ชุดกังหันกระแสน้ำผลิตไฟฟ้านวัตกรรมทั่วถึง (Inclusive Innovation of Hydrokinetic Turbine) พัฒนาโดย ผศ.ดร.อุสาห์ บุญบำรุง และคณะนักวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ได้รับรางวัลชนะเลิศ ASEAN Renewable Energy Projects Awards 2020 ด้านพลังงานทดแทน (Renewable Energy Awards) ประเภทพลังงานหมุนเวียน (Special Submission) จากเวที ASEAN Energy Awards 2020 โดยศูนย์พลังงานอาเซียน (ASEAN Centre for Energy: ACE)
ชุดกังหันกระแสน้ำผลิตไฟฟ้า (Hydrokinetic turbine) ออกแบบให้มีพิกัดกำลังไฟฟ้าที่เพียงพอสำหรับการใช้งานของครอบครัวในชนบท ประสิทธิภาพสูงเทียบเท่ากับกังหันนำเข้าจากต่างประเทศ ขณะที่ราคาต่ำกว่า ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความสามารถในการเข้าถึงเทคโนโลยีหรือนวัตกรรมทั่วถึง (Inclusive innovation) รองรับการใช้งานในหลากหลายภูมิประเทศ ครอบคลุมถึงการใช้งานในลำธารและในทะเล
ผศ.ดร.อุสาห์ บุญบำรุง หัวหน้าโครงการ สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มจธ. กล่าวว่า ขั้นตอนการวิจัยเริ่มต้นจากการใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ในการหาขนาดและรูปทรงของใบพัดที่เหมาะสมที่สุด โดยอาศัยหลักการถ่ายโอนพลังงานและแผนภูมิความเร็ว จากนั้นใช้วิธีการคำนวณพลศาสตร์ของไหลช่วยในการจำลอง วิเคราะห์สนามความเร็ว การกระจายความดัน และประสิทธิภาพเชิงกลศาสตร์การไหลของชุดกังหันน้ำ ก่อนสร้างขึ้นรูปด้วยโดยกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ และการหล่อขึ้นรูปด้วยอะลูมิเนียม ติดตั้งทดสอบในห้องปฏิบัติการ และติดติดตั้งทดสอบภาคสนามที่บ้านโป่งลึกบางกลอย จังหวัดเพชรบุรี และอุทยานแห่งชาติตะรุเตา จังหวัดสตูล
ผลการติดตั้งทดสอบชุดกังหันกระแสน้ำขนาดเล็กนวัตกรรมทั่วถึงสำหรับการผลิตไฟฟ้าในชนบทขนาด 500 วัตต์ จำนวน 2 ชุด รวมพิกัดกำลังผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ที่ความเร็วกระแสน้ำ 2 เมตร/วินาที ต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 30,000 บาท/ชุด หรือคิดเป็น 60 บาท/วัตต์ พบว่าอัตราพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากชุดกังหันกระแสน้ำอยู่ที่ 3.52 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งช่วยยกระดับความเป็นอยู่ของชุมชนที่ห่างไกลให้มีไฟฟ้าเพียงพอต่อการทำงานและใช้ชีวิตประจำวัน และเข้าใจประโยชน์การใช้พลังงานทดแทน ซึ่งสามารถลดการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้าประมาณ 2,628 ลิตร/ปี ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากเครื่องปั่นไฟที่ใช้น้ำมันดีเซล 7.212 ตัน/ปี หนึ่งในก๊าซเรือนกระจกสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ผลงานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนแห่งสหประชาชาติ ใน SDG 7 AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY (พลังงานสะอาดที่ทุกคนเข้าถึงได้) อีกตัวอย่างผลงานวิจัยของ มจธ. ที่ตอบโจทย์เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน
ผศ.ดร.อุสาห์ บุญบำรุง หัวหน้าโครงการ สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มจธ. กล่าวว่า ขั้นตอนการวิจัยเริ่มต้นจากการใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ในการหาขนาดและรูปทรงของใบพัดที่เหมาะสมที่สุด โดยอาศัยหลักการถ่ายโอนพลังงานและแผนภูมิความเร็ว จากนั้นใช้วิธีการคำนวณพลศาสตร์ของไหลช่วยในการจำลอง วิเคราะห์สนามความเร็ว การกระจายความดัน และประสิทธิภาพเชิงกลศาสตร์การไหลของชุดกังหันน้ำ ก่อนสร้างขึ้นรูปด้วยโดยกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ และการหล่อขึ้นรูปด้วยอะลูมิเนียม ติดตั้งทดสอบในห้องปฏิบัติการ และติดติดตั้งทดสอบภาคสนามที่บ้านโป่งลึกบางกลอย จังหวัดเพชรบุรี และอุทยานแห่งชาติตะรุเตา จังหวัดสตูล
ผลการติดตั้งทดสอบชุดกังหันกระแสน้ำขนาดเล็กนวัตกรรมทั่วถึงสำหรับการผลิตไฟฟ้าในชนบทขนาด 500 วัตต์ จำนวน 2 ชุด รวมพิกัดกำลังผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ที่ความเร็วกระแสน้ำ 2 เมตร/วินาที ต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 30,000 บาท/ชุด หรือคิดเป็น 60 บาท/วัตต์ พบว่าอัตราพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากชุดกังหันกระแสน้ำอยู่ที่ 3.52 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งช่วยยกระดับความเป็นอยู่ของชุมชนที่ห่างไกลให้มีไฟฟ้าเพียงพอต่อการทำงานและใช้ชีวิตประจำวัน และเข้าใจประโยชน์การใช้พลังงานทดแทน ซึ่งสามารถลดการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้าประมาณ 2,628 ลิตร/ปี ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากเครื่องปั่นไฟที่ใช้น้ำมันดีเซล 7.212 ตัน/ปี หนึ่งในก๊าซเรือนกระจกสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ผลงานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนแห่งสหประชาชาติ ใน SDG 7 AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY (พลังงานสะอาดที่ทุกคนเข้าถึงได้) อีกตัวอย่างผลงานวิจัยของ มจธ. ที่ตอบโจทย์เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน