พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชกระแสกับรองราชเลขาธิการ(นายวุฒิ สุมิตร)  เชิญพระราชดำริเพิ่มเติมมอบให้ ฯพณฯ องคมนตรี นายสวัสดิ์  วัฒนายากร รับไปพิจารณาดำเนินการ ณ สวนจิตรลดา พระราชวังดุสิต เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน 2549 “ ทรงชื่นชมโครงการคลองลัดโพธิ์มาก รับสั่งว่า โครงการนี้จะทำประโยชน์ได้อย่างมหัศจรรย์ มีพลังงานมหาศาล จะใช้พลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลอง ทำประโยชน์อย่างอื่นด้วยได้หรือไม่ นอกจากนี้ ได้มีพระราชกระแสให้สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ซึ่งเข้าเฝ้า ณ ที่นั้น รับไปศึกษาและทอดพระเนตรโครงการคลองลัดโพธิ์ ในโอกาสต่อไป”  ดังนั้นกรมชลประทานจึงได้ทำบันทึกข้อตกลงความร่วมมือทางวิชาการกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์เมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2550 เพื่อร่วมกันในการศึกษาวิจัย โครงการศึกษาวิเคราะห์ศักยภาพของคลองลัดโพธิ์อันเนื่องมาจากพระราชดำริด้านไฟฟ้าพลังน้ำและการปรับปรุงคุณภาพน้ำ 

สรุปผลของโครงการวิจัย

2.1 การทบทวนองค์ความรู้การนำพลังงานน้ำมาใช้ประโยชน์
              จากการทบทวนองค์ความรู้ด้านไฟฟ้าพลังน้ำพบว่าในปัจจุบันมีการดำเนินการอยู่ 2 ลักษณะคือ          
              1)   การนำพลังงานน้ำจากแหล่งน้ำที่มีความสูงของน้ำที่เก็บกัก(Storage Sources)มากกว่า 2 เมตร
ซึ่งเป็นพลังงานศักย์มาผลิตไฟฟ้า โดยที่ศักยภาพพลังน้ำของโครงการจะผันแปรตามปริมาณน้ำและความสูงของน้ำ  สามารถแสดงในรูปสมการได้ดังนี้

              2) การนำพลังงานน้ำจากแหล่งน้ำที่ไหลอย่างอิสระ(Free Surface Flow Sources) แต่มีความเร็วของกระแสน้ำซึ่งเป็นพลังงานจลน์มาผลิตไฟฟ้า เช่นเดียวกับการใช้พลังงานลมผลิตไฟฟ้า โดยที่ศักยภาพพลังน้ำของโครงการจะผันแปรตามความเร็วกระแสน้ำยกกำลังสามและพื้นที่ภาพฉายของใบพัดที่หมุน  สามารถแสดงในรูปสมการได้ดังนี้

              เมื่อ คือความหนาแน่นของน้ำ  A คือพื้นที่กวาดหรือพื้นที่ฉายของกังหัน และ V คือความเร็วของกระแสน้ำ  c_p  คือเปอร์เซ็นต์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานจลน์จากความเร็วของกระแสน้ำไหลไปเป็นพลังงานไฟฟ้า  ซึ่งเรียก c_p   ว่า Power coefficient 

2.2 การวิเคราะห์ทางชลศาสตร์ของประตูคลองลัดโพธิ์ฯ
              การไหลของน้ำผ่านประตูคลองลัดโพธิ์เป็นแบบยกบานประตูจมน้ำและพ้นน้ำ ซึ่งจะได้ความเร็วกระแสน้ำที่ใต้บานประตู  2.0 ม./วิ  เมื่อมีความต่างระดับน้ำด้านเหนือน้ำและท้ายน้ำ 0.12 เมตร

2.3  การออกแบบกังหันพลังน้ำต้นแบบ

                การศึกษาวิจัยครั้งนี้ได้ออกแบบกังหันพลังน้ำที่เหมาะสมกับคลองลัดโพธิ์เป็นแบบกังหันพลังงานจลน์จากความเร็วของกระแสน้ำไหล โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพสูงสุด สะดวกต่อการปฏิบัติงาน ซ่อมบำรุงง่ายและมีราคาประหยัด ได้กังหันพลังน้ำต้นแบบ 2 แบบคือ แบบหมุนตามแนวแกน(Axial Flow)และแบบหมุนขวางการไหล(Cross Flow)

กังหันแบบแนวแกน	กังหันขวางการไหล

2.4  การวิเคราะห์ด้านพลศาสตร์ของไหล (CFD) ของกังหันพลังน้ำ
               การวิเคราะห์ทางด้านพลศาสตร์ของการไหล อาศัยการจำลองทางด้านพลศาสตร์ของของไหล (Computational Fluid Dynamics , CFD)   โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูป FLUENT  การวิเคราะห์จะแสดงการกระจายตัวของความดันและเส้นการไหลของน้ำผ่านกังหัน

แสดงการกระจายตัวของความดันบนกังหัน	แสดงการกระจายตัวของความดันบนกังหัน
แสดงเส้นการไหลของน้ำไหลผ่านกังหัน	แสดงเส้นการไหลของน้ำไหลผ่านกังหัน

2.5  กำลังและแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
              กำลังและแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรที่ความเร็วรอบต่างๆ ซึ่งที่ความเร็วรอบออกแบบเท่ากับ 200 rpm ได้กำลังไฟฟ้า 5 kW และ Open Circuit Voltage  650 V.

แสดงกำลังและแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกที่ความเร็วรอบต่างๆ

              ใบพัดต้นแบบที่ผลิตขึ้นแบบหมุนตามแนวแกนมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.00 ม. และแบบหมุนขวางการไหลมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.00 ม. ยาว 2.50 ม. โดยที่ความเร็วน้ำออกแบบ 2.0 ม./วิ จะได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 kW.

2.7  การประกอบชุดกังหันพลังน้ำต้นแบบกับโครงเหล็ก
              การประกอบชุดกังหันพลังน้ำทั้ง 2 แบบกับโครงเหล็ก ใช้เป็นต้นกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรและเกียร์ทดรอบที่อยู่ภายในกล่องที่จมน้ำได้ที่ระดับความดันใต้น้ำไม่มากกว่า 3 บาร์ 

2.8  การติดตั้งกังหันพลังน้ำต้นแบบกับโครงเหล็กที่ตอม่อท้ายประตูคลองลัดโพธิ์ฯ
              ติดตั้งกังหันต้นแบบทั้ง 2  ติดกับโครงเหล็กกว้าง 1.00 ม. สูง 2.50 ม. ยาว 14.00 ม. ที่ปรับยกขึ้น-ลงได้ในช่องใส่บานซ่อมบำรุง (Bulk head) ที่ตอม่อท้ายประตูคลองลัดโพธิ์ฯ พร้อมตะแกรงดักขยะ

2.9  การทดลองเดินกังหันพลังน้ำต้นแบบและนำไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์
              การทดลองเดินกังหันพลังน้ำต้นแบบเพื่อเป็นต้นกำลังไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวร  ซึ่งกังหันพลังน้ำแบบหมุนตามแนวแกนได้กำลังไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 5.74  kW. สูงกว่าที่ออกแบบไว้ 

2.10  ความคาดหวังที่จะนำผลการวิจัยไปประยุกต์ใช้
              สามารถนำองค์ความรู้ที่ได้รับจากการวิจัยในครั้งนี้ไปต่อยอดการผลิตกังหันพลังน้ำในประเทศที่เหมาะสมในทางปฏิบัติและราคาประหยัด  รวมทั้งนำไปประยุกต์ใช้กับประตูระบายน้ำของกรมชลประทานที่มีอยู่ทั่วประเทศเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโครงการและเป็นพลังงานทดแทนอีกทางหนึ่ง

ข้อเสนอแนะ
              1)ควรนำองค์ความรู้ที่ได้รับจากการวิจัยในครั้งนี้ไปต่อยอดการผลิตกังหันในประเทศที่เหมาะสมในทางปฏิบัติและราคาถูกลงกว่ากังหันต้นแบบ  รวมทั้งนำไปประยุกต์ใช้กับโครงการวิจัยนำร่องที่ประตูระบายน้ำบรมธาตุ อ.เมือง จ.ชัยนาท และทำการวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจและผลกระทบ
              2) จากผลการศึกษาวิจัยของโครงการนำร่อง นำมากำหนดแนวทางการพัฒนาด้านการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำไหลที่ประตูระบายน้ำของกรมชลประทานที่มีศักยภาพต่อไป