The Power of Rain! สิงคโปร์เปลี่ยนน้ำฝนที่ตกลงมา ให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้า
สิงคโปร์เปิดมิติใหม่แห่งพลังงาน เปลี่ยน 'น้ำฝน' ที่ตกลงมา ให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้า!
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำอาจผลิตพลังงานสะอาดได้ แต่เพื่อให้พลังงานดังกล่าวทำงานได้ การเคลื่อนที่ของน้ำจะต้องเปิดใช้งานระบบกลไกบางอย่าง (เช่น กังหัน) อุปกรณ์ที่ซับซ้อนนี้ไม่สามารถใช้ได้ทุกที่ และอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในบางสถานการณ์ แต่ในทางกลับกัน ฝนไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์อื่นใดนอกจากท่อให้ฝนไหลผ่าน นอกจากนี้ ฝนยังสร้างพลังงานในปริมาณที่มากกว่าน้ำที่ไหลอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากประจุไฟฟ้าที่เกิดจากฝนที่ตกลงมาแต่ละครั้งใช้เวลาในการสลายตัวนานกว่ามาก
นี่คือสิ่งที่วิศวกร Siowling Soh จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์และทีมวิจัยของเขาค้นพบเมื่อพวกเขาพยายามผลิตไฟฟ้าโดยการกักเก็บน้ำฝนในท่อ ซึ่งเขาได้เผยผ่านงานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน ACS Central Science โดยระบุว่า
"การตั้งค่าทำได้ง่าย ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ใดๆ ดังนั้นการติดตั้ง การใช้งาน และการบำรุงรักษาจึงมีราคาไม่แพงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถใช้ได้ทุกที่ รวมถึงในพื้นที่เมือง"
การไหลของละอองฝนผ่านท่อ (โดยมีช่องว่างอากาศอยู่ระหว่างละออง) เรียกว่า การไหลแบบปลั๊ก (Plug Flow) ไอออนไฮโดรเจนที่มีประจุบวกและไอออนออกซิเจนที่มีประจุลบจะแยกตัวออกจากกันเองที่รอยต่อระหว่างของเหลวและของแข็ง แต่ประจุไฟฟ้าจากประกายไฟแต่ละอันที่เกิดจาก "ก้อน" ของละอองฝนจะมีค่ามากกว่าจากน้ำที่ไหลผ่านท่ออย่างต่อเนื่อง การแยกประจุไฟฟ้านี้ยังเป็นสาเหตุของไฟฟ้าช็อตอย่างกะทันหันที่คุณพบขณะเปิดโคมไฟ
โซห์และทีมงานของเขาได้ติดตั้งท่อและถ้วยสเตนเลสที่บรรจุน้ำที่ไม่มีประจุไว้บางส่วน และเชื่อมต่อกับตัวต้านทานชุดหนึ่ง (ซึ่งควบคุมการไหลของไฟฟ้า) เข้ากับถ้วยและท่อด้วยสายไฟสำหรับการสัมผัสทางไฟฟ้า ประจุที่สะสมอยู่ในวงจรที่ขับเคลื่อนด้วยท่อและถ้วย และกระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น ทำให้ได้พลังงานที่ส่งออกสูงกว่าพลังงานที่ผลิตโดยการไหลอย่างต่อเนื่องถึง 100,000 เท่า!
ข้อดีอีกประการหนึ่งของ Plug Flow คือสามารถผลิตพลังงานได้อย่างสม่ำเสมอในระยะยาว เช่น ฝนที่ตกกระทบและตกลงมาเป็นเวลา 20 วินาทีในท่อ 4 ท่อที่เชื่อมต่อกับวงจรภายนอกสามารถจ่ายไฟให้กับหลอดไฟในบ้านได้ถึง 12 หลอด ระบบ Plug Flow แปลงพลังงานของน้ำที่ตกลงมาตามท่อเป็นไฟฟ้าได้มากกว่า 10% และเมื่อเทียบกับน้ำที่ไหลเป็นสายน้ำต่อเนื่องแล้ว Plug Flow ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าถึง 5 เท่า เนื่องจากความเร็วของละอองน้ำที่ทดสอบนั้นช้ากว่าฝนมาก นักวิจัยจึงแนะนำว่าระบบนี้สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานหมุนเวียนและพลังงานสะอาดจากธรรมชาติได้อย่างอิสระ รวมถึงไฟฟ้าจากละอองฝนที่ตกลงมาได้โดยตรงด้วย
ระบบ Plug Flow สามารถใช้งานในพื้นที่ที่จำกัด เช่น บนหลังคาอาคารในเมือง เหมาะสำหรับการผลิตพลังงานสะอาดในระดับครัวเรือน หรือชุมชนเล็กๆ ต่างจากพลังงานน้ำแบบดั้งเดิมที่ต้องใช้แม่น้ำหรือเขื่อนขนาดใหญ่ นับว่าเป็นทางเลือกใหม่ที่น่าสนใจสำหรับเมืองที่มีปริมาณน้ำฝนมาก มีพื้นที่จำกัดอย่างกรุงเทพมหานคร ซึ่งหากมีการนำระบบนี้มาพัฒนาก็อาจจะช่วยยกระดับพลังงานไฟฟ้าให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และช่วยลดค่าใช้จ่ายได้อีกด้วย
Advertisement
