วันนี้จะพาทุกท่านมารู้จักกับน้ำมันสำหรับเครื่องบินที่มีชื่อเรียกว่า SAF กันครับ ซึ่งย่อมาจากคำว่า Sustainable Aviation Fuel โดยน้ำมันประเภทนี้ต้องบอกก่อนว่า มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นพลังงานสะอาดให้กับเครื่องบินนั่นเอง เพราะในแต่ละปีสายการบินต่างๆ ทั่วโลกมีการใช้น้ำมันเป็นจำนวนมาก ซึ่งก่อนให้เกิดมลพิษทางอากาศเป็นจำนวนมหาศาล หากมีการเปลี่ยนมาให้พลังงานสะอาด ก็เป็นอีกทางหนึ่งที่จะช่วยรักษ์โลกได้นั่นเอง

น้ำมัน SAF คืออะไร?

SAF มาจากคำว่า Sustainable Aviation Fuel เป็นน้ำมันสำหรับเครื่องบิน ในไทยเราจะคำเรียกกันว่า น้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน เป็นพลังงานทางเลือกสำหรับอุตสาหกรรมการบิน เพื่อช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซค์ได้มากถึง 80% เมื่อเทียบกับการใช้เชื้อเพลิงแบบเดิมๆ ที่มีการใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งน้ำมัน SAF นั้นสามารถนำมาใช้กับเครื่องบินได้ทันที โดยไม่มีผลกระทบใดๆ กับเครื่องยนต์

ขอบคุณภาพจาก บางจาก

น้ำมัน SAF ผลิตจากอะไร?

น้ำมัน SAF ผลิตจากน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้ว (Used Cooking Oil หรือ UCO) เป็นหลัก โดยในบ้านเราจะมีการรับซื้อน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้ว มาสำหรับผลิตน้ำมัน SAF ด้วย แต่ในหลายๆ ประเภทนั้นมีการเปิดเผยข้อมูลว่า นอกจากจะใช้น้ำมันปรุงอาหารใช้แล้ว ตัวน้ำมัน SAF ก็ยังสามารถใช้ไขมันสัตว์ เศษอาหารจากครัวเรือน หรืออุตสาหกรรมอาหาร รวมถึงพวกกากน้ำมันปาล์ม ซึ่งเป็นของเสียทางการเกษตร มาใช้ผลิตเป็นน้ำมัน SAF ได้ด้วย ซึ่งต้นทุนในการผลิตก็จะมีความแตกต่างกันไปตามแต่สิ่งที่นำมาใช้ รวมถึงจำนวนน้ำมัน SAF ที่ได้ออกมาด้วย

และด้วยการน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้วมาผลิตเป็นน้ำมัน SAF นั้น ทำให้กลายเป็นส่วนหนึ่งที่ช่วยลดปัญหาการเหลือทิ้งของน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้วด้วย เพราะส่วนใหญ่จะนำมาใช้ซ้ำ ทำให้มีผลเสียต่อสุขภาพ หรือไม่ก็นำมาเททิ้งตามที่ต่างๆ ส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมาก จากข้อมูลพบว่าคนไทยนั้นใช้น้ำมันมากถึง 1,000 ล้านลิตรต่อปี และมีน้ำมันปรุงอาหารที่เหลือทิ้งอยู่ราวๆ 1 ใน 4 ก็อยู่ที่ประมาณ 200 – 300 ล้านลิตรต่อปี ก็ถือว่าเป็นจำนวนที่มากจนน่าตกใจกันเลยทีเดียว เมื่อมีการรับซื้อมาเพื่อใช้ผลิตเป็นน้ำมัน SAF แล้ว ก็ช่วยลดการใช้น้ำมันซ้ำได้ ลดผลเสียต่างๆ ที่เกิดกับแหล่งน้ำ ท่อระบายน้ำได้ เพราะการเทน้ำมันใช้แล้วลงท่อระบายน้ำ จะทำให้เกิดการอุดตันได้ง่าย และเกิดการหมักหมมในท่อ ทำให้เกิดเชื้อโรคต่างๆ ตามมา นอกจากนี้น้ำมันที่เราใช้แล้ว ยังจะไปเคลือบผิวของจุลินทรีย์ส่งผลให้จุลินซีย์ไม่สามารถรับออกซิเจน สารอาหาร และน้ำได้เลย ส่งผลให้เกิดน้ำเน่าเสียได้อีก

ประโยชน์ของน้ำมัน SAF

น้ำมัน SAF หรือเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน นับเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากอุตสาหกรรมการบิน มาทำความเข้าใจกันว่าทำไมน้ำมัน SAF จึงสำคัญ และมีประโยชน์อย่างไรบ้าง

1. ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

  • ลดมลพิษทางอากาศ น้ำมัน SAF ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 80% เมื่อเทียบกับน้ำมันเครื่องบินทั่วไป
  • ชะลอภาวะโลกร้อน การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมีส่วนช่วยชะลอภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

2. ยั่งยืน

  • ใช้ประโยชน์จากของเสีย น้ำมัน SAF ผลิตจากวัตถุดิบทางเลือก เช่น น้ำมันพืชใช้แล้ว ไขมันสัตว์ หรือเศษอาหาร ช่วยลดปริมาณขยะและนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่
  • ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล การใช้ น้ำมัน SAF ช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถทดแทนได้

3. อนาคตของการบิน

  • เป็นทางเลือกที่ยั่งยืน น้ำมัน SAF เป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรมการบินที่ต้องการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
  • สอดคล้องกับเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน การใช้ น้ำมัน SAF สอดคล้องกับเป้าหมายของหลายประเทศในการบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอน

4. ประโยชน์อื่นๆ

  • เพิ่มความหลากหลายของพลังงาน การใช้ น้ำมัน SAF ช่วยเพิ่มความหลากหลายของแหล่งพลังงาน และลดความเสี่ยงจากการพึ่งพาแหล่งพลังงานเดียว
  • สร้างโอกาสทางธุรกิจ การผลิตและการใช้ น้ำมัน SAF สร้างโอกาสทางธุรกิจและการลงทุนใหม่ๆ

น้ำมัน SAF ในประเทศไทย

น้ำมัน SAF (Sustainable Aviation Fuel) หรือเชื้อเพลิงการบินยั่งยืน กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นในประเทศไทย เนื่องจากความต้องการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในอุตสาหกรรมการบิน และการตอบสนองต่อแนวโน้มของการบินที่ยั่งยืนในระดับโลก

ความเคลื่อนไหวในประเทศไทย

  1. การพัฒนาและการผลิต
    • บริษัท ปตท. และ บางจาก เป็นผู้เล่นสำคัญในด้านการพัฒนาน้ำมัน SAF ในประเทศไทย ทั้งสองบริษัทมีการลงทุนและการวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิต SAF จากวัตถุดิบที่หลากหลาย เช่น น้ำมันพืชใช้แล้ว ไขมันสัตว์ และชีวมวล
    • บางจากมีโรงงานที่สามารถผลิต SAF ในระดับต้นแบบ และมีแผนจะขยายกำลังการผลิตในอนาคต
  2. นโยบายและการสนับสนุน
    • รัฐบาลไทยได้สนับสนุนการพัฒนา SAF ผ่านนโยบายพลังงานทดแทน และโครงการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น การส่งเสริมการใช้วัตถุดิบชีวภาพที่ผลิตในประเทศ
    • การขับเคลื่อนตามเป้าหมายของ ICAO (International Civil Aviation Organization) ที่ส่งเสริมการใช้ SAF ในการลดการปล่อยคาร์บอน
  3. สายการบิน
    • สายการบินไทย เช่น การบินไทย และ บางกอกแอร์เวย์ส ได้มีการทดลองใช้ SAF ในบางเที่ยวบิน เพื่อประเมินผลกระทบต่อเครื่องยนต์และการลดคาร์บอน
    • การบินไทยร่วมมือกับองค์กรในประเทศและต่างประเทศเพื่อพัฒนาห่วงโซ่อุปทานของ SAF
  4. วัตถุดิบในประเทศไทย
    • วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิต SAF ในประเทศไทย ได้แก่ น้ำมันปาล์ม ไขมันสัตว์ น้ำมันพืชใช้แล้ว และขยะชีวมวล
    • การวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้วัตถุดิบและลดต้นทุนยังคงดำเนินการอย่างต่อเนื่อง

ความท้าทาย

  1. ต้นทุนการผลิต SAF มีต้นทุนสูงกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงปกติ (Jet A-1) อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้การใช้งานในวงกว้างยังคงจำกัด
  2. โครงสร้างพื้นฐาน โครงสร้างพื้นฐานในการผลิตและจัดจำหน่ายยังต้องการการพัฒนาเพิ่มเติม
  3. นโยบายระหว่างประเทศ การแข่งขันในระดับโลกและข้อกำหนดจากองค์กรระหว่างประเทศมีผลต่อการพัฒนาตลาด SAF ในประเทศไทย

แนวโน้มในอนาคต

  • ประเทศไทยมีศักยภาพในการเป็นผู้นำการผลิต SAF ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ หากสามารถพัฒนานโยบายและโครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสม
  • การลงทุนในเทคโนโลยีใหม่ เช่น Power-to-Liquid (PtL) และ การดักจับคาร์บอน (Carbon Capture) จะช่วยเพิ่มศักยภาพในระยะยาว

มีน้ำมันใช้แล้ว ขายได้ที่ไหนบ้าง

ขอบคุณรูปภาพจาก บางจาก

ตอนนี้ทางบางจากเขามีโครงการที่ชื่อว่า “ทอดไม่ทิ้ง” ซึ่งจะรับซื้อน้ำมันใช้แล้ว ที่ที่สถานีบริการบางจาก จำนวน 162 สถานี โดยรับซื้อ ในราคากิโลกรัมละ 20 บาท (ราคาอาจมีการปรับขึ้นลงตามกลไกตลาดน้ำมันพืช) เพื่อเชิญชวนให้ประชาชนมีร่วมรักษาสิ่งแวดล้อมโดยไม่ทิ้งน้ำมันที่ใช้แล้วสู่พื้นที่สาธารณะ นำน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้ว มาจำหน่ายในโครงการ “ทอดไม่ทิ้ง“ นำไปผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน SAF สามารถตรวจสอบรายชื่อสถานีบริการบางจากที่ร่วมโครงการ “ทอดไม่ทิ้ง” ได้ที่ https://www.bangchak.co.th/en/newsroom/bangchak-news/1151/

และสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการ “ทอดไม่ทิ้ง” ราคาขายน้ำมันปรุงอาหารใช้แล้ว ได้ที่ บริษัท บีเอสจีเอฟ จำกัด โทร. 0 2335 8008, 08 3829 5431 หรือ Add Line: 08 3829 5431

ขอบคุณรูปภาพจาก บางจาก

บทสรุป

น้ำมัน SAF (Sustainable Aviation Fuel) เป็นก้าวสำคัญของอุตสาหกรรมการบินในประเทศไทยที่มุ่งสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน โดยมีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและสอดรับกับนโยบายพลังงานระดับโลก แม้จะยังเผชิญกับความท้าทายในด้านต้นทุนการผลิตและโครงสร้างพื้นฐาน แต่ประเทศไทยมีศักยภาพสูงในการพัฒนา SAF ด้วยทรัพยากรชีวมวลที่อุดมสมบูรณ์และการสนับสนุนจากภาครัฐ

อนาคตของ SAF ในประเทศไทยขึ้นอยู่กับการลงทุนในเทคโนโลยีที่ทันสมัย การพัฒนานโยบายที่ชัดเจน และความร่วมมือระหว่างภาครัฐและเอกชน หากสามารถก้าวข้ามอุปสรรคได้ ประเทศไทยอาจกลายเป็นศูนย์กลางการผลิตและส่งออก SAF ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ในอนาคตอันใกล้

Photo Cover : Freepik

การผลิตน้ำมัน จากแสงแดง น้ำ และ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ถือว่าเป็นแนวคิดที่น่าสนใจ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการผลิตเชื้อเพลิงเป็นอย่างมาก ซึ่งแนวคิดการผลิต “น้ำมัน” จากแสงแดด น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เป็นแนวคิดที่น่าสนใจอย่างยิ่ง โดยเลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช ซึ่งเป็นการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานเคมีสะสมอยู่ในรูปของน้ำตาล นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถจำลองกระบวนการนี้ในระดับอุตสาหกรรม เพื่อผลิตเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งในขณะนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา แต่มีความเป็นไปได้สูงที่จะกลายเป็นพลังงานหลักในอนาคต การลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้ จะช่วยให้เราสามารถสร้างโลกที่สะอาดและยั่งยืนได้

หลักการของกระบวนการผลิต น้ำมัน จากแสงแดง น้ำ และ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)

สำหรับกระบวนการผลิตนั้น เราสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ ได้ดังนี้ครับ

1.การใช้แสงอาทิตย์ ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) ที่มีประสิทธิภาพสูงในการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าที่ได้จะถูกนำไปใช้ในขั้นตอนต่อไป

2.การแยกน้ำ นำพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้ในการแยกโมเลกุลของน้ำ (H₂O) ออกเป็นไฮโดรเจน (H₂) และออกซิเจน (O₂) กระบวนการนี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส (กระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า โดยน้ำจะถูกนำไปวางระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสอง เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน น้ำจะแตกตัวเป็นไฮโดรเจนที่ขั้วแคโทด และออกซิเจนที่ขั้วแอโนด)

3.การสังเคราะห์ นำไฮโดรเจนที่ได้ไปรวมกับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อสร้างโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอน กระบวนการนี้จำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

และในกระบวนการผลิตนั้นส่วนที่มีความสำคัญมากๆ นั่นก็คือ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ ซึ่งถือว่าเป็นหัวใจหลักของกระบวนการผลิตเลยก็ว่าได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาเปรียบเสมือน “ผู้ช่วย” ที่สำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ เพราะมันช่วยให้ปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น และใช้พลังงานน้อยลง ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์เป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี แต่ตัวมันเองจะไม่ถูกใช้สิ้นไป ทำหน้าที่ลดพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยา ทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น และยังช่วยควบคุมทิศทางของปฏิกิริยาให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์

ตัวเร่งปฏิกิริยาเปรียบเสมือน “ผู้ช่วย” ที่สำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ เพราะมันช่วยให้ปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น และใช้พลังงานน้อยลง ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์เป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์

ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานอย่างไร?

ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี แต่ตัวมันเองจะไม่ถูกใช้สิ้นไป ทำหน้าที่ลดพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยา ทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น และยังช่วยควบคุมทิศทางของปฏิกิริยาให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์

มีตัวเร่งปฏิกิริยาหลายชนิดที่ถูกนำมาศึกษาและพัฒนาเพื่อใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ โดยแบ่งออกได้เป็นหลักๆ ดังนี้

  • โลหะมีค่า เช่น ทองคำ, แพลทินัม, และรูทีเนียม โลหะเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูง แต่มีราคาแพง ทำให้การนำไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรมยังมีข้อจำกัด
  • โลหะทรานซิชัน เช่น โคบอลต์, นิเกิล, และเหล็ก โลหะเหล่านี้มีราคาถูกกว่าโลหะมีค่า แต่ประสิทธิภาพอาจจะต่ำกว่า
  • เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2), ซิงค์ออกไซด์ (ZnO), และแคดเมียมซัลไฟด์ (CdS) เซมิคอนดักเตอร์สามารถดูดซับพลังงานแสง รวมถึงการสร้างอิเล็กตรอนและโฮล (ตำแหน่งว่างของอิเล็กตรอนในโครงสร้างผลึกของเซมิคอนดักเตอร์) ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการเร่งปฏิกิริยาได้
Image Source : https://labinsights.nl

ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการผลิต

  • ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ ยิ่งเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพสูงเท่าไหร่ ก็จะได้พลังงานไฟฟ้ามาใช้ในการแยกน้ำมากขึ้นเท่านั้น
  • ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีจะช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เร็วขึ้น และเลือกผลิตภัณฑ์ได้ตามต้องการ
  • สภาวะการทำงาน อุณหภูมิ ความดัน และค่า pH ของระบบมีผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ
  • ต้นทุน ต้นทุนของวัสดุ อุปกรณ์ และพลังงานที่ใช้ในการผลิตมีผลต่อราคาของเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์

Synhelion ผู้นำในการผลิตเชื้อเพลิงจากพลังงานแสงอาทิตย์

Synhelion เป็นบริษัทเทคโนโลยีสะอาดจากสวิตเซอร์แลนด์ที่มุ่งเน้นในการพัฒนาและผลิตเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนจากพลังงานแสงอาทิตย์ ประกาศเปิดตัวโรงงานผลิต “Solar Fuels” ระดับอุตสาหกรรมแห่งแรกของโลก ที่เมือง Jülich ประเทศเยอรมนี ด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัยที่ใช้เพียง “แสงแดด น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)” ในการผลิตเชื้อเพลิงเหลว เช่น น้ำมันเครื่องบิน (e-Kerosene) น้ำมันดีเซล (e-Diesel) และน้ำมันเบนซิน (e-Gasoline) โดยไม่ต้องใช้น้ำมันดิบเลย

เทคโนโลยี Sun-to-Liquid ของ Synhelion

เทคโนโลยีหลักของ Synhelion คือ Sun-to-Liquid ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Concentrated Solar Power หรือ CSP) ที่รวมพลังแสงแดดจากกระจกสะท้อนกว่า 10,000 แผ่น เพื่อสร้างความร้อนสูงถึง 1,500°C ซึ่งเพียงพอต่อการแยกโมเลกุลของน้ำและ CO₂ ให้กลายเป็น Syngas (ก๊าซสังเคราะห์) ก่อนจะนำไปเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงเหลว เช่น e-Kerosene น้ำมันเครื่องบิน ซึ่งสามารถนำไปใช้กับเครื่องบินได้โดยตรง นอกจากนี้ยังมี e-Diesel และ e-Gasoline ที่สามารถใช้ได้กับรถยนต์และเครื่องจักรดีเซลและเบนซินทั่วไป โดยไม่ต้องปรับเปลี่ยนเครื่องยนต์

Image Source : https://synhelion.com

เทคโนโลยีของ Synhelion สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงด้วยแสงอาทิตย์

Synhelion ได้ร่วมมือกับสายการบิน SWISS เพื่อนำเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้กับเครื่องบิน ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในวงการการบินที่มุ่งสู่ความยั่งยืน และมีเป้าหมายที่จะขยายการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ในเชิงพาณิชย์ และสร้างโรงงานผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ทั่วโลก เทคโนโลยีของ Synhelion มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมพลังงาน และช่วยให้เราบรรลุเป้าหมายในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก นอกจากนี้ทาง Synhelion ได้เตรียมทดลองใช้น้ำมัน e-Kerosene กับเครื่องบินพาณิชย์ในปี 2025 นี่จะเป็นครั้งแรกในโลกที่เครื่องบินเดินทางด้วยน้ำมันที่ผลิตจากดวงอาทิตย์

ระยะแรกของโรงงานสามารถผลิตน้ำมันได้ 10,000 ลิตรต่อปี ซึ่งทาง Synhelion ก็ได้วางแผนในการขยายกำลังการผลิตให้ถึง 100 ล้านลิตรต่อปีในอนาคตอีกด้วย

อนาคตของเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์

แม้จะมีอุปสรรคอยู่บ้าง แต่เชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ก็ยังเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการแก้ไขปัญหาพลังงานและสิ่งแวดล้อมในอนาคต การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จะช่วยให้เราสามารถผลิตเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและต้นทุนที่ต่ำลง ในอนาคตเราอาจได้เห็นการนำเชื้อเพลิงสังเคราะห์ไปใช้ในภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ มากขึ้น เช่น การผลิตไฟฟ้า หรือการผลิตเคมีภัณฑ์ต่างๆ

CATL บริษัทผู้ผลิตแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้ารายใหญ่ของโลก ได้เปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ที่น่าสนใจ นั่นคือ แบตเตอรี่ Chocolate ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่ออกแบบมาเพื่อปฏิวัติอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะในเรื่องของการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่รวดเร็วและสะดวกสบาย

แบตเตอรี่ Chocolate คืออะไร?

แบตเตอรี่ Chocolate หรือ Choco-SEB (Swapping Electric Blocks) เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบโมดูลาร์ที่มีรูปร่างคล้ายแท่งช็อกโกแลตนั่นเอง ซึ่งออกแบบมาให้สามารถสลับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วในรถยนต์ไฟฟ้า โดยใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ชุดใหม่เข้าไปแทนที่ เพื่อช่วยแก้ปัญหาเรื่องเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ที่ยาวนานของรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

รูปแบบและขนาด

  • รูปร่างคล้ายแท่งช็อกโกแลต จึงเป็นที่มาของชื่อแบตเตอรี่ Chocolate
  • มีหลากหลายขนาด เพื่อรองรับรถยนต์ไฟฟ้าหลากหลายรุ่น ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดกลาง
  • สามารถประกอบเข้าด้วยกันเป็นชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ได้
Source : catl.com

เทคโนโลยี

  • เคมีแบตเตอรี่ รองรับทั้งแบบลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) และลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ (NMC) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่นิยมใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าปัจจุบัน
  • ระบบระบายความร้อน มีระบบระบายความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งาน
  • ระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System) ควบคุมการทำงานของแบตเตอรี่แต่ละโมดูล เพื่อให้มั่นใจว่าแบตเตอรี่ทั้งหมดทำงานสอดคล้องกัน

สำหรับท่านที่สงสัยว่าทำไมต้องพัฒนาแบตเตอรี่ Chocolate ออกมาด้วย ก็อธิบายได้ง่ายๆ ดังนี้

  • ความรวดเร็ว การเปลี่ยนแบตเตอรี่ด้วยระบบอัตโนมัติ ทำให้ผู้ใช้สามารถเติมพลังงานให้กับรถยนต์ได้รวดเร็วเทียบเท่ากับการเติมน้ำมัน
  • ความสะดวก สถานีสลับแบตเตอรี่จะถูกติดตั้งตามจุดต่างๆ ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงได้ง่ายและสะดวกสบาย
  • ยืดอายุการใช้งาน การสลับแบตเตอรี่ชุดใหม่เข้าไปแทนที่ จะช่วยให้แบตเตอรี่ชุดเดิมได้รับการดูแลและบำรุงรักษาได้อย่างเหมาะสม ทำให้ยืดอายุการใช้งานได้นานขึ้น
  • ลดต้นทุน ในระยะยาว การสลับแบตเตอรี่อาจเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่าการซื้อรถยนต์ไฟฟ้าคันใหม่

ซึ่งทั้งหมดนี้ถือว่าเป็นข้อดีของแบตเตอรี่ Chocolate ที่ทุกอย่างจะเน้นไปที่เรื่องของความรวดเร็ว เพื่อให้เกิดความสะดวกเทียบเท่ากับรถที่ใช้น้ำมันได้เลย หากมีการใช้งานแพร่หลายแล้ว ปัญหาต่างๆ ในเรื่องของระยะเวลาการชาร์จแบตรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เวลานานนั้นจะหมดไปเลยทันที และไม่จำเป็นต้องสร้างสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ๆ ที่ใช้งบประมาณที่สูงอีกต่อไป ส่งผลให้รถหันมาใช้รถยนต์ไฟฟ้ากันมากยิ่งขึ้น เพราะสะดวกสบายไม่ต่างจากรถที่ใช้น้ำมันเลย

สถานีสลับแบตเตอรี่ Chocolate ของ CATL

CATL ไม่เพียงแต่ผลิตแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังมีแผนที่จะสร้างเครือข่ายสถานีสลับแบตเตอรี่ (battery swapping station) ทั่วประเทศจีน และขยายไปยังประเทศอื่นๆ ในอนาคต โดยมีเป้าหมายที่จะสร้างระบบนิเวศของรถยนต์ไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นทางเลือกใหม่ในการเติมพลังงานให้กับรถยนต์ไฟฟ้าที่รวดเร็วและสะดวกสบายกว่าการชาร์จแบบเดิม ทาง CATL มีแผนการสร้างสถานีสับเปลี่ยนแบตเตอรี่มากถึง 1,000 แห่งในปีหน้า โดยมีเป้าหมายสูงสุดที่ 30,000 แห่งทั่วประเทศจีนกันเลยทีเดียว

Source : Catl.com

สถานีสลับแบตเตอรี่ของ CATL ออกแบบมาเพื่อให้สามารถสลับเปลี่ยนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น ขั้นตอนการทำงานโดยสรุปคือ

  1. จอดรถ ผู้ขับขี่นำรถยนต์ไฟฟ้ามาจอดที่ตำแหน่งที่กำหนดในสถานี
  2. ยกตัวรถ ตัวรถจะถูกยกขึ้นเพื่อให้สามารถเข้าถึงส่วนใต้ท้องรถที่ติดตั้งแบตเตอรี่
  3. สลับแบตเตอรี่ ระบบอัตโนมัติจะทำการสลับแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพออก และนำแบตเตอรี่ใหม่เข้าไปแทนที่
  4. ตรวจสอบ ระบบจะทำการตรวจสอบความเรียบร้อยของการสลับแบตเตอรี่ และแจ้งผลให้ผู้ขับขี่ทราบ
  5. ขับออก ผู้ขับขี่สามารถขับรถออกจากสถานีได้ทันที

สถานีสลับแบตเตอรี่ CATL เป็นนวัตกรรมที่น่าจับตามองและมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าอย่างสิ้นเชิง ด้วยความรวดเร็ว สะดวกสบาย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สถานีสลับแบตเตอรี่จะช่วยให้การขับขี่รถยนต์ไฟฟ้าเป็นเรื่องที่ง่ายและสะดวกสบายมากยิ่งขึ้น

Source : Catl.com

จากข้อมูลที่มีการแถลงข่าวออกมาตอนนี้จากทาง CATL จะมีแบตเตอรี่ Chocolate ออกมา 2 ขนาดด้วยกัน พร้อมด้วยแผนการสมัครสมาชิกพร้อมราคาออกมาด้วย ดังนี้

แบบแรก สำหรับรถยนต์ขนาดเล็ก (20#) ที่รองรับการวิ่งได้สูงสุดที่ 500 กิโลเมตร จะมีอยู่ 2 แผนให้เลือกสมัคร

  • แผน Travel (52 kWh NMC) ราคา 469 หยวน/เดือน คิดเป็นเงินไทยอยู่ที่ 2,300 บาท/เดือน และไม่จำกัดระยะทาง
  • ผน Family (42 kWh LFP) ราคา 369 หยวน/เดือน คิดไปเงินไทยอยู่ที่ 1,800 บาท/เดือน มีการจำกัดระยะทาง ที่ 3,000 กม./เดือน

แบบสอง สำหรับรถยนต์ขนาดใหญ่ (25#) ที่รองรับการวิ่งได้สูงสุดที่ 600 กิโลเมตร จะมีด้วยกัน 2 แผน

  • แผน Travel (70 kWh NMC) ราคา 599 หยวน/เดือน คิดเป็นเงินไทยอยู่ที่ 2,935 บาท/เดือน และไม่จำกัดระยะทาง
  • แผน Family (56 kWh LFP) ราคา 499 หยวน/เดือน คิดเป็นเงินไทยอยู่ที่ 2,445 บาท/เดือน มีการจำกัดระยะทางที่ 3,000 กม./เดือน
Source : carnewschina.com

รถยนต์ไฟฟ้าที่รองรับแบตเตอรี่ Chocolate ที่มีการเปิดเผยออกมามีดังนี้ (คาดว่าจะขายในปี 2025)

  • Changan Oshan 520
  • GAC Aion S
  • Hongqi E-QM5
  • SAIC Roewe D7
  • BAIC C66
  • Wuling Bingo
  • Wuling Starlight
  • SAIC Rising F7
  • SAIC Maxus Mifa 9
  • SAIC Maxus Dana
Source : carnewschina.com

บทสรุป

แบตเตอรี่ Chocolate ของ CATL เป็นนวัตกรรมแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบโมดูลาร์ที่ออกแบบมาให้สามารถสลับเปลี่ยนได้รวดเร็ว คล้ายกับการเติมน้ำมันรถยนต์ทั่วไป โดยแบตเตอรี่มีรูปร่างคล้ายแท่งช็อกโกแลต และสามารถรองรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ได้หลากหลายชนิด เช่น LFP และ NMC ข้อดีของแบตเตอรี่ Chocolate คือ ช่วยให้การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ารวดเร็วขึ้น เพิ่มระยะทางในการขับขี่ และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ ยังช่วยลดต้นทุนในการบำรุงรักษาและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย การเปิดตัวแบตเตอรี่ Chocolate ถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจมากยิ่งขึ้น

หากในประเทศจีนมีการพัฒนาและใช้งานกันอย่างแพร่หลายแล้ว คาดว่าในประเทศไทยก็จะมีการนำโมเดลนี้มาใช้เช่นกัน และจากข้อดีต่างๆ น่าจะได้รับความนิยมเป็นอย่างมากเช่นกัน

Photo : CATL

วันนี้ขอเอาเรื่องราวของงานวิจัยในการพัฒนาการปลี่ยนความร้อนในร่างกายมาเป็นพลังงานสำหรับชาร์จสมาร์ทวอทช์ ที่ต้องบอกว่ามีความน่าสนใจเป็นอย่างมาก เพราะปกติเราต้องสวมใส่นาฬิกาอยู่แล้ว หากสามารถพัฒนาจนใช้ในชีวิตประจำวันได้จริง จะช่วยลดปัญหาเรื่องการชาร์จแบตให้กับสมาร์ทวอชไปได้เลย สำหรับงานวิจัยเรื่องนี้มาจากนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์ (QUT) ซึ่งอยู่ที่ประเทศออสเตรเลีย

นวัตกรรมชาร์จสมาร์ทวอทช์แห่งอนาคต

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์ได้พัฒนา ฟิล์มพิเศษมีความยืดหยุ่น บางเบา ที่สามารถเปลี่ยนความร้อนจากร่างกายของเราให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ซึ่งพลังงานไฟฟ้านี้ก็เพียงพอที่จะนำไปชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น สมาร์ทวอทช์ ได้นั่นเอง และในการพัฒนาครั้งนี้ก็เพื่อให้เราสามารถสวมใส่สมาร์ทวอทซ์ได้อย่างสบาย แต่ยังคงมีประสิทธิภาพในการชาร์จที่ดียิ่งขึ้น

หลักการทำงานของเทคโนโลยีนี้

หลักการทำงานก็จะประกอบไปด้วย 3 ส่วนหลักๆ ดังนี้

  • ฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Film) ฟิล์มพิเศษนี้มีคุณสมบัติในการแปลงความแตกต่างของอุณหภูมิให้เป็นไฟฟ้า เมื่อความร้อนจากร่างกายสัมผัสกับฟิล์ม จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นมา
  • ความยืดหยุ่น ฟิล์มนี้มีความยืดหยุ่นสูง ทำให้สามารถติดตั้งบนอุปกรณ์สวมใส่ได้อย่างสะดวกสบาย ไม่รบกวนการใช้งาน
  • ประสิทธิภาพ แม้ว่าจะยังไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากพอที่จะชาร์จสมาร์ทโฟนได้ แต่ก็เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กอย่างสมาร์ทวอทช์ และยังมีแนวโน้มที่จะพัฒนาประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้นในอนาคต

รู้จักกับ ฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Film)

ฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Film) เป็นวัสดุที่สามารถเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือในทางกลับกันเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้กลายเป็นพลังงานความร้อนได้ โดยอาศัยหลักการทางเทอร์โมอิเล็กทริก นั่นก็คือ Seebeck Effect (เมื่อมีการนำฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริกมาวางในบริเวณที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น) และ Peltier Effect (เมื่อมีการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก ด้านหนึ่งของฟิล์มจะดูดซับความร้อน อีกด้านหนึ่งจะคายความร้อนออกมา)

ภาพแผ่นฟิล์มที่ติดกับผิวหนังเพื่อเปลี่ยนความร้อนในร่างกายให้เป็นพลังงาน จากการวิจัยของ QUT : Copyright QUT

โครงสร้างของ ฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric Film)

ฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก มักประกอบด้วยชั้นของวัสดุนำไฟฟ้าชนิด P และชนิด N สลับกันหลายชั้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงพลังงาน วัสดุที่นิยมใช้ในการผลิตฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก ได้แก่

  • Bismuth telluride (Bi2Te3) มีประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่เหมาะมากสำหรับการแปลงความร้อนให้เป็นไฟฟ้าสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น เครื่องตรวจจับอัตราการเต้นของหัวใจ
  • Lead telluride (PbTe) เหมาะสำหรับใช้งานที่อุณหภูมิสูง ประกอบด้วยธาตุตะกั่ว (Lead) และเทลลูเรียม (Tellurium) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นเซมิคอนดักเตอร์ (Semiconductor) ที่มีความน่าสนใจเป็นพิเศษในด้านเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric) เนื่องจากสามารถแปลงความร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  • Silicon germanium (SiGe) ใช้ในอุปกรณ์ที่ต้องการอุณหภูมิการทำงานสูง เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่งที่ได้จากการนำซิลิคอน (Silicon) มาผสมกับเจอร์เมเนียม (Germanium) ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน ซึ่งจะทำให้ได้คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันออกไป โดยทั่วไปแล้ว SiGe จะถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความต้องการประสิทธิภาพสูง เช่น ทรานซิสเตอร์ความเร็วสูงในวงจรรวม (Integrated Circuit) หรือ IC

สำหรับวัสดุต่างๆ ที่นำมาผลิตฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริก อย่างเช่น บิสมัทเทลลูไรด์ (Bismuth Telluride) เป็นวัสดุที่นิยมใช้ในการผลิตอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการแปลงความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าสูง แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ เช่น ราคาสูง ความเป็นพิษ และความเปราะบาง ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการนำไปใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ จึงทำให้ทางนักวิจัยได้มีการนำ นาโนไบน์เดอร์ (Nano Binder) เข้ามาใช้แทน

นาโนไบนเดอร์ (Nano Binder)

นาโนไบนเดอร์ (Nano Binder) เป็นสารที่มีขนาดเล็กระดับนาโนเมตร ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมต่ออนุภาคนาโนเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา และมีความยืดหยุ่น การนำนาโนไบน์เดอร์มาใช้ในการผลิตฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริกแทนบิสมัทเทลลูไรด์ มีข้อดีหลายประการ ดังนี้

  • ต้นทุนต่ำ นาโนไบน์เดอร์หลายชนิดมีราคาถูกกว่าบิสมัทเทลลูไรด์ ทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำลง
  • มีความยืดหยุ่น วัสดุที่ผลิตจากนาโนไบน์เดอร์มักมีความยืดหยุ่นสูง เหมาะสำหรับการนำไปผลิตอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้
  • เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม นาโนไบน์เดอร์บางชนิดมีอันตรายน้อยกว่าบิสมัทเทลลูไรด์
  • สามารถปรับแต่งสมบัติได้ โดยการเลือกชนิดและปริมาณของนาโนไบน์เดอร์ที่แตกต่างกัน สามารถปรับแต่งสมบัติของวัสดุให้เหมาะสมกับการใช้งานได้

กระบวนการผลิตฟิล์มเทอร์โมอิเล็กทริกจากนาโนไบน์เดอร์

  1. การเตรียมสารผสม ผสมอนุภาคนาโนของวัสดุนำไฟฟ้า (เช่น ซิลิคอนเจอร์เมเนียม) กับนาโนไบน์เดอร์ เพื่อให้ได้สารผสมที่มีความหนืดเหมาะสมสำหรับการพิมพ์
  2. การพิมพ์ ใช้เทคนิคการพิมพ์ เช่น การพิมพ์สกรีน หรือการพิมพ์อิงค์เจ็ท เพื่อพิมพ์สารผสมลงบนแผ่นพลาสติกหรือโลหะ
  3. การเผา นำฟิล์มที่พิมพ์ได้ไปเผาที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอนุภาคต่างๆ อย่างแข็งแรง

ในงานวิจัยก็ได้ทดสอบประสิทธิภาพของฟิล์มตัวนี้ด้วยการ สร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กขึ้นมา และมีการใช้แผ่นฟิล์มขนาด A4 ซึ่งแผ่นฟิลม์นี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 1.2 มิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตรเลยทีเดียว และมีข้อจำกัดเรื่องสภาวะแวดล้อมที่น้อยมากๆ ทำให้สามารถนำไปใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ได้หลากหลายรูปแบบ ถือว่าเป็นแผ่นฟิล์มที่มีประสิทธิภาพในการจ่ายพลังงานที่สูงมากในขณะนี้ นอกจากนี้ด้วยข้อดีในเรื่องของการปรับขนาดได้ มีความยืดหยุ่นสูง ทำให้เหมาะกับการนำไปใช้กับสมาร์ทวอทช์ และอุปกรณ์สำหรับสวมใส่ได้หลากหลายมากขึ้น

Professor Zhi-Gang Chen นักวิจัยเรื่องเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อการเปลี่ยนความร้อนในร่างกายให้เป็นพลังงาน

นอกจากนี้ยังสามารถประยุกต์ไปใช้กับอุปกรณ์อื่นๆ ได้อีกมากมาย ด้วยข้อดีที่สามารถติดตั้งได้ในพื้นผิวต่างๆ ความสามารถในการแปลงพลังงานกลับคืนได้ ช่วยในเรื่องของการลดอุณหภูมิได้อีกด้วย เหมาะกับการนำไประบายความร้อนให้กับชิปต่างๆ ที่ปกติมักจะมีความร้อนในระหว่างการทำงานที่ค่อนข้างสูง เช่น สมาร์ทโฟน อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ภายในรถยนต์

สำหรับงานวิจัยนี้ต้องขอบอกว่ามีความน่าสนใจมาก ซึ่งนักวิจัยก็เห็นแนวโน้มในการพัฒนาในทิศทางที่ดี และคาดว่าน่าจะต้องปรับปรุงและแก้ไขปัญหาบางอย่างเพิ่มเติม ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของความทนทาน อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิต รวมถึงต้นทุนในการผลิตเชิงพาณิชย์ เพื่อให้สามารถนำไปผลิตเพื่อใช้งานได้จริงๆ ในราคาที่คุ้มค่าต่อการลงทุน และเมื่อมีการผลิตมาใช้จริง ปัญหาเรื่องการชาร์จสมาร์ทวอทช์ก็จะหมดไปทันที ไม่ต้องมาคอยชาร์จกันบ่อยๆ โดยเฉพาะยี่ห้อยอดนิยมที่ต้องชาร์จกันทุกวัน

Reference: interestingengineering.com
Photo : freepik.com

เครื่องปรับอากาศถือได้ว่าเป็น เครื่องใช้ไฟฟ้าที่กินไฟค่อนข้างมากในอันดับต้นๆ ซึ่งหลายท่านก็พยายามหาวิธีการต่างๆ ที่จะทำให้เครื่องปรับอากาศกินไฟให้น้อยที่สุด ไม่ว่าจะเป็นการเปิดปิดเป็นเวลา หรือเฉพาะในช่วงที่อากาศร้อน การตั้งอุณหภูมิที่ 25 องศา บางท่านก็ลองวิธีที่มีการแนะนำต่อๆ กันมา ก็คือ ตั้งอุณหภูมิไปที่ 27 องศา แล้วเปิดพัดลมช่วย ซึ่งวิธีการต่างๆ เหล่านี้ก็ถือว่า ช่วยประหยัดไฟได้บ้าง แต่ก็ยังค่อนข้างสูงอยู่ดี ดังนั้นก็เลยมีการคิดค้น เครื่องปรับอากาศรูปแบบใหม่ที่เปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้าที่ได้จากโซล่าร์เซลล์ ในชื่อ “แอร์โซล่าเซลล์”

แอร์โซล่าเซลล์คืออะไร?

แอร์โซลาร์เซลล์ คือ เครื่องปรับอากาศที่ผสานเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับระบบทำความเย็น ทำให้สามารถลดการพึ่งพาไฟฟ้าแบบปกติที่ใช้ตามบ้าน หรือสำนักงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลักการทำงานคือ แผงโซลาร์เซลล์จะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อนำมาใช้ในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าในรูปแบบเดิมๆ อีกเลย ส่งผลให้เราไม่ต้องจ่ายค่าไฟในส่วนนี้นั่นเอง

แอร์โซลาร์เซลล์ แบ่งออกเป็น 3 รูปแบบหลักๆ ก็คือ

  1. แอร์โซล่าร์เซลล์แบบ On-Grid เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าของบ้าน สามารถจ่ายไฟฟ้าส่วนเกินกลับเข้าสู่ระบบได้
  2. แอร์โซล่าร์เซลล์แบบ Off-Grid ไม่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าของบ้าน ใช้งานได้แม้ในพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้าเข้าถึง
  3. แอร์โซล่าร์เซลล์แบบที่ใช้ได้ทั้ง 2 ระบบ สามารถใช้ไฟจากระบบโซล่าร์เซลล์ก็ได้ หรือจะใช้ไฟบ้านปกติก็ได้

ข้อดีของแอร์โซล่าเซลล์

  • ประหยัดค่าไฟฟ้า ลดค่าใช้จ่ายในการใช้ไฟฟ้าได้อย่างมาก โดยเฉพาะในช่วงกลางวันที่มีแสงแดด ซึ่งช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้มากถึง 50-70%
  • เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ลดผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน เหมาะสำหรับคนที่รักษ์โลกเป็นอย่างมาก
  • พึ่งพาตนเองได้ ไม่ต้องกังวลเรื่องไฟฟ้าดับ หรือค่าไฟฟ้าที่ผันผวน
  • เทคโนโลยีทันสมัย เป็นนวัตกรรมที่ตอบโจทย์ไลฟ์สไตล์คนรุ่นใหม่ที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อม

นอกจากจะมีข้อดีแล้ว แอร์โซล่าร์เซลล์ก็มีข้อสังเกตอยู่หลายๆ อย่างด้วยกัน

ข้อสังเกตของแอร์โซล่าเซลล์

  • ต้นทุนและราคาสูง แอร์โซล่าเซลล์มีราคาค่อนข้างสูง เพราะนอกจากจะมีตัวเครื่องแล้ว ยังต้องมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง และซื้ออุปกรณ์อื่นๆ ด้วยไม่ว่าจะเป็น แผงโซล่าเซลล์ , อินเวอร์เตอร์, แบตเตอรี่ และอุปกรณ์ควบคุม
  • ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ การผลิตไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงแดดโดยตรง ในวันที่ฝนตกหรือเมฆมาก การผลิตไฟฟ้าจะลดลง และอุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ได้
  • มีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาเพิ่มเติม นอกจากจะต้องทำความสะอาดแอร์เหมือนแอร์ปกติแล้ว แผงโซลาร์เซลล์จำเป็นต้องทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อขจัดฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกที่เกาะอยู่บนผิวแผง ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้า
  • แบตเตอรี่ราคาสูง สำหรับระบบที่มีแบตเตอรี่อยู่ด้วย ก็จะต้องมีค่าใช้จ่ายส่วนของแบตเตอรี่เพิ่มเติม ซึ่งมีราคาสูง และมีอายุการใช้งานจำกัด
ภาพประกอบ : https://www.chaisinsolarcell.com/

ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับติดตั้งแอร์โซล่าร์เซลล์

  • แอร์ Solar Hybrid 1 ชุด
  • แผงโซล่าเซลล์ ขนาด 550w จำนวน 2 แผง
  • เบรกเกอร์ DC BOX 1 ชุด
  • สายไฟ PV 20 เมตร
  • MC-4 Link จำนวน 4 คู่
  • ติดตั้งแบบมาตรฐาน โดยทีมช่างผู้ชำนาญการ

หลักการทำงานของแอร์โซล่าร์เซลล์

แอร์โซลาร์เซลล์ทำงานโดยการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อนำมาใช้ในการทำความเย็น ซึ่งแตกต่างจากแอร์ทั่วไปที่ใช้ไฟฟ้าจากกระแสไฟฟ้าหลัก โดยหลักการทำงานโดยรวมสามารถสรุปได้ดังนี้

  1. การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ แผงโซลาร์เซลล์จะทำหน้าที่รับพลังงานจากแสงอาทิตย์และแปลงเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
  2. การแปลงกระแสไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จะทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากแผงโซลาร์เซลล์ให้เป็นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งเป็นชนิดที่เครื่องปรับอากาศส่วนใหญ่ใช้
  3. การจ่ายไฟให้เครื่องปรับอากาศ กระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้จากอินเวอร์เตอร์จะถูกส่งไปยังเครื่องปรับอากาศเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการทำความเย็น
  4. กระบวนการทำความเย็น เครื่องปรับอากาศจะทำงานตามหลักการทำความเย็นทั่วไป โดยคอมเพรสเซอร์จะอัดสารทำความเย็นให้มีแรงดันสูง แล้วปล่อยให้ไหลผ่านคอยล์ร้อนเพื่อระบายความร้อนออกสู่ภายนอก จากนั้นสารทำความเย็นจะไหลผ่านคอยล์เย็นเพื่อดูดซับความร้อนภายในห้อง ทำให้อากาศเย็นลง

แอร์โซล่าร์เซลล์ กับแอร์ปกติทั่วไป ต่างกันอย่างไร

การตัดสินใจเลือกใช้แอร์โซลาร์เซลล์หรือแอร์ปกตินั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงงบประมาณ ความต้องการในการใช้พลังงาน และความสำคัญที่ให้กับสิ่งแวดล้อม มาดูตารางเปรียบเทียบเพื่อให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้น

คุณสมบัติแอร์โซลาร์เซลล์แอร์ปกติ
แหล่งพลังงานหลักพลังงานแสงอาทิตย์ไฟฟ้าจากกระแสไฟฟ้าหลัก
ค่าไฟฟ้าประหยัดค่าไฟฟ้าในระยะยาว โดยเฉพาะช่วงกลางวันค่าไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการใช้งาน
สิ่งแวดล้อมเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสร้างมลพิษจากการผลิตไฟฟ้า
ต้นทุนและค่าใช้จ่ายสูงกว่าแอร์ปกติ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์และอุปกรณ์อื่นๆต่ำกว่าแอร์โซลาร์เซลล์
การบำรุงรักษาต้องทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์เป็นประจำบำรุงรักษาตามปกติ
ความเสี่ยงประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับสภาพอากาศไม่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

ราคาแอร์โซล่าเซลล์

ราคาแอร์โซล่าร์เซลล์ นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง ทำให้ราคาแต่ละรุ่นและแต่ละแบรนด์แตกต่างกันออกไป การเลือกซื้อแอร์โซล่าร์เซลล์จึงต้องพิจารณาหลายปัจจัย เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่คุ้มค่ากับการลงทุน สำหรับราคาในปัจจบุัน ก็สามารถเปิดดูได้ตามเว็บไซต์ ซึ่งมีทั้งรูปแบบของการเอาแอร์ปกติ มาจัดชุดกับอุปกรณ์โซล่าร์เซลล์ แล้วขาย รวมถึงแอร์ที่ออกแบบมาตั้งแต่แรกเพื่อใช้กับโซล่าร์เซลล์เลย ในบทความนี้ก็ขอเอาราคาจากเว็บขายของออนไลน์มาให้ดูกันไปเลยครับ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อราคาแอร์โซล่าร์เซลล์

  • ขนาด BTU ขนาดของแอร์จะส่งผลโดยตรงต่อราคา ยิ่ง BTU สูง ราคาจะยิ่งสูงขึ้น
  • แบรนด์: แบรนด์ที่เป็นที่รู้จักจะมีราคาสูงกว่าแบรนด์ทั่วไป
  • คุณภาพวัสดุ: วัสดุที่ใช้ในการผลิต เช่น คอยล์ร้อน คอยล์เย็น และคอมเพรสเซอร์ มีผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแอร์ ซึ่งส่งผลต่อราคา
  • จำนวนแผงโซลาร์เซลล์: จำนวนแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าจะส่งผลต่อราคาโดยตรง
  • ขนาดและประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ แผงโซลาร์เซลล์ที่มีขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพสูงจะมีราคาสูงกว่า
  • อุปกรณ์เสริม อุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ และระบบควบคุม จะเพิ่มต้นทุนให้กับระบบ
  • ค่าติดตั้ง ค่าแรงในการติดตั้งระบบ รวมถึงค่าใช้จ่ายในการเดินสายไฟและติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

บทสรุป

แม้ว่าแอร์โซลาร์เซลล์จะเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับผู้ที่ต้องการลดค่าไฟฟ้าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่ก็มีข้อจำกัดและข้อควรพิจารณาบางประการที่ผู้สนใจควรศึกษาให้ละเอียดก่อนตัดสินใจติดตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องของต้นทุน การบำรุงรักษา และประสิทธิภาพที่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ซึ่งถ้าจะให้บอกว่าเหมาะกับใคร ก็น่าจะเหมาะกับผู้ที่มีความจำเป็นต้องใช้เครื่องปรับอากาศอยู่ตลอดทั้งวัน ซึ่งอาจจะเป็นที่พักอาศัยในเขตที่มีอากาศร้อน หรือความจำเป็นด้านอื่นๆ ซึ่งก็ถือว่าเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าหากใช้ในระยะยาวครับ

Photo : freepik.com