การศึกษาสมรรถนะของเครื่องยนต์ต้นกำลังโดยใช้น้ำมันไบโอดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวล

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ ได้ทำการศึกษาสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่เป็นต้นกำลังให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซชีวมวลร่วมกับน้ำมันไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิง โดยใช้เตาผลิตก๊าซชีวมวลชนิดไหลลงในการผลิตก๊าซชีวมวลและใช้เศษไม้อบแห้งเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตก๊าซชีวมวล เตาผลิตก๊าซชีวมวลที่ใช้ในการทดลองนี้เป็นเตาผลิตก๊าซชีวมวลที่ได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นโดย กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน ภายใต้โครงการ ?ความร่วมมือด้านพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงานระหว่างประเทศไทยกับประเทศเพื่อนบ้าน (ศึกษาและจัดทำต้นแบบระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซเชื้อเพลิงชีวมวล ใน สปป.ลาว)? เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ คือ Generator set plc 5110 กำลังการผลิต 48 กิโลวัตต์ ทำการศึกษาอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง อัตราการทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิง และปริมาณควันดำของเครื่องยนต์ที่เป็นต้นกำลังให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่เกิดจากการปรับอัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวล อัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวลที่ใช้ คือ 198, 330 และ 462 ลิตรต่อนที ตามลำดับ น้ำมันเชื้อเพลิงที่ทำการทดสอบได้แก่ น้ำมันไบโอดีเซลล้วน B100 น้ำมันไบโอดีเซลผสม B50 และน้ำมันดีเซล D100 ทดสอบที่ภาระทางไฟฟ้า 10, 20 และ 30 กิโลวัตต์ นอกจากนี้ยังได้ทำการประมาณราคาต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวมวลอีกด้วย
จากผลการศึกษาพบว่า การใช้น้ำมันไบโอดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวลไม่มีผลกระทบต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในระยะสั้น เมื่ออัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวลสูงขึ้น อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจะลดลงที่อัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวลเท่ากับ 462 ลิตรต่อนาที มีอัตราการทดแทนน้ำมันไบโอดีเซลล้วน B100 เฉลี่ย 64 เปอร์เซ็นต์, อัตราการทดแทนน้ำมันไบโอดีเซลผสม B50 เฉลี่ย 68 เปอร์เซ็นต์ และมีอัตราการทดแทนน้ำมันดีเซล D100 เฉลี่ย 71 เปอร์เซ็นต์ ตลอดช่วงภาระทางไฟฟ้าที่ใช้ในการทดสอบ
การใช้ก๊าซชีวมวลร่วมกับน้ำมันเชื้อเพลิงสามารถลดปริมาณควันดำได้ โดยที่เมื่ออัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวลเพิ่มขึ้น ปริมาณควันดำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดลงที่อัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวลเท่ากัน น้ำมันดีเซลมีปริมาณควันดำสูงที่สุด รองลงมือคือ น้ำมันไบโอดีเซลผสม B50 และน้ำมันไบโอดีเซลล้วน B100 ตามลำดับ ที่ภาระทางไฟฟ้า 10 กิโลวัตต์ และอัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวล 462 ลิตรต่อนาที ปริมาณควันดำที่เกิดจากน้ำมันเชื้อเพลิงทั้ง 3 ชนิด มีค่าต่ำมาก (เฉลี่ย 1-3 เปอร์เซ็นต์)
ต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าจากการใช้น้ำมันดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวล จะมีราคาต้นทุนต่อหน่วยสูงกว่าการใช้น้ำมันไบโอดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวล ในกรณีที่ต้นทุนการผลิตไม่รวมราคาของเชื้อเพลิงชีวมวล การใช้น้ำมันไบโอดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวลที่อัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวล 462 ลิตรต่อนาที จะมีต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าต่ำที่สุดเท่ากับ 5.04 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ในกรณีที่ต้นทุนการผลิตไฟฟ้ารวมราคาของเชื้อเพลิงชีวมวล การใช้น้ำมันไบโอดีเซลร่วมกับก๊าซชีวมวลที่อัตราการไหลของอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ภายในเตาผลิตก๊าซชีวมวล 462 ลิตรต่อนาที มีต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าต่ำที่สุดเท่ากับ 5.67 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง