“กังหันน้ำคีรีวง” จากไอเดียชาวบ้านสู่ผลงานระดับมหา'ลัย

อุปกรณ์ทรงโค้งติดมอเตอร์ และต่อท่อน้ำมากมาย ดูคล้ายเครื่องปั๊มน้ำ แต่ความจริงแล้วคือเครื่องปั่นกระแสไฟฟ้าที่ใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำจากยอดเขาหลวง ผลงานที่มีไอเดียเริ่มต้นจากชาวบ้านคีรีวง และพัฒนาต่อโดยอาจารย์มหาวิทยาลัย

หนึ่งในอาชีพของชาวบ้านคีรีวง ใน จ.นครศรีธรรมราช*(แก้ไข) คือการทำ “สวนสมรม” หรือสวนผลไม้ผสมผสานในป่า และสร้าง “ขนำ” ซึ่งเป็นที่พักในสวนสำหรับดูแลผลผลิต แต่พื้นที่สวนอยู่ห่างจากหมู่บ้าน จึงมีความต้องการสาธารณูปโภคสำหรับชีวิตประจำวัน

เดิมชาวบ้านใช้ตะเกียง น้ำมันก๊าด หรือเครื่องปั่นกระแสไฟฟ้า เพื่อให้แสงสว่างและสร้างพลังงานสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้า แต่วิธีการดังกล่าวได้สร้างมลพิษให้แก่หมู่บ้านที่ถูกโอบล้อมด้วยเทือกเขาหลวงทั้งสี่ด้าน และได้ชื่อว่าเป็นหมู่บ้านที่มีอากาศบริสุทธิ์ที่สุดในเมืองไทย

จากความต้องการพลังงานและปัญหามลพิษดังกล่าว บวกกับความรู้สึกเสียดายน้ำที่ไหลจากยอดเขาลงแม่น้ำโดยไม่เกิดประโยชน์ ส่อง บุญเฉลย ชาวบ้านคีรีวง จึงคิดแก้ปัญหาด้วยการนำหลักการทำงานของเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าพลังงานน้ำของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต (กฟผ.) มาประยุกต์ใช้กับแหล่งน้ำจากเทือกเขาหลวง ที่มีลำธารน้ำไหลตลอดทั้งปี

ด้วยความรู้แบบครูพักลักจำ และผสานภูมิปัญญาชาวบ้าน ส่องได้ใช้แกนล้อจักรยานแทนซี่กังหัน และกระป๋องนมแทนใบพัด สร้างเป็นกังหันที่รับแรงหมุนจากกระแสน้ำ แล้วต่อเข้ากับมอเตอร์หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่รอบการหมุนของกันหันไม่สอดคล้องกับรอบการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จึงต้องเพิ่มสายพานเพื่อทำให้รอบการหมุนสอดคล้องกัน

ทว่า ปัญหายังไม่จบเพราะประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานต่ำเพียง 8-15% และแรงดันไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่คงที่ จึงไม่สามารถใช้งานกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้าสูงๆ ได้ ทำให้การใช้งานอยู่ในวงแคบๆ และไม่ขยายไปสู่ชาวบ้านส่วนใหญ่

เมื่อทางมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ทราบปัญหาดังกล่าวจากการประสานงานโดยมหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ จึงได้ส่งนักวิจัยมาร่วมพัฒนากังหันน้ำของชาวคีรีวง จนสามารถพัฒนากังหันน้ำที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานเพิ่มขึ้นเป็น 50%

ดร.อุสาห์ บุญบำรุง นักวิจัยสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มจธ.กล่าวว่า ได้เข้ามาศึกษาวิจัยกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมาก หรือกังหันน้ำที่ให้กำลังการผลิตไม่เกิน 10 กิโลวัตต์ ร่วมกับชาวบ้านในชุมชน พัฒนากังหันน้ำเป็นเวลาเกือบ 10 ปี

ทีมวิจัย มจธ.ได้เปลี่ยนรูปทรงใบพัดของกังหันเป็นใบพัดแบบเพลตัน และสร้างระบบต่อตรงจากท่อรับน้ำ ทำให้ไม่ต้องใช้สายพาน และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องพึ่งแบตเตอรี่ เนื่องจากมีกระแสน้ำไหลจากยอดเขาลงมาตลอดทั้งปี

ผลของการติดตั้งกังหันน้ำในขนำของชาวสวนสมรม ทำให้ชาวมีกระแสไฟฟ้าใช้ในการหุงข้าว เปิดพัดลม ให้แสงสว่างและดูรายการโทรทัศน์ รวมถึงใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อประโยชน์อื่นๆ ระหว่างการดูแลผลผลิตในสวนได้ โดยไม่ต้องใช้พลังงานที่ก่อให้เกิดมลพิษ

กังหันน้ำที่พัฒนาขึ้นมามี 2 รุ่น คือ รุ่นที่ได้กำลังไฟฟ้า 200 วัตต์ ซึ่งใช้ท่อรับน้ำขนาด 1 นิ้ว โดยติดตั้งให้ชาวบ้าน 5 เครื่อง และรุ่นที่ได้กำลังไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ซึ่งใช้ท่อรับน้ำขนาด 2 นิ้ว และติดตั้งให้ชาวบ้าน 20 เครื่อง ซึ่ง ดร.อุสาห์กล่าวว่า กำลังไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงตามระดับความต่างของน้ำจากต้นน้ำถึงจุดติดตั้งกังหันน้ำ และอัตราการไหลของน้ำ

“สิ่งที่ทีมวิจัยต้องคำนึงในการออกแบบกังหันน้ำคือ ต้องสามารถใช้กับระบบท่อส่งน้ำที่ใช้ภายในสวนของชาวบ้านได้ เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนท่อส่งน้ำนั้นแพงกว่ากังหันน้ำ โดยปัจจุบันมีต้นทุนสำหรับกังหันรุ่น 1 กิโลวัตต์อยู่ที่ 30,000 บาท และรุ่น 400 วัตต์ อยู่ที่ 16,000 บาท ซึ่งถูกกว่ากังหันน้ำนำเข้าจากต่างประเทศที่มีประสิทธิภาพเท่ากัน 3 เท่า” ดร.อุสาห์กล่าว

นอกจากนี้ทีมวิจัยยังได้ทุนสนับสนุนจากสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) พัฒนากังหันน้ำให้มีราคาถูกกว่าน้ำเข้าจากต่างประเทศประมาณ 6 เท่า โดยมีห้องปฏิบัติการวิจัยบูรณาการระบบพลังงานสะอาด มีแผนหล่อและขึ้นรูปชุดกังหันเพลตันทั้งชุด แทนการหล่อใบพัดทีละใบแล้วนำมาประกอบ ซึ่งการหล่อทั้งชุดจะทำให้ได้ต้นทุนที่ถูกลง

พร้อมกันนี้ ทางสำนักนโยบายและยุทธศาสตร์ สำนักงานปลัดกระทรวงพลังงาน ได้สนับสนุนงบประมาณในการติดตั้ง “ชุดกังหันน้ำคีรีวง” จำนวน 30 เครื่อง ซึ่งเป็นโครงการสนับสนุนค่าใช้จ่ายในการติดตั้งกังหันน้ำครึ่งหนึ่งของค่าใช้จ่ายทั้งหมด และทาง มจธ.ยังมีแผนในการขยายการใช้ประโยชน์กังหันน้ำ โดยเริ่มทดสอบที่อุทยานแห่งชาติตะรุเตาเป็นแห่งถัดไปต่อจากหมู่บ้านคีรีวง

ผลงาน “กังหันน้ำคีรีวง” จึงนับเป็นการพัฒนางานวิจัยที่มีโจทย์เริ่มมาจากความต้องการของผู้ใช้อย่างแท้จริง และพัฒนาต่อยอดด้วยหลักทางวิชาการ สู่ผลงานที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น

***

ผู้สนใจกังหันน้ำคีรีวง ติดต่อ
วิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวง เลขที่ 59 ม.9 หมู่บ้านขุนคีรี ต.กำโลน อ.ลานสกา จ.นครศรีธรรมราช 80230 โทร.089-9908-6427, suansomrom@hotmail.com

หรือ ห้องปฏิบัติการวิจัยบูรณาการระบบพลังงานสะอาด สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) , http://www.cesi.kmutt.ac.th