รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- นวัตกรรมโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Innovation of Soilless Culture Greenhouse Thermoelectric Refrigeration System for Nutrient Solution Using Solar Energy
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 30 ตุลาคม 2560
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 29 ตุลาคม 2561
- ประเภทของการวิจัย :
- การวิจัยและพัฒนา
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ปัจจุบันคนไทยหันมาใส่ใจดูแลรักษาสุขภาพมากขึ้น การบริโภคผักผลไม้เป็นปัจจัยสำคัญหนึ่งที่ช่วยเสริมสร้างร่างกายให้แข็งแรง ซึ่งผักปลอดสารพิษเป็นตัวหนึ่งที่ได้รับความนิยมจากผู้บริโภคมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับผักปลอดสารพิษที่จำหน่ายอยู่ตามท้องตลาดในปัจจุบันมีหลายชนิด เช่น Green Oak, Red Oak, Red Coral, Butter Head, Cos และ Iceberg เป็นต้น การปลูกผักปลอดสารพิษและผักเมืองหนาว โดยมากจะปลูกในบริเวณภาคเหนือของประเทศ ในกรณีที่ปลูกในพื้นที่อื่นด้วยข้อจำกัดทางด้านดินฟ้าอากาศและอุณหภูมิ ทำให้ผลผลิตที่ได้ไม่สม่ำเสมอตลอดทั้งปี ส่งผลต่อปริมาณและคุณภาพที่ไม่เพียงพอต่อความต้องการของผู้บริโภค จึงต้องมีการนำเข้าจากต่างประเทศซึ่งเป็นสาเหตุให้ผักปลอดสารพิษจะมีราคาค่อนข้างสูง บางชนิดมีราคาสูงถึงกิโลกรัมละ 300 บาท บางชนิดจำหน่ายเป็นต้นในราคาสูงถึงต้นละ 25 บาท เมื่อเทียบกับผักไทยที่ปลูกด้วยวิธีปกติทั่วไปซึ่งมีราคาประมาณกิโลกรัมละ 5-30 บาท เกษตรกร จังหวัดนครสวรรค์ ประชากรส่วนใหญ่ประกอบอาชีพทำไร่ผักเนื่องจากอาศัยอยู่ริมฝั่งแม่น้ำเจ้าพระยา โดยมีพื้นที่เพาะปลูกประมาณ 4,490 ไร่ (สำนักงานเกษตร จังหวัดนครสวรรค์, 2559) เพื่อขายส่ง การเพาะปลูกมีการใช้สารเคมีและยาฆ่าแมลงในการทำสวน ซึ่งมีผลเสียต่อผู้บริโภคและตัวเกษตรกร การปลูกพืชไร้ดิน จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการแนะนำให้เกษตรกรได้ศึกษา เพื่อยกระดับผลผลิตทางการเกษตร ในขณะที่กระแสของการบริโภคผักปลอดสารพิษกำลังได้รับความนิยมในสังคม จึงเป็นช่องทางการเพิ่มรายได้ให้กับชุมชนอีกทางหนึ่ง การปลูกพืชไร้ดิน คือ วิธีการปลูกพืชเลียนแบบการปลูกพืชบนดินโดยไม่ใช้ดินเป็นวัสดุปลูก แต่เป็นการปลูกพืชในสารละลายที่มีธาตุอาหารครบถ้วน โดยให้รากพืชสัมผัสกับสารอาหารโดยตรง การปลูกในโรงเรือนที่สามารถควบคุมสภาวะแวดล้อมให้เป็นไปตามที่พืช ผัก ผลไม้ ที่ปลูกต้องการ จะช่วยควบคุมอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ให้มีสภาวะพอเหมาะแก่การเจริญเติบโตของพืชได้ จะทำให้สามารถเพาะปลูกพืช ผัก ผลไม้ ได้อย่างมีคุณภาพและมีปริมาณตามที่ต้องการในครัวเรือน เพื่อเป็นการแก้ปัญหาการใช้สารเคมี ยาฆ่าแมลงและลดความยุ่งยากในการปลูกพืชแบบไร้ดิน ผู้วิจัยจึงสนใจที่จะทำการพัฒนานวัตกรรมโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งสามารถควบคุมปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชให้เหมาะสมกับชนิดของพืชที่ทำการปลูก คือ สามารถควบคุมปริมาณของธาตุอาหารให้เหมาะสม ควบคุมอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ค่าความนำไฟฟ้าและค่าความเป็นกรด-ด่าง ป้องกันเชื้อโรคที่จะเกิดขึ้นในโรงเรือน เพื่อส่งเสริมให้เกษตรกรหันมาผลิตพืชผักปลอดสารพิษ บริโภคในครัวเรือนและเป็นทางเลือกในการดำเนินการเชิงธุรกิจจำหน่ายในจังหวัดหรือส่งออกต่อไป
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 6.1 เพื่อพัฒนานวัตกรรมโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 6.2 เพื่อออกแบบสร้างระบบควบคุมคุณภาพสารละลายธาตุอาหาร สำหรับเพาะปลูกพืชไร้ดิน 6.3 เพื่อออกแบบสร้างระบบควบคุมอุณหภูมิสารละลายธาตุอาหาร สำหรับเพาะปลูกพืชไร้ดิน 6.4 เพื่อออกแบบสร้างระบบควบคุมความชื้น ในโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน 6.5 เพื่อสร้างเครือข่ายความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยกับชุมช
- ขอบเขตของโครงการ :
- 7.1 การวิจัยนี้มุ่งเน้นพัฒนานวัตกรรมโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 7.2 ออกแบบสร้างโรงเรือน โครงสร้างใช้เหล็ก ผนังและหลังคาใช้แผ่นโพลีคาร์บอเนตใส ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ ติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 500 วัตต์ ระบบควบคุมและประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ขนาด 125 แอมแปร์ชั่วโมง จำนวน 2 ลูก 7.3 ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ET-MEGA2560 ADK เป็นส่วนควบคุมและสั่งการระบบควบคุมคุณภาพของสารละลายธาตุอาหารระบบอัตโนมัติ 7.4 ใช้ PLC รุ่น CPM2A-20CDR-D เป็นอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิสารละลายธาตุอาหารและความชื้นภายในโรงเรือน
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 11.1 ได้ต้นแบบนวัตกรรมโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของกลุ่มเกษตรกร จังหวัดนครสวรรค์ 11.2 ได้โรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดินระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ที่มีประสิทธิภาพ 11.3 ได้โรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดินระบบอัตโนมัติ ที่สามารถจดสิทธิบัตร/อนุสิทธิบัตร โดยอนุญาตให้หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนใช้สิทธิในเทคโนโลยี (Technology licensing) ได้
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 13.1 ศึกษาปัญหาและประสิทธิภาพโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ที่ทำอยู่ในปัจจุบันและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เพื่อเลือกรูปแบบที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูงสุด 13.2 ออกแบบสร้างโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน โดยโครงสร้างใช้เหล็ก ผนังและหลังคาใช้แผ่นโพลีคาร์บอเนตใส ติดตั้งระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 500 วัตต์ ระบบควบคุมและประจุแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ขนาด 125 แอมแปร์ชั่วโมง จำนวน 2 ลูก ภาพที่ 14 ออกแบบสร้างโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน ภาพที่ 15 ระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 13.3 ติดตั้งพัดลมระบายอากาศแบบมีบานเกล็ด พิกัดมอเตอร์ขนาด 220V, 50Hz, 370 W ปั๊มน้ำ ขนาดพิกัด 220V, 50Hz, 60 W ติดตั้งชุดสเปรย์ละอองน้ำ แบบหัวพ่นหมอก จำนวน 3 หัว กำลังของมอเตอร์ปั๊มน้ำชุดสเปรย์ ขนาดพิกัด 220V, 50Hz, 180 W 13.4 ติดตั้งระบบควบคุมอุณหภูมิแบบอัตโนมัติ โดยใช้ PLC รุ่น CPM2A-20CDR-D เป็นอุปกรณ์ควบคุม โดยรับค่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ จากเซ็นเซอร์ PRIMUS พร้อมแสดงผล 13.5 ออกแบบระบบควบคุมคุณภาพสารละลายธาตุอาหารพืชแบบอัตโนมัติ โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ET-MEGA2560 ADK เป็นตัวควบคุมและประมวลผล ได้แก่ EC และ pH 13.6 การทดสอบโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดินระบบอัตโนมัติ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถแบ่งการทดสอบได้เป็น 4 ส่วน ดังนี้ 1) การทดสอบระบบทำความเย็นสารละลายธาตุอาหาร ด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกส์ 2) การทดสอบระบบควบคุมอัตโนมัติ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 3) การทดสอบอุณหภูมิภายในโรงเรือนเพาะปลูกแบบอัตโนมัติ 4) การทดสอบความชื้นสัมพัทธ์ภายในโรงเรือนเพาะปลูกแบบอัตโนมัติ 13.7 การวิเคราะห์ข้อมูลปัจจัยที่มีผลต่อโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดินระบบอัตโนมัติ โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ 13.8 ประเมินทางเศรษฐศาสตร์ของระบบโรงเรือนเพาะปลูกพืชไร้ดิน 13.9 สรุปและจัดทำรายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- ปัจจุบันคนไทยหันมาใส่ใจดูแลรักษาสุขภาพมากขึ้น การบริโภคผักผลไม้เป็นปัจจัยสำคัญหนึ่งที่ช่วยเสริมสร้างร่างกายให้แข็งแรง ซึ่งผักปลอดสารพิษเป็นตัวหนึ่งที่ได้รับความนิยมจากผู้บริโภคมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับผักปลอดสารพิษที่จำหน่ายอยู่ตามท้องตลาดในปัจจุบันมีหลายชนิด เช่น Green Oak, Red Oak, Red Coral, Butter Head, Cos และ Iceberg เป็นต้น การปลูกผักปลอดสารพิษและผักเมืองหนาว โดยมากจะปลูกในบริเวณภาคเหนือของประเทศ ในกรณีที่ปลูกในพื้นที่อื่นด้วยข้อจำกัดทางด้านดินฟ้าอากาศและอุณหภูมิ ทำให้ผลผลิตที่ได้ไม่สม่ำเสมอตลอดทั้งปี ส่งผลต่อปริมาณและคุณภาพที่ไม่เพียงพอต่อความต้องการของผู้บริโภค จึงต้องมีการนำเข้าจากต่างประเทศซึ่งเป็นสาเหตุให้ผักปลอดสารพิษจะมีราคาค่อนข้างสูง บางชนิดมีราคาสูงถึงกิโลกรัมละ 300 บาท บางชนิดจำหน่ายเป็นต้นในราคาสูงถึงต้นละ 25 บาท เมื่อเทียบกับผักไทยที่ปลูกด้วยวิธีปกติทั่วไปซึ่งมีราคาประมาณกิโลกรัมละ 5-30 บาท เกษตรกร จังหวัดนครสวรรค์ ประชากรส่วนใหญ่ประกอบอาชีพทำไร่ผักเนื่องจากอาศัยอยู่ริมฝั่งแม่น้ำเจ้าพระยา โดยมีพื้นที่เพาะปลูกประมาณ 4,490 ไร่ (สำนักงานเกษตร จังหวัดนครสวรรค์, 2559) เพื่อ
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 ผู้ช่วยศาสตราจารย์วีระชาติ จริตงาม นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 10% 2 นายถิรายุ ปิ่นทอง นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 10% 3 นายโกเมน หมายมั่น นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 10% 4 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธีรพจน์ แนบเนียน นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 70%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
