Performance Improvement of Kiriwong Hydro Turbine Set for Rural Electrification

แม้ว่าเทคโนโลยีกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กในปัจจุบันจะมีราคาต่อหน่วยพลังงานต่ำสุดในกลุ่มพลังงานหมุนเวียนด้วยกัน แต่สำหรับประเทศไทยการนำเข้าเทคโนโลยีกังหันน้ำจากต่างประเทศเพื่อการผลิตไฟฟ้าจะมีค่าใช้จ่ายสูงถึง 8-9 หมื่นบาทต่อกิโลวัตต์ ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีบริษัทผู้ผลิตกังหันน้ำขนาดเล็กในประเทศ การใช้งานกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องนำเข้าเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว ส่งผลให้สถานภาพการใช้ระบบพลังน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมากในช่วงที่ผ่านมาจึงไม่มีการขยายออกไปสู่วงกว้าง มีการใช้งานในวงแคบๆ เฉพาะกลุ่มที่สนใจจริงๆ เท่านั้น ในปี พ.ศ. 2552 คณะนักวิจัยจึงได้ร่วมมือกับชาวบ้านคีรีวงในการออกแบบ สร้าง ติดตั้ง กังหันน้ำเพื่อใช้งานในสถานที่ที่มีระยะเฮดสูง ซึ่งเป็นชุดกังหันน้ำเพลตัน ขนาด 1 กิโลวัตต์ และถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับกลุ่ม “กังหันน้ำคีรีวง” จังหวัดนครศรีธรรมราช จนถึงปัจจุบันมีการพัฒนาชุดกังหันน้ำคีรีวงในพื้นที่รวมแล้วกว่า 140 ระบบ รวมกำลังการผลิตกว่า 91 กิโลวัตต์ อย่างไรก็ตามการส่งเสริมการติดตั้งชุดกังหันน้ำในช่วงที่ผ่านมาอาศัยการสนับสนุนงบประมาณจากภาครัฐบางส่วน เนื่องจากราคาต้นทุนที่ส่งเสริมที่จำหน่ายผ่านวิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวงยังสูงกว่าความสามารถในการจ่ายของชาวบ้าน (Ability to Pay) ประกอบกับข้อจำกัดของท่อส่งน้ำเดิมของชาวบ้านที่มีขนาดเล็ก ทำให้กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่ำกว่าความต้องการพลังงานขั้นพื้นฐานสำหรับการใช้งานในชนบท ส่งผลให้การขยายผลจากการดำเนินโครงการวิจัยข้างต้น ยังไม่สามารถดำเนินการได้ครอบคลุมทุกพื้นที่ คณะผู้วิจัยและวิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวงจึงมีแนวคิดในการปรับปรุงสมรรถนะชุดกังหันน้ำไฟฟ้าแบบเพลตันในปัจจุบันให้มีสมรรถนะสูงขึ้น โดยอาศัยการพัฒนาใน 3 เทคโนโลยีหลัก คือ เทคโนโลยีในการออกแบบใบพัดกังหันน้ำที่เหมาะที่สุดที่สภาวะการทำงานต่าง ๆ เทคโนโลยีหัวฉีด เพื่อหาจำนวน ขนาด และตำแหน่งหัวฉีดที่เหมาะสมที่สุด และเทคโนโลยีการควบคุม เพื่อควบคุมให้ชุดกังหันน้ำทำงานที่สภาวะกำลังไฟฟ้าสูงสุดตลอดเวลา โดยอาศัยอัลกอริทึมการหาค่าเหมาะที่สุดทางคณิตศาสตร์ ร่วมกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ที่จะก่อให้เกิดต้นแบบชุดกังหันน้ำคีรีวงขนาด 2 กิโลวัตต์ ที่อัตราการไหล 3 ลิตร/วินาที ระยะเฮด 100 เมตร ประสิทธิภาพ 70 เปอร์เซ็นต์ ต้นทุนการผลิต 10 บาท/วัตต์ พร้อมดำเนินการถ่ายทอดเทคโนโลยีกังหันน้ำขนาดเล็กมากนวัตกรรมทั่วถึงร่วมกับวิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวง ผ่านการติดตั้งทดสอบที่บ้านคีรีวง จังหวัดนครศรีธรรมราช เพื่อเพิ่มช่องทางในการรับรู้ข่าวสารและการเข้าถึงเทคโนโลยีกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งเป็นการเพิ่มความสามารถในการเข้าถึงนวัตกรรมกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กในประเทศ (Inclusive innovation) ส่งผลให้เกิดความตื่นตัวและกระแสการใช้พลังงานสะอาดภายในประเทศเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถส่งเสริมให้เกิดการใช้งานเพิ่มขึ้นในชุมชนใกล้เคียงที่มีลักษณะภูมิประเทศใกล้เคียงกัน อันส่งผลต่อเศรษฐกิจชุมชนที่เป็นเศรษฐกิจรากฐานของประเทศดีขึ้นและยังส่งผลให้เกิดการลดการใช้น้ำมันและเชื้อเพลิงในรูปแบบในปัจจุบัน ซึ่งจะช่วยลดปัญหาการนำเข้าน้ำมันและปริมาณสำรองพลังงานที่เป็นปัญหาด้านพลังงานที่สำคัญของประเทศ