(ต้นแบบ ” Deep Green ” ของโครงการว่าวใต้น้ำชนิดใหม่ที่พัฒนาขึ้นในสวีเดน
ที่สามารถจับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงได้ 10 เท่าของความเร็วของน้ำที่มันทำงาน โดยคาดว่าจะผลิตพลังงานได้ 500 กิโลวัตต์)

การหาแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่น่าเชื่อถือเป็นความท้าทายที่มีความสำคัญพอๆ กับระบบสาธารณูปโภคอื่นๆ แต่น่าเสียดายที่พลังงานหมุนเวียนที่มี
ความยืดหยุ่นและราคาต่ำที่สุดจากพลังงานบนดินเช่น แสงอาทิตย์และลม มีแนวโน้มที่จะคาดการณ์ได้น้อยที่สุดในแง่ของผลผลิต ซึ่งแม้ว่าพลังน้ำและความร้อนใต้พิภพมีความสม่ำเสมอมากกว่า แต่มันเป็นโครงสร้างพื้นฐานซึ่งต้องใช้ความพยายามอย่างมากและตำแหน่งที่ตั้งต้องเหมาะสม

ดังนั้น ทางเลือกที่น่าสนใจคือการเก็บเกี่ยวพลังงานจากน้ำที่เคลื่อนที่ ซึ่งในหลายกรณีต้องพึ่งพาอาศัยดวงจันทร์ ทั้งนี้ คลื่น, น้ำขึ้นน้ำลง และกระแสน้ำ
ล้วนเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพ โดยบางส่วนนั้นเราได้เริ่มนำมาใช้ประโยชน์แล้ว แต่ไม่ใช่ในลักษณะที่สามารถเติมเต็มแบบเดียวกับที่แสงอาทิตย์และลมสามารถทำได้

สำหรับพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง แม้จะได้รับการขนานนามว่าเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้วมันยังคงเป็นทรัพยากรที่ไม่ได้ใช้ ส่วนเทคโนโลยีอีกมากมายในท้องตลาด ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะควบคุมพลังของคลื่นได้ แต่เทคโนโลยีเหล่านั้นส่วนใหญ่เหมาะสำหรับใช้กับกระแสน้ำที่เคลื่อนที่เร็วเท่านั้น และยังไม่มีการประยุกต์ใช้ในกระแสน้ำในมหาสมุทรที่ช้ากว่า

เช่น กังหันที่ตั้งนิ่งอยู่บนพื้นทะเล ซึ่งจะดึงพลังงานจากน้ำที่เคลื่อนที่ให้มากที่สุดเท่าที่กังหันลมดึงพลังงานจากอากาศนั้น โดยทั่วไปต้องใช้กระแสน้ำที่ 2.5m/s หรือเร็วกว่าเพื่อผลิตไฟฟ้าอย่างคุ้มค่า แต่มันมีประโยชน์ในพื้นที่ที่มีกระแสน้ำในทะเลสูงเท่านั้น

ว่าวพลังงานทางทะเล DG500 ของ Minesto เสร็จสิ้นการทดสอบเบื้องต้นที่นอกชายฝั่ง Holyhead ทางตะวันตกเฉียงเหนือของเวลส์
ว่าวพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงขนาด 500kW (DG500) นี้ เป็นโรงไฟฟ้าทางทะเลที่ได้รับการรับรองเพียงแห่งเดียวที่ได้รับการออกแบบมา
เพื่อผลิตพลังงานหมุนเวียนจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงและกระแสน้ำในมหาสมุทร

อย่างไรก็ตาม Minesto ผู้พัฒนาพลังงานทางทะเลในสวีเดน ได้ผลิตว่าวใต้น้ำชนิดใหม่โดยใช้เทคโนโลยี “Deep Green” ของบริษัท ซึ่งมีการพัฒนาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างคุ้มค่าที่ไซต์ โดยมีความเร็วระหว่าง 1.2 ม./วินาที – 2.4 ม./วินาที ที่ความลึกระหว่าง 60 ม. ถึง 120 ม. ซึ่งอาจมากกว่าสองเท่าของขนาดของทรัพยากรน้ำขึ้นน้ำลงที่ใช้ประโยชน์ได้

และเมื่อเดือนสิงหาคมปีที่แล้ว Minesto ประกาศเสร็จสิ้นการทดลองใช้งานในทะเลเบื้องต้น และขั้นตอนการทดสอบครั้งที่สองของ DG500
ว่าวพลังงานทางทะเลใหม่ที่ไซต์ Holyhead Deep 8กม. นอกชายฝั่งทางเหนือของเวลส์ โดยการตรวจสอบเทคโนโลยีในระดับยูทิลิตี้ ซึ่งได้ผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นครั้งแรกในเดือนตุลาคมต่อมา นอกจากนี้ บริษัทต้องการแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีทำงานตามที่คาดไว้ รวมถึงขั้นตอนการจัดการมีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ในขณะที่ ปีที่แล้ว ARPA-E (สํานักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านพลังงาน) ได้เปิดตัวโครงการมูลค่า 38 ล้านดอลลาร์ที่เรียกว่า ” SHARKS ” (ระบบ Submarine Hydrokinetic And Riverine Kilo-megawatt oof) โดยมีเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการออกแบบกังหัน Hydrokinetic ที่น่าสนใจทางเศรษฐกิจ (HKT) สำหรับกระแสน้ำและน้ำขึ้นน้ำลง แม้ว่ากังหันจะยังอยู่ในขั้นทดสอบ แต่ ARPA-E กำลังระดมทุนสำหรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ นี้ ที่จะสามารถดึงพลังงานจากน้ำที่ไหลได้ รวมทั้งสำหรับระบบว่าวใต้น้ำ Manta ภายใต้การพัฒนาของ SRI ที่ให้พลังงานซึ่งเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ที่เชื่อถือได้และคุ้มค่าจากกระแสน้ำ

ว่าวปลากระเบนใต้น้ำ (Underwater Manta Kites) สำหรับการเก็บเกี่ยวพลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

ทั้งนี้ เครื่องกำเนิดว่าวทำงานโดยการแปลงพลังงานของของไหลที่เคลื่อนที่เป็นการเคลื่อนที่ของว่าว จากนั้น จึงเก็บเกี่ยวพลังงานจากการเคลื่อนไหวนั้น
ซึ่งการผลิตพลังงานสามารถเกิดขึ้นได้บนตัวว่าวเอง หรือที่ปลายอีกด้านหนึ่งของเชือกโยง ซึ่งการดึงจากว่าวจะกลายเป็นไฟฟ้า

ตัวอย่างการใช้งานที่ง่ายที่สุดเช่น ว่าวรูปราหูในระบบ Manta ของ SRI ที่ทำมาจากวัสดุเรียบง่าย เช่น โฟมและไฟเบอร์กลาส โดยว่าวถูกผูกไว้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้สายโยงที่มีมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งจะตรึงอยู่ที่ก้นมหาสมุทร อ่าว แม่น้ำ หรือที่อื่นๆ ที่น้ำเคลื่อนตัว ว่าวจะหมุนเพื่อให้ใต้ท้องที่แบนราบกว้างหันหน้าเข้าหาการเคลื่อนไหวของน้ำให้ได้มากที่สุด เพื่อดึงสายโยงออกและผลิตกระแสไฟฟ้าตามการดึงออกนั้น

จากนั้น เมื่อเชือกโยงถูกดึงออกจนสุด ว่าวจะหมุนไปตามรูปแบบที่คล่องตัวที่สุดตามกระแสน้ำ เพื่อให้สามารถดึงกลับไปยังจุดเริ่มต้นได้ ซึ่งแน่นอนว่าระยะการดึงกลับนี้ต้องใช้พลังงาน แต่ไม่มากเท่ากับที่จ่ายออก ความแตกต่างนั้นก็คือพลังงานของระบบ ซึ่งนักวิจัยของ SRI ตั้งเป้าที่จะให้ได้ผลผลิตเฉลี่ย 20 กิโลวัตต์ต่อว่าวหนึ่งตัว

แต่ทั้งหมดนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ซึ่ง SRI ได้รับเงินทุน 4.2 ล้านดอลลาร์จาก ARPA-E เพื่อพิสูจน์ระบบ Manta ของพวกเขาในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยจะสร้างและทดสอบโดยเร็วที่สุด เพื่อค้นหาวิธีการจัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้ ยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในทุกที่ที่ราหูสามารถว่ายน้ำได้ และหวังว่าชุมชนจะได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้

การผลิตกระแสไฟฟ้าของว่าว “Deep Green” ด้วยหลักการพิเศษที่แสดงในรูป

1. โดยกระแสน้ำจะสร้างแรงยกแบบอุทกพลศาสตร์บนปีกซึ่งผลักว่าวไปข้างหน้า
2. ว่าวถูกบังคับด้วยวิถีรูปตัว 8 ด้วยหางเสือและเร่งความเร็วไปถึงความเร็วสิบเท่าของความเร็วกระแสน้ำ
3. ในขณะที่ว่าวเคลื่อนที่ น้ำจะไหลผ่านกังหันและผลิตไฟฟ้าในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไม่มีเฟือง
4. ไฟฟ้าถูกส่งผ่านสายเคเบิลในสายโยงที่ติดอยู่กับปีก
5. ไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไปในสายเคเบิลใต้ทะเลที่ก้นทะเลถึงฝั่ง

Cr.https://maritimecyprus.com/2014/07/21/green-energy-from-underwater-kites/ By maritimecyprus

องค์การพัฒนาพลังงานและเทคโนโลยีอุตสาหกรรมแห่งใหม่ของญี่ปุ่น (NEDO) ได้เลือก IHI Corp. และToshiba Corp.ในการวิจัยและพัฒนาระบบกังหันพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงใต้น้ำประเภทลอยตัวใต้น้ำ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามมูลค่า 501 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ สำหรับพลังงานหมุนเวียนที่ยั่งยืน

Cr.https://www.hydroreview.com/business-finance/japan-develops-tidal-energy-as-part-of-us-501-million-project/Gregory Poindexter

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)

Cr.https://interestingengineering.com/underwater-kite-draws-energy-from-tides-and-currents / Chris Young
Cr.https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/underwater-manta-kites-tidal-power-harvesting / Evan Ackerman
Cr.https://www.popsci.com/science/article/2010-05/sea-kites-could-harness-tidal-energy-future-power-plants/ REBECCA BOYLE
Cr.https://minesto.com/our-technology
Cr.https://www.powerinfotoday.com/tidal-energy/minesto-completes-initial-commissioning-trials-of-its-dg500-marine-energy-kite/