เตา 5 ขีด (1)

ภาคเรียนที่ 1 ปกี ารศกึ ษา 2562 ชอื่ : โครงงานวทิ ยาศาสตร์ ดา้ นการใช้และอนรุ ักษ์พลงั งานไฟฟา้ เพ่ือชีวิติและสังคม ชอื่ เรือ่ ง : โครงงานวทิ ยาศาสตร์ เรอื่ ง เตาชวี มวล 5 ขดี ท่ปี รึกษา : นายอานนทวัฒน์ ปัดโรคา ปกี ารศกึ ษา : 1/2562 บทคดั ย่อ โครงงานวิทยาศาสตร์ เรอื่ ง เตาชีวมวล 5 ขีด มีจดุ มุ่งหมายเพ่ือศึกษาการสรา้ งแบบจาลองเตาชีวมวล อยา่ งง่าย ในกิจกรรมน้ี มีสมมุตฐิ าน ว่า เตาชีวมวลท่ีสร้างขึน้ มคี ณุ สมบัติและหลกั การทางานเหมือนเตาชีวมวล จริง สามารถนาไปใช้ในชวี ิตประจาวนั ได้ และคกึ ษาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาชวี มวลทสี่ ร้างขน้ึ เปรบี ย เทบี ยกบั เตาประหยัดพลงั งานธรรมดา ในการศึกษาน้ีมีสมมตฐิ าน คือ เตาชวี มวลให้คา่ พลังงานความร้อนสงู กวา่ เตาประหยัดพลงั งานธรรมดา ผลการดาเนนิ โครงงาน พบว่า บรรลวุ ัตถปุ ระสงคท์ ีต่ ัง้ ไวแ้ ละสามารถสรปุ ผลการดาเนนิ งานโครงงาน ไดด้ ังน้ี 1. ผูท้ าโครงงานสามารถทาเตาชวี มวลไว้ใชเ้ องได้ 2. สง่ เสรมิ การใช้เตาชวี มวลในชมุ ชน ขอ้ เสนอแนะของการพฒั นาต่อยอดจาก โครงงานวิทยาศาสตร์ เร่ือง เตาชีวมวล 5 ขดี เตาชีวมวล สามารถทาน้าอ่นุ โดยไม่ใชพ้ ลังงานไฟฟา้ ได้

กติ ตกิ รรมประกาศ โครงงานวทิ ยาศาสตร์ เร่อื ง เตาชวี มวล 5 ขดี น้ี สาเรจ็ ไดด้ ้วยความรว่ มมอื ของสมาชกิ ในกลุ่ม และ ไดร้ บั การช่วยเหลือ และสนบั สนนุ จากหลาย ๆ ทา่ น กอ่ นอ่ืนตอ้ งขอขอบคณุ ครู กศน.ตาบล ท่ีเป็นทีป่ รึกษา โครงงาน และสอนใหม้ คี วามรู้ความสามารถในการสร้างเตาชวี มวลแบบงา่ ย และทาให้เกิดโครงงานน้ขี นึ้ ขอขอบคุณ ศนู ย์การศึกษานอกระบบและการศึกษาตามอัธยาศยั อาเภอเมืองหนองบัวลาภู ที่ใหก้ ารสันนั สนุน การทาโครงงานและจัดกจิ กรรมพฒั นาผ้เู รียนด้านการใช้และอนรุ ักษ์พลงั งานไฟฟ้าในชวี ิตและสงั คม ที่ทาให้ เกิดแรงบนั ดาลใจในการสรา้ งโครงงานทจ่ี ะประหยัดพลังงาน จงึ ขอขอบพระคุณทกุ ท่านทไี่ ดส้ นับสนุนการทางาน และให้กาลงั ใจเสมอมา จนโครงงาน วทิ ยาศาสตร์ เรื่อง เตาชวี มวล 5 ขดี นสี้ าเร็จลลุ ว่ งด้วยดี และความดีอนั เกิดจากการศึกษาค้นคว้าครั้งน้ี สมาชิกในกลุ่มขอมอบแดผ่ ้มู พี ระคณุ ทกุ ท่าน และขอกราบขอบพระคุณมา ณ โอกาสนี้

สารบัญ เรอื่ ง หนา้ บทคัดย่อ ค กติ ติกรรมประกาศ ง สารบัญ จ สารบัญรปู ฉ บทท่ี 1 บทนา 1 1.1 ความเปน็ มาของโครงงาน 1.2 วตั ถุประสงค์ของโครงงาน 1.3 ขอบเขตของโครงงาน 1.4 วธิ ีการดาเนนิ การ 1.5 ประโยชนท์ ี่ไดร้ ับของโครงงาน 1.6 นยิ ามศพั ท์ บทที่ 2 เอกสารท่ีเกย่ี วข้อง 2.1 พลังงานชวี มวล 2.2 เทคโนโลยพี ลังงานชีวมวล 2.3 เทดโนโลยเี ตาแก็สชวี มวล บทท่ี 3 วิธดี าเนนิ งานโครงงาน 3.1 ประชุมสมาชิกในกลมุ่ เพ่ือเลอื กหัวขอ้ โครงงาน 3.2 ดาเนินการเขยี นโครงร่างโครงงาน 3.3 ศกึ ษาค้นควา้ เอกสารท่ีเกีย่ วข้อง 3.4 ออกแบบโครงงานพัฒนาเว็บไซต์ 3.5 ดาเนินการโครงงานพัฒนาเวบ็ ไซต์ บทที่ 4 ผลการดาเนินงาน 4.1 การพฒั นาเว็บไซต์ เรือ่ ง........................................................................................ 4.2 ผลจากการพฒั นาเว็บไซต์ 4.3 ผลจากการเผยแพรเ่ วบ็ ไซตต์ ามโครงงาน บทที่ 5 สรปุ ผลและข้อเสนอแนะ 5.1 สรปุ ผลโครงงานพัฒนาเวบ็ ไซต์ 5.2 ปญั หาและอุปสรรคในการทาโครงงานพัฒนาเว็บไซต์ 5.3 ขอ้ เสนอแนะและแนวทางในการพฒั นา

บรรณานุกรม ภาคผนวก 1. แบบบันทึกการประชมุ กลุม่ เพ่ือเลือกหวั ข้อโครงงาน 2. แบบร่างของโครงงาน 3. ผังมโนทัศนใ์ นการกาหนดของเขตเนื้อหาในการศึกษา 4. ภาพประกอบ ประวตั ผิ ู้จัดทา

บทท่ี 1 บทนา 1.1 ความเป็นมาของโครงงาน เช้ือเพลิงชีวมวล เป็นเช้ือเพลิงท่ีมาจากสิ่งมีชีวิต เช่นไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย เศษไม้ เศษหญ้า ประเทศไทยซ่ึงทาการเกษตรอยา่ งกว้างขวาง มีวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรเป็นจานวนมาก เช่น แกลบ ขี้เลื่อย ชานออ้ ย กากมะพร้าว ซึ่งมีอยู่จานวนมาก ซ่ึงถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนท่ีสาคัญเตาแก๊สชีวมวล เป็นเตา ท่ีมีการจัดสร้างขึ้น เพ่ือใช้สาหรับการหุงต้มในครัวเรือน มีหลักการทางาน คือ ผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากชีวมวล โดยการเผาไหม้เชอื้ เพลิงในทีท่ ่จี ากัดปรมิ าณอากาศ ให้เกิดความร้อนบางส่วนไปเร่งปฏิกิริยาต่อเนื่องอ่ืน ๆเพ่ือ เปลย่ี นเชือ้ เพลิงแข็งเปน็ แก๊สเชอ้ื เพลิง ดังที่กล่าวในการศกึ ษา จงึ ทาให้กลุม่ ของข้าพเจ้าสนใจที่จะทาโครงงาน เพื่อการศึกษารูปแบบ หลักการทางาน หลักการ ทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้อธิบาย และทดสอบประสิทธิภาพของเตาชีวมวล โดยใช้ชีวมวล คือ ถ่านไม้และไม้ฟืน และสรา้ งแบบจาลองเตาชวี มวลเพ่อื นาไปใช้ในชวี ติ ประจาวัน ใหเ้ ป็นประโยชนต์ อ่ ผู้ทส่ี นใจศกึ ษาต่อไป 1.2 วัตถุประสงค์ 1.2.1 เพื่อประดษิ ฐ์เตาชวี มวลใว้ใช้เอง 1.2.2 เพือ่ ทดสอบประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนของเตาชวี มวล 5 ขีด 1.3 สมมุตฐิ าน 1.3.1 เตาชีวมวลท่ีประดิษฐ์ข้ึนมีคุณสมบัติและหลักการทางานเหมือนเตาชีวมวลกระทรวง พลงั งาน สามารถนาไปใช้ในชวี ิตประจาวนั ได้ 1.3.2 เตาชวี มวลท่ปี ระดษิ ฐข์ ้นึ ใหค้ ่าพลงั งานความร้อนสงู กวา่ เตาประหยัดพลงั งานธรรมดา 1.4 ตัวแปรท่ีศกึ ษา 1.4.1 ในการศึกษาสมมติฐาน คอื เตาชวี มวลใหค้ า่ พลังงานความรอ้ นสงู กวา่ เตาฟืนธรรมดา ตัวแปรตน คือ เตาชีวมวล 5 ขดี ทปี่ ระดษิ ฐ์ข้ึน กบั เตาชวี มวลกระทรวงพลงั งาน ตวั แปรตาม คอื ค่าพลังงานความร้อน ระยะเวลาทตี่ ม้ น้าเดือด ตวั แปรควบคุม คือ ชนิดเช้อื เพลงิ และปริมานเชอ้ื เพลิงทใ่ี ช้ เดียวกนั และปรมิ าณ นา้ ทตี่ ม้ ขนาดภาชนะต้มน้า เดยี วกัน

1.5 ขอบเขตของโครงงาน ในการทาโครงงานมีขอบเขตการศึกษา ดงั น้ี 1.5.1 สิ่งทศ่ี ึกษา - เตาชีวมวล 5 ขดี เปน็ เตาชวี มวลอยา่ งง่ายท่ีประดิษฐ์ขึ้น มีหลกั การทางาน คอื ผลติ แก๊สเชอ้ื เพลิงจากชีวมวล โดยการเผาไหมเชอ้ื เพลงิ ในท่ีท่ีจากดั ปริมาณอากาศ ใหเกดิ ความรอนบางสวนไปเรงปฏกิ ิรยิ าตอเนอ่ื งอนื่ ๆเพื่อเปล่ียนเชื้อเพลงิ แขง็ เปนแกสเช้ือเพลิง - เชื้อเพลงิ ท่ใี ชเ้ ป็น ไม้ฟืนท่ีมีตามท้องถิน่ ปริมารท่ีใช้ในการศึกษา จานวน 5 ขีด 1.5.2 ระยะเวลา วนั ที่ 1 – 15 มิถุนายน พ.ศ. 2562 1.5.3 สถานท่ี กศน.ตาบลโพธช์ิ ยั ศนู ย์การศึกษานอกระบบและการศึกษาตามอัธยาศัยอาเภอเมือง หนองบวั ลาภู 1.6 ประโยชนท์ ี่คาดว่าจะได้รับจากโครงงาน 1.6.1 ไดเ้ ตาชวี มวล ท่สี ามารถใช้ไดจ้ ริง ใช้งาน สะดวก แข็งแรง ทนทาน ปลอดภยั ประหยดั พลังงานเช้ือเพลิง ใหค้ วามร้อนสงู 1.6.2 ผลการศึกษาเมอ่ื เปรียบเทยี บพลงั งานความร้อนกับเตาฟืนธรรมดา เม่ือใชเ้ ชื้อเพลิง แบบเดียวกัน 1.7 นิยามศัพท์ เตาชวี มวล 5 ขีด หมายถงึ เตาชีวมวลอยา่ งงา่ ยที่ประดษิ ฐข์ ึ้น จากถังสี เก่า จานวน 2 ใบ ขนาด 20 ลติ ร 1 ใบ ขนาด 7 ลติ ร 1 ใบ มหี ลกั การทางาน คอื ผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากชวี มวล โดยการ เผาไหมเชอ้ื เพลิงในท่ีท่ีจากัดปรมิ าณอากาศ ใหเกิดความรอนบางสวนไปเรงปฏิกิรยิ าตอเนือ่ งอ่ืน ๆเพื่อ เปลยี่ นเชือ้ เพลงิ แขง็ เปนแกสเชื้อเพลิง เตาชีวมวลกระทรวงพลงั งาน หมายถงึ เตาชวี มวลท่กี ระทรวงพลังงานส่งเสรมิ ใหป้ ระชาชน ใช้ในชมุ ชน ทาจาก ท่อเหลก็ และป๊ิบ เตาฟืนธรรมดา หมายถงึ เป็นเตาทใ่ี ชก้ ันตามครัวเรอื น ทาจากดนิ เหนียว หุ้มด้วยสังกระสี มี ชอ่ งเติมเช้ือเพลิงดา้ นหนา้ เชอ้ื เพลงิ ชีวมวล หมายถงึ ไมฟ้ นื ท่ีมตี ามทอ้ งถ่นิ ปริมานท่ใี ช ศกึ ษา จานวน 5 ขีด (500 กรมั )

บทที่ 2 เอกสารและงานวจิ ัยท่เี ก่ยี วข้อง ในการทาโครงงานวิทยาศาสตร์ เรอื่ ง เตาชีวมวล 5 ขดี กลุม่ ผศู้ กึ ษาไดร้ วบรวมแนวคิดทฤษฎแี ละ หลักการตา่ งๆ จากเอกสารและงานวจิ ัยทเ่ี ก่ียวข้องดังตอ่ ไปน้ี 2.1 พลังงานชีวมวล ชีวมวล (Biomass) คือ สารอนิ ทรยี ์ท่เี ปน็ แหลง่ กักเกบ็ พลงั งานจากธรรมชาติและสามารถนามาใช้ ผลิตพลงั งานได้ สารอนิ ทรียเ์ หลา่ นี้ได้มาจากพืชและสตั วต์ า่ ง ๆ เช่น เศษไม้ ขยะ วัสดเุ หลอื ใชท้ าง การเกษตร การใช้งานชวี มวลเพ่อื ทาให้ได้พลังงานอาจจะทาโดยนามาเผาไหมเ้ พื่อนาพลังงานความรอ้ นที่ได้ไป ใช้ ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าทดแทนพลังงานจากฟอสซลิ (เชน่ นา้ มัน) ซึ่งมอี ยู่อย่างจากดั และอาจหมดลง ได้ ชวี มวลเลา่ นี้มแี หลง่ ท่มี าตา่ ง ๆ กัน อาทิ พืชผลทางการเกษตร (agricultural crops) เศษวัสดุเหลอื ทงิ้ การเกษตร (agricultural residues) ไมแ้ ละเศษไม้ (wood and wood residues) หรือของเหลือจากจาก อุตสาหกรรมและชมุ ชน ตัวอยา่ งเชน่ - แกลบ ไดจ้ ากการสีข้าวเปลือก - ชานออ้ ย ได้จากการผลิตน้าตาลทราย - เศษไม้ ได้จากการแปรรปู ไม้ยางพาราหรือไม้ยคู าลิปตสั เป็นสว่ นใหญ่ และบางสว่ นไดจ้ ากสวนป่าที่ ปลูกไว้ - กากปาลม์ ไดจ้ ากการสกดั น้ามันปาลม์ ดิบออกจากผลปาล์มสด - กากมันสาปะหลัง ได้จากการผลติ แปง้ มนั สาปะหลัง - ซงั ขา้ วโพด ได้จากการสขี ้าวโพดเพื่อนาเมล็ดออก - กาบและกะลามะพร้าว ไดจ้ ากการนามะพรา้ วมาปลอกเปลอื กออกเพื่อนาเนื้อ มะพรา้ วไปผลิตกะทิ และน้ามันมะพรา้ ว - สา่ เหลา้ ไดจ้ ากการผลิตแอลกอฮอล์ เปน็ ต้น พลงั งานชีวมวล (Bio-energy) หมายถึง พลงั งานทีไ่ ด้จากชวี มวลชนิดตา่ งๆ โดยกระบวนการแปร รปู ชวี มวลไปเป็นพลังงานรูปแบบตา่ ง ๆ กระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานรปู แบบต่าง ๆ 1. การเผาไหม้โดยตรง (combustion) เมอื่ นาชีวมวลมาเผา จะไดค้ วามร้อนออกมาตามคา่ ความ รอ้ นของชนิดชวี มวล ความรอ้ นที่ได้จากการเผาสามารถนาไปใช้ในการผลิตไอนา้ ท่ีมีอุณหภูมิและความดนั สูง ไอน้าน้ีจะถูกนาไปขับกังหนั ไอน้าเพ่ือผลิตไฟฟา้ ต่อไป ตัวอย่าง ชีวมวลประเภทน้ี คือ เศษวัสดุทางการเกษตร และเศษไม้

2. การผลติ กา๊ ซ (gasification) เปน็ กระบวนการเปล่ยี นเช้ือเพลงิ แขง็ หรือชีวมวลให้เป็นแกส๊ เช้ือเพลิง เรียกวา่ แก๊สชวี ภาพ (biogas) มีองค์ประกอบของแกส๊ มเี ทน ไฮโดรเจน และ คาร์บอนมอนอกไซด์ สามารถนาไปใช้กับกังหันแกส๊ (gas turbine) 3. การหมกั (fermentation) เป็นการนาชวี มวลมาหมักดว้ ยแบคทเี รียในสภาวะไรอ้ ากาศ ชีวมวล จะถูกย่อยสลายและแตกตวั เกิดแก๊สชวี ภาพ (biogas) ท่ีมีองค์ประกอบของแก๊สมเี ทนและ คารบ์ อนไดออกไซด์ แกส๊ มีเทนใช้เป็นเช้ือเพลิงในเครื่องยนตส์ าหรบั ผลิตไฟฟา้ 4.การผลติ เช้อื เพลิงเหลวจากพืช มีกระบวนการท่ีใช้ผลติ ดงั นี้ 4.1 กระบวนการทางชีวภาพ ทาการย่อยสลายแป้ง น้าตาล และเซลลโู ลสจากพืชทาง การเกษตร เชน่ ออ้ ย มันสาปะหลงั ใหเ้ ป็นเอทานอล เพื่อใช้เปน็ เชอื้ เพลิงเหลวในเคร่ืองยนตเ์ บนซิน 4.2 กระบวนการทางฟสิ กิ สแ์ ละเคมี โดยสกัดน้ามนั ออกจากพชื นา้ มนั จากนั้นนาน้ามันท่ีได้ ไปผ่านกระบวนการtransesterification เพ่อื ผลิตเป็นไบโอดีเซล 4.3 กระบวนการใชค้ วามรอ้ นสูง เช่น กระบวนการไพโรไลซิส เม่ือวสั ดทุ างการเกษตรได้ ความร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน จะเกิดการสลายตัว เกดิ เปน็ เช้ือเพลิงในรปู ของเหลวและแก๊สผสมกนั เทคโนโลยีพลังงานชวี มวล - การสันดาป (Combustion Technology) การสันดาปเป็นปฏกิ ิริยาการรวมตัวกันของ เชือ้ เพลิงกับออกซิเจนอยา่ งรวดเร็วพร้อมเกิดการลกุ ไหม้และคายความร้อน ในการเผาไหม้ สว่ นใหญ่จะไม่ใช้ ออกซิเจนล้วน ๆ แต่จะใช้อากาศแทน เนอ่ื งจากอากาศมีออกซิเจนอยู่ 21% โดยปริมาณ หรือ 23% โดย นา้ หนัก - การผลิตเชอ้ื เพลิงเหลว (Liquidification Technology) - การผลิตก๊าซเช้ือเพลงิ (Gasification Technology) กระบวนการ Gasification เป็น กระบวนการเปลีย่ นแปลงพลังงานท่มี ีอยู่ในชีวมวลที่สาคญั กระบวนการหนงึ่ ของการเปล่ียนแปลง แบบ Thermal Conversion โดยมสี ่วนประกอบของ Producer gas ที่สาคัญ ได้แก่ ก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน (H2) และมีเทน (CH4) - การผลติ ก๊าซโดยการหมกั (Anaerobic Digestion Technology) การผลิตก๊าซจากชีวมวล ทางเคมีดว้ ยการย่อยสลายสารอินทรีย์ในที่ไม่มอี ากาศหรือไมม่ อี อกซิเจนซง่ึ เรยี กว่า กา๊ ซชีวภาพ (Biogas) ได้ กา๊ ซมีเทน (CH4) และก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ (CO2)เป็นหลัก - การผลิตไฟฟ้าโดยใชช้ ีวมวลเปน็ เชอ้ื เพลงิ - เตาแกส๊ ชีวมวล เตาแกส๊ ชีวมวลเปน็ เตาท่จี ัดสรา้ งขน้ึ เพื่อใช้สาหรับการหงุ ต้มอาหารใน ครวั เรือน โดยใช้เศษไม้และเศษวสั ดุเหลอื ใชท้ างการเกษตรเป็นเช้อื เพลงิ โดยมหี ลกั การทางานแบบการผลิต

แก๊สเช้ือเพลิงจากชีวมวล (Gasifier) แบบอากาศไหลขนึ้ (Updraf Gasifier) เปน็ การเผาไหมเ้ ช้อื เพลิงในที่ท่ี จากัดปริมาณอากาศใหเ้ กิดความร้อนบางส่วนแลว้ ไปเร่งปฏกิ ริยาต่อเน่ืองอ่ืนๆ เพ่ือเปล่ยี นเชื้อเพลงิ แขง็ ให้ กลายเป็นแก๊สเชอ้ื เพลงิ ทีส่ ามารถตดิ ไฟได้ ได้แก่ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แก๊สไฮโดรเจน (H2) และ แก๊สมเี ธน (CH2) เป็นต้น 2.2 เทคโนโลยีเตาแก๊สชวี มวล เทคโนโลยีเตาแก๊สชวี มวลสว่ นใหญ่ทใี่ ชก้ ับชมุ ชน จะเปน็ เทคโนโลยที ี่ใช้เชื้อเพลิงชีวมวลในการนามา เป็นเชื้อเพลงิ ในการเผาไหม้ ซ่ึงมีอยู่ในชุมชน ได้แก่ แกลบ ซังข้าวโพด เศษไม้ ฟืน เป็นต้น โดยมหี ลกั การ ทางานเตาแก๊สชีวมวล ดงั น้ี 1. อากาศภายนอกสว่ นแรก ไหลผ่านแผ่นปรบั อากาศ และตะแกรงเข้าสู่ห้องเผาไหม้สว่ นท่ี 1 เกิดปฏิกิรยิ า ได้แก่ คารบ์ อนไดออกไซด์กบั น้า 2. แกส็ ทีอ่ ุณหภูมิสูงจะไหลเข้าสู่ห้องเผาไหม้ส่วนท2ี่ และเกิดปฏกิ ริ ิยากับคาร์บอน ได้แก๊สคาร์บอน มอนนอกไซด์ ( CO ) แกส๊ ไฮโดรเจน ( H2) และแกส๊ มีเทน (CH4) 3. อากาศส่วนท่ี 2 ไหลเข้าผสมกับแก๊สท่ีเกิดขึ้น และลุกไหมเ้ ป็นเปลวไฟใหค้ วามร้อนออกมา โดยเตาชีวมวลท่ีสง่ เสรมิ และฝึกอบรมใหก้ ับชาวบ้านประกอบไปดว้ ยเตา ชีวมวล 2 แบบ ไดแ้ ก่ 2.2.1 เตาแกส๊ ชีวมวลแบบใชแ้ กลบเป็นเช้ือเพลิง เตาแก๊สชีวมวลที่ใช้แกลบเป็นเช้ือเพลิง และที่ศูนย์วิจัยพลังงาน ได้ออกแบบไว้น้ัน จากเตาเป็นเตา แก๊สซิไฟเออณชนิด Inverted Down-draft คือ จะมีการเผาไหม้อยู่ด้านบนของเตาทาโดยทาให้ โปรดิวเซอร์ แก๊สท่ีได้มีความสะอาดขึ้นเน่ืองจากแก๊สชีวมวลที่ได้ผ่านชั้นของการเผาไหม้(Combustion)ทาให้น้ามันดินที่ อยูใ่ นแกส๊ ชีวมวลเกดิ การแตกตวั กลายเปน็ แก๊ส ซึ้งแก๊สเชื้อเพลิงท่ีไดส้ ามารถนาไปเป็นเช้ือเพลิงในการประกอบ อาหารในครวั เรือนได้ซึ้งลักษณะการเผาไหม้ของแก๊สท่ีได้จะคล้ายกับการใช้แก๊สหุงต้ม ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง 1.5 kg ใชไ้ ด้ประมาณ 30-45 นาที 2.2.2 เตาแก๊สชีวมวลแบบใชฟ้ ื นเปน็ เชื้อเพลงิ เตาแก๊สชีวมวลแบบใช้ฟืนเป็นเชื้อเพลิงท่ีออกแบบจะเป็นเตาแก๊สซิไฟเออร์แบบไหลขึ้น(Up-draft Gasifier) โดยมีลักษณะเป็นเตาผนัง 2 ช้ัน ซึ้งช้ันที่ 1 จะเป็นส่วนของห้องเผาไหม้ ชั้นที่ 2เป็นช่องสาหรับให้ อากาศผ่านและมีช่องสาหรับอากาศไหลออกอยู่ด้านบนของเตา โดยแก๊สชีวมวลที่ผลิตได้นั้นจะลอยขึ้นสู่ ด้านบนและเกิดการลุกไหม้บริเวณด้านบนของเตาโดยอาศัยอากาศร้อนท่ีถูกบังคับให้ไหลจากด้านล่างของเตา เข้าสู่ช้ันที่ 2 โดยการแลกเปล่ียนความร้อนจากห้องเผาไหม้และไหลออกทางช่องทางออกด้านบนของเตาและ เม่ืออากาศมีอุณหภูมิสูงขึ้นจะทาให้เกิดการติดไฟของแก๊สชีวมวลโดยจะสังเกตได้จากเปลวไฟที่ได้นั้นจะมี ลักษณะเป็นลาพุ่งออกมาจากช่องทางออกของอากาศซึ้งในความเป็นจริงน้ันคืออากาศร้อนที่ไหลออกมาทา ปฎิกิริยากับแก๊สเช้ือเพลิงและเกิดการลุกไหม โดยสามารถใช้เศษไม้ ก่ืงไม้ เป็นเชื้อเพลิง และสามารถเติม เช้ือเพลิงได้อย่างต่อเน่ืองซ่ึงประสิทธิภาพทางความร้อนทีได้จากการทา Boiling Test จะมีค่าอยู่ท่ีประมาณ 31.9%

บทท่ี 3 วิธดี าเนินโครงงาน ในการทาโครงงานวทิ ยาศาสตร์ เร่ือง เตาชีวมวล 5 ขีด กลุ่มผู้ศึกษามวี ิธีการดาเนนิ โครงงาน ดงั ตอ่ ไปนี้ 3.1 วสั ดอุ ุปกรณ์ จานวน 1 ใบ 3.1.1 ถงั สีโลหะทรงกลมขนาด 20 ลิตร จานวน 1 ใบ 3.1.2 กระป๋องสีโลหะขนาด 7 ลติ ร จานวน 1 อัน 3.1.3 ขาต้งั เตาแก็ส จานวน 1 ตัว 3.1.4 สว่านไฟฟ้า จานวน 1 ตัว 3.1.5 กรรไกรตดั สงั กะสี จานวน 1 ตวั 3.1.6 เครื่องเจียรเหล็กไฟฟ้า 3.1.7 ไมฟ้ ืน้ (กง่ิ ลาไยแหง้ ) ภาพที่ 1 วสั ดุอุปกรณ์การทาเตาชีวมวล 5 ขดี 3.2 วธิ ิการดาเนนิ การ การทาโครงงานครั้งนม้ี ี 2 ขนั้ ตอน ดังตอไปนี้ ข้ันตอนท่ี 1 การประดิษฐ์เตาชวี มวล 5 ขีด 1.1 ออกแบบโครงสร้างเตาชวี มวล 5 ขดี ทาจากถงั สี เก่า จานวน 2 ใบ ขนาด 20 ลิตร 1 ใบ ขนาด 7 ลติ ร 1 ใบ ดงั ภาพ

ภาพท่ี 2 การออกแบบโครงงานเตาชีวมวล 5 ขีด 1.2 ประดิษฐเ์ ตาชวี มวล 5 ขดี มัวิธีการประดษฐ์ ดังนี้ 1. นาฝาถังใบใหญ่มาวดั ให้เทา่ กับถงั ใบเล็กแล้วเจาะใหเ้ ป็นช่องว่าง ดงั ภาพ ภาพท่ี 3 การวดั และเจาะรูฝาเตาชวี มวล

2. เจาะรถู ังใบเล็ก จานวน 8 แถวๆละ 7 รู ขนาด 0.5 ซม. ดังภาพ ภาพที่ 4 2. เจาะรถู งั ใบเล็ก จานวน 8 แถวๆละ 7 รู ขนาด 0.5 ซม. เปน็ ท่ใี สเชื้อเพลงิ 3. เจาะช่องรบั อากาศที่กน้ ถงั ใบใหญ่ จานวน 2 ช่อง ตรงขา้ มกัน ดังภาพ ภาพท่ี 5 ขัดเจียรสว่ นที่เกินออกให้สวยงามและปลอดภยั 4. นาสว่ นประกอบทกุ ชนิ้ มาประกอบเปน็ ตวั เตา ภาพที่ 6 การประกอบตวั เตาชวี มวล 5 ขีด

ข้นั ตอนท่ี 2 การทดสอบประสทิ ธภิ าพ เตาชวี มวล 5 ขีด โดยดาเนนิ การดงั นี้ การศึกษาประสทิ ธภิ าพเชิงความรอนของเตาชีวมวลเปรยี บเทียบกบั เตาประหยดั พลังงานธรรมดาใน การศกึ ษาน้มี สี มมตฐิ าน คือ เตาชีวมวลท่ีประดษิ ฐ์ขึน้ ใหคาพลงั งานความรอนสูงกวา่ เตาฟนื ธรรมดา วธิ ีการทดสอบการวัดคา่ พลังงานความรอ้ น จากระยะเวลาท่ีสามารถตม้ น้าเดือด จากการใชงาน เตา ชวี มวล 5 ขีด กบั เตาฟนื ธรรมดา ดังนี้ 1. ใช้เช้ือเพลงิ ไม้ฟนื ปรมิ าน 500 กรัม ในการตม้ น้าใหเ้ ดือด 2. จบั เวลาที่ทาใหน้ ้าเดือดตงั้ แตค่ วนั หมด ทา 3 ครัง้ 3. บนั ทึกผล

บทที่ 4 ผลการดาเนินการ ในการทาโครงงานวิทยาศาสตร์ เรอ่ื ง เตาชวี มวล 5 ขดี ได้รบั ผลของการดาเนนิ โครงงานดงั ต่อไปนี้ ขั้นตอนที่ 1 การประดิษฐ์เตาชวี มวล 5 ขีด ไดอ้ อกแบบโครงสร้างและประดษิ ฐ์ เตาชีวมวล 5 ขดี ทาจากถังสี เก่า จานวน 2 ใบ ขนาด 20 ลติ ร 1 ใบ ขนาด 7 ลิตร 1 ใบ ที่มคี วามเหมาะสมกบั ท้องถิ่นท่ีมีเชอื้ เพลิงเปน็ เศษไม้ จานวนมาก มีขนาดกะทัดรดั แขง็ แรง เคลอ่ื นยา้ ยได้โดยง่าย ใชเ้ ชอื้ เพลงิ นอ้ ยแตใ่ ห้พลงั งานท่สี ูง สามารถใชง้ านไดจ้ ริง ภาพท่ี 7 เตาชวี มวล 5 ขดี ท่ีประดิษฐ์ข้ึนและทดสอบการติดไฟ ลกั ษณะเดน่ ของเตาชวี มวล 5 ขีด 1. ใช้งานไดจ้ รงิ ใช้เชื้อเพลงิ น้อยแต่ให้พลงั งานความร้อนสงู 2. มคี วามแขง็ แรง ทนทาน เพราะทาจากเหล็กกล่องท่ีไมผ่ กุ ร่อนได้ง่าย 3. ราคาถูกกวา่ เตาชวี มวลจากกระทรวงพลงั งาน 4. สามารถประดิษฐเ์ องได้ ประโยชน์ของตาชีวมวล 5 ขีด 1. สามารถนามาใช้ในครอบครัวทดแทนเตาอ่งั โลท่ ีใ่ ชต้ ามครัวเรือนปกติไดด้ ี 2. สามารถเคลื่อนย้ายไปใชใ้ นท่ีต้องการได้ทุกสถานทีเ่ พราะ มีขนาด กะทดั รัด แข็งแรง และไมเ่ หลอื ขี้เถ่าจานวนมาก 3. รักษาสง่ิ แวดล้อมเพราะใช้เศษไม้เล็กๆเพยี ง 5 ขดี กส็ ามารถทาอาหารสุกได้ 4. ไมก่ ่อมลภาวะเพราะมีการเผาไหมท้ ด่ี ีไม่กอ่ ควนั มาก

5. ลดคา่ เชอ้ื เพลิงในการหุงตม้ ในครวั เรือน ขนั้ ตอนที่ 2 การทดสอบประสิทธิภาพ เตาชวี มวล 5 ขดี โดยดาเนินการดังนี้ การศึกษาประสทิ ธิภาพเชงิ ความรอนของเตาชวี มวลเปรยี บเทยี บกับเตาประหยัดพลังงาน ธรรมดาในการศึกษานี้มีสมมตฐิ าน คอื เตาชวี มวลท่ปี ระดิษฐข์ น้ึ ใหคาพลังงานความรอนสูงกวา่ เตาฟนื ธรรมดา ผลการทดลอง ดังนี้ ตารางท่ี 1 เปรียบเทียบระยะเวลาทีท่ าให้น้าเดือดตงั้ แต่เปลวไฟจากเตาควนั หมดแล้วตัง้ หมอนา้ โดยใช้หมอใบ เดยี วกนั ปริมาณนา้ 1.5 ลติ ร เท่ากัน และเชื้อเพลิงจานวน 500 กรัม เท่ากนั คร้ังที่ เวลาท่ีทาให้น้าเดือดตง้ั แต่ควันหมด (นาท)ี หมายเหตุ เตาฟนื ธรรมดา เตาชวี มวล 5 ขีด 1 9.58 นาที 6.56 นาที ใชเ้ ชื้อเพลิงไม้ 2 9.46 นาที 6.52 นาที ฟืน จานวน 500 3 9.52 นาที 6.57 นาที กรมั ในการ เฉล่ีย 9.52 นาที 6.55 นาท่ี ทดลอง จากตารรางท่ี 1 พบวา่ เตาชวี มวล 5 ขดี จะสมมารถทาใหน้ ้าเดอื ดไดเ้ ร็วกว่า เตาฟืนธรรมดา ท้ัง 3 คร้ัง โดยท่ี เตาฟืนธรรมดา มีคา่ เฉลีย่ เวลาทต่ี ม้ น้าเดือดอยู่ท่ี 9.52 นาที ขณะที่ เตาชีวมวล 5 ขดี มคี ่าเฉล่ีย เวลาทีต่ ้มน้าเดอื ดอยู่ที่ 6.55 นาที่ เทา่ น้ัน

บทที่ 5 สรุปผลการศึกษา อภิปรายผลและข้อเสนอแนะ 5.1 สรปุ ผลการศึกษา ขั้นตอนที่ 1 การประดิษฐเ์ ตาชวี มวล 5 ขีด ได้ เตาชีวมวล 5 ขีด ทาจากถังสี เก่า จานวน 2 ใบ ขนาด 20 ลิตร 1 ใบ ขนาด 7 ลิตร 1 ใบ ที่มีความ เหมาะสมกบั ท้องถน่ิ ทีม่ ีเชอื้ เพลงิ เปน็ เศษไม้ จานวนมาก มีขนาดกะทัดรดั แข็งแรง เคล่ือนยา้ นไดโ้ ดยง่าย ใช้ เชอ้ื เพลิงน้อยแต่ให้พลังงานที่สงู สามารถใช้งานได้จรงิ 1. ใชง้ านไดจ้ ริงใชเ้ ชอื้ เพลงิ น้อยแต่ให้พลงั งานความร้อนสูง 2. มคี วามแขง็ แรง ทนทาน เพราะทาจากถังสที ่ีไม่ผุกร่อนไดง้ า่ ย 3. ราคาถกู กว่าเตาชวี มวลจากกระทรวงพลงั งาน 4. สามารถประดิษฐ์เองได้ 5. สามารถนามาใช้ในครอบครัวทดแทนเตาองั่ โลท่ ใี่ ชต้ ามครัวเรือนปกติได้ดี 6. สามารถเคลื่อนย้ายไปใชใ้ นที่ต้องการไดท้ ุกสถานที่เพราะ มขี นาด กะทัดรดั แขง็ แรง และไม่เหลือขี้เถา่ จานวนมาก 7. รักษาสิ่งแวดล้อมเพราะใช้เศษไม้เล็กๆเพียง 5 ขีด ก็สามารถทาอาหารสุกได้ 8. ไมก่ ่อมลภาวะเพราะมกี ารเผาไหมท้ ด่ี ีไม่ก่อควนั มาก 9. ลดคา่ เชอื้ เพลงิ ในการหงุ ตม้ ในครวั เรือน ขัน้ ตอนที่ 2 การทดสอบประสทิ ธิภาพ เตาชีวมวล 5 ขีด การศึกษาประสทิ ธิภาพเชิงความรอนของเตาชีวมวลเปรยี บเทยี บกบั เตาฟนื ธรรมดาในการศกึ ษานี้มีสมมติฐาน คอื เตาชีวมวลท่ปี ระดิษฐ์ขึ้น ใหคาพลงั งานความรอนสงู กว่าเตาประหยดั พลงั งานธรรมดา ผลการทดลอง พบวา่ เตาชีวมวล 5 ขดี จะสมมารถทาใหน้ า้ เดือดได้เร็วกวา่ เตาฟนื ธรรมดา ทัง้ 3 คร้ัง โดยที่ เตาฟืนธรรมดา มคี ่าเฉลย่ี เวลาทต่ี ้มน้าเดอื ดอยู่ที่ 9.52 นาที ขณะท่ี เตาชวี มวล 5 ขดี มีคา่ เฉลี่ยเวลาทตี่ ้มนา้ เดอื ดอยทู่ ี่ 6.55 นาที่ เท่าน้นั 5.2 อภปิ รายผล เตาชวี มวล 5 ขีด ทป่ี ระดษิ ฐข์ ้ึน เปรยี บเทียบกับเตาฟนื ธรรมดา สมมารถต้มนา้ ให้เดือดได้ โดยใชเ้ วลาทีน่ ้อยกวา่ เตาฟนื ปกติ เม่ือเปรียบเทยี บราคา กับเตาชวี มวลท่กี ระทรวงผลังงานสับสนุนใหใ้ ช้ ก็มี ราคาที่ต่ากวา่ เพราะทาจาก ถังสีทไ่ี ม่ใชแ้ ล้ว มคี วามเหมาะสมกับท้องถ่ินที่มเี ชื้อเพลงิ เป็นเศษไม้ จานวนมาก มี

ขนาดกะทดั รดั แข็งแรง เคล่อื นยา้ นได้โดยง่าย ใชเ้ ชอ้ื เพลงิ นอ้ ยแต่ให้พลงั งานที่สูง สามารถใชง้ านไดจ้ รงิ อกี ทง้ั ยังสามารถทาจาหน่ายได้อีกด้วย 5.3 ขอ้ เสนอแนะ 1. ประดษิ ฐ์ขนึ้ ี้อาจสามารถต่อยอดความคดิ ใหม้ ีประสิทธภิ าพยง่ิ ข้นึ เพ่ือทาจาหนา่ ยเป็น อาชีพเสรมิ ต่อไป 2. การตดั ฝาเตาควรตดั ให้มีความฟิตพอดีกบั ท่ีรองเช้ือเพลงิ เพอ่ื ป้องกนั การหลดุ 3. ขาต้งั เตาแก็สถา้ อยชู่ ดิ กบั หัวเตาอาจจะทาใหค้ วามร้อนจากเตาเพ่มิ ข้ึนได้

บรรณานุกรม เว็บไซต์ http://www.clinictech.most.go.th/online/techlist/attachFile/ http://www.energyvision.co.th/