ฐานการจัดกิจกรรม เปิดโลกพลังงานเพื่อชีวิต

สาระสำคัญ

เปิดโลกพลังงานเพื่อชีวิต เป็นการเรียนรู้วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้า ประโยชน์และผลกระทบของพลังงาน และประเภทพลังงานที่ผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งมีความจำเป็นอย่างยิ่งในสถานการณ์ปัจจุบันของประเทศ อาเซียน และโลก ที่มีการใช้พลังงานอย่างสิ้นเปลือง ทำให้ต้องมีการนำพลังงานทดแทนมาใช้ และหาแนวทางแก้ไข ป้องกัน ให้พลังงานไฟฟ้าดำรงคงอยู่ส่งผลถึงคนรุ่นหลังต่อไป

พลังงานไฟฟ้า

ปัจจุบันไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญในการดำรงชีวิตประจำวัน จะเห็นได้ว่าไฟฟ้าเป็นพลังงานชนิดหนึ่งที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง ในด้านการพัฒนาเศรษฐกิจ การเพิ่มผลผลิต ทั้งเกษตรกรรมและอุสาหกรรมที่สามารถกระจายรายได้ และขยายขีดความสามารถในการแข่งขันในด้านการผลิตและการขายสินค้า ซึ่งเป็นเป้าหมายสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจสถานการณ์พลังงานไฟฟ้าในปัจจุบันมีแนวโน้มใช้พลังงานเพิ่มมากขึ้น แต่แหล่งที่มาของการผลิตพลังงานเริ่มลดลง จึงจำเป็นต้องมีการนำพลังงานทดแทนมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอกับความต้องการของประชาชนในอนาคต

ประโยชน์และผลกระทบของพลังงาน

พลังงานไฟฟ้า เป็นพลังงานที่สามารถนำมาเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานอื่น ตามที่เราต้องการใช้ประโยชน์ได้อย่างทันที พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานที่สะอาด ควบคุมได้ง่าย มีประสิทธิภาพสูง และสะดวกในการนำไปใช้งาน ปัจจุบันพลังงานไฟฟ้ามีความจำเป็นอย่างมากต่อการพัฒนาประเทศ และต่อการดำรงชีวิตของมวลมนุษยชาติ และมีแนวโน้มการใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทุกปีตามอัตราการเพิ่มจำนวนประชากร และความเจริญเติบโตทางด้านเศรษฐกิจ

พลังงานทดแทน

พลังงานทดแทน (Alternative Energy) เป็นพลังงานที่ใช้ทดแทนพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งจัดเป็นพลังงานหลักที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบัน พลังงานทดแทนที่สำคัญสามารถจำแนกประเภทได้ดังนี้

พลังงานลม

ลมเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เกิดจากการที่พื้นที่บนโลกได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน บริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะมีความหนาแน่นน้อย เกิดการขยายตัวและลอยตัวสูงขึ้น ทำให้อากาศในบริเวณที่เย็นกว่ามีความหนาแน่นมากกว่าจะเคลื่อนเข้ามาแทนที่ เกิดการไหลของอากาศหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า กระแสลม

พลังงานน้ำ

น้ำ ถือเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีปริมาณมากและมีความสำคัญยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย หากน้ำมีการเคลื่อนจะมีพลังงานสะสมอยู่มาก มนุษย์จึงนำเอาพลังงานนี้มาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆมากมาย เช่น มีการสร้างเขื่อนกักเก็บน้ำเพื่อใช้ผลิตไฟฟ้า โดยการปล่อยน้ำให้ไหลลงมาจากอ่างเก็บน้ำลงไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ซึ่งจะเกิดการเหนี่ยวนำได้พลังงานไฟฟ้าออกมา น้ำถือเป็นทรัพยากรหมุนเวียน และไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ

พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานจากดวงอาทิตย์จัดเป็นพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญที่สุด เป็นพลังงานสะอาดไม่ทำปฏิกิริยาใดๆ อันจะทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษ ปัจจุบันได้มีการนำเอาพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้ผลิตไฟฟ้ากันอย่างกว้างขวาง โดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) ซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์ทางอิเล็คทรอนิคส์ชนิดหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง ส่วนใหญ่เซลล์แสงอาทิตย์ทำมาจากสารกึ่งตัวนำพวกซิลิคอน มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้สูงถึงร้อยละ 22 แม้พลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นพลังงานสะอาดแต่ก็มีข้อจำกัดในการผลิตไฟฟ้า โดยสามารถผลิตไฟฟ้าได้แค่ช่วงที่มีแดด

พลังงานชีวมวล

พลังงานชีวมวลเป็นพลังงานความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มาจากชีวมวลหรือสิ่งมีชีวิต เช่น ไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย เศษไม้ เศษหญ้า เศษเหลือทิ้งจากการเกษตร เหล่านี้มาเผาให้ความร้อนในหม้อไอน้ำ จนกลายเป็นไอน้ำที่ร้อนจัดและมีความดันสูง ไอน้ำจะไปปั่นกังหันที่ต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไอน้ำ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าออกมา

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานความร้อนตามธรรมชาติที่ได้จากแหล่งความร้อนที่ถูกกักเก็บอยู่ภายใต้ผิวโลก โดยปกติอุณหภูมิใต้ผิวโลกจะเพิ่มขึ้นตามความลึก และเมื่อยิ่งลึกลงไปถึงภายในใจกลางของโลก จะมีแหล่งพลังงานความร้อนมหาศาลอยู่ ความร้อนที่อยู่ใต้ผิวโลกนี้มีแรงดันสูงมาก จึงพยายามที่จะดันตัวออกจากผิวโลกตามรอยแตกต่างๆ

พลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาทางนิวเคลียร์ซึ่งเป็นกระบวนการแบ่งแยกนิวเคลียสของธาตุหนักบางชนิดแล้วมีการปลดปล่อยพลังงานความร้อนมหาศาล ความร้อนที่เกิดขึ้นนี้สามารถนำ มาให้ความร้อนกับน้ำ จนเดือดกลายเป็นไอน้ำ ไปหมุนกังหันไอน้ำ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้สำหรับธาตุที่สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ คือ ยูเรเนียม-235