อุปกรณ์ต้นแบบผลิตกระแสไฟฟ้าจากการร่วงของเม็ดทราย

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ปวีณา เพ็ชรหาญ, ชัญญานุช คมวัชรพงศ์, นิธิทัต สินสวัสดิ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ปิยะนุช เขียวอร่าม

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เพชรบุรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

แหล่งผลิตกระแสไฟฟ้าหลักในประเทศไทย คือพลังงานน้ำ (จากเขื่อน) ซึ่งไม่เพียงพอต่อความต้องการของประชากรในประเทศ จากข้อมูลการรับซื้อไฟฟ้าจากผู้ผลิตประเทศใกล้เคียง ได้แก่ ประเทศสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว (สปป.ลาว) และประเทศมาเลเซีย รวมกำลังผลิต 3,877.60 เมกะวัตต์ (ข้อมูลอ้างอิงจากเว็บไซต์ของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย) จึงทำให้คนไทยต้องเสียค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับไฟฟ้าอย่างมาก ซึ่งพลังงานไฟฟ้ามีส่วนสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจและสังคม ทั้งยังเป็นสิ่งสำคัญในการดำรงชีวิตของมนุษย์ในปัจจุบัน จากความสำคัญนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ พยายามหาแหล่งพลังงานทดแทนเพื่อลดต้นทุนในการผลิต และสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้

จากการศึกษาพบว่าแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าเป็นส่วนที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าสู่เครื่องใช้ไฟฟ้าในวงจรเพื่อให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นทำงานได้โดยแหล่งกำเนิดไฟฟ้ามีอยู่หลายแหล่งซึ่งแต่ละแหล่งมีหลักการทำให้เกิดมาใช้ประโยชน์ได้แตกต่างกัน ซึ่งไดนาโมก็เป็นอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้า สามารถเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นกระแสไฟฟ้าได้ โดยการทำงานจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีการหมุนหรือเคลื่อนที่ผ่านขดลวดตัดกับ สนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ ทางผู้จัดทำจึงได้ค้นคว้าหาข้อมูลและเล็งเห็นถึงคุณสมบัติของไดนาโม ที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้สร้างอุปกรณ์ที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าโดยใช้พลังงานที่เกิดจากธรรมชาติไม่ต้องสร้างใหม่

พลังงานที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติคือการร่วงของวัตถุที่ความสูงต่างๆนั้นจะมีพลังงานศักย์ที่สะสมอยู่ซึ่งจะแปรเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ทำให้เกิดการขับเคลื่อนและส่งผลให้วัตถุที่ถูกกระทบสามารถเคลื่อนที่ได้ ทางกลุ่มของข้าพเจ้าจึงมีแนวคิดในการนำนาฬิกาทรายซึ่งมีการปล่อยทรายให้ร่วงตามเวลา นำมารวมกับไดนาโมโดยให้พลังงานศักย์จากการร่วงของทรายมากระทบใบพัดเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์จากการหมุน ซึ่งใบพัดนี้ติดอยู่กับไดนาโม จึงทำให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ โดยเราจะทำการศึกษาปัจจัยในด้านความสูง ปริมาตรการร่วงของทรายลักษณะของใบพัด ความกว้างของช่องปล่อยทราย เพื่อนำปัจจัยที่ดีที่สุดที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ต้นแบบผลิตกระแสไฟฟ้าจากการร่วงของเม็ดทราย