"กังหันน้ำ" เป็นพลังงานทดแทนที่มีต้นทุนต่ำที่สุด และมักถูกเลือกนำไปใช้ในพื้นที่ที่มีภูเขาและตามเกาะต่างๆ เนื่องจากสายส่งไฟฟ้าไม่สามารถเข้าถึงแล้วยังมีพลังน้ำเพียงพอที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า ได้ตลอดทั้งปี อย่างเช่น "บ้านคีรีวง" จ.นครศรีธรรมราช และ "เกาะตะรุเตา" จ.สตูล ก็เป็นกรณีศึกษาที่ประสบความสำเร็จในการนำกังหันน้ำผลิตไฟฟ้า ภายใต้โครงการวิจัยเพื่อพัฒนานวัตกรรมท้องถิ่นและถ่ายทอดเทคโนโลยีกังหันผลิตไฟฟ้าขนาดเล็ก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)
"บ้านคีรีวง" เป็นหมู่บ้านเล็กๆ ตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของจังหวัดนครศรีธรรมราช โอบล้อมด้วยเทือกเขาหลวงทั้งสี่ด้าน ไม่ว่าจะยืนอยู่ ณ จุดใดของหมู่บ้าน มองไปรอบตัวก็จะเห็นภูเขาสูง ที่เป็นต้นกำเนิดของลำธารหลายสาย มีธารน้ำสายใหญ่ไหลผ่านกลางหมู่บ้านถึงสองสาย ยังความอุดมสมบูรณ์ไหลหล่อเลี้ยงให้ความชุ่มชื่นแก่ผู้คนในหมู่บ้านตลอดทั้งปี
อย่างไรก็ตาม ชาวบ้านคีรีวงยังประสบปัญหาหลายๆ อย่าง เนื่องจากระบบการค้าขายและเศรษฐกิจแบบเงินตราได้คืบคลานผ่านวงล้อมแห่งขุนเขาอันอุดมสมบูรณ์เข้าสู่คนคีรีวง ชาวคีรีวงเปลี่ยนจากการทำเกษตรเพื่อยังชีพเป็นค้าขายเพื่อกำไร ชาวบ้านจำเป็นต้องผลิตพืชผลการเกษตรให้เพียงพอกับรายจ่ายที่เพิ่มขึ้น ชาวบ้านส่วนมากจึงทำการสร้าง "ขนำ" ในพื้นที่สวนสมรมเพื่อจะได้ดูแลผลผลิตของตนได้ตลอดเวลา เพื่อให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากที่ตั้งสวนสมรมอยู่ห่างจากหมู่บ้านจึงไม่มีไฟฟ้าใช้ มีเพียงฟืนในการหุงหาอาหาร ใช้ตะเกียงน้ำมันก๊าด หรือเครื่องยนต์ปั่นไฟขนาดเล็ก ให้แสงสว่าง แต่การใช้งานระบบดังกล่าวก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อระบบทางเดินหายใจของชาวบ้านและระบบนิเวศในพื้นที่ป่า ชาวบ้านบางส่วนจึงมีความคิดริเริ่มทดลองสร้างกังหันน้ำผลิตไฟฟ้ามาใช้งานในพื้นที่สวนสมรม
ดร.อุสาห์ บุญบำรุง นักวิจัยสถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) กล่าวว่า มจธ.ได้มีการศึกษาวิจัยระบบกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมากมีกำลังการผลิตไม่เกิน 10 กิโลวัตต์ ในพื้นที่ชุมชนคีรีวงมาเกือบ 10 ปี โดยการทำงานร่วมกับชาวบ้านคีรีวง เพื่อศึกษาภูมิปัญญาท้องถิ่นคีรีวงในการสร้างกังหันน้ำผลิตไฟฟ้ามาติดตั้งใช้งานเอง ในปี 2548 ซึ่งพบว่า กังหันน้ำที่ผลิตใช้งานในพื้นที่มีหลายๆ รูปแบบ เช่น กังหันน้ำจากล้อจักรยานเก่า กังหันน้ำจากหัวจับราวบันได และกังหันน้ำ รูปกรวย ซึ่งทั้งหมดเป็นกังหันน้ำแรงกระแทก (Impulse Turbine) ที่ทำงานโดยอาศัยแรงกระแทกของกระแสน้ำที่พุ่งออกจากหัวฉีดไปหมุนกังหันน้ำ ซึ่งเหมาะสมกับการใช้งานในลักษณะภูมิประเทศที่ของบ้านคีรีวง แต่พบว่าประ-สิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานต่ำประมาณ 8-15% และแรงดันไฟฟ้าที่ออกจาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่คงที่ ไม่สามารถนำไปใช้งานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้าสูงๆ ได้ การใช้ประโยชน์จึงไม่ตรงกับความต้องการของชาวบ้านส่วนใหญ่ จึงมีการใช้งานในวงแคบๆ เท่านั้น
ในปี 2552 คณะวิจัยของ มจธ. ได้พัฒนาต่อยอดนวัตกรรมกังหันน้ำท้องถิ่นคีรีวง โดยการปรับเปลี่ยนในหลายๆ ด้าน เพื่อให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น เช่น การเปลี่ยนรูปทรงใบพัด เป็นแบบเพลตัน การเปลี่ยนระบบส่งกำลังจากสายพาน เป็นระบบต่อตรง เป็นต้น จนได้เป็น "ชุดกังหันน้ำคีรีวง" ที่พัฒนามาจากศักยภาพพลังน้ำและปริมาณความต้องการไฟฟ้าของแต่ละขนำในพื้นที่หมู่บ้านคีรีวง มีลักษณะเป็นกังหันน้ำเพลตันต่อร่วมกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ เพื่อผลิตไฟฟ้าขนาด 1 กิโลวัตต์ ที่อัตราการไหล 2.5 ลิตร/วินาที ระยะเฮด 80 เมตร ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานเพิ่มขึ้นเป็น 50% อย่างไรก็ตาม สามารถนำไปใช้งานที่อัตรา การไหลต่ำกว่านี้ได้ แต่ต้องปรับเปลี่ยนขนาดหัวฉีด และกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จะลดลง
"ชุดกังหันคีรีวงมีความเหมาะสมและมั่นคงในการผลิตไฟฟ้าสำหรับหมู่บ้านในชนบท ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีในประเทศ สามารถผลิตและซ่อมแซมได้เอง ราคาถูกกว่าการนำเข้าจาก ต่างประเทศประมาณ 3 เท่า การติดตั้ง ใช้งานมีระยะเวลาคืนทุนในการติดตั้งระบบอยู่ที่ประมาณ 3-5 ปี คิดเป็นมูลค่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากระบบกังหันน้ำ 0.9 บาท/กิโลวัตต์-ชั่วโมง จัดจำหน่ายในราคา 300,000 บาท/ชุด/กิโลวัตต์ ผ่านวิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวง"
ดร.อุสาห์ กล่าวว่า การนำไปติดตั้งใช้งานส่งผลให้ชาวบ้านมีไฟฟ้าใช้ในพื้นที่เกษตรกรรมตลอด 24 ชั่วโมง อันเนื่องมาจากการใช้ระบบกังหันน้ำผลิตไฟฟ้า คิดเป็นพลังงาน 6,132 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/ปี ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการพลังงานเพื่อการอุปโภคและบริโภคในปัจจุบัน ช่วยให้ระดับความเป็นอยู่ในชีวิตประจำวันดียิ่งขึ้น เช่น มีไฟฟ้าแสงสว่างใช้ตลอดคืน มีไฟฟ้าสำหรับการล่อแมลงศัตรูผลไม้ รับฟังข่าวสารผ่านวิทยุหรือโทรทัศน์ และสำหรับเครื่องมือการเกษตรขนาดเล็ก เป็นต้น
นอกจากนี้ ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายเพื่อการรักษาพยาบาลลง อันเนื่องจากการใช้ระบบกังหันน้ำผลิตไฟฟ้าแทนการใช้พลังงานจากฟืน และน้ำมันดีเซล ที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เป็นสาเหตุของโรคทางเดินหายใจ นอกจากค่ารักษาพยาบาลดังกล่าวแล้ว ยังต้องมีใช้จ่ายอื่นๆ เพื่อการมารับบริการรักษาพยาบาลอื่นๆ อีก เช่น ค่าอาหาร ค่าเดินทาง และค่าสูญเสียโอกาสในการทำงาน เป็นต้น
ปัจจุบันมีการติดตั้ง "ชุดกังหันน้ำคีรีวง" ในพื้นที่ชุมชนรอบเทือกเขานคร-ศรีธรรมราชกว่า 25 เครื่อง และในปี 2556 มจธ. โดยห้องปฏิบัติการวิจัยบูรณาการระบบพลังงานสะอาด มีแผนการวิจัยในการพัฒนาชุดกังหันน้ำให้มีราคาถูกลงกว่าการนำเข้าจากต่างประเทศประมาณ 6 เท่า หรือประมาณวัตต์ละ 15 บาท และครอบคลุมทุกลักษณะการใช้งาน ผ่านโครงการพัฒนาชุดกังหันน้ำขนาดเล็กมาก นวัตกรรมทั่วถึง (Inclusive Innovation) สำหรับการผลิตไฟฟ้าในชนบท โดยได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานพัฒนาวิทยา-ศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ โดยดำเนิน การที่ศูนย์เรียนรู้ไฟฟ้าชนบท มจธ. และชุมชนคีรีวง นอกจากนี้ยังได้ดำเนินการติดตั้ง "ชุดกังหันน้ำคีรีวง" เพิ่มเติมอีก 30 เครื่อง ในพื้นที่ชุมชนรอบเทือกเขานครศรีธรรมราช ผ่านการดำเนินงานร่วมกับวิสาหกิจกังหันน้ำคีรีวง โดยได้รับงบประมาณสนับสนุนจากสำนักนโยบายและยุทธศาสตร์ สำนักงานปลัดกระทรวงพลังงาน
ด้านนายวิรัตน์ กวีโชติ เลขานุการกลุ่มรัฐวิสาหกิจชุมชนกังหันน้ำคีรีวง กล่าวว่า การติดตั้งกังหันน้ำคีรีวงสำเร็จทำให้ชุมชนได้รับประโยชน์จากการมีไฟฟ้าใช้เป็นอย่างมาก ซึ่งจากการมีปริมาณน้ำจากเขาหลวงไหลลงมาตลอดทั้งปีทำให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากกังหันได้ตลอดปีเช่นกัน แม้ว่าจะเป็นหน้าแล้งก็ตาม
"ไฟฟ้าจากกังหันมีต้นทุนถูก และมีใช้ตลอดทั้งปี ทำให้สามารถแปรรูปผลผลิตทางการเกษตรได้ เช่น ทำทุเรียนกวน ทำสะตอดอง รวมถึงไฟฟ้า จากกังหันน้ำยังใช้ฉีดน้ำให้ผลผลิตทางการเกษตร ใช้ลับมีด ใช้กับเครื่องตัดหญ้า หรือจะเก็บสำรองในแบตเตอรี่เอาไว้ใช้ก็ได้"
จากความสำเร็จที่ "บ้านคีรีวง" มจธ. ได้ขยายโครงการไปติดตั้งกังหันน้ำที่อ่าวตะโละวาว เกาะตะรุเตา กำลังการผลิต 1 กิโลวัตต์ เพื่อให้เจ้าหน้าที่มีไฟฟ้าใช้ และกำลังเสนอแผนทำการติดตั้งที่อ่าวพันเตมะระกา ซึ่งเป็นที่ทำการสำนักงานอุทยานแห่งชาติตะรุเตาต่อไป