งานวิจัยด้านพลังงานทดแทนของสถาบันนวัตกรรมไทย-ฝรั่งเศส
สำนักงานข่าวเทคโนโลยีฝรั่งเศส

     สถาบันนวัตกรรมไทย-ฝรั่งเศส (TFII) เปิดให้ชมงานวิจัยล่าสุดด้านการพัฒนาพลังงานเพื่ออนาคต ณ ห้องวิจัยการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงและพลังงานทดแทน (Fuel Cell Application Research Laboratory) อาคารสถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยีไทย-ฝรั่งเศส มหาวิทยาลัยพระจอมเกล้าพระนครเหนือ (สจพ.) น่าภูมิใจที่งานวิจัยเหล่านี้เกิดจากความมุ่งมั่นพัฒนามาเป็นเวลานับสิบๆ ปีโดยคณาจารย์และบุคลากรชาวไทย รวมทั้งมีการแลกเปลี่ยนและส่งเสริมทางด้านวิชาการและนวัตกรรมกันอย่างใกล้ชิดระหว่างทางสถาบันฯ กับหน่วยงานวิจัยและมหาวิทยาลัยในประเทศฝรั่งเศส

  

พลังงานทดแทน (Renewable Energy Sources)
       
    
     ปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันดีว่าเกิดวิกฤตพลังงานไปทั่วโลก รวมทั้งมลภาวะด้วย ทำให้เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cells) และโซลาร์เซลล์ (Solar Cells) เป็นแหล่งพลังงานทางเลือกในอนาคต มีนักวิจัยมากมายที่ทำการวิจัยในหัวข้อนี้ เพื่อลดการใช้น้ำมันและลดการกำเนิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โซลาร์เซลล์ทำงานโดยการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงแปลงพลังงานเคมี (มีก๊าซไฮโดรเจนและอากาศเป็นอินพุต)เป็นพลังงานไฟฟ้า แน่นอนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ได้มาโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ในขณะที่ก๊าซไฮโดรเจนมีราคาถูกมากเมื่อเทียบกับน้ำมันและจะไม่มีวันหมดไปจากโลก

      ขณะที่น้ำมันจะหมดไปจากโลกภายใน30-40ปีข้างหน้านี้ทั้งเซลล์เชื้อเพลิงและโซลาร์เซลล์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าที่สะอาด 100 เปอร์เซ็นต์ อีกทั้งมีราคาถูกลงมากแล้วในปัจจุบัน เพราะมีการวิจัยและนำไปใช้งานมากขึ้นนั้นเอง

     ระบบกำเนิดพลังงานแบบเซลล์เชื้อเพลิงกำลังถูกนำไปใช้งานเพิ่มขึ้น สำหรับแหล่งพลังงานพกพา (Portable Applications) แหล่งพลังงานยานยนต์ (Transportation) และแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ (Power Plant) ซึ่งระบบเซลล์เชื้อเพลิงผลิตทั้งพลังงานไฟฟ้าและความร้อนด้วยประสิทธิภาพการผลิตร่วมกันสูงถึง 80% ทุกวันนี้ พลังงานไฟฟ้าสำหรับสถานีอวกาศของนาซ่านั้นผลิตจากเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งออกแบบ พัฒนาและผลิตโดยบริษัท United Technologies (UTC)

     ส่วนของโซลาร์เซลล์ มีการวิจัยมาหลายสิบปี ทั้งในและต่างประเทศ ถึงปัจจุบันประเทศที่มีการติดตั้งใช้งานโซลาร์เซลล์มากที่สุดคือ ประเทศเยอรมนี (กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์คือ 3,862 MW) ประเทศญี่ปุ่น (กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์คือ 1,919 MW) ประเทศสหรัฐอเมริกา (กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโซลาร์เซลล์คือ 831 MW) ตามลำดับ ขณะที่ประเทศไทยมีการติดตั้งใช้งานโซลาร์เซลล์เพียงแค่ 30 MW ในอนาคตคาดว่าจะมีการติดตั้งมากขึ้น 

     ส่วนเซลล์เชื้อเพลิงมีการวิจัยน้อยมากในประเทศไทย โดยที่ ห้องวิจัยการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงและพลังงานทดแทน (Fuel Cell Application Research Laboratory) ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ เป็นห้องวิจัยแห่งแรกและแห่งเดียวในปัจจุบันที่วิจัยทางด้านนี้ ขณะที่ต่างประเทศในยุโรป อเมริกา ญี่ปุ่น หรือเกาหลี ได้ทำการวิจัยด้านเซลล์เชื้อเพลิงและการประยุกต์นำไปใช้งานมาหลายปีแล้วหลายๆแห่งได้ทำการสาธิตในการนำเซลล์เชื้อเพลิงไปใช้งานในรถยนต์หรือในโรงไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัท Honda และ Toyota ได้สร้างรถยนต์ไฟฟ้าต้นแบบที่มีเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEM เป็นแหล่งพลังงานหลัก ซึ่งสามารถทำงานได้ดี ในอนาคต ข้างหน้า เซลล์เชื้อเพลิงจะถูกนำไปใช้งานจริงมากขึ้น และราคาจะถูกลง

     เซลล์เชื้อเพลิงมีหลายชนิดขึ้นอยู่กับตัวอิเล็กโทรไลต์ที่นำมาใช้ เซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEM (Polymer Electrolyte Membrane หรือ Proton Exchange Membrane) จะนิยมใช้งานกันมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต  เพราะมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบาและง่ายในการสร้างเมื่อเปรียบเทียบกับชนิดอื่น รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 1 kW ขณะที่รูปที่ 2 แสดงรถยนต์ต้นแบบของ Honda ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 100 kW ดังนั้นในอนาคตปั๊มน้ำมันจะถูกแทนที่ด้วยปั๊มไฮโดรเจนนั้นเอง

    

รูปที่ 1 เซลล์เชื้อเพลิงขนาด 1 kW

 

รูปที่ 2 รถยนต์ต้นแบบของ Honda ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงขนาด 100 kW

แนะนำศูนย์วิจัยทางวิชาการขั้นสูงด้านพลังงานทดแทน
สถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยี ไทย-ฝรั่งเศส

     ห้องวิจัยการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง และพลังงานทดแทน ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อวิจัยในการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง โซลาร์เซลล์ พลังงานลม ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าร่วมกัน (Cogeneration Power System) เพื่อเพิ่มความเชื่อมันและมีเสถียรภาพในระบบจ่ายไฟ จึงจำเป็นต้องมีแบตเตอร์รี่และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ในการเก็บพลังงานที่เหลือใว้ใช้งาน ตัวอย่างเช่นในตอนกลางวันโซลาร์เซลล์ชาร์จไฟไปเก็บในแบตเตอร์รี่ ในตอนกลางคืนสามารถนำพลังงานจากแบตเตอร์รี่มาใช้งาน  
     
    

ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อวิจัยในการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง โซลาร์เซลล์ พลังงานลม ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าร่วมกัน (Cogeneration Power System) เพื่อเพิ่มความเชื่อมันและมีเสถียรภาพในระบบจ่ายไฟ จึงจำเป็นต้องมีแบตเตอร์รี่และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ในการเก็บพลังงานที่เหลือใว้ใช้งาน ตัวอย่างเช่นในตอนกลางวันโซลาร์เซลล์ชาร์จไฟไปเก็บในแบตเตอร์รี่ ในตอนกลางคืนสามารถนำพลังงานจากแบตเตอร์รี่มาใช้งาน      

     ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อวิจัยในการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง โซลาร์เซลล์ พลังงานลม ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าร่วมกัน (Cogeneration Power System) เพื่อเพิ่มความเชื่อมันและมีเสถียรภาพในระบบจ่ายไฟ จึงจำเป็นต้องมีแบตเตอร์รี่และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ในการเก็บพลังงานที่เหลือใว้ใช้งาน ตัวอย่างเช่นในตอนกลางวันโซลาร์เซลล์ชาร์จไฟไปเก็บในแบตเตอร์รี่ ในตอนกลางคืนสามารถนำพลังงานจากแบตเตอร์รี่มาใช้งาน           

รูปที่ 3 แสดงบล็อกไดอะแกรมระบบจ่ายไฟร่วมโดยพลังงานทดแทนที่สะอาดที่กำลังทำการวิจัยและทดลอง ณ ศูนย์วิจัยฯ    

     รูปที่ 4 ถึง 6  แสดงเครื่องมือและอุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในศูนย์วิจัยการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิง และพลังงานทดแทน

     ทางมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือกับ Insitut National Polytechnique de Lorraine ประเทศฝรั่งเศส ทำการวิจัยร่วมกันภายใต้กรอบงานวิจัย “Franco-Thai on Higher Education and Research Joint Project” โดยที่โครงการความร่วมมือนี้จะมีการแลกเปลี่ยนบุคลากร และให้คำปรึกษาซึ่งกันและกัน โดยที่ผลการวิจัยจะนำเสนอเผยแพร่โดยการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติและการประชุมวิชาการ

 

รูปที่ 4 ผศ. ดร.ปฏิพัทธ์ ทวนทอง ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบเซลล์เชื้อเพลิงในโครงการวิจัยร่วมไทย-ฝรั่งเศส

 

รูปที่ 5 เครื่องมือวิจัยด้านพลังงานทดแทน เซลล์เชื้อเพลิง โซลาร์เซลล์ และแบตเตอร์รี่

รูปที่ 6 ศูนย์วิจัยด้านพลังงานทดแทน ณ สถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยี ไทย-ฝรั่งเศส

 

     รูปที่ 7 และ 8 แสดงเครื่องมือและอุปกรณ์ภายในห้องวิจัยด้านพลังงานทดแทนที่ Nancy University-Insitut National Polytechnique de Lorraine ประเทศฝรั่งเศส 

     สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับศูนย์วิจัยการประยุกต์ใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงและพลังงานทดแทนของสถาบันนวัตกรรมไทย-ฝรั่งเศสได้ที่ ผศ. ดร.ปฏิพัทธ์ ทวนทอง ภาควิชาครุศาสตร์ไฟฟ้า โทรศัพท์ 081-9174058 อีเมล phtt@kmutnb.ac.th 
    

French Technology Press Office 
Press Contact: Ms. Ratchaneekorn Mekchai
โทรศัพท์ 0-2267-5055
E-mail: mekchai.ftpo@ubifrance.fr