การศึกษาการผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำจากปลายท่อส่งน้ำของการประปาก่อนไหลลงถังเก็บน้ำใต้ดิน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานเหลือทิ้งของการไหลของน้ำที่ปลายท่อ ก่อนไหลลงสู่ถังเก็บน้ำใต้ดิน จากการวัดความดันที่ปลายท่อส่งน้ำขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 นิ้ว มีค่าเฉลี่ยที่ 1.0 bar ซึ่งชุดผลิตไฟฟ้าจะประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ส่วนแรกเป็นกังหันน้ำแบบเพลตัน (Pelton Turbine) มีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานน้ำให้เป็นพลังงานกล ออกแบบให้ขนาดรัศมีของใบพัดเท่ากับ 150 mm และจำนวนของแผ่นรับน้ำ (Bracket) รูปทรงครึ่งวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 65 mm จำนวน 12 แผ่น และส่วนที่ 2 ได้นำเอามอเตอร์ไฟฟ้าซิงโครนัสชนิดแม่เหล็กถาวร (PMSM) ขนาด 340 W มาเปลี่ยนหน้าที่ให้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง เนื่องจากความดันน้ำขณะที่ไหลในแต่ละช่วงเวลาจะไม่คงที่ การทดสอบจะเริ่มตั้งแต่ 08.30 น. ไปจนถึง 17.30 น. เว้นระยะห่างทุกๆ 30 นาทีในการเก็บข้อมูล จากการวัดค่าพลังงานของน้ำ พบว่าความดันน้ำ ณ จุดปลายท่อเฉลี่ยเท่ากับ 13.5 mH₂O อัตราการไหลของน้ำเฉลี่ยผ่านหัวฉีดเท่ากับ 7.57x10^-4 m³/s และกำลังงานเฉลี่ยที่ได้จากพลังงานน้ำเท่ากับ 99.2 W ในส่วนของพลังงานไฟฟ้าวัดค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยได้เท่ากับ 14.20 Vdc กระแสไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากับ 0.82 Adc กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากับ 11.6 W และความสามารถในการผลิตไฟฟ้าสะสมในช่วงเวลา 9 ชั่วโมงได้เท่ากับ 64.20 Wh เมื่อนำค่ากำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้และกำลังงานที่พลังงานน้ำส่งเข้าชุดผลิตไฟฟ้ามาคำนวณหาค่าประสิทธิภาพระบบผลิตไฟฟ้าจะได้เฉลี่ยเท่ากับ 11.55 %