City Design: กังหันลมผลิตพลังงานในเมืองที่เข้ากับสภาพแวดล้อมสุดๆ

กังหันลมผลิตไฟฟ้า Airiva ดีไซน์ใหม่ที่ดีไซเนอร์อเมริกันจากนิวยอร์ก Joe Doucet ออกแบบมาให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเมืองโดยเฉพาะ แถมยังสวยงามเหมือนงานศิลป์ สามารถแยกส่วนได้ แม้ล่าสุดจะยังเป็นเพียงต้นแบบนำร่องใช้งานจริงในสหรัฐอเมริกา แต่ไอเดียนี้คือจุดเริ่มต้นของการเข้าถึงพลังงานสะอาดได้อย่างง่ายดายและไร้ขีดจำกัดในอนาคตอย่างแน่นอน

ด้วยใบพัดแนวตั้งสูง 2 เมตร มีรูปทรงเกลียวเหมือนงานประติมากรรม แทนที่จะเป็นแบบใบพัดที่เห็นได้ทั่วไปในฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ แถมยังมีการเคลื่อนไหวที่ลื่นไหลชวนมองในขณะที่หมุน เป็นกุญแจสำคัญในการออกแบบของดีไซเนอร์ที่ตั้งใจให้กังหันลมเหล่านี้สร้างหน้าตาชวนมองให้กับสถาปัตยกรรมในเมือง อย่างอาคาร ออฟฟิศ หรือตามพื้นที่ริมถนน

“การออกแบบที่ได้รับการยกระดับมีบทบาทสำคัญในการนำไปใช้จริง และบูรณาการเข้าไปภายในสถาปัตยกรรมและโครงสร้างพื้นฐานของภูมิทัศน์ในเมืองและชานเมืองของเรา เพื่อนำพลังงานสะอาดเข้ามาใกล้กับสถานที่ที่เราอาศัยและทำงานมากขึ้น” Doucet อธิบายถึงหัวใจสำคัญของ  Airiva ว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของการผลิตพลังงานแบบกระจายพื้นที่ ซึ่งหมายถึงการผลิตพลังงานที่สามารถเกิดขึ้นได้ตามดาดฟ้า สวน หรือพื้นที่อื่นๆ เพื่อให้เจ้าของทรัพย์สินหรือผู้คนในพื้นที่โดยรอบใช้งานได้จริงๆ โดยเสริมว่า มีการสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่อเกิดการใช้พลังงานในท้องถิ่นนั้นๆ และระบบเหล่านี้ยังให้ความยืดหยุ่นแก่ผู้ใช้ในการรับมือเมื่อระบบไฟฟ้าขัดข้องอีกด้วย

ระบบพลังงานแบบปรับแต่งได้ตามสถานที่เหล่านี้ถูกออกแบบขึ้นด้วยจุดประสงค์เพื่อใช้งานจริงในสถานที่ต่างๆ เช่น สนามบิน อาคารพาณิชย์ และริมถนน เพื่อให้ Airiva สามารถปรับแต่งเข้ากับสภาพแวดล้อมในเมืองต่างๆ ได้ เพราะกังหันระบบนี้เป็นแบบแยกส่วนและปรับขนาดได้ตามพื้นที่ต่างๆ ด้วยใบพัดสี่ใบล้อมกรอบอยู่ใน "ส่วนของผนัง" แบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส ซึ่งสามารถต่อเข้าด้วยกันได้และให้ความยาวได้ตามที่ต้องการ 

Doucet ออกแบบแนวคิด Airiva เวอร์ชันหนึ่งเป็นครั้งแรกในปี 2021 หลังจากทำการค้นคว้า ผลิตภัณฑ์ด้านพลังงานแบบติดตั้งทั่วไปในโครงการแรกก็พบว่า มี “ผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับพลังงาน” ไม่มากนักที่ผลิตขึ้นโดยคำนึงถึงความสวยงาม กังหันต้นแบบ Airiva จึงถือกำนิดขึ้น ต่อมาการออกแบบด้วยแนวคิดนี้ได้รับความสนใจทางออนไลน์มากขึ้นจนมีการผลักดันให้  Doucet ต้องเปิดตัวกังหัน Airiva ด้วยความร่วมมือกับ Jeff Stone ผู้คร่ำหวอดในวงการเทคโนโลยี การออกแบบ Airiva เวอร์ชันปัจจุบันจึงเป็นผลงานมาจากระยะเวลาสองปีของเทคโนโลยีวิศวกรรม การพัฒนา และการทดสอบ โดยมีการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอยู่ที่รูปร่างและขนาดของใบพัดที่มีรูปทรงเกลียว

แม้ Airiva จะไม่ได้รับการออกแบบมาให้มีกำลังสูงส่งเท่าๆ กับกังหันในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ แต่มีการประเมินว่า “ผนังกังหัน” แต่ละชิ้นที่มีกังหันเกลียว 4 ตัวสามารถผลิตพลังงานได้ 1,100 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปีในการผลิตพลังงาน (AEP) จากการทดสอบเบื้องต้น และเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานโดยรวมของบ้านแต่ละหลังโดยเฉลี่ยในสหรัฐอเมริกา จะต้องใช้ระบบกังหันสี่เหลี่ยม 10 ชิ้น หรือ แท่ง หรือเท่ากับมีกังหัน 40 ตัวจึงจะเพียงพอต่อความต้องการ

อย่างไรก็ตาม Airiva ได้รับการออกแบบมาเพื่อเป็นเสริม ยังไม่ได้ตั้งใจจะให้เข้ามาทดแทนแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น ไฟฟ้าจากโครงข่าย และผู้ผลิตคาดหวังเพียงว่า Airiva จะเข้ามาเสริมความต้องการใช้พลังงานของอาคารในเมืองได้อย่างมีนัยสำคัญ 

โดยในอนาคตวางแผนเป้าหมายไปที่ตลาดเชิงพาณิชย์ เช่น การติดตั้งตามอาคารพาณิชย์และมหาวิทยาลัย เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตเทศบาล สวนสาธารณะ สนามบิน หรือเครือข่ายโครงสร้างพื้นฐานทางถนนและทางรถไฟ ตลอดจนท่าเรือและพื้นที่ชายฝั่งทะเลซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพในการผลิตพลังงานลมได้ดี
 

เผื่อใครอยากคิดนำไปต่อยอด ส่วนประกอบของ Airiva ทำจากอะลูมิเนียมกับใบพัดเกลียวที่มาจากพลาสติกฉีดขึ้นรูป โดยผู้ผลิตมีเป้าหมายจะใช้วัสดุรีไซเคิล 80% เมื่อเริ่มการผลิต

เวลานี้กังหัน Airiva ยังอยู่ในช่วงเริ่มแรกของการทดสอบกังหันต้นแบบอ และจะทำการทดสอบการใช้งานจริงของตัวเครื่องต้นแบบอย่างเต็มรูปแบบในช่วงปลายปีนี้ 

และวางแผนที่จะดำเนินการนำร่องกับลูกค้าในช่วงครึ่งหลังของปี 2567 ส่วนเป้าหมายสำคัญสำหรับโครงการต่อไปก็คือ การนำระบบกังหันเข้าสู่พื้นที่เมืองที่หนาแน่น เช่น โคมไฟถนนที่ใช้พลังงานลม และการออกแบบกังหัน O-Wind แบบหลายทิศทาง ซึ่งได้รับรางวัล James Dyson Award ประจำปี 2018