การออกแบบและสร้างขั้นบันไดเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าจากการเดินด้วยกลไกสไลเดอร์แครงค์

บทคัดย่อ

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างระบบขั้นบันไดสำหรับเก็บเกี่ยวพลังงานไฟฟ้าจากการเดินในชีวิตประจำวัน ซึ่งใช้กลไกสไลเดอร์แครงค์ร่วมกับเฟืองบายศรีและการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบถูกออกแบบให้ยุบตัวได้ 1.8 เซนติเมตร เพื่อไม่รบกวนการทรงตัวของผู้ใช้งาน และสามารถถ่ายทอดแรงเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบแบ่งเป็นสองส่วน ได้แก่ การทดสอบในห้องปฏิบัติการ และการติดตั้ง  ใช้งานจริงกับขั้นบันไดจำนวน 4 ขั้น ผลการทดสอบในช่วงเวลา 10.00–14.00 น. เป็นระยะเวลา 7 วัน พบว่าระบบสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เฉลี่ย 628.89 จูลต่อวัน จากจำนวนการเหยียบเฉลี่ย 141.43 ครั้ง โดยมีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย 3.70 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าเฉลี่ย 0.30 แอมแปร์ ผลการวิเคราะห์เพิ่มเติมพบว่าน้ำหนักของผู้ใช้งานมีผลต่อพลังงานที่ผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ และเมื่อคำนวณพลังงานกลที่เข้าสู่ระบบ โดยคำนึงถึงแรงกระแทกจากการเดินจริง พบว่าระบบมีประสิทธิภาพเฉลี่ยร้อยละ 31.3 ซึ่งสูงกว่าเทคโนโลยีอื่น เช่น แผ่นเพียโซอิเล็กทริกที่มีประสิทธิภาพประมาณร้อยละ  10–15 และรีเวอร์สอิเล็กโทรเว็ตติ้งที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าร้อยละ 25 นอกจากนี้ ระบบยังสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ทั้งในจังหวะเหยียบลงและจังหวะคืนตัวของสปริง ช่วยเพิ่มโอกาสในการเก็บเกี่ยวพลังงานได้มากขึ้น สรุปผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าระบบนี้มีความเป็นไปได้ในการนำไปติดตั้งในอาคารเรียน สถานีขนส่ง หรือพื้นที่ที่มีการใช้งานบันไดอย่างต่อเนื่อง เพื่อผลิตพลังงานสำหรับระบบไฟส่องสว่างหรืออุปกรณ์ IoT รวมถึงสามารถพัฒนาเป็นระบบโมดูลาร์เพื่อรองรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายได้อย่างยั่งยืน