สวัสดีจ้า “Campus Life” สัปดาห์นี้ มีนวัตกรรมเจ๋งๆ ฝีมือนักศึกษาในรั้วมหาวิทยาลัย มาฝากกันอีกแล้วจ้า คราวนี้เป็นผลงาน “ฟิล์มจัดการพลังงานปรับความสว่างภายในอาคารที่ผลิตพลังงานได้ด้วยตัวเอง” หรือ “ฟิล์มอัจฉริยะ” ที่สามารถปรับระดับความโปร่งใสของฟิล์มให้เหมาะกับความสว่างของห้องได้เอง โดยใช้แสงอาทิตย์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
นวัตกรรมนี้คิดค้นโดยทีม “Power Maker” ประกอบด้วย 3 นักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ประกอบด้วย “จิรารัตน์ งานรุ่งเรือง” และ “ภัชรพร ชัยแก้ว” จากภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และ “ศศิธรณ์ พิกุลแก้ว” จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องมือและวัสดุ โดยมี รศ.ดร.สุรวุฒิ ช่วงโชติ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องมือและวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์ และ รศ.ดร.ภาติญา เขมาชีวะกุล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา
“จิรารัตน์” เล่าว่า จุดเริ่มต้นเกิดจากการที่พวกเราสังเกตเห็นปัญหาการใช้พลังงานในอาคารที่มีกระจกเป็นวัสดุหลัก อย่างอาคารสำนักงานหรือมหาวิทยาลัย ที่มักมีปัญหาแสงแดดส่องเข้ามามากเกินไปจนต้องปิดม่านบังแสงและเปิดไฟในเวลากลางวัน หรือเปิดแอร์ให้แรงขึ้นเพื่อจัดการกับความร้อน ซึ่งพวกเรามองว่าเรื่องนี้เป็นการใช้พลังงานอย่างไม่คุ้มค่า ทั้งที่แสงแดดนั้นสามารถเป็นแหล่งพลังงานได้หากได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ จึงนำปัญหาเหล่านี้ไปปรึกษาที่ปรึกษาในกลุ่มวิจัย Research Center of Advanced Materials for Energy and Environmental Technology (MEET) และคิดค้นนวัตกรรม “ฟิล์มอัจฉริยะ” ขึ้น โดยเป็นการผสานสองเทคโนโลยีสำคัญเข้าด้วยกัน ได้แก่ “ฟิล์มอิเล็กโทรโครมิก (Electrochromic Film)”ที่สามารถควบคุมความโปร่งใสของฟิล์มได้ตามการจ่ายไฟฟ้า ที่ไปกระตุ้นการจัดเรียงโครงสร้างผลึกในวัสดุ และ “เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell)”ที่ถูกผนึกอยู่ในแผ่นฟิล์มที่เปลี่ยนพลังงานแสงที่ตกกระทบให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า
“ศศิธรณ์” เสริมว่า พวกเราเริ่มพัฒนาแบบจำลองขนาดเล็ก 1×2 ตารางเมตร โดยจำลองพื้นที่ที่ใช้ติดตั้งภายในบ้าน และคำนวณกำลังไฟฟ้าที่ฟิล์มสามารถผลิตได้ใน 1 ปี เทียบกับการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ผลลัพธ์ที่ได้คือ ฟิล์มต้นแบบนี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตามมาตรฐานของเซลล์ที่นำมาใช้ และลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในอาคารได้ถึง 22% ต่อปี ถือได้ว่าฟิล์มสามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์พื้นฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีศักยภาพในการลดการใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายหลักของประเทศ ฟิล์มนี้จึงสามารถลดการใช้พลังงานและลดต้นทุนค่าไฟฟ้าได้อย่างเห็นผล รวมถึงสามารถผลิตไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดเล็กอย่างหลอดไฟ LED ได้อีกด้วย และความโดดเด่นของฟิล์มอัจฉริยะต้นแบบนี้ คือ สามารถติดตั้งได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของอาคาร ผู้ใช้งานเพียงแจ้งขนาดกระจกที่ต้องการติดตั้ง ก็สามารถออกแบบฟิล์มตามขนาดจริงและผลิตได้ทันที ด้วยแนวคิด “Plug and Play” ที่ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องรื้อถอนหรือปรับแต่งระบบไฟฟ้าใดๆ เหมาะกับกลุ่มเป้าหมายที่ต้องการเห็นผลลัพธ์อย่างรวดเร็ว และต้องการปรับเปลี่ยนอาคารสู่แนวทางการใช้พลังงานสะอาดอย่างเป็นรูปธรรม
ด้าน “ภัชรพร” ปิดท้ายว่า อีกสิ่งที่ทำให้นวัตกรรมนี้แตกต่างจากฟิล์มทั่วไปในท้องตลาด คือความสามารถในการคิดและปรับตัวได้ และทางทีมกำลังพัฒนาให้กลายเป็น “Smart Devices” อย่างเต็มรูปแบบ โดยจะฝังเซนเซอร์วัดความเข้มแสงและอุณหภูมิ รวมถึงมีระบบประมวลผลเพื่อตรวจจับกิจกรรมในห้องและปรับระดับความสว่างของฟิล์มอัตโนมัติตามช่วงเวลาหรือประเภทของกิจกรรม เช่น การอ่านหนังสือ การประชุม หรือการพักผ่อนในช่วงกลางวัน ทั้งหมดนี้จะทำให้ฟิล์มสามารถควบคุมตัวเองได้แบบ Real Time ตอบสนองกับผู้ใช้ในชีวิตจริงอย่างชาญฉลาด นอกจากนี้ยังให้ความสำคัญกับความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เลือกใช้วัสดุที่รีไซเคิลได้ง่าย ออกแบบโมดูลของแผงเซลล์ให้สามารถถอดเปลี่ยนหรือแยกชิ้นได้เมื่อหมดอายุการใช้งาน ไม่ก่อให้เกิดมลพิษตกค้าง และช่วยลดปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมาย “Net Zero Emission” ที่องค์กรระดับนานาชาติให้ความสำคัญ
แม้นวัตกรรมนี้ยังอยู่ในขั้นต้นแบบ แต่ก็เริ่มได้รับความสนใจจากผู้ประกอบการเข้ามาบ้างแล้ว และทางทีม “Power Maker” ก็ตั้งเป้าวางแผนพัฒนาต่อยอด พร้อมทั้งเตรียมเข้าสู่การจดอนุสิทธิบัตรเพื่อปกป้องทรัพย์สินทางปัญญา รวมทั้งวางแผนการผลิตในระดับอุตสาหกรรมร่วมกับภาคเอกชนในอนาคตอีกด้วย
