นับตั้งแต่ต้นทุนการติดตั้งโซล่าเซลล์มีราคาถูกลงจนได้เห็นฟาร์มแดด รวมทั้งเทคโนโลยีกังหันลมที่ต้นทุนการก่อสร้าง และ การบำรุงรักษาก็ถูกลงมากเช่นกัน ซึ่งทั้งหมดนำไปสู่การพัฒนานวัตกรรมการสะสมพลังงานจากแสงแดดสายลมอย่างหลากเลย ถึงแม้จะเคยโดดเด่นแต่เพียงการกักเก็บด้วยเทคโนโลยีแบตเตอรี่มานาน… โดยโมเดลการกักเก็บพลังงานยุคใหม่จะถูกออกแบบอ้างอิงธรรมชาติ และ กลับไปใช้ฟิสิกส์กลศาสตร์อย่างแรงโน้มถ่วง… เทอร์โมไดนามิก และ แรงดันทางกลที่มนุษย์หาวิธีประยุกต์ใช้ และ รู้วิธีใช้มานานหลายร้อยปีกันอีกครั้ง
โครงการเก็บเกี่ยวแดด กับ สายลม และ กักเก็บพลังงานด้วยแรงดันทางกล หรือ Compressed Air Energy Storage หรือ CAES เป็นอีกสาขาหนึ่งของนวัตกรรมด้านการกักเก็บพลังงานที่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง… โดยมีโครงการ Iowa Stored Energy Park ซึ่งออกแบบให้มีศักยภาพในกักเก็บพลังงานได้มากถึง 270 Megawatt ด้วยเงินลงทุน 400 ดอลลาร์สหรัฐ และ ตั้งโครงการอยู่ในเขตเมือง Des Moines ในรัฐไอโอว่า ซึ่งมีฟาร์มแดด–ฟาร์มลมมากมาย… เป็นกรณีศึกษาที่วิศวกร และ นวัตกรทั่วโลกกำลังนำกลับมาปัดฝุ่นกันใหม่
Iowa Stored Energy Park เริ่มโครงการในปี 2007 ก่อนจะถูกยกเลิกในปี 2015 โดยแปดปีที่โครงการดำเนินมาอย่างต่อเนื่อง ได้ให้องค์ความรู้ด้าน CAES ตั้งแต่ข้อมูลทางธรณีวิทยาไปจนถึงกรอบงบประมาณและตัวเลขทางเศรษฐศาสตร์ กฏหมาย หรือแม้แต่งานชุมชนสัมพันธ์… Iowa Stored Energy Park ถูกยกเลิกโครงการเพราะเหตุผลทางธรณีวิทยา เพราะโครงการถูกออกแบบให้อัดอากาศแรงดันสูงไปกักเก็บในโพรงชั้นหินของเปลือกโลก
อย่างไรก็ตาม… Iowa Stored Energy Park เป็นหนึ่งในสองโครงการ Compressed Air Energy Storage หรือ CAES ขนาดใหญ่ ซึ่งมีต้นแบบจากโรงไฟฟ้าแบบ Co-Op โครงการ The Kraftwerk Huntorf ในเยอรมนีซึ่งดำเนินงานกันมาตั้งแต่ ปี 1978… ซึ่งแนวคิดในการออกแบบ The Kraftwerk Huntorf ถูกออกแบบเป็นระบบร่วมเพื่อใช้พลังงานความร้อนที่เหลือจากระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลมาเพิ่มแรงดันอากาศเพื่ออัดลงไปเก็บในชั้นหินใต้ดินเท่านั้น… ซึ่ง Iowa Stored Energy Park ก็ยังใช้แนวคิดใกล้เคียงกัน เพียงแต่หันมาเก็บพลังงานจากกังหันลม ที่ผลิตไฟฟ้าได้มากในช่วงกลางคืนที่ลมแรงกว่า แต่เป็นช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำสุด… พวกเขาจึงเอาไฟฟ้าที่ได้จากกังหันลมไปจ่ายให้เครื่องอัดอากาศเพื่อส่งไปเก็บไว้ใต้ดินลึกถึง 3,000 ฟุต… แต่ชั้นหินในโครงการ Iowa Stored Energy Park เป็นชั้นหินทรายอุ้มน้ำรูปชามคว่ำ และ มีรูพรุนมากเกินไปจนเป็นอุปสรรคต่อการไหลเวียนของอากาศอัดแรงดันจนเห็นอัตราการสูญเสียในระบบมากจนยอมรับไม่ได้ในทางเศรษฐศาสตร์
อย่างไรก็ตาม… การใช้ชั้นหินเก็บอากาศแรงดันสูง รวมทั้งการใช้เป็นคลังกักเก็บก๊าซธรรมชาติ หรือแม้แต่การใช้กักเก็บก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อลดการปลดปล่อยขึ้นชั้นบรรยากาศ… ถือเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้ และ ถูกใช้มานาน
ส่วนแนวคิด เทคนิค และ เทคโนโลยีการใช้อากาศอัดแรงดันในฐานะเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน ในวันที่ทั่วโลกมุ่งเป้าการใช้พลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และ พลังงานหมุนเวียนเป็นแหล่งพลังงานหลัก… เทคโนโลยี Compressed Air Energy Storage หรือ CAES ได้ถูกออกแบบผ่านเทคนิคการปะจุอากาศแรงดันสูงแบบใหม่ๆ จนเอามาเล่าลงลึกในรายละเอียดผ่านบทความรายวันได้ไม่หมด…
ท่านที่สนใจเทคโนโลยี CAES ทั้งโมเดลโรงไฟฟ้า และ โมเดล CAV หรือ Compressed Air Vehicle หรือ พาหนะลมอัด…ทักผมทาง Line ID: dr.thum… ขออนุญาตคุยเฉพาะโปรเจค Startup หรือ งานวิจัยทางวิศวกรรมครับ
References…
