พลังงาน · 6) พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy)...

บทท 1

พลงงาน พลงงานเปนแนวคดทพฒนามาจากค าวา “งาน (Work)” ซงพลงงาน (Energy) หมายถง ความสามารถในการท างานของวตถ ซงกอใหเกดงาน พลงงานสามารถท าใหเกดการเคลอนยายวตถโดยการออกแรง พลงงานมอยหลายรปแบบ เชน พลงงานศกย พลงงานจลน พลงงานความรอน และ พลงงานอน ๆ เปนตน พลงงานยงสามารถแบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก พลงงานสนเปลอง ซงเปนพลงงานทใชแลวหมดไป เชน พลงงานเชอเพลงฟอสซส เปนตน และพลงงานหมนเวยน ซงเปนพลงงานทเกดทดแทนใหมได เชน พลงงานแสงอาทตย พลงงานน า พลงงานลม พลงงานความรอนใตพภพ เปนตน พลงงานมความส าคญตอชวตของมนษยเปนอยางมาก ตงแตอดตจนถงปจจบน ความตองการพลงงานของโลกเพมมากขน ตามจ านวนประชาชนโลกทเพมขน ขณะเดยวกนปรมาณพลงงานส ารองของโลกมแนวโนมลดลง จงมความจ าเปนตองจดหาพลงงานใหเพยงพอตอความตองการ การพฒนาพลงงานทดแทนและน าพลงงานทดแทนมาใชประโยชน จะชวยแกปญหาการขาดแคลนพลงงานในอนาคตได

ความรพนฐานเกยวกบพลงงาน การศกษาเกยวกบพลงงานนน มแนวคดทพฒนาจาก “งาน” ซงงานเปนการใชแรง (Force) เพอการเคลอนยายสงของ ดงนน ปรมาณของงานขนกบขนาดของแรงทใช และระยะทางทสงของเคลอนทไปในทศทางของแรง ดงนน พลงงานจงถกใหค าจ ากดความวา เปนความสามารถของระบบหนงในการท างาน หรอพลงงาน คอ ความสามารถในการกอใหเกดการเปลยนแปลง เชน การเปลยนแปลงอณหภม ความดน ความเรว ต าแหนง เปนตน พลงงานและงานมหนวยในระบบ SI (International System of units) เปนจล (Joule) หรอนวตน·เมตร นอกจากน ยงมอกหนงค าทเกยวของกบพลงงาน นนคอ ก าลง (Power) ซงหมายถง อตราการใชหรอการใหพลงงาน มหนวยเปนพลงงานตอเวลา เชน จลตอวนาท (Joule/s) หรอวตต (Watt) (พรพจน เปยมสมบรณ, 2556 : 1 - 2)

12 | พลงงานกบสงแวดลอม

1. ความหมายของพลงงาน (Energy) พระราชบญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ. 2535 (กระทรวงพลงงาน, 2553 : 1) ไดใหความหมายของพลงงานวา พลงงาน คอ ความสามารถในการท างาน ซงมอยในตวของสงทอาจใหงานได ไดแก พลงงานหมนเวยน และพลงงานสนเปลอง และใหหมายความรวมถงสงทอาจใหงานได เชน เชอเพลง ความรอน ไฟฟา เปนตน มนกวชาการไดกลาวถงพลงงานไว ดงน นธนาถ เจรญโภคราช (2546 : 13) ไดใหความหมายของพลงงานไววา พลงงาน หมายถง ความสามารถในการท างาน ซงอยในตวของสงเหลานนกอใหเกดงาน โดยสามารถท าใหวตถเหลาน เกดการท างานและเคลอนทจากจดหนงไปสจดหนงได สชาต สภาพ (2547 : 7) ไดอธบายไววา พลงงาน หมายถง ความสามารถในการท างาน พลงงานมอยหลายรปแบบ และสามารถทจะเปลยนจากรปหนงไปเปนอกรปหนงได เชน พลงงานศกย พลงงานจลน พลงงานเคม พลงงานไฟฟา พลงงานความรอน พลงงานแสง พลงงานนวเคลยร พลงงานเสยง พลงงานลม เปนตน จากความหมายดงกลาว สรปไดวา พลงงาน หมายถง ความสามารถในการท างานของวตถซงกอใหเกดงาน พลงงานสามารถท าใหเกดการเคลอนยายวตถโดยการออกแรงได พลงงานมอยหลายรปแบบ เชน พลงงานศกย พลงงานจลน พลงงานความรอน เปนตน

2. รปแบบของพลงงาน พลงงานมความส าคญ และมความจ าเปนตอการด ารงชวต พลงงานมรปแบบตาง ๆ มากมาย นกวชาการไดแบงรปแบบของพลงงานออกเปนหลากหลายรปแบบ ดงน นธนาถ เจรญโภคราช (2546 : 14 - 15) ไดกลาวถงรปแบบของ ซงสอดคลองกบกระทรวงพลงงาน (2558 : 1) โดยแบงรปแบบของพลงงานออกเปน 2 รปแบบ คอ พลงงานศกย (Potential energy) และพลงงานจลน (Kinetic energy) ซงพลงงานศกย คอ พลงงานทสะสม อยในวตถ โดยวตถทอยในต าแหนงสงจากพนโลกจะมพลงงานศกยสะสมมากกวา วตถทอยในต าแหนงต ากวา และพลงงานจลน คอ พลงงานทเกดจากการเคลอนทของวตถ โดยพลงงานจลนจะมากหรอนอยขนอยกบมวล และความเรวของวตถ สชาต สภาพ (2547 : 7-8) ไดแบงพลงงานออกเปน 4 รปแบบ คอ พลงงานเคม พลงงานความรอน พลงงานกล และพลงงานไฟฟา ดงน 1) พลงงานเคม (Chemical energy) เปนพลงงานทไดจากปฏกรยาเคม เมอสารตงแต 2 ชนดท าปฏกรยากนไดสารใหม พรอมกบปลอยพลงงานออกมา หรอตองใหพลงงานเขาไป 2) พลงงานความรอน (Thermal energy) เปนพลงงานไดจากวตถทมอณหภมสง เชน พลงงานความรอนจากดวงอาทตย พลงงานความรอนจากใตพภพ เปนตน

พลงงานกบสงแวดลอม | 13

3) พลงงานกล (Mechanical energy) หมายถง พลงงานทเกยวของกบการเคลอนทโดยตรงของวตถ โดยประกอบไปดวยพลงงานศกยและพลงงานจลน 4) พลงงานไฟฟา (Electric energy) หมายถง พลงงานทเกยวของกบการเคลอนทของประจไฟฟา พลงงานไฟฟาสามารถเปลยนเปนพลงงานรปอน ๆ ไดงาย ทวศกด จนดานรกษ (2552 : 402 - 409) ไดอธบายถงรปแบบของพลงงาน โดยออกเปน 6 รปแบบ ไดแก พลงงานกล พลงงานไฟฟา พลงงานจากการแผรงสคลนแมเหลกไฟฟา พลงงานเคม พลงงานความรอน และพลงงานนวเคลยร ดงน 1) พลงงานกล เปนพลงงานท เกยวของทมการเคลอนทหรอเคลอนไหวของวตถ ซงพลงงานกลสามารถอยไดในรปของพลงงานจลนและพลงงานศกย ผลรวมของทงพลงงานจลนและพลงงานศกยของวตถใด ๆ จงเปนพลงงานกลของวตถนนเอง 2) พลงงานไฟฟา เปนพลงงานทสามารถเปลยนรปไปเปนพลงงานรปแบบตาง ๆ ไดงาย และสงถายพลงงานไปยงทตาง ๆ ไดสะดวก จงเปนพลงงานทใหความสะดวกสบายแกมนษย เปนอยางมาก 3) พลงงานจากการแผรงสคลนแมเหลกไฟฟา (Radiant energy) พลงงานนจะเคลอนทจากแหลงก าเนดในรปคลนแมเหลกไฟฟา ซงมความถตาง ๆ กน 4) พลงงานเคม ไดแก เซลลไฟฟา เปนอปกรณทเปลยนพลงงานเคมเปนพลงงานไฟฟา อาจเปนเซลลแหง เชน ถานไฟฉาย เปนตน หรอเซลลเปยก เชน แบตเตอรรถยนต เปนตน 5) พลงงานความรอน อณหภมของสสาร หมายถง การบอกระดบพลงงานจลนของอะตอม หรอโมเลกลของสสาร พลงงานความรอนทสะสมอยในสสารนนมความสมพนธกบโมเลกลของสสาร มวลของสสารขนอยกบจ านวนและขนาดของอะตอม หรอโมเลกลทเปนองคประกอบของสสารนน ดงนน วตถหนกบางชนดอาจมอณหภมต าแตมปรมาณความรอนสะสมอยมาก 6) พลงงานนวเคลยร (Nuclear energy) ม 2 แบบ คอ พลงงานนวเคลยรแบบฟชชน (Fission) กบพลงงานนวเคลยรแบบฟวชน (Fusion) โดยทพลงงานนวเคลยรแบบฟชชนเปนพลงงานทเกดจากปฏกรยาทนวตรอนวงไปชนนวเคลยสของธาตหนก แลวท าใหนวเคลยสของธาตหนกนน แตกตวเปนธาตใหมทเบากวาเดม และเกดนวตรอนใหมพรอมกบพลงงานจ านวนหนง สวนพลงงานนวเคลยรแบบฟวชน เกดจากปฏกรยาจากการรวมตวเขาดวยกนระหวางนวเคลยสของธาตเบาแลว ท าใหเกดนวเคลยสของธาตใหมหนกกวาธาตเดม และปลดปลอยพลงงานออกมา วรนช แจงสวาง (2553 : 4-5) ไดกลาวถงการแบงรปแบบพลงงานพนฐานได 4 รปแบบ คอ พลงงานจลน พลงงานศกย พลงงานไฟฟา และพลงงานนวเคลยร ดงน 1) พลงงานจลน คอ พลงงานทวตถใชในการเคลอนท ซงอาจปรากฎอยในรปของพลงงานความรอนกได เชน เมอวตถไดรบความรอนโมเลกลจะสนสะเทอนท าใหเกดพลงงานขน เปนตน


2) พลงงานศกย คอ พลงงานทสะสมอยในตวของวตถ พลงงานศกยมคาเทากบงานทเกดจากแรงตานแรงดงดดของโลกกระท ากบวตถ ในการเคลอนยายวตถจากระดบอางองไปยงต าแหนงใด ๆ โดยปกตถอวา ทระดบอางองพลงงานศกยเทากบศนย 3) พลงงานไฟฟา คอ พลงงานทเกดจากการเคลอนทของอเลกตรอน พลงงานไฟฟาอาจอยในรปของพลงงานเคม ซงเปนพลงงานทใชในการยดเหนยวระหวางโมเลกล 4) พลงงานนวเคลยร คอ พลงงานทเกดขนภายในนวเคลยสของอะตอม สรปไดวา รปแบบของพลงงาน สามารถแบงออกเปน 6 รปแบบ คอ พลงงานกล พลงงานเคม พลงงานความรอน พลงงานไฟฟา พลงงานจากการแผรงส และพลงงานนวเคลยร มรายละเอยดดงน 2.1 พลงงานกล พลงงานกลเปนพลงงานทเกยวของกบการเคลอนทโดยตรงของวตถ ประกอบดวยพลงงานศกยและพลงงานจลน ดงน 2.1.1 พลงงานศกย เปนพลงงานทวตถมอยในขณะวตถหยดนงอยกบทภายใต แรงโนมถวงของโลก เมอวตถเคลอนทพลงงานศกยจะเปลยนเปนพลงงานจลน การค านวณพลงงานศกยสามารถค านวณไดตามสมการท 1.1 ดงน Ep = mgh ….. (1.1) เมอ Ep คอ พลงงานศกย m คอ มวลสาร g คอ ความเรงเนองจากแรงดงดดของโลก มคาเทากบ 10 m/s2 h คอ ความสงจากระดบอางอง 2.1.2 พลงงานจลน เปนพลงงานทเกดขนเมอวตถเคลอนท พลงงานจลนจะมคามากหรอนอยขนอยกบความเรวการเคลอนทของวตถ และมวลของวตถ การค านวณพลงงานจลนสามารถค านวณไดตามสมการท 1.2 ดงน

Ek = 1

2 mv2 ….. (1.2)

เมอ Ek คอ พลงงานจลน m คอ มวลสาร v คอ ความเรวของวตถ 2.2 พลงงานเคม พลงงานเคมเปนพลงงานทไดจากปฏกรยาเคม เมอสารตงแต 2 ชนดท าปฏกรยากนไดสารใหม พรอมทงปลอยพลงงานออกมา พลงงานเคมทอยในแบตเตอร แสดงในภาพท 1.1 คอ เซลลไฟฟา ซงเปนอปกรณทเปลยนพลงงานเคมเปนพลงงานไฟฟา อาจเปนเซลลแหง เชน ถานไฟฉาย เปนตน หรอเซลลเปยก เชน แบตเตอรรถยนต เปนตน ซงประกอบดวยตวน าไฟฟาคหนงเปนขวไฟฟาหรออเลกโทรด (Electrode) จมอยในของเหลวทเปนสอน าไฟฟา เรยกวา อเลกโทรไลต (Electrolyte) ปฏกรยาเคมทเกดขนจะท าใหเกดการเคลอนทของอเลกตรอน เนองจากขวไฟฟา


มความสามารถในการใหอเลกตรอนไดแตกตางกน อเลกตรอนทเคลอนทท าใหเกดกระแสไฟฟาทสามารถน าไปใชประโยชนได

ภาพท 1.1 พลงงานเคมในแบตเตอร

2.3 พลงงานความรอน พลงงานความรอนเปนพลงงานทไดจากวตถทมอณหภมสง เชน พลงงานความรอนจากดวงอาทตย พลงงานความรอนจากใตพภพ เปนตน นอกจากน พลงงานความรอนอาจเกดจาก การกระตนใหโมเลกลของวตถเคลอนไหว เชน คลนไมโครเวฟ กระตนโมเลกลของน า เกดการสนสะเทอนท าใหเกดความรอนขนได เปนตน 2.4 พลงงานไฟฟา พลงงานไฟฟาเปนพลงงานทเกดจากการเคลอนทของประจไฟฟา พลงงานไฟฟาสามารถเปลยนเปนพลงงานรปแบบอน ๆ ไดงาย จงมความส าคญในชวตประจ าวนเปนอยางมาก 2.5 พลงงานจากการแผรงส พลงงานจากการแผรงสเปนพลงงานในรปของคลน เชน แสง ความรอน คลนตาง ๆ เปนตน หรออาจเรยกวา พลงงานคลนแมเหลกไฟฟา ซงมความถตาง ๆ กน พลงงานจากการแผรงสนมหลายแบบ ไดแก คลนวทยและเรดาร รงสใตแดงหรออนฟราเรด ( Infrared) แสงสวาง (Visible

light) แสงเหนอมวงหรออลตราไวโอเลต (Ultraviolet) รงสเอกซ (X-ray) รงสแกมมา (-ray) และรงสคอสมก (Cosmic ray) 2.6 พลงงานนวเคลยร พลงงานนวเคลยรเปนพลงงานทเกดขนภายในนวเคลยสของอะตอม ตามหลกการแนวคดของไอนสไตน ทไดก าหนดสมการความสมพนธของมวลสสารกบพลงงานเปน E = mc2 พลงงานนวเคลยรม 2 แบบ คอ พลงงานนวเคลยรแบบฟชชน และพลงงานนวเคลยรแบบฟวชน ดงน

ปลอกสงกะส

แอมโมเนยมคลอไรด

แทงคารบอน

แมงกานสออกไซดผสมผงคารบอน


2.6.1 พลงงานนวเคลยรแบบฟชชน เปนพลงงานทเกดจากปฏกรยาทนวตรอน วงไปชนนวเคลยสของธาตหนก แลวท าใหนวเคลยสของธาตหนกนนแตกตวเปนธาตใหมทเบากวาเดม และเกดนวตรอนใหมพรอมกบพลงงานจ านวนหนง 2.6.2 พลงงานนวเคลยรแบบฟวชน เกดจากปฏกรยาจากการรวมตวเขาดวยกนระหวางนวเคลยสของธาตเบา แลวท าใหเกดนวเคลยสของธาตใหมทหนกกวาธาตเดมและปลดปลอยพลงงานออกมา

3. ประเภทของพลงงาน วระชาต จรตงาม (2551 : 19) ไดอธบายถงประเภทของพลงงานวา สามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ พลงงานปฐมภม (Primary energy) และพลงงานขนสดทาย (Final energy) ดงน 1) พลงงานปฐมภม หมายถง พลงงานทยงไมผานการแปรรปไปเปนพลงงานอกรปแบบหนง ไดแก น ามนดบ กาซธรรมชาต ถานหนทใชในการผลตไฟฟา หรอลกไนตทจะใชผลตไฟฟาเชนกน 2) พลงงานขนสดทาย หมายถง พลงงานขนสดทายทผบรโภคใช โดยไมรวมพลงงานทน าไปผลตพลงงานอน ๆ เชน ถานหนทใชในโรงงานปนซเมนต น ามนเบนซน น ามนดเซล เปนตน โดยพลงงานทง 2 ประเภทนจะนบแยกออกจากกน และพลงงานปฐมภมนนจะมการใชทมากกวาพลงงานขนสดทายสงมาก นอกจากนน นธนาถ เจรญโภคราช (2546 : 15) ไดแบงประเภทของพลงงานออกเปน 2 ประเภท คอ ) พลงงานสนเปลอง และพลงงานหมนเวยน ดงน 1) พลงงานสนเปลอง เปนพลงงานทใชแลวหมดไป ถาน าพลงงานเหลานมาใชหมดไปแลว การหามาทดแทนใหมไมทนการใช เนองจากพลงงานพวกนปกตตองใชเวลาการทบถมใตพนดนเปนระยะเวลานานมาก ๆ พลงงานประเภทน ไดแก น ามน หนน ามน ทรายน ามน ถานหน และกาซธรรมชาต เปนตน 2) พลงงานหมนเวยน เปนพลงงานทเกดขนทดแทนได เชน พลงงานจากไม ฟน แกลบ กากชวภาพ น า แสงอาทตย เปนตน

4. แหลงพลงงานทส าคญ ดวงอาทตยเปนแหลงพลงงานธรรมชาตทเกาแกทสดของโลก เมอมนษยมความเขาใจในวทยาศาสตรและเทคโนโลยมากขน มนษยจงสามารถใชประโยชนจากพลงงานแสงอาทตยไดในหลากหลายรปแบบ ซงแหลงพลงงานทส าคญสามารถจ าแนกตามเกณฑตาง ๆ สรปไดดงน (อนรทธ ตายขาว, 2557 : 11 และกระทรวงพลงงาน, 2558 : 6 - 9)


4.1 การจ าแนกแหลงพลงงานตามการน ามาใชประโยชน แหลงพลงงานสามารถจ าแนกตามการน ามาใชประโยชน เปน 2 ประเภท คอ แหลงพลงงานหมนเวยน (Renewable energy resources) และแหลงพลงงานสนเปลอง (Non-renewable energy resource) ดงน 4.1.1 แหลงพลงงานหมนเวยน หมายถง แหลงพลงงานทไดจากธรรมชาตสามารถน ามาใชไดโดยไมมวนหมด ซงธรรมชาตสามารถสรางทดแทนไดในชวงเวลาสน ๆ ภายหลงจากทม การใชไป จงมหลายชอทใชเรยก เชน พลงงานทดแทน พลงงานใชไมหมด พลงงานสะอาด พลงงาน สเขยว เปนตน เนองจากไมท าใหเกดมลพษตอสงแวดลอมนนเอง ไดแก พลงงานแสงาทตย พลงงานลม และพลงงานน า 4.1.2 แหลงพลงงานสนเปลอง หมายถง แหลงพลงงานทไมสามารถสรางขนมาใหม หรอหามาทดแทนทนความตองการ มแตจะนอยลงไปหรอหมดสนไป ไดแก กาซธรรมชาต น ามนดบ ถานหน และพลงงานนวเคลยร 4.2 การจ าแนกแหลงพลงงานตามตนก าเนดของพลงงาน แหลงพลงงานสามารถจ าแนกตามตนก าเนดของพลงงานเปน 2 ประเภท คอ พลงงานแรเชอเพลงธรรมชาต และพลงงานจากแหลงธรรมชาต ดงน 4.2.1 พลงงานแรเชอเพลงธรรมชาต ไดแก เชอเพลงฟอสซล (Fossil fuel) หนน ามน (Oil shale) ทรายน ามน (Oil sand) และแรกมมนตรงส (Radioactive mineral) 4.2.1.1 เชอเพลงฟอสซล เกดจากการยอยสลายของซากสงมชวตททบถมกนเปนชน ๆ อยใตดน เปนเวลาหลายลานป ภายใตสงแวดลอมทเหมาะสม ซากสงมชวตเหลานน จะถกยอยสลายเปนเชอเพลงฟอสซล ไดแก ถานหน น ามน และกาซธรรมชาต เชอเพลงฟอสซลจดเปนพลงงานสนเปลอง เมอน ามาใชประโยชนจะใหแลวหมดไป สามารถเกดขนใหมไดแตใชระยะเวลานาน 4.2.1.2 หนน ามน เปนหนตะกอนทประกอบดวยอนทรยวตถ ในรปแบบของสารทเรยกวา เคอโรเจน (Kerogen) หนน ามนเกดจากการสะสมตวของอนทรยวตถในบรเวณทเหมาะสม ดวยระยะเวลาเปนลานป โดยอนทรยวตถเหลานนถกเปลยนสภาพเปนเคอโรเจน ผสมกบตะกอนกลายเปนหนน ามน แหลงหนน ามนของประเทศไทยส ารวจพบหลายแหง แหลงทส าคญ คอ อ าเภอแมสอด จงหวดตาก บรเวณตดกบพรมแดนพมา อ าเภอล จงหวดล าพน และอ าเภอแมเมาะ จงหวดล าปาง 4.2.1.3 ทรายน ามน เปนทรายทประกอบดวย ไฮโดรคารบอนและอนทรยสารอน ๆ รวมกนเปนน ามน แทรกอยระหวางเมดทราย ท าหนาทประสานเมดทรายใหเปนเนอเดยวกน แหลงทรายน ามนในประเทศไทยพบท อ าเภอฝาง จงหวดเชยงใหม สวนแหลงทรายน ามนขนาดใหญของโลกอยทประเทศแคนาดา และรฐยทาห ประเทศสหรฐอเมรกา


4.2.1.4 แรกมมนตรงส เปนแหลงเชอเพลงธรรมชาตทน ามาใชในรปพลงงานนวเคลยร พลงงานนวเคลยรเปนพลงงานทถกปลดปลอยออกมาจากปฏกรยานวเคลยร เมอมการเปลยนแปลงนวเคลยสของอะตอม 4.2.2 พลงงานจากแหลงธรรมชาต ไดแก พลงงานแสงอาทตย (Solar energy) พลงงานน า (Water energy) พลงงานลม (Wind energy) พลงงานความรอนใตพภพ (Geothermal energy) และพลงงานชวมวล (Biomass energy) 4.2.2.1 พลงงานแสงอาทตย จดเปนพลงงานทดแทนชนดหนงทสะอาดและไมกอใหเกดมลพษขณะใชงาน การน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนในการผลตกระแสไฟฟาโดยการใชเซลลแสงอาทตย (Solar cell) เปลยนพลงงานแสงอาทตย เปนพลงงานไฟฟา 4.2.2.2 พลงงานน า เปนรปแบบการสรางพลงงานโดยการอาศยพลงงานของน าทเคลอนท พลงงานน าสวนใหญถกน ามาใชเพอการผลตกระแสไฟฟา การผลตไฟฟาดวยพลงงานน าจะตองมบรเวณกกเกบน าขนาดใหญ มการสรางเขอน เพอใหมระดบน าสง เมอปลอยน าจากระดบทสงไปขบกงหนน าหมน เครองก าเนดไฟฟาจะท าใหเกดพลงงานไฟฟาขน 4.2.2.3 พลงงานลม ลมเกดจากความแตกตางของอณหภม และความดน ท าใหเกดการเคลอนทของอากาศ การน าพลงงานลมมาใชประโยชน โดยอาศยเครองมอทเรยกวา กงหนลม ซงมการน ามาประยกตใชงานใน 3 ลกษณะ ไดแก กงหนลมเพอการสบน า กงหนลมเพอการผลตกระแสไฟฟา และกงหนลมเพอการระบายอากาศ ซงตดตงบนหลงคาของโรงงาน และบานพกอาศย 4.2.2.4 พลงงานความรอนใตพภพ เปนพลงงานธรรมชาตท เกดจาก ความรอนทถกกกเกบอยภายใตผวโลก โดยอณหภมภายใตผวโลกจะเพมขนตามความลก เมอฝนตกน าบางสวนไหลซมไปภายใตผวโลกตามแนวรอยแตก น าจะไปสะสมตวและรบคารบอนจากชนหนทมความรอน จนกระทงกลายเปนน ารอนและไอน า แทรกตวตามแนวรอยแตกขนมาบนผวโลกในลกษณะของบอน ารอน น าพรอน การน าพลงงานความรอนใตพภพมาใชประโยชนรปแบบน ารอน หรอไอน ารอน ปจจบนน ามาใชในการผลตกระแสไฟฟา โดยน าไอน ารอนไปหมนกงหนผลตพลงงานไฟฟา 5) พลงงานชวมวล เปนพลงงานทไดจากการเกษตรและปาไม เชน ออย เศษไม ปยธรรมชาต ขยะ เปนตน ชวมวลเปนวสดจากสงมชวต ซงสะสมพลงงานจากแสงอาทตยในรปพลงงานเคม เมอน าวสดเหลานนมาเผาไฟ พลงงานเคมจะถกปลอยออกมาในรปของความรอน และจะถกน าไปใชประโยชนในรปแบบตาง ๆ


5. การเปลยนรปของพลงงาน (Energy Transformations) พลงงานไมสามารถสญหายไปไหนไดแตสามารถเปลยนรปได โดยเปลยนไปเปนพลงงานรปอน การเปลยนรปของพลงงานมกไมเปนการเปลยนรปโดยตรง จากรปแบบหนงไปเปนอกรปแบบหนง แตจะเปนการเปลยนจากรปแบบหนงไปเปนหลายรปแบบ ทวศกด จนดานรกษ (2552 : 410) ไดอธบายการเปลยนรปของพลงงานสรปไดวา พลงงานแตละรปแบบสามารถเปลยนจากรปหนงไปอกรปหนงได พลงงานตาง ๆ เหลานสามารถเปลยนรปไดหากใหกระบวนการทถกตอง แสดงดงภาพท 1.2 เปนการเปลยนแปลงรปของพลงงานโดยผานกระบวนการตาง ๆ ตวอยางเชน โรงไฟฟาพลงงานความรอน ซงเปนโรงงานผลตไฟฟา ทมการแปลงพลงงานเคมในเชอเพลงไปเปนพลงงานความรอนดวยการเผาไหม แปลงพลงงานความรอนไปเปนพลงงานกล ดวยเครองกลความรอน และแปลงพลงงานกลไปเปนพลงงานไฟฟา ดวยเครองก าเนดไฟฟา

ภาพท 1.2 การเปลยนแปลงรปของพลงงานโดยผานกระบวนการตาง ๆ ทมา : ทวศกด จนดานรกษ และคณะ, 2552 : 410


ความส าคญของพลงงาน พลงงานมความส าคญ และมความจ าเปนตอการด ารงชวตของมนษย มความส าคญตอความกาวหนาและการพฒนาของสงคมมนษย เมอสงคมมนษยเจรญขน ความตองการพลงงานกเพมมากขนดวย ดงนน จงมการน าพลงงานขนมาใชทดแทน หรอพฒนาพลงงานรปแบบอนขนมาทดแทน เชน พลงงานแสงอาทตย พลงงานน า พลงงานลม พลงงานชวมวล เปนตน จากการรวบรวมขอมล ความส าคญของพลงงานสามารถสรปได ดงน

1. ความส าคญของพลงงานตอสงมชวต พลงงานมความส าคญตอการด ารงชวตของสงมชวต พชมความจ าเปนตองใชพลงงานโดยเฉพาะพลงงานแสงอาทตย ซงใชในกระบวนการสงเคราะหแสงเพอสรางอาหาร และถายทอดพลงงานไปสผบรโภคตอไป นอกจากนน สงมชวตจะตองใชพลงงานในกจกรรมตาง ๆ เชน การเคลอนไหวสวนตาง ๆ ของรางการ การเคลอนทของยอดพชเขาหาแสง มนษยน าพลงงานไปใชประโยชนในดานตาง ๆ ในอตสาหกรรม เกษตรกรรม และกจกรรมในชวตประจ าวน เชน การตดตอสอสาร พลงงานไฟฟา เครองมอเครองจกร ยานพาหนะตาง ๆ เปนตน

2. ความส าคญของพลงงานตอการพฒนาเศรษฐกจและสงคม พลงงานเปนรากฐานทส าคญส าหรบการพฒนาประเทศในการสรางความเจรญทางเศรษฐกจ ในการพฒนาเศรษฐกจและสงคมของประเทศตองอาศยปจจยส าคญหลาย ๆ ดาน ไดแก ทน ทรพยากรธรรมชาต แรงงาน และการประกอบการ มนษยพยายามคดคนหาพลงงาน มาใชในการพฒนาเศรษฐกจและสงคมของประเทศ การน าพลงงานมาใชในรปแบบตาง ๆ ตองใชเทคโนโลยทเหมาะสม มคณภาพและประสทธภาพ เพอพฒนาประเทศทงในดานเศรษฐกจ สงคม และสงแวดลอม

พลงงานสนเปลอง พลงงานทใชประโยชนในปจจบนสวนมากน ามาจากแหลงพลงงานสนเปลอง เชน เชอเพลงฟอสซล ถานหน น ามนดบ กาซธรรมชาต เปนตน พระราชบญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ. 2535 (กระทรวงพลงงาน, 2553 : 1) ไดใหความหมายพลงงานสนเปลองวา หมายถง พลงงานทใชแลวหมดไป อาจเกดขนใหมไดแตใชเวลานานมาก ๆ เชน น ามนเชอเพลง ถานหน กาซธรรมชาต เปนตน นอกจากนน นกวชาการยงไดใหความหมายของพลงงานสนเปลองไว ดงน


นงนภส ควรญญ เทยงกลม (2551 : 99) ไดกลาววา พลงงานสนเปลอง หมายถง พลงงานทใชหมดและไมสามารถน ากลบมาหมนเวยนใชใหมไดอก ซงไดแก พลงงานประเภทน ามน กาซธรรมชาต และถานหน ซงเปนพลงงานทส าคญทใชในยคปจจบน ตงแตมการพฒนาในทศวรรษ 1950 เปนตนมา มการพฒนาการใชขบเคลอนรถยนต วรนช แจงสวาง (2553 : 7) ไดอธบายเกยวกบแหลงพลงงานสนเปลองวา แหลงพลงงานสนเปลอง หมายถง แหลงพลงงานจากเชอเพลงฟอสซส ซงเกดจากการทบถมกนของซากพช ซากสตวทจมอยใตพนดนเปนเวลาหลายพนลานป ดวยแรงอดของเปลอกโลก และความรอนใตผวโลก ท าใหซากพช ซากสตวเปลยนสภาพไปเปนสารเชอเพลง ทมลกษณะเปนทงของแขง ของเหลว และกาซ สารเชอเพลงทเปนของแขง ไดแก ถานหน สวนทเปนของเหลว ไดแก น ามนดบ และกาซธรรมชาต ซงอาจเรยกรวมวา ปโตรเลยม พลงงานจากเชอเพลงฟอสซสจดวา เปนพลงงานสนเปลอง เนองจากเมอถกใชจะหมดไปอยางรวดเรว มนษยไมสามารถสราง หรอสงเคราะหขนมาเองได และไม สามารถเกดขนไดในชวงชวตของมนษย เนองจากกระบวนการเปลยนแปลงทางเคมฟสกสทเกดขนกบตะกอนของอนทรยวตถทสะสมตวกน ตองใชเวลานานหลายลานปกอนทกลายเปนสารเชอเพลง สรปไดวา พลงงานสนเปลอง คอ พลงงานทใชแลวหมดไป ไมสามารถสรางขนมาใหม หรอการทดแทนโดยธรรมชาต ตองใชเวลานานกวาลานปจงจะสรางขนมาอกได และมปรมาณจ ากด พลงงานฟอสซล หมายถง พลงงานจากเชอเพลงทเกดจากซากพชซากสตวททบถมกนอยภายใตพนพภพเปนเวลานานหลายพนลานป โดยอาศยแรงอดของเปลอกโลกและความรอนใต ผวโลก มทงของแขง ของเหลว และกาซ ไดแก ถานหน น ามน และกาซธรรมชาต ตามล าดบ แหลงพลงงานนเปนแหลงพลงงานทส าคญในการผลตก าลงไฟฟาในปจจบน พลงงานฟอสซลทน ามาใชประโยชน ม 3 รปแบบ คอ ถานหน น ามนปโตรเลยม และกาซธรรมชาต

1. ถานหน (Coal) ถานหน เปนหนตะกอนชนดหนง ท เกดจากการตกตะกอนสะสมของซากพชเปนระยะเวลายาวนานหลายลานป เมอแหลงสะสมไดรบความกดดนและความรอน ซากพชจะเกดการเปลยนแปลงกลายเปนถานหน ซงสามารถตดไฟได ถานหนเปนแหลงเชอเพลงธรรมชาตชนดหนง มนษยใชถานหนเปนเชอเพลงในการปรงอาหาร และใหความรอนเปนเวลาพนพนปแลว สชาต สภาพ (2547 : 33) ไดอธบายถงองคประกอบของถานหน ประกอบดวยสารประกอบคารบอน ไมนอยกวารอยละ 50 โดยน าหนก หรอมากกวารอยละ 70 โดยปรมาตร นอกจากนน ยงประกอบดวยซลเฟอร ไนโตรเจน และธาตอน ๆ ในปรมาณทตางกนตามแหลงก าเนด 1.1 ชนดของถานหน คณสมบตทางเคมและทางกายภาพของถานหน ขนอยกบความแตกตางกนของพนธพชบรเวณแหลงสะสม สภาพภมศาสตรและธรณ ระยะเวลาทเกดการทบถมมผลตอปรมาณของ


คารบอนในถานหน (นธนาถ เจรญโภคราช, 2546 : 16) ถานหนทมคารบอนในปรมาณมาก จะใหพลงความรอนสง มไฮโดรเจนและออกซเจนอยนอย ถานหนโดยทวไปแบงออกเปน 4 ชนด โดยเรยงจากปรมาณคารบอนมากทสด ไปยงนอยทสด คอ แอนทาไซต บทมนส ซบบทมนส และลกไนต มลกษณะและคณสมบตสรปไดดงน (สชาต สภาพ, 2547 : 33-36; อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 91-93 และกระทรวงพลงงาน, 2558 : 6-9) 1.1.1 ถานหนลกไนต (Lignite) เปนถานหนทมสน าตาลเขมจนถงสด า ยงคงมซากพชปรากฏใหเหนอย มปรมาณคารบอนคอนขางนอย ไมเกนรอยละ 73 (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 91) และมปรมาณความชนสง สวนใหญถกใชเปนเชอเพลงและเปนถานหนทมคณภาพต า 1.1.2 ถานหนซบบทมนส (Sub-bituminous) เปนถานหนทมสน าตาลเขมจนถงสด า เนอถานหนออนตวคลายขผง ไมแขงมาก มปรมาณคารบอน ประมาณรอยละ 71-77 (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 91) สวนใหญใชเปนเชอเพลงในการผลตกระแสไฟฟา หรอใชในอตสาหกรรม 1.1.3 ถานหนบทมนส (Bituminous) เปนถานหนสด าสนท มลกษณะเปนมนวาว เนอแนนแขง มเถาถานด า ใหควนนอย มปรมาณคารบอนประมาณรอยละไมเกน 84 (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 92) ใหคาความรอนสงกวาลกไนต ใชเวลาในการแปรสภาพยาวนานกวา นยมใชเปนถานหนเพอการถลงโลหะ หรอใชเปนเชอเพลง ผลตกระแสไฟฟา 1.1.4 ถานหนแอนทราไซต (Anthracite) เปนถานหนทมคณภาพดทสด มสด าสนท มความเงาวาวสง มปรมาณคารบอนสงถงรอยละ 93 (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 92) มปรมาณความชนต ามากและมคาคารบอนสง มควนนอย แตจดตดไฟยาก นยมใชเปนแหลงเชอเพลง เพอใหความรอนภายในบาน อตสาหกรรมแกว และอตสาหกรรมเคม ถานหนพบทวไปในประเทศไทย แหลงทพบสวนใหญอยทางตอนเหนอของประเทศไทย โดยจงหวดทพบถานหน ไดแก ล าปาง เชยงใหม พะเยา ตาก กระบ เพชรบร และเลย ถานหนทพบในประเทศไทยสวนใหญ คอ ลกไนต 1.2 การใชประโยชนจากถานหน ถานหนถกน ามาใชประโยชนอยางมากหลงการปฏวตอตสาหกรรมในประเทศองกฤษ และยงเพมมากขนหลายเทาตวเมอเกดวกฤตราคาน ามนในป พ.ศ.2516 ท าใหมการใชถานหนเปนเชอเพลงทดแทนน ามนมากขน สวนใหญถานหนจะถกน ามาใชใหเกดประโยชนโดยตรง คอ การใชเปนเชอเพลงในการผลตกระแสไฟฟา และในอตสาหกรรมตาง ๆ เชน อตสาหกรรมการถลงเหลก การผลตปนซเมนต อตสาหกรรมอาหาร เปนตน กระทรวงพลงงาน (2558 : 15) พบวา ในประเทศไทยใชถานหนลกไนตในการผลตไฟฟาถงรอยละ 86 สวนทเหลอรอยละ 14 ถกใชในอตสาหกรรมตาง ๆ นอกจากน ยงมการน าถานหนใชเปนวตถดบเพอผลตผลตภณฑอน ๆ อกมากมาย เชน น ามาผลตถานโคกเทยม ถานกมมนต ปยยเรย น ามาสกดเอาน ามนดบ เปนตน


2. ปโตรเลยม (Petroleum) ปโตรเลยมหรอน ามนปโตรเลยมเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนทเกดขนเองตามธรรมชาต มสวนประกอบทส าคญ คอ คารบอนและไฮโดรเจน เปนองคประกอบหลก มไนโตรเจน ออกซเจน และก ามะถนปนอยเลกนอย ปโตรเลยมมทง 3 สถานะ คอ กาซ ของเหลว และของแขง ขนอยกบองคประกอบของปโตรเลยม และกระบวนการเกดปโตรเลยม ปโตรเลยมเกดจากการเปลยนสภาพของซากพชและซากสตวทตายทบถมกนใตพนผวโลก เปนเวลานบลาน ๆ ป ซากสงมชวตทงพชและสตวถกทบถมดวยชนกรวด หน ดนทราย และโคลนตมทแมน าล าคลองพดมาทบถมเปนชน ๆ เกดน าหนกกดทบกลายเปนชนหนตาง ๆ เกดกระบวนการยอยสลายของสารอนทรย ผนวกกบความรอนใตพภพ และแรงกดดนภายใตผวโลก ท าใหซากพชและซากสตวเกดกระบวนการเปลยนแปลงเปนน ามนดบและกาซธรรมชาต เรยกวา ปโตรเลยม การใชประโยชนจากปโตรเลยม ท าไดโดยการน าน ามนดบทไดจากการขดเจาะ เขาสโรงงานกลนน ามน ผานกระบวนการกลนล าดบสวน ท าใหเกดผลตภณฑขนมากมาย ผลตภณฑจากปโตรเลยม สรปรายละเอยดไดดงตอไปน (ปราโมทย ไชยเวช และนรกษ กฤษดานรกษ, 2543 : 169; อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 53-57) 2.1 กาซปโตรเลยมเหลว (Liquefied Petroleum Gas; LPG) กาซปโตรเลยมเหลวหรอกาซหงตม เปนสารไฮโดรคารบอนทมจ านวนอะตอมของคารบอนในโมเลกลอยในชวงตงแต C1-C4 ไดแก มเทน อเทน โพรเพน และบวเทน ตามล าดบ กาซปโตรเลยมเหลวสามารถใชเปนเชอเพลงไดเปนอยางด 2.2 น ามนเบนซน (Gasoline) น ามนเบนซนเปนสารไฮโดรคารบอนทมจ านวนอะตอมของคารบอนในโมเลกลอยในชวงตงแต C5-C10 เปนน ามนเชอเพลงทใชกบเครองยนตเบนซน 2.3 น ามนกาด (Kerosene) น ามนกาดเปนสารไฮโดรคารบอนทมอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกลอยในชวงตงแต C10-C16 น ามนกาดใชเปนน ามนเชอเพลงเครองบนไอพน (Jet Fuel) ในปจจบนไดมการน าไปใชประโยชนอน ๆ หลายประการ เชน ใชเปนสวนผสมของน ายาท าความสะอาด น ามนขดเงาประเภทตาง ๆ ใชเปนสวนผสมส าหรบยาฆาแมลง เปนตน 2.4 น ามนดเซล (Diesel oil) น ามนดเซลเปนสารไฮโดรคารบอนทมอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกลอยในชวงตงแต C14-C20 นยมใชส าหรบการขนสงโดยสาร เชน รถโดยสาร รถบรรทก รถแทรกเตอร เรอประมง เปนตน นอกจากน ยงใชกบเครองก าเนดไฟฟาส าหรบผลตกระแสไฟฟา 2.5 น ามนเตา (Fuel oil) น ามนเตาเปนสารไฮโดรคารบอนทมโมเลกลขนาดใหญมาก มจ านวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกลอยในชวงตงแต C20-C70 น ามนเตาใชเปนเชอเพลงส าหรบเตาตมหมอน า


นอกจากนน ยงใชเปนเชอเพลงเตาเผาหรอเตาหลอมทใชในโรงงานอตสาหกรรม เครองก าเนดไฟฟาขนาดใหญ เครองยนตเรอเดนสมทรและอน ๆ 2.6 ผลตภณฑประเภทน ามนหลอลน และจาระบ ผลตภณฑประเภทน ามนหลอลน และจาระบเปนสารประกอบไฮโดรคารบอนทมโมเลกลขนาดใหญ โดยมจ านวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกล อยในชวง C20-C50 ม น ามนหลอลน (Lubricating oil) หรออาจเรยกวา น ามนเครอง มลกษณะเหนยวแตลน มคณสมบตลดความฝดระหวางผวสมผส และลดการสกหรอ จาระบ (Greases) เปนผลตภณฑหลอลนประเภทหนง ใชในกรณน ามนหลอลนไมสามารถท าหนาทหลอลนได จาระบจะชวยในการหลอลน และยดจบชนสวนทตองการหลอลนไมใหไหลหลดออกจากกน 2.7 ยางมะตอย (Asphalt) ยางมะตอยเปนผลตภณฑสวนทเหลอจากกระบวนการกลนน ามนดบมโมเลกลใหญทสด โดยมจ านวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกล มากกวา C70 เรยกสารนวา บทเมน (Bitumen) ประโยชนของยางมะตอยทส าคญและพบเหนทวไป คอ ใชเปนวสดราดผวถนน รวมถงผวทางเทา ทางวงเครองบน และลานจอดรถ นอกจากนน ยงใชท าผลตภณฑตาง ๆ เชน เปนวสดส าหรบปพนมงหลงคา เปนน ายากนสนมทาใตทองรถยนต เปนน ายาทาเคลอบทอเพอปองกนสนม เปนตน

3. กาซธรรมชาต (Natural gas) กาซธรรมชาตเกดขนเองตามธรรมชาต โดยเกดจากการสะสมและทบถมของซากสงมชวตตามชนหน ดน และในทะเลเปนเวลาหลายรอยลานป ความรอนความกดดนของผวโลกท าใหซากพชและซากสตวเกดการเปลยนแปลงโดยแปรสภาพเปนกาซธรรมชาต เชนเดยวกบน ามนปโตรเลยมและถานหน กาซธรรมชาตเปนเชอเพลงทถกน ามาใชประโยชนอยางกวางขวางในปจจบน ทงในระดบครวเรอนเพอการประกอบอาหาร และในธรกจอตสาหกรรม กาซธรรมชาตทถกเจาะขนมาจากแหลงธรรมชาต จะประกอบดวยสารประกอบไฮโดรคารบอน และสวนทไมใชสารประกอบไฮโดรคารบอนผสมกนอย กาซธรรมชาตทผานการแยกประเภทตามคณสมบตจดเดอดของสารประกอบไฮโดรคารบอนแลวจะไดผลตภณฑตาง ๆ เกดขน ผลตภณฑจากการแยกกาซธรรมชาต สรปไดดงน (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 67-71) 3.1 กาซมเทน (Methane: CH4) กาซมเทนน าไปใชเปนเชอเพลงส าหรบผลตกระแสไฟฟาในโรงงานอตสาหกรรม และน าไปอดใสถงดวยความรอนสง เรยกวา กาซธรรมชาตอด (Compressed Natural Gas, CNG) สามารถน าไปใชเปนเชอเพลงในรถยนต หรอทมกจะเรยกกนวา กาซธรรมชาตส าหรบยานยนต (Natural Gas for Vehicles, NGV)


3.2 กาซอเทน (Ethane: C2H6) กาซอเทนสวนใหญใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมปโตรเคมขนตน ใชผลตเปนเมดพลาสตก เสนใยพลาสตกชนดตาง ๆ เพอน าไปใชในการแปรรปเปนวสด อปกรณ อยางอนตอไป 3.3 กาซโพรเพน (Propane: C3H8) และกาซบวเทน (Butane: C4H10) กาซโพรเพนสามารถใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมปโตรเลยมเคมขนตนไดเชนเดยวกบกาซอเทน และหากน าเอากาซโพรเพนกบกาซบวเทนมาผสมกน และอดใสถงจะกลายเปนกาซปโตรเลยมเหลว (Liquefied Petroleum Gas, LPG) สามารถน าไปใชเปนเชอเพลงในครวเรอน เรยกวา กาซหงตม นอกจากน ยงสามารถน าไปใชประโยชนกบงานอนๆ ได เชน ใชเปนเชอเพลงส าหรบยานยนต ใชส าหรบการเชอมโลหะ และการน าไปใชในอตสาหกรรมบางประเภทได 3.4 กาซโซลนธรรมชาต (Natural gasoline) กาซโซลนธรรมชาตถกสงไปยงโรงกลนน ามนเปนสวนผสมของผลตภณฑน ามนส าเรจรป นอกจากน ยงสามารถใชเปนตวท าละลายในอตสาหกรรมบางประเภทได 3.5 กาซคารบอนไดออกไซด (Carbon dioxide: CO2) กาซคารบอนไดออกไซดเปนสงเจอปนในกาซธรรมชาต สามารถน ามาใชประโยชนในสถานะของแขง เรยกวา น าแขงแหง (Dry ice) ใชในอตสาหกรรมถนอมอาหาร น าอดลม เปนวตถดบส าคญในการท าฝนเทยม

พลงงานหมนเวยน พลงงานทไดจากแหลงพลงงานทมอยแลวในธรรมชาตจดเปนพลงงานทใชแลวไมมวนหมด เชน พลงงานแสงอาทตย พลงงานลม พลงงานน า พลงงานความรอนใตพภพ เปนตน พระราชบญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ. 2535 (กระทรวงพลงงาน, 2553 : 1) ไดใหความหมายพลงงานหมนเวยนวา พลงงานหมนเวยน หมายความรวมถง พลงงานทไดจากไม ฟน แกลบ กาก ออย ชวมวล น า แสงอาทตย ความรอนใตพภพ ลม และคลน นธนาถ เจรญโภคราช (2546 : 15-17) ไดอธบายถงพลงงานหมนเวยนวา พลงงานหมนเวยนจดเปนพลงงานทเกดขนทดแทนได และสามารถน ามาหมนเวยนแลวมาใชใหมได แหลงพลงงานประเภทน ไดแก พลงงานแสงอาทตย พลงงานลม พลงงานน า และพลงงานความรอนใตพภพ วรนช แจงสวาง (2553 : 13-18) กลาวถงแหลงพลงงานหมนเวยนสรปไดวา แหลงพลงงานหมนเวยน หมายถง แหลงพลงงานทใชแลวไมหมดไป สามารถหมนเวยนน ากลบมาใชใหมได พลงงานหมนเวยนโดยสวนใหญก าเนดมาจากพลงงานแสงอาทตย ซงอาจจะเปนการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชโดยตรง เชน พลงงานความรอน พลงงานไฟฟา หรอน าพลงงานแสงอาทตยมาใชทางออม เชน พลงงานลมพลงงานคลน พลงงานน า และพลงงานชวมวล


สรปไดวา พลงงานหมนเวยน หมายถง พลงงานทใชแลวไมหมดไป เกดขนมาทดแทนได และสามารถหมนเวยนน ากลบมาใชใหมได แหลงพลงงานหมนเวยน ไดแก พลงงานแสงอาทตย พลงงานลม พลงงานน า พลงงานความรอนใตพภพ และพลงงานชวมวล ซงมรายละเอยดสรปไดดงน

1. พลงงานแสงอาทตย พลงงานแสงอาทตย เปนแหลงก าเนดพลงงานรปแบบตาง ๆ บนโลก เปนแหลงพลงงานธรรมชาตทสะอาด และมมากมายมหาศาล ปจจบนมการคดคนและพฒนาเทคโนโลยตาง ๆ เพอน าเอาพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนใหไดมากทสด การน าพลงงานแสงอาทตยไปใชประโยชนสามารถน าไปใชไดทงทางตรงในรปของพลงงานความรอน และใชทางออมโดยเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟา การใชพลงงานแสงอาทตยมการศกษาวจยและพฒนาเทคโนโลยใหมประสทธภาพสงและแพรหลายในอนาคต 1.1 ลกษณะทวไปของดวงอาทตย ดวงอาทตยเปนศนยกลางของระบบสรยจกรวาล และเปนดาวฤกษสเหลองทอยใกลโลกมากทสด มระยะหางจากโลกเฉลยประมาณ 150 ลานกโลเมตร ดวงอาทตยเปนแหลงพลงงานทส าคญทสดตอสงมชวตทงหลายบนโลก มอายประมาณ 5,000 ลานป และคาดวาจะมอายคงอยตอไปอกราว 5,000 ลานป และมอณหภมมพนผวประมาณ 6,000 องศาเคลวน (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 113 - 114) ดวงอาทตยประกอบดวย กาซไฮโดรเจนมากถง 3 ใน 4 รองลงมา คอ กาซฮเลยม และกาซอน ๆ จ านวนเลกนอย พลงงานของดวงอาทตยเกดจากปฏกรยานวเคลยรแบบฟวชน (Nuclear fusion) ซงเกดขนภายในแกนกลางของดวงอาทตย (Solar core) โดยกาซไฮโดรเจนไดรบความรอนสงจนเกดปฏกรยารวมตวกนเปนกาซฮเลยม และปลดปลอยพลงงานออกมา พลงงานนจะถายเทออกมาทผวนอกของดวงอาทตยในรปการแผรงสความรอน และการพาความรอน (Convective zone) จากนน จงถายเทสอวกาศมาถงโลกในรปการแผรงสความรอนดวยความเขมประมาณ 1,353 วตตตอตารางเมตร (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน, 2557 : 38) 1.2 การประยกตใชประโยชนพลงงานแสงอาทตย พลงงานแสงอาทตยนบเปนแหลงพลงงานธรรมชาตทส าคญทสด มนษยไดน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนในดานตาง ๆ มากมาย วรนช แจงสวาง (2553 : 52) ไดอธบายถงการประยกตน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนวา พลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานปฐมภม ทสามารถน ามาใชประโยชนไดโดยตรงในรปของพลงงานความรอน และประยกตใชในการผลตไฟฟา ซงสอดคลองกบอชตพล ศศธรานวฒน (2548 : 120) ไดกลาววา การน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชน สามารถจ าแนกเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตยออกเปน 2 กลม คอ การใชประโยชนในรปของพลงงานความรอน (Solar thermal) และการเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟา (Photovoltaic) การพฒนาเทคโนโลย เพอใหมการใชประโยชนจากพลงงานแสงอาทตยใหไดมาก


ทสด ซงจะเปนการชวยลดการใชพลงงานฟอสซล และไมท าใหเกดปญหาตอสภาวะแวดลอม การประยกตใชพลงงานแสงอาทตยสามารถสรปได ดงน 1.2.1 การประยกตใชพลงงานแสงอาทตยในรปของความรอน การน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนในรปของความรอน เปนการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชโดยตรง ความเขมของพลงงานแสงอาทตยทตกลงบนพนโลกมคาไมสงมากนก เนองจากคดการสะทอนกระจาย และการดดซมในชนบรรยากาศ ดงนน ถาตองการใชประโยชนจากพลงงานแสงอาทตย จงจ าเปนตองมอปกรณเพอรบหรอรวมพลงงานแสงอาทตยใหมความเขมสงขน อปกรณทใชหลกการน าพลงงานแสงอาทตยมาใชประโยชนอาจน าไปใชงานในหลาย ๆ ลกษณะ เชน เครองท าน ารอนพลงงานแสงอาทตย เครองกลนน าพลงงานแสงอาทตย เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย เปนตน 1) เครองท าน ารอนพลงงานแสงอาทตย (Solar water heater) หลกการและวธการของเครองท าน ารอนดวยพลงงานแสงอาทตยไมยงยากมากนก จงเปนเทคโนโลยท ม การเผยแพรสงเสรมใหมการใชกนอยางแพรหลาย ซงชวยใหประหยดพลงงานไฟฟาไดมากทเดยว เครองท าน ารอนพลงงานแสงอาทตย ประกอบดวยองคประกอบทส าคญ 2 สวน คอ แผงรบพลงงานแสงอาทตย และถงเกบน ารอน หลกการของเครองท าน ารอนพลงงานแสงอาทตย ใชระบบ การหมนเวยนของน า อาศยหลกความแตกตางของอณหภม โมเลกลของน าจะดดซบเอาพลงงาน ความรอนไวท าใหอณหภมสงขน น าทมอณหภมสงกวาจะดนตวเองขนสทสง สวนน าทมอณหภมต ากวาจะไหลลงสสวนลางทต ากวา ซงท าใหเกดการแทนทของน า 2) เครองกลนน าพลงงานแสงอาทตย (Solar distillation) น ากลนมความส าคญและมประโยชนมาก เชน ใชในหองปฏบตการสาขาตาง ๆ ทางการแพทย ในงานอตสาหกรรม หรอใชในการบรโภค เปนตน เครองกลนน าพลงงานแสงอาทตย เปนอปกรณทใช ความรอนจากแสงอาทตยท าใหน าระเหย น าทระเหยจะลอยขนไปชนกบแผนกระจกใสทเยนกวา ท าใหไอน าเกดการควบแนน และกลนตวเปนหยดน าเกาะอยบรเวณผวดานในของกระจกใส เมอมปรมาณมากขนกจะไหลลงตามพนทลาดเอยงของกระจกลงสภาชนะเพอน าน าทไดไปใชประโยชน 3) เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย (Solar dryer) เครองอบแหงพลงงานแสงอาทตย เปนอปกรณทใชในการอบแหงผลตผลทางการเกษตรโดยใชความรอนจากพลงงานแสงอาทตย เพอระเหยน าออกจากผลตผลท าใหแหงไดเรวขน ลดความชนเพอถนอมอาหารหรอการเกบรกษาพชผลทางการเกษตรไดยาวนานยงขน มสขลกษณะปราศจากฝนและแมลง เครองอบแหงประกอบดวยองคประกอบทส าคญ 2 สวน คอ ตวตอบ และตวรบรงสจากดวงอาทตย โดยทวไปเครองอบแหงพลงงานแสงอาทตยม 2 แบบ คอ เครองอบแหงแบบธรรมดา และเครองอบแหงแบบขจดน า


1.2.2 การประยกตใชพลงงานแสงอาทตยในรปของพลงงานไฟฟา การผลตพลงงานไฟฟาจากพลงงานแสงอาทตย สามารถท าได 2 วธ คอ การเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟาโดยตรง และการเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนความรอนแลวเปลยนตอเปนพลงงานไฟฟา การประยกตใชพลงงานแสงอาทตยในการผลตไฟฟา สามารถสรปไดดงน (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 126-146 และวรนช แจงสวาง, 2553 : 77-86) 1) การผลตไฟฟาจากพลงงานแสงอาทตยดวยเซลลแสงอาทตย โดยผานกระบวนการโฟโตวอลเทอก (Photovoltaic conversion) เปนกระบวนการเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟาผานเซลลแสงอาทตย (Solar cell) เซลลแสงอาทตย ประกอบดวยโครงสรางหลก คอ สารกงตวน า (Semiconductor) ไดแก ซลคอน (silicon, Si) เจอรเมเนยม (Germanium, Ge) แคดเมยมซลไฟด (Cadmium sulfide, CdS) โดยน ามาผานกระบวนการทางวทยาศาสตรแลวท าใหเปนแผนบาง รงสของแสงอาทตยซงอยในรปของกอนพลงงานหรอโฟตอน (Photon) เมอตกกระทบลงบนแผนเซลลน จะเกดการชนและถายเทพลงงานใหกบอเลกตรอน (Electron) ซงอยในอะตอมของสารกงตวน า (อชตพล ศศธรานวฒน, 2548 : 134) ถาพลงงานทไดรบมากพอ อเลกตรอนจะหลดออกจากแรงดงดดของอะตอมและสามารถเคลอนทไดอยางอสระ ท าใหเกดไฟฟากระแสตรงขน ดงนน ในการประยกตใชงานจงจ าเปนตอง มเครองแปลงไฟฟากระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลบ เพอใหสามารถใชกบอปกรณไฟฟาในบานเรอนได ความเขมของแสงเปนตวแปรทส าคญทมสวนท าใหเซลลแสงอาทตยมประสทธภาพการท างาน ปรมาณกระแสไฟฟา จะเปนสดสวนโดยตรงกบความเขมของแสง เมอความเขมของแสงสงกระแสทไดจากเซลลแสงอาทตยกจะสงขนดวย 2) การผลตไฟฟาดวยพลงงานความรอนจากแสงอาทตย โดยผานกระบวนการความรอน (Solar thermodynamics conversion) ซงประกอบดวยองคประกอบหลก 2 องคประกอบ คอ ชดเกบสะสมความรอน และอปกรณทเปลยนพลงงานความรอนเปนพลงงานไฟฟา โดยปกตโรงไฟฟาทวไปจะใชเชอเพลงฟอสซสในการตมน าไปขบใหกงหน (Turbine) ของเครองก าเนดไฟฟา (Generator) หมนผลตกระแสงไฟฟาออกมา ดงนน โรงไฟฟาความรอนจากพลงงานแสงอาทตย (Solar thermal power plant) จงใชความรอนจากแสงอาทตยแทนเชอเพลงฟอสซล

2. พลงงานลม พลงงานลมเปนพลงงานรปหนงทสามารถน ามาใชประโยชนและสามารถเปลยนรปเปนพลงงานแบบอนได เชน พลงงานความรอน พลงงานไฟฟา พลงงานกล เปนตน ลมเกดจาก ความแตกตางระหวางอณหภมของอากาศ อณหภมท าใหเกดความแตกตางของความดนบรรยากาศหรอความกดอากาศในแนวระดบ ท าใหเกดการเคลอนทของอากาศหรอเกดกระแสลม การเคลอนไหวของอากาศหรอลมจะเคลอนจากบรเวณทมความดนบรรยากาศสง (High atmospheric pressure)


ไปสบรเวณทมความดนบรรยากาศต า (Low atmospheric pressure) (ศวพนธ ชอนทร, 2559 : 90) ขณะทกระแสลมเคลอนทจะท าใหเกดพลงงานจลน ทสามารถน ามาประยกตใชได เมอลมพดผานใบพดจะถายทอดพลงงานจลนจากกระแสลมไปยงใบพด ท าใหใบพดหมนเกดพลงงานกล พลงงานกลทไดออกมานสามารถน าไปประยกตใชงานในดานตาง ๆ เชน ผลตกระแสไฟฟา สบน าเพอการเกษตร เปนตน 2.1 กงหนลม กงหนลมจะท าหนาทเปลยนพลงงานลมทอยในรปของพลงงานจลนไปเปนพลงงานกลโดยการหมนของใบพด พลงงานลมทไดจากกงหนลมขนอยกบความเรวลม แรงจากการหมนของใบพดนจะถกสงผานแกนหมน ท าใหเฟองเกยรทตดอยกบแกนหมนเกดการหมนตามไปดวย เกดเปนพลงงานกลทถกน าไปประยกตใชประโยชนตามความตองการ กงหนลมสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอนและกงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง วรนช แจงสวาง (2553 : 110) ไดกลาวถงการเลอกสถานทตงกงหนวา ในการเลอกสถานทตงกงหนลมจ าเปนตองพจารณาปจจยตาง ๆ ไดแก ความเรวลม ตองเพยงพอทจะท าใหกงหนลมท างานไดตลอดทงป สงแวดลอม สถานทตงกงหนลมตองไมมสงกดขวางทศทางลม และควรอยหางจากแหลงชมชนเนองจากท าใหเกดเสยงรบกวน และในกรณการใชกงหนลมเพอการสบน า ตองมแหลงน าดวย 2.2 การประยกตใชพลงงานลม พลงงานลมเปนแหลงพลงงานสะอาดชนดหนง ปจจบนมการใชประโยชนจากพลงงานลม ในรปแบบตาง ๆ ทงเพอการเกษตร และการผลตไฟฟา สรปรายละเอยดได ดงน 2.2.1 พลงงานลมเพอการสบน า เปนกงหนลมแกนนอน มสวนประกอบและความซบซอนของเทคโนโลยไมมากนก กงหนลมแบบนไดรบการพฒนาขนเพอชวยเหลอเกษตรกรทท าการเกษตรหรอปศสตว ซงสวนใหญจะอยในพนทหางไกลในเขตชนบท และไมมไฟฟาใชส าหรบ การสบน า 2.2.2 พลงงานลมเพอการผลตกระแสไฟฟา เมอมลมพดผานใบกงหน พลงงานจลนทเกดจากลมจะท าใหใบพดของกงหนเกดการหมน เปลยนเปนพลงงานกล พลงงานกลจากแกนหมนของกงหนลมจะถกเปลยนรปไปเปนพลงงานไฟฟา โดยเครองก าเนดไฟฟาทเชอมตออยกบแกนหมนของกงหน เมอเฟองเกยรของกงหนลมเกดการหมนจะไปขบเคลอนใหแกนหมนของเครองก าเนดไฟฟาหมนตามไปดวย ดวยหลกการนเครองก าเนดไฟฟากสามารถผลตกระแสไฟฟาออกมาได การผลตกระแสไฟฟาจะขนอยกบความเรวของลม ความยาวของใบพด และสถานทตดตงกงหนลม


3. พลงงานน า น าเปนปจจยในการด ารงชวตทส าคญของสงมชวตทกชนด น าจดเปนแหลงพลงงานหมนเวยน พลงงานทไดจากน าจดเปนพลงงานสะอาดไมกอใหเกดมลพษตอสงแวดลอม การพฒนาเทคโนโลยเพอน าพลงงานน ามาใชประโยชนเกดขนอยางตอเนอง ทวโลกมการสงเสรมใหมการใชพลงงานน า เพอผลตไฟฟาทดแทนการใชเชอเพลงฟอสซล 3.1 ประเภทของพลงงานน า การแบงประเภทของพลงงานน าสามารถแบงตามลกษณะและรปแบบการเกดพลงงานจากน าไดเปน 3 ประเภท สรปรายละเอยดได ดงน 3.1.1 พลงงานน าตก หรอพลงงานน าจากเขอน เปนพลงงานทเกดจากน าทตกจากทสงลงสทต าตามธรรมชาตดวยแรงโนมถวงของโลก เกดการเปลยนพลงงานศกยของน าซงอยในแหลงทสงใหกลายเปนพลงงานจลนจากการไหลของน า และเปลยนเปนพลงงานไฟฟาเมอน าไหลผานกงหนของเครองก าเนดไฟฟา โดยถาเปนการไหลตกลงมาของน าจากแหลงธรรมชาต เรยกวา “พลงงานน าตก” และถาเปนน าทตกลงมาจากแหลงทมนษยสรางขน เพอกกเกบน าในลกษณะของเขอน เรยกวา “พลงงานน าจากเขอน” 3.1.2 พลงงานน าขน-น าลง การเปลยนพลงงานน าขนน า-ลงใหเปนพลงงานไฟฟา โดยอาศยความแตกตางระหวางระดบความสงของน าในแหลงน า 2 แหลงทเชอมตอกน โดยแหลงหนงจะมลกษณะเหมอนเปนอางเกบน า ดงนน ในขณะทน าขน น าจะไหลเขาไปสอางเกบน าน และเมอน าลง น าจะไหลออกจากอางเกบน าน การไหลเขาและไหลออกของน าจากอางเกบน าจะถกบงคบใหไหลผานกงหนน าทเชอมตอกบเครองก าเนดไฟฟา ท าใหเกดการหมนของกงหนน า ผลตพลงงานไฟฟาได 3.1.3 พลงงานคลน การใชพลงงานคลนเพอผลตกระแสไฟฟาท าไดคอนขางยาก เนองจากในเขตทะเลลกจะมพลงงานคลนมหาศาล แตการน าเอาพลงงานคลนในบรเวณดงกลาวมาใชประโยชน จะตองมการสรางสถานเพอผลตไฟฟากลางทะเลลก ซงเปนงานทมความยงยากและซบซอนมาก และตองใชทนอยางมหาศาล ขนาดของคลนทเกดขนจะขนอยกบความเรวลมทพดผานบรเวณนน 3.2 การผลตไฟฟาจากพลงงานน า หลกการผลตไฟฟาจากพลงงานน า เปนการเปลยนพลงงานศกยของน าใหเปนพลงงานไฟฟา โดยอาศยวธการสรางเขอนปดกนแมน าไวเปนอางเกบน า ใหมระดบน าสงจนมปรมาณแรงดนเพยงพอทจะสงผานทอน าไปหมนกงหนน า และเครองก าเนดไฟฟา ซงอยในโรงไฟฟาเพอผลตไฟฟา โรงไฟฟาพลงงานน าทเกดขนเพอรองรบระบบการผลตไฟฟา มหลายลกษณะขนอยกบลกษณะการไหลของน า การด าเนนการผลตไฟฟา การกอสรางเขอน ขนาดของโรงไฟฟา และความสงของหวน า วรนช แจงสวาง (2553 : 192) ไดอธบายถงองคประกอบของโรงไฟฟาพลงงานน าวา โรงไฟฟา


พลงงานน าประกอบดวย 5 องคประกอบหลก ไดแก เขอนกกเกบน า ทอสงน าเขาโรงไฟฟา กงหนน า เครองก าเนดไฟฟา และหมอแปลงไฟฟา ดงตอไปน 3.2.1 เขอนกกเกบน า (Storage dam) ถกสรางขนเพอปดกนแมน า เกบน าไวในอางเกบน าเหนอเขอน เขอนกกเกบน าจะตองมปรมาณน าและระดบสงเพยงพอเพอใชในการผลตไฟฟา 3.2.2 ทอสงน าเขาโรงไฟฟา (Penstock) ท าหนาทรบน า และสงตอไปยงเครองกงหนน าทตดตงอยในโรงไฟฟา ทอสงน าสวนใหญเปนทอเหลกเหนยว ซงอาจฝงอยใตดน หรออาจตดตงอยในตวเขอน หรอวางกลางแจง 3.2.3 กงหนน า (Water turbine) เปนใบพดทรบแรงดนจากน า ท าใหใบพดหมนรอบแกนเปลยนพลงงานจลนของน าใหเปนพลงงานกล 3.2.4 เครองก าเนดไฟฟา (Generator) ท าหนาทผลตพลงงานไฟฟา โดยมเพลาตอจากกงหนน า เมอกงหนหมนเพลาเครองก าเนดไฟฟากจะหมน ท าใหเกดการเหนยวน าภายในเครองก าเนดไฟฟา เปลยนพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟา 3.2.5 หมอแปลงไฟฟา (Transformer) ท าหนาทปรบแรงดนไฟฟาจากโรงไฟฟาพลงงานน าใหสงขนเทากบแรงดนไฟฟาสายสงรวม เพอสงจายไปยงผใชไฟฟา

4. พลงงานชวมวล ชวมวล (Biomass) หมายถง สงทไดจากสงมชวตตาง ๆ ซงรวมทงคน สตวและพช สงมชวตเหลานสามารถน ามาเปลยนรปใหเกดเปนพลงงานไดทงสน เชน คนและสตวเมอเสยชวตไปแลวรางกายทถกฝง หรอเผาจะเปลยนไปเปนพลงงานทสะสมในพช เมอมการยอยสลายแลวจะกลายเปนปยชวยใหพชเจรญเตบโตได พชทมสวนประกอบเปนแปงและน าตาล สามารถน ามาใชเปนแหลงพลงงานไดทกสวน ตงแตราก ล าตน กงกาน จนกระทงถงใบ ของเสยจากการเกษตร มลสตว ขยะทว ๆ ไป กสามารถน าไปเปนแหลงพลงงานไดเชนกน พลงงานชวมวล (Biomass energy) หมายถง พลงงานทผลตจากอนทรยสารตาง ๆ ทงจากพชและสตวโดยกระบวนการเปลยนแปลงทางเคมความรอน หรอกระบวนการเปลยนแปลงทางชวเคมโดยอาศยจลนทรย ไดเชอเพลงชวมวล (Biofuel) ซงอาจอยในรปของของแขง ของเหลว หรอกาซกได จากการรวบรวมขอมลสามารถสรปเนอหาเกยวกบพลงงานชวมวลได ดงน 4.1 แหลงพลงงานชวมวล ชวมวลทน ามาใชเปนพลงงาน สามารถจ าแนกไดเปน 2 แหลง คอ แหลงชวมวลจากพช และแหลงชวมวลจากสงทเหลอใช (Wastes) ดงน 4.1.1 แหลงพลงงานชวมวลจากพช เปนการน าเอาพชทงประเภททมอยในธรรมชาต หรอการเพาะปลกขนเอง มาใชเปนแหลงพลงงาน ซงสามารถแบงแหลงพลงงานจากพช


เหลานออกเปน 2 ประเภท ไดแก แหลงพลงงานทมลกษณะเปนไม เชน การใชไมฟน ถานจากไม เปนตน และแหลงพลงงานทมลกษณะเปนพชผลทางการเกษตร ไดแก การปลกพชผลทางการเกษตรจ าพวก ออย ขาวโพด เพอใชเปนแหลงพลงงาน การใชเมลดไปสกดเปนน ามนจ าพวกทานตะวน สบด า หรอพชตระกลถวตาง ๆ โดยสามารถเปลยนน ามนจากพชเหลานไปเปนน ามนไบโอดเซล และสามารถน าน ามนนไปใชทดแทนน ามนดเซลทไดจากการกลนน ามนดบได 4.1.2 แหลงพลงงานชวมวลจากสงทเหลอใช ตงแตในระดบครวเรอน ระดบชมชน จนกระทงระดบโรงงานอตสาหกรรม เชน เศษไม ขเลอย เปนตน สามารถน ามาใชเปนแหลงพลงงานทงในรปของพลงงานความรอน และการผลตไฟฟา เศษพชทางการเกษตร เชน ฟางขาวสาล ขาวโพด ชานออย และแกลบ เปนตน และสงปฏกลจากสตว สามารถน ามาใชเปนพลงงานได โดยน ามาใชในลกษณะปยคอก แตในการผลตปยคอกท าใหเกดกาซมเทนออกมา ซงจะสงผลกระทบตอสภาวะแวดลอม กาซมแทนเปนกาซทกอใหเกดปรากฏการณสภาวะเรอนกระจก 4.2 การใชประโยชนจากพลงงานชวมวล วรนช แจงสวาง (2553 : 124) ไดกลาวถงกระบวนการแปรรปชวมวลเพอผลตพลงงานวา การแปรรปชวมวลเพอผลตพลงงาน คอ กระบวนการทจะน าพลงงานชวมวลมาใชประโยชน โดยกระบวนการทเกยวของในการแปรรปชวมวลเปนพลงงาน แบงเปน 2 กระบวนการ ไดแก กระบวนการแปรรปทางเคมและกระบวนการแปรรปทางชวเคม จากการศกษารวบรวมขอมลพบวา การแปรรปชวมวลเพอใชประโยชนในรปพลงงาน มวธการหลายรปแบบ และใหผลตภณฑออกมาในรปแบบทแตกตางกน สามารถสรปออกเปน 3 กระบวนการ ดงน 4.2.1 กระบวนการแปรรปทางเคมความรอน (Thermochemical conversion) เปนกระบวนการทใชพลงงานความรอนมาท าใหโครงสรางทางเคมของมวลชวภาพนน แลวเปลยนรปแบบไปเปนพลงงานตามความตองการ กระบวนการทางเคมความรอนอาจแบงออกเปน 3 วธ ดงน 1) กระบวนการเผาไหม (Combustion) เปนกระบวนการใชความรอนในททมอากาศ ท าใหเกดการสนดาปอยางสมบรณของสารอนทรยในชวมวล ไดแก น า กาซคารบอนไดออกไซด และปลอยพลงงานออกมา เชน การใชฟน และทอนไม เปนเชอเพลงในการหงตม ประสทธภาพของการเผาไหมขนอยกบองคประกอบตาง ๆ เชน ปรมาณความชนทางชวมวล เตาเผา ปรมาณอากาศทใชในการเผาไหม และอณหภมในการเผาไหม 2) กระบวนการแปรรปเปนกาซชวมวล (Gasification) เปนกระบวนการเปลยนแปลงทางเคมโดยการสลายคารบอนในชวมวลใหเปนกาซ โดยการเผาชวมวลในอปกรณทควบคมปรมาณอากาศ กาซท ไดจากกระบวนการนประกอบดวย คารบอนมอนอกไซด คารบอนไดออกไซด ไฮโดรเจนและมเทน สามารถน ากาซทไดไปแยกประเภท แลวใชตามวตถประสงคทแตกตางกนตามคณสมบตของกาซนน ๆ 3) กระบวนการยอยสลายดวยความรอน (Pyrolysis) เปนกระบวนการยอยสลายชวมวลโดยใชความรอน ในทมปรมาณอากาศจ ากด กาซทไดจากกระบวนการน ไดแก


กาซไฮโดรเจน กาซคารบอนไดออกไซต กาซคารบอนมอนอกไซต และกาซมเทน ของแขงทเหลอจากกระบวนการน ไดแก ถานหน ขเถา (Ash) และสวนของเหลว ไดแก น ามน น า และน ามนดน (Tar) ตวอยางของการใชกระบวนการน ไดแก การท าถาน (Charcoal) เปนการใหความรอนแกไมจนอณหภมสงถง 250 องศาเซลเซยส ท าใหความชนในไมระเหยออกไปหมดและกลายเปนถานทเปนสารคารบอน 4.2.2 กระบวนการแปรรปทางชวภาพเคม (Biochemical conversion) เปนกระบวนการทตองอาศยจลชวะในการผลต กระบวนการนแบงออกเปน 2 กระบวนการ คอกระบวนการยอยสลายสารอนทรยในสภาวะไรอากาศ (Anaerobic digestion) และกระบวนการหมก (Fermentation) ซงสามารถสรปรายละเอยดได ดงน 1) กระบวนการยอยสลายสารอนทรยในสภาวะไรอากาศ กระบวนการยอยสลายสารชวมวล โดยอาศยแบคทเรยจากธรรมชาตในสภาวะไมใชอากาศ ผลตภณฑทไดเปนกาซ เรยกวา กาซชวภาพ (Biogas) ซงปนกาซผสมระหวางกาซมเทน กาซคารบอนไดออกไซด และกาซอน ๆ ไดแก ไฮโดรเจนซลไฟด กาซไฮโตรเจน และกาซไนโตรเจน เชน ขยะ หรอบอเกบมลสตวของฟารมเลยงสตว เปนตน สามารถน ากาซทไดไปปรบใชกบเครองยนต ขบเคลอนเครองก าเนดไฟฟาได 2) กระบวนการหมก เปนกระบวนการผลตแอลกอฮอลโดยแบคทเรย ซงจะเปลยนแปงและน าตาลในชวมวล โดยการยอยดวยเอนไซม ใหเปนเอทลแอลกอฮอล (Ethyl alcohol) หรอเรยกอกอยางวา เอทานอล (Ethanol) เปนสารอนทรยทมสตรโมเลกลเปน C2H5OH มน าหนกโมเลกล 46.07 จดเดอดประมาณ 78 องศาเซลเซยส มลกษณะเปนของเหลวใสไมมส ตดไฟงาย ใหเปลวไฟสน าเงนไมมควน และกาซคารบอนไดออกไซด เอทานอลเกดขนสามารถน ามาใชเปนพลงงานได โดยการผสมกบกาซโซลนหรอน ามนเบนซน เรยกวา กาซโซฮอล สามารถน าไปใชกบรถยนต และ ลดมลพษทางอากาศไดดกวาน ามนเบนซน 4.2.3 กระบวนการสกดน ามนจากเมลดของพช (Extraction) เมลดหรอผลของพชบางชนด เชน ถวลสง ถวเหลอง เมลดนน มะพราว ปาลมน ามน เปนตน สามารถน ามาสกดเอาน ามนได เรยกวา น ามนพช กรรมวธในการสกดม 2 วธ คอ การสกดน ามนดวยการบบอด (Pressing) ใชส าหรบพชทมน ามนเปนองคประกอบมากกวารอยละ 25 เชน ถวลสง มะพราว ปาลมน ามน เมลดละหง เปนตน โดยการบบอดน ามนออกจากเมลดพชเหลานน และการสกดดวยตวท าละลาย (Solvent extraction) ใชส าหรบพชทมปรมาณน ามน เปนองคประกอบนอยกวารอยละ 25 เชน ถวเหลอง เมลดนน ร าขาว เมลดฝาย เปนตน โดยใชตวท าละลาย เชน เฮกเซน เปนตน สกดน ามนออกจากเมลดพชเหลาน


5. พลงงานความรอนใตพภพ ปรากฎการณทางธรณวทยา เชน การเกดภเขาไฟระเบด การเกดน าพรอน เปนตน แสดงใหเหนวา โลกมพลงงานความรอนสะสมอยภายใน พลงงานความรอนใตพภพ เปนแหลงพลงงานธรรมชาตแหลงหนงทไดรบความสนใจ เปนพลงงานความรอนทถกกกเกบไวภายใตผวโลกตามธรรมชาตนบตงแตมการกอก าเนดเปนโลกขนมา การน าพลงงานความรอนใตพภพมาใชทดแทนพลงงานในปจจบน จงเปนอกทางเลอกหนงทควรมการพฒนา ส ารวจและวจย เพอพฒนาศกยภาพในการใชทรพยากรพลงงานใหเกดประโยชนสงสด พลงงานความรอนใตพภพ คอ พลงงานความรอนทกกเกบอยภายใตผวโลก อณหภมความรอนใตผวโลกจะมคาเพมขนตามความลก ยงลกลงไปอณหภมจะยงสงขน 5.1 ลกษณะปรากฎการณธรรมชาตของพลงงานความรอนใตพภพ วรนช แจงสวาง (2553 : 162-164) ไดอธบายถงแหลงพลงงานความรอนใตพภพวา แหลงพลงงานความรอนใตพภพทพบในโลก แบงออกเปนลกษณะ 2 ประเภท คอ 1) แหลงพลงงานความรอนใตพภพแบงตามอณหภมของแหลงกกเกบ ซงแบงไดเปน 3 ลกษณะ ไดแก แหลงกกเกบอณหภมต า มอณหภมต ากวา 125 องศาเซลเซยส แหลงกกเกบอณหภมปานกลาง เปนแหลงทมอณหภม 125-225 องศาเซลเซยส และแหลงกกเกบอณหภมสง เปนแหลงทมอณหภมสงกวา 225 องศาเซลเซยส และ 2) แหลงพลงงานความรอนใตพภพแบงตามลกษณะการเกดพลงงานความรอน ซงแบงออกไดเปน 4 ประเภท ไดแก แหลงทเปนไอน า แหลงทเปนน ารอน แหลงความดนใตธรณ และแหลงหนรอนแหง สอดคลองกบอชตพล ศศธรานวฒน (2548 : 113-114) ไดกลาววา ลกษณะโดยทวไปของแหลงพลงงานความรอนใตพภพ แบงเปน 4 ลกษณะ คอ แหลงทเปนไอน า แหลงทเปนน ารอน แหลงทเปนหนรอน และแหลงทเปนแมกมา แหลงพลงงานความรอนใตพภพทปรากฏการณในรปแบบหรอลกษณะของปรากฏการณธรรมชาตทพบเหนโดยทวไปมหลายรปแบบ สรปได ดงน 5.1.1 บอน ารอน (Hot spring) เปนแหลงน ารอนทแทรกตวขนมาจากใตผวโลก น าทขนมาจะมตงแตระดบอน ๆ จนถงเดอด ขนอยกบแตละแหลง และอาจมแรธาต รวมทงกาซละลายผสมอย ท าใหมรสชาตและกลนตาง ๆ กน ปรมาณน าทไหลออกมาจากแตละแหลงกจะแตกตางกนไป 5.1.2 น าพรอน (Geyser) เปนล าน ารอนและไอน ารอนทผสมผสานกนอย มความรอน และแรงดนสง ท าใหสามารถพงทะลขนสผวโลกได น าพรอนเกดจากการทแหลงน าใตดนไดรบพลงงานความรอนจากแหลงความรอนใตพภพทอยในบรเวณทใกลเคยงกน เมอน าไดรบความรอนจะท าใหมแรงดนสงและเคลอนตวสดานบนกลายเปนน าพรอน แหลงน าพรอนพบไดในหลายแหงทวโลก เชน อทยานเยลโลวสโตน (Yellow Stone) ประเทศสหรฐอเมรกา เปนตน สวนในประเทศไทยมแหลงน าพรอนอยหลายแหง เชน อ าเภอฝาง จงหวดเชยงใหม อ าเภอแมจน จงหวดเชยงราย เปนตน


5.1.3 บอไอเดอด หรอพกาซ (Fumarole) เปนหลมหรอปลองทมเพยงไอน ารอนพงขนมา โดยไมมน าผสมออกมาเหมอนน าพรอน เกดจากบรเวณชนใตดนนนมน าอยเพยงเลกนอย เมอไดรบความรอนจงกลายเปนไอน าออกมา หรออาจเกดจากการทชนใตดนมความรอนสงมากจนน ากลายเปนไอหมด บอไอเดอดในลกษณะนมกพบไดเสมอในประเทศทมภเขาไฟ แตกมโอกาสพบไดในพนทไมมภเขาไฟไดเชนกน ส าหรบประเทศไทยมบอไอเดอดหลายแหง เชน อ าเภอฝาง จงหวดเชยงใหม อ าเภอแมจน จงหวดเชยงราย เปนตน 5.1.4 บอโคลนเดอด หรอพโคลน (Mud pot) เปนแหลงโคลน ซงเปนดนตะกอนทอมตวดวยน า โดยภายใตชนดนโคลนเหลานเปนแหลงทมไอน ารอนสงอยดานลาง ไอน ารอนซงมแรงดนจะพยายามดนตวออกสผวโลก แตตองผานบรเวณดนโคลนเหลานนกอน จงท าใหเกดการพงกระจายของดนโคลนทอยดานบนขนมา โดยทวไปบอโคลนเดอดมกมก ามะถนอยมากและมสหลายส 5.2 การประยกตใชประโยชนจากพลงงานความรอนใตพภพ มนษยรจกการใชประโยชนโดยตรงจากพลงงานความรอนนมานานแลว เชน ใชในการตมไข ลวกอาหารตาง ๆ ใชอาบหรอแช เปนตน แตในปจจบนไดมการพฒนาเทคโนโลยเพอน าเอาพลงงานจากความรอนเหลานมาใชในการผลตไฟฟา ซงสามารถชวยลดปญหาดานมลพษ และทดแทนการใชพลงงานจากเชอเพลงฟอสซลไดสวนหนง การน าหลงงานความรอนใตพภพมาใชประโยชน ตองค านงถงแหลงก าเนดพลงงานเปนส าคญ โดยพจารณาจากองคประกอบทส าคญ ไดแก อณหภมและปรมาณของแหลงกกเกบ สภาวะของไหลในแหลงกกเกบ สมบตทางเคมของน ารอน การน าพลงงานความรอนใตพภพไปใชประโยชน สามารถจ าแนกไดเปน 2 ลกษณะ คอ น าความรอนจากพลงงานความรอนใตพภพมาใชโดยตรง และน าพลงงานความรอนใตพภพไปผลตไฟฟา รายละเอยดสรปได ดงน 5.2.1 การประยกตใชพลงงานความรอนใตพภพโดยตรง การน าพลงงานความรอนใตพภพมาผลตความรอน เปนการน าความรอนจากแหลงน าพรอนตามธรรมชาตไปใชงานโดยตรง มการใชกนอยางแพรหลายในประเทศตาง ๆ ทวโลก เชน ใชในการท าความรอนส าหรบอาคารทพกอาศย ใชในการอบแหงผลตผลทางการเกษตร ความรอนทน าไปใชอาจใชในลกษณะของน ารอนหรอไอน า ลกษณะการใชงานขนอยกบระดบของอณหภมของน ารอนหรอไอน า 5.2.2 การประยกตใชพลงงานความรอนในการผลตไฟฟา การน าพลงงานความรอนใตพภพมาผลตไฟฟา เปนการน าน ารอนหรอไอน าจากแหลงกกเกบไปหมนกงหนเพอผลตไฟฟา การผลตไฟฟามวธการทแตกตางกนออกไป ขนอยกบอณหภม และสถานะของของไหลทผลตไดจากแหลงกบเกบ หลายประเทศทวโลกทใชพลงงานความรอนใตพภพผลตไฟฟา เชน รสเซย นวซแลนด เมกซโก ไอซแลนด หรอในแถบเอเชย ไดแก ญปน ฟลปปนส อนโดนเซย เปนตน


สรปทายบท พลงงานมความส าคญ และมความจ าเปนตอการด ารงชวตของมนษย พลงงานสามารถจ าแนกตามการน ามาใชประโยชน ไดแก พลงงานหมนเวยน และพลงงานสนเปลอง พลงงานทใชประโยชนในปจจบนสวนมากมาจากแหลงพลงงานสนเปลอง คอ พลงงานทใชแลวหมดไป ไมสามารถสรางขนมาใหม หรอการทดแทนโดยธรรมชาต ตองใชเวลานานกวาลานปจงจะสรางขนมาอกได และมปรมาณจ ากด ไดแก เชอเพลงฟอสซล หนน ามน ทรายน ามน พลงงานหมนเวยน คอ พลงงานจากแหลงพลงงานธรรมชาต ทน ามาใชไดโดยไมมวนหมด สามารถสรางทดแทนได ไดแก พลงงานแสงอาทตย พลงงานน า พลงงานลม พลงงานความรอนใตพภพ และพลงงานชวมวล พลงงานแสงอาทตย เปนแหลงก าเนดพลงงานของพลงงานรปแบบตาง ๆ บนโลก เปนแหลงพลงงานธรรมชาตทสะอาด และมมากมายมหาศาล การน าพลงงานแสงอาทตยไปใชประโยชนสามารถน าไปใชไดทงทางตรงในรปของพลงงานความรอน และใชทางออมโดยเปลยนพลงงานแสงอาทตยเปนพลงงานไฟฟา พลงงานลมสามารถเปลยนรปเปนพลงงานแบบอนได ลมเกดจากความแตกตางของอณหภม ความกดดนบรรยากาศและแรงหมนของโลก พลงงานน าจดเปนพลงงานสะอาดไมกอใหเกดมลพษตอสงแวดลอม พลงงานชวภาพเปนพลงงานทผลตจากอนทรยสารตาง ๆ ทงจากพชและสตวโดยกระบวนการเปลยนแปลงทางเคมความรอน หรอกระบวนการเปลยนแปลงทางชวเคมโดยอาศยจลนทรย

ค าถามทบทวน 1. พลงงานแบงออกเปนกประเภท อะไรบาง และมลกษณะเปนอยางไร 2. กฎการอนรกษพลงงาน มใจความส าคญวาอยางไร 3. เพราะเหตใดจงเรยกถานหน น ามน และกาซธรรมชาต วา “เชอเพลงฟอสซส” 4. พลงงานทดแทนแตกตางจากพลงงานหมนเวยนอยางไร 5. เพราะเหตใด ความตองการพลงงานของโลกจงมคาเพมมากขน ใหอธบาย และถาโลกขาดพลงงานจะเกดผลอยางไร 6. พลงงานแสงอาทตยมความส าคญตอสงมชวตบนโลก อยางไร 7. ปจจยทเปนตวก าหนดในการทจะน าพลงงานลมมาใชในการผลตกระแสไฟฟา 8. พลงงานน าทประเทศไทยนยมน ามาใชประโยชนเปนพลงงานน าประเภทใด จงอธบาย 9. กาซโซฮอล คออะไร จงอธบาย 10. พลงงานความรอนใตพภพสามารถน ามาใชประโยชนดานใดไดบาง


เอกสารอางอง ทวศกด จนดานรกษ. (2552). เอกสารการสอนชดวชา วทยาศาสตรเทคโนโลยและสงแวดลอมเพอ

ช วต ฉบบปรบปรงคร งท 2. พมพคร งท 11. นนทบร : ส านกพมพมหาวทยาลย สโขทยธรรมาธราช.

นธนาถ เจรญโภคราช. (2546). พลงงานกบสงแวดลอม. กรงเทพฯ : คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย. มหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทา.

ปราโมทย ไชยเวช และนรกษ กฤษดานรกษ. (2543). ปโตรเลยมเทคโนโลย. กรงเทพฯ : จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

พรพจน เปยมสมบรณ. (2556). พลงงาน : ววฒนาการ กระบวนการผลต การวเคราะหและ ความยงยน. กรงเทพฯ : ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

พลงงาน, กระทรวง. (2553). พระราชบญญตการสงเสรมการอนรกษพลงงาน พ.ศ.2535 (แกไขเพมเตม พ.ศ. 2550). กรงเทพฯ : กระทรวงพลงงาน.

_______. (2558) . ทฤษฎพล งงาน. [ออนไลน ] . สบคนจาก : http://www.thailandenergy education.com/assets/media/A005.pdf. [29 มนาคม 2561]

พฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน, กรม. (2557). สารานกรมพลงงานทดแทน. กรงเทพฯ :บรษท โรงพมพตะวนออก จ ากด (มหาชน).

วรนช แจงสวาง. (2553). พลงงานหมนเวยน (Renewable Energy). กรงเทพฯ : ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

ศวพนธ ชอนทร. (2559). มลพษทางอากาศ. พมพครงท 2 ฉบบปรบปรง. กรงเทพฯ : ส านกพมพแหงจฬาลงกรณวทยาลย.

สชาต สภาพ. (2557). พลงงานทางเลอก. นนทบร : SCIENCE PUBLISHING. อชตพล ศศธรานวฒน. (2548). วทยาศาสตรพลงงาน. [ออนไลน]. สบคนจาก : http://www.

rmutphysics.com/charud/pdf-learning/index5.htm. [4 พฤษภาคม 2558]

พลังงาน · 6) พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy)...

Documents