นวัตกรรมการผลิตไฟฟ้าจากท่อมอเตอร์เกลียวน้ำแบบทุ่นลอยตามแนวแม่น้ำโขง

วิศวกรรมศาสตร์ - พลังงาน

แม่น้ำโขงเป็นหนึ่งในแม่น้ำสายสำคัญของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยมีต้นน้ำจากที่ราบสูงทิเบตของจีน ไหลผ่านประเทศต่าง ๆ รวมถึงประเทศไทย โดยเฉพาะในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ หนึ่งในจังหวัดสำคัญที่แม่น้ำโขงไหลผ่าน คือ จังหวัดนครพนม ซึ่งตั้งอยู่ทางฝั่งขวาของแม่น้ำตรงข้ามกับแขวงคำม่วน สปป.ลาว ลักษณะของกระแสน้ำในแม่น้ำโขงมีความซับซ้อนมากกว่าการไหลของแม่น้ำทั่วไป เพราะเกี่ยวข้องกับทั้งภูมิประเทศ ความลาดชันของลำน้ำ ปริมาณน้ำฝน การควบคุมจากเขื่อนต้นน้ำ ตลอดจนลักษณะของลุ่มน้ำสาขาที่ไหลบรรจบลงในแม่น้ำโขง (kikuji, 2010) แม่น้ำโขงมีการไหลของกระแสน้ำตลอดทั้งปี มีลักษณะตามฤดูกาล โดยแบ่งเป็น 2 ช่วงหลัก ได้แก่ ฤดูน้ำหลาก ซึ่งเกิดช่วงเดือนมิถุนายนถึงพฤศจิกายนโดยมีปริมาณน้ำมากอัตราการไหลของกระแสน้ำที่มีความเร็วสูงอาจมากกว่า 15,000 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ซึ่งเป็นพลังงานศักย์ในปริมาณมหาศาล น้ำมีการเคลื่อนที่ปั่นป่วน และเชี่ยวกราก ซึ่งเกิดจากฝนที่ตกหนักในลุ่มน้ำและต้นน้ำ ร่วมถึงการปล่อยน้ำจากเขื่อนขนาดใหญ่ที่อยู่ตอนบนของลุ่มแม่น้ำ เช่น เขื่อนไซยะบุรีในลาว และเขื่อนจิ่งหงในจีน ทำให้การไหลของน้ำ ในช่วงนี้มีพลังงานสูง ในฤดูน้ำแล้งซึ่งเกิดช่วงเดือนธันวาคมถึงพฤษภาคม อัตราการไหลของน้ำมีลักษณะความเร็วต่ำ เนื่องจากปริมาณน้ำน้อยลงส่งผลต่อพลังงานของกระแสน้ำที่ลดลง ในบางปีการลดลงของน้ำมีปริมาณมาก ส่งผลให้เห็นท้องแม่น้ำสันตลอดจนช่วงดอนทราย ทั้งนี้ลักษณะการไหลในแม่น้ำโขง พบลักษณะการไหลที่พิเศษ คือ ลักษณะน้ำไหลย้อนกลับ หรือปรากฏการณ์ที่เรียกว่า แบ็ควอเตอร์ (Backwater effect) ซึ่งเกิดเมื่อแม่น้ำโขงมีระดับน้ำสูงกว่าลำน้ำสาขา เช่น ลำน้ำสงครามหรือห้วยอูน ส่งผลน้ำจากลำห้วยเหล่านี้ไม่สามารถไหลลงแม่น้ำโขงได้ จากการศึกษาพบว่า การไหลของกระแสน้ำโขงไม่เพียงขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง หรือ ความลาดชันของพื้นที่เพียงอย่างเดียว แต่ยังมีปัจจัยอื่นที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ความขรุขระของท้องน้ำ ปริมาณตะกอน การแทรกแซงของโครงสร้างทางน้ำ เช่น เขื่อนและฝาย ตลอดจนลักษณะการใช้น้ำของมนุษย์ แม่น้ำโขงในจังหวัดนครพนมจึงมีลักษณะการไหลที่ซับซ้อน เป็นพลวัต และเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งปี (Akarath Soukhaphon, 2021), (สถาบันสารสนเทคทรัพยากรน้ำและเกษตร, 2012) ปัจจุบันการพัฒนากังหันน้ำในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อสามารถสร้างพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้กระแสน้ำที่ไหล โดยกังหันน้ำที่ได้รับความสนใจในปัจจุบันนั้นเป็นกังหันในรูปแบบสกรูของอาร์คิมิดีสที่สามารถลดการการเสียชีวิตของปลาในระบบนิเวศได้นั้น พร้อมความสามารถในด้านการใช้เปลี่ยนพลังงานจลน์ของน้ำเป็นพลังงานกลเพื่อผลิตไฟฟ้าได้ระหว่างใบพัดนั้นมีโครงสร้างลักษณะคล้ายสกรูเกลียวซึ่งสามารถประยุกต์ใช้ได้ทุกลักษณะการไหลของน้ำได้ (Robin Thakur, 2024) (M. Zamani, 2023) ดังนั้น ด้วยพฤติกรรมการไหลของแม่น้ำโขง ผู้วิจัยจึงได้นำแนวคิดในการผลิตนวัตกรรมที่สามารถผลิต กระแสไฟฟ้า โดยเปลี่ยนพลังงานจลน์ของการไหลของแม่น้ำโขงหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ติดตั้งบนโครงสร้างลอยน้ำ ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งนวัตกรรมนี้สามารถเคลื่อนย้าย ปรับใช้ และติดตั้งได้ในหลายพื้นที่ของลำน้ำโขงซึ่งสามารถนำไปใช้ในระดับชุมชนได้อย่างคุ้มค่าและยั่งยืน

หัวหน้าโครงการ

ระบุผู้ร่วมโครงการภายใน

 

ระบุผู้ร่วมโครงการภายนอก

3000

2568

innofile-1756999592-1756999592.pdf