พลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนคืออะไร

พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) คือ พลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นต่อเนื่องซ้ำ ๆ ไม่หมดไป โดยมากมักมีแหล่งกำเนิดมาจากธรรมชาติ อาทิ แสงอาทิตย์ ลม น้ำ ความร้อนใต้พิภพ และชีวมวลหรือผลผลิตและวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร ซึ่งล้วนแล้วแต่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่มีจำกัด โดยพลังงานหมุนเวียนถือเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมาก จึงนิยมนำมาใช้แทนพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel) เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หินน้ำมัน ทรายน้ำมัน ฯลฯ ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่จำกัดและสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาระหว่างเผาไหม้และก่อให้เกิดผลกระทบเป็นวงกว้างต่อสภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศของโลก พลังงานหมุนเวียนจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกของการใช้พลังงานที่สำคัญอย่างยิ่งในปัจจุบัน

หลักการทำงานของพลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนสามารถไปใช้ได้ 2 รูปแบบ ได้แก่ การนำไปใช้โดยตรง เช่น การใช้พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์เพื่อถนอมอาหาร การใช้พลังงานลมเพื่อแล่นเรือในทะเลและขับเคลื่อนกังหันลมเพื่อบดเมล็ดพืช การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้ความอบอุ่นในตอนกลางวันและช่วยจุดไฟในตอนกลางคืน เป็นต้น และการนำพลังงานไปเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ ซึ่งมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์ที่สามารถเปลี่ยนรูปพลังงานจลน์ พลังงานกล หรือพลังงานศักย์ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เป็นต้น

ประเภทของพลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนที่นิยมใช้ในปัจจุบันมีดังนี้

พลังงานน้ำ (Water Energy)

พลังงานน้ำเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนตามธรรรมชาติที่มีเสถียรภาพและมีให้ใช้อย่างไม่มีวันหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งอาศัยการเปลี่ยนรูปของพลังงานจากพลังงานศักย์ที่เกิดจากน้ำที่กักเก็บอยู่ในเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำไปเป็นพลังงานจลน์จากการไหลของน้ำผ่านท่อส่งน้ำ จากนั้นจึงเกิดเป็นพลังงานกลด้วยการปั่นเครื่องกังหันน้ำขนาดใหญ่ (Turbine) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจนได้เป็นพลังงานไฟฟ้าในที่สุด โดยพลังงานที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตพลังงาน พลังงานที่ได้จากแหล่งน้ำที่รู้จักกันโดยทั่วไป ได้แก่ พลังงานน้ำตก พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และพลังงานคลื่น

พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy)

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่มีขนาดใหญ่และมีให้ใช้อย่างไม่จำกัด พลังงานจากดวงอาทิตย์ยังสามารถนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าเซลล์สุริยะ หรือ โซลาร์เซลล์ (Solar Cell) ซึ่งผลิตขึ้นจากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิคอน โดยมีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ซึ่งสามารถนำไปประโยชน์ได้ทันที รวมทั้งสามารถเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานภายหลังได้ และหากต้องการเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากโซลาร์เซลล์ไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับก็เพียงต่อเข้ากับอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสสลับเท่านั้น

พลังงานลม (Wind Energy)

พลังงานลม คือ แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ อาทิ ความแตกต่างของอุณหภูมิและความกดอากาศในแต่ละตำแหน่ง ในปัจจุบัน มนุษย์ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยเทคโนโลยีกังหันลมขนาดใหญ่ที่ติดตั้งตามแนวชายฝั่งหรือบริเวณหุบเขาสูง โดยเมื่อกระแสลมพัดมาปะทะกับใบพัดของกังหันลม กังหันลมจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมที่อยู่ในรูปของพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานกล จากนั้นจึงสามารถนำพลังงานกลจากการหมุนของกังหันลมนี้ไปใช้ประโยชน์ ทั้งนี้ ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานลมจะขึ้นอยู่กับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม

พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy)

พลังงานความร้อนใต้พิภพ คือ แหล่งพลังงานความร้อนในรูปของน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อนที่อยู่ใต้ผิวโลก ซึ่งเกิดจากน้ำที่สะสมอยู่ตามรอยปริแตกของชั้นหินที่มีอุณหภูมิสูงถึง 5,000 องศาเซลเซียส จนกระทั่งกลายเป็นน้ำร้อนและไอน้ำที่แทรกตัวขึ้นมาบนผิวดิน ซึ่งปรากฏให้เห็นในลักษณะของบ่อน้ำร้อน น้ำพุร้อน บ่อโคลนเดือด เป็นต้น สำหรับการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ผลิตไฟฟ้าสามารถทำได้โดยการนำน้ำร้อนที่ได้ไปถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลวหรือสารที่มีจุดเดือดต่ำจนกระทั่งเดือดเป็นไอ แล้วนำไอดังกล่าวนี้ไปหมุนกังหัน ซึ่งมีเพลาต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า

พลังงานชีวมวล (Biomass Energy)

พลังงานชีวมวล คือ พลังงานหมุนเวียนที่เกิดจากการนำสารอินทรีย์จำพวกกากหรือวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรหรือกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม และพืชพลังงาน เช่น แกลบ ฟางข้าว ชานอ้อย เศษไม้ เส้นใยและกะลาปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กาบและกะลามะพร้าว ขยะมูลฝอย น้ำเสียจากโรงงาน หรือแม้กระทั่งมูลสัตว์ไปผ่านกระบวนการเฉพาะ เช่น การเผาไหม้โดยตรง (Direct Combustion) กระบวนการเคมีความร้อน (Thermochemical Conversion) กระบวนการหมัก (Fermentation) เพื่อผลิตเป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า รวมถึงกระบวนการผลิตก๊าซ (Gasification) ในสภาพไร้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ที่จะเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงที่เรียกว่าก๊าซชีวภาพ (Biogas) ที่สามารถนำไปใช้ในการหุงต้ม ให้แสงสว่างและความร้อน รวมไปถึงการใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขับเคลื่อนยานพาหนะต่าง ๆ

การใช้ประโยชน์จากพลังงานหมุนเวียน

ปัจจุบัน เราสามารถนำพลังงานหมุนเวียนไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่าง ๆ อย่างหลากหลายทั้งการผลิตความร้อน เป็นเชื้อเพลิงในภาคการขนส่ง และการผลิตกระแสไฟฟ้าทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลที่อาจหมดไปในอนาคตอันใกล้นี้ โดยพลังงานหมุนเวียนยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย และที่สำคัญคือการช่วยลดปัญหามลพิษและสิ่งแวดล้อมของโลก เนื่องจากเป็นพลังงานสะอาดที่สามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานแบบเดิมได้อย่างไม่จำกัด ทั้งยังหาได้จากธรรมชาติและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างต่อเนื่อง

ข้อดีของการใช้พลังงานหมุนเวียน

• สามารถผลิตและหมุนเวียนนำกลับมาใช้เพื่อการอุปโภคและสาธารณูปโภคแทนแหล่งพลังงานเดิมได้เรื่อย ๆ โดยไม่มีวันหมดไป
• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดผลกระทบ มลภาวะ และมลพิษที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอันเกิดจากกระบวนการแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิล และช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน
• ทำให้สภาวะเศรษฐกิจต่าง ๆ ของประเทศดีขึ้น เนื่องจากสามารถผลิตพลังงานใช้เองได้ และสามารถกระจายรายได้ไปสู่ประชากรอย่างดี โดยช่วยสร้างงาน สร้างรายได้โดยไม่ทำลายวิถีชีวิตที่ยั่งยืนของชุมชน
• ช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจให้ขยายตัวด้วยการส่งเสริมการลงทุน ลดการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงต่างประเทศ เนื่องจากประชาชนหันมาใช้ผลผลิตจากแหล่งธรรมชาติที่ผลิตได้เองภายในประเทศ
• ช่วยในการป้องกันปัญหาสิ่งแวดล้อม รวมไปถึงมลพิษต่าง ๆ เนื่องจากพลังงานจำพวกปิโตรเลียมถูกใช้น้อยลง
• ช่วยให้มนุษย์มีชีวิตที่ยืนยาวขึ้นจากการลดลงของผลกระทบต่าง ๆ ในการใช้พลังงาน ซึ่งมักก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพได้อย่างคาดไม่ถึง

Ref:

https://www.nationalgeographic.com/environment/article/renewable-energy
https://www.nrdc.org/stories/renewable-energy-clean-facts
https://youmatter.world/en/definition/definitions-renewable-energy-definition/
https://www.egat.co.th/home/renewables/