เป็นเวลากว่า 30 ปีแล้ว ที่การแข่งขันรถพลังงานแสงอาทิตย์สุดทรหดรายการหนึ่งของโลก World Solar Challenge ได้รวบรวมนักนวัตกรรมสายเลือดใหม่จากทั่วทุกมุมโลก ลงแข่งขันเพื่อช่วงชิงความเป็นสุดยอดยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานที่สำคัญที่สุดในกาแล็กซีนี้ ‘พลังงานจากดวงอาทิตย์’
แม้จะเป็นพลังงานที่ทุกคนมีโอกาสเข้าถึงได้ง่าย แต่น้อยคนนักที่จะใช้ประโยชน์จากมันได้อย่างแท้จริง หากปราศจากนวัตกรรมและการแข่งขันที่ดึงดูดจิตวิญญาณของคนผู้เข้าไว้ด้วยกัน ทุกๆ 2 ปี World Solar Challenge จะจัดการแข่งขันที่ประเทศออสเตรเลีย โดยมีทีมเข้าร่วมกว่า 50 ทีมจาก 25 ประเทศทีต้องนำยานยนต์ที่ออกแบบเอง ลงสนามระยะทางไกลถึง 3,022 กิโลเมตรบนถนนจริง โดยห้ามใช้พลังงานจากน้ำมันที่เราคุ้นเคยแม้แต่หยดเดียว พลังแสงอาทิตย์และพลังใจเท่านั้นที่จะเป็นแรงผลักดันทั้งรถทั้งคน
3,022 กิโลเมตร ตั้งแต่เมืองดาร์วิน (Darwin) ทางเหนือสุดของออสเตรเลียสู่เมืองอะดิเลด (Adelaide) โดยมีเส้นทางที่มีชื่อว่า Stuart highway ตั้งชื่อตามนักบุกเบิกคนสำคัญชาวออสเตรเลีย John McDouall Stuart ผู้เป็นคนแรกที่สามารถเดินทางจากทิศใต้สู่ทิศเหนือและกลับมายังจุดเริ่มต้นได้สำเร็จ โดยเหล่าสหายที่ไปร่วมทริปหฤโหดนี้ ไม่มีใครเสียชีวิตจากการเดินทางเลย แม้จะขึ้นชื่อว่าเป็นเส้นทางที่โหดร้ายแสนร้อนแล้ง
เส้นทางนี้เองจึงเหมาะกับเหล่านักผจญภัยยุคปัจจุบัน ที่ต้องเผชิญความท้าทายพร้อมกับ ‘รถพลังงานแสงอาทิตย์’ ของพวกเขา
และที่แน่ๆ ทีมจากประเทศไทย เป็นหนึ่งในทีมที่ร่วมภารกิจครั้งนี้
หลังจากได้ลองสนามร่วมกับมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกเมื่อปี 2558 ทีมจากวิทยาลัยเทคโนโลยีสยาม (STC) ได้ส่งรถพลังงานแสงอาทิตย์รุ่น STC-1 ร่วมการแข่งขันในงาน World Solar Challenge 2015 แบบไร้ประสบการณ์ ต้องไปเสี่ยงเอาจากการลองผิดลองถูกล้วนๆ ในสถานการณ์จริง เพราะไม่มีใครคนใดในทีมเคยเห็นรถของจริงมาก่อน พวกเขาสร้างรถต้นแบบจากการดูภาพและข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ตเท่านั้น จินตนาการไม่ออกด้วยซ้ำว่า สภาพแวดล้อมบนถนนที่ใช้แข่งขันของออสเตรเลียเลวร้ายขนาดไหน
ในการแข่งมีทั้งทีมมหาวิทยาลัยอื่นๆ อย่าง University of Michigan ที่แข่งมาตั้งแต่ปี 1990 หรือร่วมการแข่ง WSC มาแล้วเกือบ 12 ครั้ง และ Stanford University ที่ชินสนามมาแล้วถึง 7 ครั้ง แน่นอนว่าได้เปรียบกว่าทั้งด้านงบสนับสนุนและประสบการณ์
“เจอรถของทีมอื่นๆ ในตอนแรก เราทรุดลงไปกับพื้นเลย เพราะรถแต่ละทีมเนี้ยบมาก อย่าง ม. มิชิแกน ทีมเขามากันเป็นรถเทรลเลอร์ มีรถเซอร์วิสพร้อมสรรพ ทีมงานมีเก้าอี้นั่งทุกคน คนของเราบางทีก็ต้องนั่งกับพื้นร้อนๆ” อ.โกศาสตร์ ทวิชศรี อาจารย์สาขาวิศวกรรมพลังงาน หนึ่งในผู้จัดการทีมรถพลังงานแสงอาทิตย์ STC-1 กล่าว เขายังรู้สึกขนลุกทุกครั้งเมื่อนึกถึงคู่แข่งในครั้งนั้น
“เมื่อ 2 ปีที่แล้ว เราไม่มีประสบการณ์อะไรเลย ได้แค่กฎระเบียบการแข่งมาเล่มเดียว ท่านอธิการ (พรพิสุทธิ์ มงคลวนิช) อยากให้เราแข่งขันในรายการนี้ให้ได้ ทุกอย่างต้องลองผิดลองถูกหมด ตั้งแต่การสร้างรถ จนถึงการเฟ้นหาทีมนักศึกษามาร่วมงาน แต่ผมเชื่อว่านักศึกษาเรามีพรสวรรค์อยู่ในตัว”
นครินทร์ พลพิทักษ์ นักศึกษาชั้นปี 4 เด็กหนุ่มผู้มีตำแหน่งเป็นหัวหน้าทีมและเป็น ‘พลขับ’ รถพลังงานแสงอาทิตย์ STC-1 ในครั้งนั้นเล่าประสบการณ์ที่แม้จะตกเป็นรองทั้งสมรรถนะของรถและประสบการณ์ แต่ก็ถอยไม่ได้ด้วยประการทั้งปวง
“ในฐานะคนขับ คันเร่งเมื่อเหยียบไปแล้ว มันไม่เหมือนรถยนต์ เราออกแบบเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า กำลังจึงต่างกัน สมรรถนะสู้รถยนต์ไม่ได้ ต้องมีจังหวะผ่อนคันเร่ง เมื่อจะแซงต้องกะระยะดีๆ การควบคุมละเอียดกว่ามาก”
“ตอนไปผมตื่นเต้นมาก เพราะเราเห็นทุกอย่างแค่ในอินเทอร์เน็ต พอเห็นของจริง เห็นเทคโนโลยีที่เขาใช้ ดูวิธีจัดการทั้งตัวรถ และการจัดการทีมที่มีความเป็นระเบียบมาก แตกต่างกับทีมบ้านเราพอสมควร แต่มันเหมือนกับว่าเราได้เปิดโลกเลย มันเป็นประสบการณ์ที่ดี”
ความเร็วไม่ใช่คำตอบสุดท้าย มันอยู่ที่การบริหารพลังงานอย่างชาญฉลาด
การเดินทางไกลอันหฤโหด
ความเร็วไม่ใช่คำตอบสุดท้าย มันอยู่ที่การบริหารพลังงานอย่างชาญฉลาด รถที่เข้าแข่งขันจะต้องวิ่งให้ถึงจุดหมายภายใน 50 ชั่วโมง โดยก่อนทำการออกจากเมืองดาร์วิน ต้องผ่านด่านศุลกากร ตรวจสอบความปลอดภัยอย่างละเอียด และทีมต้องเข้าฟังบรรยายจากผู้จัดงานที่เกี่ยวกับความปลอดภัยเป็นหลัก
เมื่อออกจากฐานเมืองดาร์วินแล้ว รถต้องขับเคลื่อนในเส้นทางที่กำหนดไว้เท่านั้น จนถึงเวลา 5 โมงเย็นที่พระอาทิตย์เริ่มลับขอบฟ้า รถทุกคันจะต้องหยุดตามกฎ ซึ่งแต่ละทีมต้องตั้งแคมป์แบบ ‘ค่ำไหนนอนนั่น’ ท่ามกลางทะเลทรายที่หนาวเหน็บในยามค่ำคืน ห้ามดัดแปลงใดๆ กับรถอีกเป็นอันขาด นอกเหนือจากการดูแลพื้นฐานอย่างเติมลมล้อ หรือเอาเศษดินออกที่เปรอะเปื้อนออกจากตัวถัง นอกจากรถจะต้องบริหารพลังงานแล้ว มนุษย์เองก็ต้องดำรงชีวิตภายใต้ข้อจำกัดเช่นกันตลอด 5 วัน เพียงพอให้รอดไปถึงเช้าอีกวัน แม้จะทรมานเป็นทวีคูณเมื่อตกอยู่ภายใต้ความตึงเครียด แต่รสชาติแบบนี้เอง ถึงจะเรียกว่า ‘การผจญภัย’
“คุณลองจินตนาการถึงทะเลทรายก่อนสิ หากทรายหรือฝุ่นปกคลุมแผ่นโซล่าเซลล์ ทำให้แสงอาทิตย์ผ่านแผงไม่ได้ พลังงานที่ได้ก็จะลดลง ไหนจะความร้อนจากมอเตอร์อีก อากาศที่ร้อนจัดอยู่แล้ว ทำให้เราดักอากาศภายนอกที่ร้อนเกือบ 45 องศาเซลเซียส ที่สำคัญเราไม่ได้เตรียมน้ำไว้เพื่อหล่อเย็นเลย”
อาจารย์ ธเนศ วิลาสมงคลชัย (อู๋) รักษาการหัวหน้าสาขาซ่อมบำรุงรักษาอากาศยาน หนึ่งในทีม STC-1 กล่าว
“เราไม่ได้คำนวณเลยว่า อุณหภูมิภายนอกที่สูงขนาดนั้นจะทำให้มอเตอร์มีอุณหภูมิสูงตาม ร้อนจนเอามือไปแตะไม่ได้ ต้องเอาเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดมายิงดู มันสูงถึง 120 – 130 องศาเซลเซียส น้ำดื่มที่เก็บไว้ยังชีพตลอด 5 วันกลางทะเลทรายถูกเอามาแทนหล่อเย็นหมดเลย แต่ระหว่างทางบนไฮเวย์ เราเจอร้านค้าเล็กๆ ตามจุดพักรถกลางทะเลทราย แต่ของราคาแพงมาก ต้องควักจ่ายเองหมด เงินที่ท่านอธิการอนุมัติไปใช้เป็นเบี้ยเลี้ยงทีมก็หมดเกลี้ยง จนคณะอาจารย์ต้องออกเงินสำรองไปก่อน”
“ตอนไปเห็นทีมของต่างประเทศ พูดได้เลยว่า เสียเปรียบทุกด้าน ทั้งขนาดและประสิทธิภาพของมอเตอร์ น้ำหนักรถ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และแผงโซล่าเซลล์ ทุกส่วนถูกเงื่อนไขจำกัดหมด”
แม้จะมีบรรยากาศแข่งขันสูงมาก แต่ละทีมก็ไม่ได้ฟาดฟันกันจนผิดหลักการของ World Solar Challenge การแข่งขันเป็นเพียงจุดเชื่อมต่อนักนวัตกรรมรุ่นใหม่จากทั่วโลกเข้าไว้ด้วยกัน แต่ละคนจะได้แลกเปลี่ยนความคิดกัน โดยไม่มีความต่างทางเชื้อชาติเป็นกำแพง แต่ก็ใช่ว่าทุกอย่างจะถูกเปิดเผย ได้ชื่อว่านวัตกรรม ใครๆ ก็หวงทั้งนั้น
“แม้แต่ละทีมจะเปิดให้เราเรียนรู้แค่ไหนก็ตาม ก็มักปกปิดกลยุทธ์เด็ดไว้ บางทีพอเขารู้สึกว่าเราแอบมองช่วงสำคัญ เขาจะหยุดทำสิ่งนั้นๆ จนเราสังเกตได้ แต่เรามักไปแบบนอบน้อมตลอด เขาก็ยินดีจะถ่ายเทความรู้มาให้ ซึ่งพอถึงจุดหนึ่งที่ใกล้พีคของเคล็ดลับ เขาจะหยุด บางครั้งก็จะมีทีมต่างประเทศเข้ามาแนะนำ แต่บางอย่างมันก็ผิด เพราะเราเคยทดสอบมาแล้ว แต่จริงๆ แล้วการเป็นม้าเบอร์รองไป มันก็ดีนะ” อ.โกศาสตร์ ทวิชศรี กล่าว
แม้ในการแข่งขันครั้งนั้นตัวแทนจากประเทศไทยไม่สามารถคว้ารางวัลใดๆ แต่สามารถนำรถเข้าสู่เส้นชัยภายในเวลาที่กำหนด โดยได้ระยะทาง 3,022 กิโลเมตรอันทรหด อย่างไรก็ตามรถ STC-1 กลายเป็นผลงานสุดฮือฮาให้เหล่ามหาวิทยาลัยต่างๆ ถึงกับแวะเวียนมาทำความรู้จัก เพราะทุกอย่างทำด้วยมือ ราคาถูกกว่าหลายเท่า แถมวิ่งได้ระยะทางตามเป้าอีก
“รถของเราแฮนด์เมดทั้งคันครับ ทุกรอยเชื่อมผมทำเองหมด เราทำภายใต้งบประมาณที่น้อยมาก จนทีมต่างประเทศตะลึงไปเลย รถของเราถูกกว่าเขา 10 เท่า STC-1 ราคาคันละ 350,000 บาท ส่วนของทีมชั้นนำนั้นราคาต่ำสุดที่คือ 8 ล้านบาท และมากที่สุด 40 ล้านบาท” นครินทร์ พลพิทักษ์ (หนุ่ย) ตำแหน่งพลขับและหัวหน้าทีม ผู้เติบโตมาในครอบครัวช่าง เชื่อว่างานออกแบบที่ดี ไม่จำเป็นต้องแพงเสมอไป
“ผมเชื่อว่า งานช่างไทยเนี่ยเจ๋ง พวกเรามีความรู้ความสามารถเยอะ เพราะได้เปรียบที่ประเทศไทยเป็นฐานการผลิตอะไหล่ยานยนต์ค่อนข้างเยอะ อย่างบริษัทญี่ปุ่นมักมาตั้งโรงงานในไทย ผมมองว่าเราได้เปรียบมาก หาอะไหล่ง่าย แต่ช่างไทยอาจจะไม่ได้มีโอกาสแสดงฝีมือแค่นั้นเอง”
ไปเห็นเส้นชัยมาแล้ว ไม่มีเหตุผลที่เราต้องถอย
จากประสบการณ์ครั้งแรกได้ถูกนำมาสานต่อเป็นรถ STC-2 รถพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นพัฒนาที่เนี้ยบขึ้น พร้อมแข่งขันในเวทีระดับโลกอีกครั้ง โดย ดร.ฐกฤต ปานขลิบ คณบดีคณะเทคโนโลยี และผู้อำนวยการหลักสูตรวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต วิทยาลัยเทคโนโลยีสยาม เผยว่าประสบการณ์ครั้งนั้น อาจารย์และนักศึกษาที่เข้าร่วมทีมได้รับประสบการณ์และการเรียนรู้เทคโนโลยีนวัตกรรมของรถพลังงานแสงอาทิตย์จากมหาวิทยาลัยดังๆ ระดับโลก นำข้อบกพร่องที่เผชิญเมื่อครั้งก่อนมาปรับปรุงและพัฒนาให้เป็นรถรุ่นที่ 2
STC-2 Edison ยังมีจิตวิญญาณของรุ่นพ่อ แต่มีการปรับปรุงใหม่ 4 เรื่องสำคัญ
- มอเตอร์รุ่นก่อนออกแบบมาไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในทะเลทรายซึ่งมีอุณหภูมิสูงมาก ทำให้เกิดความเสียหายระหว่างการแข่งขัน
- น้ำหนักของรถที่มากเกินไปจากชุดแบตเตอรี่และโครงสร้างของรถ ซึ่งใน STC-2 จะถูกปรับปรุงใหม่ทั้งหมด
- ระบบส่งถ่ายกำลังในการขับเคลื่อนซึ่งใน STC-1 พบว่ามีการสูญเสียพลังงานจำนวนมากจากระบบส่งถ่ายกำลัง ซึ่งใน STC-2 จะได้รับการปรับปรุงแก้ไขทั้งหมด
- ระบบกลไกในการเลี้ยวและเคลื่อนที่ ซึ่งใน STC-2 จะถูกออกแบบให้มีความคล่องตัวมากยิ่งขึ้น
อ. องอาจ วิเศษสุข (ซี) รักษาการหัวหน้า สาขาวิศวกรรมพลังงาน ผู้จัดการทีม Edison รุ่น Challenger Class และทีมนักศึกษาพยายามจะทำให้ STC-2 มีความสมบูรณ์มากที่สุด
“เราพัฒนาทุกอย่างเหนือกว่ารุ่นแรกทั้ง รูปทรง โครงสร้าง วัสดุใช้ทำโครงสร้าง แผงโซล่าเซลล์ แบตเตอรี่ ระบบขับเคลื่อนทำให้งบประมาณเปลี่ยนไปด้วย ในขณะนี้น่าจะใช้งบอยู่ที่ 6 – 7 แสนบาท ความเร็วที่ได้คือ 100-110 กิโลเมตรต่อชั่วโมง รุ่น Challenger Class ของเราจะเน้นที่ประสิทธิภาพและความเร็ว ผู้โดยสารนั่งได้คนเดียว ขับเคลื่อน 4 ล้อ เราแข่งกันที่ความเร็ว การออกแบบทุกอย่างเพื่อรีดเค้นประสิทธิภาพจากรถให้สูงที่สุด ส่วนเรื่อง Aerodynamic ในรถรุ่นนี้จะมีผลมาก เราจึงทำแบบจำลองด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์สามมิติ ป้อนอัตราการไหลของอากาศ ตั้งไว้ที่ความเร็ว 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงและดูผลกระทบที่เกิดขึ้นกับตัวรถ เราจึงมาปรับรูปทรงภายนอกให้เกิดแรงต้านอากาศน้อยที่สุด โดยที่คนขับและห้องโดยสารยังสามารถบังคับได้อย่างปลอดภัย”
ในปีนี้ วิทยาลัยเทคโนโลยีสยามจะส่งรถพลังงานแสงอาทิตย์ STC-2 ลงแข่งขัน World Solar Challenge 2017 ณ ประเทศออสเตรเลียอีกครั้ง โดยการแข่งขันจะจัดขึ้นระหว่างวันที่ 8-15 ต.ค.60 นี้ ซึ่งเหลือเวลาไม่มากนัก
“ผมรับผิดชอบในรุ่น Challenger เราต้องร่วมการแข่งขันโดยที่ใช้งบจำกัดเช่นเคย และต้องไม่ฟุ่มเฟือยเกินไป การแข่งครั้งที่แล้วสอนเราเรื่องการจัดการพลังงาน โครงสร้างของรถ ผมมีหน้าที่ดูแลเฟรมรถทั้งคัน จากคันที่แล้วเป็นเหล็กล้วนๆ แต่มารุ่น STC-2 นี้โครงสร้างเป็นอะลูมิเนียม ซึ่งแตกต่างกันมากที่วิธีเชื่อม” นครินทร์ พลพิทักษ์ กล่าว
ท้าทายกว่า เมื่อต้องส่ง 2 คัน เข้าแข่งพร้อมกัน
ตัวแทนจากประเทศไทยจะส่งรถพลังงานแสงอาทิตย์ลงแข่งขันทั้งหมด 2 คัน คือ STC-2 เอดิสัน (STC-2 Edison) จะลงแข่งในรุ่น Challenger Class ซึ่งเป็นการแข่งขันที่เน้นเรื่องประสิทธิภาพของรถ ความเร็ว และอื่นๆ โดยที่คันถึงเส้นชัยก่อนจะเป็นฝ่ายชนะ
อีกคันคือ STC-2 นิโคล่า (STC-2 Nikola) จะลงแข่งขันในรุ่น Cruiser ซึ่งเป็นการแข่งขัน เน้นในเรื่องของการออกแบบรถให้สามารถใช้งานได้จริงตามท้องถนน และสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้มากกว่า 1 คน เกณฑ์การแข่งขันจะวัดที่เรื่องการจัดการพลังงาน เทคโนโลยี ความปลอดภัย และความสะดวกสบาย
รถพลังงานแสงอาทิตย์ STC-2 ทั้ง 2 รุ่นถูกออกแบบให้มีความเร็วเฉลี่ย 70-80 กม./ชม. (km/h)
แต่รถรุ่น Cruiser ได้รับความสนใจไม่น้อย เพราะได้ขึ้นชื่อว่า ‘อนาคตที่สัมผัสได้’ ซึ่งเป็นการสร้างยานพาหนะต้นแบบสำหรับการใช้ในชีวิตประจำวัน โดยการขับเคลื่อนจะใช้แค่พลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้มากขึ้นและรูปโฉมต้องวิ่งบนถนนได้จริง
ขณะที่สังเกตการณ์เรา (ผู้เขียน) พบว่า ทีมน้องๆ กำลังวุ่นทำรถทั้ง 2 คันให้เสร็จภายในเวลาไม่ถึงเดือน เพื่อนำรถขนส่งทางเรือไปรอที่ประเทศออสเตรเลียก่อนเวลาแข่งจริงจะมาถึง ภายใต้เวลาที่จำกัดและอุปสรรคที่จินตนาการไม่ออก ความกดดันจึงเพิ่มเป็นทวีคูณ
การออกแบบที่พัฒนาขึ้นทุกครั้ง ได้อะไรที่มากกว่าผลการแข่งขัน ซึ่งตลอดระยะเวลา 30 ปี แวดวงนวัตกรรมพลังงานแสงอาทิตย์มีการพัฒนาขีดจำกัดให้สูงขึ้น ไม่ได้เน้นเพียงเซลล์สุริยะเท่านั้น แต่รวมไปถึงการก้าวข้ามขีดจำกัดใหม่ๆของส่วนประกอบอื่นๆ เช่น ยางแรงต้านต่ำ วงจรอิเล็กทรอนิกส์น้ำหนักเบา และสายไฟที่สามารถส่งพลังงานที่รวดเร็ว แต่ได้ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น
มันจึงเป็นเรื่องที่หาญกล้าอยู่มากที่ วิทยาลัยเทคโนโลยีสยาม (STC) จะได้นำนวัตกรรมที่มีกลิ่นอายท้องถิ่นเพื่ออวดโฉมบนเวทีโลก อาจจะไม่ได้ชนะหรืออาจไม่ได้รางวัลใดๆกลับมาเลย
“แต่พวกเราได้ทีมงานที่มีคุณภาพกลับมา”
นี่มันคือกระบวนการเรียนรู้นอกห้องเรียนที่ท้าทายที่สุด เปรียบเสมือนการขัดเกลาและเจียระไนเพชรเม็ดใหม่ จากนักศึกษาที่ไม่ประสีประสา กลายเป็นคนที่กล้าคิดกล้าทำ และศรัทธาในฝีมือของตัวเอง
โลกมันเปลี่ยนไปแล้ว พลังงานแสงอาทิตย์จะเปิดประตูความเป็นไปได้ให้กับชีวิตอีกมาก แต่ขึ้นอยู่กับว่า เราจะกล้ากระโจนไปคลุกฝุ่น หมดกำลังใจ ท้อแท้ แล้ววกกลับมาทำมันอีกไหม แม้จะถูกสายตามองค่อนขอด เพราะคนส่วนใหญ่ไม่เห็นปรัชญาของการลงมือทำที่ซ่อนอยู่ในความล้มเหลว
ทีมคณาจารย์และนักศึกษาของวิทยาลัยเทคโนโลยีสยาม กำลังจะพิสูจน์ว่า ถ้าคุณอยากได้เด็กที่มีความกล้า คุณก็ต้องกล้าหยิบโอกาสให้พวกเขาก่อน
ขอขอบคุณ วิทยาลัยเทคโนโลยีสยาม (STC)