กังหันลมไร้ใบพัดเผยโฉมครั้งแรก พร้อมวิธีการทำงานสุดแปลก

(แดนตรี) - ไม่ต้องใช้ใบพัด ไม่มีเสียง ไม่เป็นอันตรายต่อนก แต่เครื่องยังสามารถผลิตไฟฟ้าสะอาดได้หลายร้อยวัตต์

ครั้งแรกกับการสร้างกังหันลมไร้ใบพัด: โซลูชันที่สะอาด ปลอดภัย และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

นักวิทยาศาสตร์ ในสหราชอาณาจักรเพิ่งประกาศการออกแบบกังหันลมไร้ใบพัดที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการพิชิตพลังงานหมุนเวียน

การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบด้วยการจำลอง

แบบจำลองพลังงานลมไร้ใบพัด (ภาพ: RE)

ในการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Renewable Energy ทีมงานที่นำโดยดร. Wrik Mallik จาก James Watt School of Engineering มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ (สหราชอาณาจักร) ได้ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เป็นครั้งแรกเพื่อค้นหาการออกแบบกังหันลมไร้ใบพัด (BWT) ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

ต่างจากกังหันแบบดั้งเดิมที่สร้างไฟฟ้าโดยการหมุนของใบพัด อุปกรณ์ BWT ทำงานโดยอาศัยปรากฏการณ์การสั่นสะเทือนที่เกิดจากกระแสน้ำวน (VIV)

เมื่อลมพัดผ่าน เสาแนวตั้งจะสั่นสะเทือนหากความถี่ลมสอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติของโครงสร้าง การเคลื่อนไหวนี้ก่อให้เกิดพลังงานกล ซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

ทีมงานได้จำลองรูปแบบการออกแบบที่แตกต่างกันหลายพันแบบ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านกำลัง ความทนทาน และเสถียรภาพในสภาวะลมที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพ

อุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด กำลังไฟฟ้าสูง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดคือเสาที่มีความสูง 80 ซม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 65 ซม. ซึ่งสามารถสร้างพลังงานได้สูงถึง 460 วัตต์ สูงกว่าต้นแบบรุ่นก่อนๆ หลายเท่า (ประมาณ 100 วัตต์)

พร้อมกันนี้อุปกรณ์นี้ยังสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงความเร็วลมตั้งแต่ 32 ถึง 112 กม./ชม. แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวสูงต่อสภาพแวดล้อมจริง

เมื่อเปรียบเทียบกับกังหันลมแบบดั้งเดิม BWT มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นหลายประการ:

- การทำงานราบรื่น แทบไม่มีเสียงรบกวน เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมในเมืองและที่พักอาศัย

- โครงสร้างเรียบง่าย ชิ้นส่วนเคลื่อนไหวเพียงไม่กี่ชิ้น ช่วยลดต้นทุนการผลิตและการบำรุงรักษา

- ไม่มีอันตรายต่อนก ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปของกังหันลมแบบมีใบพัด เนื่องจากมีเอฟเฟกต์เบลอจากการเคลื่อนไหว ซึ่งทำให้ไม่รู้สึกถึงอันตรายขณะบินผ่าน

- ใช้พื้นที่น้อย ติดตั้งง่ายในหลายขนาดแม้กระทั่งบนหลังคาบ้าน

ดร.มัลลิกให้ความเห็นว่ากังหันลมไร้ใบพัดเป็นหนึ่งในแนวทางที่มีศักยภาพในการช่วยขยายการประยุกต์ใช้พลังงานลมในชีวิตประจำวัน โดยเฉพาะในสถานที่ที่ไม่สามารถติดตั้งกังหันลมขนาดใหญ่ได้

โดยอิงจากแพลตฟอร์มจำลองที่พัฒนาขึ้น ทีมงานกล่าวว่าสามารถขยายขนาดการออกแบบเพื่อสร้าง BWT เวอร์ชันที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งมีกำลังขับ 1,000 วัตต์หรือมากกว่านั้นได้

ซึ่งจะทำให้พลังงานลมเข้าถึงได้ง่ายขึ้น ไม่เพียงแต่ในระดับฟาร์มลมภาคอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับครัวเรือน ธุรกิจขนาดเล็ก และที่อยู่อาศัยอีกด้วย

ถือเป็นแนวทางเสริมที่มีประสิทธิภาพต่อระบบนิเวศพลังงานหมุนเวียน ในบริบทที่โลก กำลังมุ่งหน้าสู่การลดการปล่อยมลพิษ เพิ่มการผลิตไฟฟ้าสะอาด และมุ่งสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน

“ไม่เพียงแต่เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวอย่างทั่วไปของการผสมผสานเทคโนโลยีจำลองสมัยใหม่กับหลักฟิสิกส์พื้นฐานเพื่อสร้างโซลูชันที่เป็นไปได้ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และใช้งานได้จริง” ทีมวิจัยเน้นย้ำ

การกำจัดองค์ประกอบที่ซับซ้อน เช่น กระปุกเกียร์ เพลา หรือใบพัด และใช้ประโยชน์จากการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติอย่างเหมาะสม ทำให้กังหันลมไร้ใบพัดอาจกลายเป็นสัญลักษณ์ใหม่ของความเรียบง่ายทางเทคโนโลยีที่ผสานกับประสิทธิภาพสูง

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/may-dien-gio-khong-canh-lan-dau-lo-dien-cach-hoat-dong-gay-bat-ngo-20250710163804969.htm