เทคโนโลยีพลังงานลมsci.uru.ac.th/pro_doc/doc/12.doc · web...

บทท 6พลงงานลม

ลมเปนแหลงพลงงานสะอาดชนดหนงทสามารถใชไดอยางไมมวนหมด ในปจจบนไดมการใชประโยชนจากพลงงานลมเพอผลตพลงงานไฟฟา ทดแทนการผลตดวยพลงงานจากซากดกดำาบรรพ โดยเฉพาะอยางยงในแถบประเทศยโรปไดมการพฒนาเทคโนโลยกงหนลมเพอผลตไฟฟาในเชงพาณชย ซงกงหนลมขนาดใหญแตละตวสามารถผลตไฟฟาได 4-5 เมกะวตต และนบวนจะยงไดรบการพฒนาใหมขนาดใหญขนและมประสทธภาพสงขน สำาหรบประเทศไทยการวจยและพฒนาเทคโนโลยทางดานพลงงานลมยงมคอนขางนอยมาก อาจเปนเพราะศกยภาพพลงงานลมในประเทศเราไมสงมากนกเมอเทยบกบประเทศอนๆ อยางไรกตามหากเรามพนฐานความรกสามารถประยกตใชเทคโนโลยพลงงานลมรวมกบแหลงพลงงานอนๆ เพอความมนคงในการผลตไฟฟาได อยางเชนทสถานไฟฟาแหลมพรหมเทพ จงหวดภเกต ไดทดลองใชกงหนลมผลตไฟฟารวมกบระบบเซลลแสงอาทตยและตอเขากบระบบสายสง ดงนนการศกษา เรยนร วจย และพฒนาเทคโนโลยพลงงานลมกเปนสวนหนงทจะชวยลดการใชพลงงานซากดกดำาบรรพจะเปนการชวยประเทศไทยลดการนำาเขาแหลงพลงงานจากตางประเทศอกทางหนง 6.1 การเกดและประเภทของลม

ลม (wind) สาเหตหลกของการเกดลมคอดวงอาทตย ซงเมอมการแผรงสความรอนของดวงอาทตยมายงโลก แตละตำาแหนง

บนพนโลกไดรบปรมาณความรอนไมเทากน ทำาใหเกดความแตกตางของอณหภมและความกดอากาศในแตละตำาแหนง บรเวณใดทม อณหภมสงหรอความกดอากาศตำาอากาศในบรเวณนนกจะลอยตวขนสง อากาศจากบรเวณทเยนกวาหรอมความกดอากาศสงกวาจะเคลอนทเขามาแทนท การเคลอนทของมวลอากาศนคอการทำาใหเกดลมนนเอง และจากการเคลอนทของมวลอากาศนท ำาใหเกดเปนพลงงานจลนทสามารถนำามาประยกตใชประโยชนได ลมสามารถจำาแนกออกไดหลายชนดตามสถานทท เก ดความแตกตางของอณหภม ดงน

6.1.1 ลมบกลมทะเล

ลมบกและลมทะเล (land and sea breeze) เกดจากความแตกตางของอณหภมของบรเวณทะเลกบฝ ง โดยลมทะเลจะเกดในตอนกลางวน เพราะบนฝงมอณหภมสงกวาบรเวณในทะเลจงทำาใหเกดลมจากทะเลพดเขาสฝ ง สวนลมบกเกดในเวลากลางคนเพราะบรเวณในทะเลจะมอณหภมสงกวาบนฝง ทำาใหเกดลมจากฝงออกสทะเล

6.1.2 ลมภเขาและลมหบเขา

ลมภ เขาแ ละ ลม หบ เขา (mountain and valley winds) เกดจากความแตกตางของอณหภมระหวางสนเขาและหบเขา โดยลมภเขาจะพดจากสนเขาลงไปสหบเขาในตอนกลางคน เนองจากบรเวณสนเขาอยในทสงกวาจงเยนเรวกวาหบเขาดงนนจงม

152

ลมพดลงจากยอดเขาสหบเขา สวนลมหบเขาจะพดจากหบเขาขนไปสสนเขาโดยเกดขนในตอนกลางวน เนองจากบรเวณหบเขาเบองลางจะมอณหภมตำากวายอดเขาจงมลมพดขนไปตามความสงของสนเขา นอกจากนยงมการเรยกชอลมตามทศการเคลอนทในแตละฤดกาล เชน ลมมรสม ซงหมายถงลมทพดเปลยนทศทางกบการเปลยนฤดคอฤดรอนจะพดอยในทศทางหนงและจะพดเปลยนทศทางเปนตรงกนขามในฤดหนาว (กรมพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

6.2 ประวตการประยกตใชพลงงานจากลม

การประยกตใชพลงงานจากลม เรมจากการคนพบบนทกเกยวกบโรงสขาวพลงงานลม (windmills) โดยใชระบบเครองโมในแกนตง ซงเปนเคร องโมแบบงายๆ นยมใชกนในพนทภเขาสงโดยชาวแอฟแกน (Afghan) เพอการสเมลดขาวเปลอกในชวงศตวรรษท 7 กอนครสตกาล สวนโรงสขาวพลงงานลมแบบแกนหมนแนวนอนพบครงแรกแถบเปอรเซย ทเบตและ จน ประมาณครสตศกราชท 1000 โรงสขาวพลงงานลมชนดแกนหมนในแนวนอน ไดแพรหลายไปจนถงประเทศแถบเมดเตอรเรเนยนและประเทศยโรปตอนกลาง โรงสขาวแบบแกนหมนแนวนอนพบครงแรกในประเทศองกฤษประมาณป ค.ศ. 1150 พบในฝรงเศสป ค.ศ. 1180 พบในเบลเยยมป ค.ศ. 1190 พบในเยอรมนป ค.ศ. 1222 และ พบในเดนมารกป ค.ศ. 1259 การพฒนาและแพรหลายอยางรวดเรวของโรงสขาวแบบแกนหมนแนวนอนมาจากอทธพลของนกรบครเซด ซงเปนผนำาความรเกยวกบโรงสขาวพลงงานลมจากเปอรเซยมาสหลายพนทของยโรป ในยโรปโรงสขาวพลงงานลมไดรบการพฒนาสมรรถนะอยางตอเนอง โดยเฉพาะระหวางชวงศตวรรษท 12 และ ศตวรรษท 19 ในป

153

ค.ศ. 1800 ในประเทศฝรงเศสมโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรปใชงานอยประมาณ 20,000 เครอง ในประเทศเนเธอรแลนดพลงงานท ใชในอตสาหกรรม ในชวงเวลานนมาจากพลงงานลมถงรอยละ 90 ในชวงปลายศตวรรษท 19 โรงสขาวพลงงานลมมขนาดเสนผาศนยกลางแกนหมน 25 เมตร ตวอาคารมความสงถง 30 เมตร ตวอยางโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรปดงแสดงในภาพท 6.1 ซงในชวงเวลานนการใชพลงงานลมไมไดมเพยงแคการสขาวแตยงมการประยกตใชสำาหรบการสบนำาอกดวย ตอมาในยคปฏวตอตสาหกรรมโรงสขาวพลงงานลมเร มมการใชงานลดลง อยางไรกตามในป ค.ศ. 1904 การใชพลงงานจากลมยงมอตราสวนถงรอยละ 11 ของพลงงานในภาคอตสาหกรรมของประเทศเนเธอรแลนด และในประเทศเยอรมนยงมโรงสขาวชนดนตดตงอยกวา 18,000 เครอง

ภาพท 6.1 แสดงลกษณะโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรป

ทมา (AZsolarcenter. 2004. On-line)

ในชวงเวลาเดยวกบทโรงสขาวพลงงานลมในยโรปเร มเสอมความนยม เทคโนโลยนกลบไดรบการเผยแพรในทวปอเมรกาเหนอ

154

โดยผทไปตงถนฐานใหม มการใชกงหนลมสบนำาขนาดเลกสำาหรบงานปศสตวซงไดรบความนยมมาก กงหนลมชนดนเปนทรจกกนในนามกงหนลมแบบอเมรกน (american windmill) ซงใชระบบการทำางานแบบควบคมตวอยางสมบรณ (fully self-regulated) โดยสามารถปรบความเรวของแกนหมนไดเมอความเรวลมสง ในขณะทโรงสขาวพลงงานลมของยโรปสามารถบดตวใบพดออกจากทศทางลมไดหรอสามารถมวนใบพดเกบไดหากความเรวลมสงจนเกนไปเพอปองกนความเสยหายทจะเกดขนกบตวโรงสขาว ความนยมของกงหนลมแบบอเมรกนเพมขนสงมากระหวางป ค.ศ. 1920 – 1930 มกงหนลมประมาณ 600,000 ตวถกตดตงเพอใชงาน ในปจจบนก งหนลมแบบอเมรก นหลายแบบยงคงถกน ำามาใชงานเพ อวตถประสงคทางการเกษตรและกจกรรมตางๆ ทวโลก สำาหรบประเทศไทยผเช ยวชาญทางดานพลงงานลม ไดประเมนการใชงานกงหนลมแบบใบพดททำาดวยไมซงใชในนาขาวมจำานวนอยประมาณ 2,000 ตว และกงหนลมแบบเสอลำาแพนหรอแบบผาใบซงใชในนาเกลอหรอนากงมจำานวนอยประมาณ 3,000 ตว ตอมาไดพบวาจำานวนกงหนลมดงกลาวลดลงอยางรวดเรว เนองจากมการเปลยนแปลงรปแบบการพฒนาพนทเกษตรกรรมใหเปนพนทอตสาหกรรม ในป พ.ศ 2531 มการสำารวจจำานวนกงหนลมเฉพาะในบร เวณ 20 ตารางก โล เมตร ขอ งจ งห ว ดสม ทรสา ครและสมทรสงคราม พบวามกงหนลมเหลออยเพยง 667 ตว กงหนลมดงกลาวถอไดวาเปนชนดดงเดมจากภมปญญาชาวบาน แตสามารถใชแทนพลงงานไฟฟาเพอการสบนำาไดเปนอยางด (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน) ในป ค.ศ. 1891 แดน พอล ลาคร (Dane Poul LaCour) วศวกรชาวเดนมารกเปนคนแรก ทสรางกงหนลมผลตไฟฟาขน

155

เทคโนโลยนไดรบการพฒนาระหวางชวงสงครามโลกครงท 1 และ 2 โดยใชเทคโนโลยนเพอทดแทนการขาดแคลนพลงงานในขณะนน บรษท เอฟ เอล ชมทธ (F.L. Smidth) ของเดนมารกถอไดวาเปนผรเร มกงหนลมผลตไฟฟาแบบสมยใหมในป ค.ศ. 1941-1942 กงหนลมของบรษทนเปนกงหนลมแบบสมยใหมตวแรกทใช แพนอากาศ (airfoils) ซงใชความรขนสงทางดานอากาศพลศาสตรในเวลาน น ในชวงเวลาเด ยวก น พาลเมอร พทแนม (Palmer Putnam) ชาวอเมรกนไดสรางกงหนลมขนาดใหญใหกบบรษท มอรแกน สมทธ (Morgan Smith Co.) กงหนลมทสรางขนมขนาดเสนผาศนยกลาง 53 เมตร ซงมความแตกตางจากกงหนลมของเดนมารกทงในเร องของขนาดและหลกการออกแบบ กงหนลมของเดนมารกมหลกการอยบนพนฐานของการหมนโดยลมสวนบน (upwind rotor) กบการควบคมผานตวลอ (stall regulation) ทำางานทความเรวลมตำา สวนกงหนลมของพทแนมออกแบบอยบนพนฐานของการหมนโดยลมสวนลาง (downwind rotor) กบการคว บค ม โ ด ยก า ร ป ร บ ใ บ พ ด (variable pitch regulation) อยางไรกตามกงหนลมของพทแนมกไมประสบความสำาเรจและถกรอออกในป ค .ศ . 1945 (Thomas & Lennart. 2002 : 67-128)

หลงจากสงครามโลกครงท 2 ในชวงป ค.ศ. 1956 – 1967 โจฮ นเนส จ ล (Johannes Juul) ชาวเดนมารกได พฒนา และออกแบบกงหนลมใหมเพมเตมและทำาการตดตงทเมองเกดเซอร (Gedser) ประเทศเดนมารกสามารถผลตไฟฟาไดกวา 2.2 ลานหนวย และในเวลาเดยวกนน ฮตเตอร (Hutter) ชาวเยอรมนกไดพฒนากงหนลมรปแบบใหมเหมอนกน โดยกงหนลมของฮตเตอร

156

ประกอบดวยใบกงหนมลกษณะเรยวยาวทำาจากไฟเบอรกลาสส (fiberglass) 2 ใบ กงหนลมชนดนมประสทธภาพสง อยางไรกตามแมวากงหนลมของจลและฮตเตอรจะประสบความสำาเรจในตอนแรก แตความสนใจในกงหนลมเพอการผลตไฟฟาขนาดใหญกลดลงหลงจากสงครามโลกครงท 2 มเพยงกงหนลมขนาดเลกสำาหรบผลตไฟฟาในพนทหางไกล หรอสำาหรบการประจแบตเตอรเทานนทยงไดรบความสนใจ ตอมาหลงเกดปญหาวกฤตการณนำามนในป ค.ศ. 1973 ทำาใหความสนใจในพลงงานลมไดกลบมาอกครง จากเหตผลดงกลาวจงมการสนบสนนเงนทนเพอการวจยและพฒนาเทคโนโลยส ำาหรบพลงงานลมเปนอยางมากโดยเฉพาะในประเทศเยอรมน สหรฐอเมรกา และสวเดน ซงไดใชเงนนในการพฒนาตนแบบกงหนลมเพอการผลตไฟฟาขนาดใหญในระดบเมกะวตต อยางไรกตามกงหนลมตนแบบหลายๆแบบไมประสบความสำาเรจเทาทควรทงทผานมาเปนเวลานาน สาเหตมาจากปญหาทางเทคนคหลายๆ ประการ เชน กลไกการบดของใบพด (pitch mechanism) เปนตน

ในประเทศสหรฐอเมรกา ไดมการสนบสนนเงนทนเพอกระตนใหมการพฒนาพลงงานลมเปนอยางมาก ตวอยางทสามารถเหนไดชดเจนถงผลของการกระตนในคร งน เชน ทำาใหเกดทงกงหนลม (wind farms) ขนาดใหญต ดตงอยตามเท อกเขาทางตะวนออกของซานฟรานซสโก และทางตะวนออก เฉยงเหนอของลอสแอนเจลส ทงกงหนลมแหงแรกนประกอบไปดวยกงหนลมขนาด 50 กโลวตต เปนสวนใหญ หลายปผานไปขนาดของกงหนลมรนใหมเพมขนเปน 200 กโลวตต ซงเกอบทงหมดนำาเขาจากประเทศเดนมารก ในชวงสนป ค .ศ . 1980 มก งหนลมต ดต งอย ในแคล ฟอร เน ย ประมาณ 15,000 ตว ดวยขนาดกำาลงการผลตไฟฟารวม 1,500 เมกะวตต

157

การพฒนาเทคโนโลยพลงงานลมเปนไปอยางรวดเรวจากในป ค.ศ. 1989 ขนาดของกงหนลมในขณะนนมขนาด 300 กโลวตต ดวยขนาดเสนผาศนยกลางของใบกงหน 30 เมตร หลงจากนนประมาณสบปมผผลตจากหลายบรษทไดผลตกงหนลมขนาด 1,500 กโลวตต ดวยขนาดเสนผา ศนยกลางใบกงหน 70 เมตร และในชวงกอนเปลยนศตวรรษใหม กงหนลมขนาด 2 เมกะวตต เสนผาศนยกลางของใบกงหนขนาด 74 เมตรไดรบการพฒนาและตดตงเพอใชงาน ปจจบนนกงหนลมขนาด 2 เมกะวตต กลายเปนขนาดของกงหนลมทผลตในเชงพาณชยเปนทเรยบรอยแลว และกงหนลมขนาด 4 – 5 เมกะวตต ก ำาลงอยในชวงของการพฒนา โดยตวตนแบบขนาด 4.5 เมกะวตต ไดมการตดตงและทดสอบแลวเมอป ค.ศ. 2002 (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 58) ขอมลการการพฒนาของกงหนลมในชวง ค.ศ. 1985 – 2002 แสดงไวในตารางท 6.1

ตารางท 6.1 การพฒนาของกงหนลมในชวง ค.ศ. 1985 – 2002

ป ค .ศ.

กำาลงการผลต (กโลวตต)

เสนผาศนยกลางใบกงหน (เมตร)

1985 50 151989 300 301992 500 37199 600 46

158

41998 1,500 702002 3,500 – 4,500 88 - 112

ทมา (Thomas & Lennart. 2002 : 67-128)

6.3 หลกการทำางานของกงหนลม

ลมทเกดขนถกใชประโยชนจากสวนทอยใกลผวโลกหรอทเรยกวาลมผวพน ซงหมายถงลมทพดในบรเวณผวพนโลกภายใตความสงประมาณ 1 กโลเมตรเหนอพนดน เปนบรเวณทมการผสมผสานของอากาศกบอนภาคอนๆ และมแรงเสยดทานในระดบตำา โดยเร มตนทระดบความสงมากกวา 10 เมตรขนไปแรงเสยดทานจะลดลง ทำาใหความเรวลมจะเพมขนดงแสดงในภาพท 6.2 จนกระทงท ระดบความสงใกล 1 กโลเมตรเกอบไมมแรงเสยดทาน (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 65) ความเรวลมมการเปลยนแปลงขนอยก บระดบความสง และ สภาพภมประเทศ เชนเดยวกนกบทศทางของลม จากประสบการณทผานมาพบวากงหนลมจะทำางานไดดหรอไมนนจะขนอยกบตวแปรทงสองน ทความเรวลมเทาๆ กน แตมทศทางลมทแตกตางกน เมอลมเคลอนทพงเขาหาแกนหมนของกงหนลมแลวจะสงผลตอแรงบดของกงหนลมเปนอยางมาก ผลคอแรงลพธทไดออกมาจากกงหนลมแตกตางกน ดงนนจงสามารถสรปไดวาปจจยเบองตนทเปนตวก ำาหนดในการใชพลงงานลมคอความเรวและทศทางของลมนนเอง

159

Hei

ght

Windspeed

Gradient wind

Bou

ndar

yla

yer

ภาพท 6.2 แสดงลกษณะของความเรวลมภายใตชนบรรยากาศ

พลงงานทไดรบจากกงหนลมจะมเปลยนแปลงขนอยก บความเรวลม แตความสมพนธน ไมเปนสดสวนโดยตรง ทความเรวลมตำาในชวง 1–3 เมตรตอวนาท กงหนลมจะยงไมทำางานจงยงไมสามารถผลตไฟฟาออกมาได ทความเรวลมระหวาง 2.5–5 เมตรตอวนาท กงหนลมจะเรมทำางานเรยกชวงนวาชวงเรมความเรวลม (cut in wind speed) และทความเรวลมชวงประมาณ 12–15 เมตรตอวนาท เปนชวงทเรยกวาชวงความเรวลม (nominal หรอ rate wind speed) ซ งเปนชวงทก งหนลมท ำางานอยบนพก ดก ำาลงสงสดของตวมนเอง ในชวงทความเรวลมไตระดบไปสชวงความเรวล ม เ ป น ก า ร ท ำา ง า น ข อ ง ก ง ห น ล ม ด ว ย ป ร ะ ส ท ธ ภ า พ ส ง ส ด (maximum rotor efficiency) ดงแสดงในภาพท 6.3 ซงคานข น อ ย ก บ อ ต ร า ก า ร ก ร ะ ต น ค ว า ม เ ร ว (tip speed ratio) (Siegfried. 1998 : 67) และในชวงเลยความเรวลม (cut out wind speed) เปนชวงทความเรวลมสงกวา 25 เมตรตอวนาท กงหนลมจะหยดทำางานเนองจากความเรวลมสงเกนไปซงอาจทำาใหเกดความเสยหายตอกลไกของกงหนลมได

160

การหากำาลงของลมทเคลอนทดวยความเรว ผานพนทหนาตด A หาไดจาก

(6.1)

เมอ คอ กำาลงของลม (W) คอ ความหนาแนนของอากาศ มคา

เทากบ 1.225 kg/m3

คอ พนทหนาตด (m2) คอ ความเรวลม (m/s)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

5 10 15 20

Cut inwind speed

Cut outwind speed

No

gene

ratio

n

25 30

No

gene

ratio

n

Maximumrotor efficiency

Nominal power,reduced rotor

efficiency

Rate/Nominalwind speed

Act

ive

pow

er (p

.u.)

Wind speed (m/s)

ภาพท 6.3 แผนภมแสดงกำาลงไฟฟาและชวงการทำางานของกงหนลมแบบตางๆ

ทมา (Siegfried. 1998 : 107)

สำาหรบหลกการทวไปในการนำาพลงงานลมมาใชคอ เมอมลมพดมาปะทะกบใบพดของกงหนลม กงหนลมจะท ำาหนาทเปลยนพลงงานลมทอยในรปของพลงงานจลนไปเปนพลงงานกลโดยการหมนของใบพด แรงจากการหมนของใบพดนจะถกสงผานแกนหมน

161

ทำาใหเฟองเก ยรท ต ดอยก บแกนหมนเก ดการหมนตามไปดวย พลงงานกลทไดจากการหมนของเฟองเกยรนเองทถกประยกตใชประโยชนตามความตองการเชน ในกรณทตองการใชกงหนลมเพอการผลตไฟฟาจะตอเครองกำาเนดไฟฟาเขาไป ซงเมอเฟองเกยรของกงหนลมเกดการหมนจะไปขบเคลอนใหแกนหมนของเครองกำาเนดไฟฟาหมนตามไปดวย ดวยหลกการนเคร องกำาเนดไฟฟากสามารถผลตกระแส ไฟฟาออกมาได สวนในกรณของการใชกงหนลมในการสบนำาหรอสขาวสามารถนำาเอาพลงงานกลจากการหมนของเฟองเกยรนไปประยกตใชไดโดยตรง

6.4 ประเภทของกงหนลม

กงหนลมโดยทวไปจะมรปแบบพนฐานหลกๆ คลายๆกน แตอาจแตกตางกนบางในสวนของรายละเอยด ดงนนการแบงประเภทของกงหนลมมกจะยดเอาลกษณะการวางตวของแกนเพลาของกงหนลมเปนหลก ซงประเภทหลกๆของกงหนลมสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภทคอ กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอนและกงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง ดงแสดงตวอยางในภาพท 6.4

6.4.1 กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอน

กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอน (horizontal–axis type wind turbine, HAWT) เปนกงหนลมทมแกนหมนวางตวอยในทศขนานกบทศทางของลม โดยมใบเปนตวตงฉากรบแรงลม กงหนลมประเภทนไดรบการพฒนาอยางตอเนองและมการนำามาใชงานมากในปจจบน เนองจากมประสทธภาพในการเปลยนพลงงานสงแตตองตดตงบนเสาทมความสงมาก และมชดควบคมใหกงหนลมหนหนาเขารบแรงลมไดทกทศทางในแนวนอน

162

ตลอดเวลา อยางไรกตามในรายละเอยดของรปแบบ องคประกอบ และลกษณะการทำางานของกงหนลมแบบนทนยมใชกนสามารถแบงออกเปน 3 แบบ (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 68-69) ไดแก

6.4.1.1 กงหนลมแบบความเรวคงท (fixed speed turbine) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด กลองเกยร ซงเชอมตอกบเครองกำาเนดไฟฟากระแสสลบแบบเหนยวนำา (squirrel cage induction generator) ชดสเตเตอรของเคร องก ำาเนดไฟฟาตอเชอมเขากบระบบสายสงไฟฟา ดงแสดงในภาพท 6.5 a ในความเปนจรงแลวกงหนลมแบบนมคาสลปของเคร องกำาเนดไฟฟา (generator slip) ไมคงทซ งจะขนอยก บการเปลยนแปลงของกำาลงเครองกำาเนดไฟฟา อยางไรกตามการเปลยนแปลงนมคานอยมาก เพยง 1 – 2 เปอรเซนต ดงนนจงเรยกกงหนลมแบบนวาเปนแบบความเรวคงท

6.4.1.2 กงหนลมแบบความเรวไมคงท (variable speed turbine) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด กลองเกยร เชอมตอกบเครองกำาเนดไฟฟากระแสสลบแบบเหนยวนำาแบบดบเบลเฟด (doubly fed induction generator) เคร องแปลงกระแสไฟฟา ชดสเตเตอรตอเชอมเขากบระบบสายสงไฟฟา กงหนลมชนดนความเรวรอบของเครองกำาเนดไฟฟา สามารถเปลยนแปลงไดโดยเคร องแปลงกระแสไฟฟา ดงนนจงสามารถปรบความเรวรอบและความถของกระแสไฟฟาทผลตออก มาได องคประกอบของกงหนลมแบบความเรวไมคงทดงแสดงในภาพท 6.5 b

6.4.1.3 กงหนลมแบบความเรวไมคงทชนดตอตรง (variable speed with direct drive) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด เชอมตอกบเครองกำาเนดไฟฟาแบบซงโครนสโดยตรง

163

และมเครองแปลงกระแสไฟฟา สำาหรบการควบคมความเรวรอบของเครองกำาเนดไฟฟา องคประกอบของกงหนลมแบบความเรวไมคงทชนดตอตรงดงแสดงในภาพท 6.5 c

GeneratorGearbox

Rotor blade

Nacelle

Tower

Wind direction fora downwind rotor

Wind direction foran upwind rotor

Hub

hei

ght

Rot

or d

iam

eter

Horizontal - Axis Wind Turbine (HAWT) Vertical - Axis Wind Turbine (VAWT)

Rotor diameter

Rotortower

Generator

Gearbox

Rot

or h

eigh

t

Rotor base

Fix-pitchrotor blade

Equa

tor h

eigh

t

ภาพท 6.4 กงหนลมผลตไฟฟาแบบแกนนอนและแบบแกนตง ทมา (EIA. 2004e. On-line)

Gearbox ~

RotorSquirrel cage

inductiongenerator

GridVs Is

Compensatingcapacitors a

~

Rotor

GridVs Is

Converter

c

Vs Is

Direct drivesynchronous

generator

Gearbox ~

RotorDoubly fed

(wound rotor)inductiongenerator Grid

Vs Is

Converter

b

VrIr Ic

164

ภาพท 6.5 แสดงองคประกอบกงหนลมแบบความเรวคงท (a) กงหนลมแบบความเรวไมคงท (b) และกงหนลมแบบความเรวไมคงทชนดตอตรง (c)ทมา (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 68-69)

6.4.2 กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง

กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง (vertical-axis type wind turbine, VAWT) เปนกงหนลมทมแกนหมนตงฉากกบทศทางของลม ซงสามารถรบลมไดทกทศทางและตดตงอยในระดบตำาได กงหนลมแบบนทรจกกนดคอกงหนลมแบบแดรเรยส (darrieus) ซงออกแบบโดยวศวกรชาวฝรงเศสในป ค.ศ. 1920 ขอดของกงหนลมแกนตงคอ สามารถรบลมไดทกทศทาง มชดปรบความเรว (gear box) และเครองกำาเนดไฟฟา สามารถตดตงอยทระดบพนลางได นอกจากนตวเสาของกงหนลมยงไมสงมากนก แตมขอเสยคอประสทธภาพตำาเมอเทยบกบกงหนลมทมแกนเพลาแบบแกนนอน ดงนนในปจจบนจงมการใชงานอยนอย

6.5 สวนประกอบของกงหนลม

กงหนลมโดยทวไปจะประกอบดวยสวนประกอบหลกๆ คอ ใบพด ระบบถายทอดกำาลงจากใบพด ชดควบคมการบงคบทศทางของใบพดและเสาหรอหอคอย อยางไรกตามในสวนรายละเอยดของสวนประกอบของกงหนลมจะขนอยกบวตถประสงคการใชงานของกงหนลมนน เชน ถาเปนกงหนลมทมวตถประสงคเพอการผลตไฟฟากจะมสวนประกอบ รายละเอยด และเทคโนโลยทซบซอนกวากงหนลมทใชสำาหรบการสบนำา อยางไรกตามเพอใหเกดความเขาใจในความ

165

แตกตางของสวนประกอบของกงหนลมแตละชนด ในทนจงขอแยกกลาวถงสวนประกอบของกงหนลมตามวตถประสงคการใชงานเปน 2 กรณคอ

6.5.1 สวนประกอบของกงหนลมเพอการผลตไฟฟา

จากการไดรบประโยชนอยางชดเจนในการใชกงหนลมเพอการผลตไฟฟา ทำาให เทคโนโลยของกงหนลมประเภทนไดรบการพฒนาใหมประสทธภาพสงขนเรอยๆ จงทำาใหสวน ประกอบตางๆของกงหนลมประเภทนมคอนขางมากและมความซบซอน ดงแสดงในภาพท 6.6 ซงสวนประกอบแตละสวนมหนาทสรปไดดงตอไปน

6.5.1.1 ใบพด (blade) เปนตวรบพลงงานลมและเปลยนใหเปนพลงงานกลใน การขบเคลอนเพลาแกนหมน (rotor) ของใบพด โดยใบพดสามารถปรบทศทางการรบลมได

ภาพท 6.6 แสดงตวอยางสวนประกอบของกงหนลมเพอการผลตไฟฟา

166

ทมา (Power House. 2005. On-line)

6.5.1.2 ระบบเบรก (brake) เปนสวนทใชควบคมการหยดหมนของใบพดและเพลาแกนหมนของกงหนลม

6.5.1.3 ค น บ ง ค บ เ พ ล า แ ก น ห ม น (low speed shaft และ high speed shaft) เปนสวนทคอยควบคมความเรวของเพลาแกนหมนใหหมนชาหรอเรวของใบพด และสงผานระบบสงกำาลง

6.5.1.4 หองสงกำาลง (gear box) เปนระบบทคอยปรบเปลยนและควบคมความสมพนธของความเรวในการหมนระหวางเพลาแกนหมนกบเพลาของเครองกำาเนดไฟฟา

6.5.1.5 เครองกำาเนดไฟฟา (generator) ทำาหนาทเปลยนพลงงานกลทถกสงมาจากเพลาแกนหมนของใบพดเปนพลงงานไฟฟา

6.5.1.6 ตวควบคม (controller) ทำาหนาทควบคมการทำางานเครองวดความเรวลม

6.5.1.7 หองเครอง (nacelle) เปนหองควบคมขนาดใหญ อยสวนหลงของใบพด ใชบรรจระบบตางๆ เชน ระบบเกยร เครองกำาเนดไฟฟา ระบบเบรก และระบบควบคม

6.5.1.8 แกนคอหมนรบทศทางลม (yaw drive) เปนตวควบคมการหมนของหองเครองเพอใหใบพดปรบรบทศทางลม โดยมมอเตอร (yaw motor) เปนตวชวยในการปรบทศทาง

6.5.1.10 เสาหรอหอคอย (tower) เปนสวนทแบกรบอปกรณทงหมดทอยขางบน

นอกจากน ย งต องม ร ะบบไฮดร อล ก (hydraulic system) ทจะชวยในการชะลอการหมนและการหยดหมนของใบพด

167

ระบบระบายความรอน (cooling system) มไวสำาหรบการระบายความรอนจากการทำางานของระบบซงเกดความรอนจากการทำางานอยางตอเนอง และมชดเครองมอสำาหรบการวดความเรวลม (anemometer) เพอวดและเกบขอมลความเรวลมซงจะถกตดตงอยกบชดแพนหาง (vane)

6.5.2 สวนประกอบของกงหนลมเพอการสบนำา

กงหนลมสบนำา เปนกงหนลมทมแกนเพลาอยในแกนนอน มสวนประกอบและความซบซอนของเทคโนโลยไมมากนก กงหนลมแบบนไดรบการพฒนาขนเพอชวยเหลอเกษตรกรททำาการเกษตรหรอปศสตว ซงสวนใหญจะอยในพนททหางไกลในเขตชนบทและไมมไฟฟาใชสำาหรบการสบนำา ตวอยางกงหนลมเพอการสบนำาและสวนประกอบทสำาคญของกงหนลมสบนำาดงแสดงในภาพท 6.7 ซงกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานไดด ำาเนนการสรางและทดลองใชงานมดงน (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

6.5.2.1 ใบพด ทำาหนาทรบแรงจากพลงงานลมแลวเปลยนเปนพลงงานกลและสงตอไปยงเพลาประธานหรอเพลาหลก

6.5.2.2 ตวเรอน ประกอบไปดวยเพลาประธานหรอเพลาหลก ชดตวเรอนเพลาประธาน ซงเปนตวหมนถายแรงกลเขาตวหองเครองภายในหองเครองจะเปนชดถายแรงและเกยรทเปนแบบขอเหวยงหรอแบบเฟองขบ เพอเปลยนแรงจากแนวราบเปนแนวด งเพอดงกานชกขนลง 6.5.2.3 ชดแพนหาง ประกอบไปดวยใบแพนหางทำาจากเหลกแผน ททำาหนาทบงคบตวเรอนและใบพดเพอใหหนรบแรงลมในแนวราบไดทกทศทาง

168

6.5.2.4 โครงเสา ทำาดวยเหลกประกอบเปนโครงถก (truss structure) ความสงของกงหนลมสบนำามความสำาคญอยางมากในการพจารณาตดตงกงลมเพอใหสามารถรบลมไดด กงหนลมแบบนมความสงประมาณ 12-15 เมตร และมแกนกลางเปนตวบงคบกานชกใหชกขนลงในแนวดง 6.5.2.5 กานชกทำาดวยเหลกกลมตน สำาหรบรบแรงชกขนลงในแนวดงจากเฟองขบทอยในตวเรอน เพอทำาหนาทป มอดกระบอกสบนำา

ภาพท 6.7 แสดงสวนประกอบของกงหนลมเพอการสบนำา ทมา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

6.5.2.6 ป มนำา ลกสบของกงหนลมสบนำาใชวสดสวนใหญเปนทองเหลองหรออาจเปนสแตนเลส ซงมความคงทนตอกรด

169

และดางสามารถรบแรงดดและแรงสงไดสงมหลายขนาดแตทใชทวไปมขนาด 4.5-6 นว 6.5.2.7 ทอนำา สวนใหญมกใชทอ พวซ หรอทอเหลก ทมขนาดประมาณ 2 นว

6.6 ศกยภาพและการใชพลงงานลม

จากการศกษาศกยภาพพลงงานลมทวโลก พบวาเปนแหลงพลงงานทมอยอยางมหาศาล ขอมลจากเอกสารอางองพบวา เฉพาะในพนทชายฝงของทวปยโรปมพลงงานจากลมถง 2,500 เทอราวตตชวโมง/ป ซงคดเปน 85 เปอรเซนตของการใชพลงงานไฟฟาในยโรปในป ค.ศ. 1997 (Thomas & Lennart. 2002 : 54) ซ งตวเลขพลงงานลมดงกลาวนอาจแตกตางกนไป ทงนขนอยกบคณภาพของขอมลความเรวลมทนำามาใชในการวเคราะห นอกจากนยงขนอยกบสมมตฐานของเทคโนโลยกงหนลมทเลอกใชในการประเมน

สำาหรบประเทศไทยพบวาศกยภาพพลงงานลมทวประเทศไทยมคา 44 เทอราวตตชวโมงตอป และจากการศกษาเพอหาความเรวลมเฉลยในพนทตางๆ โดยกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน พบวาแหลงศกยภาพพลงงานลมทดของประเทศไทยมกำาลงลมเฉลยทงปอยทระดบ 3 (class 3) ดงแสดงในภาพท 6.8 หรอมความเรวลมเฉลยประมาณ 6.4 เมตรตอวนาทขนไป ทระดบความสง 50 เมตร ในแถบภาคใตบรเวณชายฝ งทะเลตะวนออกเร มตงแตจงหวดนครศรธรรมราช จงหวดสงขลา จงหวดปตตาน และทอทยานแหงชาตดอยอนทนนท จงหวดเชยงใหม อนเกดจากอทธพลของลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอตงแตเดอนพฤศจกายนถงปลายเดอนมนาคม นอกจากนยงพบวายงมแหลงศกยภาพพลงงานลมทดอกแหลงหนงอยบรเวณเทอกเขาดานทศตะวนตกตงแตภาคใต

170

ตอนบนจรดภาคเหน อตอนลางในจงหวดเพชรบร จงหวดกาญจนบร และจงหวดตาก อนเกดจากอทธพลของลมมรสมตะวนตกเฉยงใตระหวางเดอนพฤษภาคมถงกลางเดอนตลาคม นอกจากนยงมแหลงศกยภาพพลงงานลมทดซ งไดรบอทธพลจากลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอและลมมรสมตะวนตกเฉยงใต อยในบร เวณเท อกเขา ในอทยานแห งชาต แก งกร ง จ งหว ดส ราษฎรธาน อทยานแหงชาตเขาหลวงและอทยานแหงชาตใตรมเยน จงหวดนครศรธรรมราช อทยานแหงชาตศรพงงา จงหวดพงงา อทยานแหงชาตเขาพนมเบญจา จงหวดกระบ สวนแหลงทมศกยภาพรองลงมาโดยมกำาลงลมเฉลยทงปตงแตระดบ 1.3 ถง 2 (class 1.3 – class 2) หรอมความเรวลม 4.4 เมตรตอวนาทขนไปทความสง 50 เมตร พบวาอยทภาคใตตอนบนบรเวณอาวไทยชายฝงตะวนตกตงแตจงหวดเพชรบร จงหวดประจวบครขนธ จงหวดชมพรถงจงหวดสราษฎรธาน และบรเวณเทอกเขาในภาคเหนอคอจงหวดเชยงใหม ภาคตะวนออกเฉยงเหนอคอ จงหวดเพชรบรณและจงหวดเลย โดยไดรบอทธพลจากลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอ และพบทภาคใตฝงตะวนตกตงแต จงหวดพงงา จงหวดภเกต จงหวดกระบ จงหวดตรงถงจงหวดสตลและชายฝงตะวนออกบรเวณอาวไทยคอ จงหวดระยองและจงหวดชลบร โดยไดรบอทธพลจากลมมรสมตะวนตกเฉยงใต

จากขอมลศกยภาพพลงงานลมของประเทศไทยดงทไดกลาวมาแลวนน หากเทยบกบประเทศในยโรปแลวถอวามศกยภาพตำามาก ซงในทางปฏบตนนความเรวลมในระดบประมาณ 6 เมตร/วนาทถอวายงไมเหมาะกบการตดตงกงหนลมขนาดใหญระดบเมกะวตต เพราะกงหนลมขนาดดงกลาวตองการความเรวลมเฉลยอยทประมาณ 12 – 15 เมตร/วนาท ดงนนทางเลอกทเหมาะสมของประเทศไทยหากจะสงเสรม

171

ใหมการใชพลงงานจากลมในการผลตไฟฟา ควรจะเปนระบบขนาดเลกในชวงพกดกำาลงระดบกโลวตตจะมความเหมาะสมกวา (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 65)

ภาพท 6.8 แสดงแผนทศกยภาพพลงงานลมของประเทศไทย ทมา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษ

พลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

ในสวนของการใชพลงงานจากกงหนลม พบวาประเทศทมกงหนลมมากทสดในปจจบนคอ ประเทศเยอรมน โดยขอมลเมอป ค.ศ. 2001 เยอรมนผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมถง 8,754 เมกะวตต รองลงมาคอ สหรฐอเมรกาผลตได 4,200 เมกะวตต สเปนผลตได 3,300 เมกะวตต และเดนมารกผลตได 2,400 เมกะ

172

วตต จากขอมลจะเหนไดวายโรปเปนกลมประเทศทกาวหนามากทสดในการใชพลงงานจากลมมาผลตกระแสไฟฟา โดยมการผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมไดรวมทงสนประมาณ 14,000 เมกะวตต และมการตงเปาวาภายในป พ.ศ. 2010 จะตองผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมใหได 60,000 เมกะวตต (Ledesma et al. 2003 : 1341-1355) และเมอมองยอนหลงไปเมอป ค.ศ. 1988 เยอรมนผลตกระแสไฟฟาจากกงหนลมไดเพยง 137 เมกะวตต ซงในสมยนนยงมจำานวนกงหนลมไมเกนหนงพนตน แตหลงจากนนมาอกสบหาปเยอรมนไดตดตงกงหนลมเพมเปนมากกวาหมนชดและผลตกระแสไฟไดกวา 8,000 เมกะวตต ในกลมประเทศทมการตดตงกงหนลมมากๆ เหลาน จะมการตดตงกงหนลมในบรเวณไมไกลกนมากนกจงทำาใหเกดเปนลกษณะของฟารมลม (wind farm) ดงแสดงในภาพท 6.9

ภาพท 6.9 แสดงตวอยางของฟารมลมในประเทศสหรฐอเมรกา ทมา (EIA. 2004f. On-line)

173

ในขณะทประเทศในแถบเอเชยพบวา อนเดยเปนประเทศทมศกยภาพและววฒนาการดานพลงงานลมมากทสด โดยสามารถผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมได ถ ง 1,500 เมกะวตต ในขณะเดยวกนรฐบาลของอนเดยมการสงเสรมการผลตกงหนลมในเชงอตสาหกรรมอยางมาก โดยไดรบการถายทอดความรและเทคโนโลยจากกลมประเทศยโรปและสหรฐอเมรกา นอกจากอนเดยแลวยงมจนเป นอกประเทศหนงทก ำาล งเร มตนพฒนากงหนลม ในปจจบนสามารถผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมไดแลว

6.7 ประเทศไทยกบการใชพลงงานลม

ถงแมผลจากการศกษาศกยภาพพลงงานลมในประเทศไทยคอนขางตำาเมอเทยบกบทอน แตกไมไดหมายความวาพลงงานลมทมอยไมสามารถใชได จากผลการศกษาเปรยบเทยบตนทนในการลงทนระหวางพลงงานจากระบบเซลลแสงอาทตยกบพลงงานลมพบวา การผลตไฟฟาจากพลงงานลมมตนทนถกกวาประมาณ 8-10 เทา และยงถาสามารถผลตใบพดของกงหนลมไดเองจะถกกวาถง 10 เทา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

ในปจจบนประเทศไทยมการผลตไฟฟาจากพลงงานลมและจายเขาระบบสายสงในปรมาณทนอยมากหากเทยบกบแหลงพลงงานอนๆ โดยมการตดตงกงหนลมผลตไฟฟาขนาด 150 กโลวตต ซงผลตโดยบรษทนอรดแทงก ประเทศเดนมารก ในพนทสถานผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนของการไฟฟาฝายผลต ณ แหลมพรหมเทพ จงหวดภเกต ตงแตป พ.ศ. 2539 เพอสาธตการผลตไฟฟาจากกงหนลมรวมกบแผงเซลลแสงอาทตยขนาด 10 กโลวตต ดงแสดงในภาพท 6.10 โดยจายไฟเขาระบบสายสงของการไฟฟาสวนภมภาค

174

จนถงปจจบนระบบยงสามารถทำางานไดดอย กงหนลมสามารถผลตไฟฟาปอนเขาสายสงไดประมาณ 200,000 กโลวตตช วโมงตอป (kWh/annual) และการไฟฟาฝายผลตมโครงการทจะตดตงกงหนลมผลตไฟฟาขนาดใหญเพมขนทแหลมพรหมเทพโดยจะตดตงกงหนลมขนาด 600 กโลวตต ซงคาดวาจะสามารถผลตไฟฟาไดประมาณปละ 840,000 กโลวตตชวโมงตอป ปจจบนโครงการดงกลาวกำาลงอยระหวางการดำาเนนงาน (Siripuekpong et al. 2002 : 53)

ภาพท 6.10 สถานผลตไฟฟาจากพลงงานลมรวมกบระบบเซลลแสงอาทตย

ของการไฟฟาฝายผลต ทแหลมพรหมเทพ จงหวดภเกต ทมา (Siripuekpong et al. 2002 : 58)

6.8 ผลกระทบจากการใชกงหนลม

ปจจบนมการใชงานกงหนลมผลตไฟฟากนอยในหลายประเทศ ซงไดรบการยอมรบจากประชาชนในพนทเปนอยางด อยางไรกตามกงหนลมยงมผลกระทบตอสงแวดลอมหรอผลกระทบขางเคยงอนๆ ดงตอไปน (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 71-72)

175

6.8.1 ดานพนท

กงหนลมจะตองตดตงอยหางกนหาถงสบเทาของความสงกงหน เพอทกระแสลม จะไดลดความปนปวนหลงจากทผานกงหนลมตวอนมา อยางไรกตามพนททตดตงจรงของกงหนลมจะใชเพยง 1 เปอรเซนตของพนททงหมด ซงจะเปนสวนของเสาและฐานรากและ เสนทางสำาหรบ การเขาไปตดตงและดแลรกษา กงหนลมขนาดใหญซงมความสงของเสากงหนมาก จะตองตดตง อยหางกนเปนระยะทางไกล ตวอยางเชน กงหนลมผลตไฟฟาขนาดระดบเมกะวตต ตองการระยะหางระหวางกนถง 0.5 – 1 กโลเมตร ดงนนเมอพจารณาโดยละเอยดแลวจะพบวาการตดตงกงหนลมจะไมสงผลกระทบตอการใชประโยชนจากพนทตางๆ อาทเชนพนททางการเกษตร พนทอตสาหกรรม หรอแมแตพนทปาธรรมชาต ประชาชนในพนทดงกลาวยงคงสามารถใชประโยชนจากทดนไดอยางปกต

6.8.2 ดานทศนะวสย

สำาหรบผลกระทบทางดานสายตา หรอการมองเหนของระบบกงหนลมผลตไฟฟานน ยงไมไดมการประเมนผลออกมาอยางชดเจน กงหนลมขนาดใหญจะมความสงมากกวา 50 เมตรขนไป ทำาใหสามารถมองเหนไดจากระยะไกล กงหนลมทตดตงอยตามทงหญา สรางความสวยงาม สรางจนตนาการ และความคดตางๆ ใหกบผพบเหน กงหนลมสามารถใชเปนสอการเรยนรหลกการทางอากาศพลศาสตร ซงเปนพนฐานทสำาคญตอเทคโนโลยการบนหรออากาศยานได

6.8.3 ดานเสยง

176

เสยงของกงหนลมเกดจากการหมนของปลายใบพดตดกบอากาศ จากการทใบพดหมนผานเสากงหน จากความป นปวนของลมบรเวณใบกงหนลม และจากตวเครองจกรกลภายในตวกงหนลมโดยเฉพาะสวนของเกยร เสยงดงของกงหนลมผลตไฟฟาเปนตวแปรทสำาคญประการหนงทแสดงถงประสทธภาพของกงหนลม ดงนนทางบรษทผผลตกงหนลมจงพยายามพฒนาเทคโนโลยตางๆ เพอลดผลกระทบจากเสยงของกงหนลมในชวงหาปทผานมา ระดบของเสยงในบรเวณอาคาร บานเรอนหรอทพกอาศยทจะเปนอนตรายตอมนษยอยทไมเกน 40 เดซเบล ทระยะหางไมเกน 250 เมตร ดงนนการตดตงกงหนลมหากตองการหลกเลยงปญหาดงกลาว กสามารถทำาไดโดยการเพมระยะหางจากเขตทพกอาศยของมนษยใหมากขน

6.8.4 นก

มผลการศกษาจากหลายแหงทขดแยงกน สำาหรบสาเหตการตายของนกจากการบนชนกงหนลมทก ำาลงหมนอย แตหากพจารณาแลวความถของเหตการณดงกลาวอาจจะเกดขนไดใกลเคยงหรอนอยกวา การทนกบนชนรถ หนาตางของอาคาร หรอ สายไฟฟาแรงสง ซงเหตการณเหลานเกดขนอยเสมอๆ ยกเวนในบางกรณจำานวนการตายของนกในพนทตดตงกงหนลมอาจสง อนเนองมาจากมฝงนกทอพยพยายถนฐานในบางฤดกาลผานพนทดงกลาวในเวลากลางคน หรอพนทนนเปนแหลงหาอาหารของนกนกลาบางชนด นอกจากนแลวจากการศกษาของผเชยวชาญ บางคนพบวาในบรเวณพนทตดตงกงหนลม กลบมอตราการผสมพนธของเกสรดอกไมทสงมาก เนองจากการป นปวนของกระแสลมในบรเวณนน

177

6.8.5 คลนสนามแมเหลก

สญญาณโทรทศน คลนวทย และเรดาร อาจถกรบกวนไดจากการหมนของกงหนลมซงอาจสรางคลนรบกวนสญญาณเหลาน โดยเฉพาะเรดารซงมความสำาคญตอทางการทหารในปจจบนยงไมพบวามรายงานการถกรบกวนจากกงหนลม ในทางตรงขามกงหนลมยงไดรบการยอมรบจากทางการทหารและมพนททางการทหารหลายแหงโดยเฉพาะสนามบนบางแหง มกงหนลมตดตงอยในบรเวณใกลเคยง แตกไมพบวามความผดปกตใดๆ กบระบบเรดาร

6.8.6 ความยงยน

ปจจบนกระแสในเรองความยงยน (sustainable) และเทคโนโลยทปลอดมลพษ (zero-emission technology) กำาลงเปนทสนใจของนกวทยาศาสตร นกวจย หรอแมแตนกการเมอง การทำางานของกงหนลมผลตไฟฟาไมกอใหเกดมลพษ สามารถใชเปนเทคโนโลยหนงเพอการผลตไฟฟาทดแทนการใชพลงงานจากเชอเพลงซากดกดำาบรรพ และนวเคลยร ดงนนเทคโนโลยกงหนลมจงเปนอกทางเลอกหนงของการพฒนาอยางยงยน 6.9 บทสรป

ลมคอการเคลอนทของอากาศ อนเนองมาจากการเกดความแตกตางของอณหภมหรอความกดอากาศระหวางแหลงตางๆ บนพนโลก ลมจะเคลอนทจากบรเวณทเยนกวาไปสบรเวณ ทรอนกวา หรอจากทบรเวณทมความกดอากาศสงไปสบรเวณทมความกดอากาศตำา การเคลอนทของลมน ทำาใหเกดเปนพลงงานลมทอยในรปของพลงงานจลน เพราะเปนการเคลอนทของมวลอากาศซง

178

เคลอนทไปบนผวโลกตามแนวนอนในทกทศทางดวยความเรวตางๆกน การนำาเอาพลงงานลมไปประยกตใชงานโดยผานเครองมอทเรยกวากงหนลม ซงทำาหนาทเปลยนพลงงานจลนจากการเคลอนทของลมใหเปนพลงงานกลได สวนพลงงานกลทไดสามารถนำาไปใชโดยตรงหรอนำาไปประยกตใชส ำาหรบการผลตกระแสไฟฟาโดยผานเคร องกำาเนดไฟฟา ซงจะทำาหนาทเปลยนพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟาอกทอดหนง การใชกงหนลมสำาหรบการผลตไฟฟานนไดมการวจยและพฒนาเทคโนโลยกงหนลมมากวา 100 ปแลว และในปจจบนไดมการใชเพอทดแทนการผลตไฟฟาจากพลงงานซากดกด ำาบรรพในอตราสวนทมากขนเร อยๆ เพราะพลงงานลมเปนพลงงานสะอาดไมกอใหเกดภาวะมลพษทรายแรง และเปนพลงงานทไมมตนทนในสวนของแหลงกำาเนด

6.10 คำาถามทบทวน

1. จงอธบายกระบวนการเกดลม2. จงบอกถงชนดและลกษณะของลมแตละชนด3. จงอธบายถงลกษณะธรรมชาตของความเรวลมภายใตช นบรรยากาศ4. จงอธบายถงหลกการทำางานโดยทวไปในการนำาเอาพลงงานลมมาใช5. จงใหความหมายและบอกความแตกตางของชวงเรมความเรวลมและชวงความเรวลม6. จงบอกถงประเภทของกงหนลมและลกษณะทวไปมาพอสงเขป7. จงบอกถงสวนประกอบหลกๆ ทส ำาคญของกงหนลมทใชในการผลตไฟฟา

179

8. จงบอกถงสวนประกอบหลกๆ ทส ำาคญของกงหนลมทใชในการสบนำา9. จงกลาวถงศกยภาพและความเหมาะสมในการใชพลงงานลมในประเทศไทย10. จงกลาวถงผลกระทบจากการใชพลงงานลมมาพอสงเขป

เอกสารอางอง

กรมพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. (2546 ก). พลงงานลม. [ออน-ไลน]. แหลงทมา: http://www.dede.go.th/dede/renew/wind_p.htm.

นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. (2547, กรกฎาคม-ธนวาคม). “เทคโนโลย พลงงานลม,” วารสารมหาวทยาลยนเรศวร. 12(2) . 57-73.

AZsolarcenter. (2004). Wind Technology. [On-line]. Available:

http://www.azsolarcenter. comimagesetsseries01.html.

Energy Information Administration. (2004e). Wind Energy. [On-line]. Available: http://www.eia.doe.gov/wind_tech/energy.html.

______. (2004f). Wind Farm. [On-line]. Available: http://www.eia. doe.gov/kids/energy_fungames/energyslang/images/wind-farm.jpg.

Ledesma, P., Usaola, J. & Rodrguez, J.L. (2003). “Transient Stability of a Fixed Speed Wind Farm,” Renewable Energy. 28 : 1341-1355.

180

Power House. (2005). Wind Turbine. [On-line]. Available: http://www.powerhousetv.com/ stellent2/ groups/public/documents/pub/phtv_e b_re_000315-2.jpg.

Thomas, A., & Lennart, S. (2002, January). “An Overview of Wind Energy-Status 2002,” Renewable and Sustainable Energy. 10(6) : 145-157.

Siegfried, H. (1998). Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems. London : John Wiley & Sons.

Siripuekpong, P., W. Limsawat, & T. Korjedee. (2002). Large Wind Turbine Generator 600 kW. The International Conference on Village Power from Renewable Energy in Asia, 2002, 11-14 November : Phitsanulok,

Thailand.

181