การศึกษาวาล์วควบคุมการไหลของน้ำที่เหมาะสมต่อการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขนาดจิ๋วด้วยแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ

บทคัดย่อ

โรงไฟฟ้าพลังงานขนาดจิ๋วเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำที่สามารถพัฒนาได้ง่ายในพื้นที่ชุมชนที่มีศักยภาพพลังงานน้ำในปริมาณต่ำและเป็นโรงไฟฟ้าที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย โดยกังหันน้ำที่เหมาะสมจะเป็นกังหันน้ำแบบแรงกระแทกที่มีการต่อท่อน้ำผ่านวาล์วน้ำและฉีดเข้าไปยังใบพัดของกังนั้น งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาผลของชนิดของวาล์วน้ำ ระยะห่างของหัวฉีดกับใบพัดของกังหันน้ำ และการควบคุมอัตราการไหลของน้ำที่เหมาะสมต่อการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานขนาดจิ๋ว โดยทำการศึกษาการพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณและการศึกษาการผลิตไฟฟ้าจริงกับกังหันน้ำแบบเพลตันขนาด จิ๋ว (5 kW) ผลการศึกษาพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณพบว่า วาล์วที่เหมาะสมคือวาล์วชนิดบอลวาล์ว (Ball valve) ซึ่งให้ลักษณะการไหลของน้ำที่คงที่มีความปั่นป่วนของการไหลน้อยที่สุด และจากการทดลองผลิตไฟฟ้าจริงพบว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้เฉลี่ย 4.82 kW คิดเป็นสมรรถนะการทำงานของกังหันน้ำที่ 96.4% ที่การติดตั้งวาล์วน้ำชนิดบอลวาล์วในระยะระหว่างวาล์วกับใบพัดของกังหันน้ำ 200 mm และอัตราการไหลของน้ำที่ 80% ของอัตราการไหลสูงสุดที่ผ่านวาล์ว จากการศึกษานี้จะเห็นได้ว่าไม่จำเป็นต้องเปิดวาล์วน้ำเต็ม 100% ในการผลิตไฟฟ้านั้นก็หมายความว่าจะสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้น้ำได้อีกทางหนึ่ง