ประดิษฐ์ตู้อบผลผลิตเกษตรจากแสงอาทิตย์-แก๊สชีวภาพ

“สะอาด ประหยัด และมีใช้ไม่มีหมด” ทั้งหมดนี้คือนิยามของพลังงานที่ได้จากแสงอาทิตย์ ซึ่งโดยทั่วไปจะรู้จักกันดีในการนำไปใช้ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือที่เรียกว่าโซลาร์เซลล์

อย่างไรก็ดี แสงอาทิตย์ที่ส่องลงมาบนผิวโลกยังสามารถใช้ประโยชน์โดยตรงจากความร้อนได้มากมาย อย่างเช่นผลงานพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับตู้อบผลผลิตทางการเกษตร ของกลุ่มนักศึกษาจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี (มทร.ธัญบุรี) ประกอบด้วยนายชัยวุฒิ ล่าบ้านหลวง, นายคมสัน เครืองเนียม, นางสาวประภัสสร สำเภาทอง, นายทวีศักดิ์ อรชร, นาย จักรินทร์ นับพิมาย และนายปริวรรต เรืองฤทธิ์ โดยมี ดร.เกียรติศักดิ์ แสงประดิษฐ์ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษาโครงการ

ทั้งนี้ นอกจากพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว นักศึกษากลุ่มนี้ยังดึงเอาพลังงานทางชีวภาพ ซึ่งก็คือแก๊สที่ผลิตเองจากเศษอาหารของเหลือทิ้ง มาประสานกันเป็นพลังงานสำรองสำหรับตู้อบในช่วงเวลาที่แสงอาทิตย์ไม่เพียงพอ

สำหรับโครงการประยุกต์ใช้แก๊สชีวภาพกับพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับตู้อบผลผลิตการเกษตรนี้ นักศึกษากลุ่มนี้ได้แรงบันดาลใจจากการพบว่า ในอดีตเกษตรกรส่วนใหญ่นิยมใช้การตากแดดทำแห้งผลผลิตทางการเกษตร เพื่อเป็นการถนอมอาหารหรือเก็บรักษาคุณภาพของผลผลิตการเกษตร มักจะใช้เวลานานและจะไม่สามารถทำได้เมื่อปริมาณแดดมีจำนวนน้อย หรือช่วงหน้าฝน ทำให้ผลผลิตไม่เป็นไปตามต้องการ และยังเกิดการปนเปื้อนฝุ่นละออง และอาจจะเกิดเชื้อราในผลิตภัณฑ์อีกด้วย ปัจจุบันแม้ว่าจะมีการพัฒนาสร้างเครื่องอบแห้งขึ้นมาหลายรูปแบบ เช่น การอบโดยใช้น้ำมัน แก๊สหุงต้ม ไฟฟ้า ซึ่งวิธีการดังกล่าวนั้นมีค่าใช้จ่ายที่สูงมาก และใช้พลังงานค่อนข้างสูงอีกด้วย รวมไปถึงส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ดังนั้นจึงมีแนวคิดที่จะใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์และแก๊สชีวภาพมาใช้ให้เกิดประโยชน์ เนื่องจากพลังงานดังกล่าวเป็นพลังงานสะอาด ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย และสามารถใช้เป็นพลังงานทางเลือกได้ สิ่งสำคัญคือ การสร้างจิตสำนึกในการนำพลังงานสะอาดมาใช้แทนพลังงานสิ้นเปลืองที่นับวันยิ่งเหลือน้อยลงไปทุกที

เครื่องอบที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักๆ ด้วยกันคือ ส่วนที่ 1 ชุดรวบรวมแสงอาทิตย์ เป็นการผลิตลมร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อนำไปใช้อบผลผลิต

ส่วนที่ 2 ชุดผลิตแก๊สชีวภาพ เพื่อนำมาใช้ในกรณีที่ลมร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์มีอุณหภูมิต่ำหรือใช้ในกรณีที่มีฝน และส่วนที่ 3 ตู้อบให้ผลผลิตมีอุณหภูมิในระดับที่ต้องการ

หลักการทำงานคือ ตู้อบจะใช้พลังงานหลักจากแสงอาทิตย์โดยคิดเป็น 90% และจะใช้พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ของแก๊สชีวภาพ 10% ในกรณีที่แสงแดดไม่เพียงพอ และจะใช้พลังงานแก๊สชีวภาพ 100% ในกรณีที่ฝนตกตลอดทั้งวัน

ส่วนพลังงานจากแสงอาทิตย์นั้นจะใช้หลักการของพาราโบลาในการรวมแสง โดยที่แผงรับรังสีของความร้อนแบบพาราโบลาสามารถปรับระดับได้ตั้งแต่ 1-50 องศา เพื่อนำลมร้อนที่ได้จากการรวบรวมความร้อนของชุดรวบรวมความร้อนแบบพาราโบลาผ่านท่อนำความร้อนไปใช้ในตู้อบ ซึ่งสามารถผลิตลมร้อนได้ถึง 80 องศาเซลเซียส ในช่วงเวลาแดดร้อนจัด

ตู้อบจะนำลมร้อนที่ได้มาใช้ในการอบแห้ง โดยจะตั้งอุณหภูมิในการอบที่ 60 องศาเซลเซียส จะมีระบบควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในตู้อบไม่ให้ต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส ถ้าอุณหภูมิภายในตู้อบต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส ระบบควบคุมจะสั่งให้จ่ายแก๊สชีวภาพอัตโนมัติมาเผาท่อนำความร้อนเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ แล้วนำลมร้อนที่ได้เข้าสู่ตู้อบจนมีอุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส และระบบควบคุมก็จะสั่งให้หยุดจ่ายแก๊สชีวภาพอย่างอัตโนมัติเมื่ออุณหภูมิถึงดังกล่าว

จากการทดลองเมื่อเปรียบเทียบการใช้งานระหว่างการใช้ตู้อบที่ประยุกต์ใช้แก๊สชีวภาพกับพลังงานแสงอาทิตย์กับการตากแดด ผลที่ได้คือ การอบแห้งใบมะกรูดโดยใช้ตู้อบสามารถลดความชื้นของใบมะกรูดจาก 61% เหลือเพียง 11% โดยน้ำหนักในเวลาการอบ 5 ชั่วโมง โดยใบมะกรูดที่นำไปตากแดดนั้นจะไม่สามารถลดความชื้นได้ถึง 11% โดยน้ำหนักภายใน 1 วัน ซึ่งนับว่าเป็นที่น่าพอใจ เป็นการใช้ประโยชน์จากพลังงานตามธรรมชาติอย่างเต็มประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถทุ่นพลังงานและเวลาสำหรับเกษตรกรได้เป็นอย่างดี.

“พลังงานจากแสงอาทิตย์และแก๊สชีวภาพมาใช้ให้เกิดประโยชน์ เนื่องจากพลังงานดังกล่าวเป็นพลังงานสะอาด ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย และสามารถใช้เป็นพลังงานทางเลือกได้ สิ่งสำคัญคือ การสร้างจิตสำนึกในการนำพลังงานสะอาดมาใช้แทนพลังงานสิ้นเปลืองที่นับวันยิ่งเหลือน้อยลงไปทุกที”