พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่ทรงมีพระราชกระแสรับสั่งเมื่อสามปีที่แล้วว่า "โครงการคลองลัดโพธิ์จะทำประโยชน์ได้อย่างมหัศจรรย์ มีพลังงานมหาศาล จะใช้พลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลองทำประโยชน์อย่างอื่นด้วยได้หรือไม่"
นับตั้งแต่ปี 2549 เป็นต้นมา โครงการปรับปรุงขุดลอกคลองลัดโพธิ์ ซึ่งตั้งอยู่ อ.พระประแดง จ.สมุทรปราการ ที่กรมชลประทานร่วมกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง สนองพระราชดำริพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวในการบรรเทาปัญหาน้ำท่วมในพื้นที่เจ้าพระยาตอนล่าง ด้วยการขุดลอกคลองขยายให้กว้าง 80 เมตร ลึก 8 เมตร พร้อมสร้างประตูระบายน้ำ 14 บาน กว้าง 4 เมตร ย่นระยะทางการไหลของแม่น้ำเจ้าพระยาออกลงสู่อ่าวไทยเพียง 600 เมตร จากเดิม 18 กิโลเมตร ได้ช่วยบรรเทาปัญหาน้ำท่วมในพื้นที่ตลอดสองฝั่งเจ้าพระยา ตั้งแต่ อ.บางไทร จ.อยุธยา, กรุงเทพมหานคร จนถึง อ.พระประแดง จ.สมุทรปราการ ได้เป็นอย่างดี
การบริหารจัดการน้ำโดยโครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ นอกจากช่วยลดระดับน้ำท่วมสูงสุดได้ 5-6 เซนติเมตร ลดระยะเวลาน้ำท่วมลงได้ 1-2 วัน ยังช่วยให้การไหลของแม่น้ำเจ้าพระยาเป็นระบบ อีกทั้งป้องกันน้ำเค็มรุกเข้าพื้นที่เกษตรกรรมมาจนทุกวันนี้ นั่นคืองานหลักของประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์
และจากพระราชดำรัสในหลวงให้พิจารณาหาวิธีการนำพลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลองลัดโพธิ์มาใช้ประโยชน์เพิ่มเติม โดยกรมชลประทานรับไปดำเนินการเมื่อเดือนพฤศจิกายนของปี 2549 วันนี้คนไทยจึงได้พบกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าติดตั้งที่ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ กลายเป็นกังหันน้ำปั่นไฟฟ้าต้นแบบ มีคนไทยเป็นผู้ประดิษฐ์คิดค้น ประตูระบายน้ำของกรมชลประทานที่มีอยู่ทั่วประเทศเตรียมจะนำองค์ความรู้การผลิตกังหันน้ำนี้ไปประยุกต์ใช้ เป็นการนำสายน้ำมาแก้ปัญหาพลังงานในเมืองไทย
"จุดเริ่มต้นของกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าอยู่ที่พระราชดำริของในหลวง กรมชลประทานจึงทำบันทึกข้อตกลงความร่วมมือทางวิชาการกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เมื่อวันที่ 29 มิถุนายน ปี 2550 ร่วมกันศึกษาวิเคราะห์ศักยภาพคลองลัดโพธิ์ด้านพลังงานน้ำ ระยะเวลาศึกษา 8 เดือน ขณะนี้การศึกษาเสร็จเรียบร้อยแล้ว ได้ติดตั้งชุดกังหันพลังน้ำสร้างพลังงานอย่างได้ผล เป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ในหลวงทรงมีพระราชกระแสรับสั่ง และสามารถขยายผลไปยังโครงการชลประทานอื่นๆ" ชลิต ดำรงศักดิ์ อธิบดีกรมชลประทานกล่าว
แต่กรมชลประทานไม่หยุดแค่โครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ ชลิตบอกว่า ทางกรมได้ลงนามความร่วมมือกับ ม.เกษตรฯ ต่อ ในโครงการนำร่องศึกษาวิเคราะห์ศักยภาพของประตูระบายน้ำบรมธาตุ จ.ชัยนาท ด้านไฟฟ้าพลังงานและการติดตั้งกังหันผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ ประจำปี 2553 ซึ่งทีมงานนักวิจัย ม.เกษตรฯ ได้ออกแบบและผลิตชุดกังหันผลิตไฟฟ้านำร่อง กำลังการผลิตไม่น้อยกว่า 80 กิโลวัตต์ หากผลการพัฒนาประตูระบายน้ำบรมธาตุสำเร็จ ก็จะขยายไปยังประตูระบายน้ำอีก 361 แห่งทั่วประเทศ และถ้าติดตั้งได้ครบ 361 แห่ง จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากประตูระบายน้ำต่างๆ ได้ 23,010 กิโลวัตต์ ลดค่าไฟฟ้าได้ 448,695,000 บาทต่อปี ฐานคิดค่าไฟหน่วยละ 3.25 บาท
ด้าน รศ.ดร.เจษฎา แก้วกัลยา ผู้ทรงคุณวุฒิพิเศษ ม.เกษตรฯ และผู้อำนวยการโครงการศึกษาวิเคราะห์ศักยภาพของคลองลัดโพธิ์อันเนื่องมาจากพระราชดำริด้านไฟฟ้าพลังน้ำ กล่าวถึงความสำเร็จในการออกแบบกังหันต้นแบบนี้ว่า การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำในประเทศไทย ทั้งที่เขื่อนสิริกิติ์, เขื่อนภูมิพล, เขื่อนศรีนครินทร์, เขื่อนเขาแหลม ล้วนใช้หลักการพลังงานศักย์ คือ ใช้ผลต่างของระดับน้ำที่กักเก็บในอ่างผลิตกระแสไฟฟ้า แต่โครงการศึกษานี้ใช้พลังงานจลน์ เอาความเร็วของน้ำมาผลิต โดยประยุกต์กับช่องบานประตูระบายน้ำของกรมชลประทาน ยังไม่มีที่ไหนในโลกติดตั้งกังหันพลังน้ำแบบนี้กับประตูระบายน้ำ แต่นักวิจัยไทยทำได้ และยังบูรณาการการศึกษาในศาสตร์ต่างๆ อย่างชัดเจน ทั้งวิศวกรรมเครื่องกล, วิศวกรรรมไฟฟ้าและการเดินเรือ, วิศวกรรรมคอมพิวเตอร์ รวมถึงทรัพยากรน้ำ จากนักวิชาการของ มก. ทั้งวิทยาเขตบางเขนและวิทยาเขตศรีราชา แล้วยังมีนิสิตเกษตรศาสตร์ทั้งปริญญาตรีและโทร่วมศึกษาวิจัยด้วย
สำหรับกังหันพลังน้ำต้นแบบที่นักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ออกแบบและสร้างขึ้นที่คลองลัดโพธิ์ รศ.ชัยวัฒน์ ขยันการนาวี คณะวิศวกรรมศาสตร์ คณะหัวหน้าโครงการศึกษาฯ ให้ข้อมูลว่า การออกแบบเครื่องกังหัน ใช้หลักพลังงานจลน์ของกระแสน้ำไหล ซึ่งใช้หลักการเดียวกับกังหันลม และจากการวิเคราะห์ทางชลศาสตร์ของประตูคลองลัดโพธิ์ ความเร็วของกระแสน้ำในคลองลัดโพธิ์เหมาะสมสามารถพัฒนาไฟฟ้าพลังน้ำได้ โดยคณะนักวิจัยได้ออกแบบกังหันที่เหมาะกับคลองลัดโพธิ์ คำนึงถึงประสิทธิภาพสูงสุด ซ่อมบำรุงง่าย จากการวิเคราะห์ด้านพลศาสตร์การไหลของกังหันต้นแบบ การกระจายตัวของความดันบนกังหันโดยคอมพิวเตอร์ สามารถออกแบบกังหันน้ำแบบหมุนตามแนวแกน มีใบพัดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตร 3 ใบ และแบบหมุนขวางการไหล ใบพัดมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 3 เมตร 1 ใบ ความเร็วน้ำ 2 เมตรต่อวินาที กังหันน้ำทั้ง 2 แบบ สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 กิโลวัตต์ พอใช้ในครัวเรือนได้ รองรับการใช้เครื่องปรับอากาศ 2,400 บีทียู 1 ชุด ตู้เย็น 6.7 ลูกบาศก์ฟุต โทรทัศน์สี 20 นิ้ว 1 ชุด หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ 36 วัตต์ 6 ชุด และเครื่องทำน้ำร้อน 1 ชุด
หลักการทำงานกังหันน้ำ อาจารย์ชัยวัฒน์บอกว่า เมื่อกระแสน้ำไหลผ่านใบพัดจะเป็นต้นกำลังหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรที่บรรจุอยู่ภายในกล่องซึ่งจมน้ำได้ โดยการติดตั้งโครงเหล็กที่มีกังหันจะอยู่ในช่องใส่บานซ่อมบำรุงที่ต่อมท้ายประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ เมื่อเดินเครื่องจะได้กระแสไฟฟ้าสลับ หลังจากนั้นจะใช้เครื่องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง โดยเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แปลงและควบคุมกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะปรับแรงดันและความถี่เพื่อเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้านครหลวง
"กังหันที่ติดตั้งไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ไม่ลดประสิทธิภาพและผลประโยชน์ของโครงการประตูระบายน้ำเดิม เราใช้กายภาพและสิ่งที่มีอยู่ แต่เสริมศักยภาพด้านพลังงานทดแทนเข้าไป แล้วก็ติดตั้งตะแกรงดักขยะ อยากฝากถึงเรื่องนี้ ทำยังไงไม่ให้คนทิ้งขยะลงแม่น้ำลำคลอง มีทั้งเตียงหัก วงกบประตูหน้าต่าง มาติดตะแกรงเป็นระยะ ปรากฏว่าเป็นอุปสรรคหนึ่งในการผลิตกระแสไฟ"
อย่างไรก็ตาม จากการทดลองกังหันดังกล่าวครั้งแรก นักวิจัยคนเดิมระบุว่า สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าสูง 5.74 กิโลวัตต์ สูงกว่าที่วิเคราะห์และออกแบบไว้ ช่วยลดค่าไฟฟ้าของประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ได้ สำหรับวัสดุที่ใช้ผลิตกังหันโครงการแรกนี้ใช้อุปกรณ์จากต่างประเทศ 30% ที่เหลือนักวิจัยเป็นผู้ผลิตขึ้นเอง แต่กังหันน้ำที่จะติดตั้งบรมธาตุอย่างน้อย 4 ชุด กำลังผลิตรวมกันไม่น้อยกว่า 80 กิโลวัตต์ เป็นวัสดุที่ผลิตขึ้นเองในประเทศ 100% ถ้าสำเร็จก็จะมีการจดสิทธิบัตร และสามารถผลิตไฟใช้กับชุมชน, โรงพยาบาล และวัด นอกจากใช้กับหัวงานของบรมธาตุ ขณะนี้ต้นทุน 2 แสนบาทต่อกำลังการผลิต 1 กิโลวัตต์ แต่ที่บรมธาตุตั้งเป้า 1 แสนบาทต่อกิโลวัตต์ และจะลดต้นทุนให้เหลือ 6 หมื่นบาทต่อกิโลวัตต์ ในโครงการชลประทานต่อๆ ไป จะคืนทุนภายใน 3-4 ปี
วันนี้ทีมนักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์และกรมชลประทานยังคงเดินหน้าศึกษาและสร้างกังหันพลังน้ำต้นแบบผลิตไฟฟ้าตามแนวพระราชดำริ เพื่อที่จะเอาน้ำมาสร้างพลังงานตามประตูระบายน้ำตลอดจนคลองธรรมชาติต่างๆ ทั่วประเทศ และนักวิจัย มก.ฝากข้อความถึงคนไทยและรัฐบาลว่า
"กังหันน้ำผลิตไฟฟ้า เป็นพลังงานทดแทนที่สะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดการนำเข้าน้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ ตัวการก่อภาวะโลกร้อน แถมต้นทุนไม่แพงเมื่อเทียบกับพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม อยากให้ภาครัฐ กระทรวงพลังงานนำองค์ความรู้นี้ไปต่อยอด ลงมือทำ ช่วยกันคนละไม้คนละมือ".
