How it works พลังงานและกำลังงาน

พลังงาน และกำลังงาน เจาะลึกทุกซอกทุกมุม

พลังงานผลิตกันอยางไร

พลังงาน และก�าลังงาน

พลังงาน และก�าลังงาน เรื่อง : สตีฟ พาร์คเกอร์ ภาพประกอบ : อเล็กซ์ แพง แปล : จารุยศ สุวรรณบัตร

ISBN : 978-616-527-171-4

ราคา : 79 บาท พิมพ์ครั้งที่ 1 : มิถุนายน 2554 ภายใต้ลิขสิทธิ์ของ c MILES KELLY PUBLISHING LTD of The Bardfield Centre, Great Bardfield, Essex CM7 4SL, England c ลิขสิทธิ์ภาษาไทย : ส�านักพิมพ์เอ็มไอเอส

สงวนลิขสิทธิ์ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2537 โดยส�านักพิมพ์เอ็มไอเอส ห้ามน�าส่วนหนึง่ ส่วนใดของหนังสือ เล่มนี้ไปลอกเลียนแบบ ท�าส�าเนา ถ่ายเอกสาร หรือน�าไป เผยแพร่บนอินเตอร์เน็ตและเครือข่ายต่างๆ ไม่ว่าในรูปแบบ ใดๆ นอกจากจะได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษรจากทาง ส�านักพิมพ์เท่านั้น ชื่อผลิตภัณฑ์และเครื่องหมายการค้าต่างๆ ที่อ้างถึงเป็นของ บริษัทนั้นๆ

บรรณาธิการส�านักพิมพ์ : ชิดพงษ์ กวีวรวุฒิ ประสานงานฝ่ายผลิต : อิสรีย์ แจ่มข�า ศิลปกรรม : ภรณีย์ สนองผัน, อัจฉรา ทับทิมงาม, นริศรา ช่อสลิด พิสูจน์อักษร : ศลิษา ลือพงศ์ไพจิตร, ชนาภัทร พรายมี ประสานงานสื่อสิ่งพิมพ์ : บุษกร กู้หลี ฝ่ายการตลาด : ชลพิชา ครื้นจิต, มยุรี ศรีมังคละ พิมพ์ที่ : บริษัท พิมพ์ดี จ�ากัด ผู้พิมพ์/ผู้โฆษณา : เสริม พูนพนิช จัดพิมพ์โดย : ส�านักพิมพ์เอ็มไอเอส 55, 57 ซอยพระรามที่ 3 ซอย 53 ถนนพระราม 3 แขวงบางโพงพาง เขตยานนาวา กรุงเทพฯ 10120 โทรศัพท์ 0-2294-8777 (สายอัตโนมัติ) โทรสาร 0-2294-8787 www.MISbook.com

จัดจ�าหน่ายโดย : บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จ�ากัด (มหาชน) 1858/87-90 ชั้น 19 อาคารเนชั่นทาวเวอร์ ถนนบางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศัพท์ 0-2739-8222, 0-2739-8000 โทรสาร 0-2739-8356-9 www.se-ed.com

หากหนังสือเล่มนี้ผลิตไม่ได้มาตรฐาน อาทิ หน้ากระดาษสลับกัน หน้าซ�้า หน้าขาดหาย ส�านักพิมพ์ยินดีรับผิดชอบเปลี่ยนให้ใหม่ โดยส่งมาเปลี่ยนตามที่อยู่ด้านบน หรือติดต่อส�านักพิมพ์เอ็มไอเอส โทรศัพท์ 0-2294-8777 (สายอัตโนมัติ)

First published in 2009 by Miles Kelly Publishing Ltd Bardfield Centre, Great Bardfield, Essex, CM7 4SL Copyright © Miles Kelly Publishing Ltd 2009 This edition printed in 2009 Editorial Director: Belinda Gallagher Art Director: Jo Brewer Design Concept: Simon Lee Volume Design: Rocket Design Cover Designer: Simon Lee Indexer: Gill Lee Production Manager: Elizabeth Brunwin Reprographics: Stephan Davis, Ian Paulyn Consultants: John and Sue Becklake All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the prior permission of the copyright holder.

ACKNOWLEDGEMENTS All panel artworks by Rocket Design The publishers would like to thank the following sources for the use of their photographs: Alamy: 25 John Novis; 34 greenwales Corbis: 26 Joseph Sohm/Visions of America; 28 Harald A. Jahn; 36 Kim Kulish Fotolia: 13 Lottchen Getty Images: 19 Boris Horvat; 21 Harald Sund Photolibrary: 7 (c) Manfred Bail Rex Features: 11 Sipa Press; 30 Jon Santa Cruz gy; Science Photo Library: 17 US Department of Ener 33 Andrew Lambert Photography All other photographs are from Miles Kelly Archives

www.FactsforprojectS.COM บริเวณขวาด้านบนของทุกหน้าจะมีลงิ ก์ เข้าอินเตอร์เน็ตเพือ่ ส่งเสริมการเรียนรู้ ท่านเข้าไปชมได้ที่ www.factsforpro jects.com ชมภาพ ศึกษาข้อมูลเพิม่ เติม วิดีโอ ร่วมกิจกรรมแสนสนุก และลิงก์ ไปยังเว็บเพิม่ เติมมากมายโดยไม่เสียค่า ใช้จา่ ย ทัง้ หมดนีเ้ ป็นสิทธิข์ องท่าน และ ไม่ควรคัดลอกหรือน�าไปเผยแพร่เพือ่ จุด ประสงค์ทางการค้าเอาก�าไร หากท่านตัดสินใจใช้อินเตอร์เน็ตผ่าน คอมพิวเตอร์ของท่าน มีข้อมูลที่ท่าน จ�าเป็นต้องรู้ดังนี้ • คอมพิวเตอร์ ไมโครซอฟท์ วินโดว์ XP หรือเวอร์ชั่นล่าสุด หรือแมคอินทอช ปฏิบัติการ OS X หรือเวอร์ชั่นล่าสุด

ปลอดภัยไว้ก่อน เมือ่ ท่านใช้อนิ เตอร์เน็ต โปรดตรวจสอบ ให้แน่ใจว่าท่านปฏิบัติตามค�าแนะน�า ดังต่อไปนี้ • ขออนุญาตผู้ปกครองก่อนเข้าใช้ • อย่าให้ขอ้ มูลส่วนบุคคล เช่น ชือ่ ทีอ่ ยู่ อีเมลของท่าน • หากเว็บไซต์ให้ท่านเข้าใช้หรือกรอก ข้อมูลโดยใช้ชอื่ หรืออีเมล ให้ปรึกษาผู้ เมื่อลิงก์เข้าไม่ได้ ปกครองก่อน www.factsforprojects.com จะได้รบั • หากท่านได้รบั อีเมลจากคนแปลกหน้า การตรวจสอบเป็นประจ�าเพื่อให้มั่นใจ ให้บอกผูใ้ หญ่และอย่าตอบข้อความ ว่าให้บริการข้อมูลแก่ท่านได้ บางครั้ง นั้นกลับ เว็บไซต์อาจแสดงข้อความว่าไม่ทา� งาน • อย่านัดพบคนทีค่ ยุ ผ่านทางอินเตอร์เน็ต หากเป็นกรณีนี้ ให้ท่านลองเข้าอีกครั้ง เป็นอันขาด และแรม 512 เมกะไบต์ • บราวเซอร์ เช่น Microsoft®Internet Explorer 7, Firefox 2.X หรือิ Safari 3.X • ต่ออินเตอร์เน็ตผ่านโมเดม (แนะน�า 56 Kbps) หรือบรอดแบนด์ที่เร็วกว่า • บัญชีเข้าใช้อินเตอร์เน็ตของผู้ให้ บริการ (ISP) • การ์ดเสียงเพื่อใช้ฟังเสียง

ส�านักพิมพ์ Miles Kelly ไม่รบั ผิดชอบว่า ข้อมูลในเว็บไซต์ที่นอกเหนือจากของ ทางส�านักพิมพ์จะเหมาะสมหรือถูกต้อง เด็กควรอยูใ่ นความดูแลของผูป้ กครอง ขณะใช้อินเตอร์เน็ต และไม่ควรพูดคุย ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

www.mileskelly.net

info@mileskelly.net

สารบั ญ ปฐมบทพลังงาน. . . . . . . . . . . . . . . . . 6 เหมืองถ่านหิน. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 แท่นขุดเจาะน�า้ มันและแก๊ส . . . . . . . . . . . 10 โรงไฟฟ้า. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 เครือ่ งก�าเนิดไฟฟ้า. . . . . . . . . . . . . . . . 14 โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ . . . . . . . . . . . 16 พลังงานฟิวชัน. . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 โรงไฟฟ้าพลังน�า้ . . . . . . . . . . . . . . . . .20 พลังงานความร้อนใต้พภิ พ. . . . . . . . . . . .22 เขือ่ นดักน�า้ ขึน้ น�า้ ลง . . . . . . . . . . . . . . .24 กังหันลม . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 พลังงานชีวมวล. . . . . . . . . . . . . . . . . .28 แผงโซลาร์เซลล์. . . . . . . . . . . . . . . . . .30 เซลล์เชือ้ เพลิงและมอเตอร์ไฟฟ้า. . . . . . . . .32 บ้านประหยัดพลังงาน . . . . . . . . . . . . . .34 ขนส่งประหยัดพลังงาน. . . . . . . . . . . . . .36 อภิธานศัพท์. . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 ดัชนี . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

พลังงาน และก�าลังงาน

เรื่อง : สตีฟ พาร์คเกอร์ ภาพประกอบ : อเล็กซ์ แพง

ปฐมบทพลงั งาน พลังงานมีหลายรูปแบบ พลังงานกล

พลังงานความร้อน พลังงานแสง พลังงาน เสียง สารเคมี ในเชื้อเพลิง พลังงานไฟฟ้า แรงแม่เหล็กและกัมมันตภาพรังสี ยามที่เรา กดเปิ ด ไฟ ท� า อาหาร หรื อ นั่ ง เครื่ อ งบิ น ไปเที่ ย วก็ ถื อ ว่ า ใช้ พ ลั ง งานแล้ ว พลั ง งาน ไม่เคยถูกสร้างหรือถูกท�าลาย แต่เปลีย่ นจาก รูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่ง เช่น น�้ามันรถกลาย เป็นพลังงานความร้อน พลังงานเสียง และ พลังงานจลน์ หรือกระแสไฟฟ้าในโทรทัศน์ กลายเป็นเม็ดสีเล็กๆ บนจอภาพ ลิตกระแสไฟฟา้ ได้ เราดึงพลงั งานจากดวงอาทติ ย์มาผอาท ์ ลังงานแสง ติ ย์ โดยใช้เซลลพ 1. แสงอาทติ ย์สอ่ งลงมา 5. อิเล็กตรอนเคลือ่ นทจี่ าก กระทบเซลล์พลังงาน ผิวสัมผัสด้านหน้าไปผวิ สัมผัส แสงอาทติ ย์ ด้านหลังท�าให้เกิดกระแสไฟฟา้ 2. ชัน้ กันแสงสะทอ้ น กลับจะคอยกนั ไม่ให้ สูญเสียแสงอาทติ ย์ไป ผิวสัมผัส ด้านหน้า

3. แสงกระทบมุม ระหว่างชัน้ ซิลโิ คน ประเภทพแี ละเอ็น

พลงั งานจากสายนา�้ ทีไ่ หล ผลิตกระแสไฟฟา้ ทีโ่ รงไฟหลากน�ามาใช้ ฟ้าพลงั น�า้

พลังงานแสงอาทิตย์ โลกของเราใช้พลังงานมาแล้วหลายต่อหลายแบบ เริ่ม

ตั้งแต่เมื่อคนโบราณเผาไม้ เปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงทางเคมี ให้กลายเป็นความร้อนเพื่อท�าอาหารและสร้างความอบอุ่น ต่อมาก็เป็นพลังงานเคลือ่ นทีห่ รือพลังงานจลน์ เช่น ลมพัดมา ปะทะเรือใบ หรือน�้าไหลผ่านระหัดวิดน�้า ไว้บดเมล็ดพืชหรือ ทดน�้าจากบ่อน�้า พลังงานทุกรูปแบบที่กล่าวมานี้เราอาจ สืบย้อนกลับไปยังดวงอาทิตย์ได้ เมื่อต้นไม้ดูดซับแสง เพือ่ เติบโต ท�าให้นา�้ ระเหยกลายเป็นไอ ซึง่ ไอนีต้ อ่ มา กลายเป็นละอองน�้าบนก้อนเมฆ ตกลงมา เป็นฝนและไหลลงไปยังแม่น�้าในที่สุด

ผิวสัมผัสด้านหลัง 4. อิเล็กตรอนกระเด้งจากชัน้ เอ็นไปชนั้ พี

แทน่ ขดุ เจาะน พลงั งานฟอสซ า�้ มนั ขนาดมหมึ าผลติ เราไดเ้ พยี งพอลิ สนองความตอ้ งการของ ล อยา่ งนอ้ ยก็ ณ เวลานี้ พลั ง งานหลั ก ที่ เราใช้ กั น ทุ ก วั น นี้ ม าจาก ดวงอาทิตย์ทงั้ นัน้ หรือส่วนใหญ่กจ็ ะเป็นเช่นนัน้ ถ่านหิน น�า้ มัน แก๊ส ล้วนแล้วแต่เป็นพลังงานฟอสซิล ถ่านหิน คือซากพืชทีท่ บั ถมมาเป็นล้านปี น�า้ มันปิโตรเลียมและ แก๊สธรรมชาติมาจากซากพืชซากสัตว์นอ้ ยใหญ่ทบั ถม กันอยูใ่ ต้ทะเล พลังงานจ�าพวกนีถ้ อื เป็นพลังงาน 5 ใน 6 ของพลังงานทั้งหมดที่เราใช้กันในโลกเลยทีเดียว โดยเฉพาะด้านอุตสาหกรรม รถยนต์ โรงผลิตไฟฟ้า และโรงไฟฟ้าความร้อน

พ ังงานฟอสซิล แหล่ ง

6

>>>

พลังงานและก�าลังงาน

<<<

เปิดประตูสู่โลกกว้างไปพร้อมกันที่ www.factsforprojects.com

ปฏิกริ ยิ าลูกโซ่นวิ เคลียร์ เปลีย่ นอะตอมเปน็ พลังงาน 1. นิวตรอนจากการ แตกตัวฟิชชันก่อนหนา้ นี้

วิกฤตพลังงาน ัตราแบบที่ใช้อยู่ หากเรายังคงใช้พลังงานฟอสพลัซิงลงานในอจะห มดภายในไม่

2. นิวเคลียสแตกตัว

นิวเคลียสของ อะตอมเชือ้ เพลิง 3. พลังงานความรอ้ น และพลังงานอนื่ ๆ ปลดปล่อยออกมา

4. นิวตรอนเคลือ่ นที่ เร็วขึน้ ทวีจา� นวนมากขึน้

นิวเคลียสกัมมันตรังสี

5. ปฏิกริ ยิ า ลูกโซ่ นิวเคลียร์

ในปัจจุบันอย่างนี้ไปเรื่อยๆ ง ถึง 200 ปี นอกจากนี้ การเผาพลังงานฟอสซิลยังสร้า ปรากฏการณ์เรือนกระจก ท�าให้โลกร้อนเร็วขึ้นและ ภูมิอากาศแย่อีกด้วย การเผาพลังงานชีวภาพที่ได้จาก ก็ พืช เช่น ไม้ ฟาง น�้ามัน หรือแก๊สชีวภาพจากซากสัตว์ ส่งผลไม่ตา่ งกัน แม้โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลยี ร์จะไมไ่ ด้ทา� ให้ โลกร้อนเทา่ แต่กส็ ร้างอันตรายด้านอืน่ เช่น เสีย่ งต่อการ เกิดอุบัติเหตุและก็ไม่มีใครรับประกันได้ว่าผลิตผลจาก กัมมันตภาพรังสีจะมีความปลอดภัย

รักษ์ โลก รักษ์อนาคต ยังพอมีหนทางแก้ปญั หาวิกฤตพลังงานอยูบ่ า้ ง เราใช้พลังงาน

ให้นอ้ ยลงได้ โดยพัฒนาระบบขนส่ง ระบบท�าความร้อน ระบบไฟ และวางฉนวนกันความร้อนให้มปี ระสิทธิภาพขึน้ เสาะหาแหล่ง พลังงานใหม่ทสี่ ะอาด เป็นมิตรกับสิง่ แวดล้อม และยัง่ ยืนกว่าที่ เป็นอยู่ ทั้งยังน�ากลับมาใช้ใหม่ได้ เช่น แรงน�้าไหล พลังงานจาก ดวงอาทิตย์ ลม กระแสน�้า คลื่น และความร้อนจากใต้พิภพ ก็ น�ามาใช้ได้

บไปใชว้ ธิ ดี งั้ เดมิ เตาพลังงานแสงอาทิตย์กพืลัอ่ ต้มน�า้ และทา� อาหาร เ คือรวมแสงจากดวงอาทิตย์

ห้าสิบปีจากนี้ ลูกหลานเราจะ มองย้อนกลับมาดูพลังงาน ที่เราผลาญไปและสงสัยว่า บรรพบุรุษฉันไม่ตระหนัก อะไรกันเลยหรือ”

รถซบู ารรุ กั ษส์ งิ่ แ แทบไมป่ ลอ่ ยไอเสวดลอ้ มรนุ่ จโี ฟรอ์ ี โดยใชพ้ ลงั งานไฟ ยี เลย ทงั้ ยงั แลน่ จโี ฟรอ์ ี มาจาก ฟา้ อกี ดว้ ย ชอื่ รนุ่ ‘G หมายถงึ เปน็ มติ reat for Earth’ รตอ่ สงิ่ แวดลอ้ ม 7

เหมืองถ่านหน ิ เป็นเวลากว่า 250 ปีมาแล้วที่เราน�า

ถ่านหินมาใช้เป็นพลังงานหลักขับเคลือ่ น เครือ่ งยนต์ ไอน�า้ ในช่วงปฏิวตั อิ ตุ สาหกรรม ทุกวันนี้ถ่านหินเป็นพลังงานที่ทั่วโลก น�ามาเผาไหม้สร้างกระแสไฟฟ้า ตลอด หลายปีทผ ี่ า่ นมาแหล่งถ่านหินใหม่ๆ ได้ ถูกค้นพบมากมาย และใช้ร่อยหรอไป ทุกที การท�าเหมืองแร่และโรงงานเผา ถ่านหินผุดขึ้นทั่วโลกราวดอกเห็ด และ ก็คงจะเป็นเช่นนี้ต่อไป

รู้ไว้ใช่ว่า การท�าเหมืองถ่านหินขนาดเล็กย้อน กลับไปมากกว่า 2,000 ปีในยุคโรมัน ส่วนเหมืองใหญ่ยคุ บุกเบิก เริม่ บริเวณ ตะวันออกเฉียงเหนือของอังกฤษ บริเวณ เดอรัมและนิวคาสเซิล ตั้งแต่ศตวรรษ ที่ 18 เป็นต้นมา

อนาคตจะเป็นอย่างไร

โลกนีม้ ถี า่ นหินเพียงพอใช้ ไปอีกประมาณ 150 ปี แต่โรงไฟฟ้าพลังถ่านหินเป็น ปัจจัยหลักที่ท�าให้เกิดปัญหาโลกร้อน

ชัน้ ถ่านหิน

ชัน้ หิน

อุโมงค์ อุโมงค์ขดุ ลงไปตามชัน้ ถ่านหิน อาจมีหกั โค้งขึน้ ลงบ้าง หากจ�าเป็นในบางกรณี แนวเหมือง

หัวตัดถ่านหินตามแนวผนังเคลือ่ นที่ ไปมาตัดหน้าถ่านหิน เครือ่ งค�า้ ยันเพดานเหมือง เคลือ่ นทีโ่ ดยอัตโนมัติ

สายพานล�าเลียง ถ่านหิน

เพดานเหมืองจะถูก ปล่อยให้ถล่มลงมา (เรียกว่า เขตหินถล่ม)

หวั ตัดถ่านหน ิ

ท�างานอย่างไร

ถ่านหินใต้ดินกว่าครึ่งถูกขุดตามแนวยาวของผนัง เหมืองด้วยเครื่องที่ชื่อว่า หัวตัดถ่านหินตามแนวผนัง จะเคลือ่ นทีก่ ลับไปมาตามหน้างานหรือผนังของถ่านหิน หัวกว้านที่หมุนไปมาผนวกกับซี่เหล็กอันแหลมคม ขูดและโม่ให้ถ่านหินกลายเป็นก้อน ก้อนถ่านหิน เหล่านี้จะหล่นไปบนสายพานหรือโซ่ล� าเลียงของ ตู้คอนเทนเนอร์ทรงคล้ายกระทะขนาดใหญ่ สายพาน จะเคลื่อนย้ายถ่านหินดิบที่โม่นี้ไปยังสายพานล�าเลียง แนวตั้งหรือกระพ้อล�าเลียง เมื่อหัวตัดเคลื่อนที่เจาะ ไปข้างหน้า ไม้ค�้ายันข้างหลังจะดันเพดานหินเอาไว้ ให้นานทีส่ ดุ เท่าทีจ่ า� เป็น จากนัน้ จึงจะปล่อยให้เพดาน ถล่มลงมาได้ 8

ช�าแหละเหมืองแร่ ระบบระบายอากาศ ใบพั ด อั น ทรงพลั ง จะ ช่วยระบายแก๊สระเบิดที่ อันตรายและความร้อนใน ตัวอุโมงค์นใี้ ห้ไหลออกไป บนพืน้ ดินตามท่อ และน�า อากาศสดชืน่ เข้ามาแทน ห้องกว้าน รอกม้วนหรือ หัวกว้านขนาดใหญ่ ท�างาน โดยใช้พลังงานจากมอเตอร์ ไฟฟ้า จะคอยม้วนสายเคเบิล เพือ่ ยกลิฟต์ เครือ่ งจะปล่อย สายเคเบิลเพื่อหย่อนลิฟต์ ลงมาอย่างปลอดภัย

จีนเป็นยักษ์ใหญ่ดา้ นการผลติ ถ่านหิน ของโลก โดยมรี สั เซียตามมาตดิ ๆ ตามด้วย อินเดีย ออสเตรเลยี และแอฟรกิ าใต้ ตามล�าดับ

>>>

พลังงานและก�าลังงาน

<<<

ไปท่องเหมืองจ�าลองเสมือนจริงได้ที่ www.factsforprojects.com

โครงเหล็ก หรือเรียกอีกอย่าง ว่า หอกว้าน มักสร้างจากนัง่ ร้านเหล็กหรือคานคอนกรีต เพื่อพยุงเฟืองลูกรอก

กวา่ ร่วมศตวรรษทีค่ วามเชือ่ ก่อตัวขึน้ เรื อ่ ยๆ ว่าการพกกอ้ นถา่ นหนิ ติดตัวไปด้วย จะท�าใหเ้ ราโชคดี เปน็ เรือ่ งปกตทิ คน ี่ เรา มักหาอะไรมายดึ เหนีย่ วใหอ้ นุ่ ใจเสมอ

ลูกปืนของเพลาลูกรอก

สายเคเบิลยก สาย เคเบิลเหล็กแข็งแรง ยาวกว่ า ร้ อ ยหรื อ พันเมตรเส้นนี้ไว้ใช้ ยกลิ ฟ ต์ เ พื่ อ ขนส่ ง คนงานเหมืองแร่และ เครือ่ งไม้เครือ่ งมือต่างๆ

การระเบดิ ถา่ น หนิ ทเี่ หมอื งเป ดิ

การท�าเหมืองแบบเปิด

ถ่านหินมักถูกน�าออกไปจากเหมืองเปิดโดยจะ ขุดดินออกไปกองไว้ทอี่ นื่ เปิดเหมืองเป็นทางยาว ขุดเป็นบ่อแล้วใส่ระเบิดลงไป เสียงหวอจะดังเพือ่ เตือนการระเบิดทีจ่ ะระเบิดถ่านหินให้กลายเป็น เศษเล็กๆ และจะใช้เครือ่ งขุด รถลาก รถบรรทุก หรือใช้สายพานล�าเลียงไป สายพานล�าเลียง ถ่านหินบางที่ยาวกว่า 15 กิโลเมตร

เฟืองลูกรอกหลัก สาย เคเบิลจะถูกชักไปตาม ลูกรอก (ล้อกว้าน) ขนาด ใหญ่หลายชุด เพือ่ ยกและ หย่อนลิฟต์จากปากบ่อ เหมืองไปยังอุโมงค์ที่อยู่ ลึกลงไป ยิ่งลูกรอกใหญ่ เท่าไรการกว้านก็ง่ายขึ้น และสายเคเบิลก็จะไม่ตงึ จนเกินไป

ถ่านหนิ ทีเ่ ห็นกันนี้ 2 ใน 3 น�ามาจาก เหมืองใต้ดนิ ส่วนทเี่ หลอื มาจากเหมอื งเปิด หรอื เราจะเจอถ่านหนิ ไดง้ า่ ยๆ เพยี งแค่ขดุ ชัน้ หินบางๆ ทีค่ ลุมดินอยู่ วิธนี ี้ เรยี กวา่ เปดิ หนา้ ดิน

ปลอ่ งลฟิ ต์

ง็ และเกา่ แกท่ สี่ ดุ คือ แอนทราไซต์ แข ุ ด ่ ี ส ะท ยอ นเ งา ง ลั ี พ ่ ม ที ิ ด ชน ิ น ถ่านห กิ ไนต์จะเบากว่ามาก ทัง้ ยังเผา ก่อตัวขึน้ ตัง้ แต่ 400 ล้านปที แี่ ล้ว ส่วนลจะมีอายนุ อ้ ยกว่า 2 ล้านปี โดยใช้ความรอ้ นตา�่ กวา่ และอาจ 9

๊ แท่นขุดเจาะนำ้ มันและแก ส หากพูดถึงบรรดาสิ่งปลูกสร้างที่

ใหญ่ทสี่ ดุ หนึง่ ในนัน้ คงจะมีชอื่ ของแท่น ขุดเจาะน�้ามันและแก๊สรวมอยู่ด้วย ที่ ใด มีน�้ามันปิโตรเลียมหรือแก๊สอยู่ข้างใต้ ที่นั่นจะมีแท่นนี้ พลังงานเชื้อเพลิง ฟอสซิลสองชนิดนีม้ กั เกิดคูก่ นั หลักการ ขุดเจาะนั้นก็ง่ายนิดเดียว นั่นคือน�า ดอกสว่านทะลวงลึกลงไปยังก้อนหิน แต่ถือเป็นกระบวนการที่สาหัส และสุ่ม เสีย่ งอยูเ่ อาการ เพราะต้องผจญกับไฟ และระเบิดแรงดันสูง เป็นต้น

ก ดุ อยา่ งหนงึ่ ของโล ่ ี ส ท ู ง ่ ี ส ท ง ้ า ร ส ู ก ล สงิ่ ป า�้ มนั ปโิ ตรเลยี ส คอื แทน่ ขดุ เจาะนตงั้ ตระหงา่ น ทอี่ า่ วเมก็ ซโิ ก กวา่ 610 เมตร เล เหนอื ระดบั นา�้ ทะ ยี ว ทเี ด

ดอกสว่านขุดเจาะ ท�างานอย่างไร

รู้ไว้ใช่ว่า

การบุกเบิกค้นพบน�้ามันที่โด่งดังที่สุด น�าโดย เอ็ดวิน เดรก ที่เมืองไททัสวิลล์ รัฐเพนซิลวาเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ปี ค.ศ. 1859 อันทีจ่ ริงมีการขุดเจาะน�า้ มัน มาแล้วก่อนหน้านี้ เช่น ที่บ่อบีบี ไอแบท ใกล้กบั เมืองบากู ประเทศอาเซอร์ ไบจาน ปี ค.ศ. 1848 โดยวิศวกรชาวรัสเซีย นาม เอฟเอ็น เซไมนอฟ

เขตสาธารณูปโภค แท่นขุดเจาะนีก้ ม็ สี งิ่ อ�านวย ความสะดวกให้กับคนงานไม่ต่างอะไรจากเมือง ขนาดย่อม ไม่ว่าจะเป็นห้องนอน ห้องครัว โรงอาหาร ห้องออกก�าลังกาย โรงภาพยนตร์ รวมถึงพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจต่างๆ ทั้งยังมีห้อง เครื่องส�าหรับการบ�ารุงรักษาและซ่อมแซม ห้อง ทดลองเพื่อน�าตัวอย่างหิน น�้ามัน หรือแก๊สมา ทดสอบทางวิทยาศาสตร์

มีเครื่องจักรเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ต้องท�างาน สมบุกสมบันเท่ากับสว่านขุดเจาะน�้ามันตัวนี้ กงล้อมีฟันสามซี่ประสานกลืนกันพอดี จึงท�าให้ ก้านเจาะควงทะลวงชั้นหินได้ไม่ยากเลย “โคลน” ที่สร้างขึ้นมาเป็นพิเศษจะสูบลงไปยังโพรงข้างใน ก้านเจาะ ช่วยสร้างความเย็นและหล่อลื่นสว่าน และไหลย้อนกลับไปยังก้านเจาะ เอาเศษหินที่ ถูกโม่ขึ้นมาด้วย ที่บริเวณปากทางโคลนที่ขยาย ตัวจะถูกกรองและไหลกลับลงไปใหม่ ก้านเจาะจะขยายตัวทีบ่ ริเวณข้างบน ขณะทีด่ อกสว่านก�าลังขุดเจาะอยู่ เศษหินจะไหลขึน้ ไปตามทางรอบๆ ก้านเจาะ

ดอกสว่านและหลุมเจาะ จะกว้างกว่าก้านเจาะ 10

ท่อกรุ

ล้อมีซที่ ที่ า� จากเหล็กแกร่ง จะหมุนเพือ่ ขูดและโม่หนิ

ดาดฟ้า บริเวณที่ พลุกพล่านทีส่ ดุ คือ บริเวณดาดฟ้าเรือ อันเป็นที่ตั้งของ จานขับก้านเจาะ และมอเตอร์ไฟฟ้า เสาแท่ น แท่ น ขุ ด เจาะบางแห่งจะเชื่อม ติดกับเสาที่ตั้งอยู่บน ท้องมหาสมุทร บาง ที่ใช้เสาค�้าที่เป็นแอ่ง ครึ่งหนึ่งลอย ครึ่งหนึ่ง จม มีสายเคเบิลรัง้ ให้อยู่ ในต�าแหน่ง หรือเหนีย่ ว อยู่กับพื้นทะเล

ในทอ้ งทะเล แท่นเจาะส�ารวจบอ่ น�า้ มัน จะถูกส่งไปลองขุดเจาะบ่อน�า้ มันบ่อแรก เพือ่ ดูวา่ มีนา�้ มันหรือแก๊สอยูใ่ นบรเิ วณ นัน้ บ้างหรือไม่ แล้วค่อยส่งแท่นผลิต ตามไปเพอื่ สกัดน�า้ มันหรือแก๊ส การขดุ นัน้ กินเวลาหลายปีทเี ดียว

ปั้นจั่น ปั้นจั่นขนาดใหญ่บน แท่นขุดเจาะ คอยขนส่งอาหาร น�า้ เครือ่ งมือวิทยาศาสตร์ และ เสบียงต่างๆ จากเรือขนเสบียง ที่เทียบอยู่ข้างแท่น ที่แท่นนี้ จะต้องมีเสบียงมากพอเพื่อ ประทังชีวติ ให้อยูไ่ ด้อย่างน้อย 2-3 อาทิตย์ ในยามที่เรือเดิน ทางมาไม่ได้เพราะติดมรสุม

พลังงานและก�าลังงาน

>>>

<<<

ไปเที่ยวบนแท่นขุดเจาะน�้ามัน พร้อมชมรายละเอียดทุกซอกทุกมุม ได้ที่ www.factsforprojects.com

การลองขุดบางครัง้ ต้องเจาะลงไปลึกถึง 9,000 เมตรโดยไม่เจอน�า้ มันหรือแก๊สเลย หอขุดเจาะเดอริก หอคอยสูงตระหง่านนีม้ รี อก และสายเคเบิลทีไ่ ว้ใช้ยกปรับความยาวของก้าน เจาะ เพื่อให้ประกอบก้านเจาะเข้ากับอุปกรณ์ ของก้านเจาะตัวอื่นๆ ในแต่ละส่วนได้

พลังงานนา�้ มันและแก๊สวัดโดยใช้หน่วยบีโออี (BOE-Barrel of Oil Equivalent) หนึง่ บีโออี นัน้ ประมาณ 1.7 เมกะวัตต์ชวั่ โมง (MWhMegawatt hours) ซึง่ ท�าให้เครือ่ งใช้ไฟฟ้า ในบ้านใช้งานไปได้ถงึ 4 เดือน

ตัวขับก้านเจาะ คือชิ้นส่วนของท่อที่หน้าหนึ่งมีผิวเรียบ 4-6 ผิว ขันนอตติดไว้กบั ยอดของก้านเจาะ โดยตัวขับก้าน เจาะนี้จะหมุนด้วยแรงของจานขับก้านเจาะ จานขับก้านเจาะ ท�างานโดยใช้ พลังจากมอเตอร์ไฟฟ้า โดยรัดติด อยูก่ บั ตัวขับก้านเจาะท�าให้หมุนได้ เพื่อบิดก้านเจาะและดอกสว่านที่ อยู่ลึกลงไป ลานจอดเฮลิคอปเตอร์ เฮลิคอปเตอร์พา ลูกเรือและเสบียงฉุกเฉินมาส่งทุกสองสามวัน ทั้งยังขนของอีกหลายชนิดตั้งแต่คนงานที่เจ็บ ป่วยหรือได้รบั บาดเจ็บไปจนถึงตัวอย่างน�า้ มัน แก๊ส หรือหินใต้ทะเลใหม่ล่าสุด

อง่ ฌองดารก์ ่ ี แ ท ี ย น ์ เ ร อ เบ ไฮ ะ แทน่ ขดุ เจา เหนอื ใกลก้ บั ิ ก ต น ล แ ต อ แ ร ุ ท มหาสม กั กวา่ 37,000 ตนั 50 บอ่ น ห ์ ด น ล ์ แ ด ว า ฟ วา่ เกาะนวิ ๆ แทน่ นไี้ ปแลว้ ก บ อ ร เล ะ ้ ท ต ่ ี ใ ท ั น ขดุ บอ่ นา�้ ม

ยาวเข้าไปอีกนิด ลึกเข้าไปอีกหน่ อย

แท่งก้านเจาะ คือก้านเจาะหลายๆ ก้าน น�ามาขันนอตต่อกันเป็นทางยาว จานขับ ก้านเจาะทีอ่ ยูบ่ นแท่นขุดจะเป็นตัวหมุน แท่งก้านเจาะทั้งหมดไปรอบๆ หากจะ เพิม่ ความยาวของแท่งก้านเจาะ ก็จะน�า ก้านใหม่มาชักขึ้นไปต่อกับหอขุดเจาะ เดอริก และขันสกรูตอ่ ท้ายก้านตัวล่างให้ แน่น เพียงเท่านี้แท่งก้านเจาะทั้งแท่งก็ พร้อมลุยต่อได้อีกครั้ง

น ดาดฟา้ บ

า่ ง ดาดฟา้ ล

เครือ่ งหนบี กา� ลังกด กา้ นเจาะ ใหต้ อ่ เชอื่ มกนั ได้ เพอื่ ทจี่ ะ 11

พลังงาน และกำลังงาน ภาพประกอบชัดเจนเขาใจงาย • ชำแหละกลไกการทำงานภายใน • ภาพแสดงกลไกสำคัญครบถวน • อธิบายกระจางทุกเรื่องพลังงานและกำลังงาน •

ปดโลกการเรียนรูเ รือ่ งระบบการผลิตพลังงานกวาสิบหาชนิดไปพรอมกัน ตัง้ แตแผงโซลาเซลล ไปจนถึงโรงจักรไฟฟาพลังน้ำ ทุกหนามีภาพอธิบาย กลไกการทำงานของชิ้นสวนสำคัญ รวมถึงภาพแสดงการทำงานของ ระบบตางๆ เริ่มตั้งแตเราดึงพลังงานจากน้ำและลมออกมาใชกันได อยางไร ทุกหัวขอบอกเจาะลึกเรือ่ งราวความเปนมาและแนวโนมในอนาคต ของการผลิตพลังงานทุกรูปแบบ อีกทั้งยังมีลิงคเว็บไซตเขาสูโลกการ เรียนรูท น่ี า ตืน่ ตาตืน่ ใจ หาขอมูลเพิม่ เติมในเรือ่ งทีส่ นใจได ไรขดี จำกัด

ISBN 978-616-527-171-4

9

786165

271714

ราคา 90 บาท