ช่างภาพชาวอังกฤษดัดแปลงจักรยานบรรทุกสัมภาระติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ปั่นลุยเทือกเขาแอลป์ระยะทางกว่า 1,300 กิโลเมตร เน้นใช้พลังงานหมุนเวียนที่ได้จากธรรมชาติมากกว่าการพึ่งพาสถานีชาร์จไฟ
การเดินทางไกลด้วยยานพาหนะไฟฟ้ามักมาพร้อมความกังวลเรื่องสถานีชาร์จไฟ แต่ช่างภาพชาวอังกฤษได้พิสูจน์ให้เห็นว่า "แสงอาทิตย์" อย่างเดียวก็เพียงพอที่จะเดินทางด้วยยานพาหนะสองล้อเพื่อไต่ผ่านเส้นทางวิบากอย่างเทือกเขาแอลป์ได้
ช่างภาพและผู้สร้างภาพยนตร์ชาวอังกฤษ ได้ดัดแปลงจักรยานบรรทุกสัมภาระธรรมดาให้กลายเป็นจักรยานไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อเข้าร่วมการเดินทางทดสอบยานพาหนะพลังงานสะอาดรายการ Sun Trip Alps ในประเทศฝรั่งเศส การเดินทางระยะทางกว่า 1,300 กิโลเมตรครั้งนี้ ไม่เพียงแต่เป็นการทดสอบความทรหดของผู้ปั่น แต่ยังเป็นห้องทดลองที่แสดงให้เห็นถึงขีดจำกัด ประสิทธิภาพ และประโยชน์ของพลังงานสะอาดในการใช้งานจริง
การดัดแปลงจักรยานและติดตั้งโซลาร์เซลล์
Shawn Ryan ช่างภาพและผู้สร้างภาพยนตร์ชาวอังกฤษ สร้างจักรยานไฟฟ้าที่ใช้แผงโซลาร์เซลล์ 200 วัตต์ช่วยเติมพลังระหว่างทาง ก่อนนำไปทดสอบบนเส้นทางเทือกเขาแอลป์ในฝรั่งเศส ระยะทางกว่า 1,300 กิโลเมตร เผยศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการเดินทางระยะไกลและการใช้งานในพื้นที่ที่เข้าถึงแหล่งชาร์จไฟได้ยาก
การดัดแปลงเริ่มจากการใช้จักรยานบรรทุกสัมภาระ (Cargo Bike) ที่มีตะแกรงหน้า นำมาติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังผลิตรวม 200 วัตต์ ร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 250 วัตต์แบบขับเคลื่อนกลาง (Mid-drive Motor) และแบตเตอรี่ขนาด 36 โวลต์ จำนวน 2 ก้อน
ผู้พัฒนาเลือกตัดตัวแปลงไฟบ้าน (Inverter) ออกไป เพื่อลดการสูญเสียพลังงานและลดน้ำหนักสัมภาระ แล้วทดแทนด้วยอุปกรณ์ควบคุมการชาร์จแบบเพิ่มแรงดันที่ใช้เทคโนโลยีติดตามจุดกำลังสูงสุด (Maximum Power Point Tracking: MPPT) ซึ่งทำหน้าที่ปรับแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนจากแผงโซลาร์เซลล์ให้เสถียรพอสำหรับการชาร์จเข้าแบตเตอรี่โดยตรง ทำให้พลังงานแสงอาทิตย์ถูกส่งต่อไปยังแบตเตอรี่และมอเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยตัวรถพร้อมสัมภาระและอุปกรณ์แคมปิงมีน้ำหนักรวม 61 กิโลกรัม
การทดสอบภาคสนาม 1,300 กิโลเมตร
การทดสอบในสภาวะจริงเกิดขึ้นบนเส้นทางเทือกเขาแอลป์ ซึ่งรวมถึงการปั่นข้ามช่องเขา Col de l'Iseran ที่มีความสูงถึง 2,770 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล
ในวันที่ต้องเดินทางด้วยระยะทาง 130 กิโลเมตรผ่านภูมิประเทศภูเขาสูง อุปกรณ์ควบคุม MPPT สามารถบันทึกพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำมาใช้งานได้จริงถึง 985 วัตต์-ชั่วโมง (Wh) คิดเป็นอัตราการใช้พลังงานเฉลี่ยเพียง 7.58 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลเมตร ที่ความเร็วเฉลี่ย 21–22 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพลังงานจากแสงอาทิตย์ช่วยแบ่งเบาภาระของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ
อย่างไรก็ตาม การทดสอบยังเผยให้เห็นข้อจำกัดสำคัญเมื่อต้องเผชิญกับสภาพอากาศแปรปรวน โดยเฉพาะคลื่นความร้อนในฝรั่งเศสที่อุณหภูมิพุ่งสูงถึง 41 องศาเซลเซียส ส่งผลให้ระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System: BMS) ต้องตัดการรับกระแสไฟชาร์จชั่วคราวเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป รวมถึงมอเตอร์ขนาดเล็กที่ต้องทำงานหนักขณะไต่ทางชันจนต้องหยุดพักเป็นระยะ สะท้อนถึงความท้าทายในการออกแบบระบบระบายความร้อนของยานพาหนะพลังงานแสงอาทิตย์
จาก Alps สู่เป้าหมายเดินทางไกลกว่าเดิม
ประโยชน์ที่จับต้องได้ของเทคโนโลยีนี้อาจไม่ได้เน้นการใช้งานในชีวิตประจำวันในเมือง ซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าพร้อมอยู่แล้ว แต่มันคือ "จุดเปลี่ยน" สำหรับการท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์และการเดินทางระยะไกลในพื้นที่ห่างไกล (Solar Bike Touring)
การเชื่อมต่อแผงพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับระบบจักรยานไฟฟ้าช่วยขยายระยะทางการวิ่งโดยไม่ต้องง้อสถานีชาร์จ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และสร้างอิสรภาพในการเดินทางท่องเที่ยวทางไกลได้อย่างแท้จริง ข้อมูลที่ได้จากการลุยคลื่นความร้อนและการไต่ภูเขาสูงครั้งนี้ ยังเป็นวัตถุดิบสำคัญในการพัฒนายานพาหนะรุ่นถัดไป ทั้งการปรับรูปทรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ (Aerodynamics) การเลือกใช้เซลล์แสงอาทิตย์น้ำหนักเบาที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และการวางตำแหน่งแบตเตอรี่เพื่อหลบหลีกความร้อน
ผู้ผลิตมีเป้าหมายต่อไปคือการนำบทเรียนจากการเดินทางใน Alps ไปพัฒนาจักรยานพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการเดินทางที่ไกลขึ้น โดยเปลี่ยนจากการทดลองส่วนตัวให้กลายเป็นการใช้ พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อสนับสนุนการเดินทางในระยะทางที่ไกลมากขึ้น
การเดินทาง 1,300 กิโลเมตรข้ามเทือกเขาแอลป์ด้วยจักรยานไฟฟ้าพลังแดดครั้งนี้ ถือเป็นบททดสอบที่แสดงให้เห็นว่า พลังงานหมุนเวียนสามารถขับเคลื่อนยานพาหนะข้ามผ่านสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากได้ แม้เทคโนโลยีในปัจจุบันยังต้องรับมือกับข้อจำกัดด้านความร้อนและสภาพอากาศ แต่แนวคิดการพัฒนายานพาหนะโซลาร์เซลล์ขนาดเล็กจะกลายเป็นอีกหนึ่งจิ๊กซอว์สำคัญของการเดินทางที่ยั่งยืน ที่จะเข้ามาช่วยให้มนุษย์เดินทางได้ไกลขึ้นโดยทิ้งรอยเท้าคาร์บอนไว้น้อยที่สุด
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: newatlas, bodenryan, zmescience
ที่มาภาพ: bodenryan
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
