นักวิทย์ออสเตรเลียคิดกระจกรับแสงแบบใหม่ ใช้แดดเท่าเดิม แต่ผลิตไฟฟ้าเยอะขึ้น

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติออสเตรเลีย (CSIRO) ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยวิธี CST โดยได้พัฒนากระจกชนิดใหม่ ที่เคลือบด้วยวัสดุพิเศษที่สะท้อนแสงในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่าเดิม ทำให้สามารถรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และนำไปสู่การผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น แม้จะมีแสงแดดปริมาณเท่าเดิม 

แต่เดิมแล้ว เทคโนโลยีการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่เรียกว่า CST หรือการผลิตไฟฟ้าจากความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (Concentrated Solar Thermal) จะใช้วัสดุบางชนิด เช่น กระจก หรือ เลนส์ เป็นตัวสะสมพลังงานจำนวนมาก โดยจะรวมแสงอาทิตย์ให้พุ่งไปยังจุดเล็ก ๆ ที่เรียกว่าตัวรับ (receiver) นั้นตัวรับก็จะทำหน้าที่ดูดซับแสงอาทิตย์ และเปลี่ยนให้กลายเป็นความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า 

ซึ่งในทางทฤษฎี CST เป็นกระบวนการที่เรียบง่าย แต่ในทางปฏิบัตินั้นทำได้ยากพอสมควร เนื่องจากกระจกหรือเลนส์ จะต้องจัดวางในตำแหน่งที่เหมาะสม เพื่อเพิ่มการจับปริมาณแสงแดด และอุปกรณ์ตัวรับแสง ก็ต้องสามารถรับมือกับความร้อนที่เข้มข้นได้โดยไม่เสียหายไปเสียก่อน นอกจากนี้ ยังต้องมีแสงแดดสม่ำเสมอ เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้ดีที่สุด อีกทั้งยังมีราคาแพงในการติดตั้งด้วย 

ดังนั้นจึงเป็นที่มาของการพัฒนากระจกด้วยวัสดุพิเศษชนิดใหม่ เพื่อเป็นตัวสะสมพลังงานดังกล่าว ซึ่งวัสดุพิเศษดังกล่าวนี้คืออนุภาคเซรามิกขนาดเล็กกว่าครึ่งมิลลิเมตร แต่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกักเก็บความร้อนปริมาณมาก อนุภาคเหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนแบตเตอรี่ โดยกักเก็บพลังงานความร้อนได้นานถึง 15 ชั่วโมง ดังนั้นจึงสามารถจ่ายพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้จะเป็นช่วงเวลากลางคืนหรือช่วงที่มีเมฆมาก

ซึ่งสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติออสเตรเลีย (CSIRO) ชี้ว่า กระจกรับแสงแบบใหม่นี้ สามารถทำให้ตัวรับแสงแดดแบบเข้มข้น สร้างความร้อนได้สูงถึง 803 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สามารถสร้างความร้อนได้สูงในระดับนี้ ทั้งนี้นักวิจัยกล่าวว่าหากมีการพัฒนาเพิ่มเติม อาจสามารถสร้างความร้อนได้ถึง 1,000 องศาเซลเซียส

โดยปัจจุบัน สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติออสเตรเลีย (CSIRO) ได้เริ่มทดลองระบบ โดยใช้งานกระจกกว่า 400 ตัว ในนิวคาสเซิล รัฐนิวเซาท์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย อย่างไรก็ตามขนาดที่เหมาะสมในการสร้างพลังงานไฟฟ้า อาจต้องใช้กระจกขนาดใหญ่ประมาณ 10,000 ชิ้น ซึ่ง CSIRO อ้างว่ามันจะช่วยให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้เทียบเท่ากับโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาด 100 เมกะวัตต์เลยทีเดียว

ทั้งนี้แม้ออสเตรเลียจะมีโครงการเกี่ยวกับพลังงานทดแทนหลากหลายโครงการด้วยกัน แต่พลังงานไฟฟ้าประมาณร้อยละ 67 ก็ได้มาจากกระบวนการผลิตด้วยการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้นนวัตกรรมกระจกรับแสงใหม่นี้ อาจจะจะเข้ามามีบทบาทสำคัญด้านพลังงานทดแทนของออสเตรเลียและทั้งโลกได้

ที่มาข้อมูล CSIRO, Interestingengineering, Techloy

ที่มารูปภาพ CSIRO