เรื่องระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยโลกร้อน

                        

 พลังงานที่มีบทบาทสูงและกระทบความเป็นอยู่หรือปากท้องของประชาชนและเศรษฐกิจโดยรวมของประเทศหรือที่จริงน่าจะเป็นทั้งโลกด้วยซ้ำไปในปัจจุบันคือพลังงานในภาคเชื้อเพลิงและขนส่งหรือว่ากันอย่างเจาะจงไปเลยก็คือ “น้ำมัน”

ความจริงน้ำมันไม่ได้ส่งผลกระทบต่อภาคขนส่งเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบต่อภาคเกษตรที่เป็นรากเหง้าในการดำรงชีวิตของคนส่วนใหญ่ ของประเทศด้วยเหมือนกัน เพราะการเกษตร สมัยใหม่ใช้เครื่องจักรกลมากขึ้นและเครื่องจักรกลเหล่านั้นใช้น้ำมันเป็นหลัก

น้ำมันแพง ต้นทุนผลิตพืชพันธุ์ธัญญาหารก็แพงขึ้นเป็นเงาตามตัว
ใช้น้ำมันมากเท่าไร ก็สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทำให้โลกร้อนมากขึ้นด้วยเท่านั้น

ในบรรดาเครื่องมือเครื่องไม้ในการทำการเกษตรนอกจากจะเป็นเครื่องจักรกลเกษตรเช่น รถเพื่อการไถพรวน รถเพื่อการหว่าน โรยหรือหยอดเมล็ด รถเพื่อการเก็บเกี่ยว เป็นต้นแล้ว ยังมีเครื่องมืออีกอย่างหนึ่งซึ่งสำคัญยิ่งชนิดที่แทบจะขาดไม่ได้เลยคือ “เครื่องสูบน้ำ” หรือ “ปั๊ม น้ำ”
นั่นเอง
เครื่องจักรกลต่างๆ ที่ยกตัวอย่างมาใช้เครื่องยนต์ที่เป็นต้นกำลังซึ่งมีแรงม้าสูงและเป็นการยากที่จะหาเครื่องมือชนิดอื่นที่ไม่ใช้น้ำมันในการขับเคลื่อนมาทดแทนได้ เว้นแต่เครื่องสูบน้ำ
ปัจจุบันการพัฒนาเครื่องสูบน้ำโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้าเป็นต้นกำลังเพื่อเดินเครื่องสูบน้ำได้ก้าวหน้าไปมาก คือ มีอินเวอร์เตอร์ที่ทำหน้าที่ควบคุมมอเตอร์อย่างซ๊อฟท์สตาร์ทคือให้มีกระแสกระโชกขณะสตาร์ทที่ต่ำอย่างหนึ่งและแปลงไฟกระแสตรง ที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับตามชนิดและความต้องการของมอเตอร์ อีกหน้าที่หนึ่ง พร้อมๆ กับที่พัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการสูบน้ำได้ในปริมาณมากๆ ในระยะเวลาหนึ่ง (FLOW RATE) โดยใช้แผงเซลล์ให้น้อยลงควบคู่ไปด้วย อย่างไรก็ตามในด้านปริมาณน้ำที่จะสูบได้ต่อวันจะไม่อาจเทียบได้กับเครื่องสูบน้ำชนิดใช้น้ำมันที่มีอัตราไหลต่อวินาที ต่อพื้นที่หน้าตัดท่อที่เท่ากันสูงกว่า ทั้งยังสามารถสูบได้ต่อเนื่องตลอดเวลาที่มีน้ำมันเดินเครื่อง
แต่เมื่อมองต้นทุนที่เป็นค่าสูบน้ำต่อลูกบาศก์เมตรภายใต้เงื่อนไขราคาน้ำมันที่เป็นอยู่ปัจจุบันคือที่ราวๆ 40 บาทต่อลิตรแล้ว ต้นทุนสูบน้ำโดยการใช้ Solar Pump ถูกกว่าครับ
แปลกแต่จริงที่ตัวเลขความสิ้นเปลืองน้ำมันต่อปริมาณน้ำที่สูบได้ เป็นเรื่องที่หาได้ยากเย็น ไม่ปรากฏในคุณลักษณะ (Specification) ของผลิตภัณฑ์ทั้งชนิดที่นำเข้าหรือที่ผลิตในประเทศ และหาแทบไม่ได้แม้แต่ในสถาบันการศึกษาทั้งด้านการเกษตรหรือด้านวิศวกรรมเครื่องกล ทั้งผู้ผลิต ผู้นำเข้าหรือสถานศึกษาพูดคล้ายๆ กันว่าเป็นเรื่องยากเพราะมีหลายปัจจัยที่จะทำให้อัตราความสิ้นเปลืองนี้แตกต่างกันไป เช่น การเร่งความเร็วรอบเพื่อให้สูบน้ำได้มากหรือเร็วขึ้น หรือระดับการยกน้ำตลอดจนระยะทางในการส่งน้ำ เป็นต้น
ภายใต้ราคาน้ำมันที่นับวันจะแพงขึ้น ตัวเลขนี้มีความสำคัญมากขึ้นทุกทีเพราะเป็นข้อมูลที่ควรรู้ และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องน่าจะกำหนดหรือสร้างสมมุติฐานที่เป็นตัวแปรสำคัญแล้วให้ผู้ผลิตระบุอัตราสิ้นเปลืองนี้ออกมาตามสมมุติฐานที่กำหนดนั้นให้ได้
ที่ผ่านมาอาศัยการสังเกตจากการใช้งานเป็นหลัก โดยพึ่งเจ้าของบ่อกุ้งบ่อปลาที่มีประสบการณ์ใช้เครื่องสูบน้ำเป็นประจำหลายรายในการเก็บข้อมูล หลายรายไม่รู้วิธีคำนวณปริมาณน้ำ บอกผมเหมือนๆ กันว่าบ่อที่อยู่ตรงหน้าผมนั่นมีน้ำลึกเท่านั้นเท่านี้และสูบน้ำออกโดยใช้เครื่องสูบน้ำชนิดเครื่องยนต์เบนซินยี่ห้อดังๆ ยี่ห้อหนึ่งขนาดท่อดูดและส่งน้ำเท่าโน้น สูบน้ำออกได้หมดในเวลาเท่านู้นชั่วโมงโดยหมดน้ำมันไปทั้งถังน้ำมันของเครื่องที่พอดี
ผมก็ต้องเริ่มต้นคำนวณปริมาตรน้ำและไล่หาสเป็คเครื่องสูบน้ำมาดูค่าต่างๆ เช่น อัตราการไหลที่ระดับยกน้ำต่างๆ แรงม้าที่ความเร็วรอบต่างๆ ขนาดความจุถังน้ำมัน เพื่อหาข้อมูลความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงหรือน้ำมันเพื่อหาต้นทุนในการสูบน้ำ
ผลที่พอรวบรวมได้จากเครื่องสูบน้ำชนิดเครื่องยนต์เบนซิน ขนาดท่อ 3 นิ้วยี่ห้อหนึ่งซึ่งผลิตในประเทศ อายุใช้งานไม่เกิน 1 ปี มีอัตราการไหลที่ระดับยกน้ำไม่เกิน 2 เมตรที่ 1,100 ลิตร ต่อนาที ขนาด 5.5 แรงม้าที่ความเร็วรอบ 3,600 รอบต่อนาที สามารถสูบน้ำในบ่อที่มีปริมาตรประมาณ 180 ลูกบาศก์เมตรได้ในเวลา 3 ชั่วโมง และน้ำมันจากถังความจุ 3.6 ลิตรหมดพอดี
ตรวจสอบจากการใช้งานของเจ้าของบ่อกุ้งบ่อปลาที่ว่า หลายรายแล้วใกล้เคียงกับสเป็ค ของเครื่องพอใช้ได้ โดยส่วนที่ได้เพิ่มมานอกเหนือสเป็คคือน้ำมันที่ใช้ไป 3.6 ลิตร

คิดเป็นเงิน 144 บาทที่ค่าน้ำมันเบนซิน 40 บาทต่อลิตร
คิดเป็นปริมาณน้ำที่สูบได้ 50 ลูกบาศก์เมตร ต่อ น้ำมัน 1 ลิตร
คิดเป็นค่าสูบน้ำต่อลูกบาศก์เมตรที่ 0.80 บาท หรือ 80 สตางค์ต่อ 1 ลบ.ม.

นี่ว่ากันถึงเครื่องสูบน้ำค่อนข้างใหม่ ซึ่งจะกินน้ำมันน้อยกว่าเครื่องที่เก่าค่อนข้างมากและไม่นับรวมค่าตัวเครื่องสูบน้ำที่อยู่ราวๆ 12,000 – 15,000 บาทที่หากจะนำไปเปรียบเทียบกับระบบสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอายุการสูบน้ำราว 25 ปี แล้ว น่าจะต้องเปลี่ยนเครื่องสูบน้ำทั่วไปไม่น้อยกว่าสองรอบ และค่าใช้จ่ายสิ้นเปลืองน้ำมันเครื่องที่ควรเปลี่ยนถ่ายทุกๆ 100 – 150 ชั่วโมงใช้งานคราวละประมาณ 1.5 ลิตร ที่ถ้าเป็นเกรดดีถังบรรจุ 5 ลิตรราคาอยู่ที่ประมาณ 1,800 บาท (คิดเป็น 9 สตางค์ต่อน้ำ 1 ลบ.ม.)
โสหุ้ยเบ็ดเสร็จ เมื่อรวมกับความสิ้นเปลืองที่จะสูงขึ้นเมื่อเครื่องเก่าลงแล้ว น่าจะทำให้ต้นทุนสูบน้ำน่าจะอยู่ที่ราวๆ 1.00 บาทต่อลิตรที่ราคาน้ำมัน 40 บาทต่อลิตร
คราวนี้ลองมาเปรียบเทียบกับต้นทุนสูบน้ำพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้ Solar Pump ชนิดสูบน้ำผิวดิน (ที่ต่างไปจากชนิดสูบน้ำบาดาล) รุ่นที่มีขนาดท่อดูดและส่งน้ำ 3 นิ้วเท่ากันที่มีอัตราการไหลดีที่สุดในระดับยกน้ำไม่เกิน 6 เมตร เพื่อให้เทียบเคียงสมรรถนะได้ด้วยอย่างนี้ครับ

เครื่องสูบน้ำที่นำมาเปรียบเทียบใช้แผงเซลล์ขนาด 120 วัตต์จำนวน 8 แผงเป็นต้นกำลังไฟฟ้าเดินเครื่องสูบน้ำที่มีอัตราการไหล 260 ลิตรต่อนาที ซึ่งอัตราการไหลระดับนี้จะอยู่ในช่วงความยาวช่วงคลื่นแสง (Wave Length) ที่เหมาะสมเท่านั้นซึ่งจะมีค่าเฉลี่ยชั่วโมงรับแสงในย่านดังกล่าวต่อปี ราววันละ 4.5 ชั่วโมง ดังนั้นจึงคำนวณเป็นค่าเฉลี่ยปริมาณน้ำที่สูบได้ต่อวัน 70 ลูกบาศก์เมตร หรือปีละ 25,200 ลบ.ม. และหากคำนวณตลอดอายุใช้งานแผงเซลล์ที่ไม่น้อยกว่า 25 ปี จะสูบน้ำได้ถึง 630,000 ลบ.ม. ซึ่งระบบสูบน้ำจะมีราคาขายที่เปรียบเหมือนต้นทุนที่ประมาณ 280,000 บาท คิดเป็นต้นทุนในการสูบน้ำที่ 0.44 บาท หรือ 44 สตางค์ต่อลูกบาศก์เมตร เท่านั้น หรือหากเป็นรุ่นที่สามารถส่งน้ำขึ้นสูงได้ดีกว่า คือยกน้ำได้ถึงระดับ 90 เมตรซึ่งมีราคาขายใกล้เคียงกัน แต่จะมีอัตราการไหลต่ำลงคือที่ระดับยกน้ำสูงไม่เกิน 2 เมตรจะมีอัตราการไหล 210 ลิตรต่อนาทีที่จะสูบน้ำได้ตลอดอายุการใช้งานที่ 495,000 ลบ.ม. คิดเป็นต้นทุนในการสูบน้ำที่ 0.57 บาทหรือ 57 สตางค์ต่อลูกบาศก์เมตร และระบบนี้แทบไม่มีโสหุ้ยหรือค่าใช้จ่ายในระหว่างใช้งานและการบำรุงรักษาเลย ถัวเฉลี่ยค่าใช้จ่ายส่วนนี้น่าจะไม่เกิน 6 และ 8 สตางค์ต่อลูกบาศก์เมตร ก็จะทำให้มีต้นทุน 50 สตางค์ และ 65 สตางค์ตามลำดับต่อการสูบน้ำ 1 ลบ.ม. เท่านั้น

และหากมองในด้านสิ่งแวดล้อม แม้จะไม่มีตัวเลขการสร้างก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ของการสูบน้ำโดยตรง แต่หากเทียบเคียงกับการสร้างก๊าซนี้ในการผลิตไฟฟ้าโดยใช้น้ำมัน ที่จะสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง ประมาณ 720 กรัมต่อการผลิตไฟฟ้า 1 หน่วย หรือ 1 kWh และการผลิตไฟฟ้าหนึ่งหน่วยดังกล่าวนั้นจะใช้น้ำมันระหว่าง 0.35 – 0.43 ลิตร หรือเฉลี่ย 0.39 ลิตร ดังนั้นน้ำมัน 1 ลิตรจะผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 2.5 หน่วย ซึ่งจะสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 1,800 กรัม หรือ 1.8 กิโลกรัม ซึ่งหากนำมาเทียบต่อว่าน้ำมัน 1 ลิตรสูบน้ำได้ 50 ลบ.ม. ก็หมายความว่าทุกๆ การสูบน้ำ 1 ลบ.ม. จะสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 36 กรัม และหากนำจำนวนน้ำที่สูบได้จากพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นตัวต่ำคือ 495,000 ลบ.ม. แล้ว จะเห็นว่าลดการสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้แก่โลกได้ถึง 17,820,000 กรัมหรือราว 17.82 ตัน ที่อาจจะเกิดขึ้นจากการสูบน้ำด้วยเครื่องสูบน้ำชนิดใช้น้ำมันให้ได้น้ำจำนวนเดียวกันในเวลา 25 ปี หรือปีละ 712.80 กิโลกรัม เลยทีเดียว

แต่เนื่องจากปริมาณน้ำที่สูบได้ในแต่ละวัน มีจำนวนไม่มากนัก ในการใช้น้ำในปริมาณที่มากจึงต้องวางแผนอย่างรอบคอบและได้ประโยชน์สูงสุด ภายใต้ภาวะราคาน้ำมันที่สูงลิ่วและนับวันจะแพงขึ้นไปเรื่อยๆ ประกอบกับความต้องการลดภาวะโลกร้อนด้วยการช่วยกันลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
 

ที่มา  www.oknation.net


|ประปาไทย|เทคโนฯ|