ทำไมเราไม่กักเก็บพลังงานจากฟ้าผ่ามาใช้ โดยกลุ่มที่ 19

Image # 2.

ทำไมเราไม่กักเก็บพลังงานจากฟ้าผ่ามาใช้ แทนที่จะสร้างเขื่อน เผาถ่านหิน หรือโรงงานนิวเคลียร์ ***

ถ้าพลังงานไฟฟ้ามันมากขนาดนี้ นะ ทำไมเราไม่หาทางกักเก็บไว้ใช้ พลังงานก็สะอาดและยั่งยืน แล้วก็นึกขึ้นได้ว่า เออ ในหนัง Back to the future ดร. Brown มันก็ใช้คอนเซ็ปนี้นี่นา  พอผมลองหาข้อมูลเพิ่ม ก็พบว่ามีคนพยายามทำอยู่หลายครั้ง ตั้งแต่ปี 1990

แม้ว่าฟ้าผ่า 1 ครั้งจะมีพลังงานมากมาย เฉลี่ยประมาณ 5 พันล้าน จูลส์ หรือประมาณ น้ำมันดีเซล 145 ลิตร (บ้านหลังนึงใช้ไฟฟ้าได้เป็นเดือน) พลังงานนี้ลงที่พื้นที่เล็กมากและในเวลาแป๊บเดียว (1/1000 วินาที) ทำให้ลำบากมากต่อการจับมันไว้ จับได้แล้วต้องเก็บได้อย่างเสถียรทันที ไม่ระเบิดจากฟ้าผ่า ซึ่งยากเช่นกัน… มีคนเสนอว่า น่าจะเอาพลังงานพวกนี้ไปต้มน้ำได้ หรือแปลงเป็นพลังงานความร้อนหรือกล

เทคโนฯที่ว่าจะต้องเก็บเกี่ยวพลังงานสูงนี้อย่างไวมาก … แต่พลังงานที่เปลี่ยนไปมาในการผ่าแต่ละครั้ง ยังทำให้การเก็บเกี่ยวไฟฟ้าแบบนี้ลำบาก พลังงานมากไป มันก็จะทำลายตัวเครื่องเก็บกัก พลังงานน้อยไป ก็อาจไม่ work … นอกจากนี้แล้ว แน่นอนว่า ฟ้าผ่ามันลงค่อนข้างมั่ว ทำนายได้ยาก (ยกเว้น ดร. Brown ที่รู้อยู่แล้วว่า ผ่าตรงไหนเวลาไหน เพราะกลับไปอดีต) และ มันก็ยากอีกด้วยที่จะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่า เป็นพันๆ โวลต์ ให้เป็น 220 หรือ 110 โวลต์ ที่ใช้ในบ้าน

ทั้งนี้ ปี 2007 บริษัท พลังงานทางเลือก ชื่อ Alternate Energy Holdings, Inc. ของอเมริกา ได้ทดลองเก็บกักพลังงานจากฟ้าผ่า ซึ่งดีไซน์ของระบบ บริษัทได้ซื้อมาจาก นักประดิษฐ์ชื่อ Steve LeRoy ชาวอิลลินอยส์ ผู้พบว่าเขาสามารถเปลี่ยนพลังงานที่เก็บมาจาก ฟ้าผ่าจำลอง (รูป 3) และเอามาใช้กับหลอดไฟ (60 W) ได้นาน 20 นาที … วิธีของเขา/บริษัท จะมีหอคอย ระบบเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าที่ผ่าลง และตัวเก็บประจุ แต่ทว่าเมื่อใช้กับ สถานการณ์จริง บริษัทบอกว่า “ไม่สามารถทำให้มัน work ได้” แต่ CEO ก็แนะว่า หากมีเงินและเวลา อาจจะทำได้สักวัน

ในฝ่าย ดร. Martin Uman แห่งมหาลัยรัฐฟลอริด้า ซึ่งเป็น 1 ในผู้นำโลกด้านฟ้าผ่า กล่าวว่า ขณะที่พลังงานของฟ้าผ่าในพายุฝนรุนแรงทั้งคืนอาจเทียบได้กับ ระเบิดนิวเคลียร์ แต่การจะกักเก็บมันไว้นั้นน่าจะสิ้นหวัง … ทั้งนี้ ท่านนี้อายุ 77 ปีแล้ว ผมว่าคนรุ่นใหม่ไฟแรงอาจมีไอเดียและความหวังมากกว่า แต่ปัญหาหลักก็ยังคือ ในการไม่รู้ว่าเมื่อไหร่ที่ไหน มันจะผ่า

และที่สำคัญ องค์กร Physics.org กล่าวว่า พลังงานที่อยู่ในฟ้าผ่า มันจะค่อยๆหายไป (disperse) ในรูปของความร้อน (ทำให้อากาศรอบๆมันร้อนขึ้น) ขณะที่ลงมายังพื้นผิวโลก ดังนั้น หอคอยที่จะใช้ดังบริษัทข้างต้น จะเก็บกระแสไฟฟ้าได้แค่ส่วนเล็กน้อยแค่นั้น

วิธีที่ง่ายกว่าก็คือ การเก็บเกี่ยวปะจุในอากาศโดยตรง ก่อนที่มันจะกลายตัวเป็นฟ้าผ่า ใน scale การทดลองขนาดเล็ก มีคนทำมาแล้ว เช่น การใช้ว่าวของ Benjamin Franklin แต่ทว่า การที่จะสะสมปะจุมากมายในอากาศให้พอเอามาใช้ ต้องใช้เครื่องเก็บขนาดใหญ่มาก และก็ค่อนข้างยากที่จะเอากระแสไฟฟ้าเป็นพันๆโวลต์มาใช้อย่างมีประสิทธิภาพ ดีๆ

ล่าสุด ดร. Fernando Galembeck แห่ง มหาลัย Campinas in Brazil พรีเซ้นงานวิจัยที่ การประชุมเคมีอเมริกา เขาพบว่า จากการทดลอง หยดน้ำในอากาศนั้นสามารถเก็บเกี่ยวปะจุมาได้เวลาไปชนกับฝุ่นละอองในอากาศที่ มีปะจุอยู่ (รูป 5) และยังสะสมและส่งปะจุต่อไปยังวัตถุอื่นได้ด้วย …เขาจึงแนะนำว่าวิธีนี้อาจทำให้เก็บเกี่ยวไฟฟ้า (hygroelectricity) จากอากาศในพื้นที่ๆมีความชื้นในอากาศสูง เช่น เขตร้อนชื้น (อย่างไทย หรือรัฐฟลอริด้า) ทีมของเขาได้ทดสอบเพื่มเติมแล้วว่า โลหะชนิดไหนที่จะเอามาเก็บเกี่ยวปะจุจากหยดน้ำในอากาศ …. งานของเขาคงยังอีกนานมากกว่าจะใช้ได้จริงอย่างมีประสิทธิภาพ แต่น่าจะเป็นก้าวแรกที่ดี เพราะเป็นการเก็บเกี่ยวปะจุในอากาศโดยตรง

Image # 3.

ดูๆไม่ค่อยมีหวังนัก กับศาสตร์ด้านนี้ แต่เราได้รู้แล้วว่า ทำไมเทคโนฯ ไม่เน้นด้านนี้อย่างที่ ดร. Brown เคยได้ทำไว้ (ในหนัง)

ดร. ไพโรจน์ ฉัตรอนันทเวช

ที่มา https://www.facebook.com/ElectricalRm/

https://web.facebook.com/rmutphysics/posts/1114601521937999