นวัตกรรมกังหันลมแกนนอนขนาดเล็กแบบไร้เพลาสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าจากระบบลมระบายอุตสาหกรรม

Abstract

ลมระบายที่ถูกปล่อยทิ้งจากภาคอุตสาหกรรมเป็นแหล่งพลังงานลมที่มีศักยภาพสูงในการผลิตกระแสไฟฟ้า เนื่องจากการไหลของลมสม่ำเสมอ มีความเร็วลมสูง แต่การผลิตกระแสไฟฟ้าจากลมระบายอุตสาหกรรมยังไม่เป็นที่แพร่หลายเนื่องจากพบว่าเกิดผลกระทบเชิงลบต่อประสิทธิภาพของระบบระบายอากาศเมื่อนำกังหันลมแบบดั้งเดิมไปใช้ ผู้วิจัยได้สร้างนวัตกรรมกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาเพื่อแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและสร้างต้นแบบนวัตกรรมกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าจากลมระบายอุตสาหกรรม ศึกษาการยอมรับผลิตภัณฑ์จากมุมมองลูกค้า และประเมินความสามารถในการลงทุนเชิงพาณิชย์

งานวิจัยนี้มี 5 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนแรก ทำการศึกษาทฤษฎี งานวิจัย สิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องเพื่อหาช่องว่างในการวิจัย นำสนอแนวคิดสร้างสรรค์แบบอเนกนัย แล้วเลือกแบบที่มีความเป็นไปได้มาทำม็อคอัพเพื่อพิสูจน์แนวคิด ผลการศึกษาพบว่าต้นแบบกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาสามารถหมุนได้ที่ความเร็วลม 5 เมตรต่อวินาทีขึ้นไป ขั้นตอนที่สอง ทำการออกแบบและสร้างต้นแบบกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลา ศึกษาการไหลของลมระบายผ่านกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาโดยโปรแกรมสร้างแบบจำลองการไหลและการทดสอบจากต้นแบบจริงในห้องปฏิบัติการ ศึกษาผลกระทบต่อระบบลมระบายเมื่อติดตั้งใช้งานและความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าของต้นแบบกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาที่มุมของแกนยึดใบพัดที่ต่างกัน พบว่าในเชิงเทคนิคต้นแบบกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาที่มีมุมของแกนยึดใบพัดตั้งแต่ 105 ถึง 150 องศา สามารถหมุนได้ที่ความเร็วรอบในช่วง 25 ถึง 275 รอบต่อนาที เมื่อความเร็วลมตั้งแต่ 4 เมตรต่อวินาทีขึ้นไป มีศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าและมีความเป็นไปได้ในการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น โดยที่ลมระบายสามารถไหลผ่านกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาสู่ภายนอกได้ โดยไม่ทำให้เกิดผลกระทบเชิงลบต่อประสิทธิภาพการระบายลม ขั้นตอนที่สาม ทำการออกแบบและปรับปรุงต้นแบบสำหรับการทดสอบภาคสนาม พบว่ากังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาสามารถติดตั้งและใช้งานในพื้นที่ที่จำกัดได้ โดยไม่มีผลกระทบเชิงลบต่อระบบลมระบายเช่นเดียวกับผลในห้องปฏิบัติงานและทราบถึงแนวทางในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าสูงขึ้นและมีความคุ้มค่ามากขึ้นในมุมมองของผู้บริโภคต่อไป ขั้นตอนที่สี่ ทำการศึกษาการยอมรับนวัตกรรมด้วยแบบสอบถาม โดยการสำรวจกลุ่มเป้าหมายจำนวน 322 คน พบว่าผู้ประเมินเห็นคุณค่าของนวัตกรรม มีการยอมรับเทคโนโลยีในระดับสูง และมีความสนใจอย่างมากที่จะนำกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาไปใช้งาน ขั้นตอนสุดท้าย จัดทำแผนการนำไปใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ โดยการจัดตั้งธุรกิจแบบสตาร์ทอัพดำเนินการผลิตกังหันลมแกนนอนแบบไร้เพลาสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าจากลมระบายอุตสาหกรรม ใช้เงินทุนเริ่มต้น 100 ล้านบาท จากการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ทางการเงิน ธุรกิจนี้มีความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ โดยมีระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 3.17 ปี อัตราผลการตอบแทนการลงทุนคือ ร้อยละ 16.1 มูลค่าปัจจุบันในการลงทุนเของโครงการนี้เป็นบวก โครงการนี้มีความเป็นไปได้ในการทำธุรกิจ