ความสำคัญของโครงการ

พลังงานเป็นปัจจัยสำคัญในการตอบสนองความต้องการพื้นฐานของมนุษย์ ทั้งยังเป็นปัจจัยหลักในภาคธุรกิจและภาคอุตสาหกรรม หรือเราอาจเปรียบพลังงานได้กับออกซิเจนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย นอกจากนี้การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของประชากรและการเติบโตทางเศรษฐกิจ ยังส่งผลให้อัตราการใช้พลังงานของโลกเพิ่มขึ้นตามไปด้วยจึงเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดปัญหาด้านพลังงานในปัจจุบัน ที่กำลังเป็นปัญหาใหญ่ในประเทศ และนับวันจะมีผลกระทบรุนแรงต่อการพัฒนาของประเทศไทยมากขึ้นทุกที เชื้อเพลิงต่างๆ ที่นำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน เป็นต้น นับวันจะมีปริมาณน้อยลง และคงจะต้องหมดไปในอนาคต นอกจากนี้ ขบวนการที่ได้มาซึ่งพลังงานเหล่านั้น มักจะทำให้เกิดปัญหามลภาวะและปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างมาก อีกทั้งราคาของเชื้อเพลิงดังกล่าว ยังมีความผันผวนไปในแนวทางที่สูงขึ้นตามสถานการณ์ทางเศรษฐกิจและการเมืองของโลก ด้วยเหตุนี้รัฐบาลจึงมีความพยายามที่จะคิดค้นแหล่งพลังงานใหม่ๆ ที่ประหยัด และไม่มีวันหมดสิ้น อีกทั้งมีนโยบายเร่งหาพลังงานทดแทนที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยและมีปริมาณมากเพียงพอต่อความต้องการ นั่นจึงเป็นที่มาของพลังงานหมุนเวียนที่นับว่าเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่จะช่วยในการแก้ไขปัญหาด้านวิกฤตพลังงานในปัจจุบัน

"พลังงานทดแทน" เป็นแหล่งพลังงานที่นำมาใช้แทน "น้ำมันเชื้อเพลิง" สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ พลังงานทดแทนจากแหล่งที่ใช้แล้วหมดไป อาจเรียกว่า "พลังงานสิ้นเปลือง" ได้แก่ ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ นิวเคลียร์ หินน้ำมัน และทรายน้ำมัน เป็นต้น และพลังงานทดแทนอีกประเภทหนึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ใช้แล้วสามารถหมุนเวียนมาใช้ได้อีก เรียกว่า "พลังงานหมุนเวียน" ได้แก่ แสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล น้ำ และไฮโดรเจน เป็นต้น จึงได้มีการศึกษาค้นคว้าเพื่อนำพลังงานทดแทนมาใช้ประโยชน์มากขึ้น  ซึ่งจะช่วยผ่อนคลายปัญหาการขาดแคลนพลังงานในอนาคต  และช่วยลดปัญหาด้านมลพิษที่เกิดขึ้นจากการใช้พลังงานในปัจจุบัน ซึ่งพลังงานหมุนเวียนนั้นเป็นพลังงานที่คาดหวังว่าจะมีบทบาทสำคัญที่จะมีประสิทธิภาพในการมีส่วนขับเคลื่อนไปสู่การจัดหาพลังงานอย่างยั่งยืน ในปัจจุบันมีพลังงานหมุนเวียนร้อยละ 4 ที่เป็นพลังงานเชิงพาณิชย์ และครึ่งหนึ่งของจำนวนนี้เป็นพลังงานน้ำ สำหรับพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งกำลังเป็นพลังงานที่มีการใช้เพิ่มขึ้นในการเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ทางคณะผู้วิจัยได้สนใจในเรื่องของพลังงานทดแทนเป็นอย่างมาก อีกทั้งได้ตระหนักถึงปัญหาความต้องการด้านพลังงานที่เกิดขึ้น ทางคณะผู้วิจัยได้สนใจการศึกษาและออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบใหม่ ให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยยังใช้ทรัพยากรต่างๆ เท่าเดิม ซึ่งอุปกรณ์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเป็นเสมือนอุปกรณ์ต้นทางที่จะสามารถนำมาใช้ในการป้องกัน แก้ไข ปัญหาด้านความต้องการของพลังงานได้ในอนาคต และนอกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว การถ่ายทอดพลังงานจากต้นกำเนิดพลังงานก็มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งที่จะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และในท้ายที่สุดนอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว คณะผู้วิจัยยังตระหนักถึงการอนุรักษ์พลังงานโดยการนำผลผลิตจากงานวิจัยไปใช้เพื่อนำพลังงานที่เหลือทิ้งโดยเปล่าประโยชน์เปลี่ยนกลับมาให้อยู่ในรูปแบบของพลังงานไฟฟ้าอีกครั้ง (waste to worth) เพื่อให้เกิดประโยชน์รวมถึงไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งในระยะสั้นและระยะยาว

กรอบแนวความคิดของการวิจัย

            จากพื้นฐานการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโดยทั่วไป ผู้วิจัยได้คิดค้นและปรับปรุงรูปแบบของการทำงานเพื่อให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดิมสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยอาศัยหลักการทำงานเช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยทั่วๆ ไป ที่ให้สนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ตัดขดลวด หรือขดลวดเคลื่อนที่ตัดสนามแม่เหล็กก็จะได้ไฟฟ้าออกมา โดยที่แรงดันที่เกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่สำคัญสองตัวคือ เส้นแรงแม่เหล็กและความเร็วรอบ โดยเส้นแรงแม่เหล็กถูกกำหนดโดยผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาแล้วจากโรงงาน ส่วนความเร็วรอบนั้นสามารถแปรผันได้เมื่อนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาใช้งาน โดยปกติแล้วในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม ความเร็วรอบจะขึ้นอยู่กับกำลังของลม หรือความเร็วของลมในพื้นที่ที่ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะขึ้นกับความเร็วของลม จากเหตุนี้เองผู้ประดิษฐ์จึงมีแนวคิดในการทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารูปแบบใหม่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยมีปัจจัยแวดล้อมต่างๆ เหมือนเดิม โดยการเพิ่มความเร็วรอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้ลมเท่าเดิม โดยออกแบบให้สามารถเกิดการหมุนสวนทางของขดลวดและสนามแม่เหล็ก เพื่อลดระยะทางที่สนามแม่เหล็กกับขดลวดจะเคลื่อนที่ตัดกัน ซึ่งเปรียบเสมือนการทำให้อย่างใดอย่างหนึ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้น โดยวิธีนี้จะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารูปแบบเดิม สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้น

วัตถุประสงค์โครงการ

- เพื่อพัฒนาต้นแบบนวัตกรรมใหม่ด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยใช้แหล่งพลังงานจากพลังทดแทนเป็นหลัก และนำเครื่องต้นแบบไปทดสอบการใช้งานโดยผู้ใช้งานจริง เพื่อนำผลที่ได้ไปพัฒนาให้ได้เครื่องที่สมบูรณ์ และมีความพร้อมในการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์

- พัฒนาเทคโนโลยีต้นแบบด้านการผลิตไฟฟ้ารูปแบบใหม่เพื่อให้ใช้ได้กับแหล่งพลังงานอื่นๆ หรือประยุกต์ใช้เพื่อให้การผลิตไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงขึ้น

การดำเนินการ

- การพัฒนาอุปกรณ์และเครื่องต้นแบบโดยการพัฒนาและผลิตเครื่องต้นแบบตามที่ได้ดำเนินการจดสิทธิบัตรและอนุสิทธิบัตรไว้ (เลขที่คำขอ 1301004951, อนุสิทธิบัตรเลขที่ 9553, 11909, 12058)

- ดำเนินการทดสอบต้นแบบในห้องปฏิบัติติการ และภาคสนาม เพื่อให้ได้ผลที่ได้จากการทดลองใช้งานในสภาพต่างๆ

- ภายหลังจากมีการทดลองใช้และนำข้อมูลที่ได้มาพัฒนาเครื่องให้สมบูรณ์เพื่อเป็นต้นแบบในเชิงพาณิชย์ สามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีกับผู้ประกอบการเพื่อประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ต่อไป

ผลการดำเนินงาน

- ได้ต้นแบบเทคโนโลยีใหม่ด้านการผลิตไฟฟ้า เพื่อการพัฒนาด้านพลังงานในอนาคต

ซึ่งสามารถเป็นต้นแบบอุปกรณ์ด้านการถ่ายทอดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อประยุกต์ใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทต่างๆได้

- ได้มาซึ่งอุปกรณ์ที่ช่วยในการอนุรักษ์พลังงานโดยนำพลังงานที่สูญเปล่ามาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ให้คุ้มค่ามากที่สุด โดยสามารถปรับและประยุกต์ใช้ได้ในหลายภาคส่วนทั้งภาคประชาชน ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร และยังเป็นหนึ่งในมาตรการส่งเสริมด้านการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก และเพิ่มมูลค่าของเศรษฐกิจสีเขียวอย่างยั่งยืน

- เป็นการลดและป้องกันปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่เป็นผลมาจากการผลิตและใช้พลังงาน ทั้งโดยทางตรงและทางอ้อม

การนำไปใช้ประโยชน์

1) เชิงสาธารณะ จัดแสดงในงาน Mahidol Deep Tech Demo Day ซึ่งจัดขึ้นในวันที่ 4 กรกฎาคม 2566 ณ ห้อง Royal Maneeya B Room โรงแรมเรเนซองส์ ราชประสงค์ กรุงเทพฯ ซึ่งภายในงานได้มีการจัดให้แต่ละผลงานได้ pitching เพื่อนำเสนอผลงานให้กับทั้งหน่วยงานภาครัฐ ภาคเอกชน ผู้ประกอบการ รวมถึงแหล่งทุนได้รับฟังถึงข้อมูลของแต่ละผลงาน

ทรัพย์สินทางปัญญาหรือสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้อง

1. อนุสิทธิบัตร เลขที่ 9553 ออกให้เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม 2556 เรื่อง ชุดผลิตพลังงานไฟฟ้าจากลมคอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศ

2. อนุสิทธิบัตร เลขที่ 11909 ออกให้เมื่อวันที่ 5 กันยายน 2559 เรื่อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

3. อนุสิทธิบัตร เลขที่ 12058 ออกให้เมื่อวันที่ 26 ตุลาคม 2559 เรื่อง ชุดผลิตพลังงานแบบใบพัด

4. อยู่ระหว่างการยื่นขอ สิทธิบัตร เลขที่คำขอ 1301004951 เมื่อวันที่ 5 กันยายน 2556 เรื่อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมแบบใบพัดสวนทาง

ความแตกต่าง หรือมีเอกลักษณ์ที่ต่างจากโครงการอื่น

เป็นโครงการที่ใช้แนวคิดและกระบวนการวิจัยพื้นฐานในการพัฒนาต่อยอดจนสามารถพัฒนาให้เป็นต้นแบบเทคโนโลยีใหม่ที่มีหลักการทำงานแตกต่างไปจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดิม ทำให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น และยังมีความพร้อมในระดับอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ด้วยเช่นกัน

ผลกระทบในระดับชุมชน ประเทศ ระดับโลก

- เป็นต้นแบบนวัตกรรมใหม่ด้านการผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อความยั่งยืน ในแง่ของการใช้ต้นกำเนิดพลังงานลดลง ตลอดจนสามารถประยุกต์ใช้สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานเหลือทิ้งกลับมาใช้ประโยชน์ ทั้งในระดับชุมชน อุตสาหกรรม และระดับประเทศ

- เพิ่มขีดความสามารถในด้านการแข่งขันเทคโนโลยีให้ทัดเทียมประเทศอื่น