| รหัสโครงการ : | R000000477 |
| ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) : | การเก็บเกี่ยวน้ำจากอากาศ |
| ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) : | Harvesting Water from the Air |
| คำสำคัญของโครงการ(Keyword) : | กังหันลมแนวตั้ง น้ําจากอากาศ อินเตอร์เน็ตเพื่อสรรพสิ่ง |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ : | คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | โครงการวิจัยเดี่ยว |
| ลักษณะย่อยโครงการวิจัย : | ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย |
| ประเภทโครงการ : | โครงการวิจัยใหม่ |
| สถานะของโครงการ : | propersal |
| งบประมาณที่เสนอขอ : | 300600 |
| งบประมาณทั้งโครงการ : | 300,600.00 บาท |
| วันเริ่มต้นโครงการ : | 30 ตุลาคม 2560 |
| วันสิ้นสุดโครงการ : | 29 ตุลาคม 2561 |
| ประเภทของโครงการ : | งานวิจัยประยุกต์ |
| กลุ่มสาขาวิชาการ : | วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี |
| สาขาวิชาการ : | สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศและนิเทศศาสตร์ |
| กลุ่มวิชาการ : | วิทยาการคอมพิวเตอร์ |
| ลักษณะโครงการวิจัย : | ระดับชาติ |
| สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ : | ไม่สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ |
| สร้างความร่วมมือประหว่างประเทศ GMS : | ไม่สร้างความร่วมมือทางการวิจัยระหว่างประเทศ |
| นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพการศึกษา : | ไม่นำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาณภาพการศึกษา |
| เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต : | ไม่เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต |
| ความสำคัญและที่มาของปัญหา : | เกษตรกรรมเป็นหนึ่งในอาชีพหลักของคนไทยและผลิตผลทางการเกษตรก็จัดเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญของประเทศ ข้อมูลจากศูนย์เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร สำนักงานปลัดกระทรวงพาณิชย์รายงานมูลค่าการส่งออกโดยรวมของสินค้าภาคการเกษตรในปี 2558 มีมากกว่า 670,000 ล้านบาทแต่อย่างไรก็ตามในปีที่ผ่านมาได้เกิดผลกระทบจากฝนทิ้งช่วงในพื้นที่การเกษตร ทำให้ผลผลิตลดลงอย่างรวดเร็ว จากผลการวิเคราะห์ของสำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ พบพื้นที่ได้รับความเสียหายจากสถานการณ์อุทกภัยในปี 2557 มากกว่า 89,000 ไร่ และในปี 2558 ไม่ต่ำกว่า 180,000 ไร่ คิดเป็นมูลค่าความเสียหายมากกว่า1000 ล้านบาท และจากการวิเคราะห์ยังพบพื้นที่ทำการเกษตรประสบความเสียหายอันเนื่องมาจากฝนทิ้งช่วงในปี 2557มากกว่า 20,000 ไร่ คิดเป็นมูลค่าความเสียหายกว่า 150 ล้านบาท และในปี 2558 เกิดความเสียหายไม่ต่ำกว่า 1,000,000 ไร่ คิดเป็นมูลค่าของผลประโยชน์ของประเทศสูงกว่า 7,000 ล้านบาท
ด้วยผลกระทบจากภัยแล้งดังกล่าว ทางรัฐบาลจำได้กำหนดมาตรการป้องกันและแก้ไขปัญหาภัยแล้งแบบบูรณาการด้วยร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคเอกชน และประชาชน ซึ่งในภาคการเกษตรนั้นได้มีการผลักดันให้เกษตรกรเลี่ยงการปลูกพืชหลักในฤดูแล้ง และได้แนะนำให้ปลูกพืชใช้น้ำน้อย พืชอายุสั้น และพืชที่มีตลาดรองรับแทน เช่นพืชตระกูลถั่ว คะน้า ผักกาดหอม เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ปัญหาของความต้องการน้ำในการทำการเกษตรของเกษตรกรก็ยังคงมีอยู่ รวมไปถึงปัญหาอื่น ๆ เช่น การระบาดของศัตรูพืช การหาตลาดรองรับผลผลิต ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ล้วนสร้างความเสี่ยงให้กับเกษตรกร และมีผลผลิตได้ไม่ตรงตามเป้าหมายที่วางไว้
ปัญหาภัยแล้งนั้นเป็นปัญหาที่ทุกภาคส่วนช่วยกันแก้ไขมาเป็นเวลานานโดยมีการจัดหาแหล่งน้ำเพื่อทำการเพาะปลูก เช่น การขุดสระ เจาะบ่อบาดาล เป็นต้น แต่วิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวนั้นมีผลข้างเคียง คือ การขุดสระเพื่อใช้กักเก็บน้ำนั้น ภาครัฐหรือเกษตรกรต้องลงทุนสูง ทำให้สิ้นเปลืองงบประมาณหรืออาจก่อเกิดหนี้สินให้กับเกษตรกร และการเจาะบ่อบาดาลนั้นก่อให้เกิดปัญหาอื่น ได้แก่ ดินทรุดหรือยุบตัว
จากปัญหาดังกล่าวผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาและพัฒนาอุปกรณ์สำหรับดึงน้ำจากอากาศ โดยจะศึกษาในพื้นที่ที่ประสพปัญหาภัยแล้งอย่างต่อเนื่องและเป็นประจำ หาค่าความเหมาะสมต่อการทำการเกษตรต่อไป |
| จุดเด่นของโครงการ : | แก้ปัญหาภัยแล้งในพื้นที่ขาดแหล่งน้ำ |
| วัตถุประสงค์ของโครงการ : | 1. เพื่อสร้างอุปกรณ์สำหรับดึงน้ำจากอากาศ
2. เพื่อคำนวณหาวิธีการจ่ายน้ำที่เหมาะสมสำหรับพืชแต่ละชนิด
3. เพื่อสร้างความทันสมัยให้กับแปลงการเกษตรที่ควบคุมด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ |
| ขอบเขตของโครงการ : | - พื้นที่ อำเภอแม่วงก์ จังหวัดนครสวรรค์ และพื้นที่อื่นเพื่อเปรียบเทียบข้อมูล
- พืช ได้แก่พืชไร่ เช่น มันสัมปะหลัง หรือ อ้อย เป็นต้น |
| ผลที่คาดว่าจะได้รับ : | ด้านวิชาการ
1. ผลงานทางวิชาการในการศึกษาความเชื่อมโยงการใช้เทคโนโลยีกับแปลงการเกษตร
2. มีการบูรณาการความรู้ทางด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ภูมิศาสตร์ และ เกษตร เข้าด้วยกันเป็นลักษณะของสหวิชา เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้เกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีในแปลงการเกษตร
3. เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาความเหมาะสมของการให้น้ำของพืชแต่ละชนิด
4. ความเป็นเลิศในด้านวิชาการทางด้านการใช้เทคโนยีเพื่อแก้ปัญหาทางด้านการเกษตร
ด้านสังคมและชุมชน
1. เพื่อเพิ่มรอบการเพาะปลูกให้กับชุมชน และเกษตรกร
เศรษฐกิจ/พาณิชย์
2. เพิ่มรายได้จากรอบการเพาะปลูกที่มีมากขึ้นให้กับเกษตรกร
3. ลดรายจ่ายให้กับเกษตรกร เนื่องจากไม่ต้องขุดบ่อบาดาล หรือขุดสระกักเก็บน้ำ
หน่วยงานด้านการเกษตร
1. ได้อุปกรณ์ที่ใช้ในการแก้ปัญหาภัยแล้ง
ด้านสิ่งแวดล้อม
1. ลดอัตราการใช้ทรัพยากรอย่างฟุ่มเฟือย เนื่องจากเกษตรกรไม่จำเป็นต้องใช้น้ำจากระบบชลประทานเพื่อทำการเกษตร |
| การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ : | เทคโนโลยีได้ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน และปัญหาทางการเพาะปลูกทางการเกษตรก็เป็นอีกหนึ่งในปัญหา ที่มีนำประโยชน์จากเทคโนโลยีมาใช้ในการหาทางออกของปัญหาที่เกิดขึ้นต่าง ๆ และปัญหาที่สำคัญของการทำการเกษตรสำหรับบางพื้นที่คือ ปัญหาความแห้งแล้ง ซึ่งเกิดขึ้นในแปลงเพาะปลูกหลาย ๆ ที่ รวมถึงประเทศไทย บางอำเภอในจังหวัดนครสวรรค์เอง ก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหานี้ไปได้ เช่น อำเภอแม่วงก์ ได้ประสบกับภัยแล้งทุก ๆ ปี ไม่ว่าในแต่ปีนั้น จะมีน้ำอุดมสมบูรณ์ในช่วงหน้าน้ำหรือไม่ ดังนั้นเทคโนโลยีการดึงน้ำจากอากาศและการจ่ายน้ำให้กับแปลงเพาะปลูกอัตโนมัติ ก็จะมีส่วนช่วยเหลือเกษตรการในพื้นที่เพาะปลูกที่เกิดปัญหาภัยแล้งอย่างเป็นประจำให้บรรเทาความเดือดร้อนลงได้
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีมาเพื่อการดึงน้ำจากอากาศเพื่อใช้ในแปลงการเกษตรนั้น ได้มีการพัฒนาและวิจัยมาแล้วกว่า 5 ปี เช่นการศึกษาวิจัยการดึงน้ำจากอากาศในเขตพื้นที่แห้งแล้งของทางตะวันออกเฉียงตอนใต้ของประเทศออสเตรเลีย เป็นต้น โดยใช้การควบแน่นของอากาศผ่านทางท่อทองแดงเพื่อใช้ในการดึงน้ำมากักเก็บไว้ในถังใต้ดิน เช่นผลงานของ Edward Linacre ใช้กังหันลมขนาดเล็กแนวตั้ง ร่วมกับการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสดงอาทิตย์เพื่อปั่นกังหังและดึงอากาศลงท่อ แล้วทำการควบแน่นให้เป็นน้ำ นั้นสำหรับงานของ Whisson windmill ได้นำเสนอกังหันลมดึงอากาศเข้สู่อุปกรณ์ที่บรรจุสารทำความเย็น (Refrigerant)เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการทำอากาศให้เป็นน้ำ ซึ่งผลงานจากนักวิจัยทั้งสองท่านต่างก็ทำการดึงน้ำมาจากอากาศด้วยกันทั้งคู่ แต่แตกต่างกันก็คืองานของ Edward จะใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กเพื่อรวบรวมน้ำลงถังใต้ดิน ก่อนจะถ่ายไปยังถังเก็บขนาดใหญ่ หรือนำไปใช้งาน แต่ไม่มีข้อมูลที่บอกถึงปริมาณน้ำที่ได้ที่สัมพันธ์กันกับความชื้นและอุณหภูมิ รวมถึงจำนวนโหนดต่อพื้นที่แปลงเพาะปลูก ดังนั้นต้องมีโหนดเป็นจำนวนหลายโหนดหากต้องการให้น้ำที่ได้มานั้นเพียงพอต่อพื้นที่เกษตรกรรม ในทางกลับกันงานของ Whisson นั้นใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่เพื่อผลิตน้ำจากอากาศให้ได้เป็นจำนวนมาก โดยที่ไม่ต้องกระจายโหนดในการรวบรวมน้ำ แต่งานของ Whisson ต้องใช้สารเคมีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกลั่นน้ำจากอากาศ อย่างไรก็ตามงานของ Etan Bar ได้สร้างอุปกรณ์สำหรับการดึงน้ำจากอากาศในปริมาณมาก โดยจะผลิตให้ได้มากถึง 1,000 ลูกบาศก์เมตร ซึ่ง Etan Bar ได้อธิบายว่า อุปกรณ์ชนิดนี้จะทำงานได้ดี เมื่ออุณหภูมิอยู่ระหว่าง 65-85 องศาเซลเซียส และมีความชื้นไม่ต่ำกว่า 20% ในการดึงน้ำเป็นจำนวนที่มากนั้น งานของ Arturo Vittori ได้สร้างสถาปัตยกรรมขนาดใหญ่ เพื่อการดึงน้ำจากอากาศแต่สิ่งที่แตกต่างจากงานของ Etan Bar คืองานของ Arturo Vittori นั้นจะใช้หมอกเป็นวัตถุดิบในการนำมาควบแน่นให้เป็นน้ำ แต่เนื่องจากงานของ Arturo นั้นมีขนาดใหญ่ อาจมีต้นทุนต่อหน่วยที่สูง
ในการดำเนินการสร้างอุปกรณ์การดึงน้ำจากอากาศในครั้งนี้นั้น จะมีการตรวจวัดความสัมพันธ์ของผลผลิตที่ได้จากอุณหภูมิและความชื้นในระดับต่าง ๆ รวมไปถึงการคำนวณหาจำนวนโหนดที่เหมาะสมที่สุดในการจัดวางอุปกรณ์เก็บเกี่ยวน้ำจากอากาศของพื้นที่ทดอีกด้วย |
| ทฤษฎี สมมุติฐาน กรอบแนวความคิด : | จากภาพเครื่องดึงน้ำจากอากาศ และการให้น้ำสำหรับพืชดังกล่าว ประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลักได้แก่
1. เครื่องดึงน้ำจากอากาศ
การดึงน้ำจากอากาศนั้น ประกอบไปด้วย 3 ส่วนย่อยได้แก่
a. ใบพัดรับอากาศ
ใบพัดรับอากาศจะทำหน้าที่รับอากาศเหนือพื้นดิน แล้วส่งอากาศเข้าสู่ใบพัดอัดอากาศ เพื่ออัดอากาศเข้าสู่ท่อทองแดง
ใบพัดรับอากาศนั้น ในงานวิจัยนี้จะทำการทดลองเพื่อหาความสามารถในการรับอากาศจากใบพัดในลักษณะต่างๆ จากภาพประกอบไปด้วย 4 ชนิด เป็นอย่างน้อย
b. ส่วนควบแน่นอากาศ
ส่วนนี้จะเป็นการควบแน่นอากาศผ่านทางท่อทองแดงเพื่อให้อากาศกลั่นตัวเป็นน้ำ
2. ส่วนการให้น้ำสำหรับพืช
a. ส่วนอุปกรณ์ตรวจวัดความชื้น
ทำหน้าที่ตรวจวัดความชื้นในดิน หากความชื้นในดินต่ำกว่าความต้องการของพืชที่ใช้ในการทดลอง ระบบจะส่งสัญญาณไปยังส่วนปั๊มน้ำจากอุปกรณ์ปั่นน้ำจากอากาศ
b. ส่วนควบคุมปั๊มน้ำ
ส่วนควบคุมปั๊มน้ำจะทำหน้าที่รับข้อมูลจากตัวตรวจจับความชื้น หากความชื้นต่ำกว่าที่กำหนด จะกระตุ้นปั๊มน้ำในดำเนินการจ่ายน้ำให้กับพืชทันที |
| วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล : | 1. ศึกษาข้อมูลวิธีการดึงน้ำจากอากาศ ด้วยเทคนิคและอุปกรณ์ชนิดต่าง ๆ
2. วัดปริมาณผลที่ได้จากความชื้นในระดับต่าง ๆ พร้อมจดบันทึกข้อมูล
3. นำอุปกรณ์ที่ได้ไปทำการทดลองในพื้นที่เป้าหมาย
4. บันทึกผลการทดสอบอุปกร์ สรุป และจัดทำแนวทางการนำไปใช้งานจริง
5. นำผลที่ได้จากการวิจัยลงสู่ชุมชน แปลงการเกษตร
สถานที่การทดลอง
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ |
| คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) : | - |
| จำนวนเข้าชมโครงการ : | 419 ครั้ง |