จริงๆผมสนใจพลังงานฟรีมานานแล้ว ตั้งแต่ได้ดูสารคดีในสมัยเด็กๆทางทีวี ได้กล่าวถึงพลังงานก๊าซที่ผลิตได้จากเศษอาหารและวัชพืชซึ่งที่ดูจำได้ว่าเป็นของฝาหรั่ง ลงทุนทำถังโลหะอย่างดีที่มีฝาปิดพร้อมใบพัดกวนอยู่ภายในมีช่องสำหรับใส่เศษอาหารและหัวเชื้อ ที่สำคัญคือเขาจะเอาเศษวัชพืชหรือเศษไม้สดที่สับละเอียดด้วยเครื่องหุ้มไอ้ถังโลหะเอาไว้แล้วรดน้ำใส่มันบ่อยๆ เขาบอกว่าเศษวัชพืชสดจะรักษาอุณหภูมิภายในถังไม่ให้ต่ำเกินไปจนกระทั่งเชื้อมันเจริญเติบโตไม่ได้ทำให้ไม่ผลิตแก๊สออกมา แก็สที่เขาผลิตได้ก็จะเอามาบรรจุในถังเหล็กที่มีความหนาสูงคล้ายๆถังอ๊อกซีเจนไซส์ใหญ่ เท่าที่ดูๆมาผมว่า พลังงานจากก๊าซชีวมวลลงทุนต่ำที่สุดแล้ว และสุดท้ายก็ได้ปุ๋ยด้วย ส่วนพลังงานอย่างอื่นต้องใช้พลังภายในเพิ่มอีกอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง เช่นพลังทุน พลังความรู้ทางไฟฟ้า พลังความรู้ทางแมคคานิค และพลังความรู้จากการลองผิดลองถูกอีกพอสมควร

สองสามวันนี้ได้ข้อมูลที่น่าสนใจทั้งเกี่ยวข้องกับพลังงานจากแสงแดด และ พลังงานจากน้ำ ปัญหาต่อมามันทำได้จริงหรือ ราคาเท่าไหร่ และเมื่อไหร่จึงจะคุ้มทุนครับ แต่ที่น่าสนใจแบบลุ้นๆ คือกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าแบบวนหลูปไฟฟ้าตามวีดีโอข้างล่าง

มาลองดูเรื่องกังหันพลังน้ำก่อนที่ผลิตไฟฟ้าได้จากคลิ๊ปนี้  ที่มา http://www.manager.co.th/Local/ViewNews.aspx?NewsID=9580000039323

ดูแล้วมีความเห็นอะไรบ้างครับ เท่าที่จับใจความได้ เขาบอกว่า input ไฟเข้าปั๊มน้ำใช้ไฟประมาณไม่เกิน 300 วัตต์ แต่ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 2000 วัตต์ เป็นการผลิตไฟฟ้าโดยใช้ลักษณะการวนหลูปไฟฟ้า โดยการใส่พลังงานไฟฟ้าให้กับปั๊มน้ำ300วัตต์ เพื่อเติมน้ำใส่กังหันน้ำที่ทำหน้าที่หมุนและส่งพลังต่อไปยังไดนาโมที่ผลิตไฟฟ้าออกมาได้เป็นจำนวน 2000วัตต์ ถ้าทำงานหรือผลิตไฟฟ้าได้จริงตามจำนสนมันก็สามารถที่จะจ่ายไฟให้กับปั๊มน้ำแค่300w สบายๆ และยังเหลือเอาไปใช้ได้อีกถึง 1700 วัตต์

ในที่นี้หรือในคลิ๊ปนี้มีทั้งปัญหาทางไฟฟ้าและปัญหาทางแมคคานิคหรือกลไกผสมกันอยู่ทำให้นัวร์ๆดูยากสักนิดนึง

ผมเคยได้ยินมานานเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าชนิดวนหลูปไฟฟ้า ด้วยการจ่ายไฟฟ้าจากแหล่งภายนอกให้มอเตอร์ แล้วเอามอเตอร์มาหมุนไดนาโม(อุปกรณ์ที่คล้ายกับมอเตอร์แต่ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้า) ไฟฟ้าที่ได้จากไดนาโมเมื่อตัดต่อไปให้กับมอเตอร์โดยตัดแหล่งจ่ายจากภายนอกจะทำให้ไดนาโมหมุนผลิตไฟฟ้าไฟได้ตลอด ซึ่งผมก็เคยได้ยินมาตั้งแต่สมัยเรียน คนที่เล่าให้ฟังมีทั้งอยู่ในอู่รถเคยทำแล้วนำไฟส่วนเกินมาทำเครื่องเชื่อมไฟฟ้า หรืออีกคนที่เล่าให้ฟังว่าจะนำไฟฟ้าส่วนเกินที่ได้ไปต่อกับหลอดไฟในหมู่บ้านซึ่งก็จะมีไฟฟ้าแสงสว่างให้ใช้กันได้สบาย การวนหลูปท่างไฟฟ้าเหล่านี้ถ้าคนที่เคยมีพื้นความรู้อยู่บ้างหลายคนคงฟันธงไปได้เลยว่าเป็นไปไม่ได้  ขัดกลับหลักการอนุรักษ์พลังงาน

แต่ถ้าเคยดูเขาทดลองจะพบว่าเมื่อตัดระบบแหล่งจ่ายไฟจากภายนอกแล้วทำไมมอเตอร์ยังดูเหมือนว่าจะหมุนต่อไปได้เรื่อยๆเหมือนมีทีท่าว่าจะไม่หยุด ชะรอยไดนาโมหรือระบบปั่นไฟจะสามารถเลี้ยงมอเตอร์และหมุนอยู่ได้ตลอดนั้นน่าจะมีพลังงานส่วนเหลือพอไปเลี้ยงหลอดไฟหรือโหลดภายนอกได้ เมื่อคิดดังนั้นแล้วจึงทำการทดลองต่อไปโดยตัดไฟบางส่วนไปเลี้ยงโหลดภายนอกเช่นเครื่องเชื่อม หรือ หลอดไฟ ถ้าโหลดเหล่านั้นมีปริมาณความต้องการไฟฟ้ามากพอการทดลองนั้นจะมีผลทำให้มอเตอร์ค่อยๆหยุดทำงานหรืออาจจะหยุดเกือบจะทันที ความจริงเป็นเช่นนั้น ส่วนมอเตอร์ที่ไปหมุนไดนาโมเมื่อตัดแหล่งจ่ายจากภายนอกแล้วทำไมยังหมุนอยู่ได้ คำตอบส่วนหนึ่งเพราะมอเตอร์หมุนในลักษณะที่มีแรงเฉื่อยค้างอยู่และกระแสไฟฟ้าที่ได้จากไดนาโมก็ยังมาจ่ายเลี้ยงมอเตอร์ในลักษณะการหมุนของมอเตอร์ที่เกือบจะใกล้เคียงกับการหมุนตัวเปล่าแบบไม่มีโหลดแต่กระแสที่จ่ายจากไดนาโมมีค่ามากแต่มอเตอร์ได้รับกระแสมากแต่กินวัตต์น้อยทำให้ยังคงหมุนอยู่ได้ระยะหนึ่ง
ลองดูลิ้งค์วีดีโอข้างล่างแล้วท่านมีความคิดเห็นอย่างไร ต้องกดลิงค์ไปดูที่ยูทูปเพราะคนโพสบล็อกวีดีโอเอาไว้ จริงหรือหลอกหว่า?? ถ้าวนหลูปแล้วทำงานได้จริงอาจได้รับการยกย่องซึ่งยังไม่มีใครได้รับการยกย่องสักคนในเรื่องการวนหลูปไฟฟ้าแล้วผลิตไฟฟ้าได้ ยกย่องในที่นี้คือมีการวัดค่ากันจริงๆอย่างเป็นทางการเหมือนกับกินเนสบุ๊กอะไรอย่างงี้อ่ะ

http://www.youtube.com/watch?v=Fv53K9MnDuM

 

สรุปเราลองย้อนกลับมาที่ กังหันน้ำผลิตไฟฟ้าตามวีดีโอ เอาแค่ว่าเป็นไปได้ไหมหนอก่อนเป็นคำถามแรก ผมสนับสนุนทุกท่านที่มีความคิดเห็นและกล้าที่จะลองผิดลองถูก ในการทดลองกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าชนิดดังรูปผู้ทดลองได้ลงทุนไปผมว่าเป็นหลักแสนอย่างต่ำต้องมีสองสามแสนบาทครับ จะใช้ได้ดี หรือใช้ได้ผลน้อย หรือใช้ไม่ได้ผล ผมก็ต้องขอยอมรับในความกล้าที่จะลองผิดลองถูกครับ

 

ผมขอนอกเรื่องนิดนึงให้ผู้อ่านสับสนเพิ่มจะได้เพิ่มไอเดีย ในส่วนนี้มันเป็นเรื่องจริงเห็นผลมีคนทำใช้อยู่กันมานานพอสมควรแล้วเป็นเครื่องสูบน้ำแบบอินพุทพลังงานน้อยๆมากและครั้งเดียวเท่านั้นปรับครั้งเดียวและใส่ครั้งเดียว

เรื่องน้ำเป็นของไหลที่แปลกพิสดารไม่เหมือนใคร ผมดูคลิ๊ปอีกตอนแรกๆผมยังไม่เชื่อเลยว่า ในพลังน้ำหรือตัวน้ำเองอุปกรณ์เก็บแรงดันน้ำและกลไกอีกเล็กน้อย สามารถสูบน้ำหรือถ่ายน้ำไปที่มีความสูงกว่าระดับน้ำตัวมันเองได้ หรือสูงขึ้นไป3-5เมตรได้ ลองดูอีกคลิ๊ปนะครับ ชาวบ้านเขาใช้กันมานานแล้วเรียกกันว่าตะบันน้ำ ซึ่งใช้เช็กวาล์วน้ำสองตัวและกระบอกสำหรับกักเก็บแรงดัน มันสูบน้ำได้เองโดยไม่ต้องใช้พลังงานเลยจริงหรือนี่ ขอขอบคุณเจ้าของวีดีโอที่ใช้ชื่อเรื่อง ติดตะบันน้ำที่ดอยรายปลายฟ้า

มาดูตะบันน้ำชนิดใช้เช็กวาล์วทำเองดูบ้างครับ แกบอกว่าเช็กวาล์วแพงใช้2เดือนก็เสียแล้ว ทำเอาเองดีกว่า https://www.facebook.com/profile.php?id=100006102468872

ขอขอบคุณเจ้าของวีดีโอที่ใช้ชื่อเรื่องว่า ตะบันน้ำ เจ้ยชัย วัฒนา เวอร์ชั่นที่1

ไว้ค่อยๆมาขุดกันอีกที จริงๆแล้วผมก็ยังไม่ค่อยเข้าใจเท่าไหร่

 

กลับมาเข้าเรื่องกันก่อน ในเรื่องกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าในลักษณะวนหลูปไฟฟ้า

ถามต่อไปว่ามันเป็นไปได้หรือเปล่าที่ มีเครื่องสูบน้ำสูง4 เมตรในวีดีโอแรก ด้วยปริมาณน้ำ… ด้วยไฟฟ้าอินพุท ไม่เกิน 300 วัตต์ มีหรือเปล่า? 

 เมื่อลองจับขนาดถาดและจับเวลาในวีดีโอพบว่า ถาดน้ำหรือshelf แต่ละชั้น มีปริมาตรประมาณ88 ลิตร และมีการเติมน้ำเพียง70เปอร์เซนต์ ใช้เวลาประมาณ 4 วินาทีต่อถาด ลองสังเกตดูในวีดีโอดูเอานะครับ  ปริมาณน้ำที่สูบในแต่ละชั้นจริงๆในวีดีโอจะได้เท่ากับ 62 ลิตร ต่อ 4วินาที

ฉะนั้นใน60วินาที หรือ1นาทีจะสูบน้ำได้

= (62/4)*60

=930 ลิตร/นาที

จากนั้นลองไปค้นปั๊มน้ำดูพบว่าไม่มีอันไหนที่ให้ความสามารถในการเติมน้ำ อย่างน้อยที่ความสูง 3เมตร หักขาดูดสูงไปเกือบเมตรลองสังเกตดูเอานะครับ ต้องเติมน้ำได้ 900ลิตร/นาที ด้วยปริมาณไฟฟ้าอินพุท 300 วัตต์ ลองหาดูนะครับ มันไม่มีจริงๆ หาปั๊ม300วัตต์ที่ส่งสูง3เมตรที่900ลิตร/นาที ไม่ได้ ที่ใกล้เคียงอย่างน้อยก็ต้องมี 800-1000 วัตต์ขึ้นไป ไม่งั้นไม่สามารถ  ลองดูหน้าตาปั๊มในรูปก็คล้ายๆกับปั๊มมิตซูบิชิรุ่นน้ำมาก 2hp เกือบจะเป๊ะๆ เข้าใจว่าในวีดีโอผู้ทดสอบใช้อินเวอร์เตอร์เข้าคุมปั๊มน้ำซึ่งจะทำให้จำนวนวัตต์สามารถลดลงได้เล็กน้อยแต่ไม่มีทางได้300วัตต์  pdf ปั๊ม Mistbishi รุ่นน้ำมาก เพราะพฤติกรรมปั๊มกราฟยิ่งที่ปลายท้ายกราฟหรือได้ใกล้เคียง900L/min หรือมากกว่าจะยิ่งกินไฟมาก พอดีผมเคยอ่านปั๊มกราฟที่มีกำลังวัตต์ของมอเตอร์ประกอบเลยพออนุมานเทียบเคียงกันได้ แต่ปั๊มกราฟของมิตซูบิชิซีรี่นี้ไม่มีกำลังวัตต์มอเตอร์มาแสดงประกอบ จึงอนุมานได้ดังนี้ถ้าเฮดสูงๆหรือปั๊มน้ำปั๊มได้สูง(หัวกราฟ)ส่วนใหญ่จะกินกำลังวัตต์ของมอเตอร์น้อยกว่าปลายกราฟที่แรงดันต่ำ(เฮดต่ำ)แต่ปั๊มน้ำได้ปริมาณเยอะ

ปั๊มน้ำสูบน้ำมาก

สรุปอินพุทไฟฟ้าไม่น่าจะใช่300วัตต์ ต้องมากกว่า 800วัตต์ขึ้นไป ผมอาจจะฟังไม่ดีหรือเข้าใจผิด แต่พอดีในวีดีโอไม่ได้ถ่ายรูปอินเวิตตอร์ที่คุมปั๊มน้ำเอาไว้ด้วยก็เลยยิ่งไม่แน่ใจ แต่ขอยอมรับว่าต้องใช้ปั๊มที่มีขนาดมากกว่า 800วัตต์ หรืออินพุทไฟฟ้าที่อย่างน้อย800วัตต์จึงจะทำให้เทอร์ไบน์หรือกังหันน้ำสำหรับปั่นไฟฟ้าทำงานได้

เอาล่ะครับมาลองดูค่าคงที่อื่นที่จับได้ในวีดีโอ ซึ่งบอกว่า inputกำลังไฟฟ้าให้ปั๊มน้ำ 300 วัตต์ แต่ได้ เอ้าพุท 2000 วัตต์ เรามาแก้โจทย์กันนะครับ คงต้องมีสูตรนิดหน่อยเกี่ยวกับกำลังงานของเพลา

ในรูปด้านล่างผมประมาณขนาดถาด น้ำหนักน้ำ ขนาดเฟืองโซ่โดยเฉพาะรัศมีของเฟืองโซ่ซึ่งมีขนาด15เซนติเมตร และจับเวลาการหมุน เพื่อคำนวนกำลังวัตต์ที่ชุดกังหันน้ำนี้ผลิตได้ ทั้งหมดนี้เป็นค่าประมาณที่จับได้จากวีดีโอนะครับ และไม่ได้คิดถึงการสูญเสียใดๆที่เกิดขึ้นทางกลไกเช่นความฝืดหรือประสทธิภาพเป็นต้น

 ขนาดของถาดดูประมาณเอาจากขนาดอิฐบล็อก 1ถาดหรือ1shelf มีขนาด

ถาดกังหัน1ถาด  กxยxส = 40x200x11 เซนติเมตร

=88 ลิตร

แต่ในวีดีโอใช้งานเพียง70% =0.7*88=62ลิตร

ถาดมีทั้งหมด 22 ชั้น สามารถรับน้ำได้มากที่สุดเท่ากับ

=88*22=1,364 ลิตร =1,364 kg

แสดงว่ามีน้ำในแนวตั้งที่มากที่สุดเป็นน้ำหนักฉุด ที่เกิดขึ้นที่เฟืองโซ่ =1,364 kg   และเฟืองโซ่(ที่มีขนาดรัศมี15เซนติเมตร)นั้นหมุนด้วยความเร็ว โดยประมาณ(จับเวลาเอาเพียง1/4รอบได้เวลา11 วินาที)แล้วลองคำนวนย้อนกับได้=1.36 RPM หรือรอบ/นาที แปลงค่าเป็นความเร็วเชิงมุมได้ 0.142 rad/s

1.36 RPM =1.36 รอบต่อนาที ;1รอบคือ2Π เรเดียน (rad) 360 องศา

=1.36*2Π /60 =1.36*2*3.14/60

=0.142 rad/s

ความเร็วเชิงมุม จริงๆใช้หน่วย หมุนไปได้กี่องศา ใน 1 วินาที จะฟังดูเป็นภาษาคนมากกว่า หมุนไปได้ เท่านี้เรเดี่ยนใน1วินาที แต่สูตรที่เอาไปใช้มันเป็นหน่วยเรเดี่ยน/วินาที ซึ่งสูตรนั้นจำง่ายมาก ตอนเรียนถึงตอนนี้ก็ยังจำได้ไม่ลืม

real_output_this_water_tubine

เมื่อได้ค่าต่างๆพอสมควรแล้วผมขอแนะนำสูตรการคำนวนกำลังวัตต์ของเพลาที่เครื่องนี้ผลิตได้ สูตรกำลังวัตต์ของเพลาะสามารถนำไปคำนวนมอเตอร์ไฟฟ้า หรือเครื่องยนต์ได้ทั้งนั้นนะครับแต่ต้องมีค่าต่างๆดังนี้

ที่มา  http://www.engineeringtoolbox.com/work-torque-d_1377.html

 P = Tω

P คือกำลังวัตต์ที่เพลาส่งออกมา หน่วยเป็น วัตต์ (Watt)

T คือ แรงบิด หรือทอร์ก มีหน่วยเป็น นิวตัน-เมตร (N-m)

มีสูตร T = F*r (แรงหรือน้ำหนักนิวตัน*ระยะทางที่แรงกระทำห่างจากจุดหมุน)

ω คือความเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็นเรเดียน/วินาที

work_force_torque

 ในที่นี้จะให้ F=13,367 นิวตัน เพื่อหากำลังขับที่เกิดขึ้นจริง เมื่อมีความเร็วรอบ 0.142 เรเดียน/วินาที กังหันน้ำผลิตไฟฟ้าจะสามารถทำได้พื่อเอาไปขับเจนเนอเรเตอร์ ซึ่งในที่นี้ การคำนวนเริ่มต้นจะเกิดขึ้นเฟืองโซ่สีเหลืองๆ เนื่องจากน้ำหนักของน้ำ= 1,364 kg ดึงโหนเฟืองโซ่ซึ่งทำให้มันหมุนไปทางเดียวกันอยู่เสมอ

P = Tω  = (F*r) ω =13,367*0.15*0.142

= 285 วัตต์

สรุปแล้ว กังหันน้ำในวีดีโอ ด้วยการเติมน้ำเพียง 70%ของแต่ละชั้น จะผลิตไฟฟ้าได้มากสุดเพียง 285 วัตต์ แต่กำลังไฟที่จ่ายให้ปั๊มน้ำมากกว่า 800-1000 วัตต์ ในกรณีที่ไม่ได้คิดการสูญเสียใดๆเลย

เศร้าครับ อยากให้ได้สัก 2000 วัตต์จริงๆครับ ลองกดดูตัวเลขคร่าวๆแม้เติมน้ำเต็มทุกชั้นหรือให้กังหันน้ำนี้หมุนได้เร็วสุดๆด้วยน้ำหนักน้ำ 1900kg ก็ไม่น่าจะผลิตกำลังเพลาได้เกิน 500 วัตต์ แต่กำลังไฟที่จ่ายให้ปั๊มน้ำอาจมากถึง 1200 วัตต์

ตามทฤษฏีการคำนวนนี้เครื่องผลิตไฟฟ้ากังน้ำตามแบบวีดีโอนี้ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าส่วนเกินออกมาได้เลยครับ

ซึ่งผมก็คำนวนตามหลักการที่เรียนมาครับกระผม ขอแสดงความเสียใจกับตัวเองด้วยครับ เพราะผมลุ้นอยากให้มันผลิตได้จริงๆครับ จะได้สร้างมาใช้เองบ้าง 

เรามาลองเดาๆดูว่าทำไมผู้สร้างคิดว่าเอาไปใช้งานได้จริงครับ เท่าที่ดูวีดีโอพบว่า ไม่ได้มีการต่อเอาออกไปใช้งานจริง จากกังหันน้ำมันต่อเข้าเครื่องปั่นไฟ และไฟถูกแปลงอินเวอตเตอร์จริงอีกทีให้มีกระแสสลับ มีไฟฟ้าเกิดขึ้นจริง แต่ไม่มีการต่อออกมาใช้งานใดๆเลย มันจึงหมุนอยู่ได้ ถ้าลองเอาไปต่อเตารีดดูสักตัวผมว่าจะทำให้กังหันน้ำหมุนช้าลงอย่างเห็นได้ชัดจน แต่ไฟที่อินพุทเข้าปั๊มก็ยังต่อจากแหล่งจ่ายภายนอก ถ้าเอามาวนหลูปไฟฟ้าเข้าปั๊มน้ำอย่างเดียวผมว่ามันทำงานไม่ได้ครับ

ขอไว้อาลัยครับ

7,209 total views, 5 views today

Comments

comments