กังหันลมทรงพีระมิด อนาคตใหม่พลังงานลม ประโยชน์ล้ำ นำไปทดสอบใช้งานจริงแล้ว

บริษัท ที โอเมก้า วินด์ (T-Omega Wind) จากสหรัฐอเมริกา ก่อตั้งเมื่อปี 2017 และเป็นหนึ่งในบริษัทที่มีจุดประสงค์ในการออกแบบกังหันลมเพื่อสนับสนุนการใช้พลังงานสะอาด แต่จุดเด่นของทีโอเมก้าวินด์คือกังหันลมที่บริษัทออกแบบมีลักษณะเป็นพีระมิด ซึ่งหลังจากที่บริษัทได้ทดสอบการติดตั้งกังหันลมทรงพีระมิดกับคลื่นจำลองในแทงค์น้ำไปเมื่อเดือนกันยายนปี 2022 ล่าสุดก็ได้สร้างโมเดลต้นแบบออกมาเพื่อทดสอบใช้จริงแล้ว

ที่มารูปภาพ T-Omegawind

ทั้งนี้กังหันลมทั่วไปและรูปแบบที่เราเห็นบ่อย ๆ มักจะมีเสาขนาดใหญ่ตั้งตรงเพียงต้นเดียว นั่นแปลว่าเสาต้นเดียวนี้ต้องแข็งแรงมาก ๆ และตามมาด้วยปัญหาต้นทุนสูงของวัสดุที่ใช้ ด้านการขนส่ง ค่าติดตั้ง และค่าบำรุงรักษา ซึ่งก็สอดคล้องกับความเป็นจริงที่ว่า กังหันพลังงานลมต้องสร้างให้มีขนาดใหญ่เพื่อให้สามารถสร้างพลังงานได้เยอะขึ้น ดังนั้นหากสามารถกระจายน้ำหนักไปในหลาย ๆ เสา มันจะแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้

รูปแบบกังหันลมทรงพีระมิดของบริษัททีโอเมก้าวินด์ จะแตกต่างจากกังหันลมทั่วไปที่กังหันจะหันไปด้านใดด้านหนึ่งแล้วอีกด้านเป็นเสาตั้ง แต่กังหันลมของทีโอเมก้าวินด์ตัวกังหันลมจะอยู่ตรงกลาง ปลายคานทั้งสองด้านของเพลาจะเชื่อมกับเสาแนวทแยง 4 เสา ที่ฐานของเสาก็จะมีฐานลอยรองรับซึ่งจะยึดกับพื้นทะเล โดยที่มีความหย่อนเล็กน้อย นั่นทำให้ตัวกังหันลมสามารถหมุนทิศทางเพื่อตอบสนองกับการเปลี่ยนทิศทางลมได้ ทำให้กังหันลมหมุนได้อย่างมีประสิทธิภาพสม่ำเสมอ

นอกจากทำให้กังหันลมหมุนได้มีประสิทธิภาพมากขึ้นแล้ว มันก็มีประโยชน์ด้านอื่นอีกด้วย คือต้นทุนล่วงหน้าจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากลดการใช้วัสดุลง การผลิตและการปรับใช้ก็ง่ายดายกว่าการตั้งกังหันลมแบบเสาเดี่ยวตั้งตรง อีกทั้งยังออกแบบมาให้สามารถปลดตะขอออกได้ นั่นหมายถึงหากมันเกิดการเสียหาย ก็สามารถปลดตะขอแล้วลากกลับไปซ่อมบำรุงบนบก ไม่จำเป็นต้องพาช่างมาที่ตำแหน่งติดตั้งรวมถึงเครนยกคนขึ้นไปซ่อมกลางทะเล

ที่มารูปภาพ T-Omegawind

เมื่อเดือนกันยายนปี 2022 บริษัทเคยชี้แจงว่าตั้งเป้าที่จะให้กังหันลมนี้มีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าตลอดอายุการใช้งาน (Levelized Cost of Energy หรือ LCoE) อยู่ที่ประมาณ 50 ดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 1,760 บาท) ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ซึ่งก็เป็นต้นทุนที่ดีที่สุดที่กังหันลมแบบเสาตั้งคงที่ทำได้ในปัจจุบัน

กังหันลมตัวเต็มที่บริษัทวางแผนไว้จะเป็นกังหันผลิตไฟฟ้าขนาด 10 เมกะวัตต์ โรเตอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 180 เมตร ใบพัดปรับระดับได้ ส่วนพีระมิดจะมีความสูง 119 เมตร ความกว้างฐานพีระมิดยาวด้านละ 70 เมตร น้ำหนักรวมประมาณ 1,200 - 1,800 เมตริกตัน โดยจะผลิตไฟฟ้าได้ 44,000 เมกะวัตต์-ชั่วโมงต่อปี (ที่อัตรากำลังการผลิต 50%) เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับบ้านเรือนมากกว่า 4,000 หลัง นอกจากนี้ยังสามารถลดปริมาณก๊าซคาร์บอนได้ 44,000 ตันต่อปี เทียบเท่ากับการไม่ใช่รถยนต์สันดาปภายใน 9,000 คันต่อปี

ที่มารูปภาพ T-Omegawind

บริษัทได้สร้างโมเดลขนาด 1/60 และทดสอบด้วยคลื่นจำลอง พบว่ากังหันลมจะไม่พังแม้จะเจอคลื่นคลั่ง (Freak Wave คลื่นขนาดใหญ่ที่ทรงพลังและอันตราย โดยปกติจะสูงกว่าคลื่นที่อยู่รอบ ๆ ประมาณ 2 เท่า หน้าคลื่นชันและเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน คาดเดาได้ยาก) ขนาดความสูง 30 เมตรก็ตาม หลังจากทดสอบบริษัทก็ได้นำตัวต้นแบบขนาด 1/16 มาทดสอบในพื้นที่จริงที่นอกชายฝั่งเมืองนิวเบดฟอร์ด รัฐแมสซาซูเซตส์ สหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 4 ธันวาคมที่ผ่านมา แต่ทางบริษัทยังไม่ได้ให้รายละเอียดว่าจะตั้งทดสอบอยู่นานเท่าไหร่

ทั้งนี้แหล่งลมที่ดีที่สุดในโลกส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณนอกชายฝั่ง ในบริเวณน้ำลึกซึ่งกังหันลมแบบเสาเดี่ยวตั้งตรงมีข้อจำกัดในการไปติดตั้ง ดังนั้นหากกังหันลมทรงพีระมิดนี้พัฒนาเพิ่มเติมและพิสูจน์ศักยภาพจนสามารถนำไปใช้งานได้จริงแล้ว มันก็จะเข้ามาแก้ปัญหาจุดนี้และเป็นประโยชน์ต่อโลกของเรามาก ๆ 

ที่มาข้อมูล NewAtlas, Einpresswire, Inceptivemind, T-Omegawind

ที่มารูปภาพ T-Omegawind