พลังงานลม

41
พพพพพพพพพ Wind Energy

Upload: gubkao-koo

Post on 23-Oct-2014

378 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: พลังงานลม

พลั�งงานลัม Wind Energy

Page 2: พลังงานลม

พลั�งงานลัมลมเป็�นแหลงพล�งงานสะอาดชน�ดหน��งที่��สามารถใช�ได�อย่างไมม�วั�นหมด และม�การใช�

ป็ระโย่ชน"จากพล�งงานลมเพ$�อผล�ตพล�งงานไฟฟ(าเพ$�อที่ดแที่นพล�งงานเช$)อเพล�ง และน*าเที่คโนโลย่�พล�งงานลมรวัมก�บแหลงพล�งงานอ$�นๆ และชวัย่ลดการใช�พล�งงานซากด�กด*าบรรพ"จะเป็�นการชวัย่ป็ระเที่ศไที่ย่ลดการน*าเข้�าแหลงพล�งงานจากตางป็ระเที่ศอ�กที่างหน��ง โดย่ป็ระเที่ศไที่ย่น�)นย่�งม�การพ�ฒนาเที่คโนโลย่�ที่างด�านพล�งงานลมย่�งม�คอนข้�างน�อย่มาก อาจเป็�นเพราะศ�กย่ภาพพล�งงานลมในป็ระเที่ศเราไมส3งมากน�กเม$�อเที่�ย่บก�บป็ระเที่ศอ$�นๆ

การเก�ดแลัะประเภทของลัมต�นก*าเน�ดที่��ที่*าให�เก�ดลมค$อพล�งงานแสงอาที่�ตย่"ที่��โลกได�ร�บ เน$�องจากอ4ณหภ3ม�ในแตละ

สวันไมเที่าก�น ที่��บร�เวัณเส�นศ3นย่"ส3ตรน�)นอากาศร�อนจะเก�ดการลอย่ต�วัข้�)น และเคล$�อนที่��ไป็ย่�งข้�)วัโลกเหน$อและข้�)วัโลกใต�ที่��เย่6นกวัา โดย่จะที่*าม4มเบนไป็ 30 องศาเหน$อและ 30 องศาใต�ตามล*าด�บ เน$�องจากการหม4นรอบต�วัเองข้องโลก เม$�ออากาศไหลไป็ย่�งข้�)วัโลกแล�วัจะเก�ดการถาย่เที่ควัามร�อนและม�อ4ณหภ3ม�ลดต*�าลง ที่*าให�อากาศลอย่ต�วัต*�าลงมาและเก�ดการไหลย่�อนกล�บมาที่��บร�เวัณเส�นศ3นย่"ส3ตรข้องโลกและแที่นที่��อากาศด�านลางข้องช�)นบรรย่ากาศ ซ��งป็ระเที่ศฝั่8� งตะวั�นออกม�อ4ณหภ3ม�ส3งกวัาเพราะที่�ศที่างการไหลข้องอากาศร�อนน�)นเบนไป็ที่างที่�ศตะวั�นออก สวันป็ระเที่ศฝั่8� งตะวั�นตกม�อ4ณหภ3ม�ต*�ากวัาเพราะอากาศที่��เย่6นต�วัลงซ��งไหลมาจากข้�)วัโลกจะม�ที่�ศที่างการไหลเบนไป็ที่างที่�ศตะวั�นตก เป็�นผลให�เก�ดเป็�นพล�งงานจลน"ที่��สามารถน*ามาป็ระย่4กต"ใช�ป็ระโย่ชน"ได�

นอกจากน�)ลมอาจเก�ดข้�)นจากอ�ที่ธิ�พลข้องภ3ม�ป็ระเที่ศ , ควัามแตกตางข้องควัามร�อนระหวัางที่ะเลก�บพ$)นด�น และควัามเป็ล��ย่นแป็ลงข้องควัามกดอากาศในพ$)นที่��น� )นๆ ซ��งเร�ย่กลมชน�ดน�)วัาลมป็ระจ*าถ��น ซ��งสามารถแบงป็ระเภที่ตามการเก�ดข้องลมได�ด�งน�)

Page 3: พลังงานลม

ลัมบกลัมทะเลั (land and sea breeze)

เก�ดจากควัามแตกตางข้องอ4ณหภ3ม�ข้องบร�เวัณที่ะเลก�บฝั่8� ง โดย่ลมที่ะเลจะเก�ดในตอนกลางวั�น เพราะบนฝั่8� งม�อ4ณหภ3ม�ส3งกวัาในที่ะเล ที่*าให�เก�ดลมจากที่ะเลพ�ดเข้�าส3ฝั่8� ง สวันลมบกเก�ดในเวัลากลางค$นเพราะบร�เวัณในที่ะเลจะม�อ4ณหภ3ม�ส3งกวัาบนฝั่8� ง ที่*าให�เก�ดลมจากฝั่8� งออกส3ที่ะเล

ลัมภ�เขาแลัะลัมหุ�บเขา (mountain and valley winds) เก�ดจากควัามแตกตางข้องอ4ณหภ3ม�ระหวัางส�นเข้าและห4บเข้า โดย่ลมภ3เข้าจะพ�ดจาก

ส�นเข้าลงไป็ส3ห4บเข้าในตอนกลางค$น เน$�องจากบร�เวัณส�นเข้าอย่3ในที่��ส3งกวัาจ�งเย่6นเร6วักวัาห4บเข้าด�งน�)นจ�งม�ลมพ�ดลงจากย่อดเข้าส3ห4บเข้า สวันลมห4บเข้าจะพ�ดจากห4บเข้าข้�)นไป็ส3ส�นเข้าโดย่เก�ดข้�)นในตอนกลางวั�น เน$�องจากบร�เวัณห4บเข้าเบ$)องลางจะม�อ4ณหภ3ม�ต*�ากวัาย่อดเข้าจ�งม�ลมพ�ดข้�)นไป็ตามควัามส3งข้องส�นเข้า

ลัมตะเภาเป็�นลมที่��พ�ดมาจากที่�ศใต�ไป็ย่�งที่�ศเหน$อค$อ พ�ดจากอาวัไที่ย่เข้�าส3ภาคกลางตอนลางใน

ชวังเด$อนก4มภาพ�นธิ"ถ�งเด$อนเมษาย่น ซ��งเป็�นชวังที่��ลมมรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งเหน$อก*าล�งจะเป็ล��ย่นเป็�นลมมรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งใต� เป็�นลมที่��น*าควัามช$)นมาส3ภาคกลางตอนลาง ในสม�ย่โบราณลมน�)จะชวัย่พ�ดเร$อส*าเภาซ��งบรรที่4กส�นค�าเข้�ามาค�าข้าย่ให�แลนไป็ตามแมน*)าเจ�าพระย่า

ลัมว่�าว่เป็�นลมที่��พ�ดจากที่�ศเหน$อไป็ย่�งที่�ศใต� เก�ดในระหวัางเด$อนก�นย่าย่นถ�งเด$อน

พฤศจ�กาย่นเป็�นลมเย่6นที่��พ�ดมาตามล*าน*)าเจ�าพระย่าและพ�ดในชวังที่��มรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งใต�ก*าล�งจะเป็ล��ย่นเป็�นมรส4มตะวั�นออกเฉี�ย่งเหน$อ หร$ออาจจะเร�ย่กลมข้�าวัเบา เพราะพ�กในชวังที่��ข้�างเบาก*าล�งออกรวัง

Page 4: พลังงานลม

ลั�กษณะเฉพาะต�ว่ของลัมก*าล�งข้องลมน�)นจะข้�)นอย่3ก�บป็8จจ�ย่หลาย่อย่างตามป็ร�มาณและควัามเร6วัข้องลม ได�แก ควัามเร6วัลมเฉีล��ย่ , ที่�ศที่างข้องลม , ควัามเบ��ย่งเบนตอคาเฉีล��ย่ข้องควัามเร6วัลมที่�)งที่างระด�บและที่างด��งจากผ�วัโลกส3ช� )นบรรย่ากาศ โดย่ควัามเร6วัลมส3งส4ดน�)นม�กพบบร�เวัณย่อดเข้าและชาย่ฝั่8� งที่ะเล ข้�อม3ลเหลาน�)สามารถใช�ค*านวัณและป็ระเม�นป็ระส�ที่ธิ�ภาพในการสร�างก�งห�นลมในระย่ะย่าวั ให�ม�ควัามค4�มคาข้องโรงงานไฟฟ(าพล�งงานลมมากที่��ส4ดก*าล�งงานข้องลมสามารถค*านวัณได�จากส3ตรด�งตอไป็น�)

เม$�อ Pw ค$อ ก*าล�งข้องลม (W) , ค$อ ควัามหนาแนนข้องอากาศ ม�คาเที่าก�บ 1.225 kg/m3

A ค$อ พ$)นที่��หน�าต�ด (m2) และ V ค$อ ควัามเร6วัลม (m/s)

ซ��งก*าล�งน�)เป็�นพล�งงานจลน"ข้องลมที่�)งหมดที่��สามารถจะน*ามาแป็รเป็ล��ย่นเป็�นพล�งงานไฟฟ(าได�พล�งงานลมถ3กเป็ล��ย่นไป็เป็�นพล�งงานกลข้องแกนหม4นก�งห�นลม มวัลข้องอากาศที่��ป็ะที่ะเข้�าก�บใบก�งห�นจะเคล$�อนที่��ช�าลง ในที่างป็ฏิ�บ�ต�แล�วัพล�งงานจากลมไมสามารถถาย่เที่ให�ก�บก�งห�นลมได�หมด 100% ซ��งถ�าเก�ดข้�)นจร�งจะหมาย่ควัามวัามวัลข้องอากาศที่��ป็ะที่ะเข้�าก�บใบก�งห�นจะต�องหย่4ดสน�ที่อย่3ก�บที่��บร�เวัณพ$)นที่��หน�าต�ดข้องใบก�งห�นที่�)งหมด

3

2

1AvPw

Page 5: พลังงานลม

Boundary Layer ของชั้� นบรรยากาศ เพ$�อพ�จารณาการไหลข้องอากาศพบวัาม�ป็8จจ�ย่ที่��ม�อ�ที่ธิ�พลมากมาย่ เชน อาคารส��งกอสร�าง ต�นไม� ธิรรมชาต�ข้องพ$)นด�น ที่ะเลสาบและที่ะเล เป็�นต�น ซ��งคาควัามเส�ย่ดที่านระหวัางผ�วัส�มผ�สข้องลมก�บพ$)นผ�วั ที่*าให�เก�ดการเป็ล��ย่นแป็ลงการไหลและควัามเร6วัข้องลมข้องลมตลอดตามเวัลาและระย่ะหาง นอกจากน�)การเป็ล��ย่นแป็ลงข้องควัามเร6วัลมก6ย่�งม�ผลมาจากการไหลที่��ป็8� นป็>วันซ��งเก�ดข้�)นจาก Wind Turbine Rotor และสวันป็ระกอบข้องเคร$�องย่นต"ควัามเร6วัลมที่��เก�ดข้�)นแบบที่�นที่�ที่�นใด (Vm ) เป็�นด�งสมการ

V = Vm + v

โดย่ที่�� ควัามเร6วัเฉีล��ย่ข้องลม (V) น� )นจะหาจากคาเฉีล��ย่ที่��เวัลา 10 นาที่� และ Fluctuation of Flow (v) หร$อคาควัามผ�นแป็รข้องการไหลข้องลม จะอธิ�บาย่ในเที่อมข้อง

ส*าหร�บภ3ม�ป็ระเที่ศที่��ไมราบเล�ย่บมาก Turbulent Intensity (Tu) จะม�ชวังระหวัาง 0.15 – 0.20 แตส*าหร�บพ$)นที่��ราบเล�ย่บจะมคาป็ระมาณ 0.10

2

1

22 11

T

omm

dtvTVV

vTu

Page 6: พลังงานลม

ลั�กษณะของคว่ามเร$ว่ลัมในแนว่ด�&งควัามเร6วัข้องลมที่��พ$)นผ�วัจะม�คาเที่าก�บศ3นย่"เน$�องจากม�ควัามเส�ย่ดที่านระหวัาง

อากาศก�บพ$)นผ�วั ควัามเร6วัลมจะเพ��มข้�)นอย่างรวัดเร6วัที่��ระย่ะควัามส3งเพ��มข้�)นในชวังแรก และอ�ตราการเพ��มข้�)นข้องควัามเร6วัลมจะลดลงตามระด�บควัามส3ง ที่��ระด�บควัามส3ง 2 ก�โลเมตรเหน$อพ$)นด�นจะไมม�การเป็ล��ย่นแป็ลงควัามเร6วัลม การเป็ล��ย่นแป็ลงข้องควัามเร6วัลมในแนวัด��ง สามารถอธิ�บาย่ได�จาก Differential Function

Page 7: พลังงานลม

การพ�ฒนาการใชั้(พลั�งงานจากลัมการป็ระย่4กต"ใช�พล�งงานจากลม เร��มจากการค�นพบบ�นที่�กเก��ย่วัก�บโรงส�ข้�าวัพล�งงานลม (windmills) โดย่ใช�ระบบเคร$�องโมในแกนต�)ง โดย่ชาวัแอฟแกน (Afghan) เม$�อกอนคร�สต"กาล สวันโรงส�ข้�าวัพล�งงานลมแบบแกนหม4นแนวันอนพบคร�)งแรกแถบเป็อร"เซ�ย่ ที่�เบตและ จ�น และแพรหลาย่ไป็จนถ�งป็ระเที่ศแถบเมด�เตอร"เรเน�ย่นและป็ระเที่ศย่4โรป็ตอนกลาง ซ��งได�อ�ที่ธิ�พลข้องน�กรบคร3เซด ที่��ควัามร3 �เก��ย่วัก�บโรงส�ข้�าวัพล�งงานลมจากเป็อร"เซ�ย่มาส3หลาย่พ$)นที่��ข้องย่4โรป็ในย่4โรป็โรงส�ข้�าวัพล�งงานลมได�ร�บการพ�ฒนาสมรรถนะอย่างตอเน$�อง เชน ในป็ระเที่ศเนเธิอร"แลนด"ที่��ใช�พล�งงานในอ4ตสาหกรรมมาจากพล�งงานลมถ�งร�อย่ละ 90 ในชวังป็ลาย่ศตวัรรษที่�� 19 ซ��งในชวังเวัลาน�)นการใช�พล�งงานลมไมได�ม�เพ�ย่งแคการส�ข้�าวัแตย่�งม�การป็ระย่4กต"ใช�ส*าหร�บการส3บน*)าอ�กด�วัย่ แม�วัาในย่4คป็ฏิ�วั�ต�อ4ตสาหกรรมโรงส�ข้�าวัพล�งงานลมเร��มม�การใช�งานลดลงบ�าง

ภาพแสดงล�กษณะโรงส�ข้�าวัพล�งงานลมแบบ

ย่4โรป็ ที่��มา

(AZsolarcenter. 2004. On-line)

Page 8: พลังงานลม

ในชวังเวัลาก�นน�) การใช�พล�งงานลมกล�บได�ร�บการเผย่แพรในที่วั�ป็อเมร�กาเหน$อ โดย่ที่��ผ3�ต� )งถ��นฐานใหมได�ใช�ก�งห�นลมส3บน*)าข้นาดเล6กส*าหร�บงานป็ศ4ส�ตวั"ก�งห�นและเร�ย่กวัาก�งห�นลมแบบอเมร�ก�น ( american windmill ) ซ��งใช�ระบบการที่*างานแบบควับค4มต�วัอย่างสมบ3รณ" ( fully self-regulated ) โดย่สามารถป็ร�บควัามเร6วัข้องแกนหม4นได�เม$�อควัามเร6วัลมส3ง ในข้ณะที่��โรงส�ข้�าวัพล�งงานลมข้องย่4โรป็สามารถบ�ดต�วัใบพ�ดออกจากที่�ศที่างลมได�หร$อสามารถม�วันใบพ�ดเก6บได�หากควัามเร6วัลมส3งจนเก�นไป็เพ$�อป็(องก�นควัามเส�ย่หาย่ที่��จะเก�ดข้�)นก�บต�วัโรงส�ข้�าวั ป็8จจ4บ�นก�งห�นลมแบบอเมร�ก�นหลาย่แบบย่�งคงถ3กน*ามาใช�งานเพ$�อวั�ตถ4ป็ระสงค"ที่างการเกษตรและก�จกรรมตางๆ ที่��วัโลก

ก�งหุ�นลัมโบราณต�)งแตกอนคร�สตศ�กราช หม3ชนชาวัอ�ย่�ป็ต"น*าเอาพล�งงานลมใช�ส*าหร�บการเด�น

เร$อในแมน*)าไนล"และในชวังเวัลาเด�ย่วัก�นชาวัจ�นได�ใช�ก�งห�นลม (Windmills )ส*าหร�บส3บน*)าตอมาชาวัเป็อร"เซ�ย่ (Persians ) ก6ได�ป็ระด�ษฐ"และใช�ก�งห�นลมแบบแกนหม4นแนวัต�)ง (Vertical Axis Windmill ) เป็�นคร�)งแรก และตอมาก�งห�นลม Windmill ได�ใช�อย่างแพรหลาย่ในย่4โรป็ แม�ป็ระเที่ศไที่ย่เองก6ได�ม�การผล�ตก�งห�นลมข้�)นโดย่ภ3ม�ป็8ญญาชาวับ�าน ได�แก ก�งห�นลมฉี4ดน*)าแบบระห�ด

Page 9: พลังงานลม

ก�งหุ�นลัมว่�นด+ม�ลัลั+ (Windmills ) ของชั้าว่ย�โรปในที่วั�ป็ย่4โรป็ได�ม�การใช�ก�งห�นลมวั�นด"ม�ลล" โดย่ร3ป็ล�กษณะข้องก�งห�นลมวั�นด"ม�ลล"ได�ม�การพ�ฒนาอย่างตอเน$�อง เพ$�อใช�ส*าหร�บนวัดข้�าวั (Grind Grain ) และย่�งน*ามาใช�ก�บการส3บน*)าเพ$�อผ�นน*)าให�ก�บที่ะเลสาบและหนองบ�งอ�กด�วัย่ จนเม$�อตอนต�นศตวัรรษที่��

20 พล�งงานลมได�ถ3กน*าไป็ใช�เป็�นพล�งงานกล เพ$�อการนวัดข้�าวั ส3บน*)า และอ4ตสาหกรรมตางๆ มากข้�)น

Page 10: พลังงานลม

ก�งหุ�นลัมแบบระหุ�ดฉ�ดน, าของคนไทยโบราณก�งห�นลมแบบระห�ดฉี4ดน*)าเป็�นการป็ระด�ษฐ"ค�ดค�นข้�)นด�วัย่ภ3ม�ป็8ญญาชาวับ�านใน สม�ย่โบราณข้องไที่ย่ เพ$�อใช�ในนาข้�าวั นาเกล$อและนาก4�ง และม�ใช�เป็�นเวัลานานแล�วัจนถ�งป็8จจ4บ�น วั�สด4ที่��ใช�ป็ระด�ษฐ"ก�งห�นลมแบบระห�ดฉี4ดน*)า เป็�นวั�สด4ที่��สามารถหาได�งาย่ในที่�องถ��น ราคาถ3กและม�ควัามเหมาะสมตอการใช�งานตามสภาพพ$)นที่��ภ3ม�ป็ระเที่ศใบพ�ดก�งห�นลมป็กต�จะม�จ*านวัน 6 ใบพ�ด วั�สด4ที่��ใช�ที่*าใบก�งห�นลมจะที่*ามาจากเส$�อล*าแพนหร$อผ�าใบ โดย่ต�วัโครงเสา รางน*)า และใบระห�ด จะที่*าจากไม�เน$)อแข้6งซ��งม�ควัามที่นที่านตอน*)าเค6ม สามารถใช�งานได�ย่าวันาน

Page 11: พลังงานลม

ส่�ว่นประกอบท/&ส่,าค�ญของก�งหุ�นลัมแบบระหุ�ดฉ�ดน, า1 .สวันข้องใบพ�ด ก�านใบที่*าจากไม�ย่�ดก�บแกนหม4น ใบร�บลมที่*าจากเส$�อล*าแพน ผ�าใบหร$ออาจใช�แผนพลาสต�กได�2.เสาข้องก�งห�นลม ที่*าจากไม�จ*านวัน 2 ต�น ป็8กไวั�เป็�นค3เพ$�อรองร�บแกนหม4น3.สาย่พานข้�บแกนเพลา ที่*าจากเช$อกที่��ม�ควัามเหน�ย่วัและที่นตอแรงเส�ย่ดส� ที่*าหน�าที่��ถาย่แรงจากการหม4นข้องแกนหม4นไป็ย่�งแกนเพลาให�หม4นเพ$�อใช�ฉี4ดระห�ดไม�4.แกนเพลา ที่*าจากเหล6กหร$อไม�กลม วัางอย่3บนเสาไม�ค3เหน$อพ$)นด�นที่��พอเหมาะ ม�ซ��ไม�ล�กษณะคล�าย่เฟAองย่�ดต�ดกลางแกนเพลาเพ$�อข้�บหม4นฉี4ดแผนระห�ด5.สวันข้องรางน*)าและระห�ด ที่*าจากไม�เป็�นรางร3ป็ต�วัย่3หงาย่ข้�)น พาดเฉี�ย่งระหวัางที่�องน*)าก�บพ$)นนาเกล$อแล�วัใช�ไม�แผนข้นาดเที่าหน�าต�ดรางน*)าที่*าระห�ดเร�ย่งตอก�นเป็�นซ��ๆ ด�วัย่เช$อกหร$อโซเพ$�อฉี4ดน*)าเคล$�อนต�วัจากที่��ต*�าข้�)นที่��ส3งในป็8จจ4บ�นจ*านวันก�งห�นลมด�งกลาวัลดลงอย่างรวัดเร6วั เน$�องจากม�การเป็ล��ย่นแป็ลงร3ป็แบบการพ�ฒนาพ$)นที่��เกษตรกรรมให�เป็�นพ$)นที่��อ4ตสาหกรรม ก�งห�นลมด�งกลาวัถ$อได�วัาเป็�นชน�ดด�)งเด�มจากภ3ม�ป็8ญญาชาวับ�านข้องคนไที่ย่โบราณ ที่��สามารถใช�พล�งงานลมที่ดแที่นพล�งงานไฟฟ(าเพ$�อส3บน*)าได�เป็�นอย่างด�ส*าหร�บป็ระเที่ศไที่ย่

Page 12: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น1. ก�งห�นลมส3บน*)า

ก�งห�นลมส3บน*)า เป็�นก�งห�นลมแบบแกนหม4นแนวันอนหลาย่ใบพ�ด (Multi Blade ) ที่��ได�ร�บการพ�ฒนาข้�)นเพ$�อส3บน*)าใช�ในที่างการเกษตรและป็ศ4ส�ตวั" ที่��อย่3ในพ$)นที่��ที่��หางไกลในเข้ตชนบที่ที่��ไมม�กระแสไฟฟ(าใช�ในการส3บน*)าหร$อบร�เวัณที่��ต�องการใช�พล�งงานจากลมเป็�นพล�งงานชวัย่เสร�มพล�งงานด�านอ$�นๆ และเป็�นการป็ระหย่�ดพล�งงานและร�กษาสภาพส��งแวัดล�อม

ซ��งม�สวันป็ระกอบที่��ส*าค�ญด�งน�)1 .ใบพ�ด ที่*าจากเหล6กกาวัาไนที่"หร$อแผส�งกะส�ชน�ดหนาอย่างด�2. ต�วัเร$อน ป็ระกอบไป็ด�วัย่เพลาป็ระธิานหร$อเพลาหล�กที่*าด�วัย่เหล6กสแตนเลสที่��ม�ควัามแข้6งเหน�ย่วั ที่นตอแรงบ�ดส3ง ช4ดต�วัเร$อนเพลาป็ระธิานเป็�นต�วัหม4นถาย่แรงกลเข้�าต�วัห�องเคร$�อง 3. ช4ดแพนหาง ป็ระกอบไป็ด�วัย่ใบแพนหางที่*าจากเหล6กแผน ที่��ที่*าหน�าที่��บ�งค�บต�วัเร$อนและใบพ�ดเพ$�อให�ห�นร�บแรงลมในแนวัราบได�ที่4กที่�ศ ที่าง

4. โครงเสา ที่*าด�วัย่เหล6กป็ระกอบเป็�นโครงถ�ก (Truss Structure) ควัามส3งข้องก�งห�นลมส3บน*)า ม�ควัามส*าค�ญอย่างมากในการพ�จารณาต�ดต�)งก�งลม เพ$�อให�สามารถร�บลมได�ด� ก*าหนดที่��ควัามส3งป็ระมาณ 12-15 เมตร และม�แกนกลางเป็�นต�วับ�งค�บก�านช�กให�ช�กข้�)นลงในแนวัด��ง5. ก�านช�ก ที่*าด�วัย่เหล6กกลมต�น ร�บแรงช�กข้�)นลงในแนวัด��งจากเฟAองข้�บในต�วัเร$อน เพ$�อที่*าหน�าที่��ป็8) มอ�ดกระบอกส3บน*)า6. กระบอกส3บน*)า สามารถร�บแรงด3ดและแรงสงได�ส3ง ม�หลาย่ข้นาดแตที่��ใช�ที่��วัไป็ม�ข้นาด 3 - 15 น�)วั ใช�ส3บน*)าได�ที่�)งจากบอบาดาลและแหลงน*)าตามธิรรมชาต�อ$�นๆ7. ที่อน*)า ตอระหวัางป็8) มน*)าก�บแหลงน*)าที่��จะส3บและต�ดฟ4ตวัาล"วัก�นน*)าไหลกล�บ

Page 13: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น2. ก�งห�นลมเพ$�อผล�ตกระแสไฟฟ(า

น�บต�)งแต Prof. Lacour วั�ศวักรชาวัเดนมาร"กได�ออกแบบและป็ระด�ษฐ"ก�งห�นลมส*าหร�บผล�ตไฟฟ(าข้�)นเป็�นคร�)งแรก การพ�ฒนาก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าได�ม�การพ�ฒนาข้�)นอย่างตอเน$�องและแพรหลาย่ เพ$�อน*าเที่คโนโลย่�ชน�ดน�)มาใช�ให�เก�ดป็ระโย่ชน"ส3งส4ด สวันป็ระกอบที่��ป็ระกอบข้�)นเป็�นก�งห�นลมที่��สามารถผล�ตไฟฟ(าได�ในหน��งช4ดจะป็ระกอบไป็ด�วัย่ 4 องค"ป็ระกอบหล�กใหญๆ ซ��งภาย่ในองค"ป็ระกอบหล�ก จะป็ระกอบด�วัย่สวันป็ระกอบย่อย่ลงไป็อ�ก เพ$�อให�ได�ก�งห�นลมม�ควัามสมบ3รณ"ในการแป็ลงพล�งงานลมเป็�นพล�งงานไฟฟ(า

Page 14: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น สวันป็ระกอบข้องก�งห�นลม (ใบพ�ด)

ใบพ�ด (blade) (1) ต�วั Blade น�)นที่*าได�จาก พลาสต�กเสร�มแรง glass (GRP) ซ��งใช�พลาสต�ก polyester,ไม� (wood), พลาสต�กเสร�มแรงด�วัย่ carbon fibre (CFRP), เหล6กและอล3ม�เน�ย่ม

ส*าหร�บก�งห�นที่��ม�ข้นาดเล6ก ซ��งม�เส�นผานศ3นย่"กลางต*�ากวัา 5 m การเล$อกวั�สด4น� )นจะพ�จารณาถ�ง efficiency มากกวัาน*)าหน�ก , ควัามแข้6งแรง (stiffness) และสมบ�ต�อ$�น ๆ ข้อง blade แตส*าหร�บก�งห�นลมที่��ม�ข้นาดใหญกวัา การม�สมบ�ต�เฉีพาะที่��ด�ในการผล�ตกระแสไฟฟ(าข้อง blade น�)นที่*าได�ย่าก และข้�)นอย่3ก�บการเล$อกวั�สด4มากกวัา

ก�งห�นลมข้นาดใหญสวันใหญในโลกที่*าจาก GRP ซ��งใช� polyester รองลงมาค$อไม� ได�ม�การใช�มานาน ไม�ม�น*)าหน�กน�อย่ , ราคาคาวั�ตถ4ด�บต*�า และย่�งม�ควัามที่นที่านตอการล�าส3ง ข้�อเส�ย่ข้องไม�ค$อ จะไวัตอควัามช$)น รวัมถ�งการข้�)นร3ป็น�)นม�คาใช�จาย่ส3ง แตสามารถแก�ไข้ป็8ญหาน�)ได�โดย่ใช�วั�ธิ� cold molding แผนไม�จะถ3กเคล$อบด�วัย่ epoxy resin ภาย่ในถ4งส4ญญากาศซ��งถ4งจะแนบก�บช�)นงาน ที่*าให�เก�ดเป็�นร3ป็ราง blade โดย่ที่�� blade น�)นม�ล�กษณะร3ป็รางเหม$อนก�บชน�ด GRP เพ�ย่งแตไม�น� )นม�ควัามแข้6งแรงที่��ส3งกวัา และย่�งม�น*)าหน�กที่��เบากวัาอ�กด�วัย่ ซ��งเป็�นผลด�ตอการสร�างก�งห�นลมที่��ม�ข้นาดใหญ

CFRP blade น�)นได�ถ3กผล�ตข้�)นได�ส*าเร6จ แตย่�งเป็�นเพ�ย่งต�นแบบเที่าน�)น วั�สด4น�)ม�ควัามแข้6งแรงส3งที่��ส4ด รวัมถ�งให�น*)าหน�กที่��เบาที่��ส4ดด�วัย่ แตข้�อเส�ย่ค$อม�ราคาแพง ม�การคาดการณ"ไวั�วัา เม$�อม�ควัามต�องการการใช�งาน carbon fibre มากข้�)น ราคาข้องม�นจะต*�าลง ซ��งจะที่*าให�ราคาข้อง blade น�)นต*�าลงด�วัย่

เหล6ก (steel) ก6ถ3กน*ามาใช�สร�างสวันใบพ�ดข้องก�งห�นลมเชนก�น เน$�องจากม�ควัามแข้6งแรง แตเหล6กก6ม�จ4ดออนด�านการต�านที่านควัามล�าที่��ต*�า และม�ควัามหนาแนนส3ง ที่*าให�ม�น*)าหน�กมาก นอกจากน�) aluminium ก6ม�การใช�ในการสร�างก�งห�นลม แตม�นถ3กสร�างไวั�ใช�ในการที่ดลองเที่าน�)น ซ��งการที่ดลองก6ไมคอย่ป็ระสบผลส*าเร6จเที่าใดน�ก อ�นเน$�องมาจากควัามต�านที่านตอการล�าที่��ต*�า

Page 15: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น สวันป็ระกอบข้องก�งห�นลม (ใบพ�ด)

Blade ที่��ที่*าจากวั�สด4ที่��ไมใชโลหะน�)นจะม�การออกแบบ root ที่��ย่าก ซ��ง root ข้อง blade เป็�นจ4ดที่��เก�ด bending moment มากที่��ส4ด นอกจากน�)การ hup และ blade ใช�วั�สด4ที่��ตางชน�ดก�น ที่*าให�ควัามแข้6งแรงน�)นเป็ล��ย่นไป็ที่��ระหวัางจ4ดที่��เช$�อม blade ก�บ hup ซ��งจะเป็�นจ4ดรวัมควัามเค�น

จากการศ�กษาพบวัา ก�งห�นลมที่��ม� aerodynamic ด�ที่��ส4ดน�)นม�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพเหน$อวัาก�งห�นลมที่��ที่*าจากไม�เพ�ย่ง 10% เที่าน�)น เน$�องจากป็ระส�ที่ธิ�ภาพน�)นจะข้�)นอย่3ก�บที่�ศที่างลมและควัามเร6วัข้องลม เป็�นส*าค�ญ อย่างไรก6ตามการเล$อกใบพ�ดที่��ด�น� )นม�หล�กการคราวั ๆ ด�งน�)

1. Lift ตอ drag ส3ง เพ$�อที่��จะที่*างานได�อย่างม�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพในชวังกวั�าง2. ไมข้�)นก�บควัามข้ร4ข้ระมากน�ก (insensitivity to roughness) 3. กอมลพ�ษที่างเส�ย่งต*�า

 Rotor น�)นย่�งแบงออกได�เป็�นแบบต�านลมหร$อ upwind side และ แบบตามที่�ศที่างกระแสลมหร$อ downwind side ในแบบ

downwind side น�)นจะม�การที่*าให� blade ย่$ดออกในแนวัแกน เพ$�อเพ��มชองวัางระหวัาง tower ก�บ rotor ส*าหร�บแบบ downwind น�)นจะม�การห�นต�วัม�นในที่�ศที่างลม ที่*าให�ไมจ*าเป็�นต�องใช� yaw system แตในแบบ upwind น�)นอาจต�องอาศ�ย่ yaw system หร$อ fan tail เพ$�อให� rotor ห�นไป็ในที่�ศที่างข้องลม อย่างไรก6ตามก�งห�นแบบ downwind ก6เก�ดเส�ย่งด�ง และม�การร�บ cyclic load ที่��ส3งกวัา ที่*าให�ไมน�ย่มในการใช�งานเที่าก�บแบบ upwind

Page 16: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น สวันป็ระกอบข้องก�งห�นลม (ใบพ�ด)

แสดง rotor ชน�ด upwind และ downwind รวัมถ�ง rotor ที่��ม�จ*านวัน blade ตาง ๆ ก�น

Page 17: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�น สวันป็ระกอบข้องก�งห�นลม (เบรก)

ระบบเบรก (brake) (4) ก*าล�งข้องลมน�)นจะส�มพ�นธิ"ก�บควัามเร6วัข้องลมและป็ร�มาณลม ซ��ง ที่��ควัามเร6วัลมส3งน�)นจะต�องค*าน�งถ�งแรงน�)อย่างมาก ซ��งแรงที่��มากเก�นไป็อาจจะที่*าให�ก�งห�นเส�ย่หาย่ได� ระบบ braking จ�งม�ควัามส*าค�ญมากตอก�งห�นลม ระบบ braking น�)นจะต�ดต�)งเข้�าก�บแกนเพลาข้อง rotor โดย่ตรง ซ��งจะไมข้�)นก�บ gear box หร$อพ3ดอ�กอย่างก6ค$อม�นถ3กต�ดก�บแกนเพลาที่��หม4นช�าข้อง rotor อย่างไรก6ตามแกนเพลาที่��หม4นช�าข้อง rotor ม�นจะม� torque ส3งซ��งเม$�อพ�จารณาแล�วัการตอระบบ brake ก�บแกนเพลาที่��หม4นเร6วัด3เหม$อนจะที่*าได�งาย่กวัา นอกเหน$อจากน�)ย่�งม�ระบบ brake โดย่ใช�ป็ลาย่ข้อง blade ระบบเบรกน�)นควัรจะถ3กพ�จารณาอย่างรอบคอบ วัาสามารถที่��จะให�ควัามป็ลอดภ�ย่แกก�งห�นลมได� ในที่4กสถานการณ"

ระบบเบรกด�วัย่ป็ลาย่ blade (tip braking system) แบบตาง

Page 18: พลังงานลม

ก�งห�นลมสม�ย่ใหมแบงออกเป็�นสวันป็ระกอบข้องก�งห�นลม ค�นบ�งค�บเพลัาแกนหุม�น (low speed shaft แลัะ high

speed shaft) (5,12) เป็�นสวันที่��คอย่ควับค4มควัามเร6วัข้องเพลาแกนหม4นให�หม4นช�าหร$อเร6วัข้องใบพ�ด และสงผานระบบสงก*าล�ง

หุ(องส่�งก,าลั�ง (gear box) (6) เป็�นระบบที่��คอย่ป็ร�บเป็ล��ย่นและควับค4มควัามส�มพ�นธิ"ข้องควัามเร6วัในการหม4นระหวัางเพลาแกนหม4นก�บเพลาข้องเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า

เคร1&องก,าเน�ดไฟฟ3า (generator) (7) ที่*าหน�าที่��เป็ล��ย่นพล�งงานกลที่��ถ3กสงมาจากเพลาแกนหม4นข้องใบพ�ดเป็�นพล�งงานไฟฟ(า

ต�ว่คว่บค�ม (controller) (8) ที่*าหน�าที่��ควับค4มการที่*างานเคร$�องวั�ดควัามเร6วัลม

หุ(องเคร1&อง (nacelle)(11) เป็�นห�องควับค4มข้นาดใหญ อย่3สวันหล�งข้องใบพ�ด ใช�บรรจ4ระบบตางๆ เชน ระบบเก�ย่ร" เคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า ระบบเบรก และระบบควับค4ม

แกนคอหุม�นร�บท�ศทางลัม (yaw drive)(13) เป็�นต�วัควับค4มการหม4นข้องห�องเคร$�องเพ$�อให�ใบพ�ดป็ร�บร�บที่�ศที่างลม โดย่ม�มอเตอร" (yaw motor ) เป็�นต�วัชวัย่ในการป็ร�บที่�ศที่าง

เส่าหุร1อหุอคอย (tower)(15) เป็�นสวันที่��แบกร�บอ4ป็กรณ"ที่�)งหมดที่��อย่3ข้�างบน

Page 19: พลังงานลม

ป็ระเภที่ข้องก�งห�นลมหล�ก ๆ แล�วั rotor น�)นสามารถแบบออกหล�ก ๆ ได�โดย่จ*าแนกจาก แรงหล�กที่��ใช�ในการหม4นใบพ�ด แบงออกเป็�นสองแบบ ได�แก

aerodynamic lift แรงย่ก และ aerodynamic drag แรงลาก ก�งห�นที่��หม4นด�วัย่ควัามเร6วัต*�าน� )นม�การข้�บเคล$�อนหล�ก ๆ ด�วัย่ แรงลาก (drag force) กระที่*าก�บ rotor ซ��ง rotor ม�กจะหม4นช�ากวัา

ควัามเร6วัข้องลม จ�งไมให�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพที่��ด�น�กในการป็8� นกระแสไฟฟ(า แตก�งห�นแบบแรงลากน�)นจะม� torque ส3งก�งห�นที่��หม4นด�วัย่ควัามเร6วัส3ง จะอาศ�ย่แรงย่ก (lift force) เป็�นหล�กในการหม4น rotor ควัามเร6วัข้องใบพ�ดน�)นจะม�ควัามเร6วัมากกวัา

ควัามเร6วัลมหลาย่เที่า แตจะให� torque ที่��ต*�า เม$�อเที่�ย่บก�บแบบแรงลากโดย่ก�งห�นลมแบบด�)งเด�มและอ4ป็กรณ"ที่��ที่*าการป็8B มน*)าจะเป็�นชน�ด low speed drag type ในข้ณะที่��ก�งห�นลมแบบร4 นใหมที่��ใช�ในการป็8� น

กระแสไฟฟ(าน�)น จะเป็�นชน�ด high speed lift type เม$�อเที่�ย่บพ$)นที่��ในการกวัาดหม4นข้องใบพ�ดน�)น ก*าล�งไฟฟ(าที่��ได�จากก�งห�นชน�ดแรงย่ก (lift type) น�)น จะม�คามากกวัาก*าล�งไฟฟ(าที่��ได�มาจากก�งห�นชน�ดแรงลาก (drag type) หลาย่เที่า

นอกจากน�)ก�งห�นลมย่�งสามารถแบงได�เป็�น แกนหม4นแนวันอน (Horizontal-axis) และแกนหม4นในแนวัต�)ง (vertical-axis) โดย่ที่��ชน�ดแกนหม4นแนวันอนหร$อ propeller น�)นจะได�ร�บการพ�ฒนามากกวัาก�งห�นชน�ดแกนหม4นแนวัต�)งน�ก ก�งห�นลองที่�)งสองป็ระเภที่สามารถจ*าแนกด�งน�)

1. ก�งห�นลมที่��ม�แกนเพลาอย่3ในแนวันอน2. ก�งห�นลมที่��ม�แกนเพลาอย่3ในแนวัต�)ง

Page 20: พลังงานลม

ป็ระเภที่ข้องก�งห�นลม1 ก�งหุ�นลัมท/&ม/แกนเพลัาอย��ในแนว่นอน ก�งห�นลมที่��ม�แกนเพลาอย่3ในแนวันอน (horizontal–axis type wind turbine, HAWT) เป็�นก�งห�นลมที่��ม�แกนหม4นวัางต�วัอย่3ในที่�ศข้นานก�บที่�ศที่างข้องลม โดย่ม�ใบเป็�นต�วัต�)งฉีากร�บแรงลม ก�งห�นลมป็ระเภที่น�)ได�ร �บการพ�ฒนาอย่างตอเน$�องและม�การน*ามาใช�งานมากในป็8จจ4บ�น เน$�องจากม�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพในการเป็ล��ย่นพล�งงานส3งแตต�องต�ดต�)งบนเสาที่��ม�ควัามส3งมาก และม�ช4ดควับค4มให�ก�งห�นลมห�นหน�าเข้�าร�บแรงลมได�ที่4กที่�ศที่างในแนวันอนตลอดเวัลา (yawing system) อย่างไรก6ตามในราย่ละเอ�ย่ดข้องร3ป็แบบ องค"ป็ระกอบ และล�กษณะการที่*างานข้องก�งห�นลมแบบน�)ที่��น�ย่มใช�ก�นสามารถแบงออกเป็�น 3 แบบ

1.1 ก�งห�นลมแบบควัามเร6วัคงที่�� (fixed speed turbine) ก�งห�นลมชน�ดน�)ป็ระกอบไป็ด�วัย่ ใบพ�ด กลองเก�ย่ร" ซ��งเช$�อมตอก�บเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(ากระแสสล�บแบบเหน��ย่วัน*า (squirrel cage induction generator) ช4ดสเตเตอร"ข้องเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(าตอเช$�อมเข้�าก�บระบบสาย่สงไฟฟ(า ด�งแสดงในภาพที่�� 5 a ในควัามเป็�นจร�งแล�วัก�งห�นลมแบบน�)ม�คาสล�ป็ข้องเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า (generator slip) ไมคงที่��ซ��งจะข้�)นอย่3ก�บการเป็ล��ย่นแป็ลงข้องก*าล�งเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า อย่างไรก6ตามการเป็ล��ย่นแป็ลงน�)ม�คาน�อย่มาก เพ�ย่ง 1 – 2 เป็อร"เซ6นต" ด�งน�)นจ�งเร�ย่กก�งห�นลมแบบน�)วัาเป็�นแบบควัามเร6วัคงที่��

1.2 ก�งห�นลมแบบควัามเร6วัไมคงที่�� (variable speed turbine) ก�งห�นลมชน�ดน�)ป็ระกอบไป็ด�วัย่ ใบพ�ด กลองเก�ย่ร" เช$�อมตอก�บเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(ากระแสสล�บแบบเหน��ย่วัน*าแบบด�บเบ�ลเฟด (doubly fed induction generator) เคร$�องแป็ลงกระแสไฟฟ(า ช4ดสเตเตอร"ตอเช$�อมเข้�าก�บระบบสาย่สงไฟฟ(า ก�งห�นลมชน�ดน�)ควัามเร6วัรอบข้องเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า สามารถเป็ล��ย่นแป็ลงได�โดย่เคร$�องแป็ลงกระแสไฟฟ(า ด�งน�)นจ�งสามารถป็ร�บควัามเร6วัรอบและควัามถ��ข้องกระแสไฟฟ(าที่��ผล�ตออก มาได� องค"ป็ระกอบข้องก�งห�นลมแบบควัามเร6วัไมคงที่��ด�งแสดงในภาพที่�� 5 b

1.3 ก�งห�นลมแบบควัามเร6วัไมคงที่��ชน�ดตอตรง (variable speed with direct drive) ก�งห�นลมชน�ดน�)ป็ระกอบไป็ด�วัย่ ใบพ�ด เช$�อมตอก�บเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(าแบบซ�งโครน�สโดย่ตรงและม�เคร$�องแป็ลงกระแสไฟฟ(า ส*าหร�บการควับค4มควัามเร6วัรอบข้องเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า องค"ป็ระกอบข้องก�งห�นลมแบบควัามเร6วัไมคงที่��ชน�ดตอตรง

Page 21: พลังงานลม

ป็ระเภที่ข้องก�งห�นลม2 ก�งหุ�นลัมท/&ม/แกนเพลัาอย��ในแนว่ต� ง

ก�งห�นลมที่��ม�แกนเพลาอย่3ในแนวัต�)ง (vertical-axis type wind turbine, VAWT) เป็�นก�งห�นลมที่��ม�แกน

หม4นต�)งฉีากก�บที่�ศที่างข้องลม ซ��งสามารถร�บลมได�ที่4กที่�ศที่างและต�ดต�)งอย่3ในระด�บต*�าได� ก�งห�นลมแบบน�)ที่��ร3 �จ�กก�นด�ค$อก�งห�นลม

แบบแดร"เร�ย่ส (darrieus) ซ��งออกแบบโดย่วั�ศวักรชาวัฝั่ร��งเศสในป็C ค.ศ. 1920 ข้�อด�ข้องก�งห�นลมแกนต�)งค$อ สามารถร�บลมได�ที่4กที่�ศที่าง ไมจ*าเป็�นต�องม�สวันข้อง yawing (ซ��งเป็�นอ4ป็กรณ"ในการป็ร�บก�งห�นลมเข้�าหาที่�ศที่างลม ซ��งจะม�ในก�งห�นลมชน�ดแกนเพลาแนวันอน ) ม�ช4ดป็ร�บควัามเร6วั (gear box) และเคร$�องก*าเน�ดไฟฟ(า สามารถต�ดต�)งอย่3ที่��ระด�บพ$)นลางได� ซ��งที่*าให�ต�วั

tower น�)นไมต�องร�บน*)าหน�กมาก นอกจากน�)ต�วัเสาข้องก�งห�นลมย่�งไมส3งมากน�ก และต�วั blade ข้อง rotor น�)นไมต�องพบก�บ

ควัามล�า จากแรงโน�มถวังข้องโลก แตม�ข้�อเส�ย่ค$อ ก�งห�นลมแบบแกนเพลาแนวัต�)งน�)น จะไมสามารถเร��มหม4นด�วัย่ต�วัเอง , เก�ดการผ�นแป็ร ข้�)น ๆ ลง ๆ ข้อง torque ในแตละรอบการหม4นเข้�าหา

และออกจาก ที่�ศที่างการไหลข้องลม , และที่��ควัามเร6วัลมส3ง ๆ น�)น การหม4นด�วัย่ควัามเร6วัสม*�าเสมอ เป็�นไป็ได�ย่าก นอกจากน�)ในแง

ข้องการผล�ตกระแสไฟฟ(า ก�งห�นที่��ม�แกนเพลาหม4นแนวัต�)งม�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพต*�า (รวัมถ�งไมค4�มคาตอการลงที่4น ) เม$�อเที่�ย่บก�บก�งห�นลมที่��ม�แกนเพลาแบบแกนนอน ด�งน�)นในป็8จจ4บ�นจ�งม�การใช�งานอย่3

น�อย่

Page 22: พลังงานลม

หล�กการที่*างานข้องก�งห�นลมที่��เก�ดข้�)นถ3กใช�ป็ระโย่ชน"จากสวันที่��อย่3ใกล�ผ�วัโลกหร$อที่��เร �ย่กวัาลมผ�วัพ$)น ซ��ง

หมาย่ถ�งลมที่��พ�ดในบร�เวัณผ�วัพ$)นโลกภาย่ใต�ควัามส3งป็ระมาณ 1 ก�โลเมตรเหน$อพ$)นด�น เป็�นบร�เวัณที่��ม�การผสมผสานข้องอากาศก�บอน4ภาคอ$�นๆ และม�แรงเส�ย่ดที่านในระด�บต*�า โดย่เร��มต�นที่��ระด�บควัามส3งมากกวัา 10 เมตรข้�)นไป็แรงเส�ย่ดที่านจะลดลง ที่*าให�ควัามเร6วัลมจะเพ��มข้�)นด�งแสดงในภาพ จนกระที่��งที่��ระด�บควัามส3งใกล� 1 ก�โลเมตร เก$อบจะไมม�แรงเส�ย่ดที่าน ควัามเร6วัลมม�การเป็ล��ย่นแป็ลงข้�)นอย่3ก�บระด�บควัามส3ง และ สภาพภ3ม�ป็ระเที่ศ เชนเด�ย่วัก�นก�บที่�ศที่างข้องลม จากป็ระสบการณ"ที่��ผานมาพบวัาก�งห�นลมจะที่*างานได�ด�หร$อไมน� )นจะข้�)นอย่3ก�บต�วัแป็รที่�)งสองน�) ที่��ควัามเร6วัลมเที่าๆ ก�น แตม�ที่�ศที่างลมที่��แตกตางก�น เม$�อลมเคล$�อนที่��พ4 งเข้�าหาแกนหม4นข้องก�งห�นลมแล�วัจะสงผลตอแรงบ�ดข้องก�งห�นลมเป็�นอย่างมาก ผลค$อแรงล�พธิ"ที่��ได�ออกมาจากก�งห�นลมแตกตางก�น ด�งน�)นจ�งสามารถสร4ป็ได�วัาป็8จจ�ย่เบ$)องต�นที่��เป็�นต�วัก*าหนดในการใช�พล�งงานลมค$อควัามเร6วัและที่�ศที่างข้องลม

พล�งงานที่��ได�ร �บจากก�งห�นลมจะม�เป็ล��ย่นแป็ลงข้�)นอย่3ก�บควัามเร6วัลม แตควัามส�มพ�นธิ"น�)ไมเป็�นส�ดสวันโดย่ตรง ที่��ควัามเร6วัลมต*�าในชวัง 1–3 เมตรตอวั�นาที่� ก�งห�นลมจะย่�งไมที่*างานจ�งย่�งไมสามารถผล�ตไฟฟ(าออกมาได� ที่��ควัามเร6วัลมระหวัาง 2.5–5 เมตรตอวั�นาที่� ก�งห�นลมจะเร��มที่*างานเร�ย่กชวังน�)วัา “ชั้�ว่งเร�&มคว่ามเร$ว่ลัม” (cut in wind speed) และที่��ควัามเร6วัลมชวังป็ระมาณ 12–15 เมตรตอวั�นาที่� เป็�นชวังที่��เร �ย่กวัา “ชั้�ว่งคว่ามเร$ว่ลัม” (nominal หร$อ rate wind speed) ซ��งเป็�นชวังที่��ก�งห�นลมที่*างานอย่3บนพ�ก�ดก*าล�งส3งส4ดข้องต�วัม�นเอง ในชวังที่��ควัามเร6วัลมไตระด�บไป็ส3ชวังควัามเร6วัลมเป็�นการที่*างานข้องก�งห�นลมด�วัย่ป็ระส�ที่ธิ�ภาพส3งส4ด (maximum rotor efficiency) ด�งแสดงในภาพที่�� 7 ซ��งคาน�)ข้�)นอย่3ก�บอ�ตราการกระต4�นควัามเร6วั (tip speed ratio) และใน “ชั้�ว่งเลัยคว่ามเร$ว่ลัม” (cut out wind speed) เป็�นชวังที่��ควัามเร6วัลมส3งกวัา 25 เมตรตอวั�นาที่� ก�งห�นลมจะหย่4ดที่*างานเน$�องจากควัามเร6วัลมส3งเก�นไป็ซ��งอาจที่*าให�เก�ดควัามเส�ย่หาย่ตอกลไกข้องก�งห�นลมได�

Page 23: พลังงานลม

หล�กการที่*างานข้องก�งห�นAero Dynamic

เม$�อกลาวัถ�ง aerodynamic ที่��กระที่*าตอก�งห�นลม สามารถอธิ�บาย่ได�ด�วัย่ Aerofoil Theory เม$�ออากาศไหลผาน aerofoil หร$อสวันพ�ดข้องก�งห�นลม จะเก�ดการกระจาย่ข้องควัามด�นรอบๆ ใบพ�ด ซ��งการกระจาย่ต�วัข้องควัามด�นน�)จะม�ควัามส�มพ�นธิ"ก�บม4มที่��ลมกระที่*าก�บแกนกลางข้องใบพ�ด โดย่ที่��สวันบนข้องใบพ�ดจะเก�ดควัามด�นเป็�นลบ หร$อแรงด3ด สวันลางข้องใบพ�ดจะม�ควัามด�นเป็�นบวัก ซ��งการกระจาย่ต�วัข้องควัามด�นน�) ที่*าให�เก�ดแรงย่ก (lift force) ซ��งจะต�)งฉีากก�บที่�ศที่างการไหลข้องอากาศ และ แรงลาก (Drag force) ซ��งจะม�ที่�ศที่างข้นานก�บการไหลข้องอากาศ ที่��ใบพ�ดข้องลม แรงย่ก และแรงลากน�)นจะกลาย่เป็�น rotational torque และ axial thrust force ที่��ที่*าในแนวัแกนใบพ�ด โดย่ torque น�)นจะที่*าให�เก�ดการหม4นข้องใบพ�ด เพ$�อที่*าการป็8� นกระแสไฟฟ(า สวันแรง thrust force น�)นจะสงแรงซ��งม�แนวัโน�มที่*าให� tower ควั*�า ซ��งจะต�องอาศ�ย่ควัามแข้6งแรงข้อง tower และฐานในการต�านที่านแรงน�)

นอกจากน�)แรงย่กและแรงลากย่�งข้�)นอย่3ก�บล�กษณะใบพ�ด , ควัามเร6วัลมส�มพ�ที่ธิ" และม4มระหวัางการไหลข้องอากาศที่��กระที่*าก�บแกนกลางใบพ�ด ควัามเร6วัลมส�มพ�ที่ธิ"น� )นหาได�จาก ควัามเร6วัลม และควัามเร6วัการหม4นข้องใบพ�ด ถ�าหากแรงย่กน�)นม�ที่�ศที่างข้นานก�บ ที่�ศที่างข้องการหม4นข้องใบพ�ด และแรงลากน�)นม�ที่�ศที่างต�)งฉีากก�บที่�ศที่างการหม4นข้องใบพ�ด แรงย่กน�)นจะม�สวันหล�กในการที่*าให�เก�ด torque ในการหม4นเพ$�อป็8� นกระแสไฟฟ(า แตแรงลากจะต�านแรงหม4นน�)น ที่�)งๆ แรงย่กและแรงลากจะที่*าให�เก�ด thrust force ที่�)งส�)น นอกจากน�) torque ส3งส4ดที่��ป็8� นกระแสไฟฟ(าน�)น จะมาจาก torque ข้องใบพ�ดแตละใบรวัมก�น ซ��งแตละใบก6จะที่*าให�เก�ด thrust force เชนก�น ด�งน�)น การที่��ม�ใบพ�ดมาก ก6จ*าเป็�นจะต�องเพ��มควัามแข้6งแรงให�ก�บ tower และ ฐาน

การอธิ�บาย่น�)เป็�นเพ�ย่งแคบที่น*าซ��งให�การอธิ�บาย่แบบงาย่ข้องการ operate ข้องก�งห�นชน�ดแกนนอน แตในควัามเป็�นจร�งแล�วั ก�งห�นลมที่��แที่�จร�งน�)นม� aerodynamic ที่��ซ�บซ�อนกวัาน�)มาก ซ��งย่�งไมเป็�นที่��เข้�าใจมากน�ก

Page 24: พลังงานลม

หล�กการที่*างานข้องก�งห�นAero Dynamic

Page 25: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมWind-Diesel System

ในพ$)นที่��ที่��หางไกลและม�ป็ระชากรอาศ�ย่อย่3อย่างเบาบางน�)น ย่�งข้าดเส�นที่างข้องการสงกระแสไฟฟ(าไป็ย่�งพ$)นที่��ด�งกลาวั ซ��งไมค4�มคาตอการสร�างวังจรเพ$�อตอบสนองควัามต�องการข้องผ3�บร�โภคจ*านวันน�อย่ ด�งน�)น Diesel Generator อาจเป็�นวั�ธิ�เด�ย่วัในการจาย่กระแสไฟฟ(า อย่างไรก6ตามการ Operated Diesel Generator น�)น ก6ย่�งไมม�การด*าเน�นการอย่างแพรหลาย่ อ4ป็สรรคที่��ม�น� )นรวัมถ�งการข้าดแคลนเช$)อเพล�ง และการควัามข้าดช*านาญข้องแรงงานในการบ*าร4งร�กษาพอๆ ก�บควัามไมค4�มคาในการลงที่4นกอสร�าง เน$�องจากย่�งม�ควัามต�องการในการใช�กระแสไฟฟ(าน�อย่เก�นไป็

โรงงานผล�ตกระแสฟ(าจากลมและด�เซลสามารถใช�รวัมก�นในการผล�ตกระแสไฟฟ(าด�วัย่ระบบอ�ตโนม�ต� ในข้ณะที่��การเช$�อมตอก�บระบบสงกระแสไฟฟ(าสาธิารณะน�)นย่�งเป็�นไป็ได�ย่ากและม�ราคาแพง เน$�องจากต�องอาศ�ย่สาย่สงที่��ม�ควัามย่าวัมาก Diesel Generator จะให�ก*าล�งไฟฟ(าที่��ต�องการจากพล�งงานที่��เก6บอย่3ในเช$)อเพล�งด�เซล ในข้ณะที่��ก�งห�นลมจะม�หน�าที่��ลดการใช�เช$)อเพล�งด�เซล Wind-Diesel System ได�ถ3กพ�ฒนาข้�)นในหลาย่ๆ ป็ระเที่ศเพ$�อใช�ผล�ตพล�งงานในที่��หางไกล แตเน$�องจากป็8ญหาที่างด�านควัามค4�มคาจ�งจ*าเป็�นที่��จะต�องหาวั�ธิ�แก�ไข้

หล�กการข้องระบบ Power supply ม�การใช�งานก�บการผล�ตไฟฟ(าในหม3บ�านเล6กๆ ไมแพ�ก�บการใช�งานในอ4ตสาหกรรมใหญๆ หม3บ�านเล6กอาจต�องการก*าล�งไฟฟ(าที่��ต*�ากวัา อย่างไรก6ตามไฟฟ(าจะถ3กเป็ล��ย่นเป็�นระบบกระแสสล�บ จ�งจ*าเป็�นที่��จะต�องควับค4มควัามตางศ�กด�Dและควัามถ��ข้องกระแสไฟฟ(า แม�วัาหม3บ�านเล6กๆ ไมต�องการระบบข้องกระแสไฟฟ(าที่��ส3งและสม*�าเสมอเหม$อนก�บอ4ตสาหกรรมใหญๆ แตเน$�องจากอ4ป็กรณ"น�)นม�ข้นาดเล6กที่*าให�เก�ดการเป็ล��ย่นแป็ลงควัามถ��อย่างรวัดเร6วั ที่*าให�ควับค4มค4ณภาพข้องกระแสไฟฟ(าได�ย่ากกวัา

ควัามถ��ข้องระบบไฟฟ(าจะสมด4ลก�นระหวัาง Input Power จาก Generator และ Output ที่��สงไป็ย่�ง Load หาก Generator สร�าง Output ที่��ม�ก*าล�งเก�น Load ก*าล�งสวันที่��เหล$อก6จะไป็ใช�ในการป็8� น Generator ด�วัย่ควัามเร6วัที่��เพ��มข้�)น ที่*าให�ควัามถ��เพ��มข้�)น ถ�าหากควัามต�องการข้อง Load น�)นเก�นกวัาก*าล�งที่�� Generator จะที่*าได� ควัามถ��ก6จะลดลง ในระบบ Power System หล�ก แรงเฉี$�อย่ข้อง Generator ม�คาส3งมาก ด�งน�)นผลกระที่บข้องก�งห�นลมตอก*าล�งไฟฟ(าที่�� Generated ข้�)นม�คาน�อย่มาก อย่างไรก6ตามในระบบ Wind-Diesel System แรงเฉี$�อย่ข้อง Generator ม�คาน�อย่ ด�งน�)นก*าล�งสวันที่��เหล$ออย่3จะเพ��มข้�)นอย่างรวัดเร6วั ในการหม4นใบพ�ดให�เร6วัข้�)นที่*าให�ควัามถ��ม�คาส3งมาก

Page 26: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมWind-Diesel System (con.)

ส*าหร�บ Diesel Generator ที่��วัไป็การใช�งานเพ$�อผล�ตกระแสไฟฟ(า เพ$�อจาย่ให� Load ที่��ม�คาน�อย่ๆ เป็�นเวัลานานๆ จะเพ��มการส�กหรอข้องกระบอกส3บและล3กส3บและส�)นเป็ล$องพล�งงานเช$)อเพล�ง นอกจากน�)หากหย่4ดการใช�งาน Generator โดย่ไมได�ป็Eดเคร$�องจะที่*าให�พล�งงานส3ญเส�ย่ไป็ ถ�งแม�วัาพล�งงานลมจะชวัย่ป็8� นกระแสไฟ เพ$�อสงไป็ย่�ง Load ก6ย่�งจ*าเป็�นที่��จะต�องป็Eดเคร$�องด�เซลเพ$�อป็ระหย่�ดเช$)อเพล�ง เม$�อก*าล�งไฟฟ(าที่��ได�จากพล�งงานลมสามารถสงก*าล�งพอเพ�ย่งตอก*าล�งที่�� Load ต�องการ ด�วัย่เหต4น�)เองที่*าให�ต�องม�อ4ป็กรณ"ในการเก6บกระแสไฟฟ(า เชน แบตเตอร��

การเก6บพล�งงานไฟฟ(าน�)นเป็�นเร$�องที่��ย่ากมาก แม�วัาจะสามารถกระที่*าได�โดย่ใช�แบตเตอร�� หร$ออ4ป็กรณ"อ$�นๆ การเก6บพล�งงานในระบบ Wind-Diesel น�)น ม�ควัามซ�บซ�อนและม�คาใช�จาย่ส3ง ด�วัย่เหต4น�)เองการควับค4มควัามถ��ในระบบ Wind-Diesel น�)นที่*าได�ย่ากและม�ราคาแพง แม�วัาจะป็ระหย่�ดการใช�เช$)อเพล�งด�เซลอย่างมาก ก4ญแจหล�กข้องการควับค4มระบบ Wind-Diesel อย่3ที่��การเร��มต�นและหย่4ดเคร$�องย่นต"ระบบด�เซล ระบบด�เซลควัรจะที่*างานเม$�อก�งห�นลมและระบบเก6บพล�งงานไมสามารถให�ก*าล�งเพ�ย่งพอตอควัามต�องการข้อง Load จากควัามแป็รผ�นข้องธิรรมชาต�ข้องลมและ Load ที่*าให�ย่ากที่��จะที่*านาย่ได� โดย่เฉีพาะระบบด�เซลข้นาดใหญ ซ��งต�องอาศ�ย่ระย่ะเวัลาชวังหน��งในการเร��มต�น และไมสามารถเป็Eด-ป็Eดถ��ๆ ได�

การควับค4มค*าส��งในระบบ Wind-Diesel System ก6ม�ควัามส*าค�ญ ก�งห�นลมข้นาดใหญสวันใหญจะใช� Induction Generator ซ��งไมได�เป็�นต�วัควับค4มหล�ก ที่��ควับค4ม Output Voltage โดย่ที่��วัๆ ไป็แล�วั Induction Generator ไมสามารถที่*างานอย่างเสถ�ย่รด�วัย่ต�วัข้องม�นเองได� จ*าเป็�นที่��จะต�องจ�ดหา Reactive Power จาก Synchronous Machine เพ$�อที่��จะผล�ตกระแสไฟฟ(า การควับค4มควัามตางศ�กย่"ส*าหร�บระบบ Wind-Diesel กระที่*าโดย่ที่*าการกระต4�น Synchronous Generator ระบบการกระต4�นน�)นจะเป็ล��ย่นแป็ลงสนามแมเหล6กข้องโรเตอร" (rotor) การเพ��มข้�)นข้องสนามแมเหล6กจะเพ��ม Output Voltage ในข้ณะที่��การลดสนามแมเหล6กลงน�)นจะลด Output Voltage ในระบบ Wind-Diesel ข้นาดใหญมากกวัา 50-100 kw จะต�องอาศ�ย่ก�งห�นลมที่��ม� Induction Generator 1 เคร$�องหร$อมากกวัาน�)น พร�อมก�บ Diesel-Generator ที่��ม� Synchronous Machine 1 เคร$�องหร$อมากกวัา อย่างน�อย่ต�องม� Synchronous Generator ที่��ตอก�บระบบตลอดเวัลา เพ$�อที่*าการควับค4มควัามตางศ�กย่" ส*าหร�บควัามถ��น� )น ควับค4มโดย่ผ3�ควับค4ม diesel engine , dump load หร$อบางคร�)ง ควับค4มโดย่ fast-acting pitch control ข้องก�งห�นลม ม�ก�งห�นลมข้นาดเล6กเพ�ย่ง 1 หร$อ 2 แบบเที่าน�)นที่��ม�ระบบ pitch control ที่��ซ�บซ�อนส*าหร�บการควับค4มควัามถ��เชนน�)

Page 27: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมWind-Diesel System (con.)

ก�งห�นลมข้นาดเล6กแบบกระแสตรงสวันใหญน�)นจะม�การใช� battery ในการเก6บพล�งงาน output ข้อง diesel generator และก�งห�นลม ซ��งเป็�นกระแสสล�บ จะถ3กแป็ลงเป็�นกระแสตรง โดย่ rectifier ไป็เก6บใน battery จากน�)น เม$�อต�องการใช�พล�งงาน กระแสตรงจาก battery จะถ3กเป็ล��ย่นเป็�นกระแสสล�บโดย่ power inverter ซ��งระบบน�)ม�ควัามซ�บซ�อนน�อย่กวัาระบบ wind-diesel ที่��เป็�นกระแสสล�บ แตกล�บม�ราคาที่��ส3งกวัา

ส*าหร�บระบบ wind-diesel ข้นาดใหญน�)น จะถ3กต�ดต�)งโดย่อาศ�ย่ระบบการจ�ดการเก��ย่วัก�บ consumer load และก*าล�งที่�� wind turbine จะสามารถผล�ตให�ได� โดย่ที่��ก*าล�งจากก�งห�นลมน�)นแที่บจะไมต�องอาศ�ย่คาใช�จาย่ ย่ เน$�องจากเป็�นพล�งงานจากธิรรมชาต� ด�งน�)นม�นจ�งควัรจะถ3กน*ามาใช�ให�มากเที่าที่��จะที่*าได� ในข้ณะที่��พล�งงานจากในสวันข้อง diesel generator น�)นพบวัา ต�องใช�คาใช�จาย่ก�บเช$)อเพล�งส3ง จ�งควัรจะถ3กใช�เม$�อจ*าเป็�นเที่าน�)น ระบบควับค4มน�)นย่�งน*ามาจ�ดแจงพล�งงาน , พล�งงานที่��ได�จากก�งห�นลมน�)น สามารถน*ามาใช�ก�บอ4ป็กรณ"ไฟฟ(าหลาย่ร3ป็แบบ ต�)งแต หลอดไฟ , ระบบที่*าควัามร�อน โดย่ที่��ค�ดภาษ�ต*�า ในข้ณะที่��พล�งงานที่��ผล�ตจาก diesel engine น�)น จะม�ภาษ�ที่��ส3งกวัา ใช�ก�บหลอดไฟ และ load ที่��ม�ควัามส*าค�ญเที่าน�)น บางระบบย่�งม�การใช� frequency-sensitive switch ก�บ consumer load ซ��งม�นจะควับค4มก*าล�งไฟฟ(าที่��ถ3กใช�โดย่ load ในข้ณะที่��ย่�งคงควัามสม*�าเสมอข้องควัามถ��ในระบบอ�กด�วัย่

ในการต�ดต�)ง wind-diesel system น�)น ม�ต�วัแป็รหลาย่ต�วัแป็รที่��ส*าค�ญในการหาบร�เวัณที่��เหมาะสมในการต�ดต�)งได�แก

-เง$�อนไข้ข้องลม-ร3ป็แบบการบร�โภคกระแสไฟฟ(า-ควัามส�มพ�นธิ"ระหวัางการเป็ล��ย่นแป็ลงข้องกระแสลมและการบร�โภคไฟฟ(า-ค4ณภาพข้องกระแสไฟฟ(าที่��ต�องการ-ควัามต�องการหร$อ load รวัมถ�งการอน4ร�กษ"พล�งงาน-ควัามเป็�นไป็ได�ในการน*าควัามร�อนสวันเก�นมาใช� (use of waste heat)-ระบบการต�)งคาอ4ป็กรณ"ไฟฟ(า-การเข้�าถ�งสถานที่��ผล�ตกระแสไฟฟ(า-การบ*าร4งร�กษา รวัมถ�งอะไหลส*ารอง และควัามสามารถใน--การตอบสนองตอผ3�บร�โภค

Page 28: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมWind-Diesel System (con.)ข้�อสร4ป็ที่��วัๆ ไป็ข้อง wind-diesel system น�)นม�ด�งน�)

1. ต�องม�ป็ร�มาณลมเพ�ย่งพอ และสามารถผล�ตพล�งงานพอเพ�ย่งตอควัามต�องการ โดย่ใช�ก�งห�นลมเพ�ย่งอย่างเด�ย่วั2. หากไมม�ระบบเก6บพล�งงาน ป็ระส�ที่ธิ�ภาพข้องระบบ น�)นจะคอนข้�างต*�า ด�งน�)นต�องที่*าให�ก�งห�นลมม�ข้นาดใหญ3.ในกรณ�ที่��จะได�ป็ระส�ที่ธิ�ภาพส3งส4ด การเพ��มข้นาดข้องอ4ป็กรณ"แตละช�)น รวัมถ�งแผนการในการควับค4ม และ operate น�)นม�ควัาม

ส*าค�ญ

Page 29: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมOffshore Wind Turbines

การออกแบบ offshore wind turbines น�)นม�ควัามเหม$อนก�บการออกแบบ wind turbines mต�ดต�)งบนพ$)นด�น น�กออกแบบวัรจะค*านวัณป็ระส�ที่ธิ�ภาพข้องก�งห�นลม,โครงสร�าง รวัมถ�งการด*าเน�นการและการบ*าร4งร�กษาในสภาวัะที่��ร4นแรง นอกจากน�)ข้�อม3ลข้องควัามเร6วัลมจากแหลงข้�อม3ลหลาย่ ๆ แหง เชนจาก anemometer และข้�อม3ลจากกรมอ4ต4น�ย่มวั�ที่ย่า ควัรจะถ3กน*ามาส�มพ�นธิ"ก�นโดย่ใช� wind speed model ที่��เหมาะสม เพ$�อที่��จะค*านวัณหาการกระจาย่ต�วัข้องควัามเร6วัลมที่��บร�เวัณเฉีพาะแหงหน��ง ๆ

นอกจากน�)การพ�จารณาถ�งข้�อม3ลข้องคล$�นลม น�)นก6ส*าค�ญตอการค*านวัณหา load ที่�� โครงสร�างข้องก�งห�นลมจะต�องได�ร�บ ซ��งจะข้�)นอย่3ก�บบร�เวัณที่��ต�ดต�)งก�งห�นลม ที่��ควัามล�กระด�บน*)าที่ะเลตาง ๆ และย่�งต�องพ�จารณาถ�งการกระจาย่ต�วัข้องควัามส3งคล$�น เชนเด�ย่วัก�บลมด�วัย่ ส*าหร�บบร�เวัณที่��หนาวัเย่6น เชนในแถบ ที่ะเล Baltic ต�องค*าน�งถ�ง load จากน*)าแข้6งที่��ลอย่ในที่ะเล ซ��งอาจจะมากระที่บก�บก�งห�นลมด�วัย่

ที่��กลางที่ะเลน�)น ย่�งอาจม�ลมแรงเก�ดข้�)นได� ซ��งควัามเร6วัลมส3งส4ดที่��น*ามาพ�จารณาน�)น ม�คา 60-70 m/s ซ��งก�งห�นลมต�องม�โครงสร�าง และระบบ breaking ที่��ที่นที่านตอควัามเร6วัลมข้นาดน�)ได� แม�วัาในควัามเป็�นจร�งแล�วัโอกาสที่��ก�งห�นลมจะได�ร�บควัามเร6วัลมข้นาดน�)น� )น ม�คาต*�า มาก

ส*าหร�บผลกระที่บตอสภาพแวัดล�อมน�)น ม�ส��งที่��ต�องค*าน�งถ�งเชนเด�ย่วัก�บก�งห�นลมบนพ$)นด�น รวัมถ�งผลกระที่บตอนก , ป็ลา และส�ตวั"เล�)ย่งล3กด�วัย่นมในที่ะเล นอกจากน�)ต�องค*าน�งถ�งการรบกวันระบบคล$�นแมเหล6กไฟฟ(าที่��ใช�ในการส$�อสาร,มลพ�ษที่างเส�ย่ง และ ที่�ศนะวั�ส�ย่ที่างการมองเห6น และหากก�งห�นลมน�)นหมดอาย่4การใช�งานแล�วั จะม�วั�ธิ�การถอนการต�ดต�)งอย่างไร

Page 30: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมOffshore Consideration

การใช�ก�งห�นลมในการผล�ตกระแสไฟฟ(าโดย่ที่*าการต�ดต�)งที่��บร�เวัณนอกชาย่ฝั่8� งน�)น เป็�นป็ระเด6นที่��นาสนใจ ในป็ระเที่ศในแถบย่4โรป็ เน$�องจากควัามเร6งลมที่��มากเหน$อที่�องที่ะเล นอกจากน�)ย่�งลดผลกระที่บตอสภาพแวัดล�อมตาง ๆ ข้�อจ*าก�ดสองอย่างหล�ก ๆ ส*าหร�บก�งห�นลมที่��ถ3กต�ดต�)งบนแผนด�น ค$อ รบกวันตอที่�ศนะวั�ส�ย่ที่างการมองเห6น และที่างด�านเส�ย่ง ป็8ญหาที่�)งสองอย่างน�) สามารถแก�ไข้ได�โดย่การหล�กเล��ย่งการต�ดต�)งที่��ระย่ะไกลข้�)นที่��นอกชาย่ฝั่8� ง

ข้�อเส�ย่หล�กข้องก�งห�นลมแบบนอกชาย่ฝั่8� งค$อคาใช�จาย่ส3ง โดย่จะม�คาใช�จาย่ส3งอย่างมากเม$�อที่*าเป็�น wind farm โดย่เฉีพาะคาใช�จาย่ในการต�ดต�)งฐาน , คาสาย่ cable และการต�ดต�)ง นอกจากน�)การที่��ก�งห�นลมต�องเจอก�บสภาพแวัดล�อมที่��โหดร�าย่ในที่ะเล ที่*าให�การด*าเน�นการและการบ*าร4งร�กษาน�)นต�องใช�คาใช�จาย่ส3งเชนก�น นอกจากน�)จากการศ�กษาพบวัา การเพ��มข้นาดข้องก�งห�นลม ในข้ณะที่��ลดจ*านวันข้องก�งห�นลม ที่��คา energy output คาหน��งน�)น จะให�ควัามค4�มคาที่างเศรษฐศาสตร" เพ��มข้�)น เม$�อเที่�ย่บก�บข้นาดก�งห�นลมที่��เล6กและม�จ*านวันมาก ซ��งในการที่4ก wind farm จะใช�ก�งห�นลมที่��ม�ก*าล�งผล�ต 2 MW ข้�)นไป็ในการผล�ตกระแสไฟฟ(า

จากควัามค4�มคาที่างเศรษฐศาสตร"ที่��คอนข้�างต*�าน� )น ที่*าให�ม� wind farm เพ�ย่ง 3 แหงที่��ต�ดต�)งสมบ3รณ"ในป็C 1996 และหลาย่ๆแหงที่��ก*าล�งวัางแผน wind farm ที่��ม�การต�ดต�)งสมบ3รณ" ต�วัอย่างเชนใน Denmark และ Holland เป็�นต�น นอกจากน�)ย่�งม� wind farm จ*านวันหน��งที่��ต�ดต�)งบน เข้$�อนก�)นที่ะเล และโครงสร�างข้องที่าเร$อแที่น

Offshore wind farm ที่�)ง 3 แหงที่��กลาวัไป็ข้�างต�นน�)น ต�ดต�)งบนน*)าที่��คอนข้�างต$)น เพ$�อลดคาใช�จาย่ในการต�ดต�)งฐาน ในอนาคตอาจม�การต�ดต�)งลงในน*)าล�ก นอกจากน�)อาจม�การใช�นวั�ตกรรมหลาย่อย่างที่��จะสร�างโครงสร�างที่��ลอย่น*)าได� เพ$�อเป็�นฐานให�แก wind turbines ได� ซ��งจะต�ดป็8ญหาข้องการน*าพล�งงานลมมาใช�ในบร�เวัณที่��น*)าล�ก

Page 31: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมOffshore Wind Farm

เม$�อเป็ร�ย่บเที่�ย่บก�บอ4ป็กรณ"ที่��ต�ดต�)งบนพ$)นด�นแล�วั ถ$อวัาม�ควัามค4�มคาที่างเศรษฐศาสตร"ที่��ต*�ากวัา อย่างไรก6ตาม จากการส*ารวัจ wind farm ที่�� Vindeby, Denmark ซ��งม�ก�งห�นลมจ*านวัน 11 เคร$�อง ซ��งม�ก*าล�งการผล�ตแตละเคร$�อง 450 kW ถ3กต�ดต�)งบนคอนกร�ตเสร�มแรง ที่��ระด�บน*)าล�ก 2-6 m ที่��ระย่ะ 1.5-3.0 Km จากชาย่ฝั่8� ง ม�นสามารถผล�ตพล�งงานไฟฟ(าได� 12 gWh ตอป็C ซ��งม�คาส3งกวัาพล�งงานไฟฟ(าที่��ผล�ตโดย่ ก�งห�นลมที่��ต�ดต�)งบนพ$)นด�น ป็ระมาณ 20%

ก�งห�นลมม�เส�นผานศ3นย่"กลาง rotor 35 m และม� hub high 35 m ก�งห�นม�การออกแบบเชนเด�ย่วักบ ก�งห�นที่��อย่3บนแผนด�น แตป็ระกอบด�วัย่สวันป็ระกอบพ�เศษ เชน tower ที่��ป็(องก�นอากาศเข้�า , เคร$�องย่นต"ที่��ม�ระบบข้จ�ดควัามช$)น , การเคล$�อนผ�วัภาย่นอกที่4กสวันเพ$�อป็(องก�นการก�ดกรอน , ระบบแลกเป็ล��ย่นควัามร�อน(heat exchanger) ที่��พอด�ก�บ gear box และ generator และ ป็8) นจ��นส*าหร�บการบ*าร4งร�กษา(maintenance)หม�อแป็ลงส*าหร�บแป็ลงควัามตางศ�กย่"จาก 690 V เป็�น 10 KV ซ��งถ3กต�ดต�)งที่��ฐานข้อง tower ม�การต�ดต�)งสาย่ cable 10KV ฝั่8งใต�พ$)นที่ะเลโดย่การข้4ดรอง สงก*าล�งไฟฟ(ากล�บไป็ย่�งแผนด�น 

แม�วัาการต�ดต�)งและการบ*าร4งร�กษาข้อง wind farm นอกชาย่ฝั่8� งที่ะเลน�)นจะม�คาใช�จาย่ที่��ส3งกวัาก6ตาม แตก6เป็�นบร�เวัณที่��ให�พล�งงานไฟฟ(าส3งกวัาก�งห�นลมบนแผนด�น และย่�งเป็�นที่างเล$อกในการหาพล�งงานที่ดแที่นตอไป็

Page 32: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมHybrid Wind-Solar

Page 33: พลังงานลม

การป็ระย่4กต"ใช�ก�งห�นลมSolar Chimney Power Plant

Solar Chimney Power Plant จะเป็ล��ย่นร�งส�ควัามร�อนไป็เป็�นพล�งงานไฟฟ(า ซ��งม�หล�ก

การที่��แตกตางจากกระบวันการอ$�นๆ โดย่ Solar Chimney Power Plant น� )นจะม�ควัามส3งข้อง

ป็ลองมากกวัา 1,000 เมตร และฐานลางจะม�อ4ป็กรณ"ส*าหร�บร�บร�งส�ควัามร�อนจากแสงอาที่�ตย่"เป็�นหล�งคาที่��ม�เส�นผานศ3นย่"กลางมากกวัา130 เมตร ซ��งม�ล�กษณะเป็�นกระจกหร$อพลาสต�กที่��ม�ควัามที่นที่านตอการใช�งาน ถ3กเช$�อมตอก�บฐานข้องป็ลองและกระจกใสในล�กษณะที่��โค�งเวั�าหาแกนกลางข้องป็ลอง และเที่ลาดลงไป็ที่��

ข้อบด�านข้�างข้องฐานควัามร�อนจากแสงอาที่�ตย่"จะที่*าให�อากาศภาย่ใต�หล�งคากระจกน�)นม�ควัามร�อน จนกระที่��งสามารถลอย่ต�วัข้�)นส3ด�านบนผานที่างป็ลองตรง

กลางซ��งอากาศที่��ลอย่ข้�)นมาจะม�ควัามเร6วัส3งข้�)นเร$�อย่ๆ และข้�บเคล$�อนอ4ป็กรณ"ป็8� นไฟฟ(าให�ที่*างาน พล�งงานที่��ได�น� )นม�เพ�ย่ง 2% จากพล�งงาน

ที่�)งหมดที่��ควัรจะได� แตที่�)งน�)ที่�)งน�)นก6ข้�)นอย่3ก�บควัามส3งข้องหอด�วัย่ ส*าหร�บ Solar Chimney Power Plant น� )นจะสามารถสร�างได�เฉีพาะในพ$)นที่��ที่��กวั�างข้วัางที่��ม�ราคาถ3ก เชน ที่ะเลที่ราย่

นอกจากน�)พ$)นที่��รอบนอกข้อง Solar Chimney Power Plant น�)นสามารถป็ล3กต�นไม�ได�เน$�องจากม�อากาศถาย่เที่ผาน ส*าหร�บ Solar Chimney Power Plant ข้นาดเล6กส4ดน�)นก6ย่�งสามารถผล�ตพล�งงานไฟฟ(าได�หลาย่เมกกะวั�ตต"

Page 34: พลังงานลม

การพ�ฒนาก�งห�นลมข้องโลกการเล$อกใช�งานข้นาดข้องก�งห�นลมเพ$�อผล�ตไฟฟ(า ข้�)นอย่3ก�บก*าล�งผล�ตไฟฟ(า(capacity) เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ด(rotor diameter)

พ$)นที่��กวัาดใบพ�ด(swept area) ป็ระเภที่ข้องก�งห�นลม ม�ด�งน�)1.1 ก�งหุ�นลัมขนาดจ�4ว่ (micro wind turbine) ม�ข้นาดก*าล�งผล�ตไฟฟ(าน�อย่กวัา 1.5 kW. เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ดน�อย่กวัา 3

เมตร พ$)นที่��กวัาดใบพ�ดน�อย่กวัา 7 ตร.ม . เหมาะส*าหร�บต�ดต�)งผล�ตไฟฟ(าในพ$)นที่��หางไกลที่��ต�องการภาระที่างไฟฟ(าไมมากน�ก1.2 ก�งหุ�นลัมขนาดเลั$ก (small wind turbine) ม�ข้นาดก*าล�งผล�ตไฟฟ(าอย่3ระหวัาง 1.5-20 kW. เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ด 3-

10 เมตร พ$)นที่��กวัาดใบพ�ด 7-80 ตร.ม . เหมาะส*าหร�บต�ดต�)งผล�ตไฟฟ(าในพ$)นที่��หางไกลเพ$�อจ�ดเก6บกระแสไฟฟ(าลงในแบตเตอร�� และม�ภาระที่างไฟฟ(าไมมากน�ก

1.3 ก�งหุ�นลัมขนาดกลัาง (medium wind turbine) ม�ข้นาดก*าล�งผล�ตไฟฟ(าอย่3ระหวัาง 20-200 kW. เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ดระหวัาง 10-25 เมตร พ$)นที่��กวัาดใบพ�ดระหวัาง 80-500 ตร.ม . เหมาะส*าหร�บต�ดต�)งผล�ตไฟฟ(าในระบบผสมผสานก�บการผล�ตไฟฟ(าชน�ดอ$�น เชน ระบบผสมผสานด�เซล-เซลล"แสงอาที่�ตย่"-ก�งห�นลม ระบบผสมผสานพล�งน*)า-เซลล"แสงอาที่�ตย่"-ก�งห�นลม เพ$�อใช�ในระบบม�น�กร�ดตามช4มชนหางไกล

1.4 ก�งหุ�นลัมขนาดใหุญ� (large wind turbine) ม�ข้นาดก*าล�งผล�ตไฟฟ(าอย่3ระหวัาง 200-1,500 kW. เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ดระหวัาง 25-70 เมตร พ$)นที่��กวัาดใบพ�ดระหวัาง 500-3,850 ตร.ม . เหมาะส*าหร�บต�ดต�)งผล�ตไฟฟ(าเป็�นแบบที่4งก�นห�นลมบนฝั่8� ง เพ$�อเช$�อมตอไฟฟ(าเข้�าก�บระบบสาย่สง(grid connection)

1.5 ก�งหุ�นลัมขนาดใหุญ�มาก (very large wind turbine) ม�ข้นาดก*าล�งผล�ตไฟฟ(ามากกวัา 1,500 kW. เส�นผาศ3นย่"กลางใบพ�ดมากกวัา 70 เมตร พ$)นที่��กวัาดใบพ�ดมากกวัา 3,850 ตร.ม . เหมาะส*าหร�บต�ดต�)งผล�ตไฟฟ(าเป็�นแบบที่4งก�นห�นลมบนฝั่8� งและนอกชาย่ฝั่8� ง เพ$�อเช$�อมตอไฟฟ(าเข้�าก�บระบบสาย่สง

การพ�ฒนาก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าใช�งานที่��ผานมาตลอดระย่ะเวัลา 25 ป็C ต�)งแตป็C ค.ศ .1 9 8 0 ถ�งป็C ค.ศ .2 0 0 5 ข้นาดข้องก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าม�ข้นาดใหญข้�)นเที่าต�วัที่4กๆ 5 ป็C และในอนาคตไมร3 �วัาจะม�การพ�ฒนาก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าได�ข้นาดเที่าใด แม�วัาใย่อนาคตอาจจะม�การพ�ฒนาต�ดต�)งห�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าในเข้ตที่ะเลล�ก แตก6ได�ม�ข้�อส�งเกตจากน�กวั�ชาการและวั�ศวักรวัาก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(านาจะจ*าจ�ดอย่3ที่��ข้นาด 5 เมกกะวั�ตต" ด�วัย่ม�ข้�อจ*าก�ดในการออกแบบและหาวั�สด4มาผล�ตใบพ�ดให�ม�ข้นาดใหญข้�)น และข้�อจ*าก�ดในด�านควัามส3งเสาข้องก�งห�นลม

Page 35: พลังงานลม

การพ�ฒนาก�งห�นลมข้องโลกเป็ร�ย่บเที่�ย่บข้นาดข้องก�งห�นลม

Page 36: พลังงานลม

การพ�ฒนาก�งห�นลมในป็ระเที่ศไที่ย่ส*าหร�บป็ระเที่ศไที่ย่จะม�เฉีพาะการพ�ฒนาก�งก�นลมส3บน*)าที่��ม�การผล�ตและใช�งานเช�งพาณ�ชย่" โดย่ม�ผ3�จ*าหนาย่ราย่เด�ย่วัค$อ บร�ษ�ที่ อ4ษา

พ�ฒนาเศรษฐก�จ จ*าก�ด สวันการพ�ฒนาก�งห�นลมเพ$�อผล�ตไฟฟ(า จะอย่3ในระหวัางที่ดสอบและพ�ฒนาป็ระส�ที่ธิ�ภาพ โดย่ม�หนวัย่งานมาศ�กษาที่ดลอง ได�แก

เม$�อป็C พ.ศ.2539 การไฟฟ(าฝั่>าย่ผล�ตแหงป็ระเที่ศไที่ย่ได�ที่*าการต�ดต�)งก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาด 10 ก�โลวั�ตต"จ*านวัน 2 ช4ด เพ$�อผล�ตไฟฟ>าแบบผสมผสานก�บระบบไฟฟ(าโซลาเซลล"ในการจ�ดเก6บไฟฟ(าลงในแบตเตอร�� เพ$�อเช$�อมตอจาย่ไฟฟ(าเข้�าส3ระบบสาย่สง ที่��แหลมพรมเที่พ จ�งหวั�ดภ3เก6ต เพ$�อศ�กษาที่ดลองการใช�ก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(า

มหาวั�ที่ย่าล�ย่เที่คโนโลย่�พระจอมเกล�าธินบ4ร� : การต�ดต�)งก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาด 2.5 ก�โลวั�ตต" และข้นาด 10 ก�โลวั�ตต" เพ$�อผล�ตไฟฟ(าแบบผสมผสานก�บระบบผล�ตไฟฟ(าโซลาเซลล"และระบบด�เซลที่��อ4ที่ย่านแหงชาต�ส�ตวั"ป็>าและพ�นธิ"พ$ชภ3กระด�ง จ�งหวั�ดเลย่ และอ4ที่ย่านแหงชาต�ส�ตวั"ป็>าและพ�นธิ"พ$ชตะร4เตา จ�งหวั�ดสต3ล

บร�ษ�ที่ Recycle Engineering Co.,Ltd.: การต�ดต�)งก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาด 150 วั�ตต" จ*านวัน 1 ช4ด ที่��อ*าเภอเกาะจ�นที่ร" จ�งหวั�ดชลบ4ร� เพ$�อผล�ตกระแสไฟฟ(าใช�เองในอาคาร

กรมพ�ฒนาพล�งงานที่ดแที่นและอน4ร�กษ"พล�งงาน (พพ .) เร��มด*าเน�นโครงการสาธิ�ตการผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานลม ข้นาด 250 ก�โลวั�ตต" 1 ข้4ด และ 1.5 เมกกะวั�ตต" 1 ช4ด ที่��อ.ห�วัไที่ร จ.นครศร�ธิรรมราช เป็�นก�งห�นลมชน�ดที่��ม�เก�ย่ร"

การไฟฟ(าสวันภ3ม�ภาค (กฟภ .) เร��มด*าเน�นโครงการสาธิ�ตการผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานลม ข้นาด 1.5 เมกกะวั�ตต" 1 ช4ด ที่�� อ.สที่�งพระ จ.สงข้ลา

Page 37: พลังงานลม

ผลกระที่บจากก�งห�นลมป็8จจ4บ�นม�การใช�งานก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าก�นอย่3ในหลาย่ป็ระเที่ศ ซ��งได�ร�บการย่อมร�บจากป็ระชาชนในพ$)นที่��เป็�นอย่างด� อย่างไรก6ตามก�งห�น

ลมย่�งม�ผลกระที่บตอส��งแวัดล�อมหร$อผลกระที่บข้�างเค�ย่งอ$�นๆ ด�งตอไป็น�)1 ด(านพ1 นท/&

ก�งห�นลมจะต�องต�ดต�)งอย่3หางก�นห�าถ�งส�บเที่าข้องควัามส3งก�งห�น เพ$�อที่��กระแสลม จะได�ลดควัามป็8� นป็>วันหล�งจากที่��ผานก�งห�นลมต�วัอ$�นมา อย่างไรก6ตามพ$)นที่��ที่��ต�ดต�)งจร�งข้องก�งห�นลมจะใช�เพ�ย่ง 1 เป็อร"เซ6นต"ข้องพ$)นที่��ที่�)งหมด ซ��งจะเป็�นสวันข้องเสาและฐานรากและ เส�นที่างส*าหร�บ การเข้�าไป็ต�ดต�)งและด3แลร�กษา ก�งห�นลมข้นาดใหญซ��งม�ควัามส3งข้องเสาก�งห�นมาก จะต�องต�ดต�)ง อย่3หางก�นเป็�นระย่ะที่างไกล ต�วัอย่างเชน ก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาดระด�บเมกะวั�ตต" ต�องการระย่ะหางระหวัางก�นถ�ง 0.5 – 1 ก�โลเมตร ด�งน�)นเม$�อพ�จารณาโดย่ละเอ�ย่ดแล�วัจะพบวัาการต�ดต�)งก�งห�นลมจะไมสงผลกระที่บตอการใช�ป็ระโย่ชน"จากพ$)นที่��ตางๆ อาที่�เชนพ$)นที่��ที่างการเกษตร พ$)นที่��อ4ตสาหกรรม หร$อแม�แตพ$)นที่��ป็>าธิรรมชาต� ป็ระชาชนในพ$)นที่��ด�งกลาวัย่�งคงสามารถใช�ป็ระโย่ชน"จากที่��ด�นได�อย่างป็กต� 2 ด(านท�ศนะว่�ส่�ย

ส*าหร�บผลกระที่บที่างด�านสาย่ตา หร$อการมองเห6นข้องระบบก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าน�)น ย่�งไมได�ม�การป็ระเม�นผลออกมาอย่างช�ดเจน ก�งห�นลมข้นาดใหญจะม�ควัามส3งมากกวัา 50 เมตรข้�)นไป็ ที่*าให�สามารถมองเห6นได�จากระย่ะไกล ก�งห�นลมที่��ต�ดต�)งอย่3ตามที่4งหญ�า สร�างควัามสวัย่งาม สร�างจ�นตนาการ และควัามค�ดตางๆ ให�ก�บผ3�พบเห6น ก�งห�นลมสามารถใช�เป็�นส$�อการเร�ย่นร3 �หล�กการที่างอากาศพลศาสตร" ซ��งเป็�นพ$)นฐานที่��ส*าค�ญตอเที่คโนโลย่�การบ�นหร$ออากาศย่านได� 3 ด(านเส่/ยง

เส�ย่งข้องก�งห�นลมเก�ดจากการหม4นข้องป็ลาย่ใบพ�ดต�ดก�บอากาศ จากการที่��ใบพ�ดหม4นผานเสาก�งห�น จากควัามป็8� นป็>วันข้องลมบร�เวัณใบก�งห�นลม และจากต�วัเคร$�องจ�กรกลภาย่ในต�วัก�งห�นลมโดย่เฉีพาะสวันข้องเก�ย่ร" เส�ย่งด�งข้องก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าเป็�นต�วัแป็รที่��ส*าค�ญป็ระการหน��งที่��แสดงถ�งป็ระส�ที่ธิ�ภาพข้องก�งห�นลม ด�งน�)นที่างบร�ษ�ที่ผ3�ผล�ตก�งห�นลมจ�งพย่าย่ามพ�ฒนาเที่คโนโลย่�ตางๆ เพ$�อลดผลกระที่บจากเส�ย่งข้องก�งห�นลมในชวังห�าป็Cที่��ผานมา ระด�บข้องเส�ย่งในบร�เวัณอาคาร บ�านเร$อนหร$อที่��พ�กอาศ�ย่ที่��จะเป็�นอ�นตราย่ตอมน4ษย่"อย่3ที่��ไมเก�น 40 เดซ�เบล ที่��ระย่ะหางไมเก�น 250 เมตร ด�งน�)นการต�ดต�)งก�งห�นลมหากต�องการหล�กเล��ย่งป็8ญหาด�งกลาวั ก6สามารถที่*าได�โดย่การเพ��มระย่ะหางจากเข้ตที่��พ�กอาศ�ย่ข้องมน4ษย่"ให�มากข้�)น 

Page 38: พลังงานลม

ผลกระที่บจากก�งห�นลม4 นก

ม�ผลการศ�กษาจากหลาย่แหงที่��ข้�ดแย่�งก�น ส*าหร�บสาเหต4การตาย่ข้องนกจากการบ�นชนก�งห�นลมที่��ก*าล�งหม4นอย่3 แตหากพ�จารณาแล�วัควัามถ��ข้องเหต4การณ"ด�งกลาวัอาจจะเก�ดข้�)นได�ใกล�เค�ย่งหร$อน�อย่กวัา การที่��นกบ�นชนรถ หน�าตางข้องอาคาร หร$อ สาย่ไฟฟ(าแรงส3ง ซ��งเหต4การณ"เหลาน�)เก�ดข้�)นอย่3เสมอๆ ย่กเวั�นในบางกรณ�จ*านวันการตาย่ข้องนกในพ$)นที่��ต�ดต�)งก�งห�นลมอาจส3ง อ�นเน$�องมาจากม�ฝั่3งนกที่��อพย่พย่�าย่ถ��นฐานในบางฤด3กาลผานพ$)นที่��ด�งกลาวัในเวัลากลางค$น หร$อพ$)นที่��น� )นเป็�นแหลงหาอาหารข้องนกน�กลาบางชน�ด นอกจากน�)แล�วัจากการศ�กษาข้องผ3�เช��ย่วัชาญ บางคนพบวัาในบร�เวัณพ$)นที่��ต�ดต�)งก�งห�นลม กล�บม�อ�ตราการผสมพ�นธิ4"ข้องเกสรดอกไม�ที่��ส3งมาก เน$�องจากการป็8� นป็>วันข้องกระแสลมในบร�เวัณน�)น 5 คลั1&นส่นามแม�เหุลั$ก

ส�ญญาณโที่รที่�ศน" คล$�นวั�ที่ย่4 และเรดาร" อาจถ3กรบกวันได�จากการหม4นข้องก�งห�นลมซ��งอาจสร�างคล$�นรบกวันส�ญญาณเหลาน�) โดย่เฉีพาะเรดาร"ซ��งม�ควัามส*าค�ญตอที่างการที่หารในป็8จจ4บ�นย่�งไมพบวัาม�ราย่งานการถ3กรบกวันจากก�งห�นลม ในที่างตรงข้�ามก�งห�นลมย่�งได�ร�บการย่อมร�บจากที่างการที่หารและม�พ$)นที่��ที่างการที่หารหลาย่แหงโดย่เฉีพาะสนามบ�นบางแหง ม�ก�งห�นลมต�ดต�)งอย่3ในบร�เวัณใกล�เค�ย่ง แตก6ไมพบวัาม�ควัามผ�ดป็กต�ใดๆ ก�บระบบเรดาร" 6 คว่ามย�&งย1น

ป็8จจ4บ�นกระแสในเร$�องควัามย่��งย่$น (sustainable) และเที่คโนโลย่�ที่��ป็ลอดมลพ�ษ (zero-emission technology) ก*าล�งเป็�นที่��สนใจข้องน�กวั�ที่ย่าศาสตร" น�กวั�จ�ย่ หร$อแม�แตน�กการเม$อง การที่*างานข้องก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าไมกอให�เก�ดมลพ�ษ สามารถใช�เป็�นเที่คโนโลย่�หน��งเพ$�อการผล�ตไฟฟ(าที่ดแที่นการใช�พล�งงานจากเช$)อเพล�งซากด�กด*าบรรพ" และน�วัเคล�ย่ร" ด�งน�)นเที่คโนโลย่�ก�งห�นลมจ�งเป็�นอ�กที่างเล$อกหน��งข้องการพ�ฒนาอย่างย่��งย่$น

Page 39: พลังงานลม

ศ�กย่ภาพและการใช�พล�งงานลมจากการศ�กษาศ�กย่ภาพพล�งงานลมที่��วัโลก พบวัาเป็�นแหลงพล�งงานที่��ม�อย่3อย่างมหาศาล ข้�อม3ลจากเอกสารอ�างอ�งพบวัา เฉีพาะในพ$)นที่��

ชาย่ฝั่8� งข้องที่วั�ป็ย่4โรป็ม�พล�งงานจากลมถ�ง 2,500 เที่อราวั�ตต"ช� �วัโมง/ป็C ซ��งค�ดเป็�น 85 เป็อร"เซ6นต"ข้องการใช�พล�งงานไฟฟ(าในย่4โรป็ในป็C ค.ศ. 1997 (Thomas & Lennart. 2002 : 54) ซ��งต�วัเลข้พล�งงานลมด�งกลาวัน�)อาจแตกตางก�นไป็ ที่�)งน�)ข้�)นอย่3ก�บค4ณภาพข้องข้�อม3ลควัามเร6วัลมที่��น*ามาใช�ในการวั�เคราะห" นอกจากน�)ย่�งข้�)นอย่3ก�บสมม4ต�ฐานข้องเที่คโนโลย่�ก�งห�นลมที่��เล$อกใช�ในการป็ระเม�น

ส*าหร�บป็ระเที่ศไที่ย่พบวัาศ�กย่ภาพพล�งงานลมที่��วัป็ระเที่ศไที่ย่ม�คา 44 เที่อราวั�ตต"ช� �วัโมงตอป็C และจากการศ�กษาเพ$�อหาควัามเร6วัลมเฉีล��ย่ในพ$)นที่��ตางๆ โดย่กรมพ�ฒนาพล�งงานที่ดแที่นและอน4ร�กษ"พล�งงาน พบวัาแหลงศ�กย่ภาพพล�งงานลมที่��ด�ข้องป็ระเที่ศไที่ย่ม�ก*าล�งลมเฉีล��ย่ที่�)งป็Cอย่3ที่��ระด�บ 3 (class 3) ด�งแสดงในภาพที่�� 6.8 หร$อม�ควัามเร6วัลมเฉีล��ย่ป็ระมาณ 6.4 เมตรตอวั�นาที่�ข้�)นไป็ ที่��ระด�บควัามส3ง 50 เมตร ในแถบภาคใต�บร�เวัณชาย่ฝั่8� งที่ะเลตะวั�นออกเร��มต�)งแตจ�งหวั�ดนครศร�ธิรรมราช จ�งหวั�ดสงข้ลา จ�งหวั�ดป็8ตตาน� และที่��อ4ที่ย่านแหงชาต�ดอย่อ�นที่นนที่" จ�งหวั�ดเช�ย่งใหม อ�นเก�ดจากอ�ที่ธิ�พลข้องลมมรส4มตะวั�นออกเฉี�ย่งเหน$อต�)งแตเด$อนพฤศจ�กาย่นถ�งป็ลาย่เด$อนม�นาคม นอกจากน�)ย่�งพบวัาย่�งม�แหลงศ�กย่ภาพพล�งงานลมที่��ด�อ�กแหลงหน��งอย่3บร�เวัณเที่$อกเข้าด�านที่�ศตะวั�นตกต�)งแตภาคใต�ตอนบนจรดภาคเหน$อตอนลางในจ�งหวั�ดเพชรบ4ร� จ�งหวั�ดกาญจนบ4ร� และจ�งหวั�ดตาก อ�นเก�ดจากอ�ที่ธิ�พลข้องลมมรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งใต�ระหวัางเด$อนพฤษภาคมถ�งกลางเด$อนต4ลาคม นอกจากน�)ย่�งม�แหลงศ�กย่ภาพพล�งงานลมที่��ด�ซ��งได�ร�บอ�ที่ธิ�พลจากลมมรส4มตะวั�นออกเฉี�ย่งเหน$อและลมมรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งใต� อย่3ในบร�เวัณเที่$อกเข้าในอ4ที่ย่านแหงชาต�แกงกร4ง จ�งหวั�ดส4ราษฎร"ธิาน� อ4ที่ย่านแหงชาต�เข้าหลวังและอ4ที่ย่านแหงชาต�ใต�รมเย่6น จ�งหวั�ดนครศร�ธิรรมราช อ4ที่ย่านแหงชาต�ศร�พ�งงา จ�งหวั�ดพ�งงา อ4ที่ย่านแหงชาต�เข้าพนมเบญจา จ�งหวั�ดกระบ�� สวันแหลงที่��ม�ศ�กย่ภาพรองลงมาโดย่ม�ก*าล�งลมเฉีล��ย่ที่�)งป็Cต�)งแตระด�บ 1.3 ถ�ง 2 (class 1.3 – class 2) หร$อม�ควัามเร6วัลม 4.4 เมตรตอวั�นาที่�ข้�)นไป็ที่��ควัามส3ง 50 เมตร พบวัาอย่3ที่��ภาคใต�ตอนบนบร�เวัณอาวัไที่ย่ชาย่ฝั่8� งตะวั�นตกต�)งแตจ�งหวั�ดเพชรบ4ร� จ�งหวั�ดป็ระจวับค�ร�ข้�นธิ" จ�งหวั�ดช4มพรถ�งจ�งหวั�ดส4ราษฎร"ธิาน� และบร�เวัณเที่$อกเข้าในภาคเหน$อค$อจ�งหวั�ดเช�ย่งใหม ภาคตะวั�นออกเฉี�ย่งเหน$อค$อ จ�งหวั�ดเพชรบ3รณ"และจ�งหวั�ดเลย่ โดย่ได�ร�บอ�ที่ธิ�พลจากลมมรส4มตะวั�นออกเฉี�ย่งเหน$อ และพบที่��ภาคใต�ฝั่8� งตะวั�นตกต�)งแต จ�งหวั�ดพ�งงา จ�งหวั�ดภ3เก6ต จ�งหวั�ดกระบ�� จ�งหวั�ดตร�งถ�งจ�งหวั�ดสต3ลและชาย่ฝั่8� งตะวั�นออกบร�เวัณอาวัไที่ย่ค$อ จ�งหวั�ดระย่องและจ�งหวั�ดชลบ4ร� โดย่ได�ร�บอ�ที่ธิ�พลจากลมมรส4มตะวั�นตกเฉี�ย่งใต�

จากข้�อม3ลศ�กย่ภาพพล�งงานลมข้องป็ระเที่ศไที่ย่ด�งที่��ได�กลาวัมาแล�วัน�)น หากเที่�ย่บก�บป็ระเที่ศในย่4โรป็แล�วัถ$อวัาม�ศ�กย่ภาพต*�ามาก ซ��งในที่างป็ฏิ�บ�ต�น� )นควัามเร6วัลมในระด�บป็ระมาณ 6 เมตร/วั�นาที่�ถ$อวัาย่�งไมเหมาะก�บการต�ดต�)งก�งห�นลมข้นาดใหญระด�บเมกะวั�ตต" เพราะก�งห�นลมข้นาดด�งกลาวัต�องการควัามเร6วัลมเฉีล��ย่อย่3ที่��ป็ระมาณ 12 – 15 เมตร/วั�นาที่� ด�งน�)นที่างเล$อกที่��เหมาะสมข้องป็ระเที่ศไที่ย่หากจะสงเสร�มให�ม�การใช�พล�งงานจากลมในการผล�ตไฟฟ(า ควัรจะเป็�นระบบข้นาดเล6กในชวังพ�ก�ดก*าล�งระด�บก�โลวั�ตต"จะม�ควัามเหมาะสมกวัา

Page 40: พลังงานลม

ศ�กย่ภาพและการใช�พล�งงานลม 

ในสวันข้องการใช�พล�งงานจากก�งห�นลม พบวัาป็ระเที่ศที่��ม�ก�งห�นลมมากที่��ส4ดในป็8จจ4บ�นค$อ ป็ระเที่ศเย่อรมน� โดย่ข้�อม3ลเม$�อป็C ค.ศ . 2001 เย่อรมน�ผล�ตกระแสไฟฟ(าจากพล�งงานลมถ�ง 8,754 เมกะวั�ตต" รองลงมาค$อ สหร�ฐอเมร�กาผล�ตได� 4,200 เมกะวั�ตต" สเป็นผล�ตได� 3,300 เมกะวั�ตต" และเดนมาร"กผล�ตได� 2,400 เมกะวั�ตต" จากข้�อม3ลจะเห6นได�วัาย่4โรป็เป็�นกล4มป็ระเที่ศที่��ก�าวัหน�ามากที่��ส4ดในการใช�พล�งงานจากลมมาผล�ตกระแสไฟฟ(า โดย่ม�การผล�ตกระแสไฟฟ(าจากพล�งงานลมได�รวัมที่�)งส�)นป็ระมาณ 14,000 เมกะวั�ตต" และม�การต�)งเป็(าวัาภาย่ในป็C พ.ศ. 2010 จะต�องผล�ตกระแสไฟฟ(าจากพล�งงานลมให�ได� 60,000 เมกะวั�ตต" (Ledesma et al. 2003 : 1341-1355) และเม$�อมองย่�อนหล�งไป็เม$�อป็C ค.ศ. 1988 เย่อรมน�ผล�ตกระแสไฟฟ(าจากก�งห�นลมได�เพ�ย่ง 137 เมกะวั�ตต" ซ��งในสม�ย่น�)นย่�งม�จ*านวันก�งห�นลมไมเก�นหน��งพ�นต�น แตหล�งจากน�)นมาอ�กส�บห�าป็Cเย่อรมน�ได�ต�ดต�)งก�งห�นลมเพ��มเป็�นมากกวัาหม$�นช4ดและผล�ตกระแสไฟได�กวัา 8,000 เมกะวั�ตต" ในกล4มป็ระเที่ศที่��ม�การต�ดต�)งก�งห�นลมมากๆ เหลาน�) จะม�การต�ดต�)งก�งห�นลมในบร�เวัณไมไกลก�นมากน�กจ�งที่*าให�เก�ดเป็�นล�กษณะข้องฟาร"มลม (wind farm )

ในข้ณะที่��ป็ระเที่ศในแถบเอเช�ย่พบวัา อ�นเด�ย่เป็�นป็ระเที่ศที่��ม�ศ�กย่ภาพและวั�วั�ฒนาการด�านพล�งงานลมมากที่��ส4ด โดย่สามารถผล�ตกระแสไฟฟ(าจากพล�งงานลมได�ถ�ง 1,500 เมกะวั�ตต" ในข้ณะเด�ย่วัก�นร�ฐบาลข้องอ�นเด�ย่ม�การสงเสร�มการผล�ตก�งห�นลมในเช�งอ4ตสาหกรรมอย่างมาก โดย่ได�ร�บการถาย่ที่อดควัามร3 �และเที่คโนโลย่�จากกล4มป็ระเที่ศย่4โรป็และสหร�ฐอเมร�กา นอกจากอ�นเด�ย่แล�วัย่�งม�จ�นเป็�นอ�กป็ระเที่ศหน��งที่��ก*าล�งเร��มต�นพ�ฒนาก�งห�นลม ในป็8จจ4บ�นสามารถผล�ตกระแสไฟฟ(าจากพล�งงานลมได�แล�วั

Page 41: พลังงานลม

ป็ระเที่ศไที่ย่ก�บการใช�พล�งงานลมถ�งแม�ผลจากการศ�กษาศ�กย่ภาพพล�งงานลมในป็ระเที่ศไที่ย่คอนข้�าง

ต*�าเม$�อเที่�ย่บก�บที่��อ$�น แตก6ไมได�หมาย่ควัามวัาพล�งงานลมที่��ม�อย่3ไมสามารถใชได� จากผลการศ�กษาเป็ร�ย่บเที่�ย่บต�นที่4นในการลงที่4นระหวัางพล�งงานจากระบบเซลล"แสงอาที่�ตย่"ก�บพล�งงานลมพบวัา การผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานลมม�ต�นที่4นถ3กกวัาป็ระมาณ 8-10 เที่า และย่��งถ�าสามารถผล�ตใบพ�ดข้องก�งห�นลมได�เองจะถ3กกวัาถ�ง 10 เที่า

ในป็8จจ4บ�นป็ระเที่ศไที่ย่ม�การผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานลมและจาย่เข้�าระบบสาย่สงในป็ร�มาณที่��น�อย่มากหากเที่�ย่บก�บแหลงพล�งงานอ$�นๆ โดย่ม�การต�ดต�)งก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาด 150 ก�โลวั�ตต" ซ��งผล�ตโดย่บร�ษ�ที่นอร"ดแที่งก" ป็ระเที่ศเดนมาร"ก ในพ$)นที่��สถาน�ผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานที่ดแที่นข้องการไฟฟ(าฝั่>าย่ผล�ต ณ แหลมพรหมเที่พ จ�งหวั�ดภ3เก6ต ต�)งแตป็C พ.ศ. 2539 เพ$�อสาธิ�ตการผล�ตไฟฟ(าจากก�งห�นลมรวัมก�บแผงเซลล"แสงอาที่�ตย่"ข้นาด 10 ก�โลวั�ตต" ด�งแสดงในภาพที่�� 10 โดย่จาย่ไฟเข้�าระบบสาย่สงข้องการไฟฟ(าสวันภ3ม�ภาค จนถ�งป็8จจ4บ�นระบบย่�งสามารถที่*างานได�ด�อย่3 ก�งห�นลมสามารถผล�ตไฟฟ(าป็(อนเข้�าสาย่สงได�ป็ระมาณ 200,000 ก�โลวั�ตต"ช� �วัโมงตอป็C (kWh/annual) และการไฟฟ(าฝั่>าย่ผล�ตม�โครงการที่��จะต�ดต�)งก�งห�นลมผล�ตไฟฟ(าข้นาดใหญเพ��มข้�)นที่��แหลมพรหมเที่พโดย่จะต�ดต�)งก�งห�นลมข้นาด 600 ก�โลวั�ตต" ซ��งคาดวัาจะสามารถผล�ตไฟฟ(าได�ป็ระมาณป็Cละ 840,000 ก�โลวั�ตต"ช� �วัโมงตอป็C ป็8จจ4บ�นโครงการด�งกลาวัก*าล�งอย่3ระหวัางการด*าเน�นงาน

สถาน�ผล�ตไฟฟ(าจากพล�งงานลมรวัมก�บระบบเซลล"

แสงอาที่�ตย่" ข้องการไฟฟ(าฝั่>าย่ผล�ต ที่��แหลมพรหมเที่พ จ�งหวั�ดภ3เก6ต