การพัฒนาอุปกรณ์ผลิตกระแสไฟฟ้าที่ประยุกต์ใช้หลักการเทอร์โมอิเล็กทริค ด้วยเทคนิคการรวมแสงรางพาราโบลากับน้ําเหลือทิ้งจากตู้กดน้ําเย็น
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฐวรรณ ปิ่นสุวรรณ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
กนกพร วิลัยศิลป์, ปิยะนุช เขียวอร่าม
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันมีแนวโน้มที่อุปกรณ์ต่างๆจะเปลี่ยนมาใช้พลังงานจากกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เช่น รถยนต์และจักรยานยนต์ไฟฟ้า เป็นต้น สะท้อนให้เห็นความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น มนุษย์ผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่จากแหล่งเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วหมดไปซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะและแก๊สเรือนกระจกที่เป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญที่ทุกๆฝ่ายได้ตระหนักถึงผลกระทบอันร้ายแรงที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงให้ความสำคัญกับแหล่งพลังงานสะอาดเพื่อใช้ผลิตไฟฟ้ามากขึ้น โดยเฉพาะดวงอาทิตย์ที่เป็นแหล่งพลังงานขนาดใหญ่
ดวงอาทิตย์เป็นทั้งแหล่งพลังงานความร้อนและแหล่งกำเนิดแสงที่สำคัญที่สุด เราใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานความร้อนนี้ในหลายรูปแบบ เช่น การอบแห้งในภาคการเกษตรหรือการให้ความร้อนในกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรม เป็นต้น นอกจากนั้นในปัจจุบันเรานิยมนำแสงอาทิตย์มาผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรงด้วยการใช้แผ่นโซล่าเซลล์ ซึ่งต้องกักเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่โลหะ อย่างไรก็ตามพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ก็เป็นพลังงานที่มีศักยภาพและสามารถมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้ด้วยเช่นกัน ตามหลักการของ Seebeck effect ซึ่งกล่าวโดยสังเขปได้ว่าเป็นการใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิบนโลหะทำให้เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้าและกระแสฟ้าได้ ด้วยหลักการนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้มีการคิดค้นอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าจากความร้อนที่เรียกว่า thermoelectric generator (TEG) ซึ่งอาศัยความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างรอยต่อด้านร้อนและด้านเย็นของเทอร์โมอิลิเมนต์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นได้
จากหลักการข้างต้นประกอบกับศักยภาพของประเทศไทยที่มีแสงแดดที่ให้พลังงานความร้อนสูง ทางผู้จัดทำจึงมีแนวความคิดที่จะใช้เทคนิครางรวมแสงพาราโบลารวบรวมและสะท้อนรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ไปยังโลหะนำความร้อน เพื่อให้เกิดอุณหภูมิที่สูงและเก็บความร้อนไว้ในตัวเก็บกักแบบมวล(แบตเตอรี่ทราย) เพื่อที่จะสามารถนำความร้อนที่กักเก็บไว้ไปใช้ประโยชน์ต่างๆ ได้อย่างต่อเนื่องรวมถึงการนำไปใช้กับอุปกรณ์ thermoelectric generator ซึ่งจะรับความเย็นจากน้ำเหลือทิ้งของตู้กดน้ำเย็นในโรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณ์ราชวิทยาลัย เพชรบุรี ด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิก็จะสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นมาได้ โดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษและเป็นการนำของเสียกลับมาสร้างให้เกิดประโยชน์อีกครั้ง โดยเราได้ศึกษาการทดลองที่เกี่ยวข้องก่อนหน้าและนำมาปรับการออกแบบระบบการกักเก็บความร้อนใหม่ ซึ่งน่าจะทำให้อุปกรณ์ TEG มีประสิทธภาพในการทำงานได้ดีขึ้น