น้ำ...พลังงานมหัศจรรย์

พลังงานน้ำ นับเป็นพลังงานทางเลือกหนึ่งที่สามารถหมุนเวียนและนำกลับมาใช้ได้ใหม่ไม่หมดสิ้น เพราะระบบวัฏจักรของน้ำนั้น เมื่อใช้พลังงานของน้ำไปแล้วส่วนหนึ่งน้ำส่วนนั้นก็จะไหลลงสู่ทะเล จากนั้นน้ำในทะเลจะได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์และระเหยกลายเป็นไอน้ำ เมื่อไอน้ำรวมตัวเป็นเมฆแล้วจะตกลงมาเป็นฝนหมุนเวียนกลับมาใหม่ และหลังจากใช้พลังงานจากน้ำแล้วน้ำยังคงมีคุณภาพเหมือนเดิมและสามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้ต่อไป

การก่อเกิด... พลังงานน้ำ

พลังงานน้ำจะเกิดจากพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานศักย์จากความเร่งเนื่องจาก แรงดึงดูดของโลกเราสามารถนำพลังงานน้ำมาใช้ประโยชน์ได้โดยให้น้ำไหลจากที่ สูงลงสู่ที่ต่ำ พลังงานศักย์ของน้ำจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ โดยผ่านกังหันน้ำ (Turbines) น้ำที่มีความเร็วสูงจะผ่านเข้าท่อแล้วให้พลังงานจลน์แก่กังหันน้ำจะไปหมุน ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในปัจจุบันพลังงานน้ำที่รู้จักกันโดยทั่วไปมี 3 ชนิด ได้แก่ พลังงานน้ำตก พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และพลังงานคลื่น แต่พลังงานน้ำที่ประเทศไทยสามารถนำศักยภาพมาใช้ประโยชน์ได้จริง คือ พลังงานน้ำตก



พลังงานน้ำตก เราสามารถผลิตไฟฟ้าได้จากพลังงานของน้ำตกที่มาจากธรราติ หรือน้ำตกที่เกิดจากการดัดแปลงสภาพธรรมชาติ เช่น น้ำตกที่เกิดจากการสร้างเขื่อนกั้นน้ำ น้ำตกจากทะเลสาบบนเทือกเขาสู่หุบเขากระแสน้ำในแม่น้ำไหลตกหน้าผา การสร้างเขื่อนกั้นน้ำและให้น้ำตกไหลผ่านกังหันน้ำซึ่งติดอยู่บนเครื่อง กำเนิดไฟฟ้าพลังงานน้ำที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของ น้ำที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของน้ำที่ปล่อยลงมา ดังนั้นการผลิตพลังงานน้ำตกจึงจำเป็นต้องมีบริเวณที่เหมาะสม โดยชุมชนสามารถมีวิธีการจัดการดูแลพลังงานน้ำตกที่มาจากธรรมชาติได้ด้วยการ ช่วยกันดูแลพลังงานน้ำตกที่มาจากธรรมชาติได้ด้วยการช่วยกันดูแลรักษ์ป่าต้น น้ำ เพราะสิ่งที่ตามมานอกเหนือจากการใช้ประโยชน์จากพลังงานน้ำตก ป่าต้นน้ำยังเป็นแหล่งต้นน้ำก่อเกิดระบบนิเวศ เป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่า ป่าพืชสมุนไพรและแหล่งกองกำลังสำคัญทางด้านอาหารธรรมชาติที่หลากหลายได้ด้วย



พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง หลักในการผลิตไฟฟ้าจากน้ำขึ้นน้ำลง จะต้องมีระดับน้ำขึ้นน้ำลงมากกว่า 5 เมตร ถึงจะคุ้มค่ากับการลงทุน แต่ประเทศไทยยังมีศักยภาพทางด้านนี้ตำมาก เนื่องจากระดับน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดที่บริเวณปากน้ำระนองมีความต่างกันเพียง 2.5 เมตรเท่านั้น



ส่วนพลังงานสุดท้าย คือ พลังงานคลื่น การใช้คลื่นเพื่อผลิตไฟฟ้านั้นถ้าจะให้ได้ผลจะต้องอยู่ในโซนที่มียอดคลื่นเฉลี่ยอยู่ที่ 8 เมตร ซึ่งบริเวณนั้นต้องมีแรงลมด้วย แต่ยอดคลื่นสูงสุดในประเทศไทยที่จังหวัดระนองมียอดคลื่นสูงสุดเฉลี่ยอยู่ที่ 4 เมตรเท่านั้น ประเทศไทยจึงยังไม่สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานคลื่นได้


 

พลังงานน้ำที่ใช้ในปัจจุบัน

ในปัจจุบันพลังงานน้ำที่ใช้มี 2 ลักษณะ คือ กังหันน้ำ (Waterwheel) เป็นรูปแบบการใช้พลังงานน้ำที่เก่าแก่ที่สุด โดยชุมชนมีการประยุกต์ใช้พลังงานน้ำไปขับเคลื่อนกังหันน้ำเพื่อหมุนแกนครกกระเดื่องตำข้าว หรือครกน้ำ ปัจจุบันมีการดัดแปลงใช้กังหันน้ำหรือระหัดวิดน้ำแทน และอีกลักษณะคือ การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานน้ำ (Hydroelectric Energy) โดยมากแล้วจะได้พลังงานประเภทน้ำจากเขื่อน หรือกังหันน้ำขนาดเล็กตามกระแสน้ำเชี่ยวต่างๆ

 
ข้อจำกัด... พลังงานน้ำ

ในข้อดีย่อมมีข้อเสียบางประการ เช่น การพัฒนาแหล่งพลังงานน้ำต้องใช้เงินลงทุนสูง และยังทำให้เสียพื้นที่ของป่าไปบางส่วน นอกจากนี้พลังงานน้ำยังมีความไม่แน่นอนเกิดขึ้น เช่น หน้าแล้งหรือกรณีที่ฝนไม่ตกต้องตามฤดูกาลและแม้เกิดปัญหาในเรื่องการจัดหาบุคคลากรไปปฎิบัติงานรวมทั้งการซ่อมแซม บำรุงรักษาสิ่งก่อสร้าง และอุปกรณ์ต่างๆ จะไม่ค่อยสะดวกนัก เพราะสถานที่ตั้งอยู่ห่างไกลจากชุมชน

โครงสร้างพื้นฐาน สภาพแวดล้อมลัวัตถุดิบที่ชุมชนมีอยู่ ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้พลังงานให้มีความเหมาะสมกับสภาพพื้นที่ และมีความแตกต่างเฉพาะในแต่ละชุมชน ชุมชนจึงต้องทำความรู้จักตนเองให้ดี รู้ว่าในพื้นที่มีวัตถุดิบใดสามารถนำมาใช้เป็นพลังงานทดแทนได้อย่างคุ้มค่าและเหมาะสม ที่สำคัญสุด คือ ต้องเรียนรู้วิธีการประหยัดใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อเป็นการลดการพึ่งพาพลังงานจากภายนอกได้อย่างยั่งยืน

พลังงานศักย์ คือ พลังงานที่สะสมในมวลที่ระดับความสูงหนึ่ง พลังงานศักย์จะเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานจลน์ (พลังในการเคลื่อนที่) เมื่อมวลนั้นมีการเปลี่ยนระดับจากที่สูงลงสู่ที่ที่มีระดับตำกว่า เช่น น้ำอยู่บนที่สูง (เขื่อนเก็บกักน้ำหรืออ่างเก็บน้ำบนภูเขา) น้ำจะเก็บสะสมพลังงานศักย์ไว้ ทันทีที่ปล่อยน้ำนี้ออกมาน้ำนี้ออกมาน้ำจะมีแรงมากพอที่จะปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในตอนที่น้ำไหลลงมาน้ำจะปลดปล่อยพลังงานศักย์ออกมาเป็นพลังงานจลน์

พลังงานจลน์ คือ พลังงานที่มีอยู่ในวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ เช่น รถยนต์กำลังแล่น เครื่องบินกำลังบิน พัดลมกำลังหมุนน้ำกำลังไหลหรือน้ำตกจากหน้าผา จึงกล่าวได้ว่า “วัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ล้วนมีพลังงานจลน์ทั้งสิ้น ปริมาณพลังงานจลน์ในวัตถุจะมีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของวัตถุนั้น”