นวัตกรรมโซลาร์เซลล์จากงานศิลป์‘คิริกามิ’ | คมชัดลึก

 

       นวัตกรรมนั้นอาจจะไม่จำเป็นว่าจะต้องสร้างสิ่งใหม่ขึ้นมาทั้งหมด แต่อาจเป็นการประยุกต์นำของเก่าในอดีตมาปรับใช้กับสิ่งใหม่ๆ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสม ใช้ประโยชน์ได้จริง ที่แตกต่างไปจากสิ่งที่เคยมีอยู่ในเวลานั้นๆ จึงสามารถเรียกว่า นวัตกรรมได้

 

       ในอนาคตเราอาจจะเห็นนวัตกรรมที่นำมาใช้รองรับอนาคต โดยได้แรงบันดาลใจมาจากนวัตกรรมในอดีตอันเก่าแก่นานหลายร้อยปีแล้วก็ได้เช่นกัน

 

       ยกตัวอย่าง แผงโซลาร์เซลล์ สำหรับผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ ที่มีการใช้แรงบันดาลใจในการออกแบบมาจากใบไม้ หน้าต่าง สีสเปรย์ และผืนผ้า อาจจะต้องหลีกทางให้แผงโซลาร์เซลล์รุ่นใหม่ที่ได้แรงบันดาลใจในการออกแบบมาจากศิลปะการตัดกระดาษของชาวญี่ปุ่น ที่เรียกว่า “คิริกามิ”

 

 

 

 

       เรื่องดังกล่าวได้รับการศึกษาและจัดทำบทสรุปจนสามารถเขียนบทความทางวิชาการลงตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์อย่างเนเชอร์ คอมมิวนิเคชั่นส์ ที่แสดงให้เห็นถึงความบาง ความยืดหยุ่นของแผงโซลาร์เซลล์ ที่มีรูปร่างแบบเดียวกับงานศิลปะคิริกามิ ที่เกิดจากการตัดแผ่นโซลาร์เซลล์ให้มีจุดที่ให้ตัวยกตัวสูงขึ้นกว่าแผ่นอื่น เพื่อรับแสงอาทิตย์ในมุมที่เหมาะสม ว่ามีประสิทธิภาพมากขึ้นในการติดตามทิศทางของแสงอาทิตย์ที่เปลี่ยนไปในช่วงเวลาของวัน และเพิ่มพื้นที่การรับแสงในช่วงเวลาดังกล่าวทำให้ผลิตไฟฟ้าออกมาได้มากขึ้นตามไปด้วย

 

       ที่สำคัญ เมื่อเทียบประสิทธิภาพกับแผ่นโซลาร์เซลล์แบบเดิมที่มีแต่แผ่นแบนๆ ราบเรียบนั้น แผงโซลาร์เซลล์ ที่อาศัยรูปแบบงานศิลปะคิริกามินั้นมีประสิทธิภาพมากกว่ากันอย่างชัดเจน

 

       แม้จะมีข้อโต้แย้งว่าแผงโซลาร์เซลล์นั้นสามารถติดตั้งอยู่บนชุดขับเคลื่อนที่จะหันทิศทางของหน้าแผงไปยังทิศทางของแสงอาทิตย์ได้ตลอดเวลา แต่เมื่อพิจารณาถึงข้อด้อยในส่วนของการลงทุนชุดขับเคลื่อนที่ทั้งหนักและมีต้นทุนสูง และมีแนวโน้มว่าต้นทุนจะเพิ่มขึ้นทุกปีในส่วนของการบำรุงรักษา ขณะที่แผงโซลาร์เซลล์นั้นก็เสื่อมประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นไฟฟ้าไปตามเวลา ทำให้ในภาพรวมแล้ว แผงโซลาร์เซลล์แบบใหม่ที่ใช้ศิลปะโบราณของญี่ปุ่นมาวางรูปแบบนั้นคุ้มค่ากว่ากันมาก

 

 

 

 

       ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อนักวิจัยเลือกใช้เซลล์ผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ แบบ “คริสตัลไลน์ แกลเลียม อาร์เซไนด์” ที่เคยมีราคาแพงมากในอดีต มาติดตั้งบนแผ่นรองรับพลาสติกที่สามารถปรับให้แผ่นโซลาร์เซลล์ยกตัวขึ้นมาได้ราวกับคลื่นในทะเล และปรับเอียงมุมของแผงเพื่อรับแสงอาทิตย์ให้ได้ตลอดทั้งวัน ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่นี้ก็เพิ่มสูงกว่าแบบเก่าที่ต้องอาศัยมอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อหันไปตามทิศทางของแสงอาทิตย์อย่างเห็นได้ชัด

 

       นักวิจัยกล่าวว่า ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์นั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่ของเซลล์แสงอาทิตย์ที่จะได้รับแสง ยิ่งมีพื้นที่รับแสงมาก ก็จะได้พลังงานมากขึ้นตามไปด้วย และเมื่อไม่ต้องมีมอเตอร์ไฟฟ้าและแกนรองรับที่หมุนได้ที่มีขนาดใหญ่ หนัก และมีต้นทุนสูง ความคุ้มค่าของแผงโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่จึงเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

 

 

 

 

       อย่างไรก็ตามแผนการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ชนิดใหม่ที่ใช้งานตัดกระดาษโบราณของญี่ปุ่นในการออกแบบนั้น ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของโครงการประเภทสตาร์ทอัพ ที่รอระดมเงินทุนสนับสนุนให้เพียงพอก่อนที่จะผลิตออกมาจำหน่ายได้จริงในตลาด

 

       นายอารอน ลามัวโรซ์ นักศึกษาระดับปริญญาเอก แห่งมหาวิิทยาลัยมิชิแกน ผู้นำการวิจัยในครั้งนี้ บอกว่าทีมงานกำลังมองหารูปแบบการวางแผงโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมที่สุดจากหลากหลายรูปแบบของงานตัดกระดาษญี่ปุ่น ที่จะนำมาใช้สร้างพลังไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด และยังต้องทดสอบการใช้งานในสถานที่ที่มีอุณหภูมิสุดขั้ว ทั้งร้อนและเย็น รวมทั้งทดลองใช้วัสดุต่างๆ เพื่อหาจุดลงตัวของแผงโซลาร์เซลล์ยุคใหม่นี้ แต่ที่แน่ๆ แผงโซลาร์เซลล์รุ่นใหม่ที่เกิดจากความคิดของทีมงานนี้จะไม่มีมอเตอร์ไฟฟ้าและแกนรองรับแผงที่ทั้งใหญ่และหนัก ที่ทำให้ตุ้นทุนของระบบแพงขึ้นมากอย่างแน่นอน