——————————

Solid-state Battery

——————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

แบตโซลิด-สเตต (solid-state battery) คือแบตเตอรี่ที่มีสารคั่นกลางระหว่างสองขั้วหรืออิเล็กโทรไลต์ (electrolyte) เป็นของแข็ง แบตโซลิด-สเตตจะหวนกลับมาเป็นข่าวเป็นระยะๆ หากมีบริษัท startup ใหม่ๆ ออกข่าวในการที่จะเป็นเจ้าแรกที่ผลิตได้สำหรับรถอีวี ทั้งนี้เพราะแบตสำหรับรถอีวีในท้องตลาดปัจจุบันใช้สารคั่นกลางเป็นของเหลวหรือเจลทั้งหมด

ข่าวจากบริษัท startup เจ้าใหม่ในตอนนี้ ออกมาจากบริษัท Donut Lab ประเทศฟินแลนด์ ซึ่งอ้างว่า ได้พัฒนาแบตโซลิด-สเตตพร้อมสำหรับการใช้งานจริงในยานพาหนะไฟฟ้า ไม่ใช่แค่แนวคิดในห้องทดลอง แต่สามารถติดตั้งลงในรถมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าจริงได้แล้ว เช่นรุ่นของ Verge Motorcycles ที่จะเริ่มส่งมอบได้ในต้นปีนี้

จุดเด่นที่ Donut Lab อ้างว่าแบตเตอรี่มีได้คือ …

• พลังงานต่อหน่วยน้ำหนักสูง ประมาณ 400 Wh/kg ซึ่งมากกว่าของแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ นั่นคือ ถ้ารถหนักเท่ากันจะวิ่งได้ไกลกว่า

• ชาร์จเต็มเร็วมาก — ชาร์จไฟเต็มได้ภายในประมาณ 5 นาทีโดยไม่ต้องจำกัดไว้ที่ 80 %

• อายุการใช้งานยาวนาน ถึงประมาณ 100,000 รอบการชาร์จ

• ทนอุณหภูมิได้สุดขั้ว โดยเก็บความจุได้มากกว่า 99 % ที่ช่วงอุณหภูมิ −30 °C ถึง 100 °C

• ปลอดภัยกว่า เพราะไม่มีอิเล็กโทรไลต์ของเหลวที่ไวไฟ ช่วยลดความเสี่ยงไฟลุกไหม้ (thermal runaway)

• ใช้วัสดุธรรมดาและราคาต่ำกว่าแบตเตอรี่มาตรฐาน และใช้วัสดุที่หาได้ทั่วไป ไม่มีการพึ่งพาทรัพยากรหายาก และมีต้นทุนต่ำกว่าลิเธียม-ไอออน พื้นฐานเทคโนโลยีของแบตเตอรี่โซลิด-สเตตต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนทั่วไปตรงที่ อิเล็กโทรไลต์เป็นของแข็งแทนของเหลว ซึ่งโดยทฤษฎีจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ปลอดภัยกว่า ทนทานกว่า และลดปัญหาการเกิด dendrite ที่ทำให้แบตเตอรี่ช็อตเองได้ (dendrite คือของแข็งที่งอกขึ้นเมื่อชาร์จและใช้แบตไปนานๆ ) แม้ Donut Lab จะประกาศตัวว่าสามารถผลิตและใช้งานจริงได้แล้ว แต่ก็มีเสียงวิพากษ์วิจารณ์จากผู้เชี่ยวชาญและบางบริษัทในอุตสาหกรรมว่า ข้ออ้างบางอย่างดูเกินความเป็นจริงหรือขัดกับสถานะปัจจุบันของเทคโนโลยี และจนถึงตอนนี้ยังไม่มีข้อมูลทางวิทยาศาสตร์หรือผลทดสอบอิสระที่เผยแพร่เพื่อยืนยันสเปกทั้งหมด

สรุปคือ แบตเตอรี่ solid-state ของ Donut Lab ที่นำเสนอโดยบริษัทว่าเป็นนวัตกรรมในเชิงการใช้งานจริง ซึ่งมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปอย่างชัดเจน แต่ในประเด็นด้านวิทยาศาสตร์และการยืนยันอิสระ ก็ยังมีคำถามและความสงสัยจากผู้เชี่ยวชาญในแวดวงอยู่ด้วย

ดังนั้น ปัจจุบันจึงยังไม่มีแบตโซลิด-สเตต สำหรับรถอีวี วางขายในท้องตลาด แต่คาดเดาว่า จะมีบริษัท startup แย่งกันเป็นเจ้าแรก ซึ่งไม่ใช่โตโยต้าที่ผู้คนจะนึกถึงทุกครั้งเมื่อมีการพูดถึงแบตโซลิด-สเตต เพราะรู้กันดีอยู่ว่าโตโยต้าพัฒนาเรื่องนี้มากว่าสิบปีแล้ว ลองมาเทียบ startup (ยกตัวอย่าง Donut Lab) กับโตโยต้า ในสนาม แบตโซลิด-สเตต นี้ดูบ้าง โดยภาพรวม บริษัท startup จะเร็ว กล้าเสี่ยง เคลมแรง เน้น “ใช้ได้จริงเร็ว”

ส่วนโตโยต้า ช้าแต่ชัวร์ ระมัดระวังตัวสูง เน้น “ต้องผลิตได้ระดับล้านคัน” เป้าหมายหลักนั้น startup เอาเทคโนโลยีออกสู่ตลาดให้เร็วที่สุด ส่วนโตโยต้าทำให้ใช้ได้จริงในอุตสาหกรรมยานยนต์ขนาดใหญ่ สถานะปัจจุบัน Donut Lab บอกว่ามีแบตโซลิด-สเตต พร้อมใช้งานจริงแล้ว (เริ่มจากมอเตอร์ไซค์/โปรโตไทป์) ส่วนโตโยต้ายังอยู่ช่วงทดสอบและลองผลิต (pilot production) สเกลการผลิตก็ต่างกัน startup นั้น ระดับเล็ก–กลาง (หลักร้อย–พันชุด) ส่วนโตโยต้าใหญ่มาก (หลักแสน–ล้านชุด/ปี) ความเร็วชาร์จ startup อ้างว่าเร็วมากระดับ “ไม่กี่นาที” ส่วนโตโยต้าพูดแค่เร็วขึ้นกว่าลิเธียม-ไอออน แต่ยังไม่สุดโต่ง ด้านพลังงานต่อมวล (Wh/kg) startup เคลมสูงมาก (ระดับ 400 Wh/kg+) ส่วนโตโยต้าคาดว่าสูงขึ้น แต่เน้นสมดุลกับอายุการใช้งาน พูดถึงอายุการใช้งาน startup ก็เคลมยาวมาก (หลักหมื่น–แสนรอบ) แต่โตโยต้ามีเป้าแค่ 10–15 ปีแบบรถใช้งานจริง ทางด้านความปลอดภัย startup อ้างว่าปลอดภัยกว่าเพราะเป็น solid-state ส่วนโตโยต้าบอกว่า ต้องผ่านมาตรฐานความปลอดภัยระดับโลก มองในแง่ความเสี่ยง startup จึงเสี่ยงสูง ถ้าเคลมเกินจริง อาจไปไม่รอด ส่วนโตโยต้าความเสี่ยงต่ำมาก แต่การพัฒนาใช้เวลานาน ถ้าดูมุมมองเชิงกลยุทธ์ startup เล่นเกม “เทคโนโลยีชนะก่อน” ถ้าสำเร็จ จะเปลี่ยนอุตสาหกรรมได้ ถ้าพลาด ก็หายจากตลาดเร็วมากเช่นกัน จึงเหมาะกับมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้า หรือรถเฉพาะทางอื่นๆ ส่วน Toyota เล่นเกม “อุตสาหกรรมต้องไม่พัง” ต่อให้เทคโนโลยีดีมาก แต่ถ้าผลิตไม่ได้จริงก็ไม่ปล่อย จึงเหมาะกับรถใช้งานทุกวัน รถตลาด ใช้กันในปริมาณมาก เน้นความทน และความเสถียร ระยะยาว พูดได้อีกอย่างว่า ของ startup นั้น “ถ้าหากเวิร์กจริง โลกเปลี่ยน” ส่วนโตโยต้า … “ถ้าผลิตออกมาแล้ว ใช้ได้แน่นอน” ตลาดรถอีวี มีของใหม่เปิดตัวให้ลองอยู่เรื่อยๆ คนรุ่นใหม่ที่ชอบลองของใหม่คงชอบ แต่พวกอนุรักษ์นิยม ขอตั้งหลักดูก่อน ยึดหลักประเภท “ช้าๆ ได้พร้าเล่มงาม” ก็คงต้องรอกันหน่อย

วัชระ นูมหันต์

2026-02-08

 ———-———

สเปกรถไฟฟ้า

———-——

⭕️ ⭕️ ⭕️

ณ พ.ศ.นี้ ใครที่มีรถน้ำมันใช้อยู่ก็ใช้ไป ยังไม่ต้องเสียเงินซื้อ แต่ถ้าคิดจะเปลี่ยนรถใหม่ ตัวเลือกที่เข้ามาในความคิดคงหนีไม่พ้นว่า จะใช้รถไฟฟ้าดีไหม ส่วนรายละเอียดว่าจะซื้อแบบไหนอย่างไรดี ก็ขึ้นอยู่กับรสนิยมและสไตล์การใช้ชีวิตของแต่ละคนไป บวกกับแรงเชียร์ของเซลแมน รวมกับความชอบ ซึ่งมักจะเป็นรูปลักษณ์และความสวยงาม ซึ่งเป็นนามธรรมที่พูดยาก แต่มีสิ่งหนึ่งที่เป็นรูปธรรม หรือ “ความจริง” ที่เปรียบเทียบได้ชัดเจน นั่นคือ … ข้อมูลจำเพาะ หรือที่เรียกสั้นๆ กันว่า สเปก (specification)

สเปกในเรื่องแรงม้า รู้ไว้ได้คุย ใจฟูว่ารถแรงดี ก็เท่านั้นแหละ แต่สเปกอีกอย่างหนึ่งสิที่น่าสนใจ เพราะเป็นข้อมูลที่ให้ประโยชน์ได้สำหรับกรณีไม่คาดฝันในบางครั้ง เช่นจะต้องขับรถลุยน้ำขัง ว่าจะไปรอดหรือไม่ บางคนเปรียบเทียบรถไฟฟ้ากับรถน้ำมันเว่อร์สุดๆ ไปเลยว่า ถ้ารถจมน้ำ ใครจะรอด

สเปกที่ว่านั้นคือ IP Rating Guide (Ingress Protection Rating) ซึ่งเป็นมาตรฐานทั่วโลก (International Electrotechnical Commission : IEC 60529) เพื่อใช้แสดงถึงระดับการซีล (seal) ของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องกลว่าดีขนาดไหนในการป้องกันการรุกล้ำจากของแข็ง (solid) หรือของเหลว (liquid) ภายนอก (foreign object) อย่างเช่น ฝุ่น หรือน้ำ ยกเรตติ้งทั่วไปมาให้เห็นกันก่อน แล้วจะได้อธิบายความหมายแต่ละตัวว่ามันคืออะไร ตัวอย่างเช่น

IP20 อิเล็กทรอนิกส์ภายในอาคาร แผงควบคุม

IP44 อุปกรณ์กลางแจ้งภายในประเทศ

IP54 อุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม

IP65 อุปกรณ์ภายนอก เครื่องจักร

IP67 เซ็นเซอร์ตำแหน่งใต้ดินหรือเปียก

ดังนั้น จะเห็นว่ามีคำว่า IP แล้วตามด้วยตัวเลขสองตัว

IP คือ Ingress Protection

ตัวเลขตัวแรก คือ ตัวเลขที่ใช้กันของแข็ง ว่ากันได้ระดับไหน

เลข 1 กันของแข็งที่ใหญ่กว่า 50 mm อย่างเช่นมือ

เลข 2 กันของแข็งที่ใหญ่กว่า 12.5 mm อย่างเช่นนิ้วมือ

เลข 3 กันของแข็งที่ใหญ่กว่า 2.5 mm อย่างเช่นไขควง

เลข 4 กันของแข็งที่ใหญ่กว่า 1 mm อย่างเช่นสายไฟ มดตัวใหญ่ๆ

เลข 5 กันฝุ่นได้บ้าง โดยอุปกรณ์ยังทำงานได้

เลข 6 กันฝุ่นได้สนิท

ส่วนตัวเลขตัวที่สอง คือ ตัวเลขที่ใช้กันความชื้นว่า กันได้ระดับไหน

เลข 1 กันน้ำที่ตกลงมาตรงๆ

เลข 2 กันน้ำที่ตกเฉียงเล็กน้อย 15 องศา

เลข 3 กันน้ำที่โปรยเฉียง 60 องศา

เลข 4 กันน้ำที่สาดกระเซ็นมาทุกทิศทุกทาง

เลข 5 กันน้ำฉีด (jets of water) จากท่อขนาด 6.3 mm

เลข 6 กันน้ำที่ฉีดมาอย่างแรง (powerful jets of water) จากท่อขนาด 12.5 mm

เลข 7 กันน้ำได้ 30 นาที ถ้าจมน้ำลึกไม่เกิน 1 เมตร

เลข 8 กันน้ำได้ลึกมากกว่า 1 เมตร (มักจะทดสอบกันที่ 3 เมตร)

ในมาตรฐานมีเลข 9 ด้วย โดยแถมเรื่องอุณหภูมิ คือกันน้ำร้อนได้เข้าไปด้วย ในการใช้งานโดยทั่วไปคงไม่มี คราวนี้ถ้าเห็น IP54 IP67 หรือ IP68 ในสเปกรถ คงไม่งงแล้วนะครับ บ้านเรา ฝนตกน้ำท่วมบ่อย ได้รู้ไว้ว่ารถทนได้แค่ไหน ก็อุ่นใจได้ระดับหนึ่ง อย่าให้ท่วมถึงขนาดหาดใหญ่ก็แล้วกัน

วัชระ นูมหันต์

2026-02-01

บทความรู้ทั่วไปจากสมาคมฯ สัปดาห์นี้

————————————

ไฟฟ้าไร้สายในฟินแลนด์

————————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เมื่อไม่นานมานี้ มีข่าวฮือฮาในโลกออนไลน์อยู่เรื่องหนึ่ง แม้จะไม่ดังมาก แต่ก็กระตุกต่อมความอยากรู้ของผู้คนได้พอสมควร นั่นก็คือการที่ประเทศฟินแลนด์ได้ทำการวิจัยเรื่องระบบไฟฟ้าไร้สาย ฟินแลนด์คงวาดฝันระบบนี้มานาน เริ่มด้วยการสื่อสารไร้สายก่อน เนื่องจากเป็นประเทศที่มีป่าไม้อยู่เยอะ อยู่กลางป่าการสื่อสารแบบไร้สายเป็นเรื่องจำเป็น โนเกียซึ่งเป็นโทรศัพท์มือถือของฟินแลนด์จึงครองตลาดโด่งดังมานานก่อนที่ซัมซุงกับแอปเปิลจะขึ้นมาชิงบัลลังก์ ฟินแลนด์ เป็นดินแดนห่างไกลที่อยู่ใกล้ขั้วโลกเหนือ จนมีการสร้างนิทานเรื่องซานตาคลอสว่ามีพื้นเพอยู่ที่ฟินแลนด์นี่เอง ดังนั้น ไฟฟ้าระบบสายจึงถูกท้าทายด้วยระบบไร้สายพอสมควร – หากว่าทำได้ คงมีหลายคนที่คุ้นชื่อ นิโคลา เทสลา ผู้ซึ่งเคยทำงานกับ โทมัส เอดิสัน ร่วมบุกเบิกระบบไฟฟ้าในอเมริกา แต่ภายหลังแยกตัวออกมาเพราะความเห็นไม่ตรงกันในเรื่องที่เอดิสันจะพัฒนาระบบไฟฟ้าเป็นแบบกระแสตรง (DC) แต่ เทสลา บอกว่ากระแสสลับ (AC) ดีกว่าในเรื่องระบบส่ง เทสลา จึงออกมาทำระบบ AC และขายสิทธิบัตรให้บริษัท Westinghouse ปล่อยให้ เอดิสัน ทำระบบ DC ของบริษัท Gener Electric (GE) ต่อไป แต่สุดท้าย AC ก็ชนะ DC อย่างที่รู้กัน

เทสลา ยังฝันต่อที่จะสร้างระบบไฟฟ้าไร้สาย แต่โครงการ Wardenclyffe Tower ที่เริ่มสร้างในปี 1893 ก็ไปไม่รอด เนื่องจากขาดเงินสนับสนุน เพราะนักลงทุนมองไม่ออกว่า ถ้าเป็นไฟฟ้าไร้สาย จะเก็บเงินจากลูกค้าได้อย่างไร 133 ปีที่แล้ว ไฟฟ้าไร้สายเป็นแค่ความฝันของเทสลา ทว่าปัจจุบัน ฟินแลนด์พยายามทำฝันจะให้เป็นจริงให้ได้ แต่มันก็ไม่ง่ายเลย ลำพังแค่สื่อสารไร้สาย ยังต้องมีพัฒนาการมาตั้งนาน กว่าจะมาเป็นระบบที่ใช้การได้ในปัจจุบัน การสื่อสารไร้สาย ส่งถ่ายพลังงานไม่มาก ยังวุ่นวายไม่เบา แต่ถ้าเป็นการส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้าไร้สาย … นั่นเป็นเรื่องที่ท้าทายพอสมควร

การสื่อสารไร้สาย ใช้การส่งกระจายสัญญาณด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นคลื่นวิทยุ และคลื่นไมโครเวฟ ส่วนตัวรับสัญญาณปลายทางนั้น แม้จะได้รับพลังงานอ่อนลงเพราะสูญเสียพลังงานไปบ้าง แต่ก็ยังคงเป็นสัญญาณที่สามารถขยายขึ้นมาให้สื่อสารกันได้ แต่การส่งถ่ายพลังงาน การสูญเสียเป็นเรื่องสำคัญ เพราะนั่นคือประสิทธิภาพในการส่งถ่ายพลังงาน ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับวิธีการ การรับส่งพลังงานแบบไร้สาย (Wireless Power Transfer: WPT) คือการส่งพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไปยังอุปกรณ์ปลายทาง โดยไม่ต้องใช้สายไฟ หลักการทำงานมีหลายวิธี ขึ้นอยู่กับระยะทางและการใช้งาน โดยสรุปวิธีสำคัญๆ มีดังนี้

หนึ่ง - การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (Inductive Coupling) หลักการคือ ใช้ขดลวด 2 ขด (ฝั่งส่งและฝั่งรับ) เมื่อกระแสสลับไหลในขดลวดส่ง จะเกิดสนามแม่เหล็กสลับ สนามนี้เหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดรับ การจะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำอย่างนี้ได้ต้องมีระยะห่างระหว่างตัวส่งและตัวรับที่ชิดกันมาก (ไม่กี่มิลลิเมตร–เซนติเมตร) แต่วิธีนี้จะมีประสิทธิภาพสูง โดยมีข้อจำกัดเพิ่มเติมหน่อยว่า ต้องวางตำแหน่งค่อนข้างตรงกัน ตัวอย่างเช่น แท่นชาร์จมือถือ และแปรงสีฟันไฟฟ้า

สอง - การสั่นพ้องแม่เหล็กไฟฟ้า (Resonant Inductive Coupling) มีหลักการที่คล้ายแบบเหนี่ยวนำ แต่ตั้งความถี่ให้ขดลวดส่งและรับ “สั่นพ้อง” ตรงกัน เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและระยะทาง ทำให้เพิ่มระยะห่างระหว่างตัวส่งและตัวรับได้ไกลขึ้น (หลายสิบเซนติเมตร จนถึงราวๆ หนึ่งเมตร) และไม่ต้องวางตรงเป๊ะมาก ตัวอย่างเช่น ระบบชาร์จไร้สายในรถยนต์ หรือการชาร์จในงานวิจัยที่ชาร์จอุปกรณ์หลายชิ้นพร้อมกัน

สาม - การส่งพลังงานด้วยคลื่นไมโครเวฟหรือคลื่นวิทยุ (Radio Frequency or Microwave Power Transfer) หลักการคือ แปลงไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่งผ่านอากาศ ส่วนตัวรับนั้นใช้เสาอากาศ และวงจร rectifier เพื่อแปลงกลับเป็นไฟฟ้า วิธีนี้จะส่งพลังงานไฟฟ้าได้ไกลมากขึ้นหลายเมตร อาจจะถึงกิโลเมตร แต่พลังงานที่ได้รับค่อนข้างต่ำ และยังต้องคำนึงถึงความปลอดภัย ตัวอย่างเช่น การส่งพลังงานไปที่อุปกรณ์ IoT (Internet of Things) ซึ่งใช้พลังงานต่ำ หรืออุปกรณ์ระบบ RFID (Radio Frequency Identification ที่แปลเป็นไทยว่า การระบุเอกลักษณ์ด้วยคลื่นความถี่วิทยุ) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้คลื่นวิทยุในการอ่านและส่งข้อมูลระหว่าง Reader (เครื่องอ่าน) และ Tag (แท็กหรือชิป) โดยไม่ต้องสัมผัสหรือมองเห็นโดยตรง ตัวอย่างการใช้งานเช่น บัตรแตะเข้า–ออก บัตรโดยสารรถไฟฟ้า ระบบคลังสินค้า และระบบกันขโมยสินค้า เป็นต้น อันเป็นเทคโนโลยีเซนเซอร์ไร้สาย

สี่ - การส่งพลังงานด้วยแสงเลเซอร์ (Laser Power Transfer) ใช้หลักการแปลงไฟฟ้าเป็นลำแสงเลเซอร์ โดยตัวรับนั้น ใช้โซลาร์เซลล์แปลงแสงเป็นไฟฟ้า ลักษณะการใช้งานสำหรับการส่งระยะไกลและกำหนดทิศทางได้ดี แต่ต้องเล็งให้ตรง ตัวอย่างการใช้งานเช่น ใช้กับโดรน และงานในอวกาศ

ส่วนเทคโนโลยีที่ใช้ในงานวิจัยที่ฟินแลนด์ในการออกข่าวเมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมา ออกข่าวแต่เพียง “สนามแม่เหล็กความถี่สูงรวมกับตัวรับตัวนำยวดยิ่งและเทคโนโลยี magneto-inductive”  มีการวาดฝันกันไปไกลถึงขนาดเป็นเมืองไร้สาย ไม่ว่าจะเป็นบ้าน หรือ โรงงาน ก็ไม่ต้องมีสายไฟให้รุงรัง เรือที่ผิวน้ำ รถบนพื้นดิน หรือโดรนในอากาศ สามารถวิ่งได้ บินได้ ตลอดเวลา โดยไม่ต้องชาร์จ แต่ปัจจุบันยังไปไม่ไกลถึงขนาดนั้น ตอนนี้คนที่ใช้รถไฟฟ้าคงเหลือการตัดสินใจแค่สองอย่าง คือ จะชาร์จไฟขณะนอนเล่นที่บ้านดี หรือจะไปนั่งจิบกาแฟรอที่สถานีชาร์จดี เพราะรถไฟฟ้าไร้แบตที่วิ่งได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องชาร์จในบ้านเราก็คงมีเพียง BTS กับ MRT เท่านั้น ส่วนโดรนไร้แบตที่บินได้ตลอดเวลานั้น … คงอีกนาน

วัชระ นูมหันต์

2026-01-25

———-—————

หน้าหนาวน่านอน

——————-——

⭕️ ⭕️ ⭕️

หน้าหนาวนี่ดีนะ ประหยัดค่าไฟ หลายคนรู้สึกเช่นนั้น เมื่อเห็นบิลค่าไฟลดลงมาเรื่อยๆ ตามอุณหภูมิที่ลดลงในช่วงปีเก่าปีใหม่ คงเป็นที่รู้กันว่า ค่าไฟที่ใช้กันตามบ้านเรือนที่จ่ายหนักที่สุดก็คือเครื่องปรับอากาศ หรือที่เรียกกันติดปากสั้นๆ ว่า แอร์ และแอร์ตามบ้านก็มักจะทำงานหนักในช่วงที่เรานอนนั่นเอง เนื่องมาจากการใช้ชีวิตประจำวันของคนส่วนใหญ่โดยเฉพาะผู้ที่อยู่ในวัยทำงาน จะไม่ค่อยได้อยู่บ้านในตอนกลางวัน วันธรรมดาก็ไปใช้แอร์ในที่ทำงาน วันหยุดก็ไปเดินห้าง ค่าไฟสำหรับเครื่องแอร์ที่ต้องจ่ายเองจึงมักจะอยู่ในช่วงเวลานอน คำแนะนำสำหรับการใช้แอร์ตามบ้านเพื่อให้ประหยัดไฟและประหยัดสตางค์ในกระเป๋าจึงมักไปลงที่การใช้แอร์ในเวลานอน เช่น การตั้งอุณหภูมิ 25° ตามที่การไฟฟ้าฯ แนะนำ และบางท่านก็เพิ่มไปถึง 27° โดยเดินพัดลมช่วย นัยว่า แอร์จะได้ไม่ต้องทำงานบ่อย การตั้งอุณหภูมิการนอนนี่เองที่มีผลต่อการหลับ  ขณะหลับ ไม่สามารถปรับอุณหภูมิใหม่ได้ ไม่เหมือนกับขณะที่ตื่นอยู่ แอร์ดีๆ จึงมักมีออโตโหมดเพื่อการนอน (auto mode for sleeping) โดยได้มีการนำวิทยาการของการนอนของคนเรามาปรับใช้ในการตั้งอุณหภูมิแอร์อัตโนมัติขณะหลับ

สำหรับการตั้งค่าอุณหภูมิของแอร์ในโหมดของการนอนหลับนั้น เครื่องแอร์จะค่อยๆ ปรับค่าเองโดยอัตโนมัติเปลี่ยนจากจุดที่เลือกไว้ในตอนแรก (setpoint) โดยจะเพิ่มค่าขึ้นประมาณ 0.5–1°C ต่อชั่วโมงตั้งแต่ชั่วโมงแรกเป็นต้นไปเพื่อให้พอดีกับการที่ร่างกายค่อยๆ เย็นลงขณะหลับ (จะเพิ่มไม่เกิน +3°C) เพื่อเป็นการรักษาพลังงานของร่างกายให้อยู่ในจุดที่สบายที่สุดโดยไม่ปลุกเราขึ้นมา ที่แปลกคือ นั่นเป็นขั้นตอนการปรับอุณหภูมิเมื่อเรา “หลับแล้ว” (deep sleep phase) แต่ก่อนที่จะถึงจุดนี้ ร่างกายกลับต้องการในสิ่งที่ตรงกันข้าม นั่นก็คือ ในช่วง “ง่วง” (falling asleep) ซึ่งเป็นช่วง 30–60 นาทีแรกก่อนจะหลับ (Initial phase) ร่างกายต้องการอุณหภูมิอากาศที่ลดลง 1–2°C ต่ำกว่า set point เพื่อให้ร่างกายปรับตัวเข้าสู่การพักผ่อนได้ง่าย ว่าที่จริง ร่างกายเราเตรียมความพร้อมเพื่อการนอนก่อนหน้านี้อีก คือประมาณ 2 ชั่วโมงก่อนหลับ จะมีความบังเอิญที่สอดคล้องกันของร่างกายอยู่อย่างหนึ่งคือการที่สมองหลั่งฮอร์โมนแห่งการนอนออกมา ที่เรารู้จักกันดีในชื่อว่า เมลาโทนิน ซึ่งอาจจะเป็นผลมาจาก “body clock” หรือวงจรการตื่น-หลับ (circadian rhythm) จากการที่ร่างกายได้รับแสงตอนกลางวันและปิดไฟตอนกลางคืน ถึงแม้ร่างกายคนเราจะรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 37°C โดยประมาณ แต่ก็มีการขยับนิดหน่อยระหว่างนอน ประมาณ 1°C โดยเริ่มลดตั้งแต่มีฮอร์โมนเมลาโทนินหลั่งออกมา และค่อยๆ ลดลงจนต่ำสุดในช่วงรุ่งสางก่อนจะตื่น

ดังนั้น การตั้งอุณหภูมิของแอร์ลดลงในตอนหัวค่ำจึงเป็นการส่งสัญญาณให้ร่างกายรับรู้ว่า … ได้เวลานอนแล้วนะการที่ร่างกายจะลดอุณหภูมิร่างกายลงได้ขณะหลับก็จะต้องปล่อยความร้อนออกไปนอกร่างกายด้วยการขยายหลอดเลือด(vasodilation)เพื่อส่งเลือดไปยังปลายมือปลายเท้า (extremities) ซึ่งบางคนจะรู้สึกได้ถึงการที่มือเท้าอุ่น มีบางคนที่เกิดอาการเท้าเย็น อาจจะเสี่ยงต่อการพยายามที่จะเริ่มนอนแล้วนอนไม่หลับ (sleep-onset insomnia) ซึ่งเป็นไปได้ที่กระบวนการนอนนี้ถูกขัดจังหวะ ไม่เป็นไปตามที่ควรจะเป็น

จากการป้องกันเท้าเย็นนี่เอง จึงเป็นที่มาแห่งการแนะนำให้สวมถุงเท้านอน แล้วจะทำให้นอนหลับสบายทั้งคืน กลับมาที่การตั้งอุณหภูมิของแอร์กันใหม่ ใครที่ไปอ่านตำราฝรั่ง มักจะเจอการตั้งอุณหภูมิแนะนำสำหรับนอนที่ค่อนข้างต่ำ ตรงข้ามกับบ้านเราที่แนะนำให้ตั้งไว้สูงกว่า คนเราไม่ว่าจะอยู่เมืองร้อนหรือเมืองหนาวก็มีอุณหภูมิร่างกาย 37°C เหมือนกัน แล้วทำไมถึงแนะนำการตั้งอุณหภูมิแอร์เพื่อจะนอนไว้ต่างกัน ?

ประเด็นแตกต่างจึงมีเหตุมาจากเมืองร้อนเมืองหนาวนั่นแหละ ไม่ใช่ตัวคน ซึ่งต้องการอุณหภูมิที่ให้ความสบายเพื่อการนอนไม่ได้ต่างกันมาก คือต้องไม่ร้อนเกินไปหรือหนาวเกินไปและจากคำว่าเมืองร้อนเมืองหนาวนั่นเองที่ทำให้คำว่าแอร์หรือเครื่องปรับอากาศเหมือนกันนั้นมีฟังก์ชันการทำงานต่างกันแบบคนละขั้วเลย คือ เมืองร้อนเช่นเมืองไทยใช้ปรับความเย็น (cooler) ส่วนเมืองหนาวใช้ปรับความร้อน (heater) เมืองร้อน ปรับให้เย็นลงมาถึงจุดๆ หนึ่ง ไม่ต้องเย็นมาก แค่นี้ก็สบายแล้ว ส่วนเมืองหนาว ปรับให้อุ่นถึงจุดๆ หนึ่ง ไม่ต้องร้อนมาก ก็สบายแล้วเช่นกันและจุดดังกล่าวสองจุดนั้น ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน

คำแนะนำกลางๆ ในการตั้งอุณหภูมิแอร์ก่อนที่จะตั้งให้เครื่องทำงานแบบออโต้สำหรับการนอน ก็คือ 25–27°C สำหรับเครื่องทำความเย็น และ 21–23°C สำหรับเครื่องทำความร้อนประโยชน์ที่ได้อย่างชัดเจน เมื่อเครื่องทำความเย็นไม่ตั้งให้เย็นเกินไป และเครื่องทำความร้อนไม่ตั้งให้ร้อนเกินไป ก็คือการประหยัดพลังงานนั่นเอง (ประมาณ 3–5% ต่อองศาที่ต่างจากอุณหภูมิภายนอก) ประหยัดพลังงาน ประหยัดเงิน ไร้กังวล นอนหลับฝันดี การนอนอย่างมีคุณภาพนั้น มีหลักการที่มูลนิธิการนอนแห่งชาติสหรัฐฯ (National Sleep Foundation) แนะนำไว้ง่ายๆ คือ "เท้าอุ่น ตัวเย็น ห้องมืด" หรือใครจะแช่เท้าในน้ำอุ่นสักครู่ก่อนเข้านอน ก็เข้าท่า และสุดท้าย … นอนหน้าหนาว หรือหน้าไหน  อย่าลืมสวมถุงเท้านอน จะได้หลับสบาย

วัชระ นูมหันต์

2026-01-18

———————————

อนาคตช่างอิเล็กทรอนิกส์

————————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

ตอนเป็นเด็ก จำได้ว่า ที่ปากซอยมีร้านซ่อมวิทยุเล็ก ๆ ดำเนินงานโดยพี่ใจดีเป็นพันจ่าอากาศหนุ่มที่หาลำไพ่ยามว่างงานด้วยการรับซ่อมเครื่องวิทยุทรานซิสเตอร์ซึ่งมีเกลื่อนเมืองในสมัยนั้น ต่อมา ร้านแบบนี้ค่อย ๆ หายไปพร้อม ๆ กับ วิทยุแบรนด์ไทย “ธานินทร์” ที่เคยโด่งดัง อนาคตช่างซ่อมอิเล็กทรอนิกส์ จะไปทางไหน เหมือนโชคช่วย เมื่อถึงยุครถอีวีบูม อนาคตที่สดใสของช่างอิเล็กทรอนิกส์เริ่มกลับมาใหม่ รถยนต์ใช้น้ำมันที่เคยต้องอาศัยช่างยนต์เป็นหลัก อนาคตอาจต้องพึ่งช่างอิเล็กทรอนิกส์มากกว่าเมื่อถึงยุคที่รถอีวีเข้ามาแทนที่ และตามศูนย์บริการรถแบรนด์ดังทั้งหลาย ก็คงต้องปรับตัว เช่นฝึกอบรมช่างเก่าหรือรับช่างใหม่ที่เป็นช่างอิเล็กทรอนิกส์ แต่ตามศูนย์ก็คงเน้นการเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่มากกว่าการซ่อม จึงเป็นโอกาสของช่างข้างนอกที่รับซ่อมในราคาที่ถูกกว่า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถอีวีที่สำคัญคืออะไร … กล่องคุมการชาร์จไฟนั่นเอง ซึ่งบางทีก็เรียกว่ากล่อง CDU กล่อง CDU ของรถอีวี คืออะไร

กล่อง CDU (Central Display Unit) ของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) คืออุปกรณ์ควบคุมและแสดงผลข้อมูลต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบของรถยนต์ โดยเฉพาะในรถยนต์ที่มีระบบ infotainment หรือแผงหน้าจอแสดงผลที่ซับซ้อน

หน้าที่หลักของ CDU คือ :

1. แสดงข้อมูลที่สำคัญของรถ

• ความเร็ว

• ระดับแบตเตอรี่

• ระยะทางที่วิ่งได้

2. ระบบนำทาง (Navigation)

3. การแจ้งเตือนระบบต่าง ๆ (เช่น เตือนแบตต่ำ, ระบบขับเคลื่อน ฯลฯ)

4. ควบคุมระบบ Infotainment

• การฟังเพลง วิทยุ

• การเชื่อมต่อสมาร์ทโฟน (Apple CarPlay, Android Auto)

5. การตั้งค่าระบบต่าง ๆ ของรถ เช่น อุณหภูมิ, แสงไฟ, ระบบขับขี่

6. เชื่อมต่อกับระบบอื่นของรถ

7. ระบบกล้อง (เช่น กล้องมองหลัง)

8. ระบบช่วยจอด

9. การสื่อสารกับ ECU (Electronic Control Unit) อื่น ๆ

ความแตกต่างกับ ECU:

ECU (Electronic Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมเฉพาะฟังก์ชันหนึ่ง เช่น ECU เครื่องยนต์, ECU เบรก ABS ฯลฯ

CDU เป็นหน่วยที่รวมการแสดงผลและควบคุมจากผู้ใช้งาน มีบทบาทคล้าย "หน้าจอกลาง" ของรถ

สรุปง่าย ๆ CDU คือกล่องควบคุมและแสดงผลของรถ EV ที่รวมระบบควบคุมการแสดงผล อินโฟเทนเมนต์ และข้อมูลรถยนต์ทั้งหมดเข้าไว้ด้วยกัน ทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมและแสดงผลข้อมูลต่าง ๆ ของรถ โดยเฉพาะในระบบ Infotainment ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการใช้งานรถสมัยใหม่ CDU นี้จะเชื่อมต่อกับระบบต่าง ๆ ของรถ เช่น ระบบนำทาง (GPS), การเชื่อมต่อสมาร์ทโฟน (Apple CarPlay, Android Auto), การควบคุมการตั้งค่าอุณหภูมิ, ระบบเสียง, และการแสดงข้อมูลการขับขี่ เช่น ความเร็ว, ระยะทางที่วิ่งได้, และสถานะแบตเตอรี่ รถบางยี่ห้อ กล่อง CDU หรือที่บางครั้งเรียกว่า CCU (Central Control Unit) ทำหน้าที่หนักหน่วงอีกอย่างคือ  Onboard Charger มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการชาร์จและการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังระบบต่าง ๆ ของรถ บางครั้งอาจเกิดปัญหาจากความร้อนสะสมภายในกล่อง CDU ซึ่งอาจส่งผลให้ระบบการทำงานผิดปกติหรือเกิดความเสียหายได้

กล่องคุมการชาร์จไฟอันเป็นหัวใจของรถอีวี มีหน้าที่สำคัญอีกสองอย่างคือ :

• แปลงไฟจากไฟบ้านกระแสสลับ 220 โวลต์ เป็นไฟกระแสตรง 400 โวลต์ เข้าแบตลูกใหญ่

• ลดแรงดันไฟกระแสตรงจากแบตลูกใหญ่ 400 โวลต์ เหลือ 14 โวลต์ กระแสตรง เข้ามาชาร์จแบตลูกเล็ก เพื่อนำไปใช้งานภายในรถต่อไป

ความที่อุปกรณ์มีราคาไม่ใช่น้อย พลอยทำให้ค่าซ่อมได้ราคาดีไปด้วยเมื่อเทียบกับการซ่อมวิทยุทรานซิสเตอร์ไม่กี่ร้อยบาทในสมัยก่อน ดังนั้น ค่าซ่อมเริ่มต้นแปดพันบาท ขึ้นไปจนถึงหมื่นห้าพันบาท เทียบกับการเปลี่ยนใหม่จะมีราคามากกว่าสามหมื่นบาท

อุปกรณ์ไฟฟ้ามีความไม่แน่นอนสูง การนำรถมาซ่อมกล่องอาจมีตั้งแต่การวิ่งไปเพียงสามหมื่นกิโลเมตรกล่องก็เสียแล้ว ในขณะที่บางกล่องรถวิ่งไปจนถึงสองแสนกิโลเมตร กล่องก็ยังไม่เสีย ที่เป็นดังนี้เพราะกล่องดังกล่าวต้องทำงานตลอดเวลาแทบไม่ได้พักเลย เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น กล่องดวงใจของรถอีวีนี้ทำงานเกือบตลอดเวลาเหมือนหัวใจคนเราที่เต้นตลอดไม่มีวันพักก็เนื่องมาจากการที่รถอีวีต้องถูกชาร์จตลอดเมื่อจอดอยู่บ้านเพื่อชาร์จไฟบ้านเข้าแบตลูกใหญ่แรงดันสูง พอเลิกชาร์จ นำรถไปใช้งาน กล่องนี้ก็ต้องทำหน้าที่ชาร์จแบตลูกใหญ่มาใส่แบตลูกเล็กแรงดันต่ำ เพื่อใช้งานตามปกติ สมัยก่อน ช่างซ่อมรถอาจมีแต่ช่างยนต์ แต่เมื่อมีการใช้รถอีวีมากขึ้น ศูนย์ซ่อมอาจรองรับไม่ไหว เคลมได้แต่อาจรอนาน อู่ระดับชาวบ้านอาจเป็นอนาคตใหม่ เปลี่ยนธุรกิจจากการเปิดร้านซ่อมวิทยุมาเป็นซ่อมกล่องชาร์จไฟอาจเป็นทางเลือก ที่เป็นอนาคตที่สดใสของช่างอิเล็กทรอนิกส์ก็ได้นะครับ

วัชระ นูมหันต์

2026-01-11

————————

มอเตอร์อีวีในฝัน

————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เทศกาลปีใหม่แล้ว วิทยาการใหม่เกิดขึ้นทุกวัน ลองมาฝันถึงสิ่งใหม่ที่ยังไม่เกิด แต่ถ้าเกิดมันน่าจะดี นั่นคือ “มอเตอร์อีวีในฝัน” Build Your Dream หรือ BYD เตรียมสร้างฝันให้เป็นจริง โดยจะสร้างมอเตอร์ในฝันชนิดปรับสนามแม่เหล็กได้และจดสิทธิบัตรกันท่าคนอื่นไว้เรียบร้อย

ส่วนที่สเปน ยังคงสร้างฝันกันอยู่สำหรับมอเตอร์อีวี แต่ฝันดังกล่าวสร้างอย่างเป็นระบบมาก เพราะรวบรวมไว้ทุกอย่าง แถมยังใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยออกแบบเปรียบเทียบไว้เสร็จสรรพ เพียงแต่มันยังเป็นเพียงโมเดลทาง software ในคอมพิวเตอร์ ยังไม่ได้สร้างจริง รวบรวมเข้ามาโดยห้าผู้เชี่ยวชาญ คือ Beñat Arribas, Gaizka Almandoz, Aritz Egea, Patxi Madina และ Ion Iturbe แห่งคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย Mondragon ประเทศสเปน ซึ่งได้รับทุนจากรัฐบาล ให้ทำการรวบรวบรวม เรียบเรียง วิเคราะห์ วิจัย จากเอกสารทางวิชาการทั่วโลกจำนวน 82 ฉบับ ออกมาเป็นบทความทางวิชาการที่รวบรวมพัฒนาการของมอเตอร์เอามาวาดฝันมอเตอร์ในอุดมคติ แล้วตีพิมพ์เผยแพร่โดยสถาบัน MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute) ในวันที่ 25 พฤศจิกายน 2024 เมื่อปีที่แล้วมานี่เอง

บทความดังกล่าวใช้ชื่อว่า “Adoption of Multiphase and Variable Flux Motors in Automotive Applications”  หรือ “การนำมอเตอร์หลายเฟสแบบปรับความเข้มสนามแม่เหล็กได้มาใช้กับยานยนต์”

จากชื่อเรื่องก็บอกชัดว่า เป็นการรวมเอาสองเทคโนโลยีมาไว้ด้วยกัน คือ Multiphase (MP) และ Variable Flux (VF) โดย MP จะช่วยลดการกระเพื่อมของแรงบิด และเพิ่มประสิทธิภาพ ส่วน VF จะช่วยปรับสนามแม่เหล็กตลอดเวลาให้เหมาะกับสภาพเครื่องตลอดช่วงการทำงาน (มีกัลยาณมิตรท่านหนึ่งช่วยเปรียบเทียบให้เห็นภาพว่า VF ก็เหมือนกับการปรับเกียร์ทดรอบในระบบเกียร์ของเครื่องสันดาปภายใน โดยเกียร์หนึ่งต้องการแรงบิด และเมื่อรถออกตัวไปแล้วก็ต้องการเพิ่มความเร็วรอบ)

เมื่อความต้องการที่อยากจะรวมข้อดีของทั้งสองเข้ามาไว้ด้วยกัน แต่เมื่อยังไม่มีการผลิตขึ้นมาใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง จึงใช้วิธีการของคอมพิวเตอร์สร้างโมเดลมอเตอร์ทาง software ขึ้นมา โดยใช้วิธีที่เรียกว่า Finite Element Method (FEM) และการที่จะเปรียบเทียบเทคโนโลยีใหม่สองตัว คือ MP กับ VF กับเทคโนโลยีเก่าคือ 3-phase ก็จำต้องสร้างโมเดลมอเตอร์ขึ้นมาสี่ชนิดเพื่อการเปรียบเทียบ คือ สามเฟสแบบดั้งเดิม (3-phase), แบบหลายเฟส (MP), สามเฟสแบบปรับสนามแม่เหล็กได้ (VF) และหลายเฟสแบบปรับสนามแม่เหล็กได้ (MD-VF)

บทความนี้ ได้เกริ่นนำด้วยการแจกแจงพัฒนาการของมอเตอร์มาตั้งแต่ยุคแรกๆ ที่มีข่าวการเริ่มเข้ามาของรถอีวี เช่นค่ายโตโยต้าก็ออกรถ Prius ที่เน้นความเร็วรอบมอเตอร์ให้สูงขึ้น เพราะมอเตอร์รอบจัดจะใช้แรงบิดน้อยเพื่อให้กำลังที่เท่ากัน ทำให้ลดขนาดของมอเตอร์ลงได้ ซึ่งความเร็วรอบนี้เพิ่มได้โดยการเพิ่มความถี่ด้วย inverter ภายในรถอีวี แต่ตลาดรถอีวีส่วนใหญ่ก็ยังคงใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรธรรมดา อย่างไรก็ตาม มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ (induction) ก็ยังมีใช้ เช่น Tesla Model S หรือมอเตอร์ที่สร้างสนามแม่เหล็กด้วยไฟฟ้าก็มี เช่น Renault ZOE  ไม่นานมานี้ มอเตอร์แบบหลายเฟส (MP) ที่ใช้แม่เหล็กถาวร เริ่มได้รับความสนใจ เพราะมีข้อดีมากกว่ามอเตอร์สามเฟสแบบเดิมมากมายหลายประการ เช่นการให้แรงบิดที่สูงกว่า และการกระเพื่อมของแรงบิดต่ำ (lower torque ripple) รวมทั้งประสิทธิภาพก็ดีกว่า power density ก็สูง มอเตอร์แบบ MP จึงเริ่มคืบคลานเข้ามาในตลาดรถอีวี แต่ก็ไม่มากนักเพราะราคาไม่ใช่ถูกๆ เมื่อเทียบกับตลาดที่แข็งแกร่งของมอเตอร์สามเฟสแบบทั่วไป อย่างเช่น DANA TM4 ก็ใช้มอเตอร์ 6 เฟส และ 9 เฟส ซึ่งใช้ในรถบรรทุก EMOSS ส่วน BMW iX M60 ใช้มอเตอร์ 6 เฟส แต่สนามแม่เหล็กที่แกน rotor สร้างด้วยไฟฟ้า และ Mercedes ก็เผยว่ากำลังวิจัยมอเตอร์หลายเฟสอยู่เช่นกัน

ดังนั้น ถึงแม้ปัจจุบัน มอเตอร์สามเฟสยังครองตลาดรถอีวีอยู่ แต่มอเตอร์หลายเฟส (MP) ที่มีศักยภาพสูง ก็กำลังเป็นที่จับตามอง ด้านมอเตอร์แบบปรับสนามแม่เหล็กได้ หรือ Variable flux (VF) ก็เป็นที่รู้กันแล้วว่า สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ดีในเรื่อง แรงบิด-ความเร็วรอบ ทว่า ถึงแม้จะเป็นที่สนใจศึกษากัน แต่ยังไม่มีการผลิตในเชิงพาณิชย์ออกมาเลย ที่ผ่านมาจึงมีเพียงแค่การรีวิวให้เห็นว่า มีเทคโนโลยีต่างๆ ให้เห็น แต่ยังไม่มีการเปรียบเทียบกันโดยตรง ไม่เห็นการเปรียบเทียบในเชิงปริมาณว่า เทคโนโลยีที่ว่าดีทั้งสองนั้น ดีกว่าเป็นตัวเลขเท่าใด อีกทั้งการรวมข้อดีของทั้งสองเทคโนโลยีก็ยังไม่มีใครสนใจสักเท่าไหร่ ดังนั้นจึงเกิดความคิดที่จะรีวิวมอเตอร์ทั้งสองเทคโนโลยี คือทั้ง มอเตอร์หลายเฟส (MP) และมอเตอร์ปรับสนามแม่เหล็ก (VF) เปรียบเทียบกับมอเตอร์สามเฟส ที่ใช้เป็นตัวเทียบ (reference) แถมด้วยการรวมเทคโนโลยีทั้งสอง (MP-VF) เอามาเปรียบเทียบด้วย โดยดูในแง่ของ แรงบิด (torque) กำลัง (power capability) ประสิทธิภาพ (efficiency) แรงการกระเพื่อมของแรงบิด (torque ripple)

สำหรับมอเตอร์หลายเฟส (MP) สิ่งที่มีผลกระทบต่อราคามากที่สุดคือ inverter ซึ่งถ้าเป็นแบบหลายเฟสจะแพงมาก แถม inverter สามเฟสนั้น นอกจากถูกแล้วยังมีตัวเลือกอย่างมากมายหลากหลายทั้งแรงดันและกำลังด้วย ทางออกที่เหมาะสมคือใช้สามเฟสคู่ เอามาต่อเป็น หกเฟส เรียกว่า dual three-phase (DTP) เรียกว่าได้มอเตอร์หลายเฟสในราคาถูก เพราะใช้ inverter สามเฟสธรรมดาสองตัวต่อขนานกัน ปี 2010 โตโยต้า Prius ได้เปลี่ยนมอเตอร์จากสามเฟส เป็น DTP ได้แรงบิดเพิ่มขึ้น 2.45% การที่จะเปรียบเทียบว่าอะไรดีกว่าอะไร จะมีการมองหลายด้าน ไม่ใช่เพียงแค่ประสิทธิภาพอย่างเดียวแล้วจบ เพราะอาจจะต้องเทียบเคียงตัวแปรหลายตัว อย่างที่หลายคนรู้จักในชื่อว่า แผนภูมิใยแมงมุม แผนภูมิใยแมงมุม (Spider Chart) หรือที่เรียกว่า เรดาร์ชาร์ต (Radar Chart) คือแผนภูมิที่ใช้แสดงข้อมูลหลายตัวแปรพร้อมกัน โดยแต่ละตัวแปรจะแผ่ออกมาจากจุดศูนย์กลางเป็นแกนคล้ายใยแมงมุม ลักษณะของแผนภูมิใยแมงมุม จะมีจุดศูนย์กลาง และแกนหลายแกน แผ่ออกไปรอบๆ แต่ละแกนแทนตัวแปรหนึ่งค่า เช่น คุณสมบัติ ประสิทธิภาพ ฯลฯ ค่าของข้อมูลจะถูกเชื่อมต่อกันเป็นรูปหลายเหลี่ยม แผนภูมิแบบนี้ใช้เปรียบเทียบ จุดเด่น–จุดด้อย ของสิ่งต่างๆ สามารถเปรียบเทียบข้อมูลหลายชุดได้ในกราฟเดียว เหมาะกับข้อมูลที่เป็นตัวเลข ใช้ประเมินประสิทธิภาพของสินค้า หรือวิเคราะห์สมรรถนะเทียบเคียง มีข้อดีตรงที่เห็นภาพรวมของข้อมูลได้ชัดเจน เปรียบเทียบหลายด้านพร้อมกันได้ แต่มีข้อจำกัดเหมือนกันเพราะถ้ามีตัวแปรมากเกินไปจะดูยาก และไม่เหมาะกับข้อมูลที่ต้องการความแม่นยำสูง ในส่วนของบทความทางวิชาการฉบับนี้ มีการเปรียบเทียบคุณสมบัติ 5 ประการของมอเตอร์สี่ประเภท

มอเตอร์สี่ประเภทเหมือนคนสี่คน คือ

หนึ่ง - มอเตอร์สามเฟส (3-phase) ธรรมดา อย่างที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน

สอง - มอเตอร์หลายเฟส ในที่นี้ใช้มอเตอร์หกเฟส (สามเฟสสองชุด) หรือ Dual Three Phase (DTP)

สาม - มอเตอร์สามเฟส ที่ปรับสนามแม่เหล็กได้ คือเป็นแบบ Variable Flux (3-phase VF)

สี่ - มอเตอร์หลายเฟส ที่ปรับสนามแม่เหล็กได้ คือ มอเตอร์ Dual Three Phase - Variable Flux (DTP-VF)

ถ้าเอาคนสี่คนนี้ มายืนกางแขนกางขา เป็นดาว 5 แฉก คือ หัว-แขนซ้าย-แขนขวา-ขาซ้าย-ขาขวา ดูว่า ใครจะหัวสูงกว่าใคร แขนใครสั้น ขาใครยาว เพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติมอเตอร์ 5 ประการ คือ

1-แรงบิดสูงสุด หรือ Maximum torque (Newton meter, Nm)

2-กำลังคงที่ หรือConstant power (kilowatt, kW)

3-การกระเพื่อมของแรงบิด หรือ Torque ripple (%)

4-Loss เมื่อแรงบิดสูงที่รอบต่ำ (kilowatt, kW)

5-Loss เมื่อแรงบิดสูงที่รอบสูง (kilowatt, kW)

สองข้อแรก (1 และ 2) ยิ่งมากยิ่งดี ส่วนสามข้อหลัง (3, 4 และ 5) ยิ่งน้อยยิ่งดี

ผลของการเปรียบเทียบ ปรากฏว่า …

หนึ่ง - มอเตอร์สามเฟส (3-phase) เหมือนเป็นคนตัวเตี้ย แขนสั้น ขาสั้น กว่าใคร แย่ไปหมดทุกอย่าง

สอง - มอเตอร์หลายเฟส (DTP) เหมือนคนตัวสูง แขนสั้น ขายาว คือมีแรงบิดเพิ่มขึ้น (353.6 → 368.8 Nm) การกระเพื่อมของแรงบิดก็ดี เพราะลดลงเยอะ (16.1 → 5.2%) และที่แรงบิดสูงที่รอบต่ำก็ดีขึ้นเช่นกัน เพราะ Loss ลดลง (4.7 → 4.4 kW)

สาม - มอเตอร์สามเฟสปรับสนามแม่เหล็กได้ (3-phase VF) เหมือนคนตัวเตี้ย  แขนยาว ขาสั้น คือมีกำลังเพิ่มขึ้น (226.1 → 245.5 kW) จุดเดินเครื่องเมื่อแรงบิดสูงที่รอบสูงก็ดีขึ้น เพราะ Loss ลดลง (7.6 → 5.8 kW)

สี่ - มอเตอร์หลายเฟสปรับสนามแม่เหล็กได้ (DTP-VF) เหมือนคนตัวสูง แขนขายาว ดีไปหมดทุกอย่าง

มอเตอร์ที่วาดฝันสรุปออกมา จึงเป็นการรวมข้อดีของทั้งมอเตอร์หลายเฟสและมอเตอร์ที่ปรับสนามแม่เหล็กได้ไว้ในตัวเดียวกัน กลายเป็นมอเตอร์หลายเฟสที่ปรับสนามแม่เหล็กได้ หรือมอเตอร์ Dual Three Phase - Variable Flux (DTP-VF) นั่นเอง นี่แหละ คือมอเตอร์อีวีในฝัน

วัชระ นูมหันต์

2026-01-04

——————————

Variable Flux Motor

——————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

จากกระแสรถอีวีที่มาแรง การพัฒนาที่กำลังแข่งขันกันอย่างเข้มข้นมักจะพุ่งเป้าไปที่แหล่งพลังงานต้นกำลัง ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ หรือไฮโดรเจน ที่จะมาทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล คือน้ำมัน หรือแก๊ส แต่สิ่งหนึ่งที่ไม่ค่อยได้รับการพูดถึงมากนัก ได้แก่ตัวที่จะมาแทนเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งไม่ว่าจะเป็นไฮโดรเจน หรือแบตเตอรี่ ก็ต้องใช้เหมือนกัน คือ มอเตอร์ และมอเตอร์จะทำงานได้ด้วยความแรงของสนามแม่เหล็กภายใน ที่เรียกว่า “flux” ก่อนนี้เคยมีข่าวการพัฒนามอเตอร์มาบ้างเหมือนกัน คือการใช้มอเตอร์แบบ axial-flux ซึ่งนำโดยค่ายผู้นำรถหรู เช่น Ferrari และ Lamborghini ตามมาด้วย Mercedes-AMG ซึ่งวางแผนจะใช้มอเตอร์ axial-flux ในการผลิตรถอีวีออกมาเช่นเดียวกัน โดยการแลกเปลี่ยนตำแหน่งและทิศทางของตัวนำและสนามแม่เหล็กที่ตัดกัน จากเดิมที่กระแสไฟไหลตามตัวนำที่ทอดยาวตามแนวแกน ไปตัดกับสนามแม่เหล็กที่พุ่งเป็นรัศมีออกจากแกน (radial-flux) ก็กลับกันเสีย แต่นั่นก็เป็นเพียงความพยายามที่จะเพิ่มประสิทธิภาพมอเตอร์

ทว่า มอเตอร์นั้นมีลักษณะเฉพาะอีกอย่างคือ ที่รอบต่ำๆ เมื่อเริ่มหมุน หรือหมุนช้าๆ แรงบิด (torque) จะสูง กระแสสูง คือกินไฟมาก และเมื่อหมุนเร็วขึ้น กระแสจะลดลง กินไฟน้อยลง แรงบิดลดลง สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ สนามแม่เหล็กที่เดิมใช้ช่วยในการเริ่มหมุน ให้หมุนเร็วขึ้นเรื่อยๆ นั้น ถ้ายังมีความแรงของสนามอยู่เหมือนเดิม แม้เมื่อมอเตอร์หมุนรอบจัดจนเร็วจี๋แล้ว สนามแม่เหล็กนั้นกลับจะเป็นตัวต้านการหมุนเสียเอง ทำให้เปลืองพลังงานเข้าไปอีก  จึงเกิดมีความคิดกันว่า น่าจะปรับความเข้มของสนามแม่เหล็ก เพื่อให้แรงตอนเริ่มหมุน ให้มีแรงบิดมากๆ แล้วค่อยๆ ลดลง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในรอบสูงๆ  แนวคิดนี้ไม่ใช่เพิ่งเกิด ในทางทฤษฎีนั้น คิดกันมานานแล้ว แต่สำหรับรถอีวีนั้น BYD เพิ่งจดสิทธิบัตรเมื่อไม่นานมานี้เอง โดยใช้ชื่อย่อว่า VF-PMSM (variable flux - permanent magnet synchronous motor)

ก่อนหน้านี้นานแล้ว ตั้งแต่ปี 2016 ทีมงานวิจัยของเกาหลีใต้ (Dr. Jinseok Jang วิศวกรไฟฟ้าจาก Daewoo และ Dr. Byungteak Kim วิศวกรไฟฟ้าจาก Samsung และ LG) ก็เคยทำวิจัยมอเตอร์ขนาดเล็กสำหรับเครื่องซักผ้า ให้สามารถปรับสนามแม่เหล็กได้ เพื่อให้มีแรงบิดมากๆ ขณะเริ่มซัก ซึ่งหนักเพราะมีน้ำด้วย และลดสนามแม่เหล็กลงเมื่อปั่นหมาดที่ความเร็วสูงในตอนสุดท้าย เพื่อให้กระแสต่ำลง ทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้น (เพิ่มจาก 66% เป็น 78%) การปรับสนามแม่เหล็กของมอเตอร์นั้น โดยหลักการมีสามวิธี คือ

วิธีที่หนึ่ง - ใช้ขดลวดพิเศษไปช่วยแม่เหล็ก เรียกว่า Field Winding หรือ Hybrid Excitation คือนอกจากใช้แม่เหล็กถาวรแล้ว จะมีขดลวดเพิ่ม ถ้าจ่ายไฟเสริม จะทำให้สนามแม่เหล็กแรงขึ้น และถ้าจ่ายไฟต้าน สนามแม่เหล็กก็จะอ่อนลง เหมือนมีแม่เหล็กที่มีปุ่มปรับความแรง และที่เรียกว่าไฮบริดก็เพราะมีทั้งแม่เหล็กถาวร (permanent magnet : PM) และขดลวดเพิ่ม (field coil : FC) ซึ่งมีการติดตั้งได้สามแบบ แล้วแต่ว่าจะติดตั้งไว้ที่แกนหมุน (rotor) หรือที่ตัวมอเตอร์ (stator) คือ

(a)PM: rotor/FC: rotor.

(b) PM: rotor/FC: stator.

(c) PM: stator/FC: stator.

วิธีที่สอง - ปรับ “สภาพแม่เหล็ก” โดยตรง (Memory Motor) วิธีนี้ฉลาดมาก เพราะใช้แม่เหล็กชนิดพิเศษ (low coercive field magnet เช่น AlNiCo และ NdFeB) เมื่อส่งกระแสไฟสั้นๆ เข้าไป แม่เหล็กจะแรงขึ้น แล้วจำค่าไว้ หรือทำให้อ่อนลง แล้วจำค่าไว้ ไม่ต้องจ่ายไฟค้างไว้ จึงเป็นเสมือนแม่เหล็กที่ “ตั้งค่าแล้วจำได้”

วิธีที่สาม - ปรับทิศทางสนามแม่เหล็กภายใน ออกแบบทางเดินสนามแม่เหล็กให้เปลี่ยนได้ ทำให้ flux ที่ออกมาแรงหรืออ่อนได้ เป็นการออกแบบทางเชิงกล เช่น เมื่อมอเตอร์หมุนรอบจัดขึ้น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะมากขึ้น ทำให้แม่เหล็กเปลี่ยนตำแหน่งไป เหตุผลของการมีสนามแม่เหล็กที่ปรับได้ก็เพราะ …

สนามแม่เหล็กที่แรง จะให้แรงบิดสูงที่ความเร็วรอบต่ำ แต่ประสิทธิภาพจะตกที่ความเร็วรอบสูง

ส่วนสนามแม่เหล็กที่อ่อนจะตรงข้าม คือ มีประสิทธิภาพมากที่ความเร็วรอบสูงๆ แต่แรงบิดต่ำ

มอเตอร์แบบที่ปรับความแรงสนามแม่เหล็กได้ (variable flux motor) จึงตอบโจทย์ เพราะสามารถปรับสนามแม่เหล็กให้เหมาะสมในแต่ละช่วงเวลานั้นได้ (real time adjustment) จนได้ผลดีทั้งสองอย่างคือ แรงบิดสูง ที่รอบต่ำ และประสิทธิภาพดี ที่รอบสูง ถึงแม้เราจะไม่คุ้นกับการใช้งานมอเตอร์แบบปรับสนามแม่เหล็กได้ แต่ที่จริง ในบ้านเราก็คุ้นเคยอยู่กับการปรับสนามแม่เหล็กแบบนี้อยู่เหมือนกัน ทว่า ไม่ใช่สำหรับชาวบ้านทั่วไป เพราะมีเฉพาะแต่ที่ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ๆ เท่านั้น คือการปรับความเข้มสนามแม่เหล็กที่แกนหมุน ด้วยการปรับกระแสไฟที่ไหลในแกนหมุน (rotor) ที่ใช้สร้างสนามแม่เหล็ก (field current) ผลที่ได้จะเป็นการปรับแรงดันที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และตามมาด้วยการควบคุมกำลังไฟฟ้า reactive ที่เรียกว่า การควบคุมเมกะวาร์ (Mvar control) นั่นเอง

วัชระ นูมหันต์

2025-12-28

บทความรู้ทั่วไปจากสมาคมฯ สัปดาห์นี้

————————

ขับอย่างประหยัด

————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

คนที่ขับรถมานานคงได้เจอเหตุการณ์คับขันมาบ้างเมื่อน้ำมันใกล้หมดแล้วปั๊มยังอยู่อีกไกล หรือใช้รถไฟฟ้าแล้วอาจต้องลุ้นเพื่อจะขับถึงสถานีชาร์จไฟข้างหน้า ทั้งสองสถานการณ์จำเป็นต้อง “ขับอย่างประหยัด” หรือพูดอีกอย่างว่า จะขับเร็วเท่าไหร่ดี เพื่อให้ได้ระยะทางมากที่สุด โดยใช้พลังงานน้อยที่สุด  อันที่จริง เรื่องอย่างนี้ก็เป็นแคมเปญโฆษณาของรถแต่ละยี่ห้อเหมือนกัน มีแม้กระทั่งทำเป็นรีวิวขับไปจนสุดทางเท่าที่พลังงานในรถจะมีแล้วนำมาคำนวณหาระยะทางต่อพลังงาน ว่าใครจะมากกว่ากัน เทคนิคที่นำมาใช้ก็รู้ๆ กันอยู่ เช่น ลดน้ำหนัก เติมลมพอดี พยายามไม่ใช้เบรก ขับตามหลังรถใหญ่ให้ลมช่วยดูด (อันตรายหน่อย) ค่อยๆ ขับไม่เร่งเครื่องแรง และขับไม่เร็วมาก  ขับไม่เร็วมากนี่แหละคือหัวใจ แต่ไม่ใช่คลานเป็นเต่า ความเร็ว 10-20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง กินลมชมวิวไปเรื่อยๆ ซึ่งอาจจะสิ้นเปลืองหนักเข้าไปอีกโดยได้ระยะทางไม่เท่าไหร่ ขับที่ความเร็วสูง นอกจากจะสิ้นเปลืองแล้ว ยังจะไม่ได้กินลมชมวิวแน่นอน เพราะไม่มีโอกาสได้เห็นทัศนียภาพข้างทางอย่างที่เรียกกันว่า  “tunnel effect”

Tunnel effect ในการขับรถคือปรากฏการณ์ของการมองเห็นที่แคบลงเหมือนมองเข้าไปในอุโมงค์ ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อขับรถด้วยความเร็วสูง สมองจะโฟกัสจดจ่อแต่สิ่งที่อยู่ข้างหน้า ภาพด้านข้างจึงลดน้อยลง หรือหายไป และถ้าขับเข้าไปในอุโมงค์จริงๆ สภาพที่แคบและแสงที่น้อยเราจะรู้สึกว่าสิ่งรอบตัวนั้นเข้ามาใกล้เรากว่าที่เป็นจริง  สถานการณ์อีกอย่างคือ การขับรถจนเครียด อ่อนล้า เหนื่อย เพลีย ง่วงนอน ตกใจ หรืออยู่ในสถานการณ์คับขัน ความระมัดระวังจะหดหาย สายตาโฟกัสได้แคบลง เหมือนการมองอุโมงค์เช่นกัน  ลักษณะอย่างนี้จึงอันตราย เพราะมองไม่เห็นด้านข้าง เช่น คนเดินถนน จักรยาน หรือรถที่เบียดเข้ามา รวมทั้งเวลาของการตอบสนองต่อสิ่งที่เกิดอย่างไม่คาดฝันจะลดลง และความรู้สึกของการควบคุมรถและความเร็วจะผิดเพี้ยนไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางคืน  ในสถานการณ์ปกติ ความเร็วของการขับที่ปลอดภัยก็มีกำหนดอยู่แล้วตามกฎหมาย แต่ต้องดูสภาพถนน สภาพอากาศ และสภาพจราจรเข้าไปด้วย ที่สำคัญต้องไหลเลื่อนไปตามการจราจรให้ดี ตามคันหน้าแต่พอเหมาะ เว้นระยะ 3 วินาทีต้องหยุดทันสำหรับสิ่งที่เกิดอย่างไม่คาดฝัน อย่างนี้เรียกว่า “optimum speed” จากความเร็วสูง (high speed) ที่ไม่ควรขับ เพราะจะเกิด tunnel effect ลดลงมาเป็น ความเร็วที่เหมาะสม (optimum speed) ในสภาพปกติ แต่ก็ยังไม่ตอบโจทย์ที่ต้องการประหยัดพลังงานให้ขับให้ได้ไกลกว่าปกติ … ก็ต้องลดความเร็วลงมาอีก คำถามคือ ควรจะลดเหลือสักเท่าไหร่ดี

ถ้าเป็นรถใช้น้ำมันโดยทั่วไป กลยุทธ์อีกอย่างในการขับประหยัดน้ำมันคือ การขับที่เกียร์สูงที่สุดโดยรอบเครื่องต่ำที่สุด ผลก็คือ ความเร็วที่ประหยัดที่สุดจะอยู่แถวๆ 50 ถึง 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยขึ้นอยู่กับขนาดเครื่องยนต์ รูปทรง (aerodynamic) และน้ำหนักของรถแต่ละคัน เหตุผลของการขับอย่างประหยัดอยู่ที่ความเร็วดังกล่าวก็คือ …

•ถ้าขับรถแบบคลานไป (<50 km/h) ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์อาจจะต่ำ และการเพิ่ม/ลดความเร็วบ่อยๆ จะเปลืองน้ำมัน

•ถ้าขับที่ความเร็วดังกล่าว (50–80 km/h) การต้านของลมจะต่ำ อีกทั้งเครื่องยนต์จะมีประสิทธิภาพดี

•ถ้าขับที่ความเร็วสูง (>90 km/h) จะต้านลมมาก (aerodynamic drag) ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงตก เปลืองน้ำมัน ความเร็วพอเหมาะ ประสิทธิภาพเครื่องยนต์ทำงานสูงสุด จะอยู่ที่โหลดปานกลาง นิ่งๆ นิ่มๆ เครื่องยนต์ความเร็วรอบต่ำ โดยเกียร์อยู่ตำแหน่งสูงสุด การต้านของลมจะเพิ่มขึ้นด้วยอัตราเท่ากับความเร็วยกกำลังสอง ดังนั้น ยิ่งเพิ่มความเร็วก็ยิ่งเปลืองน้ำมันอย่างไม่เป็นสัดส่วนกันเลย ส่วนความต้านทานการหมุนของยางล้อและระบบขับเคลื่อนต่างๆ ก็จะอยู่ที่จุดต่ำสุดที่ความเร็วปานกลางแบบคงที่

สรุปสั้นๆ ถ้าอยากจะขับแบบประหยัดน้ำมันคือ

- เติมลม (ยางไม่แบน)

- ขนน้อย (ไม่หนัก)

- ขับนิ่ม (ไม่เร่งไม่เบรก)

- เกียร์สูง (แต่รอบต่ำ)

พูดถึงเกียร์ อาจมีคนสงสัยว่า แล้วรถไฟฟ้าจะมีเกียร์ไหม จะได้ขับใช้เกียร์สูงเพื่อประหยัดพลังงานให้ถึงจุดชาร์จไฟข้างหน้าได้อย่างสบายใจ

 คำตอบคือ มีครับ เพียงแต่เกียร์รถไฟฟ้าจะไม่เหมือนเกียร์รถน้ำมันที่เราคุ้นเคย ทั้งนี้เพราะรถไฟฟ้าจะมีช่วงแรงบิดที่กว้างมาก (wide torque range) ดังนั้น อัตราการทดเกียร์เพียงหนึ่งเดียว (single-speed gear ratio) ก็ครอบคลุมการขับตามปกติแล้ว อีกทั้งระบบขับเคลื่อนที่มีสิ่งเคลื่อนไหวน้อยชิ้นย่อมมีประสิทธิภาพดีกว่า แถมบำรุงรักษาง่ายกว่า แต่ก็มีรถไฟฟ้าสมรรถนะสูงบางแบบที่มีมากกว่าหนึ่งเกียร์ เช่น Porsche Taycan มีสองเกียร์ขับเคลื่อนล้อหลัง เพื่อให้มีอัตราเร่งให้ได้ความเร็วสูงอย่างมีประสิทธิภาพ รวมทั้ง Rimac Nevera ก็มีสองเกียร์เช่นกัน ทว่า รถไฟฟ้าโดยทั่วไป อย่างเช่น Tesla, Nissan Leaf, Chevy Bolt จะมีเพียงเกียร์เดียว ถ้าอย่างนั้น รถไฟฟ้าควรจะขับที่ความเร็วเท่าไหร่ดีถึงจะประหยัดพลังงานและได้ระยะทางไกลมากที่สุด

คำตอบคือ 30 ถึง 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง … ต่ำกว่ารถน้ำมันหน่อย และขึ้นอยู่กับรถแต่ละคัน หลักการก็คล้ายๆ รถน้ำมัน คือขึ้นอยู่กับรูปร่าง (vehicle aerodynamic) ยางรถที่ใช้ (ยางดี ช่วยลด loss) สมรรถนะของแบตและมอเตอร์ (battery and motor efficiency curves) ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น และยังขึ้นอยู่กับสภาพถนนและสภาพลม  เหตุผลก็คล้ายๆ กับรถน้ำมัน คือ …

- ความเร็วต่ำไป (<30 km/h) พลังงานสูญเสียไปกับความฝืดและมอเตอร์ประสิทธิภาพต่ำ

- ความเร็วสูงไป (>50–60 km/h) ลมต้านจะเพิ่มเป็นทวีคูณ (exponentially) ใช้พลังงานมากเกินไป

- ความเร็วประมาณ 40 km/h จึงเหมาะมาก (sweet spot) สำหรับรถไฟฟ้าที่ต้องการจะขับให้ได้ระยะทางที่ไกลมากที่สุด

ในบางสถานการณ์เราจำเป็นต้องขับอย่างประหยัด เพื่อให้ถึงจุดที่จะเติมพลังงานข้างหน้าไม่ว่าจะเป็นน้ำมันหรือไฟฟ้า อาจจะไม่ทันใจวัยรุ่นใจร้อน แต่ปลอดภัยไว้ก่อนดีกว่า ว่าถึงจุดหมายปลายทางแน่ๆ ดีต่อรถ ดีต่อเรา คือดีต่อกระเป๋าตัวเอง ถ้าขับรถอย่างประหยัด ใครมีเพื่อนชื่อประหยัด ไปถามคุณประหยัดดูได้ครับ

วัชระ นูมหันต์

2025-12-21

———

รถราง

———

⭕️ ⭕️ ⭕️

รถราง (tram) เป็นรถไฟฟ้าที่วิ่งในเมืองที่รับใช้ผู้คนมานาน ปัจจุบันอาจจะมีหลงเหลือในบางประเทศที่อนุรักษ์ไว้ภาพของรถรางที่อยู่ในความทรงจำของหลายๆ คน คือ รถที่มีคันเดียวหรืออาจพ่วงกันแค่สองคันวิ่งอยู่บนรางในเมือง ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าจากก้านยก (pantograph) ที่ขึ้นไปแตะสายไฟฟ้าเหนือรถที่ทอดยาวขนานไปกับรางซึ่งเป็นเส้นทางที่กระแสไฟไหลกลับไปด้วยในตัว แต่ใครที่ไปสหรัฐอเมริกา ทางตะวันตกเฉียงเหนือเช่น Seattle และ Vancouver อาจจะเจอยานที่ใช้ไฟฟ้าเหมือนกัน แต่เดินสายไฟฟ้ามาคู่เลย ไม่ต้องมีรางเป็นทางกลับของกระแสไฟ จึงไม่ต้องมีล้อเหล็ก ใช้ล้อยางตามปกติได้ เลยไม่ต้องเรียกรถราง (tram) แต่เรียกว่ารถไร้ราง (trackless trolley) ประวัติศาสตร์รถรางอันน่าทึ่ง ย้อนหลังไปได้ถึงยุคที่ยังไม่มีไฟฟ้าใช้กัน แล้วจะใช้อะไรขับเคลื่อน เดากันได้ไม่ผิดแน่ … ม้านั่นเอง

รถรางสายแรกในโลกเกิดขึ้นใน Wales ประเทศอังกฤษ คือสาย “Swansea and Mumbles Railway” โดยสภาผู้แทนของอังกฤษผ่านกฎหมาย (Mumbles Railway Act) ในปี 1804 แล้วเอาม้ามาลากให้บริการได้ในปี 1807 ยาวไปจนกระทั่งถึงปี 1827 จึงหยุดไประยะหนึ่ง แล้วกลับมาเปิดให้บริการใหม่ในปี 1860 แต่ยังคงใช้ม้าลากอยู่เหมือนเดิม ในปี 1877 เปลี่ยนจากม้าเป็นเครื่องจักรไอน้ำ

ปี 1929 เปลี่ยนจากการขับเคลื่อนด้วยไอน้ำเป็นไฟฟ้า แล้วปิดตัวเองลงในปี 1960

เรื่องรถรางนี้ ในยุโรปถ้าไม่นับอังกฤษ ถือว่าตามหลังอเมริกา ด้วยเหตุผลง่ายๆ คือถนนหนทางของเมืองในอเมริกาสภาพแย่กว่าในยุโรป รถบัสที่ใช้ม้าลาก (horsebus) จึงมีใช้กันตามปกติบนถนนสภาพดีในยุโรป ในอเมริกาถนนขรุขระ การวางรางให้ม้าลากจึงเรียบกว่า ที่บัลติมอร์จึงมีรถรางม้าลากมาตั้งแต่ปี 1828 ในนิวยอร์กมีตั้งแต่ปี 1832 ตามมาด้วยนิวออร์ลีนส์และหลุยเซียนาในปี 1835 ยุโรปตามหลังอเมริกาโดยมีรถรางสายแรกในกรุงปารีสของฝรั่งเศสในปี 1855 โดย Alphonse Loubat ที่เคยทำงานบริษัทรถรางในอเมริกามาก่อน จากนั้นรถรางก็กระจายไปทั่วโลก รถรางสายแรกในอเมริกาใต้เกิดในปี 1858 ที่เมืองซานดิเอโกประเทศชิลี ออสเตรเลียเริ่มมีในปี 1860 ที่เมืองซิดนีย์ ปี 1863 มีรถรางสายแรกในแอฟริกา จนมาถึงปี 1869 จึงมีรถรางสายแรกในเอเซียที่เมืองปัตตาเวีย (ปัจจุบันคือจาการ์ต้า) ประเทศอินโดนีเซีย ดำเนินการโดยบริษัทชาวดัทช์  รถรางได้ขยายออกไปทั่วโลก รวมทั้งในไทยเราเองด้วย เพียงแต่เราเริ่มจากใช้ม้า แล้วข้ามไปใช้ไฟฟ้าเลย ไม่เคยใช้เครื่องจักรไอน้ำ

ประวัติ รถรางในไทย (Tram in Thailand) มีความเป็นมาที่น่าสนใจและสะท้อนพัฒนาการด้านคมนาคมในสมัยต้นรัชกาลที่ 5 จนถึงยุคหลังสงครามโลก ดังนี้:

1) จุดเริ่มต้นของรถรางในไทย (ร.ศ. 112 / พ.ศ. 2436) รถรางระบบแรกในไทยคือ รถรางม้า (Horse Tram) เปิดบริการครั้งแรกวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2436 วิ่งตามเส้นทาง ถนนเจริญกรุง ซึ่งเป็นถนนสมัยใหม่สายแรกของประเทศ ดำเนินการโดย บริษัท รถรางสยาม จำกัด

2) เข้าสู่ยุค “รถรางไฟฟ้า” (Electric Tram) – พ.ศ. 2447 เป็นต้นไป เนื่องจากรถรางม้ารับผู้โดยสารได้น้อยและไม่ทันสมัย รัฐจึงอนุญาตให้นำระบบไฟฟ้ามาใช้

รถรางไฟฟ้าขบวนแรกเริ่มวิ่งในปี พ.ศ. 2447 (ค.ศ. 1904) เป็นนวัตกรรมร่วมสมัยกับเมืองใหญ่ในเอเชีย เช่น ฮ่องกง โตเกียว บริษัท Bangkok Tramways Company และต่อมา Bangkok Electric Tramway เป็นผู้ดำเนินงาน

3) เครือข่ายรถรางที่เคยมีในกรุงเทพฯ ครอบคลุมเมืองชั้นในและย่านการค้า เช่น เจริญกรุง, บางรัก, วังบูรพา, ปากคลองตลาด, ถนนตก, พระนคร–ดุสิต (บางลำพู / ถนนราชดำเนิน)  เมื่อเข้าสู่ยุครุ่งเรืองสูงสุด ระบบมี 14 สาย ความยาวราว 50 กิโลเมตร มีรถรางกว่า 200 คัน ที่พิเศษคือสายปากน้ำ  รถราง/รถไฟที่เคย วิ่งไป “สมุทรปราการ (ปากน้ำ)” คือระบบที่เรียกว่า สายปากน้ำ (Paknam Railway) ซึ่งถือเป็น เส้นทางรถไฟ/รถรางแรกของประเทศไทย ในยุคต้นกรุงรัตนโกสินทร์ก่อนระบบรถไฟหลักของรัฐ  เส้นทาง เริ่มจาก หัวลำโพง (Hua Lamphong) ในกรุงเทพฯ สิ้นสุดที่ ปากน้ำ (Paknam) ในจังหวัด สมุทรปราการ ระยะทางประมาณ 21 กิโลเมตร   เส้นทางนี้เริ่มจากบริเวณหัวลำโพง กรุงเทพฯ แล้วผ่านจุดสำคัญต่าง ๆ เช่น บริเวณ ศาลาแดง / คลองเตย / พระโขนง / บางนา / สำโรง จนไปถึง ปากน้ำสมุทรปราการ  ก่อนปิดให้บริการ ทางรถไฟถูกเปลี่ยนเป็นถนนคือถนน พระราม 4 (Rama IV Road) ในหลายช่วงที่เป็นแนวรางเดิม  ช่วงเวลาที่ดำเนินการ เปิดให้บริการตั้งแต่ 11 เมษายน 2436 (1893) เป็นเส้นทางแรกของไทย  ต่อมาถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าในปี 2476 (1926) แล้วเป็นระบบรางไฟฟ้า (รถรางแบบราง)  ปิดบริการใน ปลายทศวรรษ 1950 (ปลายปี 1959 – ต้นปี 1960) โดยรางและโครงสร้างเดิมถูกรื้อออกและถนนเข้ามาแทนที่  เส้นทางนี้ไม่ได้เป็น “รถรางในเมืองกรุงเทพฯ” อย่างเดียว แต่เป็นแนวรถไฟ/รถรางเชื่อมเมืองหลวงกับชายทะเลสู่ท่าเรือที่ปากแม่น้ำเจ้าพระยาเพื่อรองรับทั้งผู้โดยสารและสินค้าในยุคนั้น

สรุปคือ รถราง/รถไฟปากน้ำ เคยวิ่ง จากบริเวณหัวลำโพงในกรุงเทพฯ ไปยังปากน้ำ (สมุทรปราการ) ตามแนวเส้นทางที่ปัจจุบันกลายเป็นถนนใหญ่บางส่วน เช่น ถนนพระราม 4 และพื้นที่รอบ ๆ

4) ในด้านความนิยม รถรางเป็น “ขนส่งสาธารณะหลักของกรุงเทพฯ” นานกว่า 50 ปี เพราะ ค่าบริการถูก  เดินทางตรงเวลา ช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจและการขยายเมือง

5) รถรางเริ่มเสื่อมความนิยมหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ด้วยเหตุผลคือ  การเติบโตของรถเมล์ ซึ่งคล่องตัวกว่าต่อมาปริมาณรถยนต์เพิ่มขึ้นทำให้รถรางถูกมองว่าเป็นอุปสรรคต่อจราจร  ค่าบำรุงรักษา (รางและระบบไฟฟ้า) สูง อีกทั้งนโยบายรัฐมุ่งส่งเสริมถนนและระบบรถยนต์แทนราง  รถรางสายสุดท้ายเลิกเดินเมื่อวันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2511

ปิดฉากยุครถรางในกรุงเทพฯ หลังให้บริการมากกว่า 75 ปี  นอกจากกรุงเทพฯ ยังมีรถรางในจังหวัดต่างๆ เช่น  เชียงใหม่ – เคยมีรถรางม้าในช่วงต้นรัตนโกสินทร์ตอนปลาย  สงขลา – รถรางม้าบริเวณเมืองเก่า  มีความพยายามฟื้นฟูรถรางในยุคใหม่อยู่เหมือนกัน แม้รถรางดั้งเดิมจะเลิกไปแล้ว หลายเมืองที่มีการศึกษาหรือเสนอระบบใหม่ เช่น รถราง ภูเก็ต รถราง เชียงใหม่  รถรางรอบเกาะรัตนโกสินทร์  (เป็นโครงการศึกษา ยังไม่ดำเนินการ)  รถราง ไม่ได้หายไปไหน แต่มีวิวัฒนาการจากแหล่งพลังงานเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เข้ามา แต่ระยะหลังเป็นเรื่องของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแทบทั้งนั้นตาม time line ดังนี้

-  ปี 1875 — เกิดรถรางไฟฟ้าสายแรกที่ Saint Petersburg ในรัสเซีย 

- ปี 1883 — รถรางไฟฟ้าเชิงพาณิชย์สายแรกที่ Lichterfelde ใกล้เมืองเบอร์ลิน ประเทศเยอรมันนี ตอนแรกใช้ไฟฟ้าจากราง ตอนหลังเปลี่ยนเป็นสายไฟฟ้าเหนือราง (overhead wire) 

- ปี 1892 — มีการทดลองใช้แบตเตอรี่ขับเคลื่อนรถรางไฟฟ้าที่ Bendigo และ Adellaide ในออสเตรเลีย รวมทั้งรถรางสายสั้นในนิวยอร์ก มีการใช้รถรางแบตเตอรี่ในเส้นทางที่ยาวขึ้นจากมิลานไป Bergamo ในช่วงทศวรรษ 1950

- ปี 2014 — จีนเปิดใช้รถรางแบตเตอรี่ที่นานจิง ตามมาด้วยอังกฤษที่เปิดใช้รถรางแบตเตอรี่ที่เบอร์มิงแฮมในปี 2019

- ปี 2015 — ในเดือนมีนาคม จีนได้แสดงรถราง hydrogen fuel cell ที่เมือง Qingdao

- ปี 2024 — ในเดือนกรกฎาคม ปีที่แล้วนี่เอง รถราง hydrogen fuel cell จำนวน 38 คัน ผลิตโดย Hyundai Rotem ของเกาหลีใต้ ได้เข้าประจำการใน Daejeon Metro Line 2 คาดว่าจะให้บริการเต็มรูปแบบในปี 2028 จะเป็นรถรางไฮโดรเจนที่วิ่งให้บริการในระยะทางยาว 38.8 กิโลเมตร   รถราง ของเก่าเราลืม แต่สิ่งที่ไม่ลืมคือ ล้อเหล็กที่เบียดกับรางเหล็กอย่างช้าๆ นั้น เป็นเหมือนเครื่องทำของเล่นชั้นดี เหมือนเป็นแท่งบดขนาดใหญ่ ถ้าเอาฝาเบียร์มาวางให้รถรางวิ่งทับ จะได้ฝาเบียร์ที่แบนแต๊ดแต๋ เจาะรูสองรูตรงกลางเพื่อร้อยเชือก แล้วผูกปลายเป็นวงกลม จะได้ของเล่นสุดเจ๋งในสมัยนั้นที่หาไม่ได้ในสมัยนี้ และสิ่งที่เด็กก่อวีรกรรมก้าวหน้าไปอีกแบบคือ เอาเศษแก้วไปวางให้รถรางทับ เมื่อรางแล่นผ่านไป จะได้ผงเศษแก้วเพื่อผสมกับแป้งเปียกใช้ชะโลมกับเชือกว่าวเอาไว้ไปตัดกับว่าวคู่ต่อสู้ ปัจจุบันรถรางเลิกไป พร้อมกับเกมของเด็กที่เติบโตเป็นผู้ใหญ่  เหลือไว้แต่เพียงความทรงจำ

วัชระ นูมหันต์

2025-12-14

———————

ไฟฟ้าสายเดี่ยว

———————

⭕️ ⭕️ ⭕️ 

เห็นคำว่าสายเดี่ยว บางคนอาจจะนึกแต่เรื่องแฟชั่นเช่นเสื้อผ้า คงไม่นึกว่าจะมีเรื่องไฟฟ้าเข้าไปเกี่ยวข้องด้วย เพราะเราคุ้นชินกับสายไฟฟ้าที่มีสองสาย ดังนั้นพอพูดถึงไฟฟ้าสายเดียว หรือสายเดี่ยว ผู้คนก็งุนงงกันพอสมควร

ปัจจุบันเราอยู่กันแต่ในเมืองในยุคสมัยใหม่ แต่เรื่องราวเหล่านี้เกิดขึ้นในชนบทห่างไกล ซึ่งเมืองไทยไม่มีแล้ว ถนนหนทาง ไฟฟ้าประปา ขยายไปจนทั่วทุกหัวระแหง แต่หากมองย้อนอดีต นึกภาพชนบทห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ งบประมาณในการเดินสายไฟยาวๆ เพียงเพื่อการใช้งานหรือโหลดที่มีไม่มากนั้น เป็นเรื่องน่าคิด ถ้าลดค่าใช้จ่ายลงมาครึ่งหนึ่ง แทนที่จะเดินไฟไปสองสาย แต่ปักเสาพาดสายไปเพียงสายเดียวที่เรียกว่าไฟฟ้าสายเดี่ยว ย่อมประหยัดงบประมาณไปได้อย่างมาก มีสายไฟไปเส้นเดียว ไม่มีสายกลับ เป็นไปได้อย่างไร เป็นไปได้ เพราะอาศัยกลับทางแม่ธรณี (mother earth) นั่นเอง ระบบนี้เรียกว่า “ระบบไฟฟ้าแบบสายเดี่ยว (Single Wire Earth Return – SWER)”

เรื่องอย่างนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะเริ่มมีใช้กันตั้งแต่ยุคแรกๆ ของการใช้ไฟฟ้าที่นำมาใช้เพื่อการสื่อสารที่เด็กสมัยนี้ไม่รู้จักแล้วคือโทรเลข ตั้งแต่ทศวรรษ 1840 โน่น ที่มีเพียงสายโทรเลขสายเดียว และมีการต่อ “ground” หรือสายดินเพื่อให้ครบวงจร

ในปี 1897 คนดังคู่แข่งของ โทมัส เอดิสัน คือ Nikola Tesla ก็ได้จดสิทธิบัตรการส่งไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูงโดยใช้สายเส้นเดียวและระบบสายดิน ในช่วงทศวรรษ 1890 ถึง 1900 จึงมีบริษัทไฟฟ้าหลายบริษัทที่ใช้ระบบนี้เพื่อประหยัดทองแดงและอะลูมิเนียม

ในปี 1925 Lloyd Mandeno วิศวกรไฟฟ้าและนักการเมืองของนิวซีแลนด์ได้นำระบบไฟฟ้าสายเดี่ยวนี้ไปใช้ในแถบชนบทของนิวซีแลนด์ ต่อมาได้แพร่กระจายต่อมาที่ออสเตรเลีย จนปัจจุบันมีการใช้ระบบนี้ในออสเตรเลียและนิวซีแลนด์รวมความยาวมากกว่า 200,000 กิโลเมตร และขยายไปทั่วโลกเช่นที่ แคนาดา (แถบ Saskatchewan) บราซิล แอฟริกา และแถบอลาสกาตะวันตกของสหรัฐอเมริกา (เมือง Bethel) ของไทยเรา กฟภ. (การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค - PEA) เคยมีเป้าหมายขยายไฟฟ้าให้ครอบคลุมพื้นที่ชนบททั่วประเทศ และในบางช่วง เคยทดลองใช้งานระบบไฟฟ้าแบบสายเดี่ยว (Single Wire Earth Return – SWER) ในพื้นที่ชนบทห่างไกลบางแห่ง แต่ไม่ได้เป็นระบบหลัก

กฟภ.มีภารกิจขยายไฟฟ้าพื้นที่ชนบทตั้งแต่เริ่มก่อตั้งในปี 1960 เป็นต้นมา ภารกิจสำคัญของ กฟภ.คือการทำ “โครงการไฟฟ้าชนบท” เพื่อให้ไฟฟ้าเข้าถึงทุกพื้นที่ห่างไกล โดยมีโครงการหลัก เช่น

โครงการไฟฟ้าชนบทระยะที่ 1–4

โครงการหมู่บ้านไฟฟ้าพัฒนา

โครงการไฟฟ้า 90 วัน

โครงการหมู่บ้านไฟฟ้าภาคเหนือ–อีสาน–ใต้

เป้าหมายคือ ให้ไฟฟ้าเข้าถึงทุกหมู่บ้านทั่วประเทศ ซึ่งสำเร็จเกือบครบ 100% ตั้งแต่ราวปี 2000–2010 กฟภ. เคยทดลองใช้ “ระบบสายเดี่ยว” ในพื้นที่ชนบทที่ห่างไกลเหมือนกันแต่ใช้น้อยมาก เพราะมีข้อจำกัดหลายอย่าง เช่น

- กำลังจ่ายไฟต่ำ

- แรงดันตกง่ายในระยะไกล

- ระบบ ground return ต้องมีคุณภาพดีมาก

- ไม่เหมาะกับพื้นที่ที่มีประชากรมากหรือโหลดไฟฟ้าเพิ่มในอนาคต

ท้ายที่สุด กฟภ. จึงเน้นการใช้ระบบไฟฟ้า 1 เฟส 2 สาย และ 3 เฟส 4 สาย เป็นหลัก ถึงแม้เราจะไม่ได้เห็นโครงการไฟฟ้าสายเดี่ยวในเมืองไทย แต่เราก็คงได้ผ่านประสบการณ์ของการใช้ไฟฟ้าสายเดี่ยวมาบ้างที่หลายคนอาจได้ใช้บริการในวัยเด็ก … ซึ่งก็คือ “รถราง” ที่เด็กรุ่นใหม่ไม่มีโอกาสได้เห็น โดยการเดินสายไปเหนือรางเพียงสายเดียว บนหลังคารถรางมีแท่งโลหะยาวๆ ขึ้นไปแตะสายไฟเพื่อรับกระแสไฟฟ้าลงมาขับมอเตอร์ของรถรางแล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าขากลับ “ลงดิน” แต่ไม่ใช่ดินจริงๆ เพราะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีกว่าดินคือกระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านล้อเหล็กลงไปที่รางเหล็กเพื่อไหลกลับไปที่แหล่งกำเนิดไฟฟ้าต้นทาง คงเหมือนกับรถเด็กเล่นที่ขับชนกันไปชนกันมาในสวนสนุกสมัยก่อน โดยใช้ไฟฟ้ามาปล่อยบนตะแกรงเพดาน รถแต่ละคันจะมีเสาขึ้นไปแตะ เพื่อรับไฟฟ้ามาขับมอเตอร์ของรถ ส่วนพื้นลานโล่งก็เป็นแผ่นเหล็กทั้งหมดเพื่อให้ปลายขั้วหนึ่งของมอเตอร์รถสัมผัสกับพื้นเหล็กด้วยแปรงถ่าน ล้อรถจึงเป็นล้อยางธรรมดาได้

ถ้าใครอยากเห็นไฟฟ้าสายเดี่ยวในตอนนี้ บินไปนิวซีแลนด์ดินแดนกว้างใหญ่ที่มีจำนวนประชากรคนน้อยกว่าแกะ คงได้เห็น เพราะยังมีอยู่ถึงห้าแห่ง แต่ละแห่งยาวประมาณ 100 กิโลเมตร บางแห่งยาวกว่า 500 กิโลเมตร จนถึงยาวสุดเกือบ 1000 กิโลเมตร (OtagoNet 912 km) รวมความยาวทั้งสิ้น 1,861 กิโลเมตร การใช้ไฟฟ้าสายเดี่ยวหดหายไปตามกาลเวลาเมื่อมีเทคโนโลยีที่ดีกว่าเข้ามาแทนที่เช่นแบตเตอรี่ชาร์จได้ควบคู่กับพลังงานหมุนเวียนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันนี้นั่นเอง 

วัชระ นูมหันต์  

2025-12-7

————————

Trickle Charger

————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

คนที่ผ่านโลกมานาน อาจเริ่มสังเกตเห็นว่า ยุคสมัยเริ่มเปลี่ยนไป อุปกรณ์อำนวยความสะดวกเริ่มพึ่งพิงถ่านชาร์จมากขึ้น จนมีถ่านชาร์จเว้นว่างจากการใช้งานนานๆ หรือแม้แต่ความจำเป็นเรื่องอาชีพที่จะต้องจากบ้านไปนาน เช่นทหารเรือต้องออกทะเล หรือบางคนต้องไปทำงานต่างประเทศนาน ๆ ผลกระทบอย่างหนึ่งก็คือ แบตชาร์จที่เว้นว่างจากการดูแล ไม่เหมือนกับมือถือที่ชาร์จได้ทุกวันเพราะเป็นของติดตัว

ลองนึกภาพว่า รถอีวีที่จอดอยู่ในบ้านนานๆ พอเจ้าของกลับมา รถแบตอ่อน ขับไปไหนไม่ได้ ต้องรอชาร์จก่อน คงไม่ค่อยโสภาสักเท่าไหร่

จึงมีคนหัวใส ทำ “trickle charger” ออกมาขายเพื่อรองรับความต้องการของลูกค้ากลุ่มดังกล่าวเหล่านั้น ในการชาร์จแบตที่เว้นการใช้นานๆ ไม่เพียงแต่รถอีวี แบตชาร์จอุปกรณ์อย่างอื่นก็ใช้ได้ด้วย

Trickle Charger คืออะไร

Trickle charger ก็คืออุปกรณ์ที่ต่อกับแบตชาร์จ เพื่อรักษาสภาพของแบตนั้นไว้ เนื่องจากแบตชาร์จทุกตัวมีการไหลรั่ว (self-discharge) อยู่ตลอดเวลา แม้เมื่อจะไม่ได้ต่อกับโหลดอะไรเลยก็ตาม การต่อสายชาร์จไว้กับแหล่งจ่ายไฟเป็นเวลานานบางครั้งก็เป็นเรื่องจำเป็น มิฉะนั้นแบตอาจไม่มีไฟเหลืออยู่ยามที่เกิดจำเป็นจะต้องใช้ขึ้นมา นับเป็นความโชคดีที่มีคนคิดทำ trickle charger มาให้ได้ใช้กันแบบง่ายๆ ช่วยป้องกันไม่ให้แบตชาร์จตายสนิทเมื่อทิ้งไว้นานๆ ด้วยราคาที่ไม่แพง ($35~$100)

แล้ว trickle charger นี่มันทำงานอย่างไร

เจ้าตัว trickle charger นี้ จะช่วยรักษาแบตให้เต็ม (top off) บางครั้งจึงเรียกว่าตัวรักษาแบต (battery maintainer) โดยชาร์จไฟด้วยกระแสที่น้อยมากๆ พอจะสู้กับโหลดที่มีอยู่เล็กน้อยที่ดึงไฟออกไปจากแบตตลอดเวลา แบตจึงเต็มตลอด ทว่า ถึงแม้จะเป็น  trickle charger ที่ชาร์จด้วยกระแสน้อย แต่การชาร์จอัดเข้าไปตลอด (manual charge) โดยไม่ดูเลยว่า มันมีสัญญาณให้ปิดตัวเองไหม ถ้ามันมีสัญญาณของการ overcharge คงไม่ค่อยจะดี ดังนั้น จ่ายแพงหน่อยแต่มีระบบ safety น่าจะดีกว่า

มีคำถามว่า ระหว่างชาร์จเนิบๆ (trickle charge) กับชาร์จด่วนๆ (rapid charge) อย่างไหนจะดีต่อแบตมากกว่ากัน นี่เป็นตัวอย่างคำถามลำเอียง (bias) ของคนที่จะขาย trickle charger เพราะรู้คำตอบอยู่แล้ว เนื่องจากเขาใช้คำว่า “ดีต่อแบต” แต่ถ้าไปเจอลูกค้าถามกวนว่าอันไหน “ดีต่อกระเป๋าสตางค์” พาลจะขายของไม่ได้เอา

ถ้ารีบใช้ ก็ต้องรีบชาร์จ (rapid charge) ตรงไปตรงมาอยู่แล้ว แบตจะเสื่อมไปบ้างก็ต้องยอม

ถ้ายังไม่ใช้ แต่จะเก็บแบตแบบพร้อมใช้ การค่อยๆ เติมให้เต็ม (trickle charge) อาจเป็นทางเลือก จะได้ไม่ต้องหงุดหงิดเมื่อเวลาจะใช้แล้วพบว่าแบตหมด ต้องไปเสียเวลาชาร์จ

ที่สำคัญ แบตที่หมดแล้วลืมชาร์จ ทิ้งไว้นานๆ อาจจะกลายเป็นการหมดอย่างถาวร คือชาร์จกลับมาใช้ใหม่อีกไม่ได้

Trickle charger ที่ดีๆ ช่วยป้องกันได้ มันไม่เพียงแต่ชาร์จช้าๆ แต่มันยังคอยตรวจจับสถานะการชาร์จด้วยและลดกระแสลงเมื่อแบตใกล้เต็ม ป้องกันแบตเสียหาย และลดความเสี่ยงแบตระเบิด

เมื่อไหร่จึงควรใช้ trickle charger คงมีเหตุผลที่หลากหลายเมื่อต้องการถนอมแบตไว้นานๆ บางคนจอดรถไฟฟ้านาน (คงมีรถหลายคัน) จอดเรือไฟฟ้านาน ส่วนมือถือคงไม่ทิ้งไว้นานเพราะใช้ตลอด แต่มือถืออันเก่าอาจเก็บไว้เพราะบางทีมีแอปถูกใจที่มือถือใหม่ไม่มี

ชนิดของแบตก็มีผลต่อการตัดสินใจเหมือนกัน เพราะแบตแต่ละอย่างมีอัตราการลดแรงดันลงด้วยตัวของมันเองที่แตกต่างกัน (self-discharge rate) อย่างเช่น แรงดันแบตตะกั่วกรดจะลดลงเองในอัตรา 10-15% ต่อเดือน ในขณะที่แบตลิเทียม (LiFePO4) จะลดช้ากว่ามาก แบตดีๆ อาจจะลดเพียง 2-3% ต่อเดือน

ดังนั้น การจะตัดสินใจที่จะใช้ trickle charger หรือไม่ หรือจะเลือกใช้แบบใด จึงขึ้นอยู่กับว่า จะเก็บแบตไว้นานแค่ไหน ใช้แบตประเภทใด และกังวลเรื่องความปลอดภัยขนาดไหน

Trickle charger ชาร์จแบตจนเต็มหรือไม่ แน่นอนอยู่แล้วที่ trickle charger สามารถชาร์จแบตได้จนเต็ม แต่ … นานมาก! รอกันหลายวันเลยละ อย่างเช่น trickle charger ชนิด 1 แอมป์ จะใช้เวลาถึง 100 ชั่วโมงในการชาร์จแบตขนาด 100Ah ที่แบตหมดเกลี้ยง วิธีนี้จึงไม่เหมาะ เพราะฟังก์ชันหลักของ trickle charger คือ เติมเต็มแบตที่เกือบเต็ม (topped off)

ดังนั้น ถ้าแบตเหลือน้อย หรือหมดเกลี้ยง จะเป็นการเหมาะสมกว่าที่จะใช้ที่ชาร์จตามปกติเพราะจะชาร์จได้เร็วกว่า อย่างแบตตะกั่วกรด ชาร์จแปดชั่วโมง ก็เต็มแล้ว หรือแบตขนาด 100Ah ก็ใช้เวลาชาร์จเพียงสองสามชั่วโมงด้วยที่ชาร์จธรรมดา มีคำถามง่ายๆ ว่า เราจะปล่อยให้ trickle charger คอยเติมเต็มแบตให้เราไปได้นานแค่ไหน หรือเติมไปได้ตลอด ไปเรื่อย ๆ เป็นคำถามที่น่าสนใจ เพราะการเติมแม้จะน้อยนิด นานกว่าจะเต็ม แต่มันก็ต้องเต็ม เมื่อเต็มก็ต้องหยุด แล้วค่อยเติมใหม่เมื่อพร่อง ใช่แล้วครับ trickle charger มีหลากหลาย ถ้าเราต้องการประเภทที่ชาร์จทิ้งไว้แล้วลืมไปได้เลย ก็ต้องเลือกประเภทที่เป็น “automatic” หรือ “smart” trickle charger ที่มีระบบตัดต่ออัตโนมัติ หรือฉลาดหน่อย สามารถลดกระแสการชาร์จได้ แบตก็จะมีการเติมเต็มโดยไม่เกิดการ overcharge ได้เลย

สรุปว่า แบตชาร์จ ไม่มีทางเก็บไฟไว้ได้ตลอด มันจะต้องรั่วซึมไหลออกไปด้วยตัวของมันเอง (self discharge) จะมากหรือน้อยเท่านั้น ดังนั้น สักวันก็ต้องหมด เพียงแต่ว่าจะเร็วหรือช้า เหมือนถังเก็บน้ำที่มีรอยแตกหรือรั่วซึม ถ้าจะรักษาให้ระดับเท่าเดิมตลอดเวลาก็ต้องเติมเข้ามาในอัตราที่เท่ากัน ถ้ามันซึม “หยด” ออกไป ก็ต้องเติมแบบ “หยด” (trickle) เข้ามา จึงเป็นที่มาของชื่อเครื่องชาร์จว่า “trickle charger” นี่เองครับ 

วัชระ นูมหันต์  

2025-11-30

———-———————

จุดอ่อนไฟฟ้าเมืองไทย

——————-————

⭕️ ⭕️ ⭕️

ว่ากันว่า จุดอ่อนไฟฟ้าเมืองไทยคือปัญหาสายส่งภาคใต้ … จริงหรือ ?

อาจจะจริงในบางส่วน จุดอ่อนของระบบไฟฟ้าไทยเคยถูกชี้ว่ามีปัญหาที่สายส่งภาคใต้ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ไม่จำเป็นที่ปัญหาระบบไฟฟ้าเมืองไทยจะอยู่ที่จุดเดียวกันเสมอไป

ข้อบ่งชี้ที่ว่า สายส่งภาคใต้ใช่จะปลอดปัญหา ก็เพราะ …

1. เคยเกิดไฟดับครั้งใหญ่ใน 14 จังหวัดภาคใต้ เนื่องจาก “ระบบสายส่งไฟฟ้าแรงสูงจากภาคกลาง” ขัดข้อง รัฐมนตรีพลังงานให้ข่าวว่า สาเหตุการดับไฟ คือ “ฟ้าผ่าลงสายส่ง” เส้นหลัก

2. ปัญหากำลังการผลิตในภาคใต้ โดยบางบทวิเคราะห์ชี้ว่า โรงไฟฟ้าในภาคใต้ไม่เพียงพอที่จะรองรับความต้องการทั้งหมดได้

3. ปัจจัยทางภูมิศาสตร์และสภาพแวดล้อม โดยมีข้อสังเกตว่า อุปกรณ์สายส่งภาคใต้อาจได้รับผลกระทบจาก “ไอน้ำเค็มจากทะเล” ความชื้น หรือแม้แต่สัตว์ เช่น งู ที่ขึ้นเสาไฟฟ้า ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพระบบ

4. มีการลงทุนเพื่อแก้ปัญหา ภายใต้โครงการ “Transmission System Improvement” ของ EGAT ระบุชัดว่ากำลังขยายสายส่งสายส่ง 500 kV และ 230 kV ไปภาคใต้เพื่อเพิ่มความมั่นคงของระบบ (enhance system security) และป้องกันไฟดับในภาคใต้ในอนาคต ส่วนรายงาน Global Transmission ก็ระบุว่ามีการเพิ่มกำลังส่งสาย 500 kV (เช่น เส้นบางสะพาน-สุราษฎร์ธานี) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งไฟฟ้าลงใต้

“จุดอ่อนระบบไฟฟ้า”อาจเกิดจากหลายปัจจัย เช่น กำลังผลิตสำรอง, ความต้องการใช้ไฟ, นโยบายพลังงาน, การบำรุงรักษา ฯลฯ ปัญหาจึงไม่ได้จำกัดแค่ภาคใต้ ในบางครั้ง ปัญหาอาจเป็นแค่ “ชั่วคราว” (เช่นช่วงที่ซ่อมสายส่ง หรือเกิดฟ้าผ่า) มากกว่าปัญหาโครงสร้างระยะยาว

สถานะปัจจุบัน (2024–2025) ปัญหาสายส่งภาคใต้ยังเป็น “จุดอ่อน” ใหญ่หรือไม่

เรื่องนี้เป็นประเด็นซับซ้อน และข้อมูลปัจจุบัน (2024–2025) แสดงว่าปัญหาสายส่งภาคใต้ ยังมีความสำคัญ แต่ในขณะเดียวกันก็มีแนวทางการแก้ไขที่ชัดเจนและโครงการลงทุนขนาดใหญ่เพื่อเพิ่มเสถียรภาพไฟฟ้าใต้ ดังนี้:

1. โครงการสายส่ง 500 kV ภาคใต้ เส้นบางสะพาน-2 ไปยัง สุราษฎร์ธานี-2 และต่อไปยัง ภูเก็ต-3 ซึ่งแล้วเสร็จ และเริ่มจ่ายไฟ เป็นส่วนหนึ่งของแผนนี้ โดยช่วยเพิ่มกำลังส่งไฟจากภาคกลางและตะวันตกไปใต้ ความจุการส่งไฟฟ้าลงใต้จึงเพิ่มขึ้นมาก EGAT ระบุว่า ความจุจะเพิ่มจาก 700 MW เป็นประมาณ 1,600 MW เมื่อใช้สาย 500 kV เส้นใหม่นี้

2. ความคืบหน้าโครงการของ EGAT ในรายงาน EGAT Sustainability Report 2024 ระบุว่า “Transmission system improvement in Western and Southern region (TIWS)” มีความคืบหน้าอยู่ที่ประมาณ 76.19% (ณ จุดรายงาน) และคาดจะแล้วเสร็จในปี 2027

ยังมีอีกโครงการคือ “Transmission system improvement in the Lower Southern region (TILS)” ซึ่งเป็นการขยายระบบส่งเพิ่มเติมในภาคใต้ โดยในรายงานเดียวกันระบุว่าความคืบหน้าอยู่ที่ประมาณ 45.11% (ณ รายงาน) และตั้งเป้าแล้วเสร็จในปี 2028

มีโครงการ HSIS (“Substation improvement plan in the South for protection against sabotage and flood”) ที่มุ่งปรับปรุงสถานีย่อยในภาคใต้เพื่อเพิ่มความมั่นคง ป้องกันปัญหาสถานีไฟฟ้าย่อยโดนผลกระทบจากน้ำหรือภัยอื่นๆ

นอกจากนี้ยังมีแผน “Submarine cable” (SPSS) เพื่อเสริมความมั่นคงของการจ่ายไฟในพื้นที่เกาะ (เช่นเกาะสมุย)

3. นโยบายพลังงานหมุนเวียนและต้นทุน โดยมีรายงานว่าพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะโซลาร์ (รวมแบตเตอรี่) เป็นที่สนใจมากขึ้นในแผนพัฒนาพลังงานของไทย

การเพิ่มพลังงานหมุนเวียนอาจช่วยลดภาระแรงดันสายส่งในระยะยาว (ถ้าผลิตไฟฟ้าในพื้นที่ภาคใต้ได้เองมากขึ้น) ซึ่งถ้าทำได้ดี จะช่วยลดความเสี่ยง “สายส่งใต้ล้นหรือขาดพลังงานต้องส่งจากภาคกลางมากเกินไป”

4. ความเสี่ยงหรือจุดอ่อนยังคงอยู่ แม้โครงการใหญ่ถูกดำเนินการ แต่ยังไม่เสร็จทั้งหมด ดังนั้นในระหว่างทาง (จนถึงปี 2027–2028) ภาคใต้ยังอาจมี “ช่องโหว่”ความมั่นคงระบบส่งไฟฟ้า โดยเฉพาะในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉิน (เช่นสายส่งล้ม หรือจากภัยธรรมชาติ)

ปัญหาสถานีย่อย (substation) บางแห่งในภาคใต้ ที่ต้องปรับปรุงเพื่อรับมือกับน้ำท่วม และภัยจากการก่อวินาศกรรม (จากรายงาน HSIS) แสดงว่ามีจุดอ่อนในโครงสร้างพื้นฐานสำคัญ

คงไม่ผิดนักถ้าจะสรุปว่า สายส่งภาคใต้ ยังเป็นจุดสำคัญและเสี่ยงในโครงข่ายไฟฟ้าของไทย แต่สถานะดังกล่าวทำได้ดีขึ้นกว่าอดีต เพราะ EGAT และภาครัฐกำลังเดินหน้าโครงการ “TIWS” และ “TILS” เพื่อเพิ่มความมั่นคงของระบบส่งไฟฟ้าใต้

ในระยะกลาง (ถึงปลายทศวรรษนี้) หากโครงการเหล่านี้เสร็จตามแผน ความเสี่ยงไฟดับภาคใต้อันเนื่องจากสายส่งอาจลดลงได้มาก

ข้อสรุป (โดยอิงบทวิเคราะห์ปัจจุบัน)

มีหลักฐานและรายงาน ปัจจุบัน (2024–2025) ที่ชี้ว่า “ระบบไฟฟ้าภาคใต้” ยังคงเผชิญจุดเสี่ยงสำคัญ โดยเฉพาะจากน้ำท่วมและความมั่นคงของสถานีย่อย (substations)

อย่างไรก็ตาม EGAT และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องรู้ถึงความเสี่ยงเหล่านี้ดี และมีแผนดำเนินงาน (HSIS, สายส่ง) เพื่อเสริมความยืดหยุ่นและลดจุดอ่อน

ในระยะยาว — ถ้าโครงการเหล่านี้ดำเนินตามแผนและเสร็จสิ้นตามกำหนด “ความเสี่ยงจากจุดอ่อน” ด้านไฟฟ้าใต้ควรลดลง แต่ ไม่ควรมองข้ามประเด็นน้ำท่วมและภัยธรรมชาติ

อะไรจะเกิด มันก็ต้องเกิด แต่กันไว้ก่อนย่อมดีกว่าแน่นอน 

วัชระ นูมหันต์

2025-11-23

——————

ไฟดับที่สเปน

——————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เมื่อหกเดือนที่ผ่านมา คนที่อยู่ในวงการไฟฟ้าคงจำกันได้ถึงเหตุการณ์ไฟดับทั้งประเทศ (blackout) ในวันที่ 28 เมษายน 2025 ที่สเปน และขยายวงกว้างไปถึงโปรตุเกส คือ คาบสมุทรไอบีเรีย (Iberian Peninsula) เป็นครั้งแรกในรอบกว่า 20 ปี เพื่อเป็นการป้องกันมิให้เกิดความผิดพลาดซ้ำรอยและเกิดเหตุการณ์อย่างนี้ขึ้นอีก จำเป็นต้องทำการวิเคราะห์ปัญหาทางด้านเทคนิค (มิใช่การหาคนผิด) จึงมีการตั้งทีมงานเพื่อเก็บข้อมูลทุกอย่างให้ละเอียดมากที่สุด โดยไม่มีการอ้างถึงตัวบุคคล และมีการประชุมกันทุกเดือนเพื่อทำรายงาน เมื่อวันที่ 3 ตุลาคม ที่ผ่านมา จึงมีรายงานเหตุการณ์ที่เป็นจริง (Factual Report) เป็นเอกสาร 264 หน้า ออกสู่สายตาสาธารณชน

รายงานฉบับดังกล่าว ทำขึ้นมาโดย 45 อรหันต์ (expert panel) จากหลายประเทศในยุโรป เพื่อให้มีความเป็นกลางมากที่สุด (non bias) โดยได้เก็บรวบรวม บรรยายสภาพของระบบ เก็บรายละเอียดและขั้นตอนของทุกเหตุการณ์ในวันนั้น (28 เมษายน) ตั้งแต่ 09:00 น. เป็นต้นมา 

จากเหตุการณ์ดังกล่าว มีการสรุปเบื้องต้นไว้ว่า สาเหตุหลักนั้นมาจากปัจจัยทางเทคนิค และการวางแผนระบบไฟฟ้าที่ไม่เพียงพอ โดยยังไม่มีรายงานฉบับสมบูรณ์ (final report) ออกมาอย่างเป็นทางการครบถ้วน แต่จากข้อมูลสาธารณะ เราสามารถประเมินคร่าวๆ ได้ดังนี้:

• ระบบไฟฟ้าสเปนสูญเสียกำลังผลิตประมาณ 15 กิกะวัตต์ (GW) ภายใน ~5 วินาที ซึ่งคิดเป็นราว 60 % ของอุปสงค์ในวันนั้น

• เหตุเริ่มต้นเกิดขึ้นในภาคใต้ของสเปน (“south-west Spain”) โดยมีการสูญเสียกำลังผลิตและการหมุนเวียนของไฟฟ้าอย่างรุนแรงก่อนที่เหตุการณ์จะลุกลาม

• ระบบเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างสเปนกับฝรั่งเศส (interconnector) ถูกตัดการเชื่อมต่อ (islanded) หลังจากการเกิดความไม่สมดุล (imbalance) ในระบบไฟฟ้า ซึ่งเพิ่มความรุนแรงจนระบบล่มทั้งประเทศ

• รัฐบาลสเปนยืนยันว่าไม่ได้เป็นผลมาจากการโจมตีทางไซเบอร์ (cyberattack) หรือเหตุการณ์ธรรมชาติ (เช่น ฟ้าผ่า, พายุใหญ่) ที่ชัดเจน

นั่นเป็นสิ่งที่รู้กันโดยทั่วไป แต่มีปัจจัยที่มีความเป็นไปได้ต่อไปนี้ที่น่าจะมีส่วนร่วมคือ 

• ความไม่เพียงพอของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า (voltage control) และความไม่เสถียรของแรงดัน (voltage instability) กล่าวคือ ระบบไฟฟ้าอยู่ในสถานะที่ “สมดุล” โดยต้องควบคุมแรงดัน และ ความถี่ (frequency) อย่างใกล้ชิด แต่วันที่เกิดเหตุ ระบบมีข้อจำกัดในการควบคุมแรงดันได้ไม่เพียงพอ

• โรงไฟฟ้าหมุน (synchronous generators) ไม่ได้รับการใช้งานที่เพียงพอ โดยรายงานระบุว่า มีการใช้งานโรงไฟฟ้ารูปแบบเก่า (เช่น โรงไฟฟ้าก๊าซหรือถ่านหินที่มีเครื่องกำเนิดแบบหมุน) น้อยเกินไปในช่วงเวลานั้น ซึ่งลด “ความเฉื่อย (inertia)” ในระบบ ทำให้ระบบรับมือกับการเปลี่ยนแปลงได้ยากขึ้น

• การเดินเครื่องและการตัดออกของโรงไฟฟ้าและสถานีย่อย (sub-station) มีรายงานว่า โรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าย่อย (substations) ได้ถูกตัดออกหรือปิดเพื่อความปลอดภัยในช่วงที่ระบบเริ่มมีปัญหา ซึ่งยิ่งทำให้ระบบมีช่องโหว่มากขึ้น 

• การออกแบบและการวางแผนระบบไฟฟ้าที่อาจล้าสมัย ผู้เชี่ยวชาญให้ความเห็นว่า ระบบสายส่ง (transmission grid) และการออกแบบเชื่อมโยงอาจไม่ได้เตรียมไว้สำหรับเหตุการณ์ที่รุนแรงเช่นนี้ (คือ การสูญเสียกำลังผลิตทันที) ทำให้เมื่อตัวกระตุ้นเกิดขึ้นแล้ว ระบบไม่สามารถฟื้นตัวได้ทัน 

ประเมินโดยสรุป แม้จะยังไม่ทราบทุกจุดอย่างละเอียด แต่โดยคร่าวๆ เหตุการณ์น่าจะเกิดขึ้นตามลำดับดังนี้:

1. มีการสูญเสียกำลังผลิตอย่างกะทันหัน ในภาคใต้ของสเปน (อาจมาจากโรงไฟฟ้าหรืออินเวอร์เตอร์ (inverter) ของพลังแสงอาทิตย์และพลังลมบางแห่ง) ทำให้เกิดความไม่สมดุลทันที

2. ความไม่สมดุลนี้ทำให้แรงดันไฟฟ้าเกิดพุ่ง (overshoot) หรือสั่น (oscillations) ระบบที่ควบคุมอยู่ใกล้ขีดจำกัดไม่สามารถดูดซับหรือปรับได้ทัน

3. ระบบเชื่อมต่อกับยุโรป (ฝรั่งเศส) ถูกตัด เพื่อป้องกันต่างประเทศได้รับผลกระทบ ทำให้สเปนกลายเป็น “เกาะไฟฟ้า” (island mode) ซึ่งเสี่ยงมาก

4. เมื่อระบบ “เกาะ” อยู่โดยขาดการเชื่อมต่อและมีความไม่เสถียร เกิดการลุกลามแบบลูกโซ่ (cascade) จึงส่งผลให้การผลิต และส่งไฟฟ้าล่มทั้งระบบ

5. แม้จะมีพลังงานหมุนเวียนมาก จากพลังแสงอาทิตย์และพลังลม (solar / wind) แต่จากรายงานระบุว่า ไม่ได้เป็นสาเหตุโดยตรง น่าจะเกิดจากความอ่อนแอของระบบไฟฟ้า (โดยเฉพาะการควบคุมแรงดันและความถี่) เป็นตัวแปรหลัก 

ดังนั้น จึงไม่ใช่แค่เหตุเพราะพลังงานหมุนเวียนมากเกินไป อย่างที่บางคนวิพากษ์ แต่เป็นการผสมผสานของ “การสูญเสียกำลังผลิตทันที” “แรงดันไม่เสถียร” “ระบบควบคุมและการวางแผนไม่เพียงพอ” และ “การเชื่อมโยงระบบที่อาจมีจุดอ่อน”ในไทยเคยเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้าดับ “ทั่วประเทศ” (blackout) เพียงครั้งเดียว คือวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2521 ซึ่งเป็นครั้งที่ระบบผลิตไฟฟ้าของ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เกิดขัดข้อง แล้วส่งผลกระทบทั่วประเทศยาวนานถึง 9 ชั่วโมง 20 นาที หลายคนมีความกังวลระบบไฟฟ้าบ้านเราในเรื่องพลังงานหมุนเวียน (renewable) ถ้ามากเกินไปเกรงว่าจะเหมือนกรณีสเปน ถ้าหากการบริหารจัดการไม่ดี แต่อันที่จริงสถานการณ์ไม่เหมือนกันเสียทีเดียว บ้านเราไม่มีเพื่อนบ้านที่มีแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่แข็งแกร่งเหมือนที่สเปนมีเพื่อนบ้านคือฝรั่งเศส ขนาดนั้นสเปนยังเอาไม่อยู่ แต่ถ้าดูรายละเอียดเปรียบเทียบสเปนกับฝรั่งเศสจะเห็นได้ชัดที่จุดเชื่อมต่อไฟแรงสูงกระแสตรง (400kV HVDC) ที่เชื่อมกันระหว่างสเปน (Santa Llogaia substation) กับฝรั่งเศส (Baixas substation) ซึ่งแต่ละฝั่งจะนำไฟกระแสตรงไปเข้าอินเวอร์เตอร์เพื่อเปลี่ยนเป็นกระแสสลับในดินแดนของตัวเอง

ความแตกต่างในการควบคุมแรงดันของแต่ละฝ่ายก็คือ ฝรั่งเศสจะมีการควบคุมแรงดันที่ซับซ้อนกว่า คือใช้ระบบ SVR (secondary voltage regulator) 

ก่อนที่จะบอกว่า SVR คืออะไร ขอท้าวความก่อนว่า เสถียรภาพของระบบนั่นเกิดจากการแกว่ง (oscillate) ที่ต้องควบคุมให้ได้ 

ความเสถียรในระบบนั้น  แต่ไหนแต่ไรมาผู้ที่อยู่ในวงการจะรู้ว่ามันมีสามอย่างคือ 

• ความเสถียรด้านความถี่ (frequency stability)

• ความเสถียรด้านแรงดัน (voltage stability)

• ความเสถียรด้านมุมแรงบิดของแกนโรเตอร์ (rotor angle stability)

แต่เมื่อไม่นานมานี้ ระบบอินเวอร์เตอร์ที่สร้างไฟกระแสสลับจากไฟกระแสตรงมีมากขึ้นเรื่อยๆ จากการเพิ่มจำนวนของแผงโซลาร์เซลล์ และแบตเตอรี่ของโรงไฟฟ้าพลังลม รวมทั้งการเชื่อมต่อระบบสายส่งกระแสตรงแรงสูง (HVDC) ทำให้เกิดความต้องการความเสถียรขึ้นมาอีกสองอย่างคือ 

• Resonance stability 

• Converter-driven stability 

ในสเปน มีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนอย่างมากมาย เรียกได้ว่าเกินครึ่งทีเดียว พลังลมมากที่สุด ประมาณ 31% พลังแสงอาทิตย์ประมาณ 22~23% พลังน้ำ ประมาณ 15% รวมแล้วพลังงานหมุนเวียน (สายลม-สายน้ำ-แสงแดด) ประมาณ 53~61% โดยสเปนพุ่งเป้าจะให้เป็นประเทศพลังงานสะอาด (clean energy) 

พลังงานอย่างอื่นก็มีบ้าง เช่น นิวเคลียร์ ประมาณ 20% ส่วนโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ รวมกันแล้วมีไม่ถึง 25%

การควบคุมแรงดันที่ไม่ค่อยมีปัญหาในอดีตจึงกลายเป็นประเด็นใหม่ ในอดีตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแบบหมุน จึงควบคุมแรงดันไม่ยาก เพราะมีความเฉื่อย ส่วนอินเวอร์เตอร์ใช้การสับกระแสตรงมาทำเป็นกระแสสลับ ต้องอาศัยการปรับจูนที่ดี

กลับมาที่ SVR (secondary voltage regulator) ของฝรั่งเศสกันบ้าง 

ในฝรั่งเศสมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหมุนอยู่มาก และเขาใช้การควบคุมแรงดันแบบ “cascade” คือส่งต่อเป็นช่วงๆ กล่าวคือ …

โรงไฟฟ้า จะควบคุมกระแสในแกนหมุน (rotor) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อควบคุมสนามแม่เหล็ก ได้แรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนนี้จะใช้ระบบควบคุมแรงดันอัตโนมัติหรือ AVR (Automatic Voltage Regulator)

จากแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้รวมกับสภาพโหลดในขณะนั้น นอกจากกำลังไฟฟ้า หรือ active power (วัตต์) จะถูกส่งออกไปตามปกติแล้ว ยังมี reactive power (วาร์) ซึ่งเกี่ยวเนื่องกับแรงดัน ส่งออกไปเข้าระบบด้วย 

โรงไฟฟ้าทุกโรงต่อเชื่อมกับระบบสายส่งเดียวกัน เมื่อวาร์แต่ละโรงมารวมกันในระบบ จะเกิดแรงดันร่วมในสายส่งที่เชื่อมแต่ละโรงไฟฟ้า (bus voltage)

ระบบ SVR เกิดตรงนี้แหละ คือแรงดันในสายส่งนี้จะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่ต้องการ โดยคำนวณออกมาเป็นค่า per-unit (K) มีค่าตั้งแต่ -1 ถึง +1

ใครที่คุ้นกับระบบควบคุมจะรู้ว่า การควบคุมนั้นจะมีสัญญาณเกี่ยวข้องอยู่สามสัญญาณ คือ set point (หรือ target), input และ output

อย่างเช่นถ้าใช้คนควบคุม (manual) ระบบควบคุมจะอยู่ในสมองของเรา เทียบง่ายๆ เช่นการขับรถ ขั้นแรกจะมี set point ก่อน ว่าจะขับด้วยความเร็วเท่าไหร่ อาจจะคิดเอง หรืออาจจะมาจากคนนั่งข้าง สายตาเราที่มองเข็มความเร็ว (input) ว่าตอนนี้เร็วเท่าไหร่แล้ว เอาไปเปรียบเทียบกับ set point ถ้าต่างมากสมองจะสั่งให้เหยียบคันเร่งมาก คือ control แบบ “P” (proportional) หรืออาจจะให้ค่อยๆ เหยียบเพิ่มคันเร่งขึ้นไปเรื่อยๆ คือ control แบบ “I” (integral) สัญญาณ output จากสมองก็จะส่งไปที่ขา เพื่อเหยียบคันเร่ง

SVR ก็เช่นกัน input คือแรงดันจริงในระบบส่ง (bus voltage) ก็จะนำมาเปรียบเทียบกับ set point แล้วจะส่งสัญญาณ output ออกไปเป็นค่า K ที่มีค่า -1 ถึง +1 ส่งไปที่โรงไฟฟ้าต่างๆ

สัญญาณ output ของ SVR จะมาเป็น set point ของตัวโรงไฟฟ้า ซึ่งจะนำค่า reactive power (วาร์) ที่ออกจากตัวโรงมาเป็น input เปรียบเทียบกับ set point ซึ่งเป็นค่า K ที่มาจาก SVR ในวงจรควบคุมที่เรียกว่า RPCL (Reactive Power Control Loop) 

RPCL (ตัวย่อเหมือนกับโรงไฟฟ้าที่ราชบุรี) เปรียบเทียบค่าวาร์กับค่า K ถ้ามีความแตกต่าง จะส่งสัญญาณ output ออกไปเป็น set point ของ AVR เป็น cascade อันที่สอง เพื่อเปรียบเทียบกับแรงดันที่ออกจากโรงไฟฟ้า (input) ถ้ามีความแตกต่างก็ส่งสัญญาณ output ไปที่การควบคุมกระแสที่ไหลใน rotor เพื่อปรับความเข้มของสนามแม่เหล็ก ซึ่งมีผลโดยตรงต่อแรงดันที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องนั้น

กฎเหล็กของฝรั่งเศสก็คือ โรงไฟฟ้าที่เกิน 50 MW ที่ต่อเชื่อมกับระบบ ต้องเข้าร่วมการควบคุมแบบ SVR นี้ทุกโรง

ส่วนการควบคุมแรงดันฝั่งสเปนนั้น … ใช้คนคุม (manual) !

ขั้นตอนต่อไปจะมีรายงานฉบับสมบูรณ์ (final report) ซึ่งคาดว่าจะออกมาไม่เกินเดือนมีนาคมปีหน้า (first quarter) โดยจะมีการวิเคราะห์ (analysis) และคำแนะนำ (recommendation) รวมไว้ด้วยคงอีกไม่นานเกินรอ 

วัชระ นูมหันต์ 

2025-11-16

———-——————

คุมวาร์ด้วย Inverter

——————-———

⭕️ ⭕️ ⭕️

มีบางท่านสงสัยเรื่องไฟฟ้าว่า “solar cell จ่าย var หรือไม่ เพราะ โหลดไม่ใช่ R มันต้องเกิด var แล้วถ้าไฟ AC จาก inverter ไม่จ่าย var อุปกรณ์มันจะทำงานได้ยังไง” ที่ผ่านมาโซลาร์เซลล์ (solar cell) เป็นแค่ตัวเสริม (ที่จริงเป็นตัวป่วนระบบด้วยซ้ำ) ไม่มีบทบาทในการควบคุมระบบ ปล่อยให้เป็นหน้าที่ของการไฟฟ้าฯ ไป ซึ่งที่จริงการควบคุมก็มีแค่สองอย่างเท่านั้น คือความถี่ ซึ่งเป็นหลักใหญ่ กับแรงดัน ซึ่งเป็นหลักรอง การคุมความถี่ คือ คุมวัตต์ ให้การผลิตเท่ากับการใช้ ซึ่งโซลาร์เซลล์เป็นตัวป่วนในเรื่องนี้ เพราะแสงแดดไม่คงที่ การไฟฟ้าฯ ต้องคอยปรับตาม โดยการเพิ่มหรือลดแรงบิด (torque) ของโรงไฟฟ้าหลัก คือปรับปริมาณไอน้ำที่เข้ากังหันให้เข้ามากหรือน้อย

การคุมแรงดัน คือคุมวาร์ (var) โดยการเพิ่มหรือลดสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ด้วยการปรับกระแสไฟที่แกนหมุน (field current) ซึ่งทำได้ที่โรงไฟฟ้าหลัก ส่วนโซลาร์เซลล์ไม่เกี่ยว การเพิ่มหรือลดวาร์ จะมีผลทำให้แรงดันเพิ่มหรือลดไปด้วย ส่วนตามสถานีไฟฟ้าย่อยอาจปรับหม้อแปลง (tap changer) ช่วยได้บ้าง

นอกจากนั้น ในระบบยังมีตัวช่วยอีกตัวคือ synchronous condenser เป็นตัวช่วยควบคุมวาร์ด้วย เพราะทำได้ทั้งรับวาร์ และจ่ายวาร์ ทว่า ด้วยระบบโซลาร์เซลล์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น อินเวอร์เตอร์ (inverter) ที่ใช้แปลงไฟ DC จากแผงโซลาร์เซลล์เป็นไฟ AC ขนานเข้าระบบ มีประสิทธิภาพดีขึ้น และด้วยความสามารถของวงจรควบคุม ทำให้อินเวอร์เตอร์สมัยนี้สามารถควบคุมวาร์ได้แล้ว ไม่น่าเชื่อว่า อุปกรณ์ไฟฟ้าที่อยู่นิ่งๆ ไม่มีส่วนใดเคลื่อนไหวอย่างเช่นอินเวอร์เตอร์จะควบคุมวาร์ได้ แล้วมันทำได้อย่างไร “วาร์” เป็นสิ่งที่คนใน แวด วง ไฟฟ้ารู้จักกันดี แต่ขอขยายความอย่างง่ายให้ผู้อื่นได้ทราบด้วยว่า มันเป็นกำลังทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นกับของที่หมุนด้วยขดลวด เช่นมอเตอร์ ส่วนของที่เป็นความร้อนอยู่นิ่งๆ เช่นเตารีด หลอดไฟ จะกินกำลังที่เรียกว่า “วัตต์”การผลิตไฟและจ่ายไฟให้ผู้ใช้ต้องให้เพียงพอทั้ง วัตต์ และ วาร์ ถ้าจ่าย วัตต์ ไม่พอ ความถี่ (Hz) จะตก และถ้าจ่าย วาร์ ไม่พอ แรงดัน (V) จะตก ระบบไฟฟ้าจึงต้องรักษาตัวชี้วัดที่สมดุล (balancing indicator) ทั้งสองตัวนี้ไว้ ซึ่งบ้านเราก็คือ 50 Hz, 220 V โรงไฟฟ้าปกติ ถ้าศูนย์ควบคุมกำลังไฟฟ้าเห็นความถี่ตกก็จะเพิ่มวัตต์ของโรงไฟฟ้าขึ้นไป โดยเพิ่มกำลังของกังหัน โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ มีเป็นล้านวัตต์ เรียกว่า เมกะวัตต์ (MW) ความถี่ก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ถ้าศูนย์ควบคุมฯ เห็นแรงดันตก ก็สั่งโรงไฟฟ้าเพิ่มวาร์ โดยการเพิ่มสนามแม่เหล็กที่แกนหมุนของเครื่องปั่นไฟให้แรงขึ้น มีเป็นล้านวาร์ เรียกว่า เมกะวาร์ (Mvar) แรงดันก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น

กลับมาที่อินเวอร์เตอร์ของโซลาร์เซลล์บ้าง

ลองมาดูหน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์ จะเห็นว่า อินเวอร์เตอร์เพียงตัวเดียวนี้ ทำหน้าที่ได้ทั้งสองอย่างเลย คือ …  “แปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแผงโซลาร์เซลล์ ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่มีความถี่และแรงดันตรงตามมาตรฐานไฟบ้านหรือกริด เช่น 220 V, 50 Hz” กล่าวคือ เห็นความถี่ตก ก็เพิ่มความถี่ไปตรงๆ เห็นแรงดันตกก็เพิ่มแรงดันไปตรงๆ ด้วยแผ่นวงจรที่อยู่นิ่งๆ ไม่มีอะไรเคลื่อนไหวเลยนี่แหละ เพราะต้นทางของอินเวอร์เตอร์ก็คือไฟกระแสตรงจากแผงโซลาร์เซลล์ หน้าที่ของอินเวอร์เตอร์คือ สร้างไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นคลื่นขึ้นลงที่มีความถี่ (frequency) และความสูงของยอดคลื่น (amplitude) ตามต้องการ แล้วอินเวอร์เตอร์ของโซลาร์เซลล์นี้ ปรับความถี่ และความสูงของแรงดันได้อย่างไร

หลักการพื้นฐานก็คือ อินเวอร์เตอร์ไม่ได้ “ปรับความถี่” โดยหมุนส่วนกลไกใด ๆ แต่ใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ (power electronics switching) อย่างพวก IGBT, MOSFET เพื่อสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่มีลักษณะเป็นไซน์ (sinusoidal waveform) แบบควบคุมได้อย่างละเอียด 

ขั้นตอนการแปลงไฟและควบคุม

ขั้นแรก เป็นการแปลงไฟจาก DC เป็น AC ผ่าน switching circuit โดยอินเวอร์เตอร์จะใช้ชุดสวิตช์ เช่น IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 4 ตัวใน bridge circuit เพื่อ “สลับขั้วแรงดัน DC” อย่างรวดเร็วตามรูปแบบที่คำนวณโดย PWM (pulse width modulation) ซึ่งการสลับขั้วเร็วๆ แบบนี้ทำให้เกิด “แรงดันสลับจำลอง (quasi-AC)” ที่ต่อมาเราสามารถกรองให้เป็นคลื่นไซน์ได้

ขั้นต่อมา เป็นการควบคุมขนาดแรงดัน (amplitude) ซึ่งแรงดันขาออกของอินเวอร์เตอร์จะถูกควบคุมโดยการปรับ “อัตราส่วนเวลาที่สวิตช์เปิด-ปิด” หรือที่เรียกว่า duty cycle ของ PWM  ถ้า PWM มี “ช่วงเปิด” ยาว จะทำให้แรงดันเฉลี่ยสูงขึ้น ผลก็คือความสูง (amplitude) ของคลื่นไซน์สูงขึ้น ถ้า PWM มี “ช่วงเปิด” สั้น ก็จะทำให้แรงดันเฉลี่ยน้อยลง คือความสูง (amplitude) ต่ำลง

ขั้นที่สาม การควบคุมความถี่ (frequency) โดยความถี่ของไฟขาออกถูกกำหนดโดย ความเร็วในการเปลี่ยนขั้ว (switching sequence) ตามสัญญาณควบคุมหลัก ถ้าอินเวอร์เตอร์ต้องการ 50 Hz จะสร้างรูปไซน์ควบคุมที่มีคาบ 20 มิลลิวินาที (millisecond : ms) ทุก 20 ms จะครบหนึ่งรอบของสัญญาณ AC ถ้าต้องการ 60 Hz ก็จะย่อช่วงไซน์ลงเหลือ 16.67 ms ต่อรอบ ดังนั้น ความถี่ของสัญญาณ PWM ที่ถูก “มอดูเลต” ตามไซน์นี้คือสิ่งที่กำหนดความถี่ของไฟ AC ออก

ขั้นสุดท้ายคือ การกรอง (filtering) หลังจาก switching แล้ว สัญญาณยังมีรูปหยักๆ จึงต้องผ่าน LC filter (inductor + capacitor) เพื่อให้ได้รูปคลื่นไซน์เรียบที่เหมาะสมต่อโหลดหรือระบบไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จึงเป็นระบบ 2 in 1 ควบคุมได้ทั้งความถี่ และแรงดัน เดี๋ยวนี้วงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์พัฒนาไปไกล ทำอะไรก็ได้ที่คนต้องทำซ้ำไปซ้ำมา แต่เครื่องไม่เหนื่อยและไม่ล้า ทำให้นึกไปถึงในสิ่งที่ไม่คิดว่าเครื่องจักรจะทำได้ เช่น … รถแท็กซี่ไร้คนขับในซานฟรานซิสโก นั่นเอง

วัชระ นูมหันต์

กรรมการสมาคมมาตรวิทยาแห่งประเทศไทย

2025-11-9

————

Inverter

————

⭕️ ⭕️ ⭕️

พักนี้ เซลล์แสงอาทิตย์มาแรง อาจจะด้วยราคาที่ลดลงมามากจนสามารถจับต้องได้ เมื่อเห็นบิลค่าไฟทีไรก็นึกถึงเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นมาทุกที แต่ถ้าใครจะติดตั้งก็ควรปรึกษาการไฟฟ้าฯ ด้วยนะครับถ้ายังคิดจะใช้ไฟจากการไฟฟ้าฯ ควบคู่กันไปด้วย ยกเว้นคิดจะไม่ใช้ไฟจากการไฟฟ้าฯ แล้ว หรือไม่ก็ไม่มีไฟฟ้าให้ใช้แถวนั้น เช่น ชาวเกาะ หรือ ชาวเขา เพราะตัวเปลี่ยนไฟจากกระแสตรงจากเซลล์แสงอาทิตย์มาเป็นกระแสสลับ หรืออินเวอร์เตอร์ (inverter) เพื่อใช้ในบ้านนั้นมีสองอย่าง อย่างหนึ่งไม่ยุ่งเกี่ยวกับใครเหมือนบ้านบนดอย อย่างนี้ไม่ต้องถามการไฟฟ้าฯ ก็ได้ ใช้ไปเลย แต่ถ้ายังจะต่อพ่วงกับระบบอยู่ ตัวอินเวอร์เตอร์ดังกล่าวต้องได้รับการรับรองจากการไฟฟ้าด้วย เพื่อให้ความถี่และแรงดันเท่ากับระบบ

ถ้าใช้อินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อกับระบบ ผลที่ตามมาก็คือ ถ้าไฟจากการไฟฟ้าฯ ดับ ไฟบ้านเราจะดับด้วย ทั้ง ๆ ที่ใช้ไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์อยู่ เหตุผลก็คืออินเวอร์เตอร์ชนิดนี้จะปรับแรงดันและความถี่ให้เท่ากับระบบนั่นเอง เมื่อไฟในระบบดับ มันจึงพลอยดับไปด้วย แต่ข้อดีก็ยังมี เพราะถ้าไฟเหลือใช้ เราสามารถขายคืนเข้าระบบได้ … ถ้าการไฟฟ้าฯ ยอมรับซื้อนะครับ

ข้อดีข้อเสียของอินเวอร์เตอร์ของโซลาร์เซลล์ (solar cells) แบบที่ได้รับการรับรองจากการไฟฟ้าฯ กับแบบที่ไม่รับรอง การเลือกใช้อินเวอร์เตอร์สำหรับระบบโซลาร์เซลล์มีผลต่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และการขออนุญาตติดตั้ง การไฟฟ้านครหลวง (MEA) และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (PEA) ได้กำหนดให้อุปกรณ์สำคัญ เช่น อินเวอร์เตอร์ ต้องเป็นรุ่นที่ “ได้รับการรับรอง” ตามมาตรฐานที่กำหนด ต่อไปนี้คือข้อดี-ข้อเสียของอินเวอร์เตอร์ที่ ได้รับการรับรอง กับ ไม่ได้รับการรับรอง จากการไฟฟ้า: อินเวอร์เตอร์ที่ได้รับการรับรองจากการไฟฟ้า (MEA/PEA)

ข้อดี:

หนึ่ง - ผ่านมาตรฐานความปลอดภัย เพราะได้รับการตรวจสอบและรับรองตามมาตรฐาน (เช่น IEC 62109, IEC 61727 ฯลฯ) ทำให้มั่นใจได้ว่าปลอดภัยต่อผู้ใช้ และระบบไฟฟ้าโดยรวม

สอง - ยื่นขอเชื่อมต่อกับระบบการไฟฟ้าได้ โดยสามารถขอยื่นแบบขอติดตั้ง Net Metering หรือ Feed-in Tariff ให้ถูกต้องตามกฎหมาย

สาม - ความน่าเชื่อถือสูง มักมาจากแบรนด์ที่มีมาตรฐาน มีบริการหลังการขาย และมีอะไหล่รองรับ

สี่ - ง่ายต่อการตรวจสอบและบำรุงรักษา เพราะการไฟฟ้าฯ สามารถตรวจสอบข้อมูล หรือเข้าใจการทำงานของอุปกรณ์ได้ง่ายในกรณีมีปัญหา

ข้อเสีย:

หนึ่ง - อินเวอร์เตอร์ที่ได้รับการรับรองมักมีราคาสูงกว่ารุ่นทั่วไป

สอง - รุ่นหรือยี่ห้อให้เลือกอาจจำกัดกว่า มีเฉพาะยี่ห้อที่ผ่านการรับรองเท่านั้นที่อยู่ในลิสต์อินเวอร์เตอร์ที่ไม่ได้รับการรับรองจากการไฟฟ้าฯ

ข้อดี:

หนึ่ง - โดยทั่วไปจะมีราคาต่ำกว่าอินเวอร์เตอร์ที่ได้รับการรับรอง

สอง - มีตัวเลือกหลากหลายจากต่างประเทศ โดยเฉพาะแบรนด์จากจีนหรือผู้ผลิตรายย่อยที่อาจยังไม่มีตัวแทนในไทย

ข้อเสีย:

หนึ่ง - ไม่สามารถขออนุญาตเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าได้ถูกต้อง หากติดตั้งโดยไม่ได้รับอนุญาต ถือว่าผิดกฎหมาย และอาจถูกตัดไฟ

สอง - อาจเสี่ยงต่อความไม่ปลอดภัย เพราะไม่ผ่านมาตรฐานด้านความปลอดภัย อาจเกิดไฟฟ้ารั่ว ลัดวงจร หรือไฟไหม้

สาม - ไม่มีบริการหลังการขาย หรือการรับประกันที่เชื่อถือได้

สี่ - เสี่ยงต่อการถูกปรับหรือให้รื้อถอน หากตรวจสอบพบว่าใช้อุปกรณ์ไม่ได้มาตรฐาน การไฟฟ้าสามารถสั่งให้ถอดออกหรือยกเลิกการจ่ายไฟได้

ดังนั้น คำถามที่ว่า จริงหรือที่อินเวอร์เตอร์แบบที่ใช้ต่อกับระบบได้ เมื่อไฟในระบบขัดข้อง อินเวอร์เตอร์จะหยุดทำงานไปด้วย จึงมีคำตอบว่า “จริง” — อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้า (เรียกว่า Grid-tie inverter) จะหยุดทำงานทันทีเมื่อไฟฟ้าหลักดับ หรือระบบไฟฟ้าภายนอกขัดข้อง

เหตุผลก็คือ เพื่อความปลอดภัย เมื่อตัดไฟจากระบบของการไฟฟ้า (เช่น เวลาซ่อมบำรุงเสาไฟหรือหม้อแปลง) หากอินเวอร์เตอร์ยังคงจ่ายไฟกลับเข้าสู่สายไฟภายนอก อาจทำให้เกิดไฟฟ้าไหลย้อนเข้าไปในระบบของการไฟฟ้า และเป็น อันตรายถึงชีวิต ต่อเจ้าหน้าที่ที่ทำงานบนสายไฟ นี่คือเหตุผลที่อินเวอร์เตอร์ Grid-tie ทุกรุ่นที่ผ่านการรับรองจะมีฟังก์ชันที่เรียกว่า … Anti-Islanding Protection

Anti-Islanding นี้ เป็นระบบที่ทำให้ อินเวอร์เตอร์หยุดจ่ายไฟโดยอัตโนมัติทันที เมื่อไม่มีแรงดันจากสายส่งไฟฟ้าภายนอก (เช่น กรณีไฟดับ หรือหม้อแปลงขัดข้อง) แล้วจะทำยังไงถ้าอยากใช้ไฟจากโซลาร์เซลล์ต่อเมื่อไฟดับ? มีสองทางเลือกคือ … ต้องใช้ระบบ Hybrid Inverter หรือ Off-Grid Inverter และพ่วงกับแบตเตอรี่

หนึ่ง -  Hybrid System ต่อกับระบบการไฟฟ้าได้ มีแบตเตอรี่สำรอง เมื่อไฟดับ อินเวอร์เตอร์จะสลับไปใช้ไฟจากแบตเตอรี่ที่ชาร์จจากโซลาร์เซลล์

สอง - Off-Grid System ไม่พึ่งระบบไฟฟ้าการไฟฟ้าเลย ต้องมีแบตเตอรี่ตลอดเวลา เหมาะสำหรับพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้า

สรุปว่า หากต้องการใช้ไฟจากแผงโซลาร์แม้ตอนไฟดับ แนะนำพิจารณาใช้ Hybrid Inverter พ่วงกับแบตเตอรี่ครับ

วัชระ นูมหันต์

กรรมการสมาคมมาตรวิทยาแห่งประเทศไทย

2025-10-19

———-—————

พลังงานหมุนเวียน

——————-——

⭕️ ⭕️ ⭕️

พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) คือพลังงานที่สามารถนำมาใช้ได้อย่างยั่งยืน และสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ตามธรรมชาติ ต่อไปนี้คือตัวอย่างของแหล่งพลังงานหมุนเวียนหลักๆ หกอย่าง สามอย่างแรกเหมาะกับประเทศไทย ส่วนสามอย่างหลังไม่ค่อยเหมาะ ดังนี้

หนึ่ง - พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) มาจากแสงแดด ใช้แผงโซลาร์เซลล์ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า ใช้ได้ทั้งในบ้าน โรงงาน หรือฟาร์มพลังงานขนาดใหญ่ ข้อดีคือ เป็นแหล่งพลังงานฟรีจากธรรมชาติ ไม่มีมลพิษทางอากาศหรือน้ำ ติดตั้งได้ในพื้นที่ขนาดเล็ก เช่น หลังคาบ้าน บำรุงรักษาน้อย ข้อเสียคือ ผลิตไฟฟ้าได้เฉพาะเวลากลางวัน (ต้องมีระบบกักเก็บพลังงาน) ประสิทธิภาพลดลงในวันที่เมฆมากหรือฝนตก ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นของแผงโซลาร์ยังสูง แม้จะลดลงเรื่อยๆ พลังงานแสงอาทิตย์ เหมาะกับไทยมากเพราะ ประเทศไทยมีแดดแรงตลอดปี โดยเฉพาะภาคกลาง ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และภาคใต้ เหมาะทั้งในระดับบ้านเรือน (ติดแผงบนหลังคา) และระดับโรงงาน/ฟาร์มโซลาร์ รัฐมีการสนับสนุน เช่น โครงการ Net Metering ให้ขายไฟกลับเข้าระบบได้ 

สอง - พลังงานชีวมวล (Biomass Energy) มาจากวัสดุชีวภาพ เช่น ซังข้าวโพด ฟาง อ้อย เศษไม้ ขยะอินทรีย์ เผาไหม้หรือแปรรูปเป็นพลังงานความร้อนหรือเชื้อเพลิงชีวภาพ ข้อดีคือ ช่วยลดขยะชีวภาพ ใช้ทรัพยากรในท้องถิ่น เช่น เศษไม้ ฟาง ขยะอินทรีย์ เป็นแหล่งพลังงานต่อเนื่อง (ไม่ขึ้นกับแดดหรือลม) ข้อเสียคือ อาจปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ถ้าเผาโดยไม่ควบคุม ต้องใช้พื้นที่ในการจัดเก็บและขนส่งวัสดุชีวมวล ถ้าไม่บริหารจัดการดี อาจเป็นปัญหากับการใช้ที่ดินทางการเกษตร พลังงานชีวมวล เหมาะมากกับประเทศไทย เพราะ ประเทศไทยมีเศษวัสดุทางการเกษตรจำนวนมาก เช่น ฟางข้าว แกลบ ชานอ้อย ขี้เลื่อย เหมาะกับภาคเกษตรกรรม เช่นในภาคเหนือ ภาคอีสาน ภาคกลาง รวมทั้งมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าชุมชนหรือโรงงานเกษตร ขณะนี้มีบริษัทในเมืองไทยกำลังสนใจการปลูกไผ่เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า 

สาม - พลังงานน้ำ (Hydropower) ได้มาจากการไหลของน้ำ เช่น น้ำตก หรือเขื่อน โดยการเปลี่ยนพลังงานจลน์ของน้ำให้กลายเป็นไฟฟ้า เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้กันมายาวนาน ข้อดีคือ ผลิตไฟฟ้าได้อย่างสม่ำเสมอ ควบคุมง่ายและสามารถสำรองไฟฟ้าได้ อายุการใช้งานของโรงไฟฟ้าเขื่อนยาวนาน ข้อเสียคือ ต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก (มีผลกระทบต่อระบบนิเวศ) ต้นทุนสร้างเขื่อนสูงมาก ถ้าฝนแล้งหรือมีภัยแล้ง อาจผลิตไฟฟ้าได้น้อย พลังงานน้ำมีขนาดเล็ก ซึ่งเหมาะกับประเทศไทย เพราะ ประเทศไทยมีแม่น้ำและลำธารมาก โดยเฉพาะภาคเหนือและภาคตะวันตก เหมาะสำหรับ "ไมโครไฮโดร" (โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก) ในพื้นที่ห่างไกล โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่มีข้อจำกัดเรื่องสิ่งแวดล้อมและผลกระทบต่อชุมชน

ส่วนพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ค่อยเหมาะกับเมืองไทย หรือมีข้อจำกัด คือ

สี่ - พลังงานลม (Wind Energy) เกิดจากการเคลื่อนไหวของลมที่ทำให้กังหันลมหมุน นิยมติดตั้งในที่ราบสูงหรือชายฝั่งที่มีลมแรง สามารถผลิตไฟฟ้าผ่านกังหันลมได้ ข้อดีคือ ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก ใช้พื้นที่น้อยเมื่อเทียบกับพลังงานอื่น (พื้นที่ใต้กังหันใช้ทำเกษตรได้) ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่ำเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานอื่นๆ ข้อเสียคือ ต้องติดตั้งในพื้นที่ที่มีลมแรงอย่างสม่ำเสมอ อาจก่อเสียงรบกวนหรือมีผลต่อทัศนียภาพ มีผลกระทบต่อ นก และ ค้างคาว พลังงานลมเหมาะกับบางพื้นที่เท่านั้น คือ เหมาะกับภาคใต้ตอนล่างและชายฝั่งตะวันออกที่มีลมแรง เช่น ชุมพร สงขลา ระยอง พื้นที่ลมแรงอย่างสม่ำเสมอในประเทศไทยยังมีน้อย ทำให้การใช้งานมีข้อจำกัด

ห้า - พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy) นำมาจากความร้อนใต้พื้นโลก เพื่อใช้ผลิตไฟฟ้าหรือให้ความร้อนโดยตรง เช่น ในน้ำพุร้อน ข้อดีคือ ผลิตพลังงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง คาร์บอนฟุตพริ้นท์ต่ำมาก ใช้พื้นที่น้อย ข้อเสียคือ ใช้ได้เฉพาะบางพื้นที่ที่มีความร้อนใต้พิภพสูง การเจาะสำรวจมีต้นทุนสูง อาจมีความเสี่ยงต่อแผ่นดินไหวในบางกรณี พลังงานความร้อนใต้พิภพไม่เหมาะกับประเทศไทย เพราะไม่มีแหล่งความร้อนใต้พิภพขนาดใหญ่เหมือนประเทศแถบไอซ์แลนด์ ญี่ปุ่น หรืออินโดนีเซีย

หก - พลังงานคลื่นและกระแสน้ำ (Wave & Tidal Energy) นำพลังงานนี้มาจากคลื่นทะเลหรือจากกระแสน้ำขึ้น-ลง ยังอยู่ในช่วงการพัฒนา มีศักยภาพสูง ข้อดีคือ ทำนายปริมาณพลังงานล่วงหน้าได้ (เช่น เวลาน้ำขึ้น-ลง) พลังงานต่อเนื่อง ไม่ขึ้นกับเวลาเหมือนแสงแดด ศักยภาพสูงโดยเฉพาะในพื้นที่ติดทะเล ข้อเสียคือ เทคโนโลยียังอยู่ในระยะพัฒนา ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและดูแลรักษาสูง มีผลกระทบต่อสัตว์น้ำและระบบนิเวศชายฝั่ง พลังงานคลื่นและกระแสน้ำยังไม่เหมาะกับประเทศไทย เพราะแม้จะติดทะเล แต่ความแรงของคลื่นไม่สูงเท่าประเทศในมหาสมุทรเปิด เทคโนโลยียังไม่พัฒนาเต็มที่ในไทย และต้นทุนยังสูง

ตอนนี้ บ้านเราจึงมีแผงโซลาร์เซลล์กันเกลื่อนเมือง เพราะราคาลดลงมาเยอะครับ 

วัชระ นูมหันต์ 

2025-10-26

————————

Osmotic power 

————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

พูดถึงเรื่องฟิสิกส์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีเสียงสะท้อนว่ายาก จึงขอสลับฉากเป็นเรื่องสั้นและง่าย และเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมบ้างในสัปดาห์นี้

วันก่อนมีพรรคพวกส่งเรื่องราวของ osmotic power มา น่าสนใจดีเหมือนกัน จึงไปค้นข้อมูลมาเล่าสู่กันฟัง

พลังงานออสโมติก (osmotic power) ที่บางคนเรียกชื่อแปลกหู ว่า พลังงานไล่ระดับความเค็ม (salinity gradient energy) คือ พลังงานหมุนเวียนที่ได้จากความแตกต่างของความเค็มระหว่างน้ำจืดและน้ำเค็ม โดยอาศัยกระบวนการออสโมซิส หรือการแพร่แบบออสโมซิส ที่น้ำจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายน้อย คือน้ำจืด ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นสูง คือน้ำเค็ม โดยผ่านเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) เพื่อสร้างความดันที่สามารถนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 

หลักการก็คือการใช้เยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) ซึ่งเป็นชั้นบางๆ ที่ยอมให้น้ำโมเลกุลผ่านได้ แต่ไม่ยอมให้เกลือหรือสารละลายอื่นผ่าน จากนั้นก็จะเกิดกระบวนการออสโมซิสเมื่อออกแบบสร้างให้น้ำจืดและน้ำเค็มไว้คนละด้านของเยื่อเลือกผ่าน น้ำจืดจะไหลข้ามเยื่อไปยังฝั่งน้ำเค็ม เพื่อพยายามลดความเข้มข้นของเกลือลง ทำให้เกิดการสร้างความดัน (การกินเค็มความดันจึงขึ้น) เพราะการไหลของน้ำนี้จะเพิ่มปริมาตรและความดันในฝั่งน้ำเค็ม ซึ่งความดันนี้สามารถนำไปสู่การผลิตไฟฟ้าได้ เพราะความดันที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปขับเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

บางคนเรียกพลังงานออสโมติกนี้ว่า blue energy อาจจะเรียกให้ล้อกันไปกับพลังงานสะอาดที่เรียกว่า green energy 

เมื่อมองด้านเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้พลังงานรูปแบบนี้ ซึ่งอาศัยการผสมผสานของน้ำที่มีความเค็มต่างกันเพื่อสร้างพลังงาน ดังนั้น สถานที่ตั้งโรงไฟฟ้าจึงต้องตั้งอยู่บริเวณที่น้ำจืดจากแม่น้ำไหลลงสู่ทะเล เพื่อใช้ประโยชน์จากความต่างของความเค็มตามธรรมชาติ นับเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ยั่งยืนและสะอาด ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ไม่ขึ้นกับสภาพอากาศเหมือนอย่างโรงไฟฟ้าพลังลมที่จะต้องมีลมพัดถึงจะผลิตไฟฟ้าได้ และไม่ขึ้นกับเวลาที่ต้องเเป็นเวลากลางวันเท่านั้นอย่างเช่นการผลิตไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ ซึ่งถือว่าเป็นข้อดีอย่างหนึ่ง และนับเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่มีศักยภาพสูงในการนำมาใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

แต่ความท้าทายก็คือ เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาและเชิงพาณิชย์ ประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเยื่อเลือกผ่าน ซึ่งยังเป็นส่วนสำคัญที่ต้องพัฒนาต่อไป 

อันที่จริง เทคโนโลยีในการดึงพลังงานมาใช้ในเรื่องนี้ ไม่ได้มีเพียงแค่การใช้งานจากความดันที่สูงขึ้นของน้ำที่ไหลเข้ามาจากด้านจืดมาด้านเค็ม หรือการออสโมซิส ที่เรียกย่อว่า PRO (Pressure Retarded Osmosis) แล้วเอาแรงดันไปหมุนกังหันปั่นไปเท่านั้น แต่ยังสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าได้อีกจากกระบวนการที่เรียกชื่อย่อเหมือนสีแดงว่า RED (Reverse Electrodialysis) 

Reverse Electrodialysis คือพลังงานไล่ระดับความเค็มที่ดึงมาจากความแตกต่างของความเข้มข้นของเกลือระหว่างน้ำทะเลและน้ำในแม่น้ำ ศาสตราจารย์ Sidney Loeb คิดค้นวิธีการใช้พลังงานที่ผลิตโดยกระบวนการนี้โดยใช้เครื่องยนต์ความร้อนในปี 2520 ที่มหาวิทยาลัย Ben-Gurion แห่งเนเกฟ และจดสิทธิบัตรไว้ในสหรัฐอเมริกา (US4171409)

หลักการของ Reverse Electrodialysis จะใช้แผ่นเปลี่ยนถ่ายไอออนวางสลับกันระหว่างแผ่นบวกกับลบ (alternating anion and cation exchange membranes) ความต่างของความเค็มจะทำให้เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้าและผลิตไฟฟ้าออกมาได้ วิธีนี้จะเปลี่ยนความต่างศักย์ทางเคมีของการไล่ระดับความเค็มให้ออกมาเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยไม่ต้องมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว และไม่ทำให้เกิดมลภาวะด้วย

โรงไฟฟ้าต้นแบบที่ใช้กระบวนการ “RED” ได้สร้างขึ้นที่เมือง Afsluitdijk ประเทศเนเธอร์แลนด์ เริ่มใช้งานเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2014 โดยผลิตไฟฟ้าได้ 50 กิโลวัตต์

เมืองไทยติดทะเล ถ้าคิดจะตั้งเครื่องผลิตไฟฟ้าประเภทนี้แถวปากน้ำเจ้าพระยาหรือบางปะกงคงคิดหลายตลบ เพราะที่นอร์เวย์นึกฟิตทำขึ้นมา (Statkraft's osmotic power plant in Norway) ก็ต้องปิดตัวเองไปในปี 2013 เพราะค่าใช้จ่ายสูง และประสิทธิภาพต่ำ 

เรียกว่า ทำก็ได้ แต่ไม่คุ้ม ถือเป็นเรื่องรู้ไว้ใช่ว่าก็แล้วกัน

แถวปากน้ำของแม่น้ำสองสายใหญ่นั่นมีโรงไฟฟ้าพระนครใต้กับโรงไฟฟ้าบางปะกงดีอยู่แล้วครับ

วัชระ นูมหันต์ 

2025-10-19

———-

ไพออน

———-

⭕️ ⭕️ ⭕️

ก่อนที่เราจะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การศึกษาเรื่องนิวเคลียร์ไว้บ้างก็คงจะดี

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนธรรมดา จะใช้เตาเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งพลังงานความร้อนเพื่อต้มน้ำเป็นไอไปหมุนกังหันไอน้ำเพื่อปั่นไฟ

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้เตาปฏิกรณ์แทนเตาเชื้อเพลิงฟอสซิล ส่วนที่เหลือนอกนั้นเหมือนกัน

เตาปฏิกรณ์ใช้ นิวเคลียร์ฟิชชั่น (nuclear fission) ซึ่งเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของอะตอมหนัก (เช่น ยูเรเนียม-235 หรือพลูโตเนียม-239) ถูกชนด้วยนิวตรอน แล้วแตกตัวออกเป็นนิวเคลียสขนาดเล็กลง 2 หรือ 3 ชิ้น พร้อมปล่อย พลังงานจำนวนมาก และได้ นิวตรอนอิสระ ออกมาด้วย นิวตรอนนี้สามารถไปชนอะตอมอื่น ทำให้เกิด ปฏิกิริยาลูกโซ่ ได้ ส่วนพลังงานที่ปล่อยออกมาส่วนใหญ่เป็นพลังงานความร้อน

ในนิวเคลียร์ฟิชชั่น เมื่ออะตอมแตกออก พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเพราะ ผลรวมของมวลผลิตภัณฑ์หลังฟิชชั่น น้อยกว่ามวลของนิวเคลียสเดิม ความแตกต่างของมวลนี้แปลงเป็นพลังงานตามสมการของไอน์สไตน์ (E = Δmc2)

พลังงานนี้คือ พลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) ที่ปล่อยออกมา เมื่อนิวคลีออน (proton + neutron) ถูกจัดเรียงใหม่ในสถานะที่มีพลังงานต่ำกว่า

โปรตอนมีประจุบวก น่าจะผลักกันกระเจิดกระเจิง แต่มันอยู่ชิดติดกันได้ด้วยพาหะของแรงที่เป็นหัวเรื่องวันนี้คือ … ไพออน (pion) 

ไพออนเป็นอนุภาคมีมวลเล็กน้อย เกิดจากควาร์กสองตัว (quark+antiquark) เชื่อมติดกันด้วยกลูออน (gluon) 

ควาร์กมีหกชนิดคือ u, d, c, s, t และ b (up, down, charm, strange, top & bottom) แต่ไพออนประกอบด้วยควาร์กแค่สองชนิดคือ u (up quark) กับ d (down quark) เมื่อรวมกับควาร์กประจุตรงข้ามอีกสองคือ u’ (up antiquark) กับ d’ (down antiquark) จึงได้ไพออนที่มีทั้งชนิดมีประจุ (π⁺, π⁻) และไม่มีประจุ (π⁰) 

กล่าวคือ ไพออนเป็นอนุภาคที่เกิดจาก ควาร์ก–แอนติควาร์กคู่หนึ่ง ได้แก่:

π⁺ = up quark + down antiquark (2/3+1/3) ประจุ = +1 เหมือนโปรตอน

π⁻ = down quark + up antiquark (-1/3-2/3) ประจุ = -1 เหมือนอิเล็กตรอน

π⁰ = up quark + up antiquark (2/3-2/3) และ down quark + down antiquark (1/3-1/3) ประจุ = 0 เหมือนนิวตรอน

ไพออนมีอายุสั้นมาก ไม่ถึงเสี้ยววินาที (เฉลี่ยแล้วประมาณ 26 nanosecond เท่านั้น) แต่มันสำคัญมากเพราะมันยึดโปรตอนและนิวตรอนในใจกลางอะตอมเข้าไว้ด้วยกัน

โปรตอนกับนิวตรอนในนิวเคลียส แลกเปลี่ยนไพออนกัน คล้ายการ “โยนลูกบอล” เพื่อผูกความสัมพันธ์ การแลกเปลี่ยนนี้ทำให้เกิดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน

การแลกเปลี่ยนไพออนเกิดขึ้นอย่างไร?

ลองนึกภาพง่าย ๆ โปรตอนบางครั้งมีการปล่อยไพออนบวก (π⁺) ออกไป ไพออนบวกนี้จะถูก ดูดกลืนโดยนิวตรอน เมื่อดูดกลืนแล้ว นิวตรอนจะกลายเป็นโปรตอน (เพราะมันรับควาร์กชนิดใหม่เข้าไป)

ตัวอย่างเช่น 

p → n + π⁺       (โปรตอนปล่อยไพออนบวก กลายเป็นนิวตรอน)

n + π⁺ → p       (นิวตรอนรับไพออนบวก กลายเป็นโปรตอน)

สิ่งที่เกิดขึ้นคือการ สลับสถานะ ระหว่างโปรตอนกับนิวตรอน ซึ่งทำให้ดูเหมือนทั้งคู่ “โยน” ไพออนให้กันไปมา และสิ่งนี้เองคือกลไกของแรงยึดเหนี่ยวนิวเคลียร์

กล่าวในเชิงเปรียบเทียบ กลูออนเสมือนเป็นกาวยึดติดควาร์กสามตัวเข้าด้วยกันกลายเป็นโปรตอน และยึดติดควาร์กเพียงสองตัวกลายเป็นไพออน 

กลูออนยึดควาร์กภายในโปรตอน ส่วนไพออนอยู่นอกโปรตอน ทำหน้าที่ยึดติดโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสใจกลางอะตอมไม่ให้กระเด็นหลุดออกไปด้วยแรงผลักของประจุบวกด้วยกัน

กลูออน ใช้แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (Strong Nuclear Force) ส่วนไพออนใช้แรงนิวเคลียร์อย่างแรงที่เหลือ (Residual Strong Force) ที่ “รั่ว” ออกมาจากภายในนิดหนึ่ง แต่ก็มากพอที่จะเอาชนะแรงผลักของประจุบวกได้

ถ้ากลูออนเปรียบเสมือนกาวตราช้าง ไพออนก็เหมือนเทปหรือเชือกพันรอบ ๆ อีกทีนั่นเอง 

มีคำถามว่า ใน nuclear reactors พลังงานนิวเคลียร์ได้มาจากแรง residual strong force ที่ยึดโปรตอนไว้ด้วยกันใช่ไหม

คำถามนี้เป็นประเด็นที่น่าสนใจมาก และมีรายละเอียดเชิงฟิสิกส์อยู่เบื้องหลังมากเช่นกัน — คำตอบสั้น ๆ คือ:

ไม่ใช่โดยตรงที่พลังงานนิวเคลียร์ใน nuclear reactor มาจาก residual strong force ที่ยึดโปรตอนไว้ด้วยกัน แต่พลังงานนั้น เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) ที่เกิดจากการจัดเรียงนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอน) ใหม่ระหว่างกระบวนการฟิชชั่น (fission)

ขยายความเพิ่มเติมอีกหน่อยได้ว่า …

Strong force (หรือ strong nuclear force) เป็นแรงพื้นฐานที่ยึดนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอน) ไว้ในนิวเคลียส

Residual strong force คือส่วนที่หลงเหลือของ strong force ซึ่งทำให้โปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสยึดกันได้ แม้จะมีแรงผลักระหว่างโปรตอน (เพราะมีประจุบวกทั้งคู่)

แล้วพลังงานมาจากไหน?

พลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้มาจากแรงยึด (residual strong force) โดยตรง แต่มาจากการเปลี่ยนแปลงของพลังงานยึดเหนี่ยว (binding energy) เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของนิวเคลียส

เราอาจจะนึกเพียงว่า นิวเคลียร์ฟิชชั่นในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยในธรรมชาติคงไม่มี พลังงานนิวเคลียร์ธรรมชาติคงมีแต่นิวเคลียร์ฟิวชั่นอย่างในดวงอาทิตย์

แท้จริงแล้วมีครับ! มีหลักฐานชัดเจนที่สุดคือที่ Oklo (เป็นกรณีเดียวที่รู้จักว่าเกิดฟิชชั่นลูกโซ่ตามธรรมชาติ)

เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติที่โอโคล (Oklo Natural Nuclear Reactor) – กาบอง, แอฟริกา เกิดขึ้นเมื่อ ~2 พันล้านปีก่อน เป็นเตาปฏิกรณ์ฟิชชันธรรมชาติที่ทำงานได้นานหลายแสนปี เกิดจากยูเรเนียม-235 ในหินมีความเข้มข้นสูงพอ (~3%) + น้ำใต้ดินทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงนิวตรอน (moderator) สภาวะแวดล้อมเหมาะสมทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชั่นแบบควบคุมตัวเองได้ — เหมือนกับเตาปฏิกรณ์ในโรงไฟฟ้า! 

คราวนี้ก็คงรู้กันแล้วนะครับว่า ไพออน มีบทบาทในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้ยังไง

วัชระ นูมหันต์ 

2025-10-12

—————

สนามฮิกส์

—————

⭕️ ⭕️ ⭕️

สนามฮิกส์คืออะไร … ก่อนตอบก็ขอเล่าความเดิมสักนิดอันเป็นเรื่องของฟิสิกส์อนุภาคเช่น อิเล็กตรอน

ถ้าพูดถึงอิเล็กตรอน ทุกคนจะรู้จักกันดี เพราะเป็นสิ่งที่วิ่งไปวิ่งมาในสายไฟ กลายเป็นกระแสไฟฟ้าให้เราได้ใช้ และมันเป็นอนุภาคมูลฐานตัวแรกที่เรารู้จักในปลายศตวรรษที่ 19 ตามมาด้วยโปรตอนในปี 1919 ต่อมารู้จักโฟตอนในช่วงทศวรรษ 1920 และรู้จักนิวตรอนในปี 1932 

และเราก็รู้ว่า สามตัวหลังนั้น โฟตอนเป็นอนุภาคมูลฐาน ส่วนโปรตอนและนิวตรอนไม่ใช่ เพราะส่วนประกอบของโปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานชื่อประหลาดว่า ควาร์ก (quark) สองชนิดคือ u และ d (up & down) 

ทั้งโปรตอน (u+u+d → proton) และนิวตรอน (u+d+d → neutron) มีควาร์กสามตัว

ควาร์ก u มีประจุ +2/3

ควาร์ก d มีประจุ -1/3

โปรตอนจึงมีประจุ (+2/3+2/3-1/3) = +1

ส่วนนิวตรอนไม่มีประจุ (+2/3-1/3-1/3) = 0

ควาร์กไม่ได้มีแค่สองชนิดคือ u กับ d (up & down) แต่ยังมีอีกสี่ชนิดคือ c, s, t และ b (charm, strange, top & bottom) รวมเป็นหกชนิด แต่สี่ตัวหลังนี่เป็นเพียง generation ที่มีมวลมากขึ้นเท่านั้น

กล่าวคือ …

u มวลน้อย c มวลปานกลาง t มวลมาก มีประจุ +2/3 เหมือนกัน

d มวลน้อย s มวลปานกลาง b มวลมาก มีประจุ -1/3 เหมือนกัน 

แต่พอนานไป generation คู่ที่สอง (c, s) ที่มีมวลปานกลาง และ generation คู่ที่สาม (t, b) ที่มีมวลมาก จะเสื่อมสลายกลายเป็น generation แรกที่มีมวลน้อย คือ u กับ d 

ดังนั้น มวลที่เราพบเห็นในสสารปัจจุบันส่วนใหญ่จึงเป็นมวลของโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเป็นผลของควาร์ก u และ d จับตัวกันนั่นเอง

เราทราบกันอยู่แล้วว่า ของที่มีมวลจะมีแรงดึงดูดระหว่างมวล ตัวอย่างเช่นแรงดึงดูดของโลกดึงมวลของตึก สตง. ลงมากองบนพื้น แต่แรงนี้ยังอ่อนมาก เมื่อเทียบกับแรงดูดและผลักของประจุไฟฟ้า ที่ประจุเหมือนกันจะผลักกัน และประจุต่างกันจะดูดกัน เหมือนกับแรงดึงดูดและผลักของแม่เหล็ก ที่เอาชนะแรงดึงดูดของโลก เพราะสามารถยกรถไฟฟ้า Maglev ทั้งขบวนลอยเหนือรางได้ ดังนั้น ควาร์กที่มีประจุเหมือนกันสองตัวแม้จะมีประจุต่างอีกหนึ่งตัวในโปรตอนและนิวตรอน ก็ไม่น่าจะอยู่ด้วยกันได้ 

เหนือฟ้ายังมีฟ้า ยังมีแรงดูดที่แรงกว่าแรงผลักของประจุที่เหมือนกัน สามารถจับประจุที่เหมือนกันเชื่อมติดกันได้ เหมือนกาวตราช้าง แรงนี้เกิดจากอนุภาคมูลฐานที่ชื่อเหมือนกาวคือ กลูออน (gluon) ที่ทำหน้าที่เชื่อมควาร์กติดกัน เป็นแรงที่แรงที่สุดในแรงพื้นฐานสี่อย่างของจักรวาล 

แรงพื้นฐานสี่อย่างนั้นได้แก่ :

1. แรงโน้มถ่วง (Gravitational Force)

เป็นแรงดึงดูดระหว่างมวล ซึ่งเป็นแรงที่อ่อนที่สุดในบรรดาแรงทั้งสี่

2. แรงแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Force)

ควบคุมแรงระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า มีผลทั้งการผลักและการดึงดูด พาหะของแรงคือ โฟตอน (photon)

3. แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (Weak Nuclear Force)

เกี่ยวข้องกับการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (radioactive decay) 

4. แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (Strong Nuclear Force)

เป็นแรงที่ยึดโปรตอนและนิวตรอนไว้ในนิวเคลียสของอะตอม เป็นแรงที่แข็งแกร่งที่สุด แต่มีระยะสั้นมาก พาหะของแรงคือ กลูออน (gluon)

ตามแผนพัฒนาไฟฟ้า (Power Development Plsn : PDP) มีการปรับแผนให้เราอาจจะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก ประมาณ 600 MW ได้ในอนาคต เทคโนโลยีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็เป็นการใช้ประโยชน์จากแรงยึดเหนี่ยวนิวเคลียร์นี้เช่นกัน แต่เป็นแค่ระดับ “ส่วนที่เหลือ” (Residual Strong Force) กล่าวคือ เราเอาแรงที่ยึดควาร์กเข้าด้วยกันมาไม่ได้ แต่เราเอาแรงที่ยึดโปรตอนและนิวตรอนมาได้ เพราะโปรตอนที่มีประจุบวกเหมือนกันน่าจะผลักกันแต่ถูกยึดติดกันอยู่ในนิวเคลียสหรือแกนกลางของอะตอมก็ด้วยแรงนี้แหละ โดยมวลกลายเป็นพลังงานตามสูตรของไอน์สไตน์ E = mc2 ที่โด่งดัง 

ไม่เพียงแต่โปรตอนและนิวตรอนซึ่งไม่ใช่อนุภาคพื้นฐานจะมีมวล แม้แต่ตัวอนุภาคพื้นฐานเองก็มีทั้งชนิดมีมวลและไม่มีมวล พวกที่ไม่มีมวลคือโฟตอนซึ่งเป็นพาหะของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และกลูออนที่เป็นพาหะของแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มที่ดูดควาร์กติดกันจนกลายเป็นโปรตอนและนิวตรอน 

โฟตอนไม่มีมวล จึงสามารถวิ่งได้เร็วที่สุดคือความเร็วแสง (พูดอีกก็ถูกอีก เพราะตัวมันเป็นแสง) ส่วนกลูออนไม่ได้วิ่งไปไหนแม้จะไม่มีมวล มันทำหน้าที่แค่ดึงควาร์กให้ติดกัน

ส่วนอนุภาคพื้นฐานอย่างอื่นต่างก็มีมวลกันทั้งนั้น ด้วยบทบาทของสนามฮิกส์ (Higgs Field) … มาแล้วครับ ตัวเอกตามชื่อเรื่องของเราในวันนี้

สนามฮิกส์ (Higgs Field) เป็นแนวคิดในฟิสิกส์ทฤษฎีที่อธิบายว่า อนุภาคพื้นฐาน ได้มาซึ่งมวลได้อย่างไร โดยเป็นส่วนสำคัญของแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค (Standard Model)

อธิบายง่าย ๆ ว่า สนามฮิกส์คือสนามพลังชนิดหนึ่งที่แผ่กระจายอยู่ทั่วทั้งจักรวาล

เมื่ออนุภาคพื้นฐาน (เช่น อิเล็กตรอน หรือควาร์ก) เคลื่อนที่ผ่านสนามนี้ พวกมันจะ "ต้าน" สนาม และนั่นคือที่มาของ มวล ของอนุภาคเหล่านั้น

หากไม่มีสนามฮิกส์ อนุภาคทั้งหมดจะไม่มีมวล และจักรวาลจะไม่มีโครงสร้างอย่างที่เรารู้จัก

ฮิกส์โบซอน (Higgs Boson) เป็นอนุภาคพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับสนามฮิกส์ การค้นพบฮิกส์โบซอนในปี 2012 โดย CERN (ที่ Large Hadron Collider) เป็นหลักฐานยืนยันการมีอยู่ของสนามฮิกส์

มาลองเปรียบเทียบ สนามฮิกส์ กับสิ่งในชีวิตประจำวันให้เห็นภาพง่าย ๆ โดยเปรียบเทียบสนามฮิกส์กับห้องปาร์ตี้

ลองจินตนาการว่า มีงานปาร์ตี้ใหญ่คนเต็มห้อง สนามฮิกส์ ก็เหมือนกับ "ผู้คน" ที่ยืนอยู่เต็มห้อง อนุภาคเปรียบเสมือนบุคคลที่เดินเข้าไปในห้องนี้

ถ้าเป็นคนธรรมดาเดินเข้าไป ไม่มีใครรู้จัก สามารถเดินผ่านฝูงชนได้ง่าย คือมีมวลน้อย

แต่ถ้าเป็นคนดัง เช่น ดารา ทุกคนหันมารุมล้อม ขอเซลฟี่ พูดคุย ดาราคนนั้นก็จะเดินได้ช้า คือมีมวลมาก

ดังนั้น เมื่อเทียบเคียงกับอนุภาค …

• ยิ่งอนุภาค "โต้ตอบ" กับสนามฮิกส์มาก ก็จะยิ่งมีมวลมาก

• ถ้าไม่โต้ตอบเลย ก็จะไม่มีมวล เช่น โฟตอน (แสง)

อาจารย์ในมหาวิทยาลัยบางท่าน สาธิตเรื่องสนามฮิกส์ด้วยถาด แทนจักรวาล ผงน้ำตาล แทนสนามฮิกส์ ลูกปิงปอง แทนมวลเบา และลูกเทนนิส แทนมวลหนัก

ถ้าจักรวาลไม่มีสนามฮิกส์ เหมือนถาดเปล่าที่ลูกปิงปองและลูกเทนนิสวิ่งไปได้โดยอิสระอย่างรวดเร็วเมื่อเอียงถาดไปมา เสมือนอนุภาคปราศจากมวลจะสามารถวิ่งไปไหนมาไหนได้สะดวกด้วยความเร็วแสง แต่เมื่อเทผงน้ำตาลลงไปจนเต็มถาด แล้วกลิ้งลูกเทนนิสกับลูกปิงปองใหม่ มันจะกลิ้งได้ช้าลง โดยลูกเทนนิสที่มีมวลมากกว่าจะช้ากว่าลูกปิงปองที่มวลน้อย

สิ่งที่แสดงถึงการมีของสนามฮิกส์ (Higgs field) คือการค้นพบ ฮิกส์โบซอน (Higgs boson)

ฮิกส์โบซอนเป็นอนุภาคมูลฐานเช่นเดียวกับโฟตอนและกลูออน

สนามฮิกส์กับฮิกส์โบซอนเกี่ยวข้องกันอย่างไร

สนามฮิกส์ และฮิกส์โบซอน เป็นสองแนวคิดที่เกี่ยวข้องกันโดยตรง โดยเฉพาะในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค (Standard Model) ความสัมพันธ์ของทั้งสองสามารถอธิบายได้ดังนี้:

1. สนามฮิกส์คืออะไร

สนามฮิกส์คือสนามพลังงานชนิดหนึ่งที่แทรกซึมอยู่ทั่วทั้งเอกภพอย่างสม่ำเสมอ

สนามนี้มีบทบาทสำคัญในการทำให้อนุภาคมูลฐาน (เช่น อิเล็กตรอนและควาร์ก) มีมวล

กลไกที่ทำให้เกิดมวลเรียกว่า Higgs mechanism ซึ่งเกิดจากการที่อนุภาคโต้ตอบกับสนามฮิกส์

2. ฮิกส์โบซอนคืออะไร

ฮิกส์โบซอนคืออนุภาคที่เป็น “ควอนตัม” (quantum) ของสนามฮิกส์

พูดง่าย ๆ คือ ถ้าทำให้สนามฮิกส์สั่น จะได้อนุภาคฮิกส์โบซอน

ฮิกส์โบซอนเป็นหลักฐานสำคัญที่ยืนยันว่าสนามฮิกส์มีอยู่จริง ถูกค้นพบโดย CERN ในปี 2012 ผ่านการทดลองที่ LHC (Large Hadron Collider)

3. ความสัมพันธ์ระหว่างสนามฮิกส์กับฮิกส์โบซอน

สนามฮิกส์ → ตัวการที่ให้มวลแก่อนุภาค

ฮิกส์โบซอน → ผลจากการสั่นของสนามฮิกส์ (เหมือนคลื่นในสนาม)

เปรียบเทียบให้เห็นภาพดังนี้

ถ้าสนามฮิกส์คือทะเลกว้างใหญ่ ฮิกส์โบซอนก็คือคลื่นลูกหนึ่งในทะเลนั้น

หรือถ้าสนามคือผืนผ้าใบตึง ๆ ฮิกส์โบซอนคือจุดที่มีการสั่นไหวของผ้าใบ

ฮิกส์โบซอน (Higgs boson) และสนามฮิกส์ (Higgs field) ไม่ได้ "ตรวจพบมวลที่มีอยู่แล้ว" แต่เป็นกลไกที่ "สร้างมวล" ให้กับอนุภาคพื้นฐานบางชนิดในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งเฟอร์มิออน (เช่น อิเล็กตรอน ควาร์ก) และโบซอนบางชนิด (เช่น W และ Z bosons)

คำว่าเฟอร์มิออน และโบซอน อาจจะฟังแปลกหู แต่ความจริงมันเป็นเพียงการแบ่งกลุ่มอนุภาคมูลฐานแยกเป็นสองกลุ่มเท่านั้น คือ กลุ่มหนึ่งเกี่ยวกับสสาร ที่กลายมาเป็นอะตอม อีกกลุ่มหนึ่งเกี่ยวกับแรงคือเป็นพาหะของแรง

สนามฮิกส์ (Higgs field) เป็นสนามควอนตัมที่แผ่ทั่วทั้งเอกภพ

เมื่ออนุภาคพื้นฐานเคลื่อนที่ผ่านสนามฮิกส์ พวกมันจะมีปฏิสัมพันธ์กับสนามนั้น

ความแรงของปฏิสัมพันธ์นั้นเป็นตัวกำหนด "มวล" ของอนุภาคนั้น ๆ — ยิ่งปฏิสัมพันธ์แรงมาก มวลก็ยิ่งมาก

ฮิกส์โบซอน คือการสั่นของสนามฮิกส์ ซึ่งถูกค้นพบในปี 2012 ที่ CERN มันเป็นหลักฐานว่ามีสนามฮิกส์จริง ๆ

ดังนั้น สนามฮิกส์ "สร้าง" มวล โดยกลไกที่อนุภาคสามารถได้มวลมา ไม่ใช่เพียงตรวจพบมวลที่มีอยู่แล้ว แต่มันไม่ได้สร้าง "มวลทั้งหมดในเอกภพ" เช่น มวลจากพลังยึดเหนี่ยวในโปรตอน (ซึ่งมาจากกลูออนและควาร์ก) ไม่ได้มาจากสนามฮิกส์

สนามฮิกส์ให้มวลกับสิ่งต่อไปนี้คือ …

อิเล็กตรอน

ควาร์ก (up, down, strange, etc.)

W และ Z โบซอน (อนุภาคพาหะของแรงนิวเคลียร์อ่อน)

อนุภาคพื้นฐานอื่น ๆ ตามแบบจำลองมาตรฐาน

กล่าวคือ …

อิเล็กตรอนได้มวลจากปฏิสัมพันธ์กับสนามฮิกส์ ควาร์ก (ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตอนและนิวตรอน) ก็ได้มวลเบื้องต้นจากสนามฮิกส์ แต่มวลส่วนใหญ่ของจักรวาล ไม่ได้มาจากสนามฮิกส์

ตัวอย่างที่สำคัญที่สุดคือ … โปรตอนและนิวตรอน ที่รวมอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม จึงรวมเรียกว่า นิวคลีออน (nucleons)

โปรตอน: ประกอบด้วย 3 ควาร์ก (2 up, 1 down)

นิวตรอน: ประกอบด้วย 3 ควาร์ก (1 up, 2 down)

น้ำหนักรวมของควาร์กพวกนี้ คิดเป็นแค่ ~1% ของมวลของโปรตอนเท่านั้น! ส่วนที่เหลือ (~99%) มาจากพลังงานของกลูออนและพลังงานการเคลื่อนไหวของควาร์กภายใน ตามกฎของสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ (E = mc2) → พลังงานสามารถกลายเป็นมวลได้

กล่าวคือ … โปรตอนมีมวลส่วนใหญ่มาจาก "พลังงานยึดเหนี่ยว" ระหว่างควาร์ก ไม่ใช่จากมวลของควาร์กเอง

สรุปว่า สนามฮิกส์ "สร้างมวล" ให้กับอนุภาคพื้นฐานโดยตรง แต่มวลส่วนใหญ่ของสิ่งที่เราสัมผัสได้ (เช่น มวลของตัวเรา หรือมวลของอะตอม) มาจากพลังงานภายในของอนุภาคประกอบ เช่น โปรตอนและนิวตรอน

มวลของโปรตอนและนิวตรอนมาจากพลังงานภายใน

โปรตอน และ นิวตรอน ประกอบด้วย ควาร์ก และ กลูออน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์กันผ่านแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม

ส่วนใหญ่ของมวลของโปรตอนและนิวตรอนไม่ได้มาจากมวลของควาร์กเอง แต่เกิดจาก พลังงานการเคลื่อนที่ และ พลังงานของกลูออน ที่ยึดควาร์กเหล่านี้ไว้ด้วยกัน → พลังงานสามารถแปลงเป็นมวลได้

ภาพรวมของมวลในโปรตอนเป็นดังนี้คือ …

มวลของควาร์ก: ประมาณ 1%

พลังงานของกลูออนและการเคลื่อนที่: ประมาณ 99%

ดังนั้น เมื่อมีบางคนให้สมญานามฮิกส์ว่าเป็น God particle เพราะสร้างมวลได้ นักฟิสิกส์จึงไม่ค่อยชอบใจนัก

เพราะฮิกส์สร้างมวลแค่ 1% เท่านั้นเองนี่ครับ

วัชระ นูมหันต์

(กรรมการสมาคมมาตรวิทยาแห่งประเทศไทย)

2025-10-05

————

Phonon

————

⭕️ ⭕️ ⭕️

โฟนอน (Phonon) คืออะไร

โฟนอน คือ ควอนตัมของพลังงานการสั่นสะเทือน (quantized unit of vibrational energy) ของอะตอมหรือไอออนในผลึกของของแข็ง พูดง่าย ๆ ก็คือเป็น “อนุภาคสมมุติ” ที่ใช้แทนการเคลื่อนที่แบบสั่นของอะตอมในโครงผลึกนั่นเอง คิดเสมือนหนึ่งว่า มันคือเสียงหรือการสั่นของโครงผลึก (lattice vibration in a crystal) ในรูปแบบของควันตัม (quantum version)

ลองนึกภาพว่าอะตอมในของแข็งเรียงกันเป็นตาข่าย แล้วสั่นไปมา ถ้ามีการสั่นสะเทือนเกิดขึ้น การสั่นนั้นสามารถแพร่กระจายไปทั่วโครงผลึกคล้ายกับคลื่น เหมือนคลื่นเสียง ในเรื่องของควันตัม (quantum mechanics) คลื่นของการสั่นนี้จะมีจำนวนเป็นก้อน ๆ (quantized) และ โฟนอน ก็คือหน่วยเล็กที่สุดของคลื่นสั่นสะเทือนนั้น ซึ่งคล้ายกับที่ โฟตอน (photon) เป็นหน่วยเล็กที่สุดของแสง

โฟนอน เป็นตัวสำคัญ เพราะมันช่วยอธิบายในเรื่องของ …

1. การนำความร้อนในของแข็ง (thermal conductivity) ว่าความร้อนวิ่งผ่านของแข็งไปได้อย่างไร คำตอบก็คือ โฟนอนเป็นตัวนำความร้อนไป

2. ผลกระทบต่อสมบัติเชิงกล อย่างเช่นเสียงในของแข็งก็คือโฟนอนที่มีพลังงานต่ำ เราอาจจะคิดเสมือนว่า โฟนอนเป็นเสมือนอนุภาคของเสียงหรือความร้อนในของแข็ง เหมือนกับที่โฟตอนเป็นเสมือนอนุภาคของแสง

3. ปฏิกิริยากับอิเล็กตรอน โฟนอนมีผลต่อการนำไฟฟ้า (electricity conductivity) ในวัสดุบางประเภท โดยเฉพาะในตัวนำยิ่งยวด

โฟนอนมีผลต่อการนำไฟฟ้าอย่างไร

โฟนอน เป็นการสั่นของโครงข่ายอะตอมในของแข็งที่เป็นจำนวนหรือเป็นก้อน (quantized) ทำให้มีผลต่อการนำไฟฟ้า ทั้ง ๆ ที่ตัวมันไม่ได้นำไฟฟ้า แนวความคิด (concept) ของการที่โฟนอนทำให้เกิดการนำไฟฟ้าก็คือ …

1. อิเล็กตรอนและโครงข่ายการสั่นของอะตอม (Electrons and Lattice Vibration) 

ในวัสดุที่นำไฟฟ้า อิเล็กตรอนเป็นตัวหลัก (primary carrier) ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า แต่มันต้องวิ่งผ่านโครงข่ายของอะตอมในโลหะหรือสารกึ่งตัวนำ และมันจะต้องเผชิญกับการสั่นของโครงข่ายอะตอมดังกล่าว ก็คือโฟนอน

2. การกระจายของ อิเล็กตรอน-โฟนอน (Electron-Phonon Scattering)

• เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การสั่นของโครงข่ายอะตอมจะมากขึ้น

• การสั่นนี้ (phonon) จะทำให้อิเล็กตรอนกระจัดกระจาย หลุดออกจากเส้นทาง 

• การกระจัดกระจายนี้จะลดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนลง ทำให้ความนำไฟฟ้าลดลง

ดังนั้น โฟนอนจึงเป็นสาเหตุของความต้านทานไฟฟ้าในวัสดุตัวนำ 

3. อุณหภูมิ ที่เชื่อมโยงกับการนำไฟฟ้า (Temperature  Dependence of Conductivity) 

• ที่อุณหภูมิต่ำ โฟนอนน้อย การกระจัดกระจายน้อย มีผลทำให้สภาพการนำไฟฟ้าสูง 

• ที่อุณหภูมิสูง โฟนอนมีมากขึ้น การกระจัดกระจายมากขึ้น ดังนั้นการนำไฟฟ้าก็จะตก 

นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมโลหะจึงมีความต้านทานสูงขึ้นตามอุณหภูมิ 

4. การนำไฟฟ้ายิ่งยวด (Superconductivity)

เรื่องนี้เป็นกรณีพิเศษ เพราะโฟนอนเปลี่ยนบทบาทจากตัวต้านกลับมาเป็นตัวช่วย คือช่วยให้อิเล็กตรอนวิ่งได้สะดวกเพิ่มความนำไฟฟ้าด้วยการสร้างให้อิเล็กตรอนจับคู่กัน เรียกว่า Cooper pair วิ่งทะลุทะลวงผ่านโครงสร้างอะตอมไปโดยปราศจากความต้านทานในสภาพที่อุณหภูมิต่ำมากจนเกือบจะถึงศูนย์องศาสัมบูรณ์

กล่าวโดยสรุป 

โฟนอน ช่วยอธิบายว่า ทำไมอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านเข้าไปในวัสดุจึงเจอกับความต้านทานทางไฟฟ้าและมันเกิดขึ้นได้อย่างไร

• โฟนอนแทนการสั่นของโครงข่ายอะตอม (atomic lattice)

• โฟนอนทำให้อิเล็กตรอนกระจัดกระจาย ลดสภาพความนำไฟฟ้า

• วัตถุพิเศษบางอย่าง เช่นตัวนำยิ่งยวด (superconductor) โฟนอนจะเพิ่มสภาพความนำไฟฟ้า

แสงเป็นคลื่นที่เห็นด้วยตา เสียงเป็นคลื่นที่ได้ยินกับหู เป็นอายตนะที่คู่กับคนเรามานาน วิชาฟิสิกส์สมัยโบราณจึงเริ่มเรียนกันด้วยเรื่อง ความร้อน-แสง-เสียง ซึ่งก็หนีไม่พ้นเรื่องคลื่นอีก จนแม้กระทั่งฟิสิกส์สมัยใหม่ที่เรียนรู้กันเรื่องควันตัม ก็ยังเป็นเรื่องคลื่นอยู่ดี แถมยังเอาไปอธิบายเรื่องราวของความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) ได้ด้วยว่า เกิดจากคลื่นของการสั่นนี่เอง 

ควันตัม (quantum) เป็นเรื่องของพลังงานที่เป็นก้อน (quanta) จึงอธิบายว่าแสงเกิดจากก้อนพลังงานของคลื่นแสง (photo wave) ที่เรียกว่าโฟตอน (photon) ในทำนองเดียวกัน โฟนอน (phonon) ก็เป็นก้อนพลังงานของคลื่นสั่น (vibration wave) ทำให้วัสดุร้อนขึ้น และทำให้เกิดความต้านทานทางไฟฟ้า 

แนวความคิดในเรื่องโฟนอน นำเสนอโดย Igor Tamm นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต ในปี 1930 ส่วนชื่อ phonon ตั้งโดย Yakov Frenkel 

การตั้งชื่อก้อนพลังงานของการสั่นว่า โฟนอน (phonon) เป็นการตั้งชื่อให้เข้ากันกับ โฟตอน (photon) ที่รู้จักกันดีอยู่แล้ว โดยนำมาจากภาษากรีกว่า φωνή (phonē) ที่แปลว่าเสียง เพราะเสียงเกิดจากการสั่น 

คงไม่แปลกใจถ้าร้านที่ทำธุรกิจเกี่ยวกับแสงหรือการถ่ายภาพจะเรียกว่า โฟโต้ช้อป (photoshop) อันเป็นผลจากโฟตอน ส่วนโฟนอน อาจจะนึกไปถึงธุรกิจเกี่ยวเนื่องกับเสียงที่เรียกว่า โฟนช้อป (phoneshop) รวมทั้งมือถือ (mobile phone) 

ทั้งนี้และทั้งนั้นเป็นเพราะมันมีรากศัพท์มาจากคำเดียวกันนั่นเอง

วัชระ นูมหันต์ (กรรมการวิชาการสมาคมฯ)

2025-09-28 

———-————

Plasma Engine 

———-————

⭕️ ⭕️ ⭕️

คำว่าพลาสม่า (plasma) อาจมีหลายคนรู้แล้วว่า มันคือสถานะที่สี่ของสสาร ถัดจากของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ซึ่งเมื่อสสารได้รับพลังงานมากขึ้นเรื่อย ๆ โมเลกุลที่อยู่อัดแน่นติดกันเป็นของแข็ง รูปทรงคงที่ ก็จะค่อย ๆ ขยับเขยื้อนเลื่อนไหลได้กลายเป็นของเหลว เมื่อได้รับพลังงานมากขึ้นไปอีก โมเลกุลก็จะอยู่ห่างกระจัดกระจายฟุ้งออกไปกลายเป็นก๊าซ ยังไม่พอ ถ้าใส่พลังงานเข้าไปอีก คราวนี้อิเล็กตรอนที่เคยวิ่งวนรอบนิวเคลียสของอะตอมอยู่ดี ๆ ก็จะกระโดดกระเด้งหลุดออกไปกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระประจุลบ ทิ้งให้แกนกลางกลายเป็นไอออนประจุบวก และเรียกสสารที่อยู่ในสถานะนี้ว่า พลาสม่า เหมือนสสารที่อยู่ในทีวีจอพลาสมา หลอดนีออน เปลวไฟ หรือไกลออกไปคือดวงอาทิตย์ โบราณก็ช่างเปรียบเทียบเรียกสถานะทั้งสี่ของสสาร คือ ของแข็ง-ของเหลว-ก๊าซ-พลาสม่า นี้สั้น ๆ ว่า ธาตุสี่ คือ ดิน-น้ำ-ลม-ไฟ 

เมื่อไม่นานมานี้ มีข่าวเล็ดลอด (หรือตั้งใจ) จากวงการวิจัยในรัสเซียว่า รัสเซียกำลังพัฒนา ทำการวิจัยและทดลองเครื่องยนต์สำหรับยานอวกาศเรียกว่า เครื่องยนต์พลาสม่า (plasma engine) หรือการขับเคลื่อนด้วยพลาสม่า (plasma propulsion)

เครื่องยนต์พลาสม่า คือ ระบบผลักดันอวกาศชนิดหนึ่งที่ใช้อนุภาคประจุ เช่น อิเล็กตรอน และ ไอออน ซึ่งถูกเร่งด้วยสนามแม่เหล็กหรือไฟฟ้า แทนที่จะใช้แรงระเบิดของเชื้อเพลิงเคมี เช่นในจรวดทั่วไป

ข้อดีสำคัญคือ ความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ต่ำกว่าเมื่อใช้ในระยะยาว มีความสามารถในการสร้างแรงขับต่อเนื่อง ในอวกาศ และมีประสิทธิภาพสูง คือมีแรงกระตุ้นเฉพาะ (specific impulse) สูง 

ข่าวจากแหล่งข่าวต่าง ๆ รัสเซีย (Rosatom) และสถาบันวิจัยที่เกี่ยวข้อง ถึงสิ่งที่รัสเซียกำลังพัฒนาอยู่ มีโครงการต้นแบบเครื่องยนต์พลาสม่า ดังนี้คือ

พลังงาน (power) ประมาณ 300 กิโลวัตต์ (kW) 

แรงขับ (thrust) อย่างน้อยประมาณ 6 นิวตัน 

แรงกระตุ้นเฉพาะ (specific impulse) ให้ความเร็วของอนุภาคที่ถูกเร่งประมาณ 100 กิโลเมตรต่อวินาที 

โหมดการทำงานแบบเป็นจังหวะซ้ำ (pulse-periodic mode) ซึ่งมีการอ้างว่าระบบสามารถทำงานต่อเนื่องในโหมดนี้ได้นานกว่า 2,400 ชั่วโมง 

ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งสามารถแยกเป็นอนุภาคประจุบวกหรือโปรตอน และอนุภาคประจุลบหรืออิเล็กตรอน สำหรับระบบแรงขับหลักของเครื่องยนต์พลาสม่า 

เรียกว่าเป็นเชื้อเพลิงพอเข้าใจได้ แต่อาจไม่ถูกนัก เดี๋ยวจะนึกว่าเอามาจุดติดไฟ เรียกว่าเป็นก๊าซใช้งาน (working gas) ดีกว่า นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาตัวขับเคลื่อน (thruster) สำหรับดาวเทียม โดยใช้คริปตอน (krypton) เป็นก๊าซใช้งาน ซึ่งมีราคาถูกกว่าซีนอน (xenon) 

รัสเซียได้ตั้งเป้าที่มีความความเป็นไปได้ว่า ถ้าใช้เครื่องยนต์พลาสม่านี้กับยานอวกาศ (หลังจากที่ยานขึ้นสู่วงโคจรด้วยจรวดเคมีแล้ว) จะสามารถลดเวลาเดินทางไปดาวอังคาร (Mars) จากประมาณ 6–9 เดือน ที่ใช้กับระบบเคมี ให้เหลือเพียง 30–60 วัน ได้

การวิจัยดังกล่าวยังอยู่แค่การทดลองในสภาวะของห้องทดสอบสุญญากาศ (ราชบัณฑิตใช้สระอุ แต่คนทั่วไปนิยมใช้สระอู) เพื่อจำลองสภาวะอวกาศ 

มีการตั้งเป้าหมายที่อาจจะมีรุ่นที่พร้อมใช้งาน (flight model) ในอวกาศได้ภายในปี 2030 

ข้อจำกัดหรือความท้าทายในเรื่องนี้ก็คือ …

แรงขับ ซึ่งแม้ว่า 6 นิวตันอาจดูสูงสำหรับการขับเคลื่อนด้วยพลาสม่าแบบทดลอง แต่ถ้าเทียบกับแรงที่จำเป็นสำหรับยานขนาดใหญ่หรือการเร่งออกจากโลก (earth escape velocity) ยังถือว่าน้อยมาก ผู้พัฒนายังต้องใช้จรวดเคมีหรือระบบอื่น ๆ ในการออกจากชั้นบรรยากาศ

แหล่งพลังงาน เช่นการผลิตไฟฟ้าระดับหลายร้อยกิโลวัตต์ในอวกาศจำเป็นต้องมีระบบให้พลังงานที่มั่นคง มักจะพูดถึง “พลังงานนิวเคลียร์” (nuclear power) หรือเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก (reactor) ซึ่งมีทั้งปัญหาเรื่องน้ำหนัก ความปลอดภัย การจัดการความร้อน และการป้องกันรังสี

ความทนทานและอายุการใช้งาน ที่ต้องทนต่อการทำงานนานในสภาพอวกาศที่มีการแผ่รังสี แรงกระแทกอุณหภูมิ ฝุ่นอวกาศ ฯลฯ ข้อนี้ยังอยู่ในระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการ 

การนำไปใช้จริง ก็ต้องปรับขนาดเครื่องยนต์ ระบบไฟฟ้า ระบบควบคุม ระบบระบายความร้อน และการรวมกับส่วนอื่นของยานอวกาศ ซึ่งไม่ได้มีแค่เรื่องเทคนิค แต่ยังเกี่ยวข้องกับต้นทุน ความน่าเชื่อถือ และกฎระเบียบระหว่างประเทศเกี่ยวกับนิวเคลียร์ ถ้ามีเครื่องปฏิกรณ์ 

เกี่ยวกับเรื่องนี้ มีบทความทางวิชาการ (peer‑reviewed) และงานวิจัยของรัสเซีย ที่เกี่ยวข้องกับพลาสม่าหรือการขับเคลื่อนทางไฟฟ้า (plasma / electric propulsion) อยู่บ้าง แต่ยังไม่มีที่ยืนยันชัดเจนถึงเครื่องต้นแบบ ที่ว่ากันว่า “ส่งถึงดาวอังคารได้ใน 30‑60 วัน” ด้วยสเปกที่สื่อมวลชนรายงาน (300 kW, thrust 6 N, ความเร็วอนุภาค 100 km/s) อย่างน้อย ณ ชั่วโมงนี้ยังไม่พบเอกสารทางวิชาการที่เผยแพร่ในวารสาร เพื่อยืนยันข้อมูลทั้งหมดตามที่ประกาศในข่าวสารทั่วไป

แต่ก็มิใช่จะปราศจากข้อมูลเสียทีเดียว งานวิจัยที่มีอยู่แล้วของรัสเซียเกี่ยวกับเครื่องขับเคลื่อนพลาสม่า ก็ยังมีอยู่พอสมควร เช่น …

ปี 2019 โครงการพัฒนา SPT‑100VT ซึ่งมีขนาดใกล้กับ SPT‑100 ที่มีใช้แล้วในอวกาศ โดยใช้พลังงานประมาณ 3 kW, แรงขับมากกว่า SPT‑100 ประมาณสองเท่า, ประสิทธิภาพ (efficiency) มากกว่า 60% และ specific impulse มากกว่า 1800 วินาที

ปี 2019 แนวความคิดของเครื่องขับพลาสม่าแบบไฮบริดพัลส์สำหรับดาวเทียมขนาดเล็กโดยใช้ของเหลวผสมระหว่างแกลเลียมและอินเดียมในการทำงาน เป็นการทดลองที่ระดับแรงดันต่ำ (น้อยกว่า 1 kV) 

ปี 2021 ศึกษาประสิทธิภาพของเครื่องขับพลาสม่า และหน่วยจัดการพลังงาน ภายใต้ภาระโหลดแบบต่าง ๆ  แต่เป็นเครื่องขับขนาดเล็กสำหรับดาวเทียม มากกว่าที่จะเป็นโครงการขนาดสำหรับการขับเคลื่อนในการเดินทางไปในอวกาศ 

ปี 2024 พื้นฐานทางฟิสิกส์และผลการวิจัยหลักของเครื่องขับด้วยอิเล็กตรอน (เช่น SPT หรือ stationary plasma thrusters) เป็นงานวิจัยจาก Moscow Aviation Institute และ Keldysh Research Center โดยกล่าวถึงหลักการทางกายภาพ, พัฒนาการ, ประสิทธิภาพ, อุปสรรคต่าง ๆ ในการพัฒนาเครื่องขับชนิดนี้ 

จุดที่ยังไม่มี หรือไม่ชัดเจนในเอกสารวิชาการ

1.ไม่มีบทความ peer‑reviewed ที่ให้ข้อมูลครบตามที่สื่อ (Rosatom) บอก เช่น

•แรงขับ ~6 นิวตัน (6 N) +

•พลังงานไฟฟ้า ~300 kW +

‘ความเร็วของอนุภาค 100 km/s +

•ทำงานในโหมด pulse‑periodic +

•ใช้ไฮโดรเจนเป็น working gas

2.ยังไม่มีหลักฐานจากงานวิจัยที่ถูกเผยแพร่ในวารสารวิชาการที่ยืนยันว่าสามารถเดินทางถึงดาวอังคารภายใน 30‑60 วันได้จริงตามที่สื่อมวลชนรายงาน ซึ่งเป็นคำกล่าวที่ดูจะเกินไป แต่มีในข่าวประชาสัมพันธ์

3.ข้อมูลที่มีมักมาจาก แหล่งข่าวของรัฐ ไม่ใช่บทความทางวิชาการที่เปิดเผยรายละเอียดเชิงทดลอง เช่น กราฟประสิทธิภาพเทียบกับเวลาทดสอบ การสึกหรอของวัสดุ อายุการใช้งาน ประสิทธิภาพในอวกาศ และอัตราการสึกหรอ เป็นต้น สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการประเมินว่าเทคโนโลยีพร้อมใช้หรือไม่ 

การประเมินและสรุป

•งานวิจัยรัสเซียมีอยู่แล้วในเรื่องแรงขับด้วยพลาสม่าที่ใช้กับดาวเทียมขนาดต่าง ๆ โดยมีสเปกกลาง ๆ แต่ยังไม่ถึงระดับที่สื่อมวลชนพูดถึงสำหรับการเดินทางของมนุษย์ไปในอวกาศ ที่อ้างว่า “บินถึงดาวอังคารภายในสองเดือน”

•เป็นไปได้ว่า Rosatom และสถาบันที่เกี่ยวข้องกำลังอยู่ในขั้นทำต้นแบบ หรือยังอยู่แค่ในห้องทดลอง และอาจยังไม่ได้เผยแพร่ในบทความวิชาการ หรืออาจอยู่ระหว่างการตรวจสอบ

•ข้ออ้างข่าวว่า 300 kW / 6 N / 100 km/s โดยใช้ไฮโดรเจน และใช้เวลาเดินทางเพียง 30‑60 วัน ถ้าเป็นจริงจะถือว่าเป็นความก้าวหน้าใหญ่ (breakthrough) แต่ต้องมีการเปิดเผยทางวิชาการที่เชื่อถือได้ก่อนจะมั่นใจ 

เครื่องยนต์พลาสม่า เป็นเพียงเครื่องยนต์ขับดันยานชนิดหนึ่งซึ่งยังต้องอาศัยแหล่งพลังงานเช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จิ๋ว

เขาจะเอานิวเคลียร์จิ๋วไปใช้เดินทางในอวกาศกันแล้ว เราพอจะมั่นใจนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าในบ้านเราได้หรือยัง

วัชระ นูมหันต์  (กรรมการวิชาการสมาคมฯ)

2025-09-21 

——————

นิวเคลียร์จิ๋ว

——————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เมื่อวันที่ 21 สิงหาคมที่ผ่านมา ได้มีโอกาสดูรายการคุยนอกกรอบกับ สุทธิชัย หยุ่น ของไทยพีบีเอสในหัวข้อเรื่อง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก ตัวเปลี่ยนเกมพลังงานไทย ? 

คุณ สุทธิชัย ได้พูดคุยกับคุณ ศิริเมธ ลี้ภากรณ์ ผู้จัดการใหญ่ และรักษาการประธานเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ GPSC ถึงแผนการศึกษาเกี่ยวกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กในไทย เทคโนโลยีนิวเคลียร์แบบ Small Modular Reactor (SMR) แนวทางป้องกันความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น และความมั่นคงทางพลังงานของประเทศ

“โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก” มันยาวไป ฟังดูเป็นทางการ ขอเรียกอย่างสะดวกปากว่า “นิวเคลียร์จิ๋ว” ก็แล้วกัน 

หากย้อนอดีตของโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในไทย โดยพิจารณาจากแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า หรือ PDP (Power Development Plan) ที่มีการปรับปรุงแก้ไขกันมาโดยตลอด จะพบว่า PDP ยุคก่อนหน้า (PDP 2007–2018) จะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อยู่ในแผนด้วย กล่าวคือ …

PDP 2007 ระบุแผนสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 แห่ง (ราว 4,000 MW) 

PDP 2010 มีแผนขยายเป็น 5 แห่ง (5,000 MW) แต่ต่อมาลดเหลือ 4 แห่ง

เหตุการณ์ฟุกุชิมะในญี่ปุ่น ในปี 2011 ทำให้มีการลดสัดส่วนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลง เหลือไม่เกิน 5% และจำนวนเหลือเพียง 2 แห่ง (รวม 2,000 MW)

PDP 2015 ยังคงแผนเดิมไว้ 2 แห่ง (2,000 MW) 

PDP 2018 ถอนโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ออกทั้งหมด หันไปเน้นพลังงานก๊าซและพลังงานหมุนเวียน 

ปัจจุบัน มี PDP 2024 เป็นฉบับร่างล่าสุด ซึ่งร่างแผน PDP ปี 2024 นี้ได้กลับมาพิจารณาเรื่อง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก (SMR - Small Modular Reactor) หรือนิวเคลียร์จิ๋ว โดยระบุไว้ในช่วงปลายแผน (จนถึง พ.ศ. 2580) มีกำลังผลิตที่เป็นไปได้อยู่ที่ 70–350 MW ต่อโรง และจะเปิดให้ประชาชนร่วมแสดงความคิดเห็น

ส่วนจำนวนโรง ยังไม่มีการระบุที่ชัดเจน — เป็นเพียงการนำมา “พิจารณาเป็นทางเลือก” ว่าอาจจะมีการบรรจุในแผน หากได้รับการยอมรับจากประชาชน 

ร่าง PDP 2024 ดังกล่าว ระบุแบ่งสัดส่วนกำลังผลิตในอนาคตโดยประมาณ ให้เป็น … 

พลังงานสะอาด 51%

ก๊าซธรรมชาติ 41%

ถ่านหินและลิกไนต์ 7%

นิวเคลียร์ 1% 

สรุปว่า ใน PDP 2018–2015 ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อยู่ในแผนเลย แต่ใน PDP 2024 (ร่าง) กลับมาให้นิวเคลียร์จิ๋ว (SMR) เป็นตัวเลือกที่จะพิจารณาอีกครั้ง หากได้รับความเห็นชอบจากประชาชน พร้อมระบุสัดส่วนเป็นราว 1% ของกำลังผลิตไฟฟ้าทั้งหมดปลายแผน

นั่นเป็นเหตุผลที่ทำให้บริษัท GPSC (Global Power Synergy Plc.) ในเครือ PTT ได้เริ่มศึกษาโครงการ นิวเคลียร์จิ๋ว เพื่อเตรียมความพร้อมไว้ในอนาคต

GPSC ได้ลงนาม MOU กับ Seaborg Technologies ประเทศเดนมาร์ก เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาเทคโนโลยี SMR ในไทย โดยข้อตกลงทำขึ้นเมื่อวันที่ 24 เมษายน 2024

การศึกษานี้ครอบคลุมหลายด้าน เช่น เทคโนโลยี ความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม กฎหมาย และความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ โดยมีกำหนดระยะเวลาดำเนินการ ประมาณ 4 ปี (ระหว่างปี พ.ศ. 2567–2570 หรือ ค.ศ. 2024–2027) 

นิวเคลียร์จิ๋ว (SMR) ถูกมองว่าเป็นพลังงานสะอาด (Generation IV) ที่ตอบโจทย์ด้าน เสถียรภาพ ความปลอดภัยสูง สามารถผลิตทั้งไฟฟ้าและไอน้ำได้ และลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์

ส่วนหนึ่งของเป้าหมายคือ “Net Zero Emissions ของกลุ่ม PTT” โดยจะช่วยเติมเต็มช่องว่างที่พลังงานหมุนเวียนไม่สามารถตอบโจทย์ได้ เช่น การผลิตไอน้ำในภาคอุตสาหกรรม

เป้าหมายระยะยาวก็คือ ความมั่นคงด้านพลังงาน 

การผลิตไอน้ำได้และความมั่นคงด้านพลังงานเป็นหัวใจในนิคมอุตสาหกรรมจังหวัดระยอง เพราะเป็นโครงสร้างพื้นฐาน (infrastructure) ที่สำคัญจนทำให้เกิดโรงไฟฟ้าชนิดพิเศษขึ้นมา โดยเรียกกันง่าย ๆ สั้น ๆ ว่า “โคเจน” (cogeneration plant) เพราะผลิตทั้งไฟฟ้าและไอน้ำ ส่งขายให้โรงงานอุตสาหกรรมรอบตัว ที่มีพัฒนาการมาจากโรงไฟฟ้าชนิดความร้อนร่วม (combined cycle plant) 

โรงไฟฟ้าทั้งสองชนิดนั้น ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นต้นกำเนิดพลังงานในการปั่นไฟด้วยเครื่องกังหันก๊าซ (gas turbine) เหมือนกันทั้งคู่ ได้ความร้อนส่วนเหลือจากก๊าซที่ผ่านกังหันแล้วไปต้มน้ำต่อให้เกิดไอน้ำเหมือนกัน แต่โรงความร้อนร่วมจะเอาไอน้ำนี้ไปปั่นไฟด้วยเครื่องกังหันไอน้ำต่อจึงขายแต่ไฟฟ้า ส่วนโรงโคเจนจะเอาไอน้ำนี้ไปขายให้โรงงานอุตสาหกรรมที่อยู่ใกล้กันในนิคมเพื่อใช้ในกระบวนการผลิตที่ต้องใช้ไอน้ำ จึงขายทั้งไอน้ำและไฟฟ้า

แต่การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าทั้งสองชนิดนั้น ไม่ตอบโจทย์ในอนาคตในเรื่องการลดก๊าซเรือนกระจก (Net Zero Emissions) ที่ต้องการพลังงานพลังงานสะอาดมาทดแทน การใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น พลังลมหรือพลังแสงแดดถึงแม้จะเป็นพลังงานสะอาด แต่ก็ไม่อาจสร้างไอน้ำเพื่อขายได้

เมื่ออยากได้ทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน นิวเคลียร์จิ๋วจึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ เพราะนอกจากจะมีความมั่นคงแน่นอนแล้วก็ยังเป็นพลังงานสะอาดแถมยังสร้างไอน้ำเพื่อขายได้ด้วย 

ถ้าถามว่า GPSC ทำธุรกิจเกี่ยวกับอะไร คำตอบสั้น ๆ ง่าย ๆ คือ บริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จำกัด (มหาชน) หรือ GPSC เป็นบริษัทในกลุ่ม ปตท. (PTT Group) ซึ่งดำเนินธุรกิจหลักเกี่ยวกับ การผลิตและจำหน่ายไฟฟ้า ไอน้ำ และสาธารณูปโภคอื่น ๆ เพื่อรองรับความต้องการของภาคอุตสาหกรรม

ถ้าจะดูรายละเอียดธุรกิจก็จะแยกเป็น 5 อย่าง คือ

1. ผลิตและจำหน่ายไฟฟ้า

•ให้กับภาครัฐ เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.)

•ให้กับภาคเอกชน เช่น โรงงานอุตสาหกรรมในนิคมอุตสาหกรรมต่าง ๆ

2. ผลิตไอน้ำ และระบบสาธารณูปโภคร่วม (Cogeneration)

•ใช้เทคโนโลยีที่สามารถผลิตไฟฟ้าและไอน้ำพร้อมกันจากแหล่งพลังงานเดียว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

3. ธุรกิจพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy)

•ลงทุนในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์, พลังงานลม และพลังงานชีวมวล ทั้งในประเทศและต่างประเทศ

4. พัฒนาเทคโนโลยีด้านพลังงานใหม่ ๆ

•เช่น พลังงานแบตเตอรี่, ระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage Systems: ESS), และโซลูชันสำหรับ Smart Grid/Smart Energy

5. ธุรกิจลงทุนในโครงการไฟฟ้าทั้งในและต่างประเทศ

ดูศักยภาพบริษัทแล้วก็จะเห็นว่า บริษัทคงจะเอาจริงถ้าได้ไฟเขียว จึงทำการศึกษานิวเคลียร์จิ๋วไว้ก่อน 

ประเด็นเรื่องความปลอดภัยในบริเวณกว้างอันสืบเนื่องมาจากกรณีโรงไฟฟ้าฟูกุชิมะที่เป็นภาพลักษณ์หลอกหลอนผู้คนไปทั่วโลกได้ถูกนำมาแก้ไข 

สิ่งหนึ่งที่เรียนรู้ได้จากความเสียหายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบเก่าเช่นที่ฟูกุชิมะนั้น คือ ระบบความปลอดภัยเป็นระบบ “Active Safety” ที่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้าภายนอกมาสูบน้ำทะเลเข้าไปหล่อเย็นเตาปฏิกรณ์ ต่อให้มีระบบสำรองไฟฟ้าหลายชั้นก็ยังเป็นระบบความปลอดภัยที่พึ่งพาปัจจัย “ภายนอก” อยู่ดี เมื่อมีเหตุแผ่นดินไหวใหญ่จนปัจจัยภายนอกพึ่งไม่ได้ ระบบหล่อเย็นจึงทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพ เตาปฏิกรณ์จึงหลอมละลายเสียหายปล่อยสารกัมมันตรังสีรั่วไหลออกมาภายนอก

ความคิดใหม่ก็คือ เปลี่ยนการออกแบบเตาปฏิกรณ์ใหม่ ไม่พึ่งพาปัจจัยภายนอก แต่ใช้การพึ่งพาตัวเองหรือ “Passive Safety” 

วิธีการหนึ่งก็คือใช้เกลือหลอมเหลว (molten salt) ซึ่งเป็นสารประกอบเกลือที่อยู่ในสถานะของเหลวเมื่อถูกทำให้ร้อนถึงจุดหลอมเหลว โดยทั่วไปจะใช้ในอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์ในฐานะตัวกลางถ่ายเทความร้อน (heat transfer medium) หรือเป็นตัวเก็บพลังงานความร้อน (thermal energy storage) เพราะมีคุณสมบัติในการเก็บความร้อนได้ดีและมีจุดเดือดสูง ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (Molten Salt Reactor - MSR) ใช้ molten salt เป็นสารหล่อเย็น หรือแม้กระทั่งผสมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เข้าไปในเกลือหลอมเหลว ถ้าปฏิกิริยาลูกโซ่เกิดมากเกินไปมันก็จะขยายตัวโมเลกุลจะห่างออกจากกัน ปฏิกิริยาลูกโซ่ก็จะลดลงเองด้วยตัวมันเองโดยอัตโนมัติ

ลักษณะสำคัญของ Molten Salt คือเป็นเกลือ อนินทรีย์ เช่น sodium nitrate (NaNO₃), potassium nitrate (KNO₃), lithium fluoride (LiF), หรือผสมกัน หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง เช่น 300°C – 1000°C แล้วแต่ชนิด ซึ่งแต่ละชนิดนำความร้อนได้ดี ทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่สลายตัวง่าย ไม่ติดไฟ และมักไม่ระเหยง่าย

อีกวิธีหนึ่งของ Passive Safety คือเปลี่ยนการออกแบบเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จากแท่งยาว ๆ มาเป็นก้อนกลม ๆ เหมือนลูกเทนนิส ปิดสนิท หากมีอะไรเกิดขึ้นก็ให้มันอยู่ในนั้น จนฝ่อไปเอง และใช้ฮีเลียมหล่อเย็นแทนน้ำ 

วันก่อนได้อ่านข้อเขียนของลงทุนแมน เกริ่นนำด้วยเอไอ ที่ต้องใช้ไฟฟ้ามากมายมหาศาลในการเดินเครื่องคอมพิวเตอร์ ตบท้ายด้วยนิวเคลียร์จิ๋ว (SMR) โดยกล่าวถึง Data Center เพื่อรองรับเอไอในบริษัทยักษ์ใหญ่ทางด้านไอทีทั้งหลายว่า คงต้องใช้นิวเคลียร์จิ๋วมาช่วย อย่างเช่น …

- Google เซ็นสัญญากับ Kairos Power ที่เริ่มผลิตไฟฟ้าจาก SMR ภายในปี 2030

- Amazon ลงทุนประมาณ 16,000 ล้านบาท เพื่อพัฒนาโครงการโรงไฟฟ้า SMR 3 แห่งในสหรัฐฯ

- Microsoft เซ็นสัญญาว่าจะซื้อไฟจาก Oklo บริษัทที่กำลังพัฒนา SMR ที่เน้นใช้กากนิวเคลียร์รีไซเคิล

แสดงว่าคนรุ่นใหม่สนใจนิวเคลียร์เหมือนกัน

ให้คนรุ่นใหม่หันมาสนใจพลังนิวเคลียร์กันบ้าง จะได้เลิกตื่นกลัวจากฝันร้ายที่คอยหลอกหลอนผู้คนกันมานานเสียที คงจะดีนะครับ

วัชระ นูมหันต์ (กรรมการวิชาการสมาคมฯ)

2025-09-14 

สมาคมมาตรวิทยาแห่งประเทศไทย ขอเผยแพร่บทความรู้ทั่วไปให้กับทุกท่าน เพื่อเป็นความรู้เล็กๆน้อยๆ จากสมาคมฯ

——————

Data Center 

——————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เมื่อไม่กี่วันมานี้ มีข่าวเล็ก ๆ ส่งต่อกันในแวดวงโซเชี่ยลว่า “Elon Musk เตรียมเปิดบริษัทแข่งกับ Microsoft โดยใช้ชื่อว่า Macrohard ใช้ AI เพื่อ disrupt ธุรกิจ software”

ฟังดูเหมือนเรื่องโจ๊ก เล่นคำว่า Macro ที่แปลว่าใหญ่เอามาข่ม Micro ที่หมายถึงเล็ก และ hard ที่ตรงข้ามกับ soft 

ทว่า ข่าวที่ว่า Elon Musk เตรียมเปิดบริษัทชื่อ “Macrohard” เพื่อแข่งขันกับ Microsoft นั้นมีอยู่จริงครับ — ไม่ใช่แค่ข่าวลือหรือมุกในโซเชี่ยลเท่านั้น

กุญแจข่าว “Macrohard” ที่มาจาก xAI ของ Elon Musk …

• เป็นโปรเจกต์ของ Elon Musk ที่ประกาศผ่าน X (Twitter) โดย Musk ได้โพสต์ชวนให้ผู้เชี่ยวชาญมาร่วมงานกับบริษัท AI ของเขา xAI เพื่อสร้างบริษัทซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI โดยใช้ชื่อว่า Macrohard ซึ่งแม้ฟังดูเป็นมุก แต่มัน “very real” อย่างแท้จริง

• ชื่อ “Macrohard” น่าจะสะท้อนความตั้งใจท้า Microsoft เพราะชื่อเล่นคำจาก Microsoft ที่ฟังดูล้อเลียน แต่ก็เป็นกลยุทธ์ที่แฝงไว้ด้วยความจริงจังในการตั้งเป้าท้าทายบริษัทซอฟต์แวร์รายใหญ่

• บริษัท xAI ได้ยื่นจดเครื่องหมายการค้า “Macrohard” แล้ว กับ USPTO เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม 2025 เดือนที่แล้วมานี่เอง โดยครอบคลุมผลิตภัณฑ์และบริการ AI หลายด้าน เช่น ซอฟต์แวร์สำหรับสร้างเสียงและข้อความ การเขียนโค้ด การพัฒนาเกม ฯลฯ

• วิธีการทำงานของ Macrohard คือเป็น “multi-agent AI software company” เพราะโปรเจกต์นี้ออกแบบให้ใช้งาน AI agents หลายตัวร่วมกัน เพื่อเขียนโค้ด สร้างภาพ/วิดีโอ ทดสอบซอฟต์แวร์ ฯลฯ โดยไม่ต้องพึ่งมนุษย์ในการพัฒนา

• ใช้พลังประมวลผลระดับสูงจาก Colossus (supercomputer) ซึ่งเป็นหัวใจของธุรกิจนี้ โดยบริษัทจะใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Colossus ที่ตั้งอยู่ในเมืองเมมฟิส ที่มี GPU จำนวนมหาศาลจาก NVIDIA รองรับการประมวลผล AI ที่ซับซ้อน

สรุปว่า Macrohard เป็นโปรเจกต์จริง ชื่อดูขำแต่จริงจัง และมีการจดเครื่องหมายการค้าพร้อมรายละเอียดด้านเทคนิคชัดเจน คือเป็นบริษัทซอฟต์แวร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI โดยไม่มีมนุษย์พัฒนา (purely AI) มีเป้าหมายเพื่อท้าทาย Microsoft และ disrupt วงการซอฟต์แวร์ด้วยแนวคิดใหม่ โดยใช้พลังประมวลผลจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์

ยังไม่หยุดแค่นั้น เพราะประโยคสุดท้ายนั่น โยงไปถึง Data Center ซึ่งว่ากันว่าใช้พลังงานอย่างมากมายมหาศาล

นึกถึงการขุดทองใน Bitcoin ขึ้นมาทีเดียว

ทำไมคอมพิวเตอร์อย่างที่ใช้ขุดทองใน Bitcoin หรือ Data Center จึงกินไฟสูง ใช้พลังงานมาก กูรูเรื่องพลังงานท่านหนึ่งยังเปรยว่า มันเปลืองไฟด้วยอะไร กระแสไฟฟ้ามันวิ่งเข้าไปในอะไรที่ไม่ธรรมดาเหมือนหลอดไฟ เตารีด ตู้เย็น หรืออย่างไร ผู้ที่คร่ำหวอดในแวดวงไฟฟ้าอีกท่านหนึ่งก็ยังเอ่ยว่า เจ้า Data Center นี่มันกินไฟระดับล้านวัตต์ (MW) เชียวหรือ 

คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภทอิเล็กทรอนิกส์ ไม่น่าจะกินไฟอะไรมากมาย

คิดถูกครับในแง่พื้นฐาน คอมพิวเตอร์ทั่วไป เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่ง โดยตัวมันเองไม่ได้กินไฟเยอะมาก เมื่อเทียบกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างเตาอบหรือแอร์

แต่ที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ในงานเฉพาะทาง เช่น การขุด Bitcoin หรือ Data Center ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมากนั้น มีเหตุผลเชิงลึกที่ทำให้ “มันเกินกว่าแค่คอมธรรมดา” 

คอมพิวเตอร์ที่ใช้ขุด Bitcoin เหมือนการทำเหมือง (mining) หรือที่อยู่ใน Data Center มักใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก ด้วยเหตุผลหลัก ๆ ดังต่อไปนี้

ประการแรก — งานที่ทำมีความซับซ้อนสูงและต้องใช้พลังประมวลผลมาก การขุด Bitcoin ต้องทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน (Proof-of-Work) เพื่อแก้โจทย์ที่ยากมาก ซึ่งต้องใช้ฮาร์ดแวร์พลังสูง เช่น ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) หรือ GPU ที่ต้องทำงานอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง ส่วน Data Center ต้องประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาล เช่น บริการคลาวด์ เว็บไซต์ AI วิดีโอสตรีมมิ่ง ฯลฯ ซึ่งต้องใช้เซิร์ฟเวอร์จำนวนมากทำงานพร้อมกัน 

ได้กล่าวถึง GPU ถึงสองครั้ง เพื่อจะเน้นย้ำว่าไม่ได้พิมพ์ผิดจากคำว่า CPU (Central Processing Unit) ที่มีอยู่ในคอมทั่วไป แต่เป็น GPU (Graphics Processing Unit) หรือ หน่วยประมวลผลกราฟิก เป็นชิปหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อประมวลผลข้อมูลด้านภาพและกราฟิกโดยเฉพาะ เช่น การแสดงผลภาพบนหน้าจอ การเรนเดอร์เกม 3D (คือการสร้างเกมภาพเคลื่อนไหวสามมิติด้วยคอมพิวเตอร์) การตัดต่อวิดีโอ ไปจนถึงการประมวลผลแบบขนานจำนวนมาก (parallel computing) เหมาะสำหรับงานที่ต้องใช้พลังคำนวณสูง เช่น AI การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (big data) และการเรียนรู้เชิงลึก (deep learning) ซึ่งเป็นแขนงหนึ่งของการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) ที่เน้นการใช้ โครงข่ายประสาทเทียมแบบหลายชั้น (deep neural networks) เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้จากข้อมูลจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ประการที่สอง — ต้องทำงานตลอดเวลา (Always-on Operation)

ไม่เหมือนคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ปิดได้เมื่อไม่ใช้งาน เครื่องขุด Bitcoin หรือเซิร์ฟเวอร์ใน Data Center ต้องทำงานไม่หยุด ที่เรียกกันว่า 24/7 หรือทำงาน 24 ชั่วโมงต่อวัน ตลอด 7 วันต่อสัปดาห์ คือไม่มีเวลาหยุดนั่นเอง เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด การทำงานต่อเนื่องแบบนี้ทำให้เกิดการใช้ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเช่นกัน

ประการที่สาม — การระบายความร้อนต้องใช้พลังงาน เพราะอุปกรณ์เหล่านี้ปล่อยความร้อนจำนวนมาก ต้องใช้ระบบระบายความร้อน เช่น เครื่องปรับอากาศอุตสาหกรรม ระบบน้ำหล่อเย็น หรือพัดลมขนาดใหญ่ ซึ่งกินไฟมาก Data Center ใหญ่ ๆ บางแห่ง ใช้พลังงานมากกว่าหมู่บ้านขนาดเล็กเสียอีก

ประการที่สี่ — ฮาร์ดแวร์เฉพาะทางมีการใช้พลังงานสูง อุปกรณ์เช่น ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) ถูกออกแบบมาเพื่อคำนวณโดยเฉพาะ แต่ก็ใช้พลังงานสูงมากต่อความสามารถ ยิ่งต้องการขุดเร็ว (Hashrate สูง) ก็ต้องใช้เครื่องแรงขึ้น คือกินไฟมากขึ้น

 สรุปง่าย ๆ ว่าใช้ฮาร์ดแวร์พลังสูง กินไฟเยอะ ทำงานตลอดเวลา ใช้ไฟต่อเนื่อง ต้องระบายความร้อน เพิ่มการใช้พลังงาน ต้องการประสิทธิภาพสูงสุด ยิ่งแรง ยิ่งกินไฟ 

ลองเปรียบเทียบคอมพิวเตอร์ทั่วไปกับคอมสำหรับงานเฉพาะเช่นสำหรับขุด Bitcoin หรือ Data Center เหล่านี้ดูบ้าง

คอมพิวเตอร์ทั่วไป การใช้งานเป็นพัก ๆ เช่น เล่นเกม ทำงาน ใช้ CPU ทั่วไป ใช้พลังงาน 100 – 300 วัตต์โดยเฉลี่ย จำนวนเครื่อง 1 – 2 เครื่องในบ้าน จึงระบายความร้อนด้วยพัดลมจิ๋วตามธรรมดา

คอมสำหรับงานเฉพาะ (bitcoin / Data Center) ทำงานเต็มกำลัง ตลอด 24 ชม. ใช้ ASIC/GPU หลายชุดพร้อมกัน ใช้พลังงานเครื่องละหลายพันวัตต์ และมีจำนวนนับพันเครื่องในเหมือง Bitcoin หรือใน Data Center ระบบทำความเย็นจึงต้องเป็นระดับอุตสาหกรรม และระบบทำความเย็นก็ใช้ไฟเยอะเช่นกัน

มาดู ตัวอย่างง่าย ๆ ของการใช้ไฟฟ้าจากเครื่องขุด Bitcoin แบบหนึ่ง แล้วคำนวณให้ดูว่า ตกวันหนึ่งใช้ไฟเท่าไหร่ และค่าไฟเป็นเงินเท่าไหร่ โดยสมมุติในบริบทของไทยนะครับ

ตัวอย่างเครื่องขุด Antminer S19 Pro (รุ่นยอดนิยม)

กำลังไฟฟ้าที่ใช้ประมาณ 3,250 วัตต์ (หรือ 3.25 กิโลวัตต์)

การทำงาน 24 ชั่วโมงต่อวัน ไม่หยุด

คำนวณไฟฟ้าที่ใช้ต่อวัน …

พลังงาน (กิโลวัตต์ชั่วโมง) = กำลังไฟ (kW) × ชั่วโมงที่ใช้

3.25 kW × 24 ชั่วโมง = 78 kWh ต่อวัน

คำนวณค่าไฟฟ้าต่อวัน (อ้างอิงค่าไฟในไทย) สมมุติใช้ไฟฟ้าในอัตรา 4.00 บาทต่อ 1 หน่วย (kWh) (สำหรับภาคธุรกิจ/เหมืองหรือค่าเฉลี่ยค่าไฟฟ้าบ้านที่ใช้เยอะ)

78 หน่วย × 4.00 บาท = 312 บาท/วัน

หรือประมาณ 9,360 บาท/เดือน ต่อเครื่อง แล้วถ้ามีหลายเครื่อง เช่น ถ้ามี Antminer S19 Pro 100 เครื่อง ใช้ไฟ …

78 kWh × 100 = 7,800 kWh/วัน

ค่าไฟ…

312 บาท × 100 = 31,200 บาท/วัน

หรือ เกือบ 1 ล้านบาท/เดือน

สรุปว่า เครื่องขุดหนึ่งเครื่อง (3.25 kW) ใช้ไฟ 78 kWh/วัน

ค่าไฟต่อวัน ประมาณ 312 บาท

ค่าไฟต่อเดือน ประมาณ 9,360 บาท

ถ้ามี 100 เครื่อง ประมาณ 1 ล้านบาท/เดือน

ลองมาดู Data Center กันบ้างว่า Data Center ที่ใหญ่ ๆ ใช้ไฟฟ้ากี่ MW

แน่นอนว่า ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของ Data Center ที่ใหญ่ จะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ขนาดของศูนย์ข้อมูล จำนวนเซิร์ฟเวอร์ การออกแบบระบบระบายความร้อน และประสิทธิภาพของพลังงาน (PUE – Power Usage Effectiveness) 

Data Center ขนาดใหญ่ (Hyperscale) เช่นของ Google, Microsoft, Amazon, Meta ใช้ไฟฟ้าประมาณ 100 - 300 เมกะวัตต์ (MW) ต่อแห่ง บางแห่ง อาจใช้พลังงานสูงถึง 400 - 500 เมกะวัตต์ (MW) หรือมากกว่า อย่างเช่น The Citadel Campus (Nevada, USA) หนึ่งใน Data Center ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ใช้ไฟฟ้าสูงสุดถึง 650 MW

Facebook (Meta) Data Center – Altoona, Iowa ใช้ไฟฟ้าประมาณ 100 - 150 MW

ในจีนมี data center ใหญ่ที่สุดคือ China Telecom's Inner Mongolia Information Park กินไฟประมาณ 150 เมกะวัตต์ (MW)

Google Data Center – The Dalles, Oregon ใช้ไฟฟ้ารวม เกินกว่า 100 MW และกำลังขยายต่อเนื่องเพื่อรองรับ AI และคลาวด์

เมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าขนาดกลางทั่วไปที่ผลิตไฟได้ประมาณ 500 MW – 1,000 MW ทำให้ Data Center ที่ใช้ไฟระดับ 300-500 MW อาจต้องใช้ โรงไฟฟ้าเฉพาะ หรือสัญญาซื้อพลังงานระยะยาว (PPA)

สรุปว่า Data Center กินไฟมาก เพราะต้องทำงานตลอดเวลา ประมวลผลจำนวนมหาศาล และต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์

อนาคต ถ้าหากไทยเราจะมี Data Center บ้าง อาจจะต้องเร่งโครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จิ๋วให้เกิดเร็วขึ้นละกระมัง

วัชระ นูมหันต์ 

2025-09-07 

—————
อธิกวินาที
—————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เห็นชื่อเรื่องอาจจะนึกถึงคำที่นำหน้าด้วย “อธิก…” ที่ใช้กันมาแต่โบราณคือ อธิกสุรทิน อธิกมาส และอธิกวาร

คำว่า “อธิก...” ในภาษาไทยเป็นคำที่ใช้ในทางปฏิทินหรือการนับวันเดือนปี หมายถึง "การเพิ่ม" หรือ "การเกิน" ไปจากปกติ เพื่อปรับให้ระบบปฏิทินสอดคล้องกับการโคจรของโลกหรือจันทรคติ

คำว่า “อธิกสุรทิน” (leap year) เราคงคุ้น เพราะโลกหมุนแค่สองอย่างคือ หมุนรอบตัวเอง และหมุนรอบดวงอาทิตย์

แต่โลกหมุนรอบตัวเองและรอบดวงอาทิตย์ไม่ลงตัวพอดีเป๊ะเหมือนดวงจันทร์หมุนรอบโลกที่ใช้เวลาเท่ากันพอดีกับการหมุนรอบตัวเอง เราจึงเห็นดวงจันทร์เพียงด้านเดียว เห็นกระต่ายบนดวงจันทร์อย่างไรก็เห็นอย่างนั้นตลอด ไม่หมุนไปทางไหนเลย ถ้าโลกหมุนอย่างดวงจันทร์คือหมุนรอบตัวเองใช้เวลาเท่ากับการโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ ก็จะไม่มีใครเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นและตก เพราะจะเห็นดวงอาทิตย์ลอยนิ่งอยู่กับที่ วันคืนก็จะไม่เกิด อธิกสุรทินก็จะไม่มี

โลกหมุนจี๋ครบรอบตัวเอง เรียกว่า “วัน” และค่อย ๆ คืบคลานไปรอบดวงอาทิตย์อีก ใช้เวลาเป็น “ปี”

ถ้าการครบรอบสองอย่างนี้สอดคล้องลงตัวได้พอดี เราคงมีปฏิทินที่จำง่ายไม่วุ่นวายอย่างปัจจุบัน

เนื่องจากเมื่อโลกหมุนได้ 365 รอบ ก็ยังโคจรไม่ครบรอบดวงอาทิตย์ พอหมุนได้ 366 รอบ ก็เลยจุดครบรอบไปเสียแล้ว

เพราะโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ใช้เวลา 365.2422 วัน

จึงเกิดมี “อธิกสุรทิน” คือปีที่มีการเพิ่มวันเข้าไปอีก 1 วัน รวมเป็น 366 วัน โดยในเดือนกุมภาพันธ์ จะมี 29 วัน แทนที่จะมีแค่ 28 วัน เพิ่มวันเพื่อให้ ปีสุริยคติ หรือปีตามดวงอาทิตย์ สอดคล้องกับการโคจรของโลก

จะเติม 1 วัน ในปีไหนดี ?

ไม่เติมเลยคือ 365 วัน ถ้าเติมทุกปี คือ 366 วัน

ต้องเติมบางปีเพื่อเฉลี่ยให้ได้ 365.2422 วัน คือเพิ่มขึ้น 0.2422 วัน

เริ่มต้นค่าที่ใกล้เคียงคือ 0.25 วัน หรือ 1 ใน 4 คือเติม 1 วัน เมื่อครบ 4 ปี เท่ากับเฉลี่ย 365.25 วัน ต่อปี เกินไปนิดหน่อย การเติมทุก 4 ปี นี่คิดง่าย เพราะเอาปี ค.ศ. ที่หารด้วย 4 ลงตัว ก็ได้แล้ว ให้เป็นปีอธิกสุรทินไป เช่นปี 2020, 2024, 2028

ค่าเฉลี่ย 365.25 วันต่อปีนี่ นานไปก็เกินเหมือนกัน ก็ต้องคอยลดทศนิยมตัวสุดท้ายออกสัก 0.01 หรือ 1 ใน 100 ก็จะเหลือ 365.24 ทุก 100 ปี ซึ่งหารด้วย 4 ลงตัวเหมือนกัน ควรจะเติม 1 วัน ก็หักออก 1 คืองดการเป็นปีอธิกสุรทินเสียบ้าง กลายเป็นปีธรรมดา คิดง่ายๆ ว่า คือปีที่ลงท้ายด้วย 00 หรือหารด้วย 100 ลงตัว เช่นปี 1900 ไม่เป็นปีอธิกสุรทิน

ยังไม่หมด เพราะเฉลี่ย 365.24 วันต่อปีนี่ ก็ยังต่ำไปเมื่อเทียบกับ 365.2422 วันต่อปีของจริง ก็เลยต้องเติมอีก 0.0025 หรือ 1 ใน 400 หรือเติมอีก 1 วัน ทุก 400 ปี ค่าเฉลี่ยจะกลายเป็น 365.2425 วันต่อปี ใกล้เคียงมากกับของจริง 365.2522 วันต่อปี ดังนั้น ปี ค.ศ. 2000 ที่ผ่านไปเมื่อ 25 ปีที่แล้วจึงเป็นปีอธิกสุรทิน เพราะเป็นปีที่หารด้วย 400 ลงตัว

คิดแค่สามชั้นแค่นี้ก็พอใช้ไปอีกนาน ดังนั้น …

ปีอธิกสุรทิน คือปีที่หารด้วย 4 ลงตัว → เป็นอธิกสุรทิน
ยกเว้นปีที่หารด้วย 100 ลงตัว → ไม่เป็น
แต่ถ้าปีนั้นหารด้วย 400 ลงตัว → เป็นอีกครั้ง

ส่วน “อธิกมาส” (เดือนเพิ่ม) และ “อธิกวาร” (วันเพิ่ม) ชักเริ่มไม่เป็นที่รู้จัก เพราะเป็นปฏิทินจันทรคติ เช่น ปฏิทินไทยในอดีต และปฏิทินจีน

อธิกมาสคือ ปีจันทรคติ (ปีตามดวงจันทร์) ที่มีการเพิ่ม เดือนที่ 13 เข้าไป เพื่อให้ปีจันทรคติเท่ากับปีสุริยคติ

ทั้งนี้เพราะปีจันทรคติมีเพียง 354 วันโดยประมาณ ซึ่งสั้นกว่าปีสุริยคติ 11 วันโดยประมาณ ถ้าไม่เพิ่มเดือน จะทำให้ฤดูกาลค่อย ๆ เคลื่อนที่ออกจากเดือนเดิม

การเพิ่ม ทำได้โดยเพิ่มเดือนซ้ำ เช่น "เดือน 8 สองหน" ทำให้ปีนั้นมี 13 เดือน รวมประมาณ 384 วัน

ส่วนอธิกวาร (วันเพิ่ม) ยิ่งเป็นที่ไม่รู้จักกันมากขึ้น เพราะเป็นปีจันทรคติ ที่มีการเพิ่มวันพิเศษอีก 1 วันเข้าไปในเดือนใดเดือนหนึ่ง เพื่อปรับให้ตรงกับปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ เช่นเดือนที่ปกติมี 29 วัน ก็เพิ่มเป็น 30 วัน ซึ่งใช้ในระบบปฏิทินจันทรคติ เช่น ปฏิทินไทยโบราณ

สรุปว่า …
อธิกสุรทิน คือปีสุริยคติที่เพิ่มวันเป็น 366 วัน (29 ก.พ.)
อธิกมาส คือปีจันทรคติที่เพิ่มเดือน เป็น 13 เดือน (เช่น เดือน 8 สองหน)
อธิกวาร คือปีจันทรคติที่เพิ่ม 1 วันในเดือนใดเดือนหนึ่ง

มาถึง “อธิกวินาที” (leap second) กันบ้าง เปลี่ยนจากโลกโบราณมาเป็นโลกปัจจุบันยุคไฮเทคกันเลยทีเดียว

เรื่องนี้มีผลพวงมาจากมาตรฐานเวลาที่คิดละเอียดกันถึงระดับวินาที จากเดิมที่แบ่งเวลา 1 วันที่โลกหมุนรอบตัวเองครบรอบ ออกเป็น 24 ชั่วโมง และซอยย่อยต่อไปชั่วโมงละ 60 นาที และสุดท้าย นาทีละ 60 วินาที ดังนั้น วินาทีมาตรฐานในอดีตจึงเป็นเวลาเฉลี่ยที่โลกหมุนรอบตัวเอง หารด้วย 86,400 (คือ 24x60x60) แต่ปัจจุบัน เห็นว่าโลกก็แกว่ง ๆ หมุนไม่ค่อยเที่ยงตรงเท่าไหร่ จึงไปเอาคาบการแกว่งของคลื่นในการเปลี่ยนระดับพลังงานของอะตอมซีเซียม (cesium-133) ซึ่งเท่ากับ 9,192,631,770 คาบต่อวินาที มาเป็นมาตรฐานแทน

เมื่อเปลี่ยนมาตรฐานเวลาจากโลกของนักดาราศาสตร์ มาเป็นอะตอมของนักฟิสิกส์ สองเวลานี้ย่อมไม่เท่ากันอยู่แล้ว แล้วชาวบ้านจะเชื่อใครดี … ก็ต้องประนีประนอม (compromise) อยู่ตรงกลาง ๆ

นักดาราศาสตร์ จะมีเวลาที่อิงจากการหมุนของโลก (เวลาสุริยะเฉลี่ย) ซึ่งเรียกว่า UT1 (Universal Time 1)

นักฟิสิกส์จะมีเวลามาตรฐานที่อิงกับการสั่นของอะตอม เรียกว่า TAI (International Atomic Time)

ส่วนชาวบ้านทั่วไปต้องไปเทียบเวลากับองค์กรที่ให้บริการระบบอ้างอิงการหมุนของโลกระหว่างประเทศ มีชื่อย่อว่า IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) ซึ่งทำหน้าที่ประสานเวลาของทั้งสองระบบ เรียกว่า UTC (Coordinated Universal Time)

เนื่องจากการหมุนของโลกเมื่อวัดละเอียดถึงระดับวินาทีนั้นไม่ได้หมุนคงที่อย่างสมบูรณ์แบบ แถมมีแนวโน้มจะช้าลงเสียด้วยอันเป็นผลมาจากปรากฏธรรมชาติต่าง ๆ เช่น แรงชักคะเย่อกับดวงจันทร์ การเกิดแผ่นดินไหว การเกิดน้ำขึ้นน้ำลง เป็นต้น

ดังนั้น องค์กร IERS จึงต้องคอยเติมเวลาทีละ 1 วินาที เข้าไปในเวลา UTC ที่ชาวบ้านใช้ ซึ่งเดินได้เที่ยงตรงในอัตราเดียวกับนาฬิกาอะตอมของ TAI ทั้งนี้เพื่อรักษาเวลาไม่ให้ต่างจากเวลาทางดาราศาสตร์ หรือ UT1 มากนัก คือไม่ให้เกิน 0.9 วินาที

วิธีการเติมเวลา อธิกวินาที (leap second) ทำได้โดยการเติมตอนกลางปี ในวันที่ 30 มิถุนายน หรือปลายปีในวันที่ 31 ธันวาคม โดยเติมเวลา 23:59:60 UTC (วินาทีพิเศษก่อนเที่ยงคืน) ก่อนจะขึ้นเป็น 00:00:00

การเติมนี้ ไม่แน่นอน บางปีก็เติม บางปีก็ไม่เติม บางทีกลางปี บางทีปลายปี ขึ้นอยู่กับการหมุนของโลก

ตั้งแต่ปี 1972 ที่เริ่มมีการเติมเวลาจนถึงตอนนี้ มีการเพิ่ม อธิกวินาที (leap second) รวม 27 ครั้ง ล่าสุดเติมเมื่อวันที่ 31 ธันวาคม 2016

ผลของความไม่แน่นอนนี่เอง ที่สร้างความยุ่งยากต่อระบบคอมพิวเตอร์และเครือข่าย (เช่น เซิร์ฟเวอร์อาจ crash)

บางระบบคอมพิวเตอร์หรือเซิร์ฟเวอร์ที่อาจมีปัญหากับอธิกวินาที เพราะไม่สามารถจัดการกับเวลา "23:59:60" ได้ ทำให้เกิดข้อผิดพลาด

มีแนวโน้มที่แปลกประหลาดอีกอย่างซึ่งไม่เคยเกิดมาก่อน อันเนื่องมาจากหลักฐานจากการศึกษาในวารสาร Nature ที่ระบุว่าโลกกำลังหมุนเร็วขึ้น จนอาจจำเป็นต้อง ลบวินาที (negative leap second) ประมาณปี 2029

จึงมีการถกเถียงว่าจะเลิกใช้อธิกวินาที

และแล้ว ในปี 2022, ที่ประชุม CGPM (General Conference on Weights and Measures) ก็ได้ลงมติให้เลิกใช้อธิกวินาที (leap second) ภายในปี 2035

หลังจากนั้น ระบบเวลาจะอิงกับ Atomic Time (TAI) โดยไม่ปรับให้ตรงกับการหมุนโลกอีก โดยอาจมีการนำเสนอให้มี "leap minute" หรือ "leap hour" ทุกหลายสิบหรือหลายร้อยปี แทนวิธีเพิ่ม‑ลบวินาทีเล็ก ๆ ทุกครั้ง

นึกเปรียบเทียบถึงต้นไม้ ซึ่งจะโตขึ้นไปตรง ๆ ตามธรรมชาติอยู่แล้ว แม้จะคดนิดคดหน่อยบ้าง ถ้าจะให้ตรงเป๊ะเป็นเสาไฟฟ้าตลอดเวลา ก็คงต้องถากผิวกันเรื่อยไป เหนื่อยหน่อย เหตุนี้ละกระมัง ปี 2035 จึงคิดจะเลิกถากผิว เพราะได้วิธีหาคำตอบที่เหมาะสมแล้ว คือ … “ช่างมัน”

วัชระ นูมหันต์
2025-08-31

———————

นาฬิกาควอตซ์

———————

⭕️ ⭕️ ⭕️

วิวัฒนาการของนาฬิกาเป็นเรื่องน่าสนใจเพราะเป็นสิ่งที่ใช้วัดเวลาที่ผ่านไป เราดูนาฬิกาเพื่อให้รู้เวลา คล้ายกับเราดูปฏิทินเพื่อให้รู้วัน

“คล้าย” มิใช่ “เหมือน” เพราะวันเป็นเรื่องของการครบรอบ ที่นับเนื่องมาจากโลกหมุนรอบตัวเองครบรอบแล้วจึงขึ้นวันใหม่ในยามเช้า โบราณจึงถือว่าขึ้นวันใหม่เมื่อเห็นแสงอาทิตย์ยามเช้า โดยวันแรกเป็นวันที่หนึ่ง (ของเดือนหรือของปี)

ส่วนเวลาเป็นเรื่องของการไหลเลื่อนไปเรื่อยเหมือนสายน้ำ โดยเริ่มที่ศูนย์ 

วันที่ศูนย์จึงไม่มี แต่เวลาตั้งเริ่มที่ศูนย์ได้ 

เราจึงมักเรียกคู่กันไปทั้งสองอย่างว่า วันเวลา (date and time) เพราะระบบการนับต่างกัน

วัน ขยายเป็น วัน เดือน ปี เหมือนของไทย แต่ระบบสากล (SI unit) จะเรียงใหญ่มาหาเล็ก คือ ปี-เดือน-วัน

ส่วนเวลา ซอยย่อยลงมาเป็น ชั่วโมง : นาที : วินาที

สังคมสมัยโบราณ อาศัยการเดินทางด้วยเรือ แค่ดูปฏิทินนับวันอย่างเดียวก็เพียงพอ แต่การคมนาคมปัจจุบัน ตารางรถไฟละเอียดถึงนาที นาฬิกาจึงจำเป็น ยิ่งถ้าเป็นการเดินทางในอวกาศในอนาคต ต้องละเอียดถึงวินาที มิฉะนั้นอาจจะห่างจุดหมายหลายกิโลเมตร 

ความถูกต้องแม่นยำเรื่องเวลาจึงค่อย ๆ ละเอียดมากขึ้นตามยุคสมัยและกาลเวลาที่ผ่านไป

สมัยเด็กของพวกเราอาจเคยเห็นนาฬิกาลูกตุ้ม ทั้งแบบตั้งพื้นที่เห็นตามวัดเก่าแก่บางแห่ง หรือแบบติดผนังของบ้านโบราณ 

นาฬิกาลูกตุ้ม ถ้าเดินช้าไปหรือเร็วไป สามารถปรับแต่งได้ที่ความยาวลูกตุ้ม และตั้งเทียบเวลากับวิทยุของทางการที่ออกอากาศทุกวัน 

ทั้งนี้เพราะคาบการแกว่งของนาฬิกาลูกตุ้มขึ้นอยู่กับความยาวของแขนลูกตุ้มเท่านั้น ไม่เกี่ยวกับน้ำหนักลูกตุ้ม ตามสูตร …

T = 2π√(L/g)

T คือคาบการแกว่งครบรอบ เช่นถ้าจะให้แกว่งครบรอบใน 2 วินาที (ไป 1 วินาที กลับ 1 วินาที) T จึงเป็น 2 วินาที

g คือความเร่งจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีค่าประมาณ 9.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m/s2)

L คือความยาวแขนของลูกตุ้ม หน่วยวัดเป็นเมตร เมื่อแทนค่า T และ g ลงไป จะได้ค่าความยาวลูกตุ้ม 0.99 เมตร หรือประมาณ หนึ่งเมตร อย่างที่เห็นตามนาฬิกาลูกตุ้มโบราณแบบตั้งพื้นโดยทั่วไป

ส่วนนาฬิกาลูกตุ้มแขวนผนัง ความยาวแขนของลูกตุ้มประมาณ 25 เซนติเมตร หรือหนึ่งในสี่ของเมตร การแกว่งไปกลับครบรอบ (ไปและกลับ) จะประมาณหนึ่งวินาทีพอดี

ถ้าถามว่า ความยาวหนึ่งเมตร จะเอามาผูกโยงกับเวลาหนึ่งวินาทีนี้ได้ไหม ตามความยาวของลูกตุ้มนาฬิกา และเวลาที่แกว่งหนึ่งครั้ง (ไปหรือกลับ)

ก็คงทำได้แต่โดยประมาณ แต่จะเอาเป็นมาตรฐานนั้นไม่ได้แน่ เพราะตัวแปรอีกตัวนั้นก็คือค่าความเร่งจากแรงโน้มถ่วงของโลก หรือค่า g ซึ่งไม่เท่ากันในแต่ละพื้นที่ ถ้าพื้นที่ต่ำค่า g จะสูง และพื้นที่สูงค่า g จะต่ำ 

แต่ปัจจุบันมีการผูกโยงความยาวเมตรมาตรฐานกับวินาทีมาตรฐานไว้เรียบร้อยแทนเมตรมาตรฐานของแท่งแพลทินัม-อิริเดียม ที่เก็บไว้ที่ฝรั่งเศสและใช้กันมานาน โดยนิยามเมตรมาตรฐานใหม่ว่า …

1 เมตร คือ ระยะทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในเวลา 1⁄299,792,458 วินาที

กลับไปอิงกับวินาทีอีกแล้ว จึงหนีไม่พ้นที่จะต้องตั้งมาตรฐานวินาที

ก่อนปี 1960 มีการนิยามวินาทีอิงกับวันของโลก คือ 1/86,400 ของวันสุริยภาพเฉลี่ย (เฉลี่ยของ 1 วัน = 24 ชั่วโมง)

นิยามปัจจุบันของ "วินาที" (second) คือ …

ระยะเวลาที่เท่ากับ 9,192,631,770 คาบการสั่นของรังสีที่ปล่อยออกมาจาก อะตอมซีเซียม-133 (cesium-133) เมื่ออะตอมเปลี่ยนระดับพลังงานระหว่างสองสถานะพื้นฐานของมัน 

วิวัฒนาการของนาฬิกาที่ใช้ดูเวลาจึงอิงกับโลกในอดีต ที่แบ่งวันเป็นชั่วโมง นาที วินาที และใช้แรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อแกว่งลูกตุ้ม มาจนถึงอะตอมในปัจจุบันที่เราดูเวลาในมือถือ ที่โยงกับเวลาในเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่ใช้นาฬิกาอะตอมควบคุมอยู่ ณ ที่ใดที่หนึ่ง 

ทว่า วิวัฒนาการอันยาวนานที่อิงกับโลกมาจนถึงอะตอม อันเป็นสิ่งธรรมชาติ กลับผ่านช่วงเวลาหนึ่งที่อิงนวัตกรรมของมนุษย์ นั่นคือ “ควอตซ์”

ใช่แล้วครับ ก่อนที่นาฬิกาอะตอมจะเป็นตัวรักษาเวลาในปัจจุบัน เพราะเป็นเครื่องมือวัดเวลาที่แม่นยำที่สุดในโลก มีความคลาดเคลื่อนน้อยมาก เช่น คลาดเพียง 1 วินาทีในรอบหลายล้านปี จนถูกนำไปใช้ในระบบ GPS การวัดเวลาทางวิทยาศาสตร์ และการควบคุมเวลาในระบบการสื่อสารนั้น นาฬิกาควอตซ์เคยเป็นตัวรักษาเวลามาตรฐานของสำนักงานมาตรฐานสหรัฐอเมริกา (US Bureau of Standards) ซึ่งปัจจุบันคือสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ หรือ NIST (National Institute of Standards and Technology) ซึ่งเป็นหน่วยงานของกระทรวงพาณิชย์สหรัฐอเมริกา 

เวลา ได้มาจาก รอบของการแกว่ง หรือสั่น ถ้าคาบการแกว่งน้อย ๆ เช่นลูกตุ้ม ความคลาดเคลื่อนจะมากหน่อย ต้องปรับตั้งกันบ่อย ถ้าคาบการแกว่งถี่ขึ้น ความคลาดเคลื่อนก็จะน้อยลง สมัยก่อนยังไม่ได้ค้นพบความถี่ระดับอะตอมซึ่งเป็นธรรมชาติ เป็นความถี่ที่สูง เสถียร และเที่ยงตรงมาก เราจึงต้องสร้างความถี่กันขึ้นมาเอง ไม่ต้องมีความถี่สูงมากนักก็ได้ เพราะเปลืองพลังงาน นาฬิกาควอตซ์ ของสำนักงานมาตรฐานสหรัฐอเมริกา ในปี 1929 ก็ใช้ความถี่ 100 kHz เก็บไว้ในตู้อบรักษาอุณหภูมิให้คงที่ เพราะถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงจะมีผลต่อความถี่ ทำให้เวลาคลาดเคลื่อน วิธีนี้สามารถรักษาความเที่ยงตรงของเวลาได้ถึง 1 วินาทีต่อ 4 เดือน 

ในอดีต ผู้ที่คาดนาฬิกาควอตซ์ จึงมักจะได้คำแนะนำให้คาดติดข้อมือไว้ตลอดเวลา เพราะอุณหภูมิร่างกายคนเรานิ่งอยู่ที่ 37 °C จะช่วยรักษาความเที่ยงตรงของนาฬิกาได้

นาฬิกาควอตซ์สำหรับชาวบ้านทั่วไปนั้น ความถี่ที่ใช้จะลดลงมากเพื่อประหยัดพลังงาน (ถ่าน) โดยจะใช้ความถี่ 32,768 Hz 

ทำไมต้องเป็นตัวเลขเป๊ะขนาดนั้น ไม่ใช่ความถี่ในธรรมชาติเช่นอะตอมสักหน่อยที่เลือกไม่ได้ เพราะเราเลือกสร้างความถี่เอง จะเอาเลขตัวกลม ๆ เท่าไหร่ก็ได้ เช่น 100kHz อย่างที่ใช้ในสำนักงานมาตรฐานสหรัฐอเมริกา

คำตอบคือ ตัวเลขความถี่นี้เลือกจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ เพราะ 32,768 คือ สองยกกำลังสิบห้า (2¹⁵ Hz) — เป็นกำลังของ 2 ทำให้สามารถใช้วงจรฟลิปฟลอป แบ่งความถี่ทีละครึ่ง (divider circuit) 15 ครั้ง จึงหารความถี่ด้วยสองลงมาได้อย่างแม่นยำจนเหลือ 1 Hz (1 ครั้งต่อวินาที)

ลองหยิบเครื่องคิดเลขมากดสองคูณสอง 15 ครั้งดู จะได้ 32,768 พอดี

คนออกแบบเขาเลือกใช้ความถี่นี้ในนาฬิกาควอตซ์สำหรับบุคคลทั่วไป เพราะสูงเพียงพอเกินการได้ยินของมนุษย์แล้ว (20,000 Hz) จะได้ไม่มีเสียงรบกวนให้รำคาญหู และถ้าสูงกว่านี้ก็เปลืองพลังงาน กินไฟมากขึ้น เปลืองถ่านไปเปล่า ๆ 

นับตั้งแต่การก่อกำเนิดของ solid-stage digital electronic ในช่วงทศวรรษ 1980 ทำให้การทำนาฬิกาควอตซ์ได้เล็กกระทัดรัดลงจนเหลือเป็นเพียงนาฬิกาข้อมือ และไม่แพงอีกด้วย จึงมีการใช้ควอตซ์เพื่อรักษาเวลากันอย่างกว้างขวาง นอกจากนาฬิกาติดผนังและนาฬิกาข้อมือแล้วยังมีการนำไปใช้ในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อรักษาเวลาอย่างอื่นอีกมากมาย

ผลึกควอตซ์ (Quartz Crystal) ซึ่งเป็นสารประกอบ silicon dioxide ถูกเลือกใช้เป็นตัวกลางในการสั่น เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติ piezoelectric หมายถึง เมื่อนำไฟฟ้าไปกระตุ้น จะเกิดการสั่นสะเทือนทางกล และในทางกลับกัน เมื่อมันสั่น จะสร้างแรงดันไฟฟ้าออกมาได้

การตัดผลึก (Crystal Cut) ก็เป็นอีกนวัตกรรมหนึ่ง ผลึกควอตซ์สามารถตัดในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ผลึกสั่นที่ความถี่เฉพาะเจาะจง โดยในนาฬิกา ผลึกจะถูกตัดและเจียรให้สั่นที่ 32,768 Hz เมื่อได้รับแรงดันไฟฟ้า 

การตัดผลึกเพื่อให้สั่นตามความถี่ที่ต้องการนี่ก็ไม่ธรรมดา ไม่ใช่ตัดลองผิดลองถูกมั่ว ๆ ไป คือต้องมีหลักการ ลองนึกถึงส้อมเสียงมาตรฐานที่บรรดานักจูนเปียโนมืออาชีพใช้ (tuning fork) จะมีลักษณะเป็นส้อมสองขา เมื่อเคาะจะมีเสียงกังวาน (resonance) ที่ความถี่คงที่ 

ตัวควอตซ์สร้างความถี่ (quartz crystal resonator) เมื่อถอดปลอกหุ้มออก จะเห็นเป็นแท่งยาว ๆ สองขาเหมือนส้อมเสียงเช่นเดียวกัน 

การตัดตัวสร้างความถี่นี้ก็ไม่ตัดมั่ว จากขนาดความยาว (l) และหน้าตัด (a) จะนำไปคำนวณความถี่ (f) ได้ โดยต้องรู้ค่า Young's modulus (E) และความหนาแน่น (d) ของวัตถุนั้น ซึ่งมีสูตรพื้นฐานในการคำนวณคือ

f = (1.875104/l)^2•(a/2π)√(E/12d)

อย่างเช่นถ้าใช้ผลึกควอตซ์ที่มีค่า E = 10 ยกกำลัง 11 นิวตันต่อตารางเมตร (N/m2) หรือประมาณ 15 ล้านปอนด์ต่อตารางนิ้ว ความหนาแน่น 2.625 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm3) ความยาว 3 มิลลิเมตร หนา 0.3 มิลลิเมตร จะได้ความถี่ 33 kHz ชึ่งใกล้เคียงกับ 32,768 Hz ที่ต้องการ จากนั้นก็ไปทำการจูนละเอียดอีกครั้งหนึ่ง เพราะการตัดอย่างเดียวจะให้ความถี่เป๊ะเลยนั้นยาก ต้องใช้ตัวช่วย

ตัวช่วยที่ใช้ควบคุมความถี่ควอตซ์คือ …

หนึ่ง - วงจรออสซิลเลเตอร์ (Oscillator Circuit) ที่ออกแบบพิเศษ ใช้กับผลึกควอตซ์เพื่อสร้างการสั่นที่เสถียร มีตัวเก็บประจุ (capacitor) ที่แม่นยำต่ออยู่ในวงจรเพื่อจูนความถี่ สามารถชดเชยความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยของผลึกได้

สอง - การปรับจูนความถี่ (Trimming / Calibration) หลังการผลิต ชิปหรือวงจรจะถูกปรับความถี่ด้วย การเปลี่ยนค่า capacitor หรือ resistor แบบปรับได้ (เช่น trimmer cap) หรืออาจใช้ digital trimming บนชิปไมโครคอนโทรลเลอร์

สาม - ใช้วงจร PLL (Phase-Locked Loop) หรือวงจรดิจิทัลอื่น ๆ ถ้าความถี่เริ่มต้นใกล้เคียง เช่น 32,770 Hz วงจรสามารถ ปรับหรือล็อกความถี่ให้เป๊ะ ได้ด้วยวงจร PLL แต่ในกรณีนาฬิกาแบบ low-power (เช่นนาฬิกาดิจิทัล) มักหลีกเลี่ยง PLL เพราะใช้พลังงานมาก

สี่ - ใช้ผลึกที่ผลิตขึ้นเฉพาะทาง (Tuning Fork Crystal) ผลึก 32.768 kHz ที่ใช้ในนาฬิกามักทำในรูป "ส้อมเสียง" (tuning fork shape) รูปร่างนี้ออกแบบมาโดยเฉพาะให้สั่นที่ 32,768 Hz และผลิตในระดับโรงงานจำนวนมากจนสามารถควบคุมความแม่นยำได้ดีในระดับ ±20–30 ppm (parts per million)

ห้า - ชดเชยความผิดพลาดด้วย Software ในบางระบบ เช่น RTC (Real Time Clock) บนไมโครคอนโทรลเลอร์ หากผลึกเบี่ยงเบนไปเล็กน้อย อาจใช้การปรับชดเชยด้วยซอฟต์แวร์ เช่น เพิ่มหรือลดการนับ tick ทุก ๆ ชั่วโมงหรือวันเพื่อแก้ไขค่าเบี่ยงเบน 

มีสี่ปัจจัยทางกายภาพที่อาจทำให้ความถี่เบี่ยงเบน คือ 

ความคลาดเคลื่อนในการผลิต (cutting tolerance)

อุณหภูมิ

ความชื้น

อายุของผลึก (aging)

ข้อสุดท้ายคืออายุของผลึก (aging) นั่นแหละที่น่าสนใจ เพราะเมื่อผลิตขึ้นมาใหม่ ๆ นั้น ความถี่จะไม่นิ่ง แต่เมื่อนานไปจะนิ่งขึ้นเรื่อย ๆ ต่างจากสิ่งอื่นที่ถ้าเก่าแล้วจะเริ่มชำรุด

การบ่มเพาะผลึกควอตซ์ให้แก่ได้ที่ (pre-aging) จึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจเพื่อทำให้นาฬิกาควอตซ์เที่ยงตรงยิ่งขึ้น เนื่องจากในช่วงแรกหรือเพิ่งตัดมาใหม่ ๆ นั้น ความถี่จะยังไม่เสถียร ต้องทิ้งให้นาน ๆ ก่อน คือยิ่งแก่ยิ่งดี 

ถ้าคนเรามีอายุมากขึ้นแล้วแก่คงที่อย่างควอตซ์คงจะดีเหมือนกันนะครับ 

วัชระ นูมหันต์ 

2025-08-24

————————

สมดุลในอวกาศ

————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

หลายคนอาจรู้แล้วว่า จุดสมดุลในอวกาศมีชื่อเรียกแปลกหูหน่อยว่า จุดลากร็องจ์ (Lagrange Point) 

องค์การนาซ่าสนใจในเรื่องจุดสมดุลในอวกาศมากเป็นพิเศษ เพราะเป็นจุดที่ใช้พลังงานน้อยที่สุดหรือไม่ต้องใช้เลย เพื่อรักษาดาวเทียมหรือยานอวกาศให้อยู่ที่จุดนั้น 

ผลจากการที่ลูกแอปเปิลตกใส่ศีรษะนิวตันเราจึงได้เรียนรู้แรงดึงดูดของโลกกับลูกแอปเปิล อันเป็นโจทย์ปัญหาของการดึงดูดกันและกันระหว่างมวลสองมวล (two-body problem)

เมื่อมวลอยู่ใกล้โลก เช่นดาวเทียมที่โคจรรอบโลก จะมีแรงมากระทำแค่สองแรง คือแรงดึงดูดของโลก กับแรงหนีศูนย์กลางหรือแรงเหวี่ยง ถ้าสองแรงนี้เท่ากัน ดาวเทียมก็จะลอยอยู่ได้ ดังนั้น ถ้าดาวเทียมลอยต่ำ แรงดึงดูดมาก ยานต้องวิ่งเร็วขึ้น แรงหนีศูนย์จะได้มากขึ้นจนเท่ากับแรงดึงดูด ยานก็จะลอยอยู่ได้ ถ้าระดับดาวเทียมสูงขึ้นถึงระดับวงโคจรค้างฟ้า ดาวเทียมก็จะลอยนิ่งสัมพันธ์กับโลก โดยต้องอยู่ในวงโคจรที่สูงจากโลกประมาณ 35,786 กิโลเมตร ที่ระยะความสูงนี้ ดาวเทียมจะหมุนรอบโลกด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากับโลกหมุนรอบตัวเอง คือใช้เวลา 24 ชั่วโมง ทำให้ดูเหมือนว่าดาวเทียมอยู่นิ่งกับที่เมื่อมองจากพื้นโลก 

ถ้าใกล้โลก จะมีแรงดึงดูดระหว่างมวลเนื่องจากโลกมากกว่า จึงต้องให้โคจรรอบโลก แต่ถ้าสูงขึ้นไปจากโลกมากขึ้น แรงดึงดูดจากดวงอาทิตย์จะมีผลมากขึ้น เมื่อเปลี่ยนวงโคจรแทนที่จะโคจรรอบโลก ก็ให้โคจรรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมกับโลก จะเกิดเป็นแรงสามแรง นั่นคือ แรงดึงดูดจากโลก แรงดึงดูดจากดวงอาทิตย์ และแรงหนีศูนย์กลางรอบดวงอาทิตย์ 

จึงเกิดปัญหาที่ซับซ้อนขึ้นจากการดึงดูดกันระหว่างมวลสามมวล (three-body problem)

บางครั้งก็เรียกดึงดูดระหว่างมวลสั้น ๆ ว่า แรงโน้มถ่วง (gravity)

ถ้าแรงทั้งสามนั้นหักล้างกันหมดจะเกิดเป็นจุดสมดุลในอวกาศ เรียกว่า จุดลากร็องจ์ (Lagrange Point) เป็นตำแหน่งพิเศษในอวกาศที่แรงโน้มถ่วงจากวัตถุสองชิ้นใหญ่ เช่น ดวงอาทิตย์กับโลก หรือโลกกับดวงจันทร์ และแรงหนีศูนย์กลางจากการโคจรของวัตถุที่สามมีค่าเท่ากัน ส่งผลให้วัตถุที่สาม เช่น ดาวเทียมหรือยานอวกาศ สามารถ "ลอยนิ่ง" อยู่ในตำแหน่งนั้นได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานมากในการรักษาตำแหน่ง

จุดดังกล่าวมีทั้งหมด 5 จุด เรียกว่า L1 ถึง L5 

สมมุติว่ามีระบบสองวัตถุใหญ่ เช่น "ดวงอาทิตย์–โลก"

สามจุดแรก คือ L1, L2 และ L3 จะอยู่ในแนวเส้นตรง ดวงอาทิตย์–โลก โดย …

L1 อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ 

L2 โลกอยู่กลาง

L3 ดวงอาทิตย์อยู่กลาง

ถ้าลากเส้นเชื่อม ดวงอาทิตย์ –โลก แทนฐานของสามเหลี่ยมด้านเท่า ให้ดวงอาทิตย์อยู่ด้านซ้ายโลกอยู่ด้านขวา จะสร้างสามเหลี่ยมด้านเท่าได้สองรูปคือ สามเหลี่ยมยอดแหลมชี้ขึ้น และ สามเหลี่ยมยอดแหลมชี้ลง

L4 คือ จุดปลายยอดสามเหลี่ยมอันบนที่ชี้ขึ้น

L5 คือ จุดปลายยอดสามเหลี่ยมอันล่างที่ชี้ลง

เนื่องจากโลกโคจรทวนเข็มนาฬิกา (เมื่อมองลงมาจากดาวเหนือ) ขบวนของ L สี่จุดจะไปพร้อมกับโลก คือ L1 อยู่ซ้าย L2 อยู่ขวา L4 อยู่หน้า และ L5 อยู่หลัง 

ยกเว้น L3 เนื่องจากไปอยู่หลังดวงอาทิตย์ตรงข้ามกับโลกอยู่ตลอดเวลา จุดนี้จึงใช้ประโยชน์อะไรไม่ได้ เพราะมีดวงอาทิตย์บังตลอด 

เมื่อพิจารณาถึงความเสถียรของจุดทั้งห้าก็น่าสนใจ โดยพิจารณาจากแรงทั้งสามคือ แรงดึงดูดของโลก แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ และแรงหนีศูนย์กลางจากดวงอาทิตย์ (เพราะมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่ใช่โคจรรอบโลก)

L1, L2 และ L3 อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน แรงทั้งสามจะเสริมหรือหักล้างในแนวเดียวกันจนเหลือแรงสองทิศทางที่ตรงข้ามกันเหมือนการชักคะเย่อ คือ

L1: แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ - แรงดึงดูดของโลก = แรงหนีศูนย์

L2, L3: แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ + แรงดึงดูดของโลก = แรงหนีศูนย์

การมีแรงสองทิศทางชักคะเย่อกันแบบนี้จึงไม่ค่อยเสถียรในระยะยาว เพราะใครมีแรงมากกว่าเพียงนิดเดียวก็ทำให้เกิดผลแพ้ชนะได้แล้วเหมือนเกมชักคะเย่อ สักพักก็จะเห็นผู้แพ้ผู้ชนะ ยานที่ไปลอยอยู่ในจุดนี้จึงต้องมีพลังงานเสริมคอยปรับแก้ ป้องกันการหลุดจากจุดสมดุล ดังนั้น L1, L2 และ L3 จึงเปรียบเสมือนอยู่ยอดดอย ซึ่งถึงแม้จะสมดุล แต่ก็ไม่เสถียรมากนัก

ส่วนจุดสมดุล L4 และ L5 จะเปรียบเสมือนจุดสมดุลก้นเหว ซึ่งเสถียรมาก เพราะแรงทั้งสามจะไม่อยู่ในแนวเดียวกัน ถ้าเป็นการดึงเชือกจะถูกดึงแยกไปสามทิศทาง ไม่ใช่ “ชักคะเย่อ” แต่เป็น “แย้ลงรู” เกมดึงเชือกที่เดี๋ยวนี้ไม่ค่อยได้เห็นกันนัก

ดังนั้น สิ่งที่อยู่หลงเหลือมาจนถึงทุกวันนี้ในธรรมชาติจึงมีแต่สิ่งที่อยู่ในสมดุล L4 และ L5 อย่างเช่นดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัสเป็นต้น เพราะแม้จะมีสิ่งกระทบ ก็ยังสามารถกลับไปยังจุดสมดุลได้ง่าย

แต่มนุษย์เราชอบใช้จุด L1 และ L2 แม้จะเสถียรน้อยกว่า แต่ทำประโยชน์ได้มากกว่า

อย่างเช่น จุดแรก L1 อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ยานที่อยู่ตรงนี้สามารถมองเห็นดวงอาทิตย์และโลกได้ตลอดเวลา จึงเหมาะที่จะใช้สำหรับภารกิจตรวจสอบและพยากรณ์สภาพอวกาศ (space weather forecasting) เช่น SOHO, DSCOVR

SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) ยานนี้ถูกส่งขึ้นไปเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 1995 วัตถุประสงค์ก็เพื่อศึกษาดวงอาทิตย์เป็นหลัก เช่น corona ลมสุริยะ และจุดดับ ยานนี้อยู่สูงจากโลกประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร SOHO ตรวจพบดาวหางมากถึง 4,000 ดวง

DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) ยานนี้ศึกษากลับด้านกับ SOHO คือหันหลังให้ดวงอาทิตย์ หันหน้ามาศึกษาโลก ยานนี้ถูกส่งขึ้นไปเมื่อ วันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2015 ไปอยู่ที่ L1 ที่เดียวกับ SOHO ภารกิจหลักคือ ตรวจดูลมสุริยะแบบตลอดเวลา (real-time solar wind) เพื่อคอยเตือนถึงสภาพอวกาศที่ไม่ปกติ (space weather warning) อีกทั้งยังคอยเฝ้าดูสภาพอากาศของโลกด้วย (observe Earth's climate)

จุดสมดุลจุดที่สอง คือ L2 อยู่นอกวงโคจรโลกออกไป โลกจึงอยู่ตรงกลางระหว่างจุด L2 และดวงอาทิตย์ ยานจึงสามารถหลบเงาโลก และมีมุมมองชัดเจนของจักรวาล James Webb Space Telescope (JWST) ก็อยู่ที่นี่ 

จุดสมดุลจุดที่สาม คือ L3 อยู่อีกด้านของดวงอาทิตย์ หมายถึงดวงอาทิตย์อยู่ตรงกลางระหว่างจุด L3 และโลก ปัจจุบันยังไม่มีภารกิจใดไปยังจุดนี้เพราะดวงอาทิตย์บังตลอด

จุดสมดุลจุดที่สี่และที่ห้า คือ L4 และ L5 ทำมุม 60° จากโลกกับดวงอาทิตย์ เป็นจุดที่เสถียรที่สุดในระยะยาว มีวัตถุธรรมชาติอยู่ เช่น Trojan asteroids ของโลกเราพบแค่สองดวง แต่ของดาวพฤหัส มีหลายพันดวง

สรุปว่า จุดลากร็องจ์เป็นตำแหน่งที่แรงต่าง ๆ สมดุลกันในอวกาศ ใช้ประโยชน์ได้ทั้งในด้านการสำรวจอวกาศ การสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ และดาราศาสตร์เชิงลึก โดย L1, L2 นิยมใช้ในการวางกล้องโทรทรรศน์หรือดาวเทียม

ถ้าถามว่ามี Lagrange point ระหว่างดวงจันทร์กับโลกไหม

มีครับ Lagrange Points ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ ก็ย่อมมีเช่นเดียวกับระบบอื่น ๆ ในจักรวาลที่มีวัตถุสองชิ้นโคจรรอบกัน เช่น โลก-ดวงอาทิตย์ หรือ โลก-ดวงจันทร์ แรงโน้มถ่วงของวัตถุสองชิ้น (เช่น โลกและดวงจันทร์) และแรงจากการหมุนรอบกัน ทำให้เกิดตำแหน่งที่ "วัตถุที่สาม" (เช่น ดาวเทียมหรือยานสำรวจ) สามารถลอยนิ่ง ๆ ได้ โดยไม่ต้องใช้แรงผลักดันต่อเนื่องมาก

Lagrange Points ในระบบ โลก–ดวงจันทร์ มีทั้งหมด 5 จุด (L1 ถึง L5) เช่นเดียวกัน คือ

L1 อยู่ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ เหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ดวงจันทร์อย่างต่อเนื่อง

L2 อยู่เลยดวงจันทร์ออกไป โดยอยู่ตรงข้ามกับโลก (ดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับ L2) ใช้สำหรับการวางยานที่ต้องการอยู่ด้านหลังดวงจันทร์

L3 อยู่ด้านโลกตรงข้ามดวงจันทร์ (โลกอยู่ตรงกลางระหว่าง L3 กับดวงจันทร์) ไม่ใช่จุดที่นิ่งมาก มักไม่ใช้จริง 

L4 โคจรนำหน้าดวงจันทร์อยู่ 60° มีเสถียรภาพ 

L5 โคจรตามหลังดวงจันทร์อยู่ 60° มีเสถียรภาพ เช่นกัน

ตัวอย่างการใช้งาน L1 และ L2 สำหรับ โลก-ดวงจันทร์ คือ

L1: เหมาะกับการวางยานตรวจสอบการเดินทางไป-กลับระหว่างโลกกับดวงจันทร์

L2: เคยมีแนวคิดใช้วางสถานีเชื่อมต่อหรือฐานสื่อสารด้านไกลของดวงจันทร์

L4 และ L5 ยังไม่คิดจะใช้ทำอะไร

จุดสมดุลในอวกาศ ที่ดูเสมือนว่าทำให้เทหวัตถุลอยนิ่งอยู่ ไม่มีแรงใดมากระทำเลยนั้น จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อมันมีการเคลื่อนที่ อันเป็นเรื่องธรรมชาติที่อาจดูแปลก

เรารู้ว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่ใช่ว่าดวงอาทิตย์จะอยู่กับที่ ดวงอาทิตย์ก็ไม่อยู่นิ่ง เพราะดวงอาทิตย์ก็โคจรรอบกาแลกซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ด้วยความเร็วประมาณ 828,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือประมาณ 230 กิโลเมตรต่อวินาที เร็วกว่ากระสุนปืนหลายร้อยเท่า ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากศูนย์กลางกาแลกซีทางช้างเผือกประมาณ 26,000 ปีแสง อันเป็นรัศมีวงโคจร จึงใช้เวลาประมาณ 225–250 ล้านปี ในการโคจรรอบกาแลกซีครบหนึ่งรอบ เรียกว่า Galactic Year หรือ “ปีทางช้างเผือก”

ที่น่าทึ่งก็คือ แม้แต่กาแลกซีทางช้างเผือกเองก็ไม่ได้อยู่เฉย ๆ มันเคลื่อนที่ไปในจักรวาล (Cosmic Motion) ด้วยความเร็วประมาณ 600 กิโลเมตรต่อวินาที ไปในทิศทางที่เรียกว่า “Great Attractor” ซึ่งเป็นบริเวณในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมากจากมวลรวมมหาศาล เช่น กลุ่มกาแลกซีขนาดใหญ่

เอกภพทั้งหมดมีการเคลื่อนไหวตลอดเวลา — ไม่มีสิ่งใด “อยู่นิ่ง” จริง ๆ เลย

วัชระ นูมหันต์ 

2025-08-17 

————————————

เปรียบเทียบรถอีวีในไทย

————————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

มีพรรคพวกอยากทราบถึงจุดดีจุดด้อยของรถ EV แต่ละค่าย ถึงความคุ้มค่าน่าใช้และพัฒนาการของแต่ละค่ายด้วย จึงขอสรุปเปรียบเทียบ รถยนต์ไฟฟ้ายอดนิยมในประเทศไทยช่วงปี 2024–25 แบ่งตามตลาดนิยม ราคา และคุณสมบัติเด่น ดังนี้

หนึ่ง — BYD แบรนด์จีน เป็นผู้นำตลาด ณ ปัจจุบัน

รุ่นยอดนิยมคือ BYD Dolphin, Atto 3 และ Seal ยอดขายในช่วง 2023–25 ที่ผ่านมา BYD Atto 3 ครองตลาดถึง  25% หรือ 19,241 คัน ตามมาด้วย BYD Dolphin 9,410 คัน โดยรวมแล้ว มากกว่า 50% ของตลาด EV ไทยคือ BYD

ราคาจำหน่าย เริ่มต้นในช่วง 859,000 บาทขึ้นไป สำหรับ Atto 3 และ Dolphin รุ่น extended อยู่ราว 709,900–959,900 บาท

จุดเด่นของ BYD คือ ใช้แบตเตอรี่แบบ Blade Battery ปลอดภัยและทนทาน มีสายการผลิตภายในประเทศ คือที่จังหวัดระยอง บริการหลังการขายก็ดี ดีไซน์ร่วมสมัย เหมาะกับผู้ใช้กลุ่มวัยรุ่นและวัยทำงาน

สอง — Neta

รุ่นเด่นคือ Neta V-II ซึ่งถูกที่สุดในตลาดช่วงปี 2025 ยอดขายลงทะเบียนในช่วงปี 2023–25 ขายนำเป็นอันดับ 2 ในปี 2023 คือประมาณ 12,777 คัน แต่น้อยลงเหลือประมาณ 6,587 คันในปี 2025 เนื่องจากปัญหาบริษัทแม่ในจีนกับตัวแทนจำหน่ายในไทย

ราคาจำหน่าย: ประมาณ 549,000–569,000 บาท เรียกว่าถูกที่สุดในกลุ่ม

ข้อดีข้อเสียก็คือ เริ่มต้นใช้งานง่ายในเมือง ราคาถูก ระยะทางขับได้ 380 กม. เครือข่ายบริการรวมทั้งความเชื่อมั่นของผู้ใช้ลดลงในปี 2025 

สาม — MG ของอังกฤษและกลายมาเป็นของจีน

รุ่นที่นิยมในไทยคือ MG4 Electric, MG EP และ MG ZS EV

ยอดขายในปี 2023: MG4 ประมาณ 4,833 คัน MG EP ประมาณ4,475 คัน และ MG ZS EV ประมาณ1,753 คัน

ราคาจำหน่าย MG4 Electric เริ่มจาก 709,900–1.12 ล้านบาท ส่วน ZS EV ราคาประมาณ 829,900–899,900 บาท

จุดเด่นของรถ MG คือ มีศูนย์บริการครอบคลุมทั่วประเทศ รับประกันยาวนาน พร้อมบริการช่วยเหลือฉุกเฉิน สมรรถนะของรถในเรื่องระยะทางก็ดี ในราคาเข้าถึงได้ง่าย

สี่ — ORA Good Cat ของค่าย GWM จากจีน

ลงทะเบียนเป็นท็อปอันดับสี่ในปี 2023 คือขายได้ประมาณ 6,712 คัน 

ราคาอยู่ในช่วงประมาณ 799,000–1.1 ล้านบาท แล้วแต่รุ่น 

ข้อดีคือ สวยงาม หรู ดูมีสไตล์ ดีไซน์วินเทจ-โมเดิร์น ข้อดีอีกอย่างคือประกอบภายในไทย ทำให้ช่วยลดราคาลงมา

ห้า — Deepal, Aion, Leapmotor และ Omoda แบรนด์ใหม่จากจีน

Deepal S07 (Changan) เปิดตัวปี 2024 แบตขนาด 66.8 kWh ระยะทางขับได้ไกลถึง 560 กิโลเมตร ส่วนราคาก็ไม่เบา อยู่ที่ 1.499 ล้านบาท 

AION V ขายได้ 2,967 คัน ในปี 2025 รวมกับ AION Y Plus อีกเป็นหลายพันคัน จึงจัดอยู่ในกลุ่ม top‑10 

Leapmotor C10 วางขายในไทยปลาย 2024 ราคาประมาณ 978,000–1.098 ล้านบาท ขนาดแบต 69.9 kWh ระยะทางขับได้ไกลถึง 424 กิโลเมตร 

Omoda C5 EV เปิดตัวเดือนสิงหาคม 2024 ราคาในปี 2025 ปรับเหลือ 649,000–699,000 บาท ระยะทางขับได้ไกล 505 กม. 

เลือกอย่างไรให้เหมาะ …

งบจำกัด และใช้ในเมือง 

Neta V‑II หรือ MG4 เป็นตัวเลือกเริ่มต้นที่ดี

ต้องการระยะทางวิ่งได้ไกล และฟังก์ชั่นครบ

BYD Atto 3, BYD Dolphin หรือ Omoda C5 EV

ชอบเทคโนโลยี และวิ่งได้ไกล

Deepal S07, AION V หรือ Leapmotor C10

เครือข่ายศูนย์บริการ

MG และ BYD มีความมั่นคงดี

แนวโน้มตลาดปี 2025 …

รถแบรนด์จีนเข้าครองตลาดกว่า 70% โดย BYD เป็นผู้นำอย่างชัดเจน โดยครองส่วนแบ่งกว่าครึ่ง

Neta รายงานปัญหาทางธุรกิจและยอดขายลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

Tesla ยังมีจุดแข็งเรื่อง software และระบบ Autopilot แต่ถูกจำกัดด้วยราคาสูง และศูนย์บริการที่ยังมีไม่มาก

ผู้เล่นใหม่หลายรายกำลังเข้าไทย เช่น GAC AION, XPeng G6 และ Deepal ในงาน Motor Show

แต่ถ้าในช่วงเปลี่ยนผ่านจากรถน้ำมันเป็นอีวีนี้ ยังไม่อยากจะทิ้งน้ำมันเสียทีเดียว รถไฮบริดก็เป็นทางเลือก ยิ่งเป็นปลั๊กอินไฮบริดอีวี (PHEV) ยิ่งดีใหญ่

ลองมาเปรียบเทียบ PHEV (Plug‑in Hybrid) ในเมืองไทยกันดู

BYD Sealion 6 DM‑i

เปิดตัวในไทย 8 สิงหาคม 2567

เครื่องยนต์ 1.5 ลิตร และมอเตอร์ กำลังรวม 218 แรงม้า แรงบิด 300 Nm

แบตเตอรี่ 18.3 kWh ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 95 กม. 

ราคา 939,900 – 1,039,000 บาท 

MG HS PHEV

เปิดตัวปีก่อน คือปี 2567

เครื่องยนต์ 1.5 ลิตร เทอร์โบ และมอเตอร์ กำลังรวม 284 แรงม้า แรงบิด 480 Nm

ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 67 กม.

ราคา รุ่น D 1,299,000 บาท รุ่น X 1,379,000 บาท 

Haval H6 PHEV

เปิดตัวอย่างเป็นทางการในปี 2565

เครื่องยนต์ 1.5 ลิตร เทอร์โบ และมอเตอร์ กำลังรวม 326 แรงม้า แรงบิด 530 Nm

ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 150–201 กม.

ราคา 1,699,000 บาท 

Lexus NX 450h+

เครื่องยนต์ 2.5 ลิตร และมอเตอร์สี่ล้อ กำลังรวม 304 แรงม้า

ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 87 กม.

ราคา 3.66–4.39 ล้านบาท (รุ่น Grand Luxury ถึง F Sport) 

BMW X3 xDrive30e

เครื่องยนต์ 2.0 ลิตร เทอร์โบ และมอเตอร์สี่ล้อ กำลังรวม 292 แรงม้า

ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 47 กม.

ราคา 3.89 ล้านบาท (M Sport) 

Mercedes‑Benz GLC e 4MATIC

เครื่องยนต์ 2.0 ลิตร เทอร์โบ และมอเตอร์ AWD กำลังรวม 313 แรงม้า แรงบิด 550 Nm

ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ 120 กม.

ราคา 4.18 ล้านบาท (AMG Dynamic) 

เปรียบเทียบจุดเด่นตามลักษณะการใช้งาน …

ใช้งานในเมือง ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จยาว — Haval H6 PHEV เหนือกว่า ด้วยระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จสูงสุดราว 150–200 กม. ชาร์จเต็มวันใช้งานได้มากมาย

งบประหยัดกว่า ไม่เกินล้าน — BYD Sealion 6 DM‑i ตอบโจทย์ ใกล้เคียงกับ MG HS ในเรื่องราคา แต่ระยะวิ่ง BYD ยาวกว่า

เน้นสมรรถนะและแบรนด์พรีเมียม — Lexus, BMW และ Mercedes-Benz มีทั้งระบบขับสี่ล้อและดีไซน์หรู 

ข่าวดีปีหน้า คือนโยบายภาษีเพื่อกระตุ้นการใช้รถไฟฟ้า (เริ่ม 1 มกราคม 2026) … 

PHEV ที่ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จได้ตั้งแต่ 80 กม. ขึ้นไป ต่อการชาร์จ จะเสียภาษีสรรพสามิตเพียง 5%

รุ่นที่ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จต่ำกว่า 80 กม. อยู่ในเกณฑ์ 10%

นโยบายนี้ช่วยส่งเสริมรถที่เน้นไฟฟ้ามากขึ้น และยกเลิกการจำกัดถังน้ำมัน 45 ลิตร ทำให้แบรนด์จีนสามารถออกแบบระยะรวมได้ยาวขึ้นกว่าเดิม

ภาพรวมตลาด PHEV ในไทย (ปี 2024–2025)

ปี 2024 มีการจดทะเบียน PHEV ที่ 63,184 คัน เติบโต 17% จากปีก่อน มีสัดส่วนประมาณ 47% ของยอด EV ทั้งหมดในประเทศไทย คือราว 133,000 คัน

ตลาดยังคงได้รับแรงหนุนจากจีน โดย BYD ครองส่วนแบ่งโตกว่า 46% ของตลาดอีวีไทย 

สรุปแนะนำ

เลือกรถที่ระยะวิ่งใช้ไฟชาร์จ (EV range) ≥ 80 กม. เพื่อเสียภาษีต่ำสุด 5% เริ่มมกราคม 2026 เป็นต้นไป

ถ้าต้องการระยะวิ่งไกลและราคาไม่สูงเกินล้าน ก็แนะนำ BYD Sealion 6 DM‑i

หากต้องการ EV range ยาวสุด และกำลังสูง ราคากลาง ๆ ลองสอบถาม Haval H6 PHEV ดู

ถ้าเน้นพรีเมียม ระบบขับเคลื่อน AWD และความหรู Lexus, BMW, Mercedes‑Benz เหมาะทั้งนั้น 

พรรคพวกคนหนึ่งบอกมาว่า …

“ผมใช้รถ EV brand จีนยี่ห้อ Haval มา 2 ปีแล้ววิ่งไปประมาณ 8 หมื่นกิโลเมตร ขอบอกว่าเป็นรถยนต์ที่ยอดเยี่ยมมาก เหนือกว่ารถยนต์ทุกคันที่ใช้มาในอดีตไม่ว่ารถยุโรปหรือรถญี่ปุ่น แรงม้า 300 กว่า น้อง ๆ รถสปอร์ตเลยทีเดียว”

ก็ต้องหาสิ่งที่เหมาะกับตัวตนแต่ละคนไปนะครับ 

วัชระ นูมหันต์ 

2025-08-10 

———————

อีวีใกล้บ้านเรา

———————

⭕️ ⭕️ ⭕️

เรามีอีวีแบรนด์ดังมากมายทั้งในอเมริกา ยุโรป และเอเชีย ค่ายยักษ์ใหญ่ทั้งหลายก็เบนเข็มตามมาผลิตอีวีกันเป็นแถว แถมด้วยแบรนด์เกิดใหม่อีกมากมาย รวมทั้งในย่านเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ของเราด้วย ทว่า ไม่ใช่ไทย แต่เป็น … เวียดนาม

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่ผลิตในเวียดนามนั้นกำลังเป็นที่สนใจมากขึ้นในระดับโลก โดยบริษัทหลักที่ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมนี้คือ VinFast ซึ่งเป็นบริษัทลูกของ Vingroup หนึ่งในกลุ่มบริษัทใหญ่ที่สุดในเวียดนาม

บริษัท VinFast ก่อตั้งปี 2017 มีโรงงานหลักตั้งอยู่ที่เมืองไฮฟอง ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าหรืออีวีหลายประเภท เช่น 

•VF e34 ซึ่งเป็นรถ SUV ขนาดเล็ก (Compact SUV) รุ่นแรกที่ผลิตเพื่อจำหน่ายในเวียดนาม 

•VF 8 และ VF 9 เป็นรถ SUV ขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่ส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา, ยุโรป และประเทศอื่น ๆ

•VF 5, VF 6, VF 7 – รถยนต์ขนาดเล็กถึงกลางที่เน้นตลาดคนรุ่นใหม่

•รถบัสไฟฟ้า และสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า ตลาดที่มีอนาคต เพราะคงรู้กันอยู่ว่ามอเตอร์ไซค์ในเวียดนามมีมากมายขนาดไหน

ความเคลื่อนไหวสำคัญน่าจับตาคือ การส่งออกไปยังต่างประเทศ เพราะ VinFast เริ่มส่งออกรถ EV ไปยังสหรัฐฯ แคนาดา และยุโรปแล้ว

นอกจากนั้น VinFast ไม่ได้หยุดอยู่แค่การลงทุนในประเทศเพื่อส่งออก แต่ยังข้ามไปลงทุนในต่างประเทศ โดยมีการสร้างโรงงานในสหรัฐฯ ที่รัฐนอร์ทแคโรไลนา (คงเห็นแนวทางการกีดกันทางการค้าของสหรัฐฯ) แถมยังตามไปจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์ Nasdaq ในปี 2023 อีกด้วย

สามจุดเด่นของ VinFast คือ ผลิตรถ EV ครบวงจรในประเทศ มุ่งเน้นใช้เทคโนโลยีใหม่ เช่น ระบบช่วยขับขี่อัตโนมัติ (ADAS) และมีแผนขยายตลาด EV อย่างจริงจังทั่วโลก 

VinFast ก่อตั้งขึ้นในปี 2017 พอปีถัดมา (2018) ค่ายรถอเมริกันคือ General Motor ก็เข้ามาเป็นหุ้นส่วน เวียดนาม-สหรัฐฯ คงคุ้นเคยกันดีเพราะเป็นคู่สงครามกันมาก่อน และ VinFast ก็ได้สิทธิพิเศษในการขายรถ Chevrolet ในเวียดนามได้ด้วย แถมยังได้เป็นเจ้าของโรงงานผลิตรถของ General Motor ในฮานอย (VIDAMCO) เพื่อผลิตรถเล็กแบรนด์ใหม่ในชื่อ VinFast

จากวิธีโตแล้วเรียนลัดของ VinFast ดังกล่าว ภายในเวลาไม่ถึงปี ในวันที่ 21 มีนาคม 2019 รถหรูชุดแรก (first batch) จำนวน 155 คันก็ผลิตออกมา เป็นรถที่เสร็จสมบูรณ์ 113 คัน เกือบเสร็จ 42 คัน เพื่อส่งทดสอบ (field test) ในยุโรป เอเชีย และแอฟริกา 

ไตรมาสแรกของปี 2020 ช่วงโควิดระบาดพอดี รถ VinFast ขายดีเป็นอันดับที่ห้าในเวียดนาม ต่อจาก Hyundai Toyota Kia และ Mazda 

ปี 2021 VinFast พยายามจะนำบริษัทเข้าสู่ตลาดหลักทรัพย์ โดยไปเปิดสำนักงานใหญ่ด้านการเงินในสิงคโปร์ในปี 2022 และเข้าสู่ตลาด Nasdaq ของสหรัฐฯ ในวันที่ 15 สิงหาคม 2023 

VinFast เปิดตลาดต่างประเทศมากมาย โดยไปตั้งบริษัทสาขาที่ Frankfurt ประเทศเยอรมันนี เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน และโซล ประเทศเกาหลีใต้ และมีแผนจะตั้งโรงงานผลิตรถอีวีที่ Chatham County, North Carolina ประเทศสหรัฐอเมริกา

เดือนกุมภาพันธ์ 2024 VinFast ขยายการผลิตไปที่อินเดีย โดยไปสร้างโรงงานผลิตอีวีที่ Tamil Nadu กำหนดเดินเครื่องเชิงพาณิชย์ได้สิ้นเดือนมิถุนายน 2025 นี้เอง

ชื่อ VinFast ที่ดูคล้าย ๆ ภาษาอังกฤษนี้ อันที่จริงเป็นตัวย่อในภาษาเวียดนาม (ภาษาเวียดนามใช้อักษรลาติน) คือ

* Việt Nam (Vietnam)

* Phong cách (Style, สะกด Ph เหมือน F)

* An toàn (Safety)

* Sáng tạo (Creativity)

* Tiên phong (Pioneer)

เห็นเวียดนามทำรถอีวีกระโดดไปไกล นึกถึงประเทศไทยของเราขึ้นมาทีเดียวครับ

วัชระ นูมหันต์ 

2025-08-03 

—————

ราชาแบต

—————

⭕️ ⭕️ ⭕️

CATL vs Tesla vs BYD ใครจะเป็นราชาแบตเตอรี่ตัวจริง?

การแข่งขันในตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระดับโลกระหว่าง CATL, Tesla, และ BYD เป็นการต่อสู้ของยักษ์ใหญ่ที่แต่ละรายมีจุดแข็งเฉพาะตัว แต่ถ้าจะถามว่า "ใครจะเป็นราชาแบตเตอรี่ตัวจริง?" เราต้องพิจารณาหลายด้าน

ลองมาทำความรู้จักแต่ละบริษัทกันดูก่อน Tesla และ BYD คงรู้จักกันดีเพราะผลิตรถยนต์ขาย แต่ CATL อาจจะต้องแนะนำตัวกันยาวหน่อย เพราะไม่ได้ทำรถยนต์ ทำแต่แบตเตอรี่ที่เป็นแหล่งพลังงานภายในรถ

1. CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) เป็นผู้นำระดับโลกในด้านแบตขนาดใหญ่สำหรับรถไฟฟ้า ปี 2011 บริษัท CATL ได้แตกตัวออกมาจาก ATL (Amperex Technology Co. Limited) ซึ่งผลิตแบตขนาดเล็กสำหรับมือถือและคอมพิวเตอร์ ซึ่งต่อมา TDK ของญี่ปุ่นซึ่งมีชื่อเสียงในด้าน cassette tape คุณภาพดีแข่งกับ Sony มาก่อน ได้เข้ามาร่วมลงทุน หลังจากตั้งบริษัท CATL เพียงปีเดียวก็ได้ลูกค้ารายใหญ่ในปี 2012 คือ BMW จากนั้นยอดขายก็พุ่งแรงขึ้นมาเรื่อย โดยขายแบตให้บริษัทรถอีวีทั่วโลก จนขึ้นมาเป็นอันดับสามในปี 2016 รองจาก Panasonic (Sanyo) และ BYD และเพียงปีเดียวต่อจากนั้น ก็แซงขึ้นมาเป็นอันดับหนึ่งในปี 2017 

จุดแข็ง

• ส่วนแบ่งตลาดโลกสูงที่สุด CATL ครองตลาดแบตเตอรี่ EV ทั่วโลกมาโดยตลอด (เกิน 30% ในปี 2024)

• มีลูกค้าหลากหลาย ทำแบตเตอรี่ให้ Tesla, BMW, Mercedes-Benz, NIO, Volkswagen ฯลฯ

• มีเทคโนโลยีล้ำหน้า พัฒนาแบตเตอรี่ Sodium-ion, LMFP, และ Qilin battery (ประสิทธิภาพสูงกว่า 4680 ของ Tesla บางรุ่น) 

 ข้อจำกัด

• พึ่งพาตลาดจีนสูงมาก

• ยังไม่มีการผลิตรถยนต์ของตัวเอง ทำให้ขาดการควบคุมแนวตั้ง ต่างจาก Tesla และ BYD

2. Tesla มีแผนก Tesla Energy ซึ่งร่วมกับ Panasonic ทำให้มีเทคโนโลยีแนวหน้า แถมยังควบคุมได้ทั้งระบบเนื่องจากผลิตรถยนต์เองด้วย

จุดแข็ง

• มีนวัตกรรมสูง แบตเตอรี่ 4680 ของ Tesla ออกแบบมาเพื่อเพิ่มพลังงานต่อหน่วยและลดต้นทุน

• สามารถควบคุมซัพพลายเชนได้เอง ตั้งแต่จากเหมืองลิเธียมจนถึงการผลิตรถยนต์

• เน้นการควบคุมในแนวตั้ง (vertical integration) เพื่อลดการพึ่งพาภายนอก

ข้อจำกัด

• ยังไม่สามารถ mass-produce 4680 cells ได้เต็มกำลัง

• ยังอาศัย CATL, Panasonic และ LG ในการผลิตแบตเตอรี่อยู่ส่วนหนึ่ง

• ไม่ได้ขายแบตเตอรี่ให้เจ้าอื่น เพราะของตัวเองก็ไม่พออยู่แล้ว จึงไม่เป็นผู้นำตลาดแบตเตอรี่โดยรวม

3. BYD (Build Your Dreams) เป็นบริษัทจีนที่ทั้งผลิตแบตและรถ

จุดแข็ง

• ควบคุมครบวงจรที่สุดในจีน ทั้งรถยนต์ แบตเตอรี่ และเหมืองลิเธียม

• เทคโนโลยีแบตเตอรี่ Blade ที่มีความปลอดภัยสูง ทนทาน ต้นทุนต่ำ

• ขยายตลาดต่างประเทศเร็วมาก เช่น ในยุโรป เอเชีย ลาตินอเมริกา

ข้อจำกัด:

• ส่วนแบ่งตลาดแบตเตอรี่ยังตามหลัง CATL

• ยังไม่เปิดการขายแบตเตอรี่ให้บริษัทนอกวงกว้างมากนัก (แต่กำลังเริ่ม)

สรุปเปรียบเทียบโดยย่อ

ส่วนแบ่งตลาด

CATL   สูงสุด

Tesla   กลาง

BYD   กำลังมาแรง

นวัตกรรม

CATL สูง

Tesla สูงมาก

BYD   สูง 

ความสามารถควบคุมแนวตั้ง

CATL ไม่มี ขายแบตอย่างเดียว

Tesla มี ผลิตทั้งรถและแบต แต่ผลิตแบตยังน้อย ต้องซื้อ CATL เพิ่ม

BYD มี ผลิตได้ทั้งรถและแบตโดยไม่ต้องพึ่งใคร

ลูกค้าภายนอก 

CATL มากมาย (ขายแต่แบต)

Tesla ไม่มี (ขายแต่รถ)

BYD ไม่มี (ขายแต่รถ)

แล้วใครจะเป็นราชา

• วันนี้ (2025) CATL ยังเป็น ราชาแบตเตอรี่โลก ในแง่ของส่วนแบ่งตลาดและการกระจายลูกค้า

• อนาคตระยะกลาง (2-4 ปี) BYD มีโอกาสแซงในตลาดรวม (รถ + แบต)

• อนาคตระยะยาว (5-10 ปี) ถ้า Tesla ทำให้เทคโนโลยีแบต 4680 เสถียรและขยายได้ อาจกลายเป็นผู้นำด้านนวัตกรรมและประสิทธิภาพแบตที่เหนือกว่า

ลองเทียบกับธุรกิจบะหมี่เจ้าอร่อยดูบ้าง

ยุ้ยกี่ บะหมี่ราชวิถี (สาขาต้นตำรับ แยกซังฮี้) บะหมี่ทำเอง เส้นขนาดเล็กไม่เหมือนใคร เหมือน BYD ของจีนที่ทำรถขายโดยแบตที่ผลิตเอง

บะหมี่หยก มากับเป็ด MK เพราะเป็ดดังบะหมี่จึงขายได้พร้อมเป็ด เหมือน Tesla ที่เน้นขายรถแม้จะทำแบตเองได้บ้าง

ราชาบะหมี่ เป็นแฟรนไชส์ ทำบะหมี่ให้ชาวบ้านขายทั่วเมือง เหมือน CATL ที่ไม่ทำรถแบรนด์ของตัวเองแต่ผลิตแบตป้อนให้แทบทุกแบรนด์

เรื่องบะหมี่ ใครเป็นราชา ก็คงเป็น “ราชาบะหมี่” สมชื่อแบรนด์

ส่วนแบต … CATL จึงเป็นราชาแบตตัวจริงในปัจจุบันเพราะผลิตแบตป้อนเขาทั่วไปหมด แต่อนาคตไม่แน่เมื่อบริษัทรถอีวีรายย่อยทะยอยปิดตัว ขณะที่ BYD กำลังจะแซงโค้งเป็นคู่แข่งที่น่ากลัวในระยะยาว ส่วน Tesla มะงุมมะงาหรา ต้องให้ CATL ผลิตให้ด้วยเพราะผลิตใช้เองยังไม่พอ แถมเจ้าของคือ อีลอน มัสก์ ยังเจอพิษการเมืองเข้าให้อีก 

นึกถึงเพลงนี้เลยครับ … What ever will be, will be.

วัชระ นูมหันต์ 

2025-07-27 

——————

พลังทอเรียม

——————

⭕️ ⭕️ ⭕️

ช่วงนี้มีกระแสส่งคลิปทอเรียมเวียนกันมาหลายรอบ นัยว่าจะเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่จะมาฆ่าเชื้อเพลิงฟอสซิลที่คุ้นเคยกันมานาน

พลังทอเรียม ไม่ไช่สิ่งใหม่เพราะเป็นอย่างหนึ่งของพลังงานนิวเคลียร์ที่หลายประเทศยังไม่กล้าใช้เพราะชื่ออันน่ากลัวที่ไปผูกโยงกับระเบิดนิวเคลียร์

เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียม (Thorium reactor) เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ทอเรียมเป็นเชื้อเพลิงหลัก แทนที่จะเป็นยูเรเนียม ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กันทั่วไปของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบัน ทอเรียมเป็นธาตุที่หาได้ง่ายกว่ายูเรเนียม และมีศักยภาพในการเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนและปลอดภัยกว่า

ลองมาดูข้อดีอย่างย่อของทอเรียมกัน

ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียม:

•ธาตุทอเรียมมีปริมาณมากกว่าธาตุยูเรเนียมในธรรมชาติ ทำให้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนกว่า

•มีความปลอดภัย เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมบางประเภท เช่น เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว (Molten Salt Reactor) มีความสามารถในการหยุดทำงานอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉิน และมีความเสี่ยงในการเกิดอุบัติเหตุน้อยกว่า

•ไม่แพร่ขยายอาวุธ ทอเรียมไม่สามารถนำไปใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ได้โดยตรง ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมมีความปลอดภัยกว่าในด้านนี้

•มีประสิทธิภาพ เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมบางประเภทสามารถเผาผลาญเชื้อเพลิงได้หมดจด ทำให้มีของเสียจาก กากนิวเคลียร์ น้อยกว่า

•มีความหลากหลาย ทอเรียมสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์หลายประเภท เช่น เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนัก เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซอุณหภูมิสูง เครื่องปฏิกรณ์เร็วระบายความร้อนด้วยโซเดียม และเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลว

สถานะปัจจุบัน:

•มีการวิจัยและพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมอย่างต่อเนื่องในหลายประเทศ เช่น จีน ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และอินเดีย

•มีการสร้างและทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมในหลายรูปแบบ เช่น เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวของจีนที่ Wuwei

•มีความสนใจในเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากความต้องการพลังงานที่ยั่งยืนและปลอดภัย

ความท้าทาย:

•การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมยังมีต้นทุนที่สูงกว่าเครื่องปฏิกรณ์ยูเรเนียมในปัจจุบัน

•เทคโนโลยีบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา

•กฎระเบียบและมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา

ดังที่กล่าวมา เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมจึงเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนและปลอดภัย แต่ยังต้องมีการวิจัยและพัฒนา รวมถึงการแก้ไขปัญหาด้านเทคโนโลยีและต้นทุน เพื่อให้สามารถนำมาใช้งานได้อย่างแพร่หลายในอนาคต

ดูว่าดี เริ่มคิดกันมาตั้งแต่สมัยก่อนสงครามโลก พร้อมกับยูเรเนียม ในขณะที่ยูเรเนียมมีใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลกแล้ว แต่ทอเรียมยังไปไม่ถึงไหน ทั้งที่เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เหมือนกัน

แสดงว่าในความเหมือนยังมีความต่าง

ความต่างหลักก็คือ ความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ (nuclear chain reaction) ด้วยตัวเอง

เครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ Thorium-232 เป็นเชื้อเพลิงซึ่งแตกตัวเองไม่ได้ถึงแม้จะมีความอุดมสมบูรณ์ของพลังงานในตัว (fertile material) จึงต้องแปรเปลี่ยนตัวเอง (converted) ไปเป็น Uranium-233 ซึ่งเป็นสารที่เกิดปฏิกิริยากิริยาลูกโซ่ ด้วยตัวเองได้ (fissile material) ทำให้ใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้

ตัวเลข 232 กับ 233 เป็นตัวเลขมวลรวม (mass number) คือรวมจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่แกนกลางอะตอม ที่ต่างกันเพียง 1 

1 ที่เพิ่มขึ้นมาคือนิวตรอนที่ยิงเพิ่มเข้าไป ถ้าจำนวนโปรตอนยังเท่าเดิม ก็ยังเป็นธาตุเดิม แต่เปลี่ยนไอโซโทป คือเป็นธาตุที่หนักขึ้น

ถ้าไอโซโทปของธาตุนี้ไม่เสถียร ก็จะเสื่อมสลาย (decay) กลายเป็นธาตุใหม่ เพราะนิวตรอน decay กลายเป็นโปรตอนพร้อมกับปล่อยอิเล็กตรอนออกมา เมื่อโปรตอนเพิ่มขึ้นจึงเป็นธาตุใหม่ แม้มวลรวมจะเท่าเดิม กระบวนการคือ

neutron → proton + electron + electron antineutrino

ตัวอย่างเช่นการ decay ที่หลายคนรู้จักของคาร์บอน-14 กลายเป็นไนโตรเจน-14

14       14

   C →     N + e + ν’

6           7

ดังนั้น ในเครื่องปฏิกรณ์ทอเรียมจึงมีการทำงานดังนี้คือ

1. Thorium-232 ดูดซับนิวตรอน → กลายเป็น Thorium-233

2. Thorium-233 decay เป็น Protactinium-233 แล้ว decay ต่ออีกทีเป็น Uranium-233

3. Uranium-233 เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ เป็นพลังนิวเคลียร์ fission ปล่อยทั้งพลังงานและนิวตรอนตัวใหม่ออกมาด้วย

จึงเห็นได้ว่า ทอเรียมนั้นปล่อยพลังงานนิวเคลียร์เองไม่ได้ ต้องทำเป็นยูเรเนียมก่อน พัฒนาการของการใช้ทอเรียมจึงต้องทำเป็นขั้นเป็นตอน โครงการนิวเคลียร์ที่เป็นรูปธรรมแม้จะกินเวลานาน ต้องเป็นที่ประเทศอินเดีย

โครงการนิวเคลียร์ 3 ระยะของอินเดีย

ระยะที่ 1: PHWR (Heavy‑water reactors)

– อินเดียมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ PHWR มากกว่า 18 แห่ง (รวม Kakrapar 3 & 4 กำลังผลิต 700 เมกะวัตต์ เดินเครื่องเชิงพาณิชย์แล้ว)

– กำลังผลิตรวมประมาณ 7.5–8.2 GW 

ระยะที่ 2: FBR (Fast Breeder Reactors)

– PFBR ที่ Kalpakkam (500 MW sodium–cooled fast breeder) เริ่ม “core loading” ในเดือน มี.ค. 2024 และอยู่ระหว่างรอเข้าสู่สถานะ critical และเชื่อมเข้าระบบเชิงพาณิชย์ภายในปี 2025

– หลังจาก PFBR เสร็จ อินเดียมีแผนสร้างเครื่อง FBR‑600 กำลังผลิต 600 MW จำนวนหลายชุด (สองชุดแรกอยู่ในพื้นที่เดียวกับ PFBR)

– เป้าหมายรวมถึงการผลิตไฟฟ้า ~5 GW จาก FBRs ภายในช่วงการขยายโครงข่ายนิวเคลียร์

ระยะที่ 3: Thorium‑based Reactors (AHWR, IMSBR)

– AHWR (Advanced Heavy‑Water Reactor) แบบใช้ mixed oxide ของ U‑233/Th‑232 ขนาด 300 MW ได้รับการออกแบบและพร้อมสำหรับการก่อสร้าง แต่ยังไม่มีการตั้งไซต์ก่อสร้างอย่างเป็นทางการ (ยังไม่ประกาศสถานที่)

– ด้าน R&D ของ IMSBR (Molten Salt Breeder Reactor) อยู่ในช่วงพัฒนา โดยมี facility pilot-scale สำหรับการทดสอบในอนาคต

– อย่างไรก็ตาม การใช้ทอเรียมเชิงพาณิชย์แบบขยายวงกว้างใน Stage 3 ยังไม่มีกำหนดการชัดเจน และคาดว่าจะเป็นไปได้ในอีก 3–4 ทศวรรษข้างหน้า (หลัง FBR‑commercial บังคับเดินเครื่องเชิงพาณิชย์เรียบร้อยก่อน) ซึ่งอาจหมายถึงหลังปี 2050 

โดยรวม โครงการอยู่ในระดับที่:

Stage 2: กำลังเข้าสู่เชิงพาณิชย์เร็ว ๆ นี้

Stage 3: ยังอยู่ในช่วงต้น ๆ ของการวิจัยและพัฒนา

ทำไมอินเดียถึงต้องมีโครงการพลังงานนิวเคลียร์ 3 ระยะ (3-stage)

เหตุผลก็คือ เพื่อความยั่งยืนด้านพลังงานของอินเดียที่ Dr. Homi Bhabha ได้วางกลยุทธ์ด้านนี้ไว้อย่างแยบยลและยืนยาวมาตั้งแต่ทศวรรษ 1950 (energy independence) เนื่องจากอินเดียมียูเรเนียมไม่มาก แต่มีทอเรียมมหาศาล (25–30% of world’s reserves) โดยใช้กลยุทธ์สามระยะ (3-stage)

ระยะแรก แผนงานเริ่มด้วยการใช้ยูเรเนียมธรรมชาติผลิตพลังงานไฟฟ้าและ Plutonium-239 จะเรียกว่าผลิตไฟฟ้าแถมพลูโตเนียม หรือผลิตพลูโตเนียมแถมไฟฟ้าก็ได้ แต่เป้าหมายก็เพื่อจะให้ได้พลูโตเนียมมาใช้ในระยะที่สอง 

Output ของระยะที่หนึ่งก็คือ Electricity + Plutonium-239 (from neutron capture by U-238)

ระยะที่สองจะนำทอเรียมเข้ามาผสมด้วยเพื่อแปรเปลี่ยนทอเรียมเป็นยูเรเนียม

U-238 → Pu-239

Th-232 → U-233

ระยะที่สาม Uranium-233 ที่ได้มาจากทอเรียมในระยะที่สองก็จะนำมาผลิตพลังงานไปได้อีกนาน ประมาณการกันว่าใช้ได้มากกว่าสี่ร้อยปีจากทอเรียมเท่าที่พบในปัจจุบัน

เทคโนโลยีนิวเคลียร์จากทอเรียมเกิดในอเมริกา แต่ถูกทิ้งร้าง เพราะพัฒนาต่อเป็นอาวุธนิวเคลียร์ไม่ได้ในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่สองที่ต้องแข่งกับเยอรมัน เทคโนโลยีนิวเคลียร์จากยูเรเนียมจึงแซงหน้าไป และต่อมาจึงนำเทคโนโลยีปรมาณูเพื่อสันติมาใช้กับโรงไฟฟ้าและกิจการอย่างอื่น เทคโนโลยีนิวเคลียร์จากทอเรียมจึงเพิ่งถูกปัดฝุ่นพัฒนาต่อเมื่อไม่นานมานี้เอง

โครงการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์บ้านเราที่ใช้ยูเรเนียมยังไปไม่ถึงไหน กระโดดไปใช้ทอเรียมเลยดีไหมครับ 

วัชระ นูมหันต์ 

2025-07-20 

————

Maglev 

————

⭕️ ⭕️ ⭕️

รางรถไฟ maglev ยาวมาก จะทำให้เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ยังไงเพื่อดันให้ตัวรถลอย

การทำให้ รางรถไฟ Maglev (Magnetic Levitation) ทั้งรางกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้รถลอยตัว ไม่ใช่การทำให้รางทั้งหมดเป็นแม่เหล็กตลอดเวลา แต่ใช้ หลักการควบคุมเฉพาะจุดและเป็นระบบ เพื่อความประหยัดพลังงานและควบคุมแม่นยำ โดยใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างชาญฉลาด ดังนี้:

หลักการทั่วไปของ Maglev 

1. ยกตัวรถ (Levitation)

ใช้แรงแม่เหล็กผลักหรือดูดให้ตัวรถ "ลอย" จากราง

2. ขับเคลื่อน (Propulsion)

ใช้ระบบขดลวดในรางที่สร้างสนามแม่เหล็กสลับ (เปลี่ยนทิศแม่เหล็กเร็วๆ ตามตำแหน่งรถ) เพื่อดึง/ผลักตัวรถไปข้างหน้า

3. นำทาง (Guidance)

ควบคุมให้รถอยู่ในแนวรางไม่เบี่ยงซ้ายขวา โดยใช้แม่เหล็กควบคุมด้านข้าง

แล้วทำให้ "ราง" เป็นแม่เหล็กได้ยังไง?

Maglev มี 2 แบบหลัก:

1. Electromagnetic Suspension (EMS) เช่น Transrapid ของเยอรมนี มี ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าใต้รถไฟ ที่ดูดตัวรถเข้าหารางที่เป็นโครงเหล็ก โดยที่ตัวรางไม่ต้องเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด และใช้เซ็นเซอร์ควบคุมแรงดูดในระดับมิลลิเมตร เพื่อให้รถลอยเสถียร

การควบคุม: ระบบควบคุมเปิด-ปิดแม่เหล็กเฉพาะจุดที่มีรถไฟอยู่ ไม่ต้องจ่ายไฟให้ตลอดราง

2. Electrodynamic Suspension (EDS) เช่น SCMaglev ของญี่ปุ่น จะใช้แม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กยิ่งยวด (Superconducting Magnet) บนตัวรถ และรางมีขดลวดอลูมิเนียมหรือทองแดงฝังไว้ เมื่อรถเคลื่อนที่เร็ว แม่เหล็กเคลื่อนที่เหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าในราง เกิดการสร้างสนามแม่เหล็กต้าน ทำให้รถ "ลอย" ดังนั้น ต้องให้รถมีความเร็วระดับหนึ่งก่อนถึงจะลอยได้ จึงต้องใช้ล้อช่วยตอนเริ่มวิ่ง 

รถไฟ Maglev (Magnetic Levitation) ที่ทำสถิติ "เร็วที่สุดในโลก" ณ ตอนนี้คือรถไฟ L0 Series Maglev ของประเทศญี่ปุ่น ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท Central Japan Railway Company (JR Central)

สถิติความเร็วสูงสุดของ Maglev คือ 603 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (km/h) หรือประมาณ 375 ไมล์ต่อชั่วโมง (mph) สถิตินี้ถูกบันทึกไว้ในวันที่ 21 เมษายน 2015 ทดสอบบน Yamanashi Test Track ประเทศญี่ปุ่น

รถไฟ L0 Series ซึ่งใช้เทคโนโลยี superconducting maglev หรือ SCMaglev นี้ยังไม่เปิดให้บริการเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบ แต่มีแผนจะเปิดให้บริการในเส้นทาง Chūō Shinkansen (โตเกียว – นาโกย่า) ในอนาคต (วางแผนเริ่มให้บริการบางช่วงประมาณปี 2030)

Maglev ที่เปิดให้บริการเชิงพาณิชย์และมีความเร็วสูงสุด ณ ปัจจุบันคือ Shanghai Maglev (Shanghai Transrapid) ของประเทศจีน เป็นโครงการ Maglev เพียงอย่างเดียวที่เปิดให้บริการเชิงพาณิชย์จริง มีความเร็วใช้งานสูงสุดอยู่ที่ 431 km/h (268 mph)

สรุปว่า ทำไมไม่ต้องทำให้ "ทั้งราง" เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าไปตลอด เหตุผลก็เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน โดยจ่ายไฟเฉพาะตำแหน่งที่มีรถเท่านั้น ทำให้ควบคุมง่ายกว่า ไม่ต้องควบคุมแม่เหล็กเป็นหมื่นจุดตลอดเส้นทางพร้อมกัน ทั้งยังปลอดภัย ลดความร้อน ไม่ซับซ้อนมาก และลดโอกาสของความผิดพลาด

นอกจากนั้น บางระบบ (EDS) ไม่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในรางเลย แต่ใช้การเหนี่ยวนำไฟฟ้าแทน

นึกถึงมอเตอร์ทั่วไปเช่นในเครื่องปรับอากาศขึ้นมาทีเดียวครับ เพราะแกนมอเตอร์มันหมุนลอยอยู่ในอากาศ แต่มันก็ถูกขับเคลื่อนหมุนไปได้ด้วยการเหนี่ยวนำ แบบเดียวกันกับ Maglev เพียงแต่มันหมุนเป็นวงกลม แต่ Maglev เลื่อนไปเป็นเส้นตรง บางครั้งจึงเรียกว่าเป็น linear motor นั่นเองครับ

วัชระ นูมหันต์ 

2025-07-13

—————————————

การกลั่นน้ำมันจากพลาสติก

—————————————

⭕️ ⭕️ ⭕️

คำว่า “พลาสติก” หมายถึงวัสดุสังเคราะห์ที่ทำมาจากพอลิเมอร์ (Polymer) ซึ่งสามารถขึ้นรูปได้ง่าย และมีคุณสมบัติหลากหลายขึ้นอยู่กับประเภทของพอลิเมอร์ที่ใช้ เช่น ความแข็งแรง ความยืดหยุ่น ความใส หรือความทนต่อความร้อน

ประเภทของพลาสติก (แบ่งตามการใช้งาน)

1. เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastics)

หลอมละลายแล้วขึ้นรูปใหม่ได้หลายครั้ง เช่น:

- PE (Polyethylene): ถุงพลาสติก ขวดนม

- PP (Polypropylene): กล่องอาหาร

- PET (Polyethylene Terephthalate): ขวดน้ำดื่ม

- PVC (Polyvinyl Chloride): ท่อประปา สายไฟ

2. เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (Thermosetting plastics)

เมื่อขึ้นรูปแล้วจะแข็งตัวและไม่สามารถหลอมใหม่ได้ เช่น:

- Bakelite: อุปกรณ์ไฟฟ้า

- Melamine: จาน ชาม

ข้อดีของพลาสติก

- น้ำหนักเบา

- กันน้ำ

- ขึ้นรูปง่าย

- ราคาถูก

- ทนต่อสารเคมีบางชนิด

ข้อเสียของพลาสติก

- ย่อยสลายยาก (อาจใช้เวลาหลายร้อยปี)

- ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม หากไม่จัดการอย่างเหมาะสม

- ปล่อยสารเคมีอันตรายเมื่อนำไปเผา

การจัดการพลาสติกอย่างยั่งยืน

• รีไซเคิล: นำกลับมาใช้ใหม่

• ลดการใช้ (Reduce): ใช้เฉพาะเมื่อจำเป็น

• ใช้ซ้ำ (Reuse): ใช้หลายครั้งก่อนทิ้ง

• ใช้พลาสติกชีวภาพ (Bioplastics): ย่อยสลายได้ง่ายกว่า

การ รีไซเคิลพลาสติก คือกระบวนการนำพลาสติกที่ใช้แล้วกลับมาแปรรูปใหม่ เพื่อลดปริมาณขยะและลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

♻️ ประเภทของพลาสติกที่สามารถรีไซเคิลได้

พลาสติกมักมีสัญลักษณ์ สามเหลี่ยมรีไซเคิล (♻️) พร้อมตัวเลข 1–7 ซึ่งบ่งบอกชนิดของพลาสติก:

1 (PET) Polyethylene Terephthalate เช่น ขวดน้ำดื่ม ขวดน้ำอัดลม

2 (HDPE) High-Density Polyethylene เช่น ขวดนม แกลลอนน้ำ

3 (PVC) Polyvinyl Chloride เช่น ท่อ ฉลากห่ออาหาร

4 (LDPE) Low-Density Polyethylene เช่น ถุงพลาสติก

5 (PP) Polypropylene เช่น กล่องอาหาร ฝาขวด

6 (PS) Polystyrene เช่น โฟม กล่องโฟม

7 (อื่น ๆ) เป็นพลาสติกผสม เช่น ขวดหลายชั้น DVD 

รีไซเคิลง่าย คือ 1 

รีไซเคิลได้ คือ 2 4 และ 5

รีไซเคิลยาก คือ 3 และ 6

รีไซเคิลยากมาก คือ 7

ขั้นตอนการรีไซเคิลพลาสติกคือ รวบรวมและคัดแยกตามชนิด แล้วล้างทำความสะอาด เพื่อขจัดสิ่งสกปรก เศษอาหาร จากนั้นก็ย่อยและบดพลาสติก ทำให้เป็นชิ้นเล็ก ๆ แล้วหลอมและขึ้นรูปใหม่ ทำเป็นเม็ดพลาสติก (resin pellets) เพื่อนำไปผลิตสินค้าใหม่ เช่น ขวดใหม่, แผ่นพลาสติก, เสื้อผ้า

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์จากพลาสติกรีไซเคิล เช่น ขวดใหม่ (จาก PET) เสื้อผ้าและผ้าห่ม (จากเส้นใยพลาสติกรีไซเคิล) แผ่นไม้เทียม (จากพลาสติกผสม) เฟอร์นิเจอร์

ปัญหาที่พบในการรีไซเคิลคือ พลาสติกปนเปื้อนอาหารหรือสารเคมี แยกชนิดผิด (ทำให้รีไซเคิลไม่ได้) และตลาดรับซื้อพลาสติกรีไซเคิลมีข้อจำกัด

นวัตกรรมรีไซเคิลพลาสติกในปัจจุบันมีความก้าวหน้าอย่างมาก โดยเน้นทั้งการ เพิ่มประสิทธิภาพ, ลดต้นทุน, และ เปลี่ยนพลาสติกที่รีไซเคิลยากให้กลับมาใช้ได้อีกครั้ง ซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อการแก้ปัญหาขยะพลาสติกในระดับโลก

ตัวอย่างนวัตกรรมรีไซเคิลพลาสติกที่น่าสนใจ

1. การรีไซเคิลแบบเคมี (Chemical Recycling)

เป็นการแปลงพลาสติกกลับไปเป็นวัตถุดิบตั้งต้น (monomer) หรือเชื้อเพลิง ซึ่งต่างจากการรีไซเคิลแบบดั้งเดิม (mechanical) ที่แค่หลอมแล้วขึ้นรูปใหม่ พลาสติกที่รีไซเคิลยาก เช่น PVC หรือพลาสติกผสม ก็สามารถนำกลับมาใช้ได้ ตัวอย่างบริษัทที่ทำเรื่องนี้ก็คือ Loop Industries (แคนาดา) ซึ่งใช้เทคโนโลยี depolymerization กับ PET ส่วนบริษัท Plastic Energy (อังกฤษ) แปลงพลาสติกเป็น “TACOIL” ซึ่งใช้ผลิตพลาสติกใหม่ได้อีก

2. อิฐพลาสติก (Plastic Bricks)

ใช้พลาสติก รีไซเคิล แทนซีเมนต์ในการทำอิฐ ซึ่งแข็งแรง ทนทาน กันน้ำ ไม่เป็นเชื้อรา มีประเทศที่ใช้แล้ว เช่น โคลอมเบีย, อินเดีย, แอฟริกาใต้

ผลิตบ้านจากอิฐพลาสติก (Conceptos Plásticos) ใช้เวลาแค่ 5 วันต่อหลัง

3. เสื้อผ้าจากขวด PET รีไซเคิล

แบรนด์แฟชั่นระดับโลก เช่น Nike, Adidas, Patagonia ใช้ขวดน้ำดื่ม PET มาผลิตเป็นเส้นใยผ้า (polyester) กระบวนการผลิตใช้พลังงานน้อยกว่าผ้าใยสังเคราะห์ใหม่ถึง 50%

4. ถนนจากพลาสติกรีไซเคิล (Plastic Roads)

โดยการผสมพลาสติกรีไซเคิลกับยางมะตอย ทำให้ทนทานต่อความร้อนและการสึกหรอมากกว่าถนนปกติ ที่อินเดียมีการสร้างถนนจากพลาสติกแล้วกว่า 100,000 กม. บริษัท MacRebur ของอังกฤษ ได้นำขยะพลาสติกมาทำถนนที่แข็งแรง

ไทยเราก็ไม่แพ้ใคร เมื่อไม่นานมานี้มีการเผยแพร่คลิปที่มีการกลั่นน้ำมันจากพลาสติกแบบบ้าน ๆ แถวจังหวัดนครปฐม นัยว่าพลาสติก 30 กิโลกรัมสามารถกลั่นเป็นเบนซินได้ 30 ลิตร แต่ถ้ากลั่นเป็นดีเซลจะได้ 36 ลิตร

การกลั่นน้ำมันจากพลาสติกใช้หลักการทาง "ไพโรไลซิส" (Pyrolysis) ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีที่แปลงขยะพลาสติกให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเหลว เช่น น้ำมัน โดยใช้ความร้อนสูงในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนหรือมีออกซิเจนในปริมาณจำกัด

หลักการของกระบวนการไพโรไลซิส:

1. ให้ความร้อนกับพลาสติก

พลาสติกจะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิประมาณ 300–500°C ในภาวะไร้ออกซิเจน เพื่อป้องกันการเผาไหม้

2. การแตกตัวของโมเลกุล

ความร้อนจะทำให้พันธะในโมเลกุลของพลาสติก (ซึ่งเป็นพอลิเมอร์) แตกตัว กลายเป็นโมเลกุลที่เล็กลง เช่น ไฮโดรคาร์บอน

3. การกลั่นตัวเป็นของเหลว

ไอของสารไฮโดรคาร์บอนจะถูกควบแน่นกลับมาเป็นของเหลว เช่น น้ำมันเบา (light oil), น้ำมันดีเซลเทียม, wax เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันจากพลาสติก:

• น้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel oil) – ใช้แทนน้ำมันดีเซลหรือเป็นเชื้อเพลิงในหม้อต้มน้ำ

• ก๊าซไฮโดรคาร์บอน – ใช้เป็นพลังงานในกระบวนการผลิตต่าง ๆ 

• คาร์บอนแบล็ก (Carbon black) – ซึ่งเป็นของแข็งใช้ในอุตสาหกรรมยางและหมึก

พลาสติกที่เหมาะกับกระบวนการนี้:

• PE (โพลีเอทิลีน)

• PP (โพลีโพรพิลีน)

• PS (โพลีสไตรีน)

พลาสติกบางประเภทอย่าง PVC หรือ PET ไม่เหมาะสมในการนำมากลั่นเป็นน้ำมัน เพราะอาจให้สารพิษหรือสารตกค้างที่ไม่ต้องการ

พรรคพวกที่ส่งคลิปให้สรุปมาได้ดีว่า “พลาสติกที่ย่อยสลายยากนับ 4-500 ปี เอามาผ่านกระบวนการได้ก็ย่อยสลายหมด ในพริบตา”

จริงด้วยครับ

วัชระ นูมหันต์ 

2025-07-06 

 ดาวโหลดได้ที่นี้ ใบสมัครและใบต่ออายุสมาชิก สมท_.pdf