การประเมินการเลือกใช้กังหันน้ำสำหรับผลิตไฟฟ้าจากน้ำระบายของหอหล่อเย็น โดยเปรียบ เทียบข้อมูลการทดลองของกังหันเพลตันกับข้อมูลอ้างอิงของกังหันคาปลาน

บทคัดย่อ

งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเหมาะสมในการเลือกใช้กังหันน้ำผลิตไฟฟ้าจากน้ำระบายของหอหล่อเย็น (Cooling Tower Blowdown) โดยเปรียบเทียบระหว่างกังหันเพลตัน (Pelton Turbine) ซึ่งทำการทดลองจริงกับชุดต้นแบบผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก และกังหันคาปลาน (Kaplan Turbine) ซึ่งอ้างอิงจากข้อมูลจากกราฟ Turbine Application Chart งานวิจัยได้ดำเนินการสร้างชุดต้นแบบผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งมีขนาดความยาว 0.70 เมตร ความกว้าง 3.68 เมตร และความสูง 1.55 เมตร สำหรับทดสอบกังหันน้ำเพลตันขนาด 50 วัตต์ ภายใต้ช่วงอัตราการไหลของน้ำระหว่าง 500 ถึง 1,300 ลิตรต่อชั่วโมง การทดลองกังหันเพลตันดำเนินการภายใต้สภาวะที่จำลองอัตราการไหลและความสูงของน้ำใกล้เคียงกับระบบน้ำระบายของหอหล่อเย็นจริง โดยวัดค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ในแต่ละช่วงอัตราการไหล  ผลการศึกษาพบว่า ภายใต้เงื่อนไขอัตราการไหล 25,590 ลิตรต่อชั่วโมง และความสูง 2 เมตร  กังหันเพลตันสามารถใช้งานร่วมกับน้ำระบายของหอหล่อเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่ออัตราการไหลมีค่าสูงในระดับหนึ่ง และแม้ว่าความสูงจะไม่มาก (2 เมตร)  แต่ก็สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในระดับที่เหมาะสมกับโหลดขนาดเล็ก และกังหันเพลตันให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ 321.02 วัตต์ ซึ่งเหมาะกับระบบที่มี Head สูง  และอัตราการไหลต่ำ  ส่วนกังหันคาปลาน ออกแบบมาสำหรับเงื่อนไข Head ต่ำและอัตราการไหลสูง ให้กำลังไฟฟ้า 125.37 วัตต์ หากใช้กังหันคาปลาน อาจต้องมีการปรับระบบเพื่อเพิ่มอัตราการไหล เมื่อเปรียบเทียบในแง่ของประสิทธิภาพพลังงานและความเหมาะสมในการติดตั้งในระบบจริง กังหันเพลตันแสดงถึงความเป็นไปได้ที่ดีกว่าสำหรับการประยุกต์ใช้กับน้ำระบายจากหอหล่อเย็น และยังสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 1,686 กิโลกรัมต่อปี

ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากน้ำระบายของหอหล่อเย็นโดยใช้กังหันน้ำเพลตันขนาดเล็ก เป็นแนวทางที่มีความเป็นไปได้และยังเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการนำพลังงานกลับมาใช้ในระบบระบายน้ำของหอหล่อเย็น เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนเพื่อความยั่งยืนในระยะยาว