เอกสารการประชุมวิชาการและนำเสนอผลงานวิจัย ครั้งที่ 21 / 2554 (Oral) - page 608

2
บทนํา
เนืÉ องจากบนพืÊ นทีÉสูงในภาคเหนื อของประเทศไทย ครู และนักเรี ยนประสบปั ญหาอากาศหนาวเย็ น และนํÊ าใช้
อาบเย็นมากทําให้นักเรียนไม่นิ ยมอาบนํÊ า หากต้องการอาบนํÊาต้องนํานํÊามาต้มซึÉ งถือว่าเป็ นวิธี การทีÉยุ่งยากสํ าหรับคนบน
พืÊ นทีÉสูง เนืÉ องจากต้องจัดเตรี ยมไม้ฟื นเพิÉมเติมจากการเตรี ยมเพืÉอหุ งหาอาหาร ดังนัÊ นการหยิบยกประเด็นการทํานํÊาร้อน
ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ เพืÉอเป็ นพลังงานทดแทนไม้ฟื นจึงเป็ นเรืÉ องทีÉน่ าสนใจ ประเทศไทยตัÊ งอยู่เขตศูนย์สูตรซึÉ งมี
ศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิ ตย์ตกกระทบเป็ นจํานวนมาก มี ค่าเฉลีÉยรังสี อาทิตย์ประมาณ 18.2 MJ/m2-day (เผชิญ
จันทร์ สา, 2549) สําหรั บเทคโนโลยีการทํานํÊ าร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศไทยนัÊ นมีพัฒนาการมายาวนานกว่า
20 ปี มีรายงานการศึกษาเกีÉยวกับสมรรถนะของเครืÉ องทํานํÊ าร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบต่างๆ ตลอดทัÊงปี ดังนัÊ นเครืÉ อง
ทํานํÊ าร้อนพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็ นอีกทางเลือกหนึÉ งทีÉ เหมาะสมในการผลิตนํÊ าร้อนสําหรับใช้งานในครัวเรื อน
สํ าหรับเครืÉ องทํานํÊ าร้อนพลังงานแสงอาทิ ตย์ส่วนใหญ่มี การแบ่งแยกตามการไหลเวี ยนของนํÊ าในระบบทีÉ
แตกต่ างกัน 2 แบบ (อโศก ศรี ทองธรรม, 2551) คื อ การหมุนเวี ยนของนํÊ าตามธรรมชาติ (Natural circulation) หรื อ
Passive System บางทีÉ เรี ยกว่า Thermosyphon และ แบบการหมุนเวียนของนํÊ าโดยใช้ พลังงานจากภายนอก (Forced
circulation) หรื อ Active System เช่น การใช้ปัËมเพืÉ อช่วยในการหมุนเวียนของนํÊาในระบบ เป็ นต้น เครืÉ องทํานํÊ าร้อน
พลังงานแสงอาทิตย์เป็ นอุปกรณ์ทีÉ ไม่ยุ่งยากซับซ้อน สามารถผลิตใช้งานตามทีÉพักอาศัยทัÉวไปได้ ดังนัÊนการค้นคว้าวิ จัย
เพืÉอพัฒนาประสิ ทธิ ภาพของเครืÉ องจึงเป็ นทีÉน่าสนใจ และนอกจากนีÊ ยังช่ วยสนับสนุนนโยบายแผนพลังงานหมุ นเวียน
ของประเทศอีกทางหนึÉ งด้ วย ในปัจจุบันเครืÉองทํานํÊ าร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แพร่ หลายในภาคส่ วนของอุ ตสาหกรรม
โรงแรม โรงพยาบาล แต่สํ าหรับทีÉพักอาศัยยังไม่แพร่ หลายมากนัก เนืÉองจากต้นทุนการผลิ ตของแผงรับรังสี อาทิตย์ทีÉ มี
ราคาสู งและอุปกรณ์ บางส่วนยังต้องนําเข้าจากต่างประเทศ
ดังนัÊ นจึงมี การศึกษาการลดต้นทุนตัวรับรังสี อาทิตย์ (Julio Roberto, 2008)โดยนําวัสดุ UPVC ใช้ผลิตแผงรับ
รังสี อาทิตย์นํามาเปรี ยบเที ยบกับวัสดุ ทองแดงผลิตแผงรั บรั งสี อาทิตย์ โดยมีการเปรี ยบเทียบต้นทุ นการผลิ ตและ
ประสิ ทธิ ภาพ พบว่า UPVC ซึÉ งมีประสิ ทธิ ภาพ 67% และวัสดุทองแดงมีประสิ ทธิภาพ 74% ซึÉ งกล่าวได้ว่าวัสดุทัÊ งสอง
ชนิดมี ประสิทธิ ภาพใกล้เคียงกันแต่ ราคา UPVC ตํÉากว่า อย่างไรก็ตามในพืÊนทีÉห่างไกลหรื อบนพืÊ นทีÉสู ง วัสดุ UPVC ก็ยัง
ถือว่ามี ราคาสูงและหาได้ยาก ดังนัÊ นบนพืÊ นทีÉสูง เพืÉอให้เกิดการใช้งานจริ งและสามารถขยายผลได้ การผลิตแผงรับรั งสี
อาทิตย์ จึงควรหาวัสดุทีÉมีราคาถูกและสามารถหาได้โดยทัÉวไป แนวทางการดําเนินงานจึงตัÊงสมมุ ติฐานว่า ควรนําวัสดุทีÉ
ทําจากพลาสติกทีÉใช้ อยู่ ในงานเกษตรกรรม มีราคาถูกและหาได้ ง่ายตามท้องตลาดมาเป็ นวัสดุ ในการผลิตแผงรั บรั งสี
อาทิตย์ เมืÉอพิจารณาคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติทางกายภาพของท่อทางการเกษตรทีÉ ใช้กันอยู่ทัÉวไป จึ งทดลองนําท่ อ
PE (Polyethylene pipe) มาเป็ นวัสดุทีÉใช้ทําแผงรับรังสี อาทิตย์ เนืÉองจากท่อ PE มีคุณสมบัติ (บริ ษัท เอสซีจี เคมิ คอล
จํากัด, 2550) คือ มีอายุการใช้งานประมาณ 50 ปี ยืดหยุ่ นทนต่อแรงกระแทกได้ดี (ค่า Flexural modulas 120,000 psi –
1,200 Mpa) โดยทัÉวไปใช้งานทีÉอุณหภูมิ -18°C - 60°C ขึÊ นอยู่กับระยะเวลาและแรงทีÉ มากระทํา และเมืÉอไม่ มีแรงดัน PE
สามารถใช้งานทีÉอุณหภูมิ 80°C การนํา PE มาใช้งานอุณหภูมิทีÉสูงควรลดแรงดันลง