"ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์อันเนื่องมาจากพระราชดำริ"

โครงการบริหารจัดการน้ำของโครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ ต.ทรงคะนอง อ.พระประแดง จ.สมุทรปราการ

ในอดีตคลองลัดโพธิ์ เป็นคลองลัดแนวเหนือ-ใต้ของคุ้งน้ำของแม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณหมู่ที่ 9 ตำบลทรงคนอง อำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ แต่มีสภาพตื้นเขิน หากปรับปรุงคลองลัดโพธิ์ จะช่วยให้แม่น้ำเจ้าพระยาไหลลัดลงทะเลได้สะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยแก้ไขปัญหาน้ำท่วมกรุงเทพฯและปริมณฑล   เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2538 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานพระราชดำริแก่นายรุ่งเรือง จุลชาต อธิบดีกรมชลประทาน พลตำรวจเอก จำลอง เอี่ยมแจ้งพันธุ์ ผู้ช่วยอธิบดีกรมตำรวจ และนายจริย์ ตุลยานนท์ อดีตอธิบดีกรมชลประทานและกรรมการมูลนิธิชัยพัฒนา ให้หน่วยราชการที่เกี่ยวข้องร่วมกันเร่งศึกษาพิจารณาวางโครงการและดำเนินการปรับปรุงขุดลอก พร้อมก่อสร้างอาคารประกอบในคลองลัดโพธิ์ตามความเหมาะสม 

ต่อมา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงมีพระราชกระแสกับรองราชเลขาธิการ(นายวุฒิ สุมิตร) และฯพณฯ องคมนตรีนายสวัสดิ์ วัฒนายากร ณ สวนจิตรลดา พระราชวังดุสิต เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน 2549 รับสั่งว่า โครงการคลองลัดโพธิ์จะทำประโยชน์ได้อย่างมหัศจรรย์ มีพลังงานมหาศาล จะใช้พลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลอง ทำประโยชน์อย่างอื่นด้วยได้หรือไม่

แผนที่แสดงที่ตั้งบริเวณที่ตั้ง ปตร.คลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ

 ทั้งนี้ นายชลิต ดำรงศักดิ์ อธิบดีกรมชลประทาน ได้กล่าวถึงโครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ ต.ทรงคะนอง อ.พระประแดง จ.สมุทรปราการ ว่า " โครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ เป็นโครงการที่กรมชลฯสนองพระราชดำริในองค์ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ที่พระราชทานพระราชดำริ ให้ปรับปรุง คลองลัดโพธิ์ บริเวณคุ้งน้ำช่วงที่ไหลผ่านเขตพื้นที่ ต.บางกระเจ้า จากเดิมที่มีสภาพตื้นเขินมีความกว้างเพียง 10-15 ม.ให้สามารถรับปริมาณน้ำได้เพิ่มขึ้น อีกทั้ง ยังเป็นทางลัดของน้ำไหลลงสู่ทะเลได้สะดวก รวดเร็ว ขึ้น โดยช่วยลดระยะทางการไหลของแม่น้ำเจ้าพระยาจาก 18 กม.ให้เหลือเพียง 600 ม. รวมทั้ง ลดเวลาการเดินทางของน้ำจาก 5 ชม.ให้เหลือเพียง 10 นาที เท่านั้น ทำให้ช่วยลดผลกระทบจากน้ำล้นตลิ่งใน กทม.และ ปริมณฑล จากสภาวะน้ำเหนือไหลหลากในช่วงที่ผ่านมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยโครงการฯนี้สามารถระบายน้ำออกสู่อ่าวไทยได้เฉลี่ยวันละประมาณ 40 ล้าน ลบ.ม.ซึ่งผลการดำเนินการระบายน้ำ ตั้งแต่ต้นเดือน ส.ค.-เมื่อวานนี้(15 พ.ย.2553)สามารถระบายน้ำได้โดยรวมประมาณ 2,470 ล้าน ลบ.ม.ถือว่าเป็นปริมาณน้ำที่มากในระดับหนึ่งที่ระบายลงสู่อ่าวไทยได้ 

 โครงการฯนี้ ยังมีศักยภาพในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ โดยกรมชลฯร่วมกับ ม.เกษตรศาสตร์ ทำการศึกษา วิจัย และ นำไปขยายผล เพื่อพัฒนา ผลิตกังหันพลังน้ำ ติดตั้งในประตูระบายน้ำต่างๆทั่วประเทศ เป็นการเพิ่มทางเลือกในการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานน้ำ ทั้งยังช่วยลดปัญหาภาวะโลกร้อนประหยัดพลังงานอื่นให้แก่ประเทศได้อย่างมหาศาลด้วย ปัจจุบัน ม.เกษตรศาสตร์ อยู่ระหว่างขอจดสิทธิบัตรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานจลน์ และ ชุดสำเร็จเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานจลน์ ในพระปรมาภิไธยคาดว่าจะประกาศได้ในเร็ววันนี้ และจะนำขึ้นทูลเกล้าฯถวายแด่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวต่อไป "

คลองลัดโพธิ์

                             ก่อนการก่อสร้าง                                หลังการก่อสร้าง

  ในช่วงที่เกิดน้ำเหนือไหลหลากและน้ำทะเลหนุนสูงของทุกปี รวมถึงเหตุการณ์น้ำทะเลหนุนสูงและน้ำเหนือไหลหลากในช่วงเดือนตุลาคม - พฤศจิกายนของปีนี้ด้วย ที่ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ ได้ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการบริหารจัดการน้ำเจ้าพระยาตอนล่าง ช่วยลดผลกระทบจากภาวะน้ำล้นตลิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยสามารถระบายน้ำออกสู่อ่าวไทยได้เฉลี่ยวันละประมาณ 40 ล้านลูกบาศก์เมตร และผลการดำเนินการระบายน้ำตั้งแต่ต้นเดือนสิงหาคมจนถึงวันที่ 15 พฤศจิกายน 2553 สามารถระบายน้ำได้รวมประมาณ 2,470 ล้านลูกบาศก์เมตร นับว่าเป็นปริมาณน้ำที่มากพอสมควรที่ได้ระบายลงสู่อ่าวไทย

 
 นอกจากนี้ ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริ ยังมีศักยภาพในด้านการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ ซึ่งกรมชลประทาน ได้ร่วมกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ทำการศึกษาและวิจัย โดยการประดิษฐ์กังหันไฟฟ้าพลังน้ำไหลต้นแบบขึ้นมา 2 แบบ คือ แบบหมุนตามแนวแกน (Axial Flow) และแบบหมุนขวางการไหล (Cross Flow) โดยใช้ใบพัดต้นแบบที่วิเคราะห์และผลิตขึ้นแบบหมุนตามแนวแกนมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตร และใบพัดแบบหมุนขวางการไหลมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1 เมตร ยาว 2.50 เมตร ที่ความเร็วน้ำออกแบบ 2 เมตรต่อวินาที จะทำให้ได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 กิโลวัตต์ โดยได้ดำเนินการประกอบและติดตั้งกังหันทั้ง 2 แบบกับโครงเหล็กที่ปรับขึ้นลงได้บริเวณท้ายประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ เพื่อทำการทดลองผลิตกระแสไฟฟ้าผลปรากฏว่า ได้กำลังไฟฟ้าสูงสุดถึง 5.74 กิโลวัตต์ สูงกว่าที่ได้วิเคราะห์และคำนวณออกแบบไว้  

 ตัวอาคารประตูระบายน้ำเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก มีช่องประตูระบายน้ำที่ติดตั้งบานระบายน้ำ 4 ช่อง กว้างช่องละ 14 เมตร โดยฤดูแล้งจะปิดบานระบายน้ำตลอดฤดู ส่วนฤดูน้ำหลากปิดบานประตูเมื่อน้ำทะเลกำลังขึ้น และเปิดบานประตูในช่วงที่น้ำทะเลกำลังลง เริ่มก่อสร้างเมื่อ 13 พ.ย. 2545 เสร็จ มิ.ย. 2549 งบประมาณ 509 ล้านบาท ซึ่งนอกจากเป็นประตูระบายน้ำแล้ว พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้พระราชทานพระราชดำริให้พิจารณาใช้พลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลองลัดโพธิ์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยออกแบบเป็นกังหันพลังน้ำอาศัยพลังงานจลน์จากความเร็วของกระแสน้ำ ติดตั้งบริเวณประตูระบายน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าพลังน้ำ ซึ่งได้กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ 5.74 กิโลวัตต์ต่อวัน

                                                   การก่อสร้างโครงการ

                                        -เริ่มตั้งแต่ พ.ศ.2545 ถึงแล้วเสร็จ                                        

                                        -ค่าก่อสร้างทั้งสิ้น 528,431,213 บาท

                                                         ด้านเหนือ

                 - ประตูระบายน้ำกว้าง 14 เมตร  สูง 9.55 เมตร  จำนวน 4 บาน

                                         
 ทั้งนี้โครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ สำนักชลประทาน-11 กรมชลประทาน มีความประสงค์จ้างปรับปรุงพร้อมติดตั้งระบบควบคุม การส่งระบายน้ำด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบแสดงและรายงานผลเครื่องมือวัดต่างๆ ของ โครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ รายละเอียดการปรับปรุงพร้อมติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ จะต้องติดตั้งอยู่ใน สถานที่ต่างๆ ดังนี้

ห้องควบคุมหลัก (Main Control Room) บริเวณ อาคารควบคุมประตูระบายน้ำตัวที่-1 (MCC-1) บริเวณ อาคารควบคุมประตูระบายน้ำตัวที่-2 (MCC-2) บริเวณ อาคารควบคุมประตูระบายน้ำตัวที่-3 (MCC-3) บริเวณ อาคารควบคุมประตูระบายน้ำตัวที่-4 (MCC-4)  บริเวณจุดวัดระดับน้ำและคุณภาพน้ำหน้าประตูระบายน้ำ (Up Stream Water Level and Quality Sensors) บริเวณ จุดวัดระดับน้ำ,อัตราการไหลน้ำ และคุณภาพน้ำหลังประตูระบายน้ำ (Down Stream Water Level, Flow and Quality Sensors) บริเวณ จุดวัดคุณภาพน้ำที่สถานี C4 สะพานพุทธ (C4 Sapanphut Water Quality Sensors)

 ขอบเขตของงานและงบประมาณค่าก่อสร้าง  จ้างปรับปรุงพร้อมติดตั้งระบบควบคุม การส่งระบายน้ำด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบแสดงและรายงานผลเครื่องมือวัดต่างๆ ของ โครงการประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ เป็นการติดตั้งระบบควบคุมการส่งระบายน้ำ โดยนำระบบควบคุมอัตโนมัติ ( Automation Control System) ติดตั้งทดแทนระบบควบคุมการส่งระบายน้ำแบบเดิม ซึ่งเป็นระบบกึ่งอัตโนมัติ (Semi-Automatic) โดยผนวกเทคโนโลยี การควบคุมแบบ SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) มีอุปกรณ์ระบบควบคุมอัตโนมัติ เป็นตัวควบคุม และใช้สายนำสัญญาณ แบบเคเบิลใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable) พร้อมอุปกรณ์ประกอบอื่นๆ โดยระบบ SCADA นี้จะเป็นระบบที่ใช้ตรวจสอบ, ควบคุมการทำงาน, รวบรวมข้อมูล และ แสดงผลการส่งระบายน้ำ เครื่องมือวัดระดับน้ำ, อัตราการไหลน้ำและคุณภาพน้ำ รวมถึงข้อมูล อื่นๆ ตามสถานที่ต่างๆ ที่กำหนด ในแบบควบคุม และแสดงผลระยะไกลจากห้องควบคุมหลัก ดังแสดงในแผนผัง แสดงรูปแบบของระบบโดยรวม (Typical Configuration) งบประมาณค่าก่อสร้าง 8,827,500 บาท  ผู้รับจ้าง บริษัท พัฒน์กล จำกัด (มหาชน) ระยะเวลาดำเนินงาน 180 วัน แล้วเสร็จเมื่อเดือน กรกฎาคม

โครงการปรับปรุงคลองลัดโพธิ์ กรมชลประทานได้ทำการศึกษาความเหมาะสมวางโครงการกำหนดรูปแบบปรับปรุงที่เหมาะสม  ระหว่างเตรียมการก่อสร้างก็ได้ทำการศึกษาผลกระทบเพิ่มเติม ตรวจสอบสภาพการไหลของแม่น้ำเจ้าพระยา บริเวณที่มีลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกับคลองลัดโพธิ์ ศึกษาทดลองแบบจำลองทางกายภาพ และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของแม่น้ำเจ้าพระยาและคลองลัดโพธิ์ตามแบบก่อสร้าง เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมการไหลและปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพลำน้ำ พร้อมกับแนวทางการแก้ไขล่วงหน้าและติดตามตรวจสอบประเมินผลการระบายน้ำ

ภายหลังเปิดใช้งานโครงการ เปรียบเทียบกับสภาวะก่อนมีโครงการ การศึกษาการตรวจสอบการระบายน้ำของแม่น้ำเจ้าพระยาบริเวณที่มีลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกับโครงการคลองลัดโพธิ์จากสภาพจริง และ ศึกษาแบบจำลองทางกายภาพ พบว่าการไหลของน้ำจากปากคลองลัดโพธิ์ ความแรงของน้ำไม่พุ่งกระทบถึงฝั่งซ้ายของแม่น้ำเจ้าพระยาด้านตรงข้ามกับปลายคลองลัดโพธิ์ แต่เกิดกระแสน้ำหมุนวนเข้าหาฝั่งขวาของแม่น้ำด้านใกล้กับ ปลายคลองลัดโพธิ์และการเปิดประตูระบายคลองลัดโพธิ์ เวลาน้ำลงจะทำให้ระดับน้ำหน้าปากคลองลดลง ทำให้สามารถเพิ่มการระบายน้ำมากกว่ากรณีปิดบานประมาณ 10- 30 เปอร์เซ็นต์ ในช่วงเวลาน้ำลงต่ำสุด ผลการศึกษาแบบจำลองคณิตศาสตร์ของแม่น้ำเจ้าพระยา ช่วงระยะจากศูนย์ศิลปาชีพบางไทร ถึงปากแม่น้ำบริเวณป้อมพระจุลจอมเกล้า กรณีสมมุติเป็นการไหลแบบคงที่คือระดับน้ำทะเลไม่เปลี่ยนแปลง พบว่าการเปิดประตูระบายคลองลัดโพธิ์ทำให้ระดับน้ำตลอดช่วงระยะของลำน้ำแบบจำลองลดลง และกรณีการไหลแบบไม่คงที่ น้ำทะเลขึ้นลงสภาวะปกติ น้ำขึ้นสูงสุด + 1.30 ม.รทก. และลงต่ำ- 1.00 ม.รทก.

ผลการจำลองการไหลในช่วงเวลา 24 ชั่วโมง พบว่า การเปิดประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ช่วยให้ระดับน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาช่วงระยะตั้งแต่ปากคลองถึงบางไทร รวมถึงบริเวณโค้งอ้อม ผ่านการท่าเรือแห่งประเทศไทย ลดลง ส่วนระดับน้ำด้านปลายคลองถึงปากแม่น้ำมีระดับสูงขึ้นเล็กน้อย เนื่องจากปริมาณน้ำไหลเพิ่มขึ้น แต่ สภาพลำน้ำตั้งแต่ปลายคลองลัดโพธิ์ถึงปากแม่น้ำรูปตัดลำน้ำมีขนาดใหญ่ 

 ลักษณะโครงการ - ก่อสร้างประตูระบายน้ำบริเวณต้นคลองด้านทิศเหนือกว้าง 14.00 เมตร จำนวน 4 บาน  - ขุดคลองด้านเหนือประตูระบายน้ำกว้าง 65 เมตร ท้ายประตูระบายน้ำกว้าง 66 เมตร - ความยาวคลอง 600 เมตร- ระดับก้นคลองอยู่ที่ - 7.0 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง - ระดับหลังคันคลอง +2.65 เมตรจากระดับน้ำทะเลปานกลาง 

  การปิด-เปิด บานระบาย- ช่วงฤดูแล้งจะปิดบานเพื่อป้องกันน้ำทะเลไหลกลับเข้าแม่น้ำเจ้าพระยา - ช่วงฤดูน้ำหลาก เมื่อน้ำทะเลกำลังขึ้นจะปิดบาน และเมื่อน้ำทะเลกำลังลงจะเปิดบาน

ลักษณะสำคัญทางกายภาพ - ช่วยร่นระยะทางการไหลของน้ำหลากจาก18 กิโลเมตร เหลือเพียง 600 เมตร  - ปริมาณน้ำไหลสูงสุด 500 ลบ.ม./วินาที - ระดับท้องคลอง -7.00 เมตร.รทก. กว้าง 66 เมตร - ระดับน้ำสูงสุดรอบ 100 ปี +2.05 เมตร.รทก. - ประตูจำนวน 4 บานๆ ละ 14.00 เมตร รวม 56.00 เมตร - ผลต่างระดับน้ำด้านเหนือและด้านท้ายประตู 0.05-0.30 เมตร  - ควบคุมอัตราการไหลในคลองไม่เกิน 1.00 เมตร/วินาที

 โครงการดังกล่าวร่นระยะทางการไหลของน้ำเหลือเพียง 600 เมตรให้ลงสู่อ่าวไทย จากเดิมที่ต้องไหลอ้อมผ่านบางกระเจ้าที่มีลักษณะคล้ายกระเพาะหมู ระยะทาง 18 กิโลเมตร โดยลดปริมาณน้ำที่ท่วมได้ 50-60 เซนติเมตร หรือร่นระยะเวลาน้ำท่วมได้ 1-2 วัน อีกทั้งยังช่วยป้องกันน้ำเค็มเข้ารุกพื้นที่ทางการเกษตรได้ด้วย

ในส่วนของข้อจำกัดของโครงการ- ผลต่างระดับน้ำด้านเหนือและด้านท้ายประตู 0.05-0.30 เมตรแต่องค์ความรู้ที่จะได้รับคือ1)การนำพลังงานน้ำจากแหล่งน้ำที่มีความสูงของน้ำที่เก็บกัก (Storage Sources) มากกว่า 2.00 เมตรศักยภาพพลังน้ำของโครงการใดๆ จะผันแปรตามปริมาณน้ำและความสูงของน้ำ ซึ่งเป็นพลังงานศักย์

 การนำพลังงานน้ำจากแหล่งน้ำที่มีความสูงของน้ำน้อยมาก (Free Surface Flow Sources) แต่มีความเร็วของกระแสน้ำ ศักยภาพพลังน้ำของโครงการใด ๆ จะผันแปรตามความเร็วกระแสน้ำยกกำลังสามและพื้นที่ภาพฉายของใบพัดที่หมุน ซึ่งเป็นพลังงานจลน์ เช่นเดียวกับการใช้ประโยชน์จากพลังงานลม - ควบคุมอัตราการไหลในคลองไม่เกิน 1.0 ม./วินาที

อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยได้ออกแบบชุดกังหันพลังน้ำต้นแบบที่สอดคล้องกับการบริหารจัดการประตูคลองลัดโพธิ์ มีประสิทธิภาพสูง สะดวกต่อการปฏิบัติงาน และซ่อมบำรุง มีราคาประหยัด 2 แบบคือ แบบหมุนตามแนวแกน (Axial Flow) และแบบหมุนขวางการไหล (Cross Flow) โดยใบพัดต้นแบบที่วิเคราะห์ และผลิตขึ้นแบบหมุนตามแนวแกนมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.00 เมตร และแบบหมุนขวางการไหลมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.00 เมตร ยาว 2.50 เมตร ที่ความเร็วน้ำออกแบบ 2.0 เมตรต่อวินาที (Design Velocity) จะได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 กิโลวัตต์ ซึ่งชุดกังหันพลังน้ำต้นแบบทั้ง 2 จะประกอบและติดตั้งกับโครงเหล็กที่ปรับขึ้นลงได้ ที่ท้ายประตูคลองลัดโพธิ์ ใช้กังหันพลังน้ำเป็นต้นกำลัง ที่เชื่อมต่อกับเกียร์ทดรอบ ไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวร ที่บรรจุอยู่ภายในกล่องที่จมน้ำได้ โดยโครงเหล็กจะอยู่ในช่องใส่บานซ่อมบำรุง (Bulk head) ที่ตอม่อท้ายประตูคลองลัดโพธิ์ เมื่อเดินชุดกังหันน้ำต้นแบบ จะได้พลังงานไฟฟ้าเป็นแบบกระแสสลับ แล้วใช้ Rectifier เปลี่ยนเป็นกระแสตรง แล้วเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์แปลง และควบคุมกระแสไฟฟ้า (Inverter & Controller) 
         

กำลังและแรงดันไฟฟ้าที่ได้จะขึ้นอยู่กับความเร็วรอบ เช่น หากความเร็วที่ 200 รอบต่อนาที จะได้กำลังไฟฟ้า 5 กิโลวัตต์ต่อวัน และ Open Circuit Voltage 650 โวลต์ จะเป็นต้นกำลังไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวร ทำให้ได้พลังงานไฟฟ้าแบบกระแสสลับ และใช้ Rectifier เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าเป็นกระแสตรงแล้วเชื่อมต่อเข้ากับ Inverter & Controller ซึ่งจะปรับแรงดันและความถี่เพื่อเชื่อมต่อ กับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้านครหลวง 

จากการทดลองเดินกังหันพลังน้ำต้นแบบพบ ว่าได้กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ 5.74 กิโลวัตต์ต่อวันหลักการผลิตไฟฟ้าของกังหันพลังน้ำต้นแบบ เมื่อกระแสน้ำไหลผ่านใบพัด จะเป็นต้นกำลังในการหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรที่บรรจุอยู่ภายในกล่องซึ่งจมน้ำได้ โดยการติดตั้งโครงเหล็กที่มีกังหัน จะอยู่ในช่องใส่บานซ่อมบำรุงที่ตอม่อท้ายประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์ เมื่อเดินเครื่องจะได้ไฟฟ้ากระแสสลับหลังจากนั้นใช้เครื่องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงโดยเชื่อมเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แปลงและควบคุมกระแสไฟฟ้าซึ่งจะปรับแรงดันและความถี่เพื่อเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้านครหลวง

การออกแบบกังหันต้นแบบทีมนักวิจัยได้ออกแบบชุดกังหันพลังน้ำต้นแบบที่สอดคล้องกับการบริหารจัดการประตูคลองลัดโพธิ์ มีประสิทธิภาพสูง สะดวกต่อการปฏิบัติงาน และซ่อมบำรุง มีราคาประหยัด 2 แบบคือ แบบหมุนตามแนวแกน (Axoal Flow) และแบบหมุนขวางการไหล (Cross Flow) โดยใบพัดต้นแบบที่วิเคราะห์ และผลิตขึ้นแบบหมุนตามแนวแกนมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.00 เมตร และแบบหมุนขวางการไหลมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.00 เมตร ยาว 2.50 เมตร ที่ความเร็วน้ำออกแบบ 2.0 เมตรต่อวินาที (Design Velocity) จะได้กำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 กิโลวัตต์