 |
รถยนต์ไฮบริดรถประหยัดพลังงานสำหรับการจราจรในเมืองที่แออัด
รถประหยัดพลังงาน กำลังเป็นรถที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก ได้รับการสนับสนุนทั้งจากภาครัฐและเอกชน ซึ่งจากส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมทั้งในระยะสั้น และระยะยาว
|
หน้าที่ 1 - รถยนต์ไฮบริดรถประหยัดพลังงานสำหรับการจราจรในเมืองที่แออัด
ขอขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือของ JGSEE กับวิชาการ.คอม
URL : www.jgsee.kmutt.ac.th
โดย ผศ. ดร. จำนง สรพิพัฒน์และคณะ
ประธานสายวิชาพลังงาน
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
ในยุคที่ราคาน้ำมันแสนแพงเช่นทุกวันนี้ หลายๆคนคงฝันถึงรถยนต์ที่ประหยัดน้ำมันที่วิ่งได้เกิน 20 กิโลเมตรต่อลิตรขึ้นไป รถชนิดนี้ปัจจุบันมีการผลิตและจำหน่ายแล้วในสหรัฐฯและยุโรป ซึ่งเป็นที่แน่นอนว่า รถชนิดนี้ขายดีเป็นเทน้ำเทท่าโดยเฉพาะในสหรัฐฯ รถยนต์ชนิดนี้เป็นรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินเช่นรถยนต์ธรรมดา แต่ระบบขับเคลื่อนกลับไม่ธรรมดา เพราะประกอบด้วยระบบเครื่องยนต์แบบลูกสูบ ทำงานร่วมกับมอเตอร์ ซึ่งเป็นระบบไฟฟ้า
ดั้งเดิมรถยนต์ไฮบริดได้รับการพัฒนาขึ้นด้วยจุดประสงค์ที่จะลดผลกระทบของมลพิษจากเครื่องยนต์ต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะปัญหาของคุณภาพอากาศในเขตเมือง ทำให้เมืองใหญ่ ๆ หลายเมืองได้มีกฎหมายออกมาควบคุมปริมาณการปล่อยมลพิษของรถยนต์ที่จะจำหน่ายในเมืองนั้น ซึ่งส่งผลให้มีการพัฒนาระบบเครื่องยนต์เบนซินหรือเครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่ำและปล่อยมลพิษต่ำที่สุดในปัจจุบันคือ “รถยนต์ลูกผสม” หรือ Hybrid Car
การผลิตรถยนต์ไฮบริดในปัจจุบันเป็นการผสมผสานระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine: ICE) กับระบบมอเตอร์ไฟฟ้า รถยนต์ไฮบริดจะมีประสิทธิภาพในการประหยัดเชื้อเพลิงมากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการลดการสูญเสียพลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนจากเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งการลดการสูญเสียนั้นอาศัยการใช้พลังงานไฟฟ้าจากมอเตอร์เป็นส่วนเสริมซึ่งมีเทคนิคที่สำคัญ 4 ประการดังนี้
(1) เมื่อรถยนต์จอด เครื่องยนต์สันดาปภายในจะไม่ทำงานเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง (และลดการปล่อยมลพิษ) ซึ่งเกิดจากการเดินเครื่องยนต์จังหวะรอบเดินเบาของรถยนต์ธรรมดาทั่วไป และเมื่อรถยนต์เริ่มเคลื่อนที่อีกครั้งจะใช้กำลังขับจากมอเตอร์ไฟฟ้าจุดระเบิดการทำงานของเครื่องยนต์โดยตรง เพื่อลดการสูญเสียพลังงานในช่วงแรกและการออกตัวที่นุ่มนวลกว่า
(2) เมื่อรถยนต์ชะลอหรือมีการเบรก พลังงานจลน์ซึ่งปกติจะสูญเสียไปในรูปของความร้อนจะถูกแปลงมาเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยมอเตอร์ เพื่อเก็บไว้ในแบตเตอร์รี่
(3) โดยปกติแล้วเครื่องยนต์สันดาปภายใน จะมีประสิทธิภาพในการทำงานสูงเฉพาะในช่วงแคบๆของความเร็วรอบเครื่องยนต์ค่าหนึ่ง (ซึ่งตรงกับความเร็วขับเคลื่อนที่ประมาณ 90 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ในการคงประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ให้สูงตลอดเวลาทำได้ดังนี้ ถ้าเครื่องยนต์ทำงานที่รอบความเร็วที่สูง แต่รถยนต์ต้องการกำลังเพียงเล็กน้อยในการขับเคลื่อน พลังงานส่วนเกินที่ได้จากเครื่องยนต์จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเก็บสำรองไว้ในแบตเตอร์รี่ แต่ในทางกลับกันถ้ารถยนต์ต้องการกำลังมากขึ้น เช่น ในตอนเร่งเครื่อง แทนที่จะเพิ่มกำลังของรถยนต์จากเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งจะทำให้เครื่องยนต์ทำงานหนักมากขึ้นและเกิดมลภาวะทางอากาศมากขึ้น ก็จะใช้กำลังจากมอเตอร์ซึ่งใช้พลังงานไฟฟ้าที่เก็บสะสมไว้แทน และจากหลักการตรงนี้ทำให้สามารถลดขนาดของเครื่องยนต์ลงได้ เมื่อเทียบกับรถยนต์ธรรมดา
(4)สามารถขับเคลื่อนรถยนต์โดยใช้พลังงานจากพลังงานไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ด้วยการขับเคลื่อนกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้า โดยที่เครื่องยนต์สันดาปทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าป้อนให้กับมอเตอร์กับแบตเตอร์รี่อีกทีหนึ่ง ทำให้เครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถทำงานที่รอบเครื่องที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้เป็นเวลานานๆ
แต่ไม่ใช่ว่ารถยนต์ไฮบริดทุกชนิดจะมีคุณสมบัติของการทำงานครบถ้วนในลักษณะดังกล่าวข้างต้นทั้งสี่ประการ รถยนต์ไฮบริดแต่ละแบบมีระดับความสามารถทางเทคนิคในการประหยัดพลังงานมากน้อยแตกต่างกัน รถยนต์ที่มีคุณสมบัติประการแรกเพียงประการเดียวเรียกว่า รถยนต์แบบมินิไฮบริด (Mini Hybrid) ส่วนรถยนต์ที่มีคุณสมบัติครบทั้งสี่ประการเรียกว่ารถยนต์แบบฟูลไฮบริด (Full Hybrid) รถยนต์แบบมินิไฮบริดมีประสิทธิภาพต่ำสุด ขณะที่รถยนต์แบบฟูลไฮบริดมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งแน่นอนว่ารถยนต์แบบมินิไฮบริดจะมีราคาต่ำสุด ส่วนรถยนต์แบบฟูลไฮบริดจะมีราคาสูงสุด รถยนต์ไฮบริดจะมีราคาแพงกว่ารถยนต์ธรรมดารุ่นเดียวกันในราคาตั้งแต่ 5,000 ถึง 10,000 เหรียญสหรัฐฯ ปัจจุบัน รถยนต์แบบฟูลไฮบริดเป็นรถยนต์ที่ได้รับความนิยมสูงสุด เพราะมีประสิทธิภาพสูงกว่ามาก และราคาแพงกว่าไม่มากนัก รถยนต์แบบมินิไฮบริดเมื่อขับขี่ในเมืองที่มีสภาพการจราจรติดขัด จะมีประสิทธิภาพสูงกว่ารถยนต์แบบธรรมดาเพียง 8% ส่วนรถยนต์แบบฟูลไฮบริดจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าถึง 45% แต่เมื่อใช้ขับขี่บนถนนหลวงระหว่างเมืองที่รถยนต์วิ่งได้สะดวก รถยนต์ไฮบริดจะมีประสิทธิสูงกว่ารถยนต์ธรรมดาไม่มากนัก เพราะรถยนต์ธรรมดาสามารถขับขี่ที่ความเร็วประสิทธิภาพสูงสุดได้ค่อนข้างนาน ดังนั้นรถยนต์ไฮบริดจึงเหมาะสมมากสำหรับการใช้ในเมืองที่มีการจราจรหนาแน่นเช่นในกรุงเทพฯมากกว่าขับทางไกลระหว่างเมือง
ปัจจุบัน รถยนต์ไฮบริดขนาด 1,600 ซีซี ที่วางจำหน่ายในสหรัฐฯมีราคาอยู่ที่เพียงประมาณ 20,000 ถึง 25,000 เหรียญสหรัฐ หรือประมาณ 6 แสนบาท ถึง 7 แสน 5 หมื่นบาทเท่านั้น แต่โอกาสที่คนไทยจะได้ใช้คงต้องรอไปก่อนไม่ต่ำกว่าสองปี เพราะรัฐบาลยังไม่มีนโยบายที่จะส่งเสริมให้คนไทยใช้รถยนต์ชนิดนี้ แต่มีข่าวดีว่ามีบริษัทผลิตรถยนต์ญี่ปุ่นค่ายหนึ่งกำลังวางแผนจะใช้เมืองไทยเป็นฐานผลิตรถยนต์ไฮบริดรุ่นหนึ่ง แต่ราคายังเป็นที่น่าสงสัยว่าจะแพงกว่าในสหรัฐสักเท่าใด เพราะรัฐบาลยังไม่ได้ให้ความสนใจกับรถยนต์ประหยัดพลังงาน ประเภทอื่นๆ นอกจากรถยนต์อีโก้คาร์ซึ่งเป็นรถยนต์ขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงระดับหนึ่ง
หากรัฐบาลต้องการให้มีการพัฒนาเศรษฐกิจอย่างยั่งยืน รัฐบาลควรให้ความสำคัญกับการส่งเสริมการเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้พลังงานพอๆ กับการส่งเสริมการใช้เชื้อเพลิงทดแทน เพราะการแก้ปัญหาโดยหันไปใช้เชื้อเพลิงชนิดอื่นแทนน้ำมัน แม้ว่าจะแก้ปัญหาเฉพาะหน้าได้บ้าง แต่โอกาสที่จะยั่งยืนมีน้อยเพราะแม้ว่าเชื้อเพลิงบางชนิดอาจจะถูกว่าน้ำมันในเชิงเปรียบเทียบ แต่เชื้อเพลิงทุกชนิดล้วนแล้วแต่ผูกอิงอยู่กับราคาน้ำมันในตลาดโลกทั้งสิ้น เมื่อราคาน้ำมันแพง ต้นทุนเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆก็จะแพงตามไปด้วย แต่ถ้ารัฐบาลเน้นการส่งเสริมการประหยัดพลังงานอย่างจริงจัง ก็เท่ากับเป็นการลดการบริโภคพลังงานให้น้อยลง โดยที่มีผลผลิตออกมาเท่าเดิม ดังนั้นไม่ว่าราคาพลังงานจะผันผวนสักเพียงใด ผู้ที่บริโภคพลังงานน้อยก็ได้รับผลกระทบน้อยกว่าอยู่ดี
หมายเหตุ
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม ได้รับการสนับสนุนจากสำนักพัฒนาบัณฑิตศึกษาและวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา และจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน บทความนี้ เป็นความเห็นของผู้เขียน ซึ่งไม่จำเป็นต้องสอดคล้องกับความเห็นของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
*หมายเหตุ
งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและ วิชาการ.คอม (www.vcharkarn.com) ทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา
