พลังงานสะอาด...พลังงานลม ทางเลือกใหม่ในการผลิตกระแสไฟฟ้า “กังหันลมแบบใบหมุนสวนทาง”


 

กระแสพลังงานสะอาด แทรนด์พลังงานของโลกยุคใหม่ สำหรับประเทศไทยนอกจากพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว มีพลังงานลมเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจ เป็นพลังงานธรรมชาติที่สะอาดและบริสุทธิ์ จึงทำให้พลังงานลมได้รับความสนใจในการศึกษาและพัฒนาให้เกิดประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง

ดร.นรินทร์ บุญตานนท์ ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีด้านนวตกรรมเพื่อสิ่งแวดล้อม คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งได้คิดค้น “กังหันลมแบบใบหมุนสวนทาง” เพื่อเป็นอีกทางเลือกในการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานลม ดร.นรินทร์ พร้อมทีมงานใช้เวลาถึง 5 ปี ปัจจุบัน โดยทั่วไปแล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำงานโดยการเคลื่อนที่ตัดกันของสนามแม่เหล็กกับขดลวด ซึ่งการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะให้ส่วนไหนเคลื่อนที่ก็ได้เพื่อให้เกิดการตัดกันแล้วเหนี่ยวนำให้เกิดเป็นกระแสไฟฟ้า โดยการจะได้ไฟฟ้ามากน้อยแค่ไหนขึ้นอยู่กับความเร็วในการเคลื่อนที่ตัดกัน ทั้งนี้หากนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้ไปใช้กับแหล่งพลังงานที่เราควบคุมความเร็วหรือกำลังได้ก็จะได้ไฟฟ้าตามที่เราต้องการ แต่ในทางตรงข้ามหากนำไปใช้กับแหล่งพลังงานทดแทน เช่น พลังงานลม ที่เราไม่สามารถควบคุมความเร็วของลมได้ กำลังไฟฟ้าที่ออกมาก็จะขึ้นกับพลังงานลมที่จะทำให้เกิดการหมุนตัดกัน ซึ่งก็จะได้อย่างจำกัดในสภาวะแวดล้อมของบ้านเรา

ทั้งนี้หากเราคิดนอกกรอบ หากเราทำให้อุปกรณ์ทั้งสองส่วนที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าเกิดการเคลื่อนที่ในทิศทางตรงข้าม การเคลื่อนที่ตัดกันก็จะเกิดได้เร็วขึ้นกว่าแบบเดิม แต่ก็ยังใช้แรงลมเท่าเดิม โดยการเพิ่มใบพัดกับอุปกรณ์แต่ละส่วนแล้วบังคับให้เคลื่อนที่ตรงข้ามกันโดยการเปลี่ยนองศาของใบ ดังนั้นการแก้ปัญหาแบบนี้ก็เปรียบเสมือนเราทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดิมหมุนเร็วขึ้นโดยเร่งความเร็วของลม แต่ในความเป็นจริงเราบังคับให้ลมเร็วขึ้นไม่ได้ ผลที่ได้คือเราสามารถทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเดิม แรงลมเท่าเดิม มีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นกว่าเดิมมาก สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับแหล่งพลังงานต่างๆได้มากมาย เพื่อลดการใช้ทรัพยากร หรือเป็นการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าที่สุด

ในปัจจุบันมีการพัฒนากังหันลม 2 ขนาด คือ ขนาดเล็กติดตั้งตามอาคารบ้านเรือน ซึ่งเราจะเอาไว้หลังพัดลมแอร์ เมื่อพัดลมแอร์ด้านนอกมีการเคลื่อนไหวพัดเอาลมออกมากังหันลมตัวนี้ก็จะทำหน้าที่เก็บพลังงานไฟฟ้า และผู้ใช้สามารถนำไฟฟ้าที่ได้จากพลังงานลมไปใช้ได้ทันที เช่น ตอนกลางคืนสามารถปรับมาเป็นไฟให้แสงสว่างไฟฟ้าได้เลยตามริมรั้ว และกังหันลมขนาดใหญ่ ใช้สำหรับพัดลมในฟาร์มเกษตร ซึ่งจะเห็นว่าโดยทั่วไปมีการเปิดพัดลมตัวใหญ่มากมาย และเปิดตลอด 24 ชั่วโมง เราสามารถนำกังหันลมตัวนี้ไปติดข้างนอกด้านที่เป่าลมทิ้งออกมาแล้วนำมาสร้างพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 600 วัตต์ต่อชั่วโมง

ผลงานดังกล่าวได้มีการนำร่องติดตั้ง กังหันลมผลิตไฟฟ้าแบบใบพัดสวนทางขนาด 50 นิ้ว จำนวน 2 เครื่องที่ฟาร์มหมู จังหวัดราชบุรี เพื่อทดสอบประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าของกังหันลมขนาดใหญ่นี้ ผลปรากฎว่า กังหันลม 1 เครื่อง สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้สูงถึง 400 วัตต์ นั่นเท่ากับสามารถใช้เปิดไฟฟลูออนเรนไซนต์ 40 วัตต์ได้ 10 ดวง นาน 1 ชั่วโมง และผลงานดังกล่าวได้จดสิทธิบัตรชิ้นงานในชื่อของมหาวิทยาลัยมหิดล มีผลงานการันตีมากมาย เช่น เหรียญเงินด้าน Inventions ที่กรุงเจนีวา ประเทศสวิตเชอร์แลนด์ รางวัล Special Awards จากประเทศจีนและกาตาร์ เป็นต้น

นับเป็นสิ่งประดิษฐ์คิดค้นชิ้นหนึ่งที่สามารถนำมาปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้ขอเพียงผู้ใช้ปริมาณลมคงที่ กังหันลมตัวนี้ก็จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตรงกับความต้องการพลังงานสะอาดในยุคสมัยนี้อย่างแน่นอ