ทำไมรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ถึงไม่มีอยู่บนท้องถนน?

อุปสรรคในการผลิตไฟฟ้าในสถานที่และต้นทุนการติดตั้งทำให้รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทำให้เป็นที่นิยมได้ยากในปัจจุบัน

รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้าร่วมการแข่งขัน World Solar Challenge ภาพ: Composite World — รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้าร่วมการแข่งขัน World Solar Challenge ภาพ: *Composite World*

รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีอยู่จริง และสถานที่ที่ดีที่สุดที่จะชมรถยนต์เหล่านี้คือที่การแข่งขัน World Solar Challenge ซึ่งจัดขึ้นทุก ๆ สองปีในออสเตรเลีย ผู้แข่งขันจะต้องขับรถประมาณ 3,000 กม. จากเมืองดาร์วินบนชายฝั่งทางเหนือของออสเตรเลียไปยังเมืองแอดิเลดบนชายฝั่งทางใต้โดยใช้เพียงพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น รถหลายคันที่ลงแข่งขันมีลักษณะเหมือนรถจากสวนสนุกหรือภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์มากกว่ารถที่คุณเห็นบนท้องถนน นั่นอาจอธิบายได้ว่าทำไมรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จึงไม่ใช่ทางเลือกสำหรับการขนส่งในชีวิตประจำวัน อย่างน้อยก็ยังไม่ใช่ตอนนี้ ตามที่ Popular Science ระบุ

แม้ว่าแสงอาทิตย์จะส่องถึงพื้นโลกมากในเวลากลางวัน แต่จะกระจายตัวเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศ ทำให้มาถึงพื้นดินได้ค่อนข้างต่ำ โดยเฉลี่ยแล้ว หลังจากปรับตามผลกระทบตามฤดูกาลแล้ว ปริมาณพลังงานจากแสงแดดอยู่ที่ประมาณ 342 วัตต์ต่อตารางเมตรในหนึ่งปี เพียงพอสำหรับการใช้ตู้เย็นมาตรฐาน รถยนต์มีหลากหลายขนาด แต่รถยนต์ขนาดเต็มของสหรัฐอเมริกาจะมีความยาวประมาณ 5.5 เมตร และกว้าง 1.8 เมตร จึงมีพื้นที่ผิวประมาณ 9 – 10 ตารางเมตร ซึ่งสามารถรวบรวมพลังงานได้ประมาณ 3,420 วัตต์ ซึ่งเพียงพอต่อการใช้ตู้เย็น เครื่องล้างจาน และไมโครเวฟ

ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่งไฟฟ้าให้เมืองและเทศบาลใช้แผงโซลาร์เซลล์หลายล้านแผงที่กระจายอยู่ในพื้นที่หลายพันเฮกตาร์ สิ่งอำนวยความสะดวกบางแห่งในพื้นที่ทะเลทรายใช้กระจกหลายชุดเพื่อรวมพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ด้วยกัน แต่รถยนต์มาตรฐานไม่มีพื้นที่เพียงพอที่จะรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากนัก

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันไม่ได้มีประสิทธิภาพในการแปลงแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ามากนัก โดยทั่วไปแล้ว ประสิทธิภาพจะอยู่ที่ประมาณ 20% เท่านั้น ซึ่งหมายถึงการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้ามาประมาณหนึ่งในห้าเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าพลังงานแสงอาทิตย์ 3,420 วัตต์ที่ส่งไปยังรถยนต์ทั่วไปที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ จะให้พลังงานไฟฟ้าแก่รถยนต์เพียง 684 วัตต์เท่านั้น ขณะเดียวกันรถยนต์ไฟฟ้าต้องใช้พลังงาน 20,000 วัตต์ในการวิ่งด้วยความเร็ว 100 กม./ชม.

ยานพาหนะที่เข้าร่วมการแข่งขัน World Solar Challenge โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่และได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้สูงสุด ซึ่งช่วยให้รถรับแสงแดดได้มากที่สุด สำหรับรถแนวคิดก็ถือว่าดี แต่รุ่นส่วนใหญ่จะไม่มีหน้าต่างหรือพื้นที่อื่นใดเลย ยกเว้นเบาะนั่งคนขับ

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ เวลากลางวัน และสภาพอากาศ สิ่งเหล่านี้ล้วนส่งผลต่อปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถผลิตได้ แกนของโลกเอียง ดังนั้นพื้นที่ทั้งหมดจึงไม่ได้รับแสงอาทิตย์เท่ากันในแต่ละช่วงเวลา เมื่อซีกโลกเหนือเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ ครึ่งบนของโลกจะได้รับแสงแดดมากกว่า ในขณะที่ซีกโลกใต้จะเย็นกว่าและมืดกว่า เนื่องจากครึ่งทางทิศใต้ของโลกเอียงไปทางดวงอาทิตย์ พื้นที่บริเวณนั้นจึงได้รับแสงอาทิตย์มากกว่าครึ่งทางทิศเหนือของโลก

พื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตรได้รับแสงแดดมากตลอดทั้งปี ดังนั้นพื้นที่ใกล้เคียง เช่น แคลิฟอร์เนียตอนใต้ หรือทะเลทรายซาฮารา จึงมีพลังงานแสงอาทิตย์มากกว่าพื้นที่ใกล้ขั้วโลกของโลก เช่น อลาสก้า รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ยังประสบปัญหาในการรวบรวมแสงอาทิตย์ให้เพียงพอในวันที่ฟ้าครึ้มหรือฝนตก แม้แต่ฟาร์มโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์หลายแห่งก็ต้องวางแผนสำหรับช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง ผู้ขับรถต้องเคลื่อนที่แม้กระทั่งในเวลากลางคืน เพื่อให้รถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถวิ่งได้ในยามค่ำคืน จำเป็นต้องใช้พลังงานส่วนเกินที่รวบรวมมาในระหว่างวันและเก็บไว้ในแบตเตอรี่ แผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ทำให้รถมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น และรถที่มีน้ำหนักมากจะต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงานมากขึ้น

นักวิจัยกำลังมองหาวิธีออกแบบรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหมาะกับการใช้งานในชีวิตประจำวันมากขึ้น พวกเขาจะต้องสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่แปลงแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังเหมาะสมกับรถยนต์ด้วย การสร้างระบบต้นทุนต่ำสำหรับรถยนต์ก็มีความสำคัญเช่นกัน เพื่อให้ผู้ซื้อทั่วไปสามารถซื้อได้

ในปัจจุบัน ตัวเลือกที่ใกล้เคียงที่สุดกับรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ คือ รถยนต์ไฟฟ้าที่ชาร์จไฟที่บ้านหรือที่สถานีชาร์จ ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตไฟฟ้า พลังงานบางส่วนที่ขับเคลื่อนรถยนต์เหล่านี้อาจมาจากแผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ หรือแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ

อัน คัง (ตาม Popsci )

ลิงค์ที่มา