Wearable Generator เก็บเกี่ยวพลังงาน จาก“สิ่งทอผลิตกำลังไฟฟ้า”

- Advertisement -

29 พฤศจิกายน 2568

Wearable Generator : Harvesting Energy from Clothing

“…..ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น ได้เปิดโอกาสให้สามารถผสานรวมเข้ากับสิ่งทอ สร้างสรรค์เสื้อผ้านวัตกรรมใหม่ ที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก…”

เสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators คือ สาขาใหม่ที่น่าตื่นเต้น และกำลังจะเกิดขึ้นแล้ว โดยเสื้อผ้า และเครื่องประดับ Clothing & Accessories ซึ่งผู้คนสวมใส่อยู่นั้น จะผสมผสานวัสดุ หรืออุปกรณ์ Incorporates Materials or Devices ที่แปลงพลังงานจากความร้อน การเคลื่อนไหว หรือแรงดันของร่างกาย Convert Energy from the Body’s Heat, Motion or Pressure รวมทั้งกำลังไฟฟ้าที่ได้จากใยผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Fabrics ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคล Electricity to Power Personal Electronic Devices ..

Smart Clothes Generate Electricity | Credit : Society for Science & the Public / Science News Explores

เทคโนโลยีในลักษณะนี้ ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับสิ่งทอเทอร์โมอิเล็กทริก Thermoelectric Textiles และวัสดุเพียโซอิเล็กทริก Piezoelectric Materials รวมทั้งเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางเฉียบ Ultra-Thin Solar Cells หรือเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กจิ๋ว Micro Solar PV Cells อาจนำไปสู่เสื้อผ้าอัจฉริยะ Smart Clothes และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ที่ใช้พลังงานได้ด้วยตัวเอง Self-Powered Wearable Electronic Devices เช่น เซ็นเซอร์ทางการแพทย์ Medical Sensors และนาฬิกา Watches โดยใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานตามธรรมชาติของร่างกาย รวมทั้งแสงแดด หรือแสงอ่อนในที่ร่ม แม้ว่าปัจจุบันจะยังไม่มีการวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์โดยทั่วไปมากนักก็ตาม ..

ทั้งนี้ ในประเด็นของ ผ้าโซลาร์เซลล์ Solar PV Fabrics หรือ เสื้อผ้าผลิตพลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ Solar PV Power Generation Clothing นั้น พวกมันคือ สิ่งทอที่ผนวกเซลล์แสงอาทิตย์ PV Cells หรือเส้นใยผ้าโซลาร์เซลล์ Solar Cell Fabrics ซึ่งเป็นสิ่งทอที่มีความยืดหยุ่นฝังโฟโตโวลตาอิกเซลล์ Photovoltaic : PV Cells และผลิตกำลังไฟฟ้าได้ โดยผสานรวมเข้ากับสิ่งทอโดยตรง Directly Integrated into Textiles เพื่อสร้างเสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power-Generating Garments .. ข้อไขโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก Micro Solar Solutions และเสื้อผ้า หรือเส้นใยผ้า Clothing or Fabric Fibers เหล่านี้ สามารถส่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาขนาดเล็กได้โดยการแปลงแสงอาทิตย์ หรือแสงอ่อน ๆ ในที่ร่ม ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกจัดเก็บไว้ในชุดแบตเตอรี่พกพา Portable Battery Packs เพื่อใช้งานในภายหลังได้ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้จะยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา แต่ก็มีเป้าหมายที่จะจัดหาพลังงานแบบพกพาที่ยั่งยืนสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย Sustainable Power for Various Applications ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคล Personal Electronics ไปจนถึงอุปกรณ์ทางทหาร Military Equipments และกำลังได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงความยืดหยุ่น Flexibility, ความสามารถในการซัก Washability และการจัดเก็บพลังงาน Energy Storage Capabilities ไปพร้อมด้วย ..

อย่างไรก็ตาม เสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power-Generating Garments คือ สิ่งทออัจฉริยะ Smart Textiles ที่ออกแบบมาเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าจากความร้อน การเคลื่อนไหว แสงอ่อน หรือแม้แต่เหงื่อของร่างกายมนุษย์ Human Body Heat, Movement, Soft Light or Even Sweat .. ‘ผืนผ้าเก็บเกี่ยวพลังงาน Energy HarvestingFabrics’ เหล่านี้ ใช้หลักการต่าง ๆ เช่น ปรากฏการณ์ไตรโบอิเล็กทริก Triboelectric Effect หรือแรงเสียดทานจากการเคลื่อนไหว Friction from Movement, ปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริก Piezoelectric Effect หรือความเค้นเชิงกล Mechanical Stress, ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริก Thermoelectric Effect หรือความแตกต่างของอุณหภูมิ Temperature Differences และเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ Biofuel Cells รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ฟิล์มบาง Thin-Film Solar Cells เพื่อแปลงแหล่งพลังงานธรรมชาติเหล่านี้ให้เป็นกำลังไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ที่ใช้พลังงานต่ำ Low-Power Wearable Electronics ซึ่งอาจช่วยลดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่ .. ตลอดจน ในบางกรณี เสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power-Generating Garments เหล่านี้ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากผ้าโซลาร์เซลล์ Solar Photovoltaic : PV Fabrics ซึ่งเปลี่ยนเสื้อผ้าให้กลายเป็นอุปกรณ์ที่ให้พลังงานได้ด้วยตัวเอง Self-Powered Devices นั่นเอง ..

สำหรับในประเด็นของเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพจากเหงื่อ Sweat-Based Biofuel Cells : w-BFCs นั้น พวกมัน คือ อุปกรณ์สวมใส่ที่เก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าด้วยการใช้เชื้อเพลิงที่เป็นกลางทางคาร์บอน Using Carbon-Neutral Fuels จากของเหลวทางชีวภาพ Biological Fluids หรือพลังงานเคมีในเหงื่อของมนุษย์ Chemical Energy in Human Sweat เพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก Power Small Electronics เช่น ไบโอเซนเซอร์ Biosensors ..

อุปกรณ์เหล่านี้ ใช้เอนไซม์ Enzymes หรือตัวเร่งปฏิกิริยา Catalysts เพื่ออำนวยความสะดวกในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี Electrochemical Reactions ระหว่างส่วนประกอบของเหงื่อ Sweat Components เช่น แลคเตต Lactate : C₃H₆O₃ หรือกรดแอสคอร์บิก Ascorbic Acid : C₆H₈O₆ กับออกซิเจน Oxygen : O₂ ซึ่งผลิตกำลังไฟฟ้าเป็นผลพลอยได้ Electricity as a Byproduct .. อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุด มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกำลังขับ และความเสถียรของพลังงาน Improving Power Output & Stability, การสร้างสรรค์ดีไซน์ที่ยืดหยุ่น Creating Flexible & Stretchable Designs และสามารถนำไปติดตั้งกับเสื้อผ้าได้ Can be Integrated into Garments รวมทั้งช่วยให้สามารถตรวจสอบไบโอมาร์กเกอร์ได้แบบเรียลไทม์ Enabling Real-Time Monitoring of Biomarkers ผ่านระบบที่ใช้พลังงานได้ด้วยตนเอง Self-Powered Systems ..

Sweat-Based Biofuel Cells : w-BFCs Powered Epidermal Sweat Biomarker Monitoring | Credit : John Wiley & Sons, Inc.

ขณะที่ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Advances in Flexible Solar Cell Technologies ได้เปิดโอกาสให้สามารถผสานรวมเข้ากับสิ่งทอ สร้างสรรค์เสื้อผ้านวัตกรรมใหม่ Creating Innovative Clothing ที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก Harvest Energy from the Sun to Power Small Electronics .. โครงการของสถาบันต่าง ๆ เช่น มหาวิทยาลัยอัลโต University of Aalto และมหาวิทยาลัยนอตทิงแฮมเทรนต์ Nottingham Trent University ได้พัฒนาเสื้อแจ็คเก็ต Jackets และผ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์ฝังอยู่ในตัว Fabrics with Embedded Solar Panels และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เก็บเกี่ยวพลังงานได้ ซึ่งสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับเซ็นเซอร์ Power Sensors, ชาร์จอุปกรณ์ต่าง ๆ Charge Devices เช่น โทรศัพท์มือถือ Mobile Phones และส่งเสริมแนวทางที่ยั่งยืนยิ่งขึ้นสำหรับเทคโนโลยีแบบสวมใส่ Contribute to a More Sustainable Approach to Wearable Technologies เป็นต้น ไปพร้อมด้วย ..

ปัจจุบัน ระบบพลังงานแบบสวมใส่ได้ Wearable Power Systems บางระบบ ได้ผสานรวมโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก Micro Solar Solutions เข้ากับเทคโนโลยีการเก็บเกี่ยวพลังงานอื่น ๆ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไทรโบอิเล็กทริก Triboelectric Generators สำหรับการเคลื่อนไหว หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก Thermoelectric Generators สำหรับความร้อนในร่างกาย เพื่อสร้างอุปกรณ์เก็บเกี่ยวพลังงานแบบยืดหยุ่นจากหลายแหล่ง Create Flexible, Multi-Source Energy-Harvesting Devices พร้อมกันไป .. แม้ว่าระบบผลิตพลังงานที่ใช้ความร้อน หรือการเคลื่อนไหว Power Generation Systems Using Heat or Motion จะพบได้น้อยกว่าในงานวิจัยเฉพาะทางทั่วไป แต่กรณีของเซลล์แสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Cells นั้น ถือเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่น และก้าวหน้าสำหรับระบบพลังงานส่วนบุคคล Advancing Technology for Personal Power Systems .. เครื่องแต่งกายที่สวมใส่ได้พลังแสงอาทิตย์ Solar-Powered Wearables เหล่านี้ รวมถึงหน้าปัดนาฬิกาแบบพิเศษ Specialized Watch Faces หรือสิ่งทอแบบบูรณาการ Integrated Textiles สามารถเสริม หรือยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ Extend the Battery Life ของอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกิจกรรมกลางแจ้ง Outdoor Activities ..

ทั้งนี้ วิธีการทำงานของโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ How Wearable Solar Solutions Work สรุปได้ดังนี้ :-

– เซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Flexible Solar Cells : นักวิจัย กำลังพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Developing Flexible บางครั้งสามารถซักได้ Washable ซึ่งสามารถนำไปติดตั้งเข้ากับเสื้อผ้า Clothing หรือผ้าสำหรับเครื่องประดับ Accessory Fabrics เพื่อดักจับแสงอาทิตย์ Capture Sunlight .. ทั้งนี้ เซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Flexible Solar Cells หรือแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง Thin-Film Flexible Solar Panels คือ ทางเลือกที่มีน้ำหนักเบา และปรับเปลี่ยนได้เมื่อเทียบกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบแข็งแบบดั้งเดิม Traditional Rigid Solar Panels ผลิตจากวัสดุโฟโตโวลตาอิกแบบบางพิเศษบนพื้นผิวที่ยืดหยุ่น Ultra-Thin Photovoltaic Materials on Flexible Substrates เช่น ผืนผ้า และเครื่องประดับ Fabrics & Accessories สามารถปรับให้เข้ากับพื้นผิวโค้งได้ และพกพาสะดวก จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง Ideal for Specialized Applications ..

– การบูรณาการกับระบบอื่นๆ Integration with Other Systems : เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Technologies สามารถเป็นส่วนหนึ่งของระบบเก็บเกี่ยวพลังงานขนาดใหญ่ขึ้น Part of a Larger Energy-Harvesting Systems คล้ายกับไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids ซึ่งช่วยให้พลังงานมีความสม่ำเสมอมากขึ้น เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy ทำงานได้ดีที่สุดภายใต้แสง ในขณะที่วิธีการอื่น ๆ เช่น การเก็บเกี่ยวจากการเคลื่อนไหว หรือความร้อน Motion or Heat Harvesting จะชดเชยพลังงานในสภาวะที่แตกต่างกันไปพร้อมด้วย นั่นเอง ..

ทั้งนี้ ผ้าไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrid Fabrics คือ สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ Smart e-Textiles ที่ทำหน้าที่เป็นระบบพลังงานบนร่างกายที่ยั่งยืนด้วยตนเอง Self-Sustainable, On-Body Power Systems โดยผสานการเก็บเกี่ยวพลังงานจากกิจกรรมของมนุษย์ เหงื่อ และการเคลื่อนไหว Human Activity, Sweat & Movement รวมทั้งเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Flexible Solar Cells เข้ากับการจัดเก็บพลังงาน และการจัดการพลังงาน Energy Storage & Power Management ไว้ในแพลตฟอร์มสิ่งทอเดียว Single Textile Platform ..

เทคโนโลยีนี้ เก็บเกี่ยวพลังงานจากทั้งพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy, เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพจากเหงื่อ Sweat-Based Biofuel Cells : w-BFCs และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไตรโบอิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยการเคลื่อนไหว Motion-Powered Triboelectric Generators และเก็บไว้ในซูเปอร์คาปาซิเตอร์ Stores it in Supercapacitors เพื่อส่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กอย่างต่อเนื่อง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบสุขภาพแบบครอบคลุม Pervasive Health Monitoring และระบบพลังงานแบบสวมใส่อัตโนมัติ Autonomous Wearable Power Systems ..

สำหรับการประยุกต์ใช้งานนั้น แผงโซลาร์เซลล์แบบสวมใส่ Wearable Solar Panels เหมาะสมที่จะใช้เป็นอุปกรณ์ชาร์จ Charging Devices ซึ่งสามารถจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่องสำหรับงานต่าง ๆ เช่น การชาร์จสมาร์ทโฟน Charging Smartphones ระหว่างการเดินป่า หรือการชาร์จแบบหยดให้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กอื่น ๆ Providing a Trickle Charge to Other Small Devices เป็นต้น ..

นอกจากนั้น พวกมัน ยังใช้เป็นแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ Medical Devices สามารถรองรับเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์ติดตามเฝ้าสังเกตุทางการแพทย์ Medical IoT Sensors ที่ต้องการการทำงานอย่างต่อเนื่องยาวนาน Require Long-Term & Uninterrupted Operation รวมทั้งสมาร์ทวอทช์ Smartwatches โดยสมาร์ทวอทช์บางรุ่นได้ผสานรวมเซลล์แสงอาทิตย์ Integrating Solar Cells เข้ากับการออกแบบเพื่อลดความจำเป็นในการชาร์จแบบเดิม ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นสำหรับการเฝ้าติดตาม และแจ้งเตือนสุขภาพ Health Monitoring & Alerts ..

อย่างไรก็ตาม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators ยังคงมีความท้าทาย และการพัฒนาในอนาคตเพื่อเข้าสู่ตลาดเชิงพาณิชย์ที่อธิบายได้อีกมาก ได้แก่ :-

– ปัจจัยด้านรูปแบบ หรือฟอร์มแฟกเตอร์ Form Factor : การผสานรวมเซลล์แสงอาทิตย์เข้ากับเสื้อผ้า หรือเครื่องประดับ Integrating Solar Cells into Clothing or Accessories ต้องไม่ทำให้อุปกรณ์เทอะทะ หรืออึดอัด .. ทั้งนี้ ความท้าทายหลักของปัจจัยด้านรูปแบบ Primary Challenge of the Form Factor สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators คือ การแสวงหาสมดุลระหว่างขนาดที่เล็กลง และประสิทธิภาพ Miniaturization & Efficiency .. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Generators ต้องมีขนาดเล็กพอที่จะสวมใส่สบาย และแนบสนิทกับผิวหนังได้ ในขณะเดียวกันก็ต้องรักษาระดับอุณหภูมิให้เพียงพอเพื่อผลิตพลังงานที่มีประโยชน์ ซึ่งจำเป็นต้องมีการออกแบบโครงสร้าง และวัสดุที่เป็นนวัตกรรมใหม่ Innovative Structural Designs & Materials ที่ช่วยให้สามารถผลิตพลังงานได้สูงพอโดยไม่สูญเสียความยืดหยุ่น Flexibility และไม่ก่อให้เกิดความไม่สบายตัว Discomfort รวมทั้งเข้าได้กับแฟชั่นการแต่งกายตามยุคสมัย ..

– ความหนาแน่นของพลังงาน Energy Density : แม้ว่าจะมีการพัฒนาที่ดีขึ้น แต่เซลล์แสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Cells จะต้องมีประสิทธิภาพมากขึ้นอีก เพื่อให้พลังงานเพียงพอสำหรับการใช้งานที่หลากหลายยิ่งขึ้น .. ทั้งนี้ ความหนาแน่นพลังงานในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ Challenge of Energy Density in Wearable Generators คืออีกหนึ่งความท้าทายสำคัญในการบรรลุผลผลิตพลังงานที่เพียงพอภายในปัจจัยด้านรูปแบบขนาดเล็ก และวัสดุที่มีความยืดหยุ่นที่จำเป็นสำหรับการสวมใส่ที่สบาย และใช้งานได้จริง .. แม้ว่าจะมีวิธีการเก็บเกี่ยวพลังงานหลายวิธี เช่น เซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น Flexible Solar Cells, เทอร์โมอิเล็กทริก Thermoelectric, เพียโซอิเล็กทริก Piezoelectric และไตรโบอิเล็กทริก Triboelectric แต่วิธีการเหล่านี้ ล้วนมีปัญหาในการแปลงพลังงานจากสิ่งแวดล้อมให้เป็นพลังงานที่ใช้งานได้เพียงพอเพื่อตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบใช้พลังงานด้วยตนเองสมัยใหม่ .. ความหนาแน่นพลังงานที่ต่ำ Low Power Density นี้ เกิดจากข้อจำกัดโดยธรรมชาติในด้านประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน พลังงานที่มีอยู่น้อยที่สุดจากแหล่งต่าง ๆ เช่น แสงอ่อนในที่ร่ม Soft Light in the Shade, ความร้อน หรือการเคลื่อนไหวในร่างกาย Body Heat or Motion ซึ่งหมายถึง การออกแบบอุปกรณ์สวมใส่ที่ปรับขนาดได้ ทนทาน และคุ้มค่า Designing Scalable, Durable & Cost-Effective Wearable Devices คือ ความท้าทายที่จะต้องเอาชนะ และได้รับการปรับปรุงพัฒนาให้มากขึ้นอีกจากนี้ไป ..

– ไฮบริด Hybrids : เป็นที่แน่นอนว่า การพัฒนาในอนาคต Future Development สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators และเสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing จะเกี่ยวข้องกับการผสมผสานผนวกรวมพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับแหล่งพลังงานอื่น ๆ Combining Solar Energy with Other Energy Sources เช่น การเคลื่อนไหว Motion, ความร้อนในร่างกาย Body Heat หรือแม้แต่เหงื่อ Sweat เพื่อสร้างระบบพลังงานสวมใส่ได้ที่ทนทาน และยั่งยืนมากขึ้น Create More Robust & Self-Sustaining Wearable Power Systems นั้น คือ ความท้าทายสุดยอดในการพัฒนาที่สำคัญที่สุด ..

ทั้งนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไฮบริดในอุปกรณ์สวมใส่ Hybrid Generators in Wearables จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน และความหนาแน่นของพลังงาน Improving Energy Conversion Efficiency & Power Density, รักษาความยืดหยุ่น และความทนทานให้เข้ากับร่างกาย Maintaining Flexibility & Durability to Conform to the Body, รับประกันความน่าเชื่อถือ และความเสถียรภายใต้สภาวะต่าง ๆ Ensuring Reliability & Stability Under Diverse Conditions เช่น ความชื้น และอุณหภูมิ Humidity & Temperature, การพัฒนากระบวนการผลิตที่ปรับขนาดได้ และคุ้มต้นทุน Developing Scalable & Cost-Effective Fabrication Processes และจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ Managing Energy Effectively เพื่อการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง Continuous Power Supply ..

Wearable Microgrids / Design & Concept of the Multi-Modular Energy Microgrid System | Credit : Nature.com / ONiO

จนถึงวันนี้ มหาวิทยาลัยลัฟบะระห์ Loughborough University และสถาบันวิจัยอีกหลายแห่งทั่วโลก ระบุว่า แม้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ รวมถึงโซลูชันพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก Wearable Generators including Micro Solar Solutions จะยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย และการพัฒนาเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็มีความก้าวหน้าอย่างมากในการสร้างสิ่งทอที่ทนทาน สวมใส่สบาย และมีประสิทธิภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงาน Creating Durable, Comfortable & Efficient Energy-Harvesting Textiles โดยใช้เทคนิคการผลิตที่ได้รับการยอมรับ เป้าหมาย คือ เพื่อให้สิ่งทออัจฉริยะ Smart Textiles ได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อขับเคลื่อนเทคโนโลยีสวมใส่รุ่นใหม่สำหรับอนาคตให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

โซลาร์เซลล์บางจิ๋ว และไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Ultra-Thin Solar Cells & Wearable Microgrids กำลังปฏิวัติการผลิตพลังงานส่วนบุคคล Personal Energy Generation ..

เซลล์แสงอาทิตย์แบบบางเฉียบ Ultra-Thin Solar Cells และไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids กำลังปฏิวัติการผลิตพลังงานส่วนบุคคล ด้วยการผสานเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกที่ทนทาน และยืดหยุ่น Integrating Durable, & Flexible Photovoltaic Technologies เข้ากับเสื้อผ้า และพื้นผิวอื่น ๆ Clothing & Other Surfaces เพื่อสร้างแหล่งพลังงานส่วนบุคคล Personal Power Sources สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา .. การพัฒนาเหล่านี้ เกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์ Advancements in Material Science ซึ่งทำให้เซลล์มีน้ำหนักเบา และมีความแข็งแรงสูง รวมถึงสามารถแทรกเส้นใย หรือเคลือบลงบนวัสดุต่าง ๆ หรือลงบนผืนผ้าได้โดยตรง .. นวัตกรรมใหม่ ๆ เหล่านี้ ปูทางไปสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ที่สามารถพึ่งพาตนเองได้ Self-Sustaining Wearable Electronics และมอบข้อไขโซลูชันพลังงานที่ยืดหยุ่นยิ่งขึ้น More Resilient Energy Solution สำหรับการใช้งานในยามฉุกเฉิน และการใช้งานในพื้นที่ห่างไกล Emergency & Remote Applications ระยะเวลาทนยาวได้อย่างยอดเยี่ยม ..

ลองจินตนาการถึงการสวมใส่เสื้อแจ็คเก็ตที่ไม่เพียงแต่ให้ความอบอุ่นเท่านั้น แต่ยังให้พลังงานแก่สมาร์ทโฟน Smartphone, สมาร์ทวอทช์ Smartwatch และอุปกรณ์อื่น ๆ ของผู้คนด้วยเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นนวัตกรรม Innovative Solar Technologies .. แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Panels คือ การผสมผสานที่ล้ำสมัยระหว่างแฟชั่น และพลังงานหมุนเวียน Fusion of Fashion & Renewable Energy เปลี่ยนเสื้อผ้าในชีวิตประจำวันให้กลายเป็นโรงไฟฟ้าแบบพกพา Portable Power Stations .. เทคโนโลยีอันล้ำสมัยนี้ ผนวกรวมเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางพิเศษ และยืดหยุ่น เข้ากับเนื้อผ้า และอุปกรณ์เสริมโดยตรง Integrate Ultra-Thin & Flexible Photovoltaic : PV Cells Directly into Fabrics & Accessories ทำให้การผลิตพลังงานอย่างยั่งยืน Sustainable Energy Generation กลายเป็นเรื่องที่ง่ายดายเพียงแค่ก้าวออกจากบ้าน Simple as Stepping Outside เท่านั้น ..

ในขณะที่ภาครัฐในหลายประเทศทั่วโลก กำลังเปิดรับพลังงานหมุนเวียน ทำให้นวัตกรรมพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพา Portable Solar Innovations เหล่านี้ นำเสนอมุมมองที่น่าสนใจเกี่ยวกับอนาคตของการผลิตพลังงานส่วนบุคคล Future of Personal Energy Generation .. ตั้งแต่ กระเป๋าเป้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ชาร์จแล็ปท็อป Solar-Powered Backpacks Charging Laptops ระหว่างการเดินทาง ไปจนถึงชุดกีฬาที่ตรวจสอบการออกกำลังกายขณะเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ Athletic Wear that Monitors Fitness While Harvesting Sunlight ไปพร้อมด้วย .. เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Technology กำลังให้คำนิยามใหม่สำหรับความสัมพันธ์ของผู้คน กับการใช้พลังงาน .. สำหรับทั้งธุรกิจ และเจ้าของบ้านนั้น เทคโนโลยีที่กำลังเติบโตนี้ แสดงให้เห็นว่า พลังงานแสงอาทิตย์ Solar Power สามารถผสานเข้ากับทุกแง่มุมของชีวิตประจำวันของมนุษยชาติได้อย่างราบรื่น ทำให้พลังงานสะอาด Clean Energy ไม่ใช่แค่ทางเลือกสำหรับบ้าน และสำนักงานของผู้คนเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งตามธรรมชาติในตู้เสื้อผ้าของพวกเรา Natural Part of Our Wardrobe อีกด้วย ..

จนถึงปัจจุบัน วิศวกรนาโน Nanoengineers จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก University of California San Diego ได้พัฒนา “ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids” ซึ่งเก็บเกี่ยว และจัดเก็บพลังงานจากร่างกายมนุษย์ เหงื่อ และแสงอ่อน เพื่อนำไปใช้ส่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก .. นอกจาก ส่วนที่เป็นข้อไขพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็ก Micro Solar Solutions แล้ว ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids นี้ ยังจะประกอบขึ้นด้วยอีก 3 ส่วนหลักสำคัญ ได้แก่ เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่ใช้พลังงานจากเหงื่อ Sweat-Powered Biofuel Cells : w-BFCs, อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากการเคลื่อนไหว Motion-Powered Devices ที่เรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไทรโบอิเล็กทริก Triboelectric Generators และซูเปอร์คาปาซิเตอร์ หรือตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่จัดเก็บพลังงาน Energy-Storing Supercapacitors ซึ่งทุกชิ้นส่วนมีความยืดหยุ่น Flexible, ซักล้างได้ Washable และสามารถพิมพ์สกรีนลงบนเสื้อผ้าได้ Can be Screen Printed on Clothing ..

แผงโซลาร์เซลล์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Panels ได้ปฏิวัติวิธีการชาร์จอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลของผู้คนขณะเดินทาง .. โซลูชันข้อไขพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาที่เป็นนวัตกรรม Innovative Portable Solar Solutions นี้ สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับสมาร์ทโฟน Smartphones, แท็บเล็ต Tablets, สมาร์ทวอทช์ Smartwatches และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้พลังงานผ่าน Universal Serial Bus: USB Port ได้อย่างเป็นอิสระ และมีประสิทธิภาพตลอดทั้งวัน ..

แผงโซลาร์เซลล์แบบสวมใส่ที่ทันสมัย Modern Wearable Panels โดยทั่วไปจะผลิตพลังงานได้ระหว่าง 5-10 Watts ซึ่งเพียงพอสำหรับการชาร์จสมาร์ทโฟนภายใต้แสงแดดโดยตรง ประมาณ 2-3 ชั่วโมง แผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น Flexible Panels นี้ สามารถนำไปติดตั้งในกระเป๋าเป้ Backpacks, เสื้อแจ็คเก็ต Jackets หรือแปะติดไว้กับกระเป๋าที่มีอยู่เดิม Attached to Existing Bags ได้อย่างง่ายดาย จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้คนที่ชอบทำกิจกรรมกลางแจ้ง หรือต้องเดินทางไกล และนั่นหมายถึง อิสรภาพทางพลังงานของผู้คน People’s Energy Independence ..

กระบวนการชาร์จ Charging Process นั้น ง่ายมากอย่างยิ่ง .. แผงโซลาร์เซลล์แบบสวมใส่ได้ส่วนใหญ่ Most Wearable Solar Panels จะมาพร้อมกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า Built-In Voltage Regulators และพอร์ตยูเอสบี USB Ports ในตัวของมันเอง ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ได้โดยตรง .. บางรุ่นมีพาวเวอร์แบงค์ Power Banks สำหรับจัดเก็บพลังงานไว้ใช้ในภายหลัง ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก หรือในสถานการณ์แสงอ่อนภายในอาคาร ..

อย่างไรก็ตาม เพื่อประสิทธิภาพการชาร์จที่ดีที่สุด ควรวางแผงให้รับแสงแดดโดยตรงเมื่อทำได้ .. แม้ในวันที่ท้องฟ้ามืดครึ้ม หรือในที่ร่ม แผงโซลาร์เซลล์เหล่านี้ ก็ยังคงสามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอที่จะรักษาระดับแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ แม้ว่าเวลาในการชาร์จอาจเพิ่มขึ้นก็ตาม .. รุ่นล่าสุดสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generator Latest Models นั้น พบว่า มีวัสดุที่ทนทานต่อสภาพอากาศ Weather-Resistant Materials และโครงสร้างที่ทนทาน Durable Construction ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในสภาพอากาศต่าง ๆ มาพร้อมอีกด้วย ..

เซลล์แสงอาทิตย์แบบบางพิเศษ Ultra-Thin Solar Cells นั้น มีน้ำหนักเบา และยืดหยุ่น Lightweight & Flexible .. เซลล์เหล่านี้ มีความบาง และยืดหยุ่นกว่าแผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด บางครั้งบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ด้วยซ้ำ ทำให้สามารถนำไปถักทอ หรือติดตั้งบนผ้า และพื้นผิวอื่น ๆ ได้โดยไม่ทำให้หนา หรือแข็งขึ้น .. การผสานรวมที่มีความแข็งแรงสูง High-Strength Integration ซึ่งนักวิจัยได้พัฒนาวิธีการยึดเซลล์เหล่านี้เข้ากับวัสดุที่แข็งแรง และมีน้ำหนักเบา เช่น ผ้าชนิดพิเศษ เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นเชิงกล และป้องกันความเสียหายจากการเคลื่อนไหว และการเสียรูปอย่างต่อเนื่อง ..

การขับเคลื่อนให้พลังงานแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสวมใส่ได้ Powering Wearable Electronics รวมถึงการใช้งานหลักของเซลล์เหล่านี้ คือ การให้กำลังไฟฟ้าแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาส่วนบุคคล เช่น สมาร์ทวอทช์ และอุปกรณ์ติดตามการออกกำลังกาย ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ต่อเนื่อง และใช้งานได้ทุกที่ทุกเวลา .. นอกจากนั้น การผลิตแบบปรับขนาดได้ Scalable Manufacturing โดยการใช้หมึกเซมิคอนดักเตอร์ Use of Semiconducting Inks และกระบวนการพิมพ์ Printing Processes มีศักยภาพในการขยายขนาดการผลิตเพื่อผลิตอุปกรณ์ที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ในอนาคตนั้น ส่งผลทำให้เทคโนโลยีนี้เข้าถึงได้ง่ายขึ้นมาพร้อมอีกด้วย ..

Energy Harvesting Fabrics : Clothing Generates Electricity | Credit : Fenice Energy

ขณะที่ ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids นั้น คือระบบพลังงานรูปแบบกระจาย Decentralized Power System .. ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids ทำหน้าที่เป็นระบบพลังงานขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติ ส่งจ่ายพลังงานให้กับผู้ใช้แต่ละราย และอุปกรณ์ของพวกเขา ด้วยการเก็บเกี่ยวพลังงานแบบบูรณาการ Integrated Energy Harvesting .. ไมโครกริด Microgrids ผสมผสานวิธีการเก็บเกี่ยวพลังงานหลากหลายแหล่ง เช่น พลังงานจากร่างกายมนุษย์ เหงื่อ และเซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cells เพื่อจัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ..

การจัดการพลังงานแบบยั่งยืนด้วยตนเอง Self-Sustained Energy Management และความทนทานที่เพิ่มขึ้น Enhanced Durability ของระบบเหล่านี้ มีศักยภาพที่จะจัดการพลังงานที่เก็บเกี่ยวได้จากสภาพแวดล้อม และการเคลื่อนไหวของผู้ใช้งาน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์บนร่างกายจะทำงานได้อย่างต่อเนื่องสำหรับฟังก์ชันต่าง ๆ Ensuring Continuous Operation of On-Body Devices เช่น การตรวจจับทางชีวภาพ Biosensing ด้วยการรวมเซลล์ที่บางเป็นพิเศษ และทนทาน และส่วนประกอบอื่น ๆ Integrating Ultra-Thin, Robust Cells & Other Components เข้ากับระบบไมโครกริด Microgrid System ส่งผลให้อุปกรณ์สวมใส่เหล่านี้ สามารถทนต่อแรงกดเชิงกลจากการสวมใส่ในชีวิตประจำวัน และรักษาประสิทธิภาพการทำงานไว้ได้อย่างยาวนาน นั่นเอง ..

คาดหมายได้ว่า อิสระภาพทางพลังงานส่วนบุคคล Personal Energy Independence, การใช้งานในยามฉุกเฉิน และการใช้งานในพื้นที่ห่างไกล Emergency & Remote Applications และความยั่งยืน และประสิทธิภาพ Sustainability & Efficiency ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators คือผลกระทบสำคัญในเชิงปฏิวัติ Revolutionary Impact .. ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids และเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางพิเศษ Ultra-Thin Solar Cells ถือเป็นก้าวสำคัญสู่อิสระภาพทางพลังงานส่วนบุคคล Personal Energy Independence ช่วยให้ผู้ใช้ สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้โดยไม่ต้องพึ่งพาวิธีการชาร์จแบบดั้งเดิม .. ความยืดหยุ่น และน้ำหนักเบาของเซลล์เหล่านี้ ยังทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานอย่างรวดเร็วในภารกิจฟื้นฟูสถานการณ์ฉุกเฉิน หรือเพื่อส่งจ่ายพลังงานให้กับเซ็นเซอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ในพื้นที่ห่างไกล รวมทั้งความสามารถในการเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสง แหล่งพลังงานจากร่างกาย และผสานเข้ากับสิ่งของในชีวิตประจำวันได้อย่างราบรื่น ช่วยให้การใช้พลังงานส่วนบุคคลนั้น มีความยั่งยืน เป็นอิสระ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น .. ดังนั้น จึงแทบจะไม่มีข้อสงสัยเลยว่า พวกมันกำลังจะเข้ามาปฏิวัติการผลิตพลังงานส่วนบุคคล Revolutionizing Personal Energy Production สำหรับอนาคตเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติที่เหนือชั้นกว่าให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

สิ่งทอ หรือผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Fabric for Clothing สำหรับเสื้อผ้าในประเทศไทย ..

แม้ว่า สิ่งทอพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Textiles สำหรับเสื้อผ้า Clothing จะยังคงเป็นเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนาทั่วโลก แต่การวิจัยเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่น และแบบสวมใส่ได้ Flexible & Wearable Solar Cells ซึ่งรวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่ทอเป็นเส้นใย Perovskite Solar Cells Woven into Fibers กำลังดำเนินการในประเทศไทยโดยสถาบันต่าง ๆ บ้างแล้ว เช่น สถาบันโลหะวิทยา และวัสดุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Chulalongkorn University’s Institute of Metallurgy & Materials Science .. สาขานี้ กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยมีความก้าวหน้าในการผสานการดักจับ และจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ลงในเนื้อผ้า เพื่อการประยุกต์ใช้งานที่มีศักยภาพทั้งในทางทหาร และพลเรือน แม้ว่าผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์สำหรับเสื้อผ้ารูปแบบนี้ จะยังไม่แพร่หลายมากนักในภูมิภาคนี้ก็ตาม ..

การวิจัย และพัฒนาในประเทศไทย โดยเฉพาะในประเด็นของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์นั้น พบว่า ดร.รงรอง เจียเจริญ Dr. Rongrong Cheacharoen, PHD แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Chulalongkorn University กำลังพัฒนาเสถียรภาพของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ Developing the Stability of Perovskite Solar Cells ซึ่งเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการใช้งานแบบสวมใส่ได้ Wearable Applications ..

งานวิจัยนี้ เกี่ยวพันโดยตรงกับเส้นใยยืดหยุ่นที่มีศักยภาพในการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับสิ่งทอ Create Flexible Solar Cells that can be Incorporated into Textiles เช่น เสื้อผ้า และหมวก Clothing & Hats เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ..

นักวิจัยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Chulalongkorn University Researchers ได้ศึกษาวิจัยเทคโนโลยีพลังงานขั้นสูง Advanced Energy Technologies ซึ่งรวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Cells และระบบโฟโตวอลตาอิกส์รูปแบบใหม่อื่น ๆ Other Novel Photovoltaic Systems ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในวงกว้างในการพัฒนาพลังงานสะอาด และเทคโนโลยีที่ยั่งยืน .. กลุ่มนักวิจัย เช่นจากหน่วยวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยาแสงเพื่อสิ่งแวดล้อมสะอาด และพลังงาน Photocatalysts for Clean Environment & Energy Research Unit และภาควิชาเคมีเทคโนโลยี Department of Chemical Technology เป็นต้นนั้น มีส่วนร่วมในการสร้างสรรค์วัสดุ และเทคโนโลยีใหม่ ๆ สำหรับการผลิต และจัดเก็บพลังงาน โดยมุ่งเน้นไปที่ความท้าทายด้านความยั่งยืนทั้งในระดับภูมิภาค และระดับโลก ..

รายละเอียดงานวิจัยของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Specifics of Chulalongkorn University’s Research ได้แก่ :-

– การมุ่งเน้นนวัตกรรม Focus on Innovations : งานวิจัยของมหาวิทยาลัย มุ่งหวังที่จะสร้างระบบพลังงานนวัตกรรมประสิทธิภาพสูงที่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ และมีส่วนช่วยสร้างสังคมคาร์บอนต่ำ Creating a Low-Carbon Society ..

– ความร่วมมือแบบสหวิทยาการ Multidisciplinary Collaboration : หน่วยวิจัย และภาควิชาต่าง ๆ รวมถึงหน่วยวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยาแสง เพื่อสิ่งแวดล้อมสะอาดและพลังงาน Photocatalysts for Clean Environment & Energy Research Unit และภาควิชาเคมีเทคโนโลยี Department of Chemical Technology ร่วมมือกันเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีสิ่งทอพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Textiles เหล่านี้ ..

– การบูรณาการเทคโนโลยี Integration of Technologies : นักวิจัย กำลังศึกษาวิธีการผสานรวมเทคโนโลยีพลังงานต่าง ๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ Biofuel Cells และเซลล์แสงอาทิตย์ Photovoltaic : PV Cells เพื่อสร้างโซลูชันข้อไขพลังงานทางเลือกที่บูรณาการ และมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับเสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators ..

– การพัฒนาวัสดุใหม่ Development of New Materials : จุดเน้นสำคัญอยู่ที่การพัฒนาวัสดุใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งรวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดไวแสงสีย้อม Dye-Sensitized Solar Cells : DSSCs และเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ Perovskite Solar Cells : PSCs ..

ทั้งนี้ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Chulalongkorn University ยังร่วมมือกับองค์กรต่าง ๆ เช่น การไฟฟ้านครหลวง หรือ กฟน. Metropolitan Electricity Authority : MEA และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. Electricity Generating Authority of Thailand : EGAT เพื่อพัฒนา และปรับใช้ระบบพลังงานสะอาด เช่น แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาอาคาร และโซลูชันพลังงานประสิทธิภาพสูงอื่น ๆ ไปพร้อมด้วย ..

อย่างไรก็ตาม แม้ว่ารายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์แบบสวมใส่ได้ Wearable Solar Cells อาจอยู่ระหว่างการพัฒนาในงานวิจัยด้านพลังงานที่กว้างขวาง แต่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย Chulalongkorn University ยังคงมุ่งมั่นพัฒนาโซลูชันข้อไขพลังงานขั้นสูงที่ยั่งยืน Developing Advanced & Sustainable Energy Solutions ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ที่เป็นนวัตกรรม Innovative Solar Technologies ใหม่ ๆ สำหรับอนาคตสิ่งทออัจฉริยะ Smart Textiles Future จากนี้ไป ..

จนถึงวันนี้ ทีมนักวิจัยของไทย Thai Research Team มุ่งไปที่แนวโน้มเทคโนโลยีการทักทอ Weaving Technologies ที่เป็นไปได้ด้วยการสร้างอุปกรณ์คล้ายริบบิ้น Creating Ribbon-Like Devices ที่ผนวกรวมเซลล์แสงอาทิตย์ และตัวเก็บประจุยิ่งยวด หรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์เข้าด้วยกัน Combine Solar Cells & Supercapacitors เพื่อให้สามารถดักจับ และจัดเก็บพลังงานไว้ในตัววัสดุได้ Energy Capture & Storage within the Material Itself .. เทคโนโลยีล่าสุดเหล่านี้ สามารถส่งจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก Power Small Electronic Devices, ชาร์จโทรศัพท์ Charge Phones, ให้กำลังไฟฟ้าแก่เครื่องมือสื่อสาร Powering Communication Devices และลดน้ำหนักแบตเตอรี่สำหรับบุคลากรทางทหาร Reduce Battery Weight for Military Personnel ได้จริง .. คาดหมายว่า ตลาดผืนผ้าเซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cell Fabric Market จะเติบโตได้อย่างมีนัยสำคัญในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ซึ่งบ่งชี้ถึงความสนใจ และการพัฒนาในสาขานี้ที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก ซึ่งรวมไปถึงตลาดในประเทศไทยด้วย ..

ปัจจุบัน ผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Fabrics คือ เทคโนโลยีใหม่ขั้นสูงสำหรับสิ่งทอ เสื้อผ้า เครื่องแต่งกาย และเครื่องประดับที่สวมใส่ได้ของผู้คน Advanced New Technologies for Textiles, Clothing & Wearable Accessories ที่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัย และพัฒนาเป็นส่วนใหญ่ .. สำหรับการวางจำหน่ายในตลาดเชิงพาณิชย์นั้น แม้ว่า ผู้นำระดับโลกในการพัฒนาสิ่งทอพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง High-Performance Photovoltaic Textiles จะปรากฏให้เห็นในตลาดโลกบ้างแล้ว แต่เสื้อผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar – Powered Clothing ที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายในประเทศไทย ถือว่ามีอยู่น้อยมาก และยังคงอยู่ในเพียงช่วงเริ่มต้นพัฒนาเท่านั้น ..

Motion-Powered Triboelectric Generators / New Device Powers Wearable Sensors Through Human Motion | Credit : California Institute of Technology

คาดการณ์ตลาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ และผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก Global Wearable Generators & Solar PV Fabrics Markets ..

อ้างถึงข้อมูลการสำรวจตลาดของ Virtue Market Research และ Straits Research พบว่า ตลาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ และผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก Global Wearable Generators & Solar PV Fabrics Markets กำลังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และมีศักยภาพในการเติบโตที่แข็งแกร่ง ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการโซลูชันข้อไขพลังงานที่ยั่งยืน และเทคโนโลยีที่ยืดหยุ่น แม้ว่า ตัวเลขรวมที่ชัดเจนจะยังหาได้ยาก แต่ ตลาดผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก Global Solar Fabric Market กำลังขยายตัวอย่างแข็งแกร่ง โดยมีรายงานประเมินมูลค่าไว้ อยู่ที่ 1.63 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2567 และคาดการณ์อัตราการเติบโตต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 15.2% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ปี 2568-2576 .. ทั้งนี้ สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกแบบสวมใส่ได้ Wearable Thermoelectric Generators นั้น ตลาดมีมูลค่า 0.68 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2567 และคาดว่าจะเติบโตเป็น 1.56 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2573 ด้วยอัตราการเติบโตต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 12.60% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ปี 2568-2573 ..

ทั้งนี้ ภาพรวมในกรณีตลาดเสื้อผ้าอัจฉริยะทั่วโลก Global Smart Clothing Market นั้น ข้อมูลจาก Grand View Research ชี้ว่า ตลาดเสื้อผ้าอัจฉริยะทั่วโลก Global Smart Clothing Market กำลังเติบโตอย่างมีนัยสำคัญมาพร้อมด้วยเช่นกัน ซึ่งตลาดได้รับการขับเคลื่อนโดยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการติดตามสุขภาพ และการออกกำลังกาย .. ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ Advancements in Sensor Technologies และการบูรณาการอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่งที่กำลังเติบโต Growing Integration of Internet of things : IoT เข้ากับเครื่องแต่งกายที่เพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ขนาดธุรกิจในตลาดนี้ ซึ่งรวมถึงเสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators มีมูลค่ารวมประมาณ 5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในปี 2567 และคาดการณ์ว่าจะเติบโตขึ้นได้มากกว่า 20-30 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2573-2575 ด้วยอัตราการเติบโตเต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเสื้อผ้าอัจฉริยะทั่วโลก Global Smart Clothing Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 26-27% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ปี 2568-2576 .. การใช้งานหลัก Key Applications ได้แก่ การดูแลสุขภาพ Healthcare, กีฬา Sports, ฟิตเนส Fitness, การทหาร และการป้องกันประเทศ Military & Defense โดยสิ่งทออัจฉริยะแบบแอคทีฟ Active Smart Textiles และเสื้อผ้าส่วนบน Upper Wear เช่น เสื้อเชิ้ต Shirts และแจ็คเก็ต Jackets ที่ผลิตกำลังไฟฟ้าได้ จะเป็นตัวนำเทรนด์ที่โดดเด่นจากนี้ไป ..

ความต้องการโซลูชันพลังงานสะอาดที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก Increasing Global Demand for Clean Energy Solutions คือปัจจัยหลักที่ผลักดันการนำผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Fabrics และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกสวมใส่ได้ Wearable Thermoelectric Generators มาใช้ .. ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีโฟโตโวลตาอิกส์ Improvements in Photovoltaic Technologies และการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความยืดหยุ่น และน้ำหนักเบา Development of Flexible & Lightweight Solar Cells ทำให้วัสดุเหล่านี้ มีความเหมาะสมมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่สวมใส่ได้อย่างลงตัว ..

Flexible Solar Cells for Clothing / Prototype of a Winter Outdoor Jacket with ipv | Credit : ScienceDirect

ผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Solar PV Fabrics คือสิ่งทอที่ฝังเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ Textiles Embedded with Solar Cells ซึ่งผลิตพลังงานจากแสง อันเป็นวิธีการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการให้พลังงานแก่อุปกรณ์สวมใส่ และอุปกรณ์อื่น ๆ ..

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า รวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators Include Thermoelectric Generators นั้น สามารถแปลงความร้อน เช่น ความร้อนจากร่างกาย ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า และเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการผลิตพลังงานต่ำอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียโซอิเล็กทริก Piezoelectric Generators จะแปลงแรงเค้นเชิงกลจากการเคลื่อนไหวของร่างกายให้เป็นพลังงานไฟฟ้า และกำลังได้รับการพัฒนาเป็นโครงสร้างที่ทำจากสิ่งทอสำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงาน Textile-Based Structures for Energy Harvesting ..

อเมริกาเหนือ North America ครองส่วนแบ่งตลาดเสื้อผ้าอัจฉริยะ Smart Clothing Market ด้วยส่วนแบ่งรายได้สูงสุด อยู่ที่ 38.9% ในปี 2567 ซึ่งเป็นผลมาจากความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีเสื้อผ้าอัจฉริยะของภูมิภาค และการมีอยู่ของผู้เล่นหลักในตลาดอย่าง Sensoria Inc., Ralph Lauren Media LLC และ Under Armour, Inc. .. การเติบโตของตลาดที่โดดเด่นนี้ ได้รับแรงหนุนจากความต้องการเสื้อผ้าอัจฉริยะที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากภาคส่วนทางทหาร Military Sector .. กองทัพ กำลังนำเทคโนโลยีเสื้อผ้าอัจฉริยะมาใช้ และปรับใช้อย่างแข็งขัน เพื่อสร้างเครื่องแบบพร้อมรบ Create Battle-Ready Uniforms ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในสนามรบ .. เครื่องแบบเหล่านี้ ติดตั้งเซ็นเซอร์ในตัว Built-In Sensors, สามารถวัดค่าสำคัญต่าง ๆ Measure Crucial Metrics เช่น ข้อมูลกล้ามเนื้อ Muscle Data, อุณหภูมิ Temperature, อัตราการเต้นของหัวใจ และการหายใจ Heart & Respiration Rates ทั้งยังสามารถระบุบาดแผล Identify Wounds เพื่อประเมินสุขภาพของทหารได้ เป็นต้นมาพร้อมอีกด้วย ..

สรุปส่งท้าย ..

ด้วยพัฒนาการทางเทคโนโลยีพลังงานสะอาดสีเขียวสมัยใหม่ Modern Green Energy Technology Developments นั้น ชี้ให้เห็นว่า เสื้อผ้า และเครื่องประดับ Clothing & Accessories ที่ผู้คนสวมใส่อยู่กับตัวของพวกเขาในชีวิตประจำวันเกือบทุกประเภท สามารถถูกสร้างขึ้นให้เป็นผลิตภัณฑ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators เพื่อส่งจ่ายพลังงานให้แก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาส่วนตัว และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ได้เป็นอย่างดี และพอเพียง ซึ่งมิใช่สิ่งที่ยากเย็นแต่อย่างไรอีกต่อไป ..

ทั้งนี้ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นเสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generators เหล่านี้ คือแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ยั่งยืนเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาส่วนบุคคล Electricity to Power Portable Personal Electronic Devices นั่นเอง ..

ปัจจุบัน เสื้อผ้าผลิตพลังงาน Power Generation Clothing ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัย และพัฒนา โดยมหาวิทยาลัย และสถาบันวิจัยในด้านวัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ เป็นผู้นำ ซึ่งการนำออกสู่ตลาดเชิงพาณิชย์ แม้ว่าจะมีต้นแบบอยู่แล้ว แต่จำเป็นต้องมีความก้าวหน้าขึ้นไปอีกสักนิดหนึ่งในด้านวัสดุศาสตร์ และกระบวนผลิต ก่อนที่เทคโนโลยีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ Wearable Generator Technologies นี้จะแพร่หลายเข้าสู่ตลาด และนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์อย่างก้าวกระโดดได้ ..

อย่างไรก็ตาม ไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Wearable Microgrids คือระบบพลังงานอิสระขนาดเล็ก Small-Scale, Independent Energy System ที่รวมหลายแหล่งพลังงาน เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ Solar Cells, เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพจากเหงื่อ Sweat-Based Biofuel Cells และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไทรโบอิเล็กทริก Triboelectric Generators เพื่อจัดการ และจัดเก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ เหมาะสำหรับการใช้งานในระบบตรวจสอบสุขภาพ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนร่างกายที่ต้องการพลังงานต่อเนื่อง ..

The Wearable Microgrid Shirt Can Power an LCD Wristwatch, among other Devices | Credit : University of California-San Diego

เทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางเฉียบ และไมโครกริดแบบสวมใส่ได้ Ultra-Thin Solar Cell Technologies & Wearable Microgrids ได้ช่วยให้เกิดความเป็นอิสระด้านพลังงานส่วนบุคคล สามารถใช้งานในสถานการณ์ฉุกเฉิน และพื้นที่ห่างไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงส่งเสริมความยั่งยืน และประสิทธิภาพในการใช้พลังงานส่วนบุคคล Promoting Sustainability & Efficiency in Personal Energy Use ได้อย่างราบรื่นในชีวิตประจำวัน ..

โดยสรุป เทคโนโลยีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ได้ และผ้าโซลาร์เซลล์ Wearable Generator Technologies & Solar Fabrics ถือเป็นนวัตกรรมใหม่ที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงวิธีการผลิต และการใช้พลังงานส่วนบุคคลในอนาคต โดยการผสมผสานแฟชั่น กับพลังงานหมุนเวียน Fusing Fashion with Renewable Energy อย่างลงตัว และยั่งยืน ..

ทั้งนี้ อนาคตของเทคโนโลยีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสวมใส่ และผืนผ้าพลังงานแสงอาทิตย์ Future of Wearable Generator Technologies & Solar Fabrics เกี่ยวข้องกับการผสานรวมเข้ากับเสื้อผ้า เครื่องแต่งกาย และเครื่องประดับอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ก่อให้เกิดระบบอัจฉริยะที่ใช้พลังงานได้เอง Creating Self-Powered, Smart Systems สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงการติดตามการออกกำลังกาย Fitness Tracking, การเฝ้าตรวจสุขภาพ Health Monitoring และการสื่อสาร Communication .. นวัตกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบบบางพิเศษ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกแบบยืดหยุ่น Innovations in Ultra-Thin Solar Cells & Flexible Thermoelectric Generators จะช่วยให้การผสานรวมเป็นไปอย่างราบรื่นโดยไม่กระทบต่อความสะดวกสบาย รวมทั้ง คาดหมายว่า พวกมันจะนำไปสู่อนาคตอิสรภาพทางพลังงานส่วนบุคคล Personal Energy Independence ด้วยแหล่งพลังงานที่พึ่งพาตนเอง และมองไม่เห็น Self-Sufficient & Invisible Power Sources สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาส่วนบุคคล Portable Personal Electronics และสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ e-Textiles ให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

……………………………………..

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนโดย…..บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)