อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกปี 2556 อันดับ 7 ของปีที่ร้อนที่สุด

temperature_gis_2013การวิเคราะห์อุณหภูมิผิวโลกโดยนักวิทยาศาสตร์แห่งองค์การนาซาพบว่า ปี 2556 จัดอยู่ในอันดับเจ็ดของปีที่ร้อนที่สุดนับตั้งแต่คริสทศวรรษ 1880 เป็นต้นมา (เชื่อมโยงกับ พ.ศ. 2549 และ 2552) ปีที่ร้อนที่สุดทั้ง 10 อันดับ มีอยู่ 9 อันดับเกิดขึ้นนับตั้งแต่พ.ศ. 2543 เป็นต้นมา โดยที่ พ.ศ. 2553 และ 2548 ถือเป็นปีที่ร้อนที่สุด นักวิทยาศาสตร์ที่ประจำอยู่ ณ Goddard Institute for Space Studies (GISS) ของนาซา รายงานว่า พ.ศ. 2556 ที่ผ่านมานี้เป็นยังเป็นความต่อเนื่องของแนวโน้มระยะยาวของอุณหภูมิอากาศเหนือพื้นผิวแผ่นดินและมหาสมุทรที่เพิ่มสูงขึ้น

แผนที่โลกด้านบนสุดแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิผิวโลกใน พ.ศ. 2556 แผนที่ดังกล่าวมิได้แสดงอุณหภูมิสัมบูรณ์ แต่แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกสูงขึ้นหรือลดลงอย่างไรเทื่อเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ยของปีฐาน (ค.ศ. 1951 ถึง 1980) ทีมงานของ GISS นำข้อมูลจากสถานีอุตุนิยมวิทยาราว 6,300 แห่งทั่วโลก หอสังเกตการณ์บนเรือและเครื่องมือบนดาวเทียมที่วัดอุณหภูมิพื้นผิวทะเล รวมถึงเครื่องมือวัดของสถานีวิจัยในแอนตาร์กติก มาทำการวิเคราะห์ ข้อมูลเพิ่มเติมว่างานวิเคราะห์ดังกล่าวมีรายละเอียดอย่างไร สามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่ World of Change: Global Temperatures.

อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในปี 2556 อยู่ที่ 14.6° เซลเซียส (58.3° ฟาเรนไฮต์) ซึ่งมีร้อนขึ้น 0.6°C (1.1°F) กว่าอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในช่วงปีฐานกลางศตวรรษที่ 20 การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกอยู่ที่ 0.8°C (1.4°F) นับตั้งแต่คริสตทศวรรษ 1880 การจัดลำดับปีที่ร้อนที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับการนำเข้าข้อมูลและวิธีการวิเคราะห์

GISS climatologist Gavin Schmidt นักสภาพภูมิอากาศวิทยาแห่ง GISS กล่าวว่า “แนวโน้มระยะยาวในอุณหภูมิผิวโลกนั้นไม่ปกติ และ พ.ศ. 2556 ได้ตอกย้ำถึงเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ดำเนินสืบเนื่องไป ในขณะที่แต่ละปีหรือแต่ละฤดูกาลนั้นมีผลโดยตรงจากเหตุการณ์สภาพอากาศที่มีแบบแผนไม่แน่นอน การวิเคราะห์นี้ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการติดตามตรวจสอบระยะยาวอย่างต่อเนื่อง”

แบบแผนสภาพอากาศและวัฐจักรธรรมชาติอื่น ๆ เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงขึ้นลงของอุณหภูมิเฉลี่ยปีต่อปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับภูมิภาคหรือในระดับท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น ทั่วทั้งโลกประสบกับอุณหภูมิที่ร้อนขึ้นอย่างสังเกตได้ในปี 2556 ที่ผ่านมา จากการวิเคราะห์ของ GISS ภาคพื้นสหรัฐอเมริกานั้นปี 2013 เป็นปีที่ร้อนอันดับที่ 42 ในทางตรงกันข้ามปี 2013 เป็นปีที่ร้อนที่สุดในออสเตรเลียเท่าที่มีการบันทึกข้อมูลมา (hottest year in Australia’s recorded history)

ไม่ว่าจะมีความแตกต่างทางพื้นที่ในแต่ละปี ระดับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่องออกสู่ชั้นบรรยากาศนั้นเป็นตัวขับเคลื่อนการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกในระยะยาว (rise in global temperatures) แต่ละปีปฎิทินนั้นไม่จำเป็นต้องมีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงกว่าในปีก่อนหน้านี้เสมอไป จากอัตราการเพิ่มขึ้นของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่บรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ว่า แต่ทศวรรษจะร้อนขึ้นมากกว่าทศวรรษก่อนหน้า ดังแผนที่แสดงแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเป็นรายทศวรรษ

temperature_gis_2013_trend

กราฟด้านล่างแสดงให้เห็นว่าแนวโน้มอุณหภูมิในระยะยาวนั้นยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ถึงแม้ว่าเหตุการณ์เอลนีโญและลานีญา (El Niño and La Niña) จะฉุดให้อุณหภูมิลดลงหรือเพิ่มขึ้นในปีใดปีหนึ่ง แถบสีส้มแสดงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโลกในปีที่มี  El Niño ส่วนแถบสีแดงแสดงแนวโน้มระยะยาว (จัดแบ่งปีตาม NOAA Oceanic Niño Index.) แถบสีฟ้าแสดงปีที่มี La Niña และเส้นสีฟ้าแสดงแนวโน้ม ปีที่มีความสมดุลระหว่าง El Niño/La Niña เป็นแถบสีเทา และเส้นสีดำแสดงแนวโน้มอุณหภูมิโดยรวมนับตั้งแต่ปี  1950

temperature_gis_2013_graph

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ระบุว่า คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศโลกปัจจุบันมีระดับสูงกว่าห้วงเวลาใดในอดีตแปดแสนปีที่ผ่านมา ในปี 1880 เป็นปีแรกที่ GISS ทำการวิเคราะห์ข้อมูล ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศโลกอยู่ที่ 285 ส่วนในล้านส่วน (parts per million) และในปี 2013 มีระดับเพิ่มขึ้นเป็น 400 ส่วนในล้านส่วน คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ช่วยกักเก็บสะสมความร้อนในบรรยากาศโลกและมีบทบาทสำคัญต่อการควบคุมการเปลี่ยนแปลงระบบสภาพภูมิอากาศของโลก แหล่งกำเนิดของคาร์บอนไดออกไซด์นั้นมาจากการเกิดขึ้นในธรรมชาติและจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล

Related Reading

NASA Earth Observatory (2012) World of Change: Global Temperatures.
NASA Goddard Institute for Space Studies GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP).
NASA Earth Observatory (2011, January 14) Different Records, Same Warming Trend.
NASA Earth Observatory (2007, November 5) Earth’s Temperature Tracker.
NASA Earth Observatory (2010, June 3) Global Warming.
NASA Earth Observatory (2013, March 26) Arctic Amplification.
NASA Earth Observatory (2013, September 27) Global Patterns of Carbon Dioxide.
NASA Earth Observatory (2011, June 16) The Carbon Cycle.
NASA images by Gavin Schmidt and Robert Simmon, based on data from the NASA Goddard Institute for Space Studies. Caption by Mike Carlowicz and Michael Cabbage.

ลอนดอนแอะเรย์ (London Array) – ฟาร์มกังหันลมปากแม่น้ำเทมส์

thames_oli_2013118_widethames_oli_2013118ราว 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) จากชายฝั่งเคนส์และแอสเสกของอังกฤษ ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดในโลกเริ่มทำงานรับกระแสลมทะเล ลอนดอนแอะเรย์ (London Array) ชื่อของฟาร์มกังหันลมที่ตั้งอยู่ในชะวากทะเล ที่ซึ่งแม่น้ำเทมส์มาบรรจบกับทะเลเหนือ นั้นสามารถผลิตไฟฟ้าได้สูงสุด 630 เมกะวัตต์ (MW) เพียงพอที่จะป้อนพลังงานไฟฟ้าให้กับบ้านเรือนกว่า 500,000 หลังได้อย่างสบาย

ฟาร์มกังหันลมเดินเครื่องทำงานเต็มที่ในวันที่ 8 เมษายน 2556 และอีก 20 วันหลังจากนั้นเครื่องมือ Operational Land Imager (OLI) บนดาวเทียม Landsat 8 บันทึกภาพนี้ไว้ ภาพถ่ายดาวเทียมภาพที่สองเป็นภาพระยะใกล้ของพื้นที่ฟาร์มกังหันลมซึ่งอยู่ในบริเวณกรอบสีขาวของภาพแรก จุดสีขาวในภาพที่ 2 คือแนวกังหันลม มีเรือวิ่งไปมาในยริเวณดังกล่าวสองสามลำ พื้นผิวน้ำทะเลเจือด้วยตะกอนสีขุ่นที่เกิดจากการไหลชะล้างผิวดินโดยแม่น้ำเทมส์

ปัจจุบันลอนดอนแอะเรย์ (London Array) ประกอบด้วยกังหันลม 175 ตัว วางตามแนวทิศทางลมตะวันตกเฉียงใต้ ฟาร์มกังหันลมกระจายตัวในพื้นที่ 100 ตารางกิโลเมตร (40 ตารางไมล์) กังหันแต่ละตัวตั้งห่างกัน 650 ถึง 1,200 เมตร (2,100 ถึง 3,900 ฟุต) และมีความสูง 147 เมตร (482 ฟุต) กังหันแต่ละตัวเชื่อมเข้ากัยสาบเคเบิลใต้พื้นทะเลและส่งกระไฟฟ้าไปยังสถานีย่อยนอกชายฝั่งและเชื่อมกับสถานีไฟฟ้าบนชายฝั่งที่คลีฟฮิลล์

การขยายโครงการในบริเวณแรมส์เกต(Ramsgate) จะทำให้ ลอนดอนแอะเรย์ (London Array) เพิ่มพื้นที่เป็น 245 ตารางกิโลเมตร (95 ตารางไมล์) ฟาร์มกังหันลมตั้งอยู่บนสันทรายธรรมชาติสองแห่งที่มีระดับน้ำลึก 25 เมตร (80 ฟุต) พื้นที่นี้ถูกเลือกเนื่องจากอยู่ใกล้กับโครงสร้างพื้นฐานระบบไฟฟ้าบนชายฝั่งและอยู่นอกจากเส้นทางการเดินเรือระหว่างแม่น้ำเทมส์กับทะเลเหนือ

เจ้าของฟาร์มกังหันลมนี้ระบุว่า ลอนดอนแอะเรย์ (London Array) จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลง 900,000 ตัน เท่ากับการปล่อยก๊าซจากรถยนต์ 300,000 คัน ส่วนผู้ไม่เห็นด้วยกังวลว่า โครงการขยายกังหันลมเพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดการลดจำนวนประชากรของนก red-throated divers และนกสายพันธุ์อื่นๆ ลง

References

  1. BBC News (2013, July 4) Thames Estuary wind farm opened by David Cameron. Accessed January 20, 2014.
  2. The Engineer (2013, November 19) Your questions answered: The London Array. Accessed January 20, 2014.
  3. The Guardian (2013, July 4) World’s largest offshore windfarm opens in Thames Estuary. Accessed January 20, 2014.
  4. London Array Limited Key Facts: London Array location. Accessed January 20, 2014.
  5. The Telegraph (2013, July 5) Winds of change blowing through UK energy as world’s biggest offshore wind farm opens. Accessed January 20, 2014.
  6. Wikipedia London Array. Accessed January 20, 2014.

NASA Earth Observatory image by Jesse Allen and Robert Simmon, using Landsat data from the U.S. Geological Survey. Caption by Michael Carlowicz.

ความน่าจะเป็นของการเกิดเอลนีโญมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกเพิ่มสูงขึ้น

El Nino 2014มีรายงานทางวิทยาศาสตร์หลายฉบับออกมาคาดการณ์ว่าปี 2557 นี้ น่าจะมีความถี่ของเอลนีโญ (El Nino) แบบสุดขั้วเกิดถี่มากขึ้นและเข้มข้นรุนแรงขึ้นเป็นสองเท่าภายใต้สถานการณ์ที่อุณหภูมิเฉลี่ยผิวโลกที่ยังคงสูงขึ้น (ดูจากความน่าจะเป็นของการเพิ่มขึ้นแท่งสีแดงในกราฟ)

ปรากฏการณ์เอลนีโญที่ผ่านมาในอดีต (เช่น ค.ศ. 1997/98) ทำให้ฝนตกหนักในตอนเหนือของทวีปอเมริกาใต้ แต่ยังก่อให้เกิดความแห้งแล้งในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และออสเตรเลียตอนเหนือ เกิดไฟใหม้ป่าอย่างรุนแรงในอินโดนีเซีย พูดแบบง่ายๆ และโง่ๆ ก็คือ “อากาศร้อนบรรลัยอาจจะมาหลังจากความหนาวเย็นหายไปในกรณีของบ้านเรา”

สิ่งที่น่าจะเกิดขึ้นคือผลกระทบที่มีต่อระบบนิเวศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบนิเวศเกษตร (ฉิบหายเลย ชาวนายังไม่ได้เงินจากการขายข้าว!) พายุหมุนเขตร้อนก็น่าจะดุเดือดขึ้น (ชุมชนชายฝั่งทะเลอาจต้องรับไปเต็มๆ) ความแห้งแล้ง (โครงการแก้ปัญหาน้ำท่วม 3.5 แสนล้าน ที่จะสร้างเขื่อน ฝาย แม่น้ำใหม่อาจไว้ใช้เก็บลมแทนก็แล้วกันเด้อ คุณปลอด…

Extreme ElNinoประวัติศาสตร์บันทึกไว้ครับว่าเมื่อมนุษย์เผชิญกับเอลนีโญแบบสุดขั้ว ผลกระทบที่เลวร้ายจะเกิดขึ้นกับเศรษฐกิจและสังคมอย่างลึกซึ้ง

แต่ไม่ต้องเชื่อการคาดการณ์เหล่านี้ก็ได้ครับ แต่เราควรเตรียมตัวไว้บ้างก็ดี

โรงไฟฟ้าความร้อนสุริยะ

พลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมแสง

บางทีเรียกว่า โรงไฟฟ้าความร้อนสุริยะ เป็นการผลิตไฟฟ้าแบบเดียวกับโรงไฟฟ้าแบบเดิม ความแตกต่างก็คือโรงไฟฟ้าชนิดนี้รับพลังงานนำเข้าโดยการรวมรังสีความร้อนจากแสงอาทิตย์และนำความร้อนไปทำไอน้ำหรือแก๊สอุณหภูมิสูงเพื่อหมุนกังหันไฟฟ้า แผ่นกระจกขนาดใหญ่จะรวมแสงอาทิตย์ให้เป็นลำเดียวหรือจุด ความร้อนที่เกิดขึ้นจะนำไปผลิตไอน้ำ ไอน้ำที่มีแรงดันและความร้อนสูงจะปั่นกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ในพื้นที่ที่มีแสงอาทิตย์มาก โรงไฟฟ้าประเภทนี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในในปริมาณมาก

solar_tower

ระบบนี้มีส่วนประกอบหลัก 4 ส่วน คือ ตัวรวมแสง ตัวรับ ตัวกลางหรือตัวเก็บและการเปลี่ยนรูปพลังงาน ระบบนี้มีอยู่หลายชนิดด้วยกัน รวมถึงระบบที่ผนวกเข้ากับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนและพลังงานอื่น ๆ แต่มีเทคโนโลยีอยู่ 3 แบบที่เป็นความหวังมากที่สุดของระบบนี้ ได้แก่

  • ระบบกระจกโค้งแนวยาว เป็นการใช้กระจกสะท้อนตามแนวยาวในการรวมแสงอาทิตย์ไปที่หลอดตัวรับความร้อนที่มีประสิทธิภาพที่ติดอยู่บนจุดรวมแสงของกระจกโค้ง ของเหลวนำความร้อน เช่น น้ำมันสังเคราะห์ จะหมุนเวียนอยู่ภายในหลอดนี้ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการรวมแสงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 400 องศาเซลเซียส น้ำมันสังเคราะห์นี้จะถูกสูบผ่านเข้าไปในชุดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำที่มีความร้อนสูง ไอน้ำจะไปหมุนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งส่วนของกังหันไอน้ำแบบเดิม หรือ ผสมผสานเข้าไปกับระบบร่วมกังหันไอน้ำและแก๊ส ระบบนี้เป็นเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ ตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าความร้อนสุริยะขนาด 345 เมกะวัตต์ เชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าทางตอนใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนียนับตั้งแต่คริสทศวรรษ 1980 และมีการติดตั้งระบบกระจกรวมแสงทั่วโลกโดยใช้พื้นที่ไปแล้วมากกว่า 2 ล้านตารางเมตร
  • หอคอยไฟฟ้าสุริยะ เป็นการใช้กระจกสะท้อนแสงที่หมุนไปตามทิศทางตกการกระทบของแสงอาทิตย์ ที่วางเป็นแนวรูปวงกลมอยู่รอบหอคอยที่อยู่ตรงกลาง แผงกระจกเหล่านี้จะรวมแสงอาทิตย์ไปที่ตัวรับที่ติดอยู่ด้านบนสุดของหอคอย ตัวกลางเปลี่ยนผ่านความร้อนจะรับแสงที่รวมมาจากกระจกและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานความร้อนเพื่อใช้ผลิตไอน้ำและนำไปหมุนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ปัจจุบัน ตัวกลางเปลี่ยนผ่านความร้อนนั้นมีหลายชนิด เช่น น้ำ/ไอน้ำร้อน เกลือ(molten salt) โซเดียมเหลวและอากาศ ถ้านำแก๊สหรืออากาศที่มีความดันสูงมาใช้เป็นตัวกลางถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาเซลเซียสหรือมากกว่า จะสามารถใช้แทนแก๊สธรรมชาติในกังหันแก๊สได้โดยตรง เกิดกประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมมาก (มากกว่าร้อยละ 60) ในการใช้กับวัฏจักรร่วมกังหันไอน้ำและแก๊ส หลังจากการขยายกำลังการผลิตปานกลางขึ้นไปที่ 30 เมกะวัตต์ นักพัฒนาโครงการหอคอยสุริยะมีความมั่นใจว่าจะสามารถสร้างหอคอยไฟฟ้าสุริยะที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าที่มีกำลังผลิตจนถึง 200 เมกกะวัตต์ได้ การใช้ตัวเก็บความร้อนจะเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบ ถึงแม้ว่าระบบหอคอยไฟฟ้าสุริยะจะยังต้องใช้เวลาพัฒนาเพื่อนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์มากกว่าระบบกระจกโค้งแนวยาว แต่ระบบนี้มีอนาคตที่ดีในระยะยาวสำหรับประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนที่สูง มีการพัฒนาโครงการโดยใช้หอคอยสุริยะนี้ในสเปน แอฟริกาใต้และออสเตรเลีย
  • ระบบจานโค้ง เป็นระบบที่ใช้กระจกรูปจานโค้งรวมแสงอาทิตย์ไปตกที่ตัวรับที่ติดไว้ ณ จุดรวมแสง ลำแสงจากตัวรับแสงจะผ่านเข้าให้ความร้อนกับของเหลวหรือแก๊ส(อากาศ) ที่อุณหภูมิประมาณ 750 องศา เพื่อนำไปผลิตไฟฟ้าจากกังหันขนาดเล็กที่ต่อเข้ากับตัวรับแสง ระบบนี้เหมาะกับการจ่ายไฟฟ้าในระบบกระจายศูนย์และระบบไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกล มีแผนการทำโครงการโดยใช้ระบบนี้ในสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลียและยุโรป

เซลล์สุริยะ

เทคโนโลยีเซลล์สุริยะ(โฟโตโวลทาอิก)

มีรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์เพียงพอที่จะใช้ประโยชน์ได้ทั่วทั้งโลกเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างมากของการใช้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ แสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกนั้นเพียงพอที่จะให้พลังงานมากได้เป็น 2,850 เท่า ของพลังงานที่เราใช้ในปัจจุบัน โดยเฉลี่ยในระดับโลก พื้นดินทุก ๆ 1 ตารางเมตร รับแสงอาทิตย์พอที่จะผลิตไฟฟ้าได้ 1,700 กิโลวัตต์ชั่วโมงในทุก ๆ ปี รังสีแสงอาทิตย์ในยุโรปโดยเฉลี่ยมีค่าประมาณ 1,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อ  1 ตารางเมตร ส่วนในภูมิภาคตะวันออกกลางซึ่งมีค่า 1,800 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อ  1 ตารางเมตร และในประเทศไทย จากการคำนวณรังสีรวมของดวงอาทิตย์รายวันเฉลี่ยต่อปีของพื้นที่ทั่วประเทศพบว่ามีค่าเท่ากับ 18.2MJ/m2-day

Radiation mapเซลล์สุริยะ (Photovoltaic – PV) เป็นการผลิตไฟฟ้าจากแสง ความลับของกระบวนการนี้คือการใช้วัสดุกึ่งตัวนำ   (semiconductor) ซึ่งมีการปรับเปลี่ยนให้ปล่อยอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุลบและทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า วัสดุกึ่งตัวนำที่ใช้กันทั่วไปในแผงเซลล์สุริยะคือซิลิกอน ซึ่งเป็นธาตุที่เป็นส่วนประกอบทั่วไปของทราย แผงเซลล์สุริยะจะประกอบด้วยชั้นวัสดุกึ่งตัวนำสองชั้น ชั้นหนึ่งเป็นประจุบวก ส่วนอีกชั้นหนึ่งเป็นประจุลบ เมื่อมีแสงตกกระทบลงบนวัสดุกึ่งตัวนำ สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นข้ามรอยต่อระหว่างชั้นซึ่งทำให้เกิดการไหลเวียนของกระแสไฟฟ้า ยิ่งความเข้มของแสงมาก การไหลเวียนของไฟฟ้าที่จะเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น ระบบแผงเซลล์สุริยะไม่ต้องการแสงอาทิตย์อันเจิดจ้าเพื่อให้มันทำงาน มันสามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในวันที่มีเมฆมาก แผงเซลล์สุริยะต่างจากระบบรวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตย์ซึ่งจะใช้ลำแสงอาทิตย์ไปทำให้เกิดความร้อนเพื่อใช้เป็นน้ำร้อนในบ้านเรือนหรือสระว่ายน้ำ

Figure 9.1

ส่วนประกอบสำคัญที่สุดของแผงเซลล์สุริยะคือเซลล์แต่ละชิ้นรวมกันเป็นแผงเซลล์แต่ละแผง การนำแผงเซลล์มาต่อรวมกันเป็นหน่วยที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เรียกว่าโมดูลตัวแปลงไฟฟ้า (Inverter) จะเปลี่ยนไฟฟ้าที่ได้ให้อยู่ในรูปของไฟฟ้าที่เหมาะสมกับการใช้ในชีวิตประจำวัน เมื่อกล่าวถึงแผงเซลล์สุริยะที่มีขนาด 3 กิโลวัตต์สูงสุด (kWp) จะหมายถึงกำลังไฟฟ้าที่ระบบผลิตได้ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่เป็นมาตรฐาน เป็นการเปรียบเทียบระหว่างโมดูลแบบต่าง ๆ ในภูมิภาคยุโรปตอนกลาง ระบบไฟฟ้าจากแผงเซลล์สุริยะขนาด 3 กิโลวัตต์สูงสุด ที่ใช้พื้นที่ติดตั้งประมาณ 27 ตารางเมตร จะผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอต่อความต้องการใช้พลังงานของบ้านหนึ่งหลังที่มีสำนึกในการใช้พลังงาน

ประเภทของระบบแผงเซลล์สุริยะ

  • ระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้า
    • เป็นระบบที่นิยมมากที่สุดของบ้านเรือนและภาคธุรกิจในประเทศพัฒนาแล้ว การเชื่อมต่อเข้ากับระบบโครงข่ายไฟฟ้าของพื้นที่ทำให้สามารถขายไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้จากระบบคืนให้กับหน่วยงานด้านไฟฟ้า ในช่วงกลางคืน ระบบจะใช้ไฟฟ้าที่มาจากโครงข่ายไฟฟ้าภายนอก อุปกรณ์แปลงไฟฟ้าจะเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตจากแผงเซลล์สุริยะให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ
  • ระบบที่มีโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าสนับสนุน
    • ระบบจะเชื่อมต่อกับโครงข่ายสายส่งไฟฟ้าในพื้นที่และแบตเตอรี่สำรอง ไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้จากแผงเซลล์สุริยะหลังจากประจุเข้าแบตเตอรี่ จะส่งขายเข้าระบบสายส่ง ระบบนี้นำไปใช้ในพื้นที่ที่ไม่อาจพึ่งพาแหล่งจ่ายไฟฟ้าได้ตลอดเวลา
  • ระบบที่ไม่เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า
    • เป็นระบบที่อิสระจากสายส่งไฟฟ้าทั้งหมด แผงเซลล์สุริยะจะเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่โดยผ่านตัวควบคุมการประจุไฟฟ้า(Charge Controller) ซึ่งเก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้ไว้และเป็นแหล่งจ่ายไฟหลัก ตัวแปลงไฟฟ้า(Inverter) จะแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นกระแสสลับเพื่อใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป การประยุกต์ใช้ขั้นพื้นฐานของระบบนี้คือสถานีทวนสัญญานโทรศัพท์มือถือ หรือระบบไฟฟ้าในชนบท ระบบไฟฟ้าในชนบทอาจเป็นได้ทั้งระบบแผงเซลล์สุริยะขนาดเล็กในบ้านเรือนที่นำไฟฟ้าไปใช้ในความจำเป็นขั้นพื้นฐาน หรือระบบโครงข่ายขนาดเล็กที่ผลิตไฟฟ้าให้หลาย ๆ ครัวเรือน
  • ระบบผสม
    • ระบบแผงเซลล์สุริยะสามารถนำไปผนวกรวมกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแหล่งอื่น ๆ ได้ เช่น การผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล กังหันลมหรือเครื่องผลิตไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันดีเซล เป็นต้น เพื่อรับประกันการป้อนไฟฟ้าที่คงที่ของระบบ ระบบผสมอาจเป็นได้ทั้งการเชื่อมต่อกับสายส่ง ระบบแยกเดี่ยว หรือให้โครงข่ายสายส่งเป็นตัวสนับสนุน

4_0

รอยแยกที่ซินเกียง

faulting_oli_2013211_detailfaulting_oli_2013211_720-1ตอนใต้ของเทือกเขาเทียนชานทางตะวันตกเฉียงเหนือของมณฑลซินเกียง มีภูมิทัศน์หุบผาอันโดดเด่น เทือกเขาที่สูงที่สุดตระหง่านที่ระดับ 1,200 เมตร (3,900 ฟุต) เหนือหุบผาที่อยู่ใกล้ๆ ประดับด้วยชั้นหินตะกอนสีแดง เขียว และครีมอันฉูดฉาด สีสันสะท้อนถึงชั้นหินในช่วงเวลาและสิ่งแวดล้อมต่างๆ ชั้นหินสีแดงเกือบชั้นบนสุดเป็นหินทรายที่ก่อตัวโดยแม่น้ำยุคโบราณในยุค Devonian ชั้นหินสีเขียวเป็นหินทรายยุค Silurian จากมหาสมุทรลึก ชั้นหินสีครีมเป็นหินปูนในยุค  Cambrian-Ordovician ก่อตัวจากมหาสมุทรระดับตื้นๆ

เครื่องมือ Operational Land Imager (OLI) บนดาวเทียม Landsat 8 จับภาพช่วงโค้งของหุบเขา ในวันที่ 30 กรกฎาคม 2557 สันเขาวางตัวตามแนวตะวันออกเฉียงเหนือไปทางตะวันตกเฉียงใต้ ทอดตัวจากเขต Kashgar ไปยัง Aksu ของจีน

มณฑลซินเกียงในส่วนนี้มีประวัติทางธรณีวิทยาที่หลากหลายและรุ่มรวย ประมาณ 300 ล้านปีก่อน เทือกเขาเทียนชานเริ่มก่อตัวเมื่อ Tarim Block มวลแผ่นดินที่เป็นส่วนหนึ่งของออสตราเลเชียชนกับยูเรเชีย ในช่วงยุค Mesozoic (252 ถึง 66 ล้านปีก่อน) เกาะแก่งภูเขาไฟต่างๆ ยังคงเข้าชนกับยูเรเชียก่อให้เกิดแนวเทือกเขาสลับซับซ้อนขึ้น และประมาณ 80 ล้านปีก่อน อนุทวีปอินเดียเริ่มเข้าชน ก่อให้เกิดเทือกเขาสลับซับซ้อนชุดใหม่ขึ้น

References
Turner, S. (2011, January 4) Structural Evolution of the Piqiang Fault Zone, NW Tarim Basin, China. Journal of Asian Earth Sciences, 1, (4) 394-402. Accessed January 15, 2014.
Geomorphology from Space (2013, January 9) Kashgar Ku-Che Fold Belt, Tian Shan. Accessed January 15, 2014.
NASA Earth Observatory images by Robert Simmon and Jesse Allen, using Landsat data from the USGS Earth Explorer. Caption by Adam Voiland.

ออสเตรเลียเจอคลื่นความร้อนเข้มข้นมากขึ้น

australialsta_tmo_201361australialsta_tmo_2013361_paletteปี 2557 กลายเป็นปีที่ร้อนที่สุดของออสเตรเลียที่มีการบันทึกไว้ ปลายปี 2556 และต้นปี 2557 จบลงและเริ่มต้นด้วยคลื่นความร้อนที่ทวีความรุนแรงมากขึ้น คลื่นความร้อนขึ้นถึงจุดสูงสุดในวันที่ 27 ธันวาคม 2556 และ 4 มกราคม 2557 คลื่นความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นสั้นกว่าที่เริ่มขึ้นในปี 2556 แต่มีความเข้มข้นรุนแรงมากกว่า ราวร้อยละ 9 ของเมืองในออสเตรเลียประสบกับอุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้นทะลุสถิติในช่วงวันที่ 1-4 ธันวาคม 2557

ความร้อนเป็นตัวอบผิวโลกทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลก (land surface temperatures,LSTs) เพิ่มขึ้นจากการวัดโดยเครื่อง Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Terra  สีแดงเข้มที่เด่นชัดในภาพถ่ายดาวเทียมระบุว่าอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าระดับการเพิ่มเฉลี่ยระหว่างวันที่ 27 ธันวาคม 2556 และวันที่ 3 มกราคม 2557 โดยเฉพาะในรัฐควีนส์แลนด์และนิวเซาท์เวล ต้องเน้นในที่นี้ว่า การวัด LSTs สะท้อนถึงว่าพื้นที่ผิวโลกมีความร้อนขึ้นอย่างไร การวัดนี้เกี่ยวข้องกับและไม่เหมือนกับอุณหภูมิอากาศ

ในวันที่ 3 มกราคม เป็นวันที่ร้อนที่สุดของคลื่นความร้อนในแทบทุกพื้นที่ โดยมีร้อยละ 10 ของรัฐควีนแลนด์และร้อยละ 15 ของรัฐนิวเซาท์เวล ที่ระดับคลื่นความร้อนนั้นทะลุสถิติที่เคยมีมา

ออสเตรเลียมิใช่ประเทศในซีกโลกใต้ที่เผชิญกับคลื่นความร้อน ในเดือนธันวาคมที่ผ่านมา ยังได้เกิดคลื่นความร้อนในอาร์เจนตินาเป็นเวลากว่าสองสัปดาห์นำไปสู่การขาดแคลนน้ำและพลังงาน ส่วนในซีกโลกเหนือ ยุโรปและเอเชียนั้นเจอกับฤดูหนาวที่อุ่นขึ้น ในขณะที่สหรัฐอเมริกาต้องเจอกับอุณหภูมิอันยะเยือก

Reference

Australian Government Bureau of Meteorology (2013, January 6) Special climate statement 47 – an intense heatwave in central and eastern Australia. Accessed January 7, 2014.

NASA Earth Observatory image by Jesse Allen, using data from the Level 1 and Atmospheres Active Distribution System (LAADS). Caption by Holli Riebeek.