เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก คืออะไร การทำงานของเครื่องนี้จะทำงานด้วยวิธีการไดบ้าง

10 มีค. 54     1808
  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก
 


การประสบปัญหาการขาดแคลน พลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นได้หลายกรณีเช่น ในท้องถิ่นทุรกันดาร สายส่งกำลังไฟฟ้าพาดไปไม่ถึง ท้องถิ่นที่เป็นเกาะหรือภูเขาที่มีประชากรอยู่อาศัญไม่กี่หมุ่บ้านไม่มีความ คุ้มทุนในการลงทุนตั้งเสา พาดสายหรือตั้งโรงงานไฟฟ้าขึ้น ในทางกลับกันบริเวณที่มีผู้คนอยู่อาศัยจำนวนมาก กำลังไฟฟ้าไม่พอจ่าย หรือแม้แต่กรณีโรงไฟฟ้ามีประสิทธภาพต่ำเกิดปัญหาไฟตก ไฟดับบ่อย หรือกรณีที่เกิดภัยพิบัติ การแก้ปัญหาดังกล่าวนี้ทำได้หลายวิธีเช่น ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า,ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก ที่ใช้เครื่องยนต์เป็นต้นกำลังหรืออาจใช้เครื่องจ่ายไฟสำรอง ซึ่งแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป กล่าวคือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีข้อดีคือ ไม่ต้องจ่ายเงินซื้อพลังงาน ไม่มีเสียงรบกวน ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะแต่มีข้อเสีย คือต้องมีแบตเตอรี่ไว้เก็บไฟจำนวนมาก เนื่องจากแสงอาทิตย์มีเฉพาะตอนกลางวันและขณะที่ฝนไม่ตก ปริมาณแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอในแต่ละช่วงเวลา ต้องกักเก็บพลังงานไว้ ให้พอเดียงกับการใช้งานทั้งกลางวันลักลางคืน ต้องลงทุนสูง ประสิทธิภาพต่ำ,การใช้เครื่องยนต์เป็นค้น กำลังเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีข้อดีคือ ลงทุนไม่สูง,ใช้งานสะดวก แต่มีข้อเสียคือต้องจ่ายค่าน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อเดินเครื่องยนต์ต้องเสีย ค่าใช้จ่ายค่าขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิงเกิดเสียงรบกวนมาก เกิดมลภาวะทางอากาศ(ควันพิษและอากาศเสีย)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก คืออะไร การทำงานของเครื่องนี้จะทำงานด้วยวิธีการไดบ้าง
 

ปัจจุบันมีทางเลือกใหม่อีกทางเลือกหนึ่ง คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก (Thermo Electric Genertor TEG) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริกใช้งานได้เหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ ใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบัน สามารถใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆในบ้านได้ทุกชนิด เช่น ไฟแสงสว่าง เครื่องปรับอากาศ วาตภัย,อุทกภัย หรือภัยพิบัติอื่นๆได้เป็นอย่างดีข้อ แตกต่างหลักระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริกและเครื่องกำเนิด ไฟฟ้าแบบเครื่องยนต์ คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก ไม่มีเสียงรบกวนเนื่องจากเครื่องยนต์,ไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหว ยกเว้นพัดลมระบายความร้อนตัวเล็กๆเท่านั้น ทำให้มีการสึกหรอต่ำ ค่าดูแลบำรุงรักษาต่ำ เทคโนโลยีนี้ได้เริ่มพัฒนาโดยบริษัท 3M สำหรับโครงการอพอลโลขององค์การนาซา


 
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก คืออะไร การทำงานของเครื่องนี้จะทำงานด้วยวิธีการไดบ้าง
 

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริกเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวความร้อนที่เกิดจากหัวเผาแก๊ซถูกส่งไปยังเทอร์โบ อิเล็คตริกโมดูลในทิศทางกับตัวทำความเย็น ซึ่งติดอยู่กับอีกด้านหนึ่งของเทอร์โบอิเล็คตริกโมดูล,ตัวทำความเย็นประกอบ ด้วย แผ่นครีบ โลหะดูดความร้อน และพัดลมระบายความร้อยจากครีบโลหะออกสู่อากาศภายนอก


จากการที่พลังงานความร้อนไหลผ่านเทอร์โบอิเล็คตริกโมดูล และมีตัวทำความเย็นอยู่อีกด้านหนึ่งของแผ่นเทอร์โบอิเล็คตริก ซึ่งมีผลทำห้เกิดมีกระแสในวงจรหรือเกิดความต่างศักย์ขึ้นระหว่างขั้วทั้งสอง ของเทอร์โบอิเล็คตริกปรากฎการณ์นี้เรียกว่า ปรากฎการณ์ซีเบค (Seebeck Effect) ซึ่ง ค้นพบโดย โธมัสโจฮันน์ ซีแบค (Thomas Johann Seebeck) ชาวเอสโทเนีย (Estonia) เมื่อปี พ.ศ. 2364 ซีเบคสำเร็จการศึกษาแพทย์จากประเทศเยอรมันนี แต่ใช้ชีวิตส่วนใหญ่เป็นนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์

 
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก คืออะไร การทำงานของเครื่องนี้จะทำงานด้วยวิธีการไดบ้าง
 

ซีเบคค้นพบว่าถ้านำโลหะ 2 ชิ้น ที่ต่างชนิดกันมาเชื่อมติดกันแล้วรักาให้อุณหภูมิทั้งสองข้างของรอยต่อมี ความแตกต่างกันจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรหรือเกิดความต่างศักย์คร่อมตัวภาระ ถ้านำตัวภาระมาต่อในวงจร ดังแสดงในรูปที่ 2 ซึ่งก็คือหลักการทำงานของตัววัดอุณหภูมิแบบเทอร์โมคัปเปิลนั่นเอง

 
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก คืออะไร การทำงานของเครื่องนี้จะทำงานด้วยวิธีการไดบ้าง
 

รูปที่ 3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบอิเล็คตริก ที่ผลิตจำหน่ายเชิงพาณิชย์ขนาดของเครื่องเมื่อเทียบกับกระป๋องน้ำอัดลม

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบอิเล็คตริกที่เห็นในรูปที่ 3. เป็นเครื่องที่ผลิตจำหน่ายในท้องตลาด ขนาด 5 กิโลวัตต์ 110/220 โวลท์, 50/60 เฮิร์ทมีขนาดกระทัดรัด หิ้วไปไหนมาไหนได้สะดวก น้ำหนักเพียง 15 กิโลกรัม สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ภายใน 20 วินาที มีความน่าเชื่อถือได้สูง เสียงเงียบ มีเฉพาะเสียงที่เกิดจากพัดลมระบายความร้อนตัวเล็กๆเท่านั้น ซึ่งเป็นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียว เชื้อเพลิงที่ใช้ ใช้ได้ทั้งบิวเทน,โพรเทน ก๊าซธรรมชาติ (NGV) หรือแม้แต่น้ำมันเชื้อเพลิง ประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเครื่องยนต์ และราคาไม่แพงจะเป็นการดีและมีประโยชน์ต่อประเทศชาติมากเลย ถ้านักวิจัย,นักวิทยาศาสตร์และ/หรือวิศวกรไทย ร่วมกับนักอุตสาหกรรมผลิตเครื่องไฟฟ้าเทอร์โบอิเล็คตริก ขึ้นในเชิงพาณิชย์ได้เอง

 

ที่มา : ชงโคสาร ฉบับที่ 1/2551 ยุทธนา ตันติวิวัฒน์