กระจกพลาสติกน้ำหนักเบาช่วยลดต้นทุนพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้ถึง 40%

นักวิจัยจากประเทศออสเตรเลียกำลังพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อช่วยลดต้นทุนการผลิตพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ลงได้มากถึง 40% โดยใช้กระจกมองข้างป้องกันการแตก ซึ่งเดิมออกแบบมาเพื่อใช้งานในรถยนต์ 

นวัตกรรมนี้มีศักยภาพสูงในการนำไปใช้กับภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ความร้อนในกระบวนการผลิตจำนวนมาก อาทิ การผลิตอาหาร การอบแห้งพืชผลและเมล็ดพืช การฆ่าเชื้อในดิน และการบำบัดน้ำเสียในฟาร์ม รวมถึงอุตสาหกรรมเคมี การผลิตกระดาษ การแยกเกลือออกจากน้ำ และการย้อมผ้า รวมไปถึงการผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยทั้งหมดอยู่ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 100–400°C (212–754°F)

กระจกผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์

การผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยระบบพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Concentrated Solar Thermal หรือ CST) แตกต่างจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์ (Photovoltaic) ตรงที่ CST ไม่ได้แปลงแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรง แต่จะใช้แผ่นสะท้อนแสงรวมแสงอาทิตย์ไปยังจุดรับ พลังงานจากแสงถูกรวบรวมที่จุดรับแล้วแปลงเป็นความร้อนสูง ซึ่งใช้ของเหลวหรือแก๊ส เช่น น้ำมันความร้อน, เกลือหลอมเหลว, ไอน้ำ เป็นตัวนำความร้อน

โดยความร้อนที่ได้จะใช้ต้มน้ำให้กลายเป็นไอน้ำแรงดันสูง ซึ่งจะหมุนกังหันเชื่อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Turbine Generator) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ความร้อนส่วนหนึ่งสามารถกักเก็บไว้ในถังเก็บเกลือหลอมเหลว (Thermal storage) เพื่อใช้ผลิตไฟฟ้าในเวลาที่ไม่มีแสงแดด เช่น กลางคืน

ผลงานทีมวิจัยจากออสเตรเลีย

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลีย (University of South Australia – UniSA) ได้ใช้กระจกพลาสติกน้ำหนักเบาที่พัฒนาโดยทีมงานของตนเอง ซึ่งมีคุณสมบัติป้องกันการแตก เบากว่ากระจกธรรมดาถึง 50% และสามารถพับเก็บเป็นแผ่นแบนได้ง่าย วัสดุนี้ยังสามารถติดตั้งเป็นกระจกมองข้างรถยนต์รุ่นใหม่ได้ง่ายขึ้น และเมื่อเคลือบด้วยสารพิเศษ ก็สามารถสะท้อนแสงได้เทียบเท่ากระจกทั่วไป

ในโครงการนำร่อง UniSA ได้ออกแบบต้นแบบ 2 ระบบ โดยแต่ละระบบมีแผงกระจกพลาสติกเคลือบพิเศษ 16 แผง ซึ่งเคลือบด้วยวัสดุสะท้อนแสงหลายชั้นที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียมและซิลิกา แผงเหล่านี้จะถูกนำไปทดสอบในแหล่งทดลองชื่อ Vineyard of the Future ของมหาวิทยาลัย Charles Sturt ซึ่งเป็นศูนย์นวัตกรรมด้านกระบวนการผลิตไวน์ของออสเตรเลีย

พลังงานสะอาดในราคาประหยัด

ศาสตราจารย์โคลิน ฮอลล์ จาก UniSA ซึ่งเป็นผู้พัฒนาเทคโนโลยีนี้ ระบุว่า “ปัจจุบันราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลพุ่งสูงเป็นประวัติการณ์ และอุตสาหกรรมก็เผชิญแรงกดดันเพิ่มขึ้นให้ลดการปล่อยคาร์บอน เทคโนโลยี CST นี้เหมาะอย่างยิ่งกับสภาพอากาศร้อนและแห้งในออสเตรเลีย และยังเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการผลิตความร้อนแบบปล่อยมลพิษเป็นศูนย์”

นวัตกรรมนี้เกิดขึ้นต่อเนื่องจากโครงการ CST ในประเทศจีนเมื่อปีที่ผ่านมา ที่ใช้กระจกจัดเรียงเป็นวงกลมรอบหอคอยพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 24%

ดร. มาร์ตา ลุสกา เจน หัวหน้าโครงการจาก UniSA เสริมว่า “ความร้อนจากกระบวนการอุตสาหกรรมคิดเป็นสัดส่วนถึง 25% ของการใช้พลังงานทั่วโลก และก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 20% นวัตกรรมแบบนี้จึงมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองความต้องการด้านพลังงานโดยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม”