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสธาตุเบา
เช่น ไฮโดรเจน

- พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (Radioactivity)
ซงึ่ ใหร้ ังสีต่าง ๆ ออกมา เช่น อลั ฟา เบตา แกมมา และนิวตรอน เปน็ ตน้

- พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุ (Particle Accelerator) เช่น
อเิ ลก็ ตรอน โปรตอน ดิวทีรอน และอัลฟา เป็นตน้

พลังงานนวิ เคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์
ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงาน
นิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา
อนภุ าคเบต้า อนุภาคอลั ฟา อนุภาคนวิ ตรอน เปน็ ตน้

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

แหลง่ พลงั งานทดแทน เพอื่ การผลติ ไฟฟ้าแหง่ อนาคต

เราทราบกันดีว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด และคาดว่าในไม่ช้า
เชื้อเพลิงชนิดนี้จะหมดไป เมื่อถึงตอนนั้นเราจะใช้เชื้อเพลิงจากที่ไหนเพื่อเป็นแหล่งพลังงาน
คำตอบก็คือ “พลังงานทดแทน” ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักต่อไป แต่เมื่อกล่าวถึง
“พลังงานทดแทน” คนส่วนใหญอ่ าจจะนึกไปถงึ พลังงานอย่าง พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และ
พลังงานน้ำ ซึ่งเป็นพลังงานทางเลือกที่เป็นพลังงานทดแทนที่ใช้กันมานานแล้ว แต่นอกจากพลังงาน
เหล่านี้ ยังมีคนอีกจำนวนหนึ่งที่พยายามค้นคว้า วิจัย และศึกษาหาความเป็นไปได้ที่จะนำพลังงาน
ทางเลือกรูปแบบอื่น ๆ ที่เป็นพลังงานสะอาดและมีประสิทธิภาพสูงกว่าที่มีใช้อยู่ในปัจจุบันมาเป็น
พลังงานทดแทนของเรา ซึ่ง 10 แหล่งพลังงานทดแทน ที่คาดว่าในอีก 50 ปีข้างหน้า อาจกลายเปน็
หน่งึ ในแหล่งพลังงานทางเลือกท่มี นษุ ย์จะสามารถนำมาใช้ได้ ประกอบด้วย
1. พลงั งานเซลลแ์ สงอาทิตย์จากห้วงอวกาศ (Space-Based Solar Power)

จากข้อเท็จจรงิ ที่ว่า พลังงานแสงอาทิตยก์ ว่า 55-60% นั้น ไม่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของ
โลกมาได้ ดังนั้น การผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ที่อยู่บนพื้นโลกจึงใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์
ได้ไม่เต็มที่ นอกจากนี้ การผลิตไฟฟ้าบนพื้นโลกยังมีข้อจำกัด เพราะผลิตได้เฉพาะในช่วงกลางวัน
พื้นที่ตั้งก็ต้องเป็นพื้นที่เปิดโล่ง สภาพภูมิอากาศก็ต้องเหมาะสม ทำให้บางประเทศไม่สามารถผลิต
พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ ด้วยข้อจำกัดนี้ จึงมีผู้คิดค้นว่าหากสามารถติดตั้งโซลาร์เซลล์นอกโลก
เชน่ เดยี วกบั การตดิ ตง้ั เซลลแ์ สงอาทติ ยข์ องดาวเทียมแลว้ ข้อจำกดั เหลา่ นจ้ี ะหมดไป อกี ทั้งยงั สามารถ
ผลติ ไฟฟา้ ไดอ้ ยา่ งมหาศาลอีกดว้ ย

ปัจจุบันนักวิจัยจึงมีความพยายามที่จะทดลอง วิจัยหาความเป็นไปได้ ที่จะติดตั้งโซลาร์เซลล์
ในอวกาศ เพื่อผลิตไฟฟ้าและส่งพลังงานที่ผลิตได้กลับมายังสถานีพลังงานบนพื้นโลกในรูปแบบของ
คลื่นไมโครเวฟ โดยให้แน่ใจว่าการส่งพลังงานดังกล่าวจะไม่เกิดการสูญเสียพลังงาน และไม่ส่งผล
กระทบใด ๆ ตอ่ โลก

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

ซึง่ ก็มีความคบื หนา้ เกยี่ วกบั การทดลองวจิ ยั ในเรื่องน้ี โดยเมอื่ เดอื นมนี าคม ปี 2015 สำนักงาน
สำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) เปิดเผยว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการแปลงกระแสไฟฟ้าขนาด
1.8 กโิ ลวตั ตใ์ ห้เปน็ ไมโครเวฟ หลงั จากทพี่ วกเขาสง่ พลงั งานแบบไรส้ ายเปน็ ระยะทาง 50 เมตรได้แล้ว

นอกจากนี้ ในปีนี้ (2019) จีนก็เป็นอีกหนึ่งประเทศที่มีความพยายามที่จะทำการทดลองผลติ
ไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์จากห้วงอวกาศ โดยล่าสุดได้เริ่มทดลองตามแนวคิดนี้แล้ วที่เมืองฉงช่ิง
ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศจีน บนพื้นที่กว่า 33 เอเคอร์ ด้วยทุนสนับสนุนเริ่มต้นที่ 15 ล้าน
เหรียญฯ เพื่อทำการทดสอบหาวิธีการที่ดีที่สุดในการส่งพลังงานจากวงโคจรในห้วงอวกาศรอบโลก
มายงั พ้ืนโลก

2. พลังงานจากร่างกายมนุษย์ (Human Power)
ผู้เช่ียวชาญหลายคนเชื่อว่าวิธีการที่ง่ายที่สุดในการสร้างพลังงานหมุนเวียน คือ ผ่านร่างกาย
ของมนุษย์เอง โดยแนวคดิ นีม้ าจากแนวคิดที่ว่า ในปจั จบุ ันอปุ กรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ใช้ไฟฟา้ ท่ีนอ้ ยกว่าใน
อดีตมาก ดังนั้น การผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กกเ็ พียงพอที่จะจา่ ยเป็นพลังงานใหก้ ับอปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนกิ ส์
ขนาดเลก็ จำนวนมากได้ โดยผลติ พลงั งานผา่ นการเคลอ่ื นไหวของรา่ งกายเราเอง เพียงแคใ่ ชร้ ะบบทจ่ี ะ
สามารถรวบรวมและแปลงพลงั งานได้
ซึ่งนักวิจัยจากสหราชอาณาจักรได้พัฒนาอุปกรณ์พยุงหัวเข่า ที่สามารถรวบรวมอิเล็กตรอน
ในขณะเดินไว้ โดยทุกครั้งที่เดิน หัวเข่าโค้ง โลหะแบบใบพัดจากอุปกรณ์จะมีการสั้นสะเทือนเหมือน
สายกีตาร์ และเกดิ การผลติ กระแสไฟฟ้าขึ้น สามารถนำไปใช้กับอุปกรณท์ ใี่ ชพ้ ลังงานไมม่ าก

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

3. พลังงานคลื่น (Wave Power)
ความคดิ ทจ่ี ะนำพลงั งานคลนื่ มาใชน้ ั้นมแี นวคดิ มานานแลว้ ซึง่ ทางเทคนคิ นนั้ คลน่ื คือรูปแบบทเ่ี กดิ ขนึ้
จากพลังงานลมที่พัดผ่านทะเล พลังงานคลื่นถูกวัดเป็นกิโลวัตต์ (KW) ต่อหนึ่งเมตรของแนวชายฝ่ัง
โดยชายฝงั ทะเลของสหรฐั ฯ นั้น มีศกั ยภาพพลงั งานคลน่ื ประมาณ 252 พันล้านกิโลวตั ตช์ ่ัวโมงต่อปี

ปัจจุบันมีกว่า 5 ประเทศ ที่พยายามดำเนินการสร้างฟาร์มผลิตไฟฟ้าจากพลังงานคลื่น หนึ่งในนั้นที่
นำไปปฏบิ ตั ิ คือประเทศโปรตเุ กส ทีไ่ ดต้ งั้ ฟาร์มผลติ ไฟฟา้ จากพลงั งานคล่ืนในเชงิ พาณิชยเ์ ปน็ แหง่ แรก
ในโลก ตงั้ แตป่ ี 2008 มกี ำลังผลิตติดตง้ั รวม 2.25 เมกะวตั ต์

4. พลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen Power)
ไฮโดรเจนเป็นแก๊สไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และมีมากถึง 74% จากทั้งหมดในจักรวาล ในขณะที่
บนโลกพบได้เฉพาะเมื่อรวมกับออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน โดยหากต้องการใช้ไฮโดรเจน
จะตอ้ งแยกออกมาจากองคป์ ระกอบอ่ืน ๆ ซึง่ ก๊าซทไ่ี ดจ้ ะใหพ้ ลังงานสูง แต่เป็นกา๊ ซที่ไมม่ มี ลพิษ
ดังนั้นจึงมีความพยายามที่จะพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงที่แปลงไฮโดรเจนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
เพือ่ นำมาใชเ้ ปน็ แหลง่ พลงั งานสำหรับยานยนตไ์ ฟฟ้า เครอ่ื งบนิ ยานพาหนะอน่ื ๆ รวมถงึ เปน็ พลงั งาน
ที่ใช้ในบ้านและอาคาร ปัจจุบันนี้ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ ค่ายญี่ปุ่นอย่าง โตโยต้า ฮอนด้า และฮุนได
ไดม้ ีการลงทุนวจิ ัยในเทคโนโลยที ใ่ี ช้ไฮโดรเจนเปน็ พลังงานอยา่ งตอ่ เนอื่ ง

5. พลังงานความรอ้ นใต้พภิ พ (Magma Power)
พลังงานจากความร้อนที่อยู่ลึกใต้พื้นพิภพ สามารถผลิตไอน้ำเพื่อใช้หมุนกังหันและผลิต
กระแสไฟฟ้าได้ โดยพลังงานความร้อนใต้พิภพ 10,700 เมกะวัตต์ ถูกสร้างขึ้นทั่วโลกในปี 2010
โดยมีไอซแ์ ลนด์ ฟลิ ปิ ปินสแ์ ละเอลซัลวาดอรไ์ ดน้ ำแนวคิดน้ไี ปปฏิบัตแิ ล้ว
แนวคิดพลังงานความร้อนใต้พิภพเริ่มได้รับความสนใจในปี 2008 จากการค้นพบด้วยความ
บังเอิญจากโครงการขุดเจาะ IDDP1 ของไอซ์แลนด์ และภายหลังได้รับการปรับปรุงเป็นระบบแรกที่
ใหค้ วามรอ้ นโดยตรงจากแมกมาหลอมเหลว สามารถสร้างพลงั งานไฟฟ้าได้ 36 เมกะวตั ต์

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

6. พลังงานจากกากนวิ เคลยี ร์ (Nuclear Waste Power)
อะตอมยูเรเนียมเพียงห้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน
ส่วนทีเ่ หลือจะถูกเก็บเพิ่มเข้าไปยังคลังขยะนวิ เคลียร์ มีกากของเสียจากกัมมันตรังสีกว่า 77,000 ตัน
ที่ถูกเก็บสะสมจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของอเมริกา ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์เร็ว ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์
นิวเคลียร์ขั้นสูงที่ได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่ มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเดิม และ
สามารถแกป้ ัญหาน้ีไดใ้ นอนาคตขา้ งหนา้ ซงึ่ จะทำใหก้ ารใชย้ เู รเนยี มทมี่ อี ยู่เดมิ มีประสิทธภิ าพมากขน้ึ
สามารถใชพ้ ลังงานจากแร่ยูเรเนียมได้ถึง 95% ของเช้ือเพลิงพลงั งานนวิ เคลียรท์ ี่ผลิตได้
จากแนวคิดที่ตอ้ งการนำกากนิวเคลยี ร์ที่มีเก็บไว้ปรมิ าณมหาศาลมาใช้ผลิตพลังงานทางเลือก
ทำให้ทาง ฮติ าชิ ไดอ้ อกแบบเครือ่ งปฏกิ รณเ์ ร็ว Gen-IV ทเ่ี รยี กวา่ PRISM ซง่ึ เป็นโมดลู เครือ่ งปฏิกรณ์
นวัตกรรมพลงั งานขนาดเล็ก ทส่ี ามารถเปล่ยี นกากนวิ เคลยี รใ์ ห้กลายเป็นพลงั งานได้ และยงั ชว่ ยทำให้
Half Life ของกัมมันตภาพรังสี (ระยะเวลาที่สารสลายตัวไปจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม)
เหลอื เพียง 30 ปีแทนทีจ่ ะเปน็ พันปีดว้ ย

7. พลังงานแสงอาทติ ย์ที่ตดิ ตง้ั ไดใ้ นทกุ พ้นื ผวิ (Embeddable Solar Power)
เทคโนโลยีที่สามารถฝังหรือเคลือบเซลล์แสงอาทิตย์ลงบนพื้นผิวของวัตถุต่างๆ ในลักษณะท่ี
โปร่งแสงไม่สามารถมองเห็นได้ แต่สามารถรับแสงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ แนวคิดน้ี
ปัจจุบันถูกพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยคาดว่าจะสามารถนำมาเคลือบบนพื้นผิวของอุปกรณ์
อิเลก็ ทรอนิกส์ เช่น หน้าจอคอมพวิ เตอร์ สมารท์ โฟน หรอื พฒั นาเพมิ่ เตมิ สำหรับการใชง้ านในรปู แบบ
อ่นื ๆ อาทิ เคลือบบนหน้าตา่ ง หรอื กระจกของอาคาร เพื่อเป็นแหล่งผลติ ไฟฟา้ ให้แก่อาคาร เปน็ ต้น

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

8. พลังงานชีวภาพจากสาหรา่ ย (Algae Power)
สาหร่ายถือเป็นแหล่งพลังงานที่น่าประหลาดใจมาก เพราะมันอุดมไปน้ำมัน ที่สามารถ
ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้โดยตรง แม้น้ำเสียจะเป็นอุ ปสรรคต่อ
การเจริญเติบโตของพืช แต่มันกลับมีประสิทธิภาพสูงในการปลูกพืชชนิดนี้ โดยในพื้นที่ขนาดหนึ่ง
เอเคอร์ สามารถให้ผลผลิตได้สูงถึง 9,000 แกลลอน ดังนั้น เชื้อเพลิงจากสาหร่ายจงึ ถือเป็นเชื้อเพลงิ
ชีวภาพท่สี ามารถปลกู และสร้างข้นึ ได้
Alabama สามารถสร้างระบบเชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่ายได้เป็นแห่งแรกของโลก โดยใช้
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบลอยตัว โดยการปลูกสาหร่ายยังช่วยบำบัดน้ำเสียจากเทศบาล และ
หลงั จากการเก็บเกีย่ วแล้ว น้ำสะอาดที่ได้จากการบำบดั จะถกู ปลอ่ ยลงสู่แหล่งนำ้ ธรรมชาติตอ่ ไป

9. กังหนั ลมแบบลอยบนอากาศ (Flying Wind Power)
ฟาร์มกังหันลมตามแนวคิดนี้จะเป็นกังหันลมที่ติดตั้งลอยตัวอยู่สูงในระดับเดียวกับตึกระฟา้
หรืออยู่สูงเหนือระดับพื้นดินที่ 1,000 – 2,000 ฟุต เพื่อรับความแรงลมที่แรงกว่าห้าถึงแปดเท่าของ
ระดับความแรงลมแบบติดตั้งแบบทาวเวอร์ และกังหันเหล่านี้จะผลิตพลงั งานได้สองเท่าเม่ือเทียบกบั
กงั หันลมขนาดใกลเ้ คียงกันท่ีต้งั แบบทาวเวอร์
โดย Altaeros Energie ได้พัฒนากังหันลมแบบลอยบนอากาศในเชิงพาณิชย์เครื่องแรก ท่ี
เรียกว่า Buoyant Air Turbine หรือ BAT ซึ่งเป็นเซลล์พองลมแบบกลมยาว 35 ฟุต ที่ทำจากผ้าที่มี
ความแขง็ แรงสงู โดย BAT มกี ำลงั การผลติ 30 กโิ ลวัตต์

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

10. พลงั งานฟิวชัน่ (Fusion Power)
ฟิวชั่น เป็นกระบวนการเดียวกันกบั การเกิดขึ้นของดวงอาทิตย์ และมีศกั ยภาพที่สามารถผลิต
พลงั งานไดแ้ บบไม่มที สี่ น้ิ สดุ อกี ท้ังไม่ปล่อยมลพิษ หรอื กา๊ ซเรอื นกระจก และไม่มกี ารคุกคามจากการ
หลอมละลายแบบนิวเคลียร์ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นในปัจจุบัน ฟิวชั่นทำงาน
โดยการหลอมรวมไอโซโทปไฮโดรเจนสองอัน คือ ดิวทเี รยี มและทริเทยี มซ่ึงมอี ยมู่ ากมาย
ในปัจจุบัน ITER เครื่องปฏิกรณ์ทดลองความร้อนระหว่างประเทศ ได้ถูกสร้างขึ้นในประเทศ
ฝรั่งเศสโดยได้รับทุนจาก7 ประเทศ คาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี 2027 และหวังว่าจะเป็นโรงไฟฟ้า
พลังงานฟิวชนั่ แห่งแรกของโลกในเชงิ พาณชิ ย์

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

ชื่อ-สกุล…………………………………………….…………
ชั้น ม. 2/……….. เลขท่ี …………………………

ความร้อนและความดัน ใบงานท่ี 7
ในการเกิดถ่านหิน
เรื่อง เช้อื เพลิงซากดกึ ดาบรรพ์

1. ประเทศไทยมแี หลง่ พลังงานทส่ี าคญั ไดแ้ ก่ …………………………………………………………………………….
2. ……………………………………………………… เปน็ เหมอื งถ่านหินลกิ ไนตท์ ี่มขี นาดใหญ่ทส่ี ุดในประเทศไทย
3. ……………………………………………………... ในอ่าวไทยเป็นแหลง่ ปิโตรเลียมทส่ี าคญั เนอ่ื งจากเป็น
แหล่งผลติ แก๊สธรรมชาติเชงิ พาณชิ ยแ์ ห่งแรกของประเทศ ต่อมามกี ารสารวจพบและผลิตปิโตรเลียม
ในอา่ วไทยอกี หลายแหง่ ท่ีใหญท่ ส่ี ดุ คือ ……………………………………………………...
4. ถา่ นหนิ และปิโตรเลยี มเปน็ ……………………………………………………... ซึ่งสามารถใช้เปน็ เชอื้ เพลงิ ได้

ถา่ นหิน (coal)

5. ถา่ นหินมีสถานะเป็น …………………………... มสี ีน้าตาลถึงดา เมอ่ื ถกู เผาไหมจ้ ะคิดไฟไดด้ แี ละ
ให้คา่ ความรอ้ นค่อนขา้ งสูง
6. ถา่ นหนิ เกดิ จาก …………………………………………………………………………………………………………………….
7. กระบวนการเกดิ ถ่านหนิ มีข้ันตอน ดังน้ี

7.1…………………………………………………………………………………………………………………………….
7.2 ……………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
7.3 ……………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
8. ชนิดของถ่านหนิ
น้อย

8.1 ………………… จดั เป็นวตั ถตุ น้ กาเนิดถา่ นหิน
8.2 …………………………………………………………
8.3 …………………………………………………………
8.4 …………………………………………………………
8.5 …………………………………………………………
มาก

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ นื้ ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

ปิโตรเลียม (petroleum)

9. ปโิ ตรเลียมเกดิ จาก …………………………………….………………………………………………………………………….
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
10. ปิโตรเลยี ม แบ่งตามสถานะไดเ้ ป็น 2 ประเภท คือ

10.1 …………………………….……… ซ่ึงมีสถานะเป็น …………………… สนี า้ ตาลจนถงึ ดา
10.2 …………………………….……… ซึ่งมสี ถานะเป็น …………………… โดยแก๊สธรรมชาตบิ รสิ ทุ ธจิ์ ะไมม่ สี แี ละกล่ิน
11. จงวาดภาพ พร้อมอธิบายกระบวนการแยกแก๊สธรรมชาติและผลติ ภณั ฑท์ ไ่ี ด้

หนิ น้ามนั (oil shale)

12.หินนา้ มัน (oil shale) ซึ่งสามารถ ……………………………. ออกมาได้
13. หนิ นา้ มนั จัดเป็น ……………………………………………………………
14. หนิ น้ามันเกิดจาก………………………….……………………..…………………………………………………………….
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
15. หินนา้ มันมลี กั ษณะเป็น..………………………………………………… มสี ารประกอบอินทรียแ์ ทรกอยู่
เมอื่ ไดร้ ับความรอ้ นจะสลายตัวให…้ ………………… ท่ีมลี กั ษณะคล้ายนา้ มนั ดิบออกมา
16. แหล่งหินนา้ มันทส่ี าคญั ในประเทศไทย อย่ใู นเขตพนื้ ท่จี งั หวดั …………………………………………………

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

ชอ่ื -สกุล…………………………………………….…………
ชั้น ม. 2/……….. เลขท่ี …………………………

ใบงานท่ี 8

เรอ่ื ง พลังงานทดแทน

1.เชื้อเพลิงซากดึกดาบรรพ์มีปรมิ าณจากัดและกาลงั จะหมดไป ซง่ึ จดั เปน็ ……………………………………….

2. แหลง่ พลงั งานที่ใช้ทดแทนเช้ือเพลิงซากดกึ ดาบรรพ์ เรยี กว่า ……………………………………………………..

3. แหลง่ พลังงานส้ินเปลือง …………….……………………..…………………………………………………………………..

..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. แหล่งพลังงานหมนุ เวยี น…………….……………………..……………………………………………………………………

..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. แหล่งพลังงานหลัก.…………….……………………..…………………………………………………………………………..

..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. แหล่งพลังงานทดแทน…………………………………………………………………………………………………………….

..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แหล่งพลังงานท่ีสามารถผลิตกระแสไฟฟา้

7. พลังงานแสงอาทิตย์ (solar energy) ………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
8. พลังงานลม (wind energy) …………………………………………………………………………………………………..
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

9. พลงั งานน้า (hydro energy) …………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
.……………………………………………………………………………………………………………………………………………..…
10. พลงั งานคลนื่ (wave energy) ……………………………………………………………………………………………..
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
11. พลงั งานน้าข้ึนนา้ ลง (tidal energy) ……………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
12. พลงั งานชีวมวล (biomass energy) ..……………………………………….…………………………………………
………………………………………………………………………………..………………………………………………………………
………………………………………………………………………………..………………………………………………………………
………………………………………………………………………………..………………………………………………………………
13. พลังงานความรอ้ นใตพ้ ภิ พ (geothermal energy) …………………………………………………………………
..……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
.……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
.………………………………………………………………………………………………………………………………………………
14. เซลลเ์ ชื้อเพลงิ (fuel cell) …………………………………………………………………………………………………..
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
15. พลงั งานนวิ เคลยี ร์ (nuclear energy) …………………………………………………………………………………..
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………
..………………………………………………………………………………………………………………………………………………

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี นายศรารกั ษ์ เกลอื นสนิ ครผู สู้ อน

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรรู้ ายวชิ าวทิ ยาศาสตรพ์ น้ื ฐาน 4 (ว22102) ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

เอกสารประกอบการจดั การเรยี นรู้

รายวชิ าวิทยาศาสตร์พื้นฐาน 4

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลกยี ล่มุ สาระการเรียนรู้วทิ นายยศาราศรกั าษส์ เกตลอื รนส์แนิ ละคเรผูทสู้ อคนโนโลยี
ช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 2 ภาคเรยี นท่ี 2