Sunday, August 18Modern Manufacturing

ยานยนต์ไฟฟ้า พาหนะแห่งอนาคต EP: 01

ผมเห็นว่าการไฟฟ้าตอนนี้กระตือรือร้นเรื่องรถยนต์ไฟฟ้ากันเหลือเกิน ไปจับมือกับบริษัทนำเข้ารถยนต์ไฟฟ้า โน่นนั่นนี่เต็มไปหมด  ไอ้ผมก็เป็นคนในวงการไฟฟ้าที่ชอบเฝ้าดูครับ ดูความเปลี่ยนแปลงไปเรื่อยๆ เพราะถึงอย่างไรทุกๆเจ้าก็คือคนใช้งานทั้งสิ้นครับ  ไม่มีผู้ผลิตเลยสักราย ผมเลยคิดว่าบทความนี่แหละที่น่าสนใจจะนำมาเสนอให้ท่านนักอ่านได้ทัศนากัน  ถ้าได้อ่านไปเรื่อย ๆ สุดท้ายจะพบว่า รถยนต์ไฟฟ้ามีเทคโนโลยีระดับสูงมากใช้ในหลาย ๆส่วน ตัวอย่าง เช่น มอเตอร์ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า ถ้าไม่ใช่เจ้าใหญ่จริง ๆ แบบเจ๊….. ละก็ไม่มีทางซื้อมาได้หรอกครับ

สวัสดีท่านนักอ่านที่สนใจเรื่องเทคโนโลยีครับ หลังจากบทความแรกที่ผมได้เขียนไว้เมื่อเดือนมีนาคมก็นานเลยที่ไม่ได้เขียนบทความมาลงให้ได้อ่านกัน หลายเดือนเลยที่ผมค่อนข้างจะต้องวางแนวทางการบริหารใหม่เนื่องจากมีการโยกย้ายตำแหน่งจนช่วงนี้ค่อนข้างจะพอมีเวลาครับ  แต่ก็ต้องมาคิดอีกว่าจะนำเรื่องไหนมาลงให้ท่านอ่านกันดี 

ตามกระแสของการรักษ์โลก รักษ์สิ่งแวดล้อม การเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้พลังงาน

รถยนต์ไฟฟ้าชนิด Pure Electric Vehicle (PEV), Hybrid Electric Vehicle (HEV) และ Fuel Cell Electric Vehicle (FEV) จึงเป็นกระแสที่ประเทศต่างๆสนใจในการที่จะนำมาใช้ในการจราจร ขนส่งเนื่องจากรถยนต์เหล่านี้ปล่อยมลพิษน้อยกว่ารถยนต์สันดาบภายใน

รถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด ได้มีการประดิษฐ์เมื่อ 178 ปีมาแล้วแต่พ่ายแพ้ให้แก่รถยนต์สันดาบภายใน (Internal Combustion Engine Vehicles) รถไฟฟ้าคันแรกเป็นรถสามล้อที่ใช้แบตเตอรี่ สร้างโดย Thomas Davenport ในปี 1834  เมื่อปี 1900 ในจำนวนรถยนต์ที่ขายในสหรัฐอเมริกาทั้งสิ้น 4200 คันนั้น เป็นรถยนต์ไฟฟ้า (EV) 28%  รถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) 22% และรถยนต์พลังไอน้ำ 40% ในช่วงเวลานั้นรถยนต์ไฟฟ้าถือว่าเป็นรถหรูที่มีแต่มหาเศรษฐีเท่านั้นที่จะมีไว้ครอบครองได้ (ราคาเทียบได้กับ Rolls Royce ในปัจจุบัน)

เฮนรี ฟอร์ด (Henry Ford) เป็นชายคนแรกที่มีแนวคิดที่จะลบรถยนต์ไฟฟ้าออกไปจากตลาดโดยการผลิต Ford Model T ออกสู่ตลาดโดย Ford รุ่นนี้สามารถวิ่งได้ไกลกว่ารถยนต์ไฟฟ้า 2-3 เท่าโดยที่มีราคาถูกกว่าเป็นอย่างมาก  จนถึงช่วงยุค 30s รถยนต์ไฟฟ้าก็หายไปจากตลาด

รูปที่ 1 รถยนต์ไฟฟ้าในยุคแรกๆ (Source: Wikimedia.org)

รูปที่ 2 รถสามล้อไฟฟ้าของ Thomas Davenport (Source: CleanTechnica)

  

รูปที่ 3  1925 Ford Model T (Source: Wikipedia)

รถยนต์ไฟฟ้าสามารถแยกได้เป็น 3 ชนิดตามแหล่งพลังงานและระบบขับเคลื่อนที่รถยนต์ไฟฟ้าใช้ ได้แก่ 

Pure Electric Vehicle (PEV) ใช้พลังงานจากไฟฟ้าทั้งหมดโดยใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า

Hybrid Electric Vehicle (HEV) ใช้พลังงานจากทั้งไฟฟ้าและน้ำมัน  ใช้ระบบขับเคลื่อนที่ผสมผสานกันระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์

Fuel Cell Electric Vehicle (FEV) ใช้พลังงานจากไฮโดรเจน(โดยตรงหรือผ่านกระบวนการก็ตาม) ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า

ในส่วนของ HEV ยังแยกย่อยออกได้เป็น Conventional HEV และ Gridable HEV โดย Conventional HEV นั้นใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงหลัก ในขณะที่ Gridable HEV สามารถชาร์จไฟได้  หากพิจารณาตามพื้นฐานของการทำงานระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครื่องยนต์หรือระดับของการ hybrid แล้ว conventional HEV สามารถแยกได้เป็น Micro HEV, Mild HEV และ Full HEV เช่นเดียวกัน Gridable HEV ก็สามารถแยกย่อยออกได้ตามการทำงานประสานกันของมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์  โดยแยกได้เป็น  Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) และ Range-Extended Electric Vehicle (REV)

รูปที่ 4  ประเภทของ EV (Electric Vehicle Machines and Drives, K.T. Chau. 2015)

          

รูปที่ 5  แหล่งพลังงานของ EV (Electric Vehicle Machines and Drives, K.T. Chau. 2015)

จากผังแหล่งพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) จะเห็นได้ว่ารถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) ใช้เพียงน้ำมันเป็นพลังงานหลักเพียงชนิดเดียว  รถยนต์ไฟฟ้า (EV) จึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าเนื่องจากไฟฟ้าสามารถผลิตได้จากแหล่งพลังงานเกือบทุกชนิด   รูปที่ 5 แสดงให้เห็นถึงข้อดีของการใช้รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าสามารถผลิตได้จากแหล่งพลังงานหลายชนิด   อีกเรื่องหนึ่งที่แสดงให้เห็นในรูปที่ 6 คือประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมระหว่างรถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) กับรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ตามรูปแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า รถยนต์ไฟฟ้า (EV) มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานโดยรวมดีกว่ารถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) เป็นอย่างมาก  นอกเหนือจากประสิทธิภาพในการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) แล้ว  รถยนต์ไฟฟ้ายังมีระบบ Regenerative Braking Technology ที่จะนำพลังงานจลน์ที่เกิดขึ้นขณะเบรคมาชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า(EV)ได้อีกประมาณ 10%

รูปที่ 6 ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle Machines and Drives, K.T. Chau. 2015)

รูปที่ 7 เปรียบเทียบการปล่อยมลพิษโดยรวมระหว่าง ICEV กับ EV (Electric Vehicle Machines and Drives, K.T. Chau. 2015)

รถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศในเมืองใหญ่ๆทั่วโลก  เพื่อที่จะลดปัญหาคุณภาพอากาศจากการจราจร ขนส่งในเมืองใหญ่  การใช้รถยนต์ไฟฟ้า (EV) จึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดเพราะรถยนต์ไฟฟ้าไม่ก่อให้เกิดมลพิษถึงแม้ว่าจะรวมมลพิษจากโรงไฟฟ้าเข้ามาด้วย รถยนต์ไฟฟ้าก็ยังปล่อยมลพิษทางอากาศน้อยกว่ารถยนต์สันดาบภายใน (ICEV) อยู่ดี  ตามรูปที่ 7  

ปัจจุบันมีการจำหน่ายรถยนต์ Hybrid (HEV) มาเป็นเวลาหลายปีแล้วและได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นรถยนต์ที่ใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม  ในขณะที่ PEV เพิ่งเริ่มมีการจำหน่ายและยังต้องเผชิญความท้าทายในด้านต่างๆอีกมากมาย

ยานยนต์ไฟฟ้า พาหนะแห่งอนาคต EP: 02

Naris Chattranont