นักวิจัยประสบความสำเร็จในการทดสอบกังหันลมชนิดตัวนำยิ่งยวดเป็นครั้งแรก

          คงปฏิเสธไม่ได้ว่าพลังงานหมุนเวียนเป็นสิ่งที่กำลังได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน เพราะเป็นพลังงานที่สะอาดและยั่งยืนกว่าพลังงานฟอสซิล แต่พลังงานหมุนเวียนก็ยังมีข้อจำกัดอยู่บางประการที่ทำให้นักวิจัยต้องเร่งแก้ปัญหาและพัฒนาพลังงานเหล่านี้ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งหนึ่งในปัญหานั้นคือเรื่องเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันลมขนาดใหญ่


          กังหันลมส่วนใหญ่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขับตรงชนิดแม่เหล็กถาวร (Permanent magnet-based direct drive generators: PM-DD) แต่ปัญหามีอยู่ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดนี้มีน้ำหนักมากและวัสดุที่ใช้สร้างก็หายาก ส่งผลให้มีราคาต้นทุนค่อนข้างสูง ดังนั้นการทำให้น้ำหนักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบาและราคาถูกลงจึงเป็นความท้าทายหนึ่งสำหรับนักวิจัยด้านกังหันลม


          ไม่นานมานี้ กลุ่ม EcoSwing ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของนักวิจัยหลากหลายองค์กรที่ได้รับการสนับสนุนจากสหภาพยุโรปได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดตัวนำยิ่งยวด (Superconducting generator) สำหรับติดตั้งในกังหันลมขนาด 3.6 เมกะวัตต์ที่มีโรเตอร์ยาว 128 เมตร ณ หมู่บ้าน Thyborøn ซึ่งเป็นพื้นที่ทำประมงในประเทศ Denmark ที่มีความเร็วลมเฉลี่ยสูงถึง 9.7 เมตรต่อวินาที           เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นใหม่ผลิตจาก Rare-earth Barium Copper Oxide (ReBCO) ซึ่งเป็นตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานได้เมื่อมีอุณหภูมิต่ำกว่า 30 เคลวิน ดังนั้นนักวิจัยจึงต้องติดตั้งเครื่องทำความเย็นแบบ Gifford-McMahon ซึ่งใช้ฮีเลียมที่มีความดันระหว่าง 10 ถึง 30 บาร์เป็นสารทำความเย็นคล้ายกับระบบทำความเย็นของเครื่อง MRI ผลการศึกษาพบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดตัวนำยิ่งยวดมีน้ำหนักเบากว่าและมีความหนาแน่นของกระแสสูงกว่า (High current density) จึงมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเก่า

 

          ล่าสุด กังหันลมต้นแบบที่ใช้ทดสอบสามารถจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบอย่างอัตโนมัติได้นานถึง 650 ชั่วโมง ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีนี้ได้ยกระดับประสิทธิภาพของพลังงานลมให้สูงขึ้นอีกขั้นหนึ่งแล้ว

 

ข้อมูลอ้างอิง
 

• https://phys.org/news/2019-11-superconducting-turbine-chalks-success.html?fbclid=IwAR1CPCyeQ8uasZaTmLYqCx_SRH05XvygpuxiqDLIZx1IEijUaZ-UKZNKPV0
• https://www.theengineer.co.uk/superconducting-wind-turbine-passes-first-test/?fbclid=IwAR0W6MuBWvokHtEeTn3t9-AYbH2e0JYNfnqYROOc8H8jLzj4_oboxb2NlEg
• https://ecoswing.eu/project?fbclid=IwAR1eKJGqxBUfPMov2vmLdCO9AQ7Ldz26PPgub7k8gzmeXqj5mCaptR9FK7Y