โครงการวิจัยพัฒนาที่ผมกำลังปั่น  ส่วนอารัมภบท   ตัดเอามาปันให้เพื่อนพ้องได้อ่าน 


การพัฒนาต่อยอดกังหันลมไทยเดิมแบบใบเสื่อลำแพน

เพื่อการผลิตไฟฟ้าขนาด 2 kW

บทคัดย่อโครงการนี้จะทำการพัฒนาต่อยอดกังหันลมไทยเดิมแบบใบเสื่อลำแพน เพื่อให้มีราคาถูกลงกว่าเดิมสองเท่า และ เพิ่มประสิทธิภาพขึ้นอีกสองเท่า  เพื่อเชิดชูภูมิปัญญาไทยเดิมให้เป็นที่ประจักษ์  ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการประหยัดการลงทุนและการดำเนินการของชุมชนห่างไกล  เกษตรกรราย่อย   ในการผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อใช้งานในบ้านเรือน เรือกสวนไร่นา บ่อปลา บ่อกุ้ง  ทั้งนี้จะใช้หลักการเดิมแต่โบราณในการออกแบบ แต่มีการปรับปรุงต่อยอดตามหลักวิศวกรรมศาสตร์สมัยใหม่ทางด้านอากาศพลศาสตร์ การไฟฟ้า การควบคุม รวมทั้งวิศวกรรมด้านโครงสร้างและฐานราก  ผลของโครงการนี้หากสำเร็จนอกจากจะเป็นการเชิดชูภูมิปัญญาบรรพชนแล้ว ยังสามารถเสริมสร้างระบบเศรษฐกิจแบบยั่งยืน ลดมลภาวะ ให้สังคม ประเทศ และ โลกได้อีกด้วย

ที่มาและความสำคัญ

ในอดีตเมื่อประมาณ พศ. ๒๕๑๐ มีการใช้กังหันลมในประเทศไทยอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะแถบจังหวัดปราจีนบุรี ฉะเชิงเทรา สมุทรปราการ ชลบุรี  สมุทรสาคร และสมุทรสงคราม  โดยแทบทุกแปลงนาข้าวและนาเกลือจะมีกังหันลม  ๑ ชุด เพื่อวิดน้ำเข้านา  จากการสืบถามทราบว่าได้มีการใช้กังหันลมกันมาหลายชั่วอายุคน และจากการค้นทางประวัติศาสตร์พบว่ามีการบันทึก (โดยหมอบรัดเลย์ ) ว่าในสมัยรัชกาลที่ ๕ มีการใช้กังกันลมกันอย่างกว้างขวางในประเทศไทย  

กังหันลมที่ใช้กันแต่เดิมมีสองลักษณะคือ กังหันลมที่ใบพัดทำด้วยไม้กระดาน  และกังหันลมที่ใบพัดทำด้วยเสื่อลำแพน  (ดังรูป)   โดยใบกระดานนั้นด้านหน้าที่รับลมจะมีหน้าแบน ส่วนด้านหลังเหลาให้โค้งเพื่อให้เกิดแรงยก (lift) ตามหลักการอากาศพลศาสตร์ จากนั้นแตกแรงยกไปเป็นแรงบิดเพื่อหมุนกังหัน ซึ่งแสดงว่าบรรพชนไทยมีความรู้ด้านวิศวกรรมศาสตร์ในแขนงอากาศพลศาสตร์ (aerodynamic) ที่ลึกซึ้งยิ่ง

จึงมีความเป็นไปได้สูงว่าชาติไทยเป็นชาติแรกในโลกที่คิดค้นปีกกังหันแบบใช้แรงยก  (Lift-type windmill)  ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับปีกเครื่องบินสมัยใหม่  เพราะปีกกังหันแบบ airfoil ที่มีความหนานั้นคิดค้นกันได้ประมาณ ๑๐ ปีหลังจากการบินของสองพี่น้องตระกูลไรท์เมื่อ คศ. ๑๙๐๓  (ซึ่งใช้แรงยกจากปีกโค้งบาง หรือ cambered airfoil ที่ไม่มีความหนา  ซึ่งต่างจาก air foil ของกันหันลมไทยเดิม ที่มีความหนา ซึ่งเหมือนกับในปัจจุบัน)   โดยมีการจดสิทธิบัตรกังหันลมแบบแรงยกด้วย air foil ที่มีความหนาครั้งแรกใน usa เมื่อ คศ. ๑๙๓๐  (ซึ่งบรรพชนไทยน่าจะคิดค้นได้ก่อนหน้านี้ แต่ไม่ได้มีการจดสิทธิบัตร) 

ส่วนกังหันแบบใบเสื่อลำแพนนั้นนิยมใช้กับนาเกลือแถบ จ.สมุทรสาคร และ จ.สมุทรสงคราม  ซึ่งถือเป็นภูมิปัญญาที่เยี่ยมยอดมาก ที่สามารถสร้างแรงยกได้แบบง่ายๆ (เหมือนกับ cambered air foil ของสองพี่น้องตระกูลไรท์)  ที่มีประสิทธิผลพอควร จนได้รับการเรียกขานกันโดยทั่วไปจากชาวต่างชาติว่า Thai sail windmill (กังหันลมแบบใบเรือของไทย)  ซึ่งถือเป็นเกียรติประวัติที่สำคัญของชนชาติไทยด้านวิศวกรรมศาสตร์   แต่วันนี้กลับแทบไม่มีคนใช้กังหันลมทั้งสองแบบแล้ว เพราะนิยมใช้เครื่องยนต์จากต่างประเทศมาแทนที่

การใช้กังหันลมอย่างกว้างขวางและยาวนานนั้น ทำให้อาจกล่าวได้ว่าประเทศไทยเป็น “แดนกังหันลม” อย่างแท้จริงยิ่งกว่าเนเธอร์แลนด์เสียอีก เพราะใช้กังหันลมมากกว่า ส่วนในเนเธอร์แลนด์มีการใช้ที่จำกัด และยังเป็นกังหันแบบแรงฉุด (drag)  ซึ่งเป็นแบบง่ายและมีประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบแรงยก (lift)  ดังนั้นกังหันลมในสมัยปัจจุบันจึงเป็นแบบแรงยกแทบทั้งหมด  (ยกเว้นกังหันลมแบบชาวบ้านบางแห่งยังใช้แบบแรงฉุดอยู่ เนื่องจากสร้างได้ง่ายกว่า)

สาเหตุสำคัญที่ทำให้กังหันลมไทยทั้งสองแบบสูญหายไปก็เนื่องจากการเข้ามาของเครื่องยนต์จากต่างประเทศ  พร้อมปั๊มน้ำ ซึ่งมีราคาถูกและมีความสะดวกในการใช้งาน โดยที่จุดอ่อนของกังหันลมไทยคือ มีขนาดใหญ่ มีค่าก่อสร้างสูง ต้องการการบำรุงรักษามาก และยังเสี่ยงต่อการพังเสียหายจากพายุที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว

จุดประสงค์ของโครงการ

โครงการนี้มีจุดประสงค์เพื่อฟื้นฟูต่อยอดกังหันลมแบบเสื่อลำแพนไทยเดิมให้นำกลับมาใช้ได้อย่างคุ้มทุนยิ่งกว่าการใช้เครื่องยนต์จากต่างประเทศ  โดยจะทำการผลิตกระแสไฟฟ้าในระดับ 2 kW ด้วยกังหันขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 ม. 


...คนถางทาง (๕ พย. ๕๕)