แชร์

พลังงานที่ซ่อนอยู่รอบตัว: โซลาร์เซลล์ที่ไม่ต้องการแสงอาทิตย์ และอนาคตที่ไม่ต้องมีแบตเตอรี่

Miss Kaewthip

อัพเดทล่าสุด: 3 ส.ค. 2025

34 ผู้เข้าชม

พลังงานที่ซ่อนอยู่รอบตัว: โซลาร์เซลล์ที่ไม่ต้องการแสงอาทิตย์ และอนาคตที่ไม่ต้องมีแบตเตอรี่

ลองมองไปรอบๆ ตัวคุณในขณะนี้... รีโมตทีวี, เซ็นเซอร์ตรวจจับควัน, นาฬิกาอัจฉริยะ, ป้ายราคาอิเล็กทรอนิกส์ในซูเปอร์มาร์เก็ต อุปกรณ์นับพันล้านชิ้นเหล่านี้มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน: พวกมันอาศัย "แบตเตอรี่" ที่วันหนึ่งจะหมดอายุและกลายเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้ "ตลอดไป" โดยไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่เลย? จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกมันสามารถ "จิบ" พลังงานที่ซ่อนอยู่รอบตัวเรา ไม่ว่าจะเป็นแสงไฟในห้อง, คลื่น Wi-Fi, หรือแม้กระทั่งการสลายตัวของอะตอม มาใช้หล่อเลี้ยงตัวเองได้?

นี่ไม่ใช่เรื่องไกลตัว แต่คือการปฏิวัติเงียบที่เรียกว่า "Energy Harvesting" (การเก็บเกี่ยวพลังงานแวดล้อม) ที่ซึ่งโซลาร์เซลล์กำลังมีบทบาทสำคัญในรูปแบบที่คุณคาดไม่ถึง

บทที่ 1: The Indoor Sun - โซลาร์เซลล์สำหรับแสงไฟในอาคาร (Indoor Photovoltaics - IPV)

อนาคตของ Internet of Things (IoT) คือโลกที่จะมีเซ็นเซอร์นับล้านล้านชิ้นเชื่อมต่อกัน การต้องตามเปลี่ยนแบตเตอรี่ให้อุปกรณ์ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้และไม่ยั่งยืนอย่างยิ่ง นี่คือจุดที่ "โซลาร์เซลล์ในร่ม" เข้ามามีบทบาท

ปัญหาของซิลิคอน: แผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนที่เราใช้บนหลังคานั้นถูกออกแบบมาสำหรับ "สเปกตรัมของแสงอาทิตย์" ที่กว้างและทรงพลัง แต่แสงไฟในอาคาร (เช่น หลอด LED และฟลูออเรสเซนต์) มีสเปกตรัมแสงที่แคบและแตกต่างออกไป ทำให้แผงซิลิคอนทำงานได้ไม่ดีนักในที่ร่ม
เทคโนโลยีที่เกิดมาเพื่อในร่ม:

Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC): เปรียบเสมือน "คลอโรฟิลล์สังเคราะห์" มันใช้โมเลกุลของสีย้อมอินทรีย์ที่ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อดูดซับสเปกตรัมของแสงไฟในอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง
Organic Photovoltaics (OPV): "โซลาร์เซลล์พลาสติก" ที่มีความยืดหยุ่น, โปร่งแสง, และสามารถพิมพ์ลงบนพื้นผิวต่างๆ ได้ง่าย เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการนำไปบูรณาการเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
Indoor Perovskites: นี่คือดาวรุ่งดวงใหม่ที่น่าจับตามองที่สุด นักวิทยาศาสตร์สามารถ "ปรับจูน" โครงสร้างของผลึกเพอรอฟสไกต์ให้ตรงกับสเปกตรัมของหลอดไฟ LED ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ทำให้มันมีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานแสงในร่มสูงที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีทั้งหมด
การใช้งานจริงในปัจจุบัน: เทคโนโลยีเหล่านี้เริ่มถูกนำมาใช้แล้วใน ป้ายราคาอิเล็กทรอนิกส์บนชั้นวางสินค้า, รีโมตคอนโทรลที่ไม่ต้องใช้ถ่าน, คีย์บอร์ดและเมาส์ไร้สาย, และเซ็นเซอร์ตรวจจับอุณหภูมิและความชื้นในอาคารอัจฉริยะ

บทที่ 2: Harvesting the Ether - ดักจับพลังงานจากคลื่นวิทยุ (RF Energy Harvesting)

อากาศรอบตัวเราไม่ได้ว่างเปล่า แต่เต็มไปด้วยพลังงานในรูปแบบของคลื่นวิทยุ ไม่ว่าจะเป็นสัญญาณ Wi-Fi, 5G, โทรทัศน์, และวิทยุ แม้พลังงานเหล่านี้จะเบาบางมาก แต่เราสามารถ "ดักจับ" มันมาใช้งานได้

เทคโนโลยี "Rectenna": อุปกรณ์นี้คือการรวมกันของ "Antenna" (สายอากาศ) ที่ออกแบบมาเพื่อรับคลื่นวิทยุ และ "Rectifier" (วงจรเรียงกระแส) ที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แกว่งไปมาให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่ใช้งานได้
พลังงานระดับไมโครวัตต์: พลังงานที่เก็บเกี่ยวได้จากคลื่นวิทยุนั้นน้อยนิดมาก (ระดับไมโครวัตต์ถึงมิลลิวัตต์) ไม่เพียงพอที่จะชาร์จสมาร์ทโฟน แต่ "เกินพอ" สำหรับการจ่ายไฟให้กับวงจร "wake-up" ของเซ็นเซอร์ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำมาก มันสามารถปลุกเซ็นเซอร์ให้ตื่นขึ้นมาวัดค่า, ส่งข้อมูล, แล้วกลับไป "หลับ" ต่อได้ โดยไม่ต้องพึ่งพาแบตเตอรี่เลย

บทที่ 3: The Eternal Spark - แบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดจิ๋ว (Betavoltaics)

นี่คือเทคโนโลยีที่หลุดออกมาจากนิยายวิทยาศาสตร์และเจ๋งที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีเก็บเกี่ยวพลังงานทั้งหมด

ศาสตร์แห่งการสลายตัวของอะตอม: วัสดุกัมมันตรังสีบางชนิด เช่น ทริเทียม (Tritium) ซึ่งเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจนที่มีพลังงานรังสีต่ำและปลอดภัย จะมีการสลายตัวแบบ "บีตา (Beta Decay)" ซึ่งเป็นการปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมาอย่างสม่ำเสมอ
อุปกรณ์ Betavoltaic: คืออุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ถูกออกแบบมาเพื่อ "ดักจับ" อิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาจากการสลายตัวนี้โดยตรง แล้วเปลี่ยนให้เป็นกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง
พลังงานชั่วนิรันดร์: เนื่องจากทริเทียมมีครึ่งชีวิต (Half-life) นานถึง 12.3 ปี อุปกรณ์ Betavoltaic จึงสามารถผลิตไฟฟ้าในปริมาณน้อยๆ ได้อย่างต่อเนื่องนานนับสิบปีโดยไม่ต้องมีการบำรุงรักษาใดๆ เลย
การใช้งานสุดขั้ว: เทคโนโลยีนี้เหมาะสำหรับงานที่การเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นไปไม่ได้ เช่น การจ่ายพลังงานให้ เครื่องกระตุ้นหัวใจ (Pacemakers), เซ็นเซอร์ในร่างกายมนุษย์, ยานสำรวจอวกาศห้วงลึกที่แสงอาทิตย์ไปไม่ถึง, หรือเซ็นเซอร์ทางทหารในพื้นที่ห่างไกล

บทสรุป: โลกที่ไม่ต้องเปลี่ยนถ่านอีกต่อไป

การปฏิวัติพลังงานครั้งต่อไป ไม่ได้เกิดขึ้นบนโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่ แต่กำลังเกิดขึ้นอย่างเงียบๆ ในอุปกรณ์นับล้านชิ้นรอบตัวเรา มันคือการเปลี่ยนกระบวนทัศน์จาก "การผลิตพลังงานมหาศาล" ไปสู่ "การเก็บเกี่ยวพลังงานอย่างชาญฉลาด (Intelligent Energy Scavenging)"

อนาคตไม่ได้ขึ้นอยู่กับโซลูชันใดโซลูชันหนึ่ง แต่คือการผสมผสานของเทคโนโลยีเหล่านี้เข้าด้วยกัน โดยมีเป้าหมายสูงสุดคือการสร้างระบบนิเวศของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถพึ่งพาตัวเองได้อย่างสมบูรณ์ และ ขจัดแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งออกจากโลกของเรา

Tags :