เครื่องปรับอากาศลดภาวะโลกร้อน
ในปัจจุบันเครื่องปรับอากาศได้รับความนิยมอย่างมาก
เนื่องจากหาง่าย ราคาถูก และอากาศที่ร้อนขึ้นทุกวัน
จากการศึกษาของสถาบันเครื่องทำความเย็นนานาชาติในกรุงปารีส ได้รายงานว่า
15% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลกมาจากการใช้เครื่องทำความเย็นชนิดต่างๆ
และ 45% เป็นไฟฟ้าที่เกิดจากการใช้เครื่องปรับอากาศภายในบ้านและสำนักงาน
จากการใช้เครื่องปรับอากาศที่เพิ่มมากขึ้นนี้ ส่งผลให้พลังงานไฟฟ้าถูกใช้มากขึ้นตามไปด้วย
ซึ่งพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในโลก ส่วนใหญ่ได้มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจากฟอสซิล
ซึ่งส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก
โดยเฉพาะการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนและการลดลงของโอโซนในชั้นบรรยากาศ
ด้วยเหตุดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์พยายาม ค้นคว้าหาพลังงานทดแทนกันอย่างกว้างขวาง
เพื่อช่วยบรรเทาปัญหาโลกร้อน
และแหล่งพลังงานทางเลือกที่ได้รับความสนใจ ค้นคว้ากันเป็นอย่างมากในประเทศอเมริกาและญี่ปุ่น
คือพลังงานจากสารเทอร์โมอิเล็กทริกส์ (thermoelectric)
ซึ่งเป็นสารที่มีลักษณะพิเศษในการเปลี่ยนความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า ในการทำความเย็น
โดยไม่ใช้สารเคมีทำให้เกิดความเย็นจำพวกก๊าซ หรือสารพวก CFC (Chlorofluorocarbon)
แต่อาศัยพลังงานไฟฟ้าจากภายนอก เช่น แสงแดดโดยใช้โซล่าร์เซลล์แทนพลังงานจากฟอสซิล
หรือความร้อนที่ถูกปล่อยออกมาจากเครื่องมือหรืออุปกรณ์ต่างๆ
Thermoelectric power generation
วัสดุที่ใช้เป็นสารเทอร์โมอิเล็กทริกส์นั้น
ส่วนมากเป็นวัสดุจำพวกสารกึ่งตัวนำที่มีช่องว่างพลังงาน (band gap energy) ที่แคบมาก
เมื่อมีตัวกระตุ้นจากภายนอก เช่น กระแสไฟฟ้าหรือความร้อน
จะทำให้สามารถเกิดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านทั้งสอง ของสารดังกล่าว
ในทางกลับกันเมื่อเราให้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ระหว่างด้านทั้งสองของสารเทอร์โมอิเล็กทริกส์
ก็จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้
การนำสารเทรอ์โมอิเล็กทริกส์ไปประยุกต์ ใช้สำหรับเป็นเครื่องทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพดีนั้น
จะใช้สารเทอร์โมอิเล็กทริกส์ชนิด P และ N เชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าหลายๆ คู่
บนฉนวนที่นำความร้อนได้ดีเรียกว่า "โมดูล (module)"
สำหรับกรณีใช้โมดูลสำหรับเป็นอุปกรณ์ทำความเย็น
เมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากสารกึ่งตัวนำชนิด N ไปยังชนิด P
จะทำให้อิเล็กตรอนที่ระดับชั้นพลังงานต่ำของสารกึ่งตัวนำชนิด P พร้อมพาความร้อนจากสิ่งแวดล้อม
ทำให้สารด้านนั้นเย็น เคลื่อนที่ไปยังระดับพลังงานที่สูงกว่าของสารกึ่งตัวนำชนิด N
แล้วคายพลังงานความร้อนที่ด้านหนึ่งของสาร ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิทั้งสองด้านของสาร
จากหลักการดังกล่าวถ้าเราใช้แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากภายนอก จำพวกพลังงานแสงอาทิตย์
เพื่อป้องกระแสไฟฟ้าแก่สารเทอร์โมอิเล็กทริกส์
เราจะได้เครื่องทำความเย็นหรือเครื่องปรับอากาศ ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
เครื่องทำความเย็นจากสารเทอร์โมอิเล็กทริกส์นี้มีข้อเด่นคือ น้ำหนักเบา ไม่มีเสียงดังขณะเครื่องทำงาน
เนื่องจากไม่มีส่วนใดในกลไกการทำงานสั่นขณะทำงาน และมีอายุการใช้งานสูงกว่า 100,000 ชั่วโมง
สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ และให้อุณหภูมิได้เป็นช่วงกว้าง ตั้งแต่ -40 ถึง 70 องศาเซลเซียส
นอกจากนั้นยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ ร่วมกับแหล่งกำเนิดพลังงานชนิดอื่นได้ง่ายอีกด้วย
ปัจจุบัน ในเขตร้อนของประเทศสเปน ได้มีการเริ่มทดลองใช้สารเทอร์โมอิเล็กทริกส์
ในเครื่องทำความเย็นสำหรับเพาะปลูกมะเขือเทศในเรือนกระจก
โดยนำสารเทอร์โมอิเล็กทริกส์จำนวน 8 คู่ประกอบกันเป็นโมดูลในรูปผนัง
ให้ความเย็นขนาด 105.1 ตารางเมตร สามารถควบคุมอุณหภูมิของเรือนกระจกพื้นที่ 540 ตารางเมตร
ให้อยู่ในช่วง 13-16 องศาเซลเซียสในเวลากลางคืน และ 22-26 องศาเซลเซียส ในเวลากลางวัน
นับเป็นการเริ่มต้นในการทำวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกส์มาใช้ประโยชน์
สำหรับประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศร้อน และมีแสงอาทิตย์จ้าวันละไม่ต่ำกว่า 8 ชั่วโมง
จึงน่าจะนำพลังงานนี้มาใช้ให้เกิดประโยชน์ ด้วยวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกส์ได้ เป็นอย่างดี
เรื่องโดย สุปราณี เหล่าอุบล
ฝ่ายเทคโนโลยีวัสดุ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.)
ที่มา :
//www.naewna.com
https://www.youtube.com
//news.mongabay.com
| Create Date : 25 เมษายน 2554 |
| Last Update : 25 เมษายน 2554 20:47:50 น. |
|
1 comments
|
| Counter : 4906 Pageviews. |
 |
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 200 คน [
