เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก (ThermoElectric Generator TEG)
โดย : Admin

\"\"
 

 

 
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก
(Thermo Electric Generator TEG)

 
ที่มา:  ชงโคสาร       
โดย:  คุณยุทธนา  ตันติวิวัฒน์  
   
      
การประสบปัญหาการขาดแคลนพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นได้หลายกรณี เช่น ในท้องถิ่นทุรกันดาร  สายส่งกำลังไฟฟ้าพาดไปไม่ถึง  ท้องถิ่นที่เป็นเกาะหรือภูเขาที่มีประชาชนอาศัยไม่กี่หมู่บ้านทำให้ไม่มีความคุ้มทุนในการลงทุนตั้งเสา  พาดสายหรือตั้งโรงงานไฟฟ้าขึ้นในทางกลับกันบริเวณที่มีผู้คนอยู่อาศัยเป็นจำนวนมาก  กำลังไฟฟ้าไม่พอจ่าย หรือแม้แต่ในกรณีโรงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพต่ำเกิดปัญหาไฟตก  ไฟดับบ่อย หรือกรณีที่เกิดภัยพิบัติ  การแก้ปัญหาดังกล่าวนี้ทำได้หลายวิธีด้วยเช่น ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า  ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้เครื่องยนต์เป็นต้นกำลัง หรือาจใช้เครื่องจ่ายไฟสำรองซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป กล่าวคือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์มีข้อดีคือ ไม่ต้องจ่ายเงินซื้อพลังงาน  ไม่มีเสียงรบกวน  ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ  แต่มีข้อเสียคือต้องมีแบตเตอร์รีไว้เก็บไฟจำนวนมากเนื่องจากแสงอาทิตย์มีเฉพาะกลางวันและขณะที่ฝนไม่ตก  ประมาณแสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอในแต่ละช่วงเวลา ซึงต้องทำการเก็บพลังงานไว้ให้พอเพียงกับการใช้งานทั้งกลางวันและกลางคืน ต้องลงทุนสูง ประสิทธิภาพต่ำ   
สำหรับการใช้เครื่องยนต์เป็นต้นกำลังเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีข้อดีคือ ลงทุนไม่สูง  ใช้งานสะดวก แต่มีข้อเสียคือต้องจ่ายค่าน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเดินเครื่องยนต์  ต้องเสียค่าขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิงและเกิดเสียงรบกวนรวมถึงเกิดมลภาวะทางอากาศ(ควันพิษและอากาศเสีย)
          

ปัจจุบันมีทางเลือกใหม่อีกทางเลือกหนึ่ง คือกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก (Thermo Electric Generator TEG)  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดนี้ใช้งานได้เหมือนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเครื่องยนต์ กล่าวคือสามารถผลิตไฟฟ้าแบบเดียวกับที่ใช้อยู่ทั่วไปในปัจจุบัน  ซึ่งสามารถใช้กับอุปรกรณ์ไฟฟ้าต่างๆในบ้านได้ทุกชนติด เช่นไฟฟ้าแสงสว่าง  เครื่องปรับอากาศ  หรือกรณีช่วงที่เกิดวาตภัย อุทกภัย หรือภัยพิบัติอื่นๆ ได้เป็นอย่างดี

           ข้อแตกต่างระหว่างเครื่องกำเนิดชนิดนี้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเครื่องยนต์ กล่าวคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเทอร์โมอิเล็คตริกจะไม่มีเสียงรบกวนเนื่องจากเครื่องยนต์  ไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหว ยกเว้นพัดลมระบายความร้อนตัวเล็กๆเท่านั้น ทำให้มีการสึกหรอต่ำ ค่าดูแลบำรุงรักษาต่ำ  (เทคโนโลยีนี้ได้เริ่มพัฒนาโดย บริษัท 3M สำหรับโครงการอพอลโลขององค์การนาซ่า)

        เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดนี้จะเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง  โดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว  ความร้อนที่เกิดจากหัวเผาแก๊ซจะถูกส่งไปยังเทอร์โมอิเล็คตริกโมดูลในทิศทางเดียวกันกับตัวทำความเย็น  ซึ่งติดอยู่กับอีกด้านหนึ่งของเทอร์โมอิเล็คตริกโมดูล    ตัวทำความเย็นประกอบด้วยแผ่นครีบ  โลหะดูดความร้อนและพัดลมระบายความร้อนจากครีบโลหะออกสู่อากาศภายนอก
       จากการที่พลังงานความร้อนไหลผ่านเทอร์โมอิเล็คตริกโมดูล และมีตัวทำความเย็นอยู่อีกด้านหนึ่งของแผ่นเทอร์โมอิเล็คตริกทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิ (Temperature Gradient) ระหว่างด้านทั้งสองของแผ่นเทอร์โมอิเล็กตริก   ซึ่งมีผลทำให้เกิดกระแสไหลในวงจรหรือเกิดความต่างศักย์ขึ้นระหว่างขั้วทั้งสองของเทอร์โมอิเล็คตริกขึ้น   ซึ่งเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “ ปรากฏการณ์ซีเบค (Seebeck Effect)  ซึ่งค้นพบโดย โธมัส โจฮันน์ ซีแบค ( Thomas Johann Seebeck) ซึ่งเป็นชาวเอสโทเนีย() ในปี พ.ศ. 2346 (ค.ศ. 1821)  ซีเบคสำเร็จการศึกษาแพทย์จากประเทศเยอรมัน  แต่ใช้ชีวิตส่วนใหญ่เป็นนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์
 
ซีเบคค้นพบว่าถ้านำโลหะ2ชนิด ที่ต่างชนิดกันมาเชื่อมติดกัน แล้วทำการรักษาอุณหภูมิให้ทั้งสองข้างของรอยต่อมีความแตกต่างกันจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรหรือเกิดความต่างศักย์คร่อมตัวภาระหรือโหลด  และถ้านำโหลดมาต่อในวงจรดังแสดงในดังรูปที่ 2   ซึ่งก็คือหลักการทำงานของตัววัดอุณหภูมิแบบเทอร์โมคัปเปิลนั้นเอง 

ขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริก ที่ผลิตจำหน่ายในเชิงพาณิชย์  เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดกระป๋องน้ำอัดลมทั่วไป
                      
  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็คตริกที่เห็นดังรูป   เป็นเครื่องที่ผลิตและจำหน่ายในท้องตลาด ขนาด 5 กิโลวัตต์  110/220โวลท์  50/60เฮิร์ท  มีขนาดกระทัดรัด สามารถหิ้วไปไหนมาไหนได้สะดวก มีน้ำหนักเพียง 15กิโลกรัม และสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ภายใน 20  วินาที มีความเชื่อถือได้สูง  ใช้กับเชื้อเพลิงได้ทั้งบิวเทน  โพรเทน   ก๊าซธรรมชาติ (NGV)  หรือแม้แต่น้ำมันเชื้อเพลิง    ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบเครื่องยนต์   และราคาไม่แพงซึ่งจะเป็นการดีและเป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติอย่างยิ่งถ้าหากนักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ หรือวิศวกรไทยร่วมกับนักอุตสาหกรรมไทยจะทำการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดนี้ขึ้นใช้เองในเชิงพาณิชย์

 

 

 หมายเหตุ  www.9engineer.com ขอสงวนสิทธิ์ในการรับรองความถูกต้องในข้อมูลและเนื้อหาภายในเว็บไซด์
เนื้อหาโดย: 9engineer.com (https://9engineer.com/)