รถไฟฟ้ามีประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน ดูดีกว่าเครื่องยนต์น้ำมันเชื้อ จริงแค่ไหน

เนื่องจากกระทู้นี้ https://ppantip.com/topic/37251990/comment11-6
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้
ผมสงสัยว่าผมอาจจะเข้าใจผิดว่ารถพลังงานไฟฟ้า ไม่ได้มีประสิทธิภาพแตกต่างจากรถยนต์ปกติในเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงาน จากจุดตั้งต้นที่พลังงานเข้าโรงไฟฟ้า เลยลองหาข้อมูลยาวๆดูว่ามันเป็นยังไง  ถ้าข้อมูลตรงไหนที่ผิดบอกด้วยนะครับ
จากความร้อนตั้งต้น มาเป็น พลังงานกลออกจากมอเตอร์ มีประสิทธิภาพเทียบกับความร้อนตั้งต้น โดยผ่านทาง
Nuclear powerplant   >>  0.33*0.75= 24.75%
Gas turbine              >>  0.40*0.75= 30.00%
Stream turbine         >>  0.50*0.75= 30.00%
Dual Cycle               >>  0.60*0.75= 45.00%
EGAT claim              >>  0.53*0.75= 39.75%  ผ่านเครื่องจักรของการไฟฟ้าบ้านเรา

**ไม่นับเรื่อง loss ในสายส่งนะครับ ไม่มีข้อมุล แต่มันไม่ 100 แน่นอน (loss ในระบบส่งส่งหาข้อมูลไม่เจอแต่น่าจะหาได้จาก พลังงานที่จ่ายออกจากเครื่องจักรโรงไฟฟ้าทุกโรง เทียบกับจำนวน หน่วยไฟฟ้าทุกมิเตอร์ของผู้ใช้ เอามาเทียบกัน ส่วนตอนแปลงจากระบบไฟฟ้าเข้ามาที่แบตประสิทธิภาพน่าจะตามหม้อแปลง switching เคยเห็นราวๆ 90-95%(อาจจะผิดเพราะไม่ได้คลุกคลีกับไฟฟ้าโดยตรง)
**ตัวเลข 70% มาจากทู้ปัญหาผมไม่ได้หาข้อมูล ส่วนตัวเลข 80% มาจากความจำผม จำได้ว่าเคยเปิด catalog ของ induction motor มันอยู่ราวๆนี้ แต่ตัวประสิทธิภาพของ tesla ที่คนชอบพูดถึง ผมหาไม่เจอ
**  nth  ของเครื่องจักรโรงไฟฟ้ามาจากไหน มาจากความจำลางๆอีกเหมือนกันครับ จำได้ราวๆว่า dual สูงสุด 60%

การเปลี่ยนพลังงานของเครื่องยนต์ เปลี่ยนจากความร้อนไปเป็นพลังงานกลเลย ประสิทธิภาพเลยใช้ thermal efficiency nth เลย
เครื่องยนต์ดีเซล      ประสิทธิภาพ ราว  40%    
เครื่องยนต์เบนซิน                      ราว  32%

Ecoboost eff nuclear eff
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้

--ดีเซล หาข้อมูลที่แน่นอนแนวผลการทดลองหรือข้อมูลจากผู้ผลิตไม่เจอสงสัยไม่ค่อยอยากจะพูดเพราะตัวเลขไม่สวย
--เทคโนโลยีของเครื่องเบนซินที่ประสิทธิภาพดีที่สุดปัจจุบันน่าจะเป็น gasoline direct injection พวก ecoboost แต่  ข้อมูลเท่าที่ผ่านตา Mazda เคลมว่า กำลังทำเครื่อง HCCI ไม่รู้เหมือนกันว่ารายละเอียดยังไง ดูเหมือนมันจะมี รอบการทำงานใกล้เคียงกับเครื่องดีเซล แล้วมันจะมีประสิทธิภาพที่เข้าใกล้เครื่องดีเซล เปิดตัวราว 2019
--เครื่องยนต์ดีเซลที่มีประสิทธิภาพดีสุด เคลมไว้ที่ 50-55% เป็นดีเซลเรือเครื่องใหญ่ๆรอบต่ำๆ ข้อมูลจำไม่ได้แล้วครับเจอแต่ cumin เคลมว่ากำลังทำ 55% http://articles.sae.org/14388/

ในความคิดผมเรื่องการเปลี่ยนพลังงาน รถไฟฟ้าถ้ามองในรูปของการเปลี่ยนรูปพลังงานจากความร้อน(Q)ตั้งต้นจนกลายมาเป็นพลังงานกล(W)ที่เพลามอเตอร์ดูดีกว่ารถเครื่องยนต์สันดาบนิดหน่อย โดยผ่านทางเครื่องจักรโรงไฟฟ้าแบบ  Combine cycle แต่ถ้าประสิทธภาพเครื่องจักรโรงไฟฟ้าดีน้อยหน่อย (EGAT) ก็ลดลงมาเหลือพอๆกับเครื่องดีเซล แต่ยังได้เปรียบเครื่องเบนซิน

ต่อไปลองมองในแง่อื่นๆบ้าง สมมุติว่าเอามาใช้งานในประเทศเรา
2017 Model S 100D which is equipped with a 100 kWh (360 MJ) battery pack is 335 miles (540 km) [wiki]    
1 ถังแบตเตอรี่  100 kWh (360 MJ) พลังงานความร้อน(Q)ตั้งต้นที่นำมาผลิตไฟฟ้าที่  nth 53%  360/0.53 =679.245MJ
1 ถังแบตเตอรี่  จะกลายเป็นพลังงานออกเพลาโดยผ่านมอเตอร์ 360*0.75= 270MJ
   ปกติแบตเตอรรี่จะจ่ายไฟออกได้ไม่เต็มตามความจุที่ระบุ ผมเคยเทส Ni-mh จ่ายพลังงานได้ราว 80% ของความจุจากนั้นมันจะจ่ายไฟไม่ออก (แต่ li-ion น่าจะจ่ายได้มากกว่า 80%) ถ้าคิดแบบเข้าข้างขึ้นไปอีกหน่อย พลังงานที่ผ่านมอเตอร์จนได้ระยะ540 km จะกินพลังงานต่ำกว่า ความจุที่ระบุไว้

มุมของรถเชื้อเพลิงบ้าง
ค่าความร้อนเชื้อเพลง[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้

ข้อมูล เชื้อเพลง/ระยะทาง[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้
เอาข้อมูลพลังงานความร้อน(Q)ต่อ ก.ม. มาเทียบกันจากดีไปแย่ (MJ/km)

--tesla มีค่าพลังงานความร้อน/km  ดูดีกว่าดีเซล  ที่แบตจ่ายพลังงานต่ำกว่า 95% ของความจุแบต โดยไม่ได้คำนึงถึงพลังงานที่เสียไปจากโรงไฟฟ้าจนมาเข้าแบต  
--การเทียบตามด้านบน  ทียบกันบนถนนวิ่งผ่านอากาศ Drag Coefficient ของรูปร่างรถมีผลทำให้เปลืองน้ำมัน ต่างจากวัดผ่าานเครื่องวัด   ในเอกสารที่วัด CD ของ tesla จะมีรถคันอื่นๆด้วย จะเห็นว่า ที่ความเร็ว 70mph คันที่ cd 0.28,0.30 เสียแรงม้าไปกับ drag มากกว่า tesla(0.24) ราว 2 แรงม้า (14%)
ข้อมูล Drag coefficient [Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้

ต่อไปลองมองในมุมราคาเชื้อเพลิงที่ต้องจ่ายของฝั่งผู้บริโภคบ้าง
เนื่องจากการไฟฟ้าคิดค่าไฟแบบก้าวหน้า  ผมเลยขอตั้งต้นเป็นการใช้รถต่อเดือนที่  2160 km เดาว่าขับทั่วๆไปน่าจะใกล้เคียงราวๆนี้
-- วิ่ง 2160 km tesla100% ชาร์จ 4ครัง กินไฟ 400 kWh  400หน่วย เป็นเงิน 1,625.29 รวม vat เรียบร้อย
-- Passat วิ่ง 2160 km กินน้ำมันที่ 33.1569 km/liter กินน้ำมัน  65.15 ลิตร ราคาลิตรละ 27.59  เป็นเงิน 1,797.5 บาท
ถ้าเข้าข้างดีเซลบ้าง ราคาน้ำมันที่ขายมัน+ภาษีสารพัดมากกว่าที่เก็บจากไฟฟ้า ผมขอคิดราคาใหม่เป็นราคาต้นทุน+กำไรผู้ขาย+vat ราคาดีเซลจะกลายเป็นลิตรละ  (17.3960+1.6940)*1.07 =20.4263(9 มค 61) คำนวนใหม่เมื่อวิ่งระยะ 2160 โล เสียค่าน้ำมัน 1,330.77 บาท
ราคาพลังงาน[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้

คิดในแบบเดียวกันกับรถทุกแบบที่พูดถึง เมื่อรถวิ่งระยะ 2160 กม ใน 1เดือน
tesla80%    กินไฟ 320 kWh  1277.52 บาท   คิดราคาแบบใช้ไฟหน่วยที่ 401 ขึ้นไป  3084.83-1277.52=1807.31
tesla85%    กินไฟ 340 kWh  1364.45 บาท  คิดราคาแบบใช้ไฟหน่วยที่ 401 ขึ้นไป  1811.55 บาท
tesla90%    กินไฟ 360 kWh  1451.40 บาท  คิดราคาแบบใช้ไฟหน่วยที่ 401 ขึ้นไป  1815.88 บาท
tesla95%    กินไฟ 380 kWh  1538.34 บาท  คิดราคาแบบใช้ไฟหน่วยที่ 401 ขึ้นไป  1820.17 บาท
tesla100%  กินไฟ 400 kWh  1,625.29 บาท  คิดราคาแบบใช้ไฟหน่วยที่ 401 ขึ้นไป  1824.43 บาท
Passat        กินน้ำมัน  65.15 ลิตร เป็นเงิน  1,797.5 บาท   คิดแบบตัดภาษี  1,330.77 บาท
D-max        กินน้ำมัน  88.59 ลิตร เป็นเงิน   2,444.2 บาท  คิดแบบตัดภาษี  1,809.56 บาท
Focus         กินน้ำมัน(91) 80.64 ลิตร เป็นเงิน  2,232.1บาท คิดแบบตัดภาษี 1,625.1บาท
Mazda3      กินน้ำมัน(91) 91.70 ลิตร เป็นเงิน  2,538.45 บาท คิดแบบตัดภาษี 1,847.46 บาท

จากข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธภาพการเปลี่ยนพลังงาน จนมาถึงข้อมูลการวิ่งใช้งาน ในมุมมองของผม
-ถ้ามองในเรื่องราคาของพลังงานที่จ่ายเทียบกับระยะทางที่ได้ ดูแล้วมันก็พอๆกับเครื่องดีเซลแบบประหยัด อาจจะด้อยกว่าเพราะข้อมูลของรถไฟฟ้า ที่ผมหาไม่ชัดเจนในบางจุด เลยตีความเข้าข้างไป อย่างเรื่อง loss จากโรงไฟฟ้าจนมาเข้าที่แบต กับเรื่องค่าพลังงานที่แบตเก็บและจ่ายจริงๆ
- รถไฟฟ้ามีความได้เปรียบเรื่องราคาพลังงานตรงภาษีที่เก็บจากน้ำมัน ถ้าเก็บแบบแฟร์พอๆ กับไฟฟ้า ไฟฟ้าจะดูแย่ลงไปอีก
-เวลาที่พูดถึงข้อดีของรถไฟฟ้าจะชอบพูดถึงประสิทธิภาพ n  การเปลี่ยนพลังงานของมอเตอร์จากไฟฟ้า(We)เป็นพลังงานกล (W) แล้วเอาไปเทียบกับประสิทธิภาพการเปลียนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล nth   ตัวเลขมันเลยดู ว้าว แต่ไม่ยอมบอกกลับไปถึงว่าไฟฟ้าตั้งต้นกมาจากพลังงานความร้อนเหมือนกัน
-เวลาพูดถึงค่าไฟผมเดาว่าอาจจะพูดถึงแบบไม่นับรวมว่าต้องใช้ไฟเพิ่มขึ้นไปจากที่ปกติในบ้านใช้เลยทำตัวเลขค่าไฟดูน้อย
-tesla ทำตัวเลข ระยะทาง ต่อพลังงานที่ใช้ได้ดีเพราะ ทำค่า CD ของตัวรถให้ต่ำ กว่าชาวบ้าน มากกว่าเกี่ยวข้องกับระบบพลังงานของตัวรถ
-ตามข้อมูลด้านบนทั้งหมด ไม่ได้คิดเรื่องการดึงพลังงานกลับของรถไฟฟ้า ถ้ามีกรดึงพลังงานกลับจากการเบรคบ่อย คงทำตัวเลขให้ดูดีขึ้นไปอีก
-ถ้าคำนวนต้นทุนของพลังงานตั้งต้นโรงไฟฟ้า อาจจะดูคุ้มค่าเรื่องพลังงานความร้อนที่ราคาถูกกว่า เพราะโรงไฟฟ้ามาจากความร้อนได้หลายแบบ
-ถ้าคนใช้เยอะแล้วค่าไฟเก็บเหมือนเดิม คนผลิตไฟฟ้าน่าจะได้ผลประโยชน์เยอะ ตามเหตุการ์ณในบ้านเรา ก็น่าจะเป็น หาเรื่องสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ได้ง่ายขึ้น สร้างใหม่ก็สามารถเลือกได้ว่า เอาโรงไฟฟ้าแบบไหน ก็คงเลือกที่ต้นทุนถูกหน่อย
  ****ผมไม่ได้มีความชำนาญโดยตรงข้อมูลอาจผิดพลาดได้  ขอบคุณที่ทนอ่านจนจบครับเลย 7 บรรทัดมาเยอะ****
แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่