บทท 6 พลงงานลม

ลมเปนแหลงพลงงานสะอาดชนดหนงทสามารถใชไดอยางไมมวนหมด ในปจจบนไดมการใชประโยชนจากพลงงานลมเพอผลตพลงงานไฟฟา ทดแทนการผลตดวยพลงงานจากซากดกดาบรรพ โดยเฉพาะอยางยงในแถบประเทศยโรปไดมการพฒนาเทคโนโลยกงหนลมเพอผลตไฟฟาในเชงพาณชย ซงกงหนลมขนาดใหญแตละตวสามารถผลตไฟฟาได 4-5 เมกะวตต และนบวนจะยงไดรบการพฒนาใหมขนาดใหญขนและมประสทธภาพสงขน สาหรบประเทศไทยการวจยและพฒนาเทคโนโลยทางดานพลงงานลมยงมคอนขางนอยมาก อาจเปนเพราะศกยภาพพลงงานลมในประเทศเราไมสงมากนกเมอเทยบกบประเทศอน ๆ อยางไรกตามหากเรามพนฐานความรกสามารถประยกตใชเทคโนโลยพลงงานลมรวมกบแหลงพลงงานอนๆ เพอความมนคงในการผลตไฟฟาได อยางเชนทสถานไฟฟาแหลมพรหมเทพ จงหวดภเกต ไดทดลองใชกงหนลมผลตไฟฟารวมกบระบบเซลลแสงอาทตยและตอเขากบระบบสายสง ดงนนการศกษา เรยนร วจย และพฒนาเทคโนโลยพลงงานลมกเปนสวนหนงทจะชวยลดการใชพลงงานซากดกดาบรรพจะเปนการชวยประเทศไทยลดการนาเขาแหลงพลงงานจากตางประเทศอกทางหนง

6.1 การเกดและประเภทของลม ลม (wind) สาเหตหลกของการเกดลมคอดวงอาทตย ซงเมอมการแผรงสความรอนของดวงอาทตยมายงโลก แตละตาแหนงบนพนโลกไดรบปรมาณความรอนไมเทากน ทาใหเกดความแตกตางของอณหภมและความกดอากาศในแตละตาแหนง บรเวณใดทมอณหภมสงหรอความกดอากาศตาอากาศในบรเวณนนกจะลอยตวขนสง อากาศจากบรเวณทเยนกวาหรอมความกดอากาศสงกวาจะเคลอนทเขามาแทนท การเคลอนทของมวลอากาศนคอการทาใหเกดลมนนเอง และจากการเคลอนทของมวลอากาศนทาใหเกดเปนพลงงานจลนทสามารถนามาประยกตใชประโยชนได ลมสามารถจาแนกออกไดหลายชนดตามสถานททเกดความแตกตางของอณหภม ดงน

152

6.1.1 ลมบกลมทะเล ลมบกและลมทะเล (land and sea breeze) เกดจากความแตกตางของอณหภมของบรเวณทะเลกบฝง โดยลมทะเลจะเกดในตอนกลางวน เพราะบนฝงมอณหภมสงกวาบรเวณในทะเลจงทาใหเกดลมจากทะเลพดเขาสฝง สวนลมบกเกดในเวลากลางคนเพราะบรเวณในทะเลจะมอณหภมสงกวาบนฝง ทาใหเกดลมจากฝงออกสทะเล 6.1.2 ลมภเขาและลมหบเขา ลมภเขาและลมหบเขา (mountain and valley winds) เกดจากความแตกตางของอณหภมระหวางสนเขาและหบเขา โดยลมภเขาจะพดจากสนเขาลงไปสหบเขาในตอนกลางคน เนองจากบรเวณสนเขาอยในทสงกวาจงเยนเรวกวาหบเขาดงนนจงมลมพดลงจากยอดเขาสหบเขา สวนลมหบเขาจะพดจากหบเขาขนไปสสนเขาโดยเกดขนในตอนกลางวน เนองจากบรเวณหบเขาเบองลางจะมอณหภมตากวายอดเขาจงมลมพดขนไปตามความสงของสนเขา นอกจากนยงมการเรยกชอลมตามทศการเคลอนทในแตละฤดกาล เชน ลมมรสม ซงหมายถงลมทพดเปลยนทศทางกบการเปลยนฤดคอฤดรอนจะพดอยในทศทางหนงและจะพดเปลยนทศทางเปนตรงกนขามในฤดหนาว (กรมพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

6.2 ประวตการประยกตใชพลงงานจากลม การประยกตใชพลงงานจากลม เรมจากการคนพบบนทกเกยวกบโรงสขาวพลงงานลม (windmills) โดยใชระบบเครองโมในแกนตง ซงเปนเครองโมแบบงายๆ 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 การพฒนาและแพรหลายอยางรวดเรวของ

153

โรงสขาวแบบแกนหมนแนวนอนมาจากอทธพลของนกรบครเซด ซงเปนผนาความรเกยวกบโรงสขาวพลงงานลมจากเปอรเซยมาสหลายพนทของยโรป ในยโรปโรงสขาวพลงงานลมไดรบการพฒนาสมรรถนะอยางตอเนอง โดยเฉพาะระหวางชวงศตวรรษท 12 และ ศตวรรษท 19 ในป ค.ศ. 1800 ในประเทศฝรงเศสมโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรปใชงานอยประมาณ 20,000 เครอง ในประเทศเนเธอรแลนดพลงงานทใชในอตสาหกรรม ในชวงเวลานนมาจากพลงงานลมถงรอยละ 90 ในชวงปลายศตวรรษท 19 โรงสขาวพลงงานลมมขนาดเสนผาศนยกลางแกนหมน 25 เมตร ตวอาคารมความสงถง 30 เมตร ตวอยางโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรปดงแสดงในภาพท 6.1 ซงในชวงเวลานนการใชพลงงานลมไมไดมเพยงแคการสขาวแตยงมการประยกตใชสาหรบการสบนาอกดวย ตอมาในยคปฏวตอตสาหกรรมโรงสขาวพลงงานลมเรมมการใชงานลดลง อยางไรกตามในป ค.ศ. 1904 การใชพลงงานจากลมยงมอตราสวนถงรอยละ 11 ของพลงงานในภาคอตสาหกรรมของประเทศเนเธอรแลนด และในประเทศเยอรมนยงมโรงสขาวชนดนตดตงอยกวา 18,000 เครอง

ภาพท 6.1 แสดงลกษณะโรงสขาวพลงงานลมแบบยโรป ทมา (AZsolarcenter. 2004. On-line) ในชวงเวลาเดยวกบทโรงสขาวพลงงานลมในยโรปเรมเสอมความนยม เทคโนโลยนกลบไดรบการเผยแพรในทวปอเมรกาเหนอโดยผทไปตงถนฐานใหม มการใชกงหนลมสบนาขนาดเลกสาหรบงานปศสตวซงไดรบความนยมมาก กงหนลมชนดนเปนทรจกกนในนามกงหนลมแบบอเมรกน (american windmill) ซงใชระบบการทางานแบบควบคมตวอยางสมบรณ (fully self-regulated) โดยสามารถปรบความเรวของแกนหมนไดเมอความเรวลมสง ในขณะทโรงสขาว

154

พลงงานลมของยโรปสามารถบดตวใบพดออกจากทศทางลมไดหรอสามารถมวนใบพดเกบไดหากความเรวลมสงจนเกนไปเพอปองกนความเสยหายทจะเกดขนกบตวโรงสขาว ความนยมของกงหนลมแบบอเมรกนเพมขนสงมากระหวางป ค.ศ. 1920 – 1930 มกงหนลมประมาณ 600,000 ตวถกตดตงเพอใชงาน ในปจจบนกงหนลมแบบอเมรกนหลายแบบยงคงถกนามาใชงานเพอวตถประสงคทางการเกษตรและกจกรรมตางๆ ทวโลก สาหรบประเทศไทยผเชยวชาญทางดานพลงงานลม ไดประเมนการใชงานกงหนลมแบบใบพดททาดวยไมซงใชในนาขาวมจานวนอยประมาณ 2,000 ตว และกงหนลมแบบเสอลาแพนหรอแบบผาใบซงใชในนาเกลอหรอนากงมจานวนอยประมาณ 3,000 ตว ตอมาไดพบวาจานวนกงหนลมดงกลาวลดลงอยางรวดเรว เนองจากมการเปลยนแปลงรปแบบการพฒนาพนทเกษตรกรรมใหเปนพนทอตสาหกรรม ในป พ.ศ 2531 มการสารวจจานวนกงหนลมเฉพาะในบรเวณ 20 ตารางกโลเมตร ของจงหวดสมทรสาครและสมทรสงคราม พบวามกงหนลมเหลออยเพยง 667 ตว กงหนลมดงกลาวถอไดวาเปนชนดดงเดมจากภมปญญาชาวบาน แตสามารถใชแทนพลงงานไฟฟาเพอการสบนาไดเปนอยางด (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน) ในป ค.ศ. 1891 แดน พอล ลาคร (Dane Poul LaCour) วศวกรชาวเดนมารกเปนคนแรก ทสรางกงหนลมผลตไฟฟาขน เทคโนโลยนไดรบการพฒนาระหวางชวงสงครามโลกครงท 1 และ 2 โดยใชเทคโนโลยนเพอทดแทนการขาดแคลนพลงงานในขณะนน บรษท เอฟ เอล ชมทธ (F.L. Smidth) ของเดนมารกถอไดวาเปนผรเรมกงหนลมผลตไฟฟาแบบสมยใหมในป ค.ศ. 1941-1942 กงหนลมของบรษทนเปนกงหนลมแบบสมยใหมตวแรกทใชแพนอากาศ (airfoils) ซงใชความรขนสงทางดานอากาศพลศาสตรในเวลานน ในชวงเวลาเดยวกน พาลเมอร พทแนม (Palmer Putnam) ชาวอเมรกนไดสรางกงหนลมขนาดใหญใหกบบรษท มอรแกน สมทธ (Morgan Smith Co.) กงหนลมทสรางขนมขนาดเสนผาศนยกลาง 53 เมตร ซงมความแตกตางจากกงหนลมของเดนมารกทงในเรองของขนาดและหลกการออกแบบ กงหนลมของเดนมารกมหลกการอยบนพนฐานของการหมนโดยลมสวนบน (upwind rotor) กบการควบคมผานตวลอ (stall regulation) ทางานทความเรวลมตา สวนกงหนลมของพทแนมออกแบบอยบนพนฐานของการหมนโดยลมสวนลาง (downwind rotor) กบการควบคมโดยการปรบใบพด (variable pitch regulation) อยางไรกตามกงหนลมของพทแนมกไมประสบความสาเรจและถกรอออกในป ค.ศ. 1945 (Thomas & Lennart. 2002 : 67-128) หลงจากสงครามโลกครงท 2 ในชวงป ค.ศ. 1956 – 1967 โจฮนเนส จล (Johannes Juul) ชาวเดนมารกไดพฒนาและออกแบบกงหนลมใหมเพมเตมและทาการตดตงทเมองเกดเซอร (Gedser) ประเทศเดนมารกสามารถผลตไฟฟาไดกวา 2.2 ลานหนวย และในเวลาเดยวกนน ฮตเตอร (Hutter)

155

ชาวเยอรมนกไดพฒนากงหนลมรปแบบใหมเหมอนกน โดยกงหนลมของฮตเตอรประกอบดวยใบกงหนมลกษณะเรยวยาวทาจากไฟเบอรกลาสส (fiberglass) 2 ใบ กงหนลมชนดนมประสทธภาพสง อยางไรกตามแมวากงหนลมของจลและฮตเตอรจะประสบความสาเรจในตอนแรก แตความสนใจในกงหนลมเพอการผลตไฟฟาขนาดใหญกลดลงหลงจากสงครามโลกครงท 2 มเพยงกงหนลมขนาดเลกสาหรบผลตไฟฟาในพนทหางไกล หรอสาหรบการประจแบตเตอรเทานนทยงไดรบความสนใจ ตอมาหลงเกดปญหาวกฤตการณนามนในป ค.ศ. 1973 ทาใหความสนใจในพลงงานลมไดกลบมาอกครง จากเหตผลดงกลาวจงมการสนบสนนเงนทนเพอการวจยและพฒนาเทคโนโลยสาหรบพลงงานลมเปนอยางมากโดยเฉพาะในประเทศเยอรมน สหรฐอเมรกา และสวเดน ซงไดใชเงนนในการพฒนาตนแบบกงหนลมเพอการผลตไฟฟาขนาดใหญในระดบเมกะวตต อยางไรกตามกงหนลมตนแบบหลายๆแบบไมประสบความสาเรจเทาทควรทงทผานมาเปนเวลานาน สาเหตมาจากปญหาทางเทคนคหลายๆ ประการ เชน กลไกการบดของใบพด (pitch mechanism) เปนตน ในประเทศสหรฐอเมรกา ไดมการสนบสนนเงนทนเพอกระตนใหมการพฒนาพลงงานลมเปนอยางมาก ตวอยางทสามารถเหนไดชดเจนถงผลของการกระตนในครงน เชน ทาใหเกดทงกงหนลม (wind farms) ขนาดใหญตดตงอยตามเทอกเขาทางตะวนออกของซานฟรานซสโก และทางตะวนออก เฉยงเหนอของลอสแอนเจลส ทงกงหนลมแหงแรกนประกอบไปดวยกงหนลมขนาด 50 กโลวตต เปนสวนใหญ หลายปผานไปขนาดของกงหนลมรนใหมเพมขนเปน 200 กโลวตต ซงเกอบทงหมดนาเขาจากประเทศเดนมารก ในชวงสนป ค.ศ. 1980 มกงหนลมตดตงอยในแคลฟอรเนย ประมาณ 15,000 ตว ดวยขนาดกาลงการผลตไฟฟารวม 1,500 เมกะวตต 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 กาลงอยในชวงของการพฒนา โดยตวตนแบบขนาด 4.5 เมกะวตต ไดมการตดตงและทดสอบแลวเมอป ค.ศ. 2002 (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 58) ขอมลการการพฒนาของกงหนลมในชวง ค.ศ. 1985 – 2002 แสดงไวในตารางท 6.1

156

ตารางท 6.1 การพฒนาของกงหนลมในชวง ค.ศ. 1985 – 2002

ป ค.ศ. กาลงการผลต (กโลวตต) เสนผาศนยกลางใบกงหน (เมตร)

1985 50 15

1989 300 30

1992 500 37

1994 600 46

1998 1,500 70

2002 3,500 – 4,500 88 - 112

ทมา (Thomas & Lennart. 2002 : 67-128)

6.3 หลกการทางานของกงหนลม ลมทเกดขนถกใชประโยชนจากสวนทอยใกลผวโลกหรอทเรยกวาลมผวพน ซงหมายถงลมทพดในบรเวณผวพนโลกภายใตความสงประมาณ 1 กโลเมตรเหนอพนดน เปนบรเวณทมการผสมผสานของอากาศกบอนภาคอนๆ และมแรงเสยดทานในระดบตา โดยเรมตนทระดบความสงมากกวา 10 เมตรขนไปแรงเสยดทานจะลดลง ทาใหความเรวลมจะเพมขนดงแสดงในภาพท 6.2 จนกระทงทระดบความสงใกล 1 กโลเมตรเกอบไมมแรงเสยดทาน (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 65) ความเรวลมมการเปลยนแปลงขนอยกบระดบความสง และ สภาพภมประเทศ เชนเดยวกนกบทศทางของลม จากประสบการณทผานมาพบวากงหนลมจะทางานไดดหรอไมนนจะขนอยกบตวแปรทงสองน ทความเรวลมเทาๆ กน แตมทศทางลมทแตกตางกน เมอลมเคลอนทพงเขาหาแกนหมนของกงหนลมแลวจะสงผลตอแรงบดของกงหนลมเปนอยางมาก ผลคอแรงลพธทไดออกมาจากกงหนลมแตกตางกน ดงนนจงสามารถสรปไดวาปจจยเบองตนทเปนตวกาหนดในการใชพลงงานลมคอความเรวและทศทางของลมนนเอง

157

Hei

ght

Windspeed

Gradient wind

Bou

ndar

yla

yer

ภาพท 6.2 แสดงลกษณะของความเรวลมภายใตชนบรรยากาศ พลงงานทไดรบจากกงหนลมจะมเปลยนแปลงขนอยกบความเรวลม แตความสมพนธน ไมเปนสดสวนโดยตรง ทความเรวลมตาในชวง 1–3 เมตรตอวนาท กงหนลมจะยงไมทางานจงยงไมสามารถผลตไฟฟาออกมาได ทความเรวลมระหวาง 2.5–5 เมตรตอวนาท กงหนลมจะเรมทางานเรยกชวงนวาชวงเรมความเรวลม (cut in wind speed) และทความเรวลมชวงประมาณ 12–15 เมตรตอวนาท เปนชวงทเรยกวาชวงความเรวลม (nominal หรอ rate wind speed) ซงเปนชวงทกงหนลมทางานอยบนพกดกาลงสงสดของตวมนเอง ในชวงทความเรวลมไตระดบไปสชวงความเรวลมเปนการทางานของกงหนลมดวยประสทธภาพสงสด (maximum rotor efficiency) ดงแสดงในภาพท 6.3 ซงคานขนอยกบอตราการกระตนความเรว (tip speed ratio) (Siegfried. 1998 : 67) และในชวงเลยความเรวลม (cut out wind speed) เปนชวงทความเรวลมสงกวา 25 เมตรตอวนาท กงหนลมจะหยดทางานเนองจากความเรวลมสงเกนไปซงอาจทาใหเกดความเสยหายตอกลไกของกงหนลมได การหากาลงของลมทเคลอนทดวยความเรว v ผานพนทหนาตด A หาไดจาก

3

21 AvPw ρ= (6.1)

เมอ wP คอ กาลงของลม (W) ρ คอ ความหนาแนนของอากาศ มคาเทากบ 1.225 kg/m3

A คอ พนทหนาตด (m2) v คอ ความเรวลม (m/s)

158

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 แผนภมแสดงกาลงไฟฟาและชวงการทางานของกงหนลมแบบตางๆ ทมา (Siegfried. 1998 : 107) สาหรบหลกการทวไปในการนาพลงงานลมมาใชคอ เมอมลมพดมาปะทะกบใบพดของกงหนลม กงหนลมจะทาหนาทเปลยนพลงงานลมทอยในรปของพลงงานจลนไปเปนพลงงานกลโดยการหมนของใบพด แรงจากการหมนของใบพดนจะถกสงผานแกนหมนทาใหเฟองเกยรทตดอยกบแกนหมนเกดการหมนตามไปดวย พลงงานกลทไดจากการหมนของเฟองเกยรนเองทถกประยกตใชประโยชนตามความตองการเชน ในกรณทตองการใชกงหนลมเพอการผลตไฟฟาจะตอเครองกาเนดไฟฟาเขาไป ซงเมอเฟองเกยรของกงหนลมเกดการหมนจะไปขบเคลอนใหแกนหมนของเครองกาเนดไฟฟาหมนตามไปดวย ดวยหลกการนเครองกาเนดไฟฟากสามารถผลตกระแส ไฟฟาออกมาได สวนในกรณของการใชกงหนลมในการสบนาหรอสขาวสามารถนาเอาพลงงานกลจากการหมนของเฟองเกยรนไปประยกตใชไดโดยตรง

6.4 ประเภทของกงหนลม กงหนลมโดยทวไปจะมรปแบบพนฐานหลกๆ คลายๆกน แตอาจแตกตางกนบางในสวนของรายละเอยด ดงนนการแบงประเภทของกงหนลมมกจะยดเอาลกษณะการวางตวของแกนเพลาของกงหนลมเปนหลก ซงประเภทหลกๆของกงหนลมสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภทคอ กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอนและกงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง ดงแสดงตวอยางในภาพท 6.4

159

6.4.1 กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอน กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวนอน (horizontal–axis type wind turbine, HAWT) เปนกงหนลมทมแกนหมนวางตวอยในทศขนานกบทศทางของลม โดยมใบเปนตวตงฉากรบแรงลม กงหนลมประเภทนไดรบการพฒนาอยางตอเนองและมการนามาใชงานมากในปจจบน เนองจากมประสทธภาพในการเปลยนพลงงานสงแตตองตดตงบนเสาทมความสงมาก และมชดควบคมใหกงหนลมหนหนาเขารบแรงลมไดทกทศทางในแนวนอนตลอดเวลา อยางไรกตามในรายละเอยดของรปแบบ องคประกอบ และลกษณะการทางานของกงหนลมแบบนทนยมใชกนสามารถแบงออกเปน 3 แบบ (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 68-69) ไดแก 6.4.1.1 กงหนลมแบบความเรวคงท (fixed speed turbine) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด กลองเกยร ซงเชอมตอกบเครองกาเนดไฟฟากระแสสลบแบบเหนยวนา (squirrel cage induction generator) ชดสเตเตอรของเครองกาเนดไฟฟาตอเชอมเขากบระบบสายสงไฟฟา ดงแสดงในภาพท 6.5 a ในความเปนจรงแลวกงหนลมแบบนมคาสลปของเครองกาเนดไฟฟา (generator slip) ไมคงทซงจะขนอยกบการเปลยนแปลงของกาลงเครองกาเนดไฟฟา อยางไรกตามการเปลยนแปลงนมคานอยมาก เพยง 1 – 2 เปอรเซนต ดงนนจงเรยกกงหนลมแบบนวาเปนแบบความเรวคงท 6.4.1.2 กงหนลมแบบความเรวไมคงท (variable speed turbine) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด กลองเกยร เชอมตอกบเครองกาเนดไฟฟากระแสสลบแบบเหนยวนาแบบดบเบลเฟด (doubly fed induction generator) เครองแปลงกระแสไฟฟา ชดสเตเตอรตอเชอมเขากบระบบสายสงไฟฟา กงหนลมชนดนความเรวรอบของเครองกาเนดไฟฟา สามารถเปลยนแปลงไดโดยเครองแปลงกระแสไฟฟา ดงนนจงสามารถปรบความเรวรอบและความถของกระแสไฟฟาทผลตออก มาได องคประกอบของกงหนลมแบบความเรวไมคงทดงแสดงในภาพท 6.5 b 6.4.1.3 กงหนลมแบบความเรวไมคงทชนดตอตรง (variable speed with direct drive) กงหนลมชนดนประกอบไปดวย ใบพด เชอมตอกบเครองกาเนดไฟฟาแบบซงโครนสโดยตรงและมเครองแปลงกระแสไฟฟา สาหรบการควบคมความเรวรอบของเครองกาเนดไฟฟา องคประกอบของกงหนลมแบบความเรวไมคงทชนดตอตรงดงแสดงในภาพท 6.5 c

160

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

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

161

6.4.2 กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง กงหนลมทมแกนเพลาอยในแนวตง (vertical-axis type wind turbine, VAWT) เปนกงหนลมทมแกนหมนตงฉากกบทศทางของลม ซงสามารถรบลมไดทกทศทางและตดตงอยในระดบตาได กงหนลมแบบนทรจกกนดคอกงหนลมแบบแดรเรยส (darrieus) ซงออกแบบโดยวศวกรชาวฝรงเศสในป ค.ศ. 1920 ขอดของกงหนลมแกนตงคอ สามารถรบลมไดทกทศทาง มชดปรบความเรว (gear box) และเครองกาเนดไฟฟา สามารถตดตงอยทระดบพนลางได นอกจากนตวเสาของกงหนลมยงไมสงมากนก แตมขอเสยคอประสทธภาพตาเมอเทยบกบกงหนลมทมแกนเพลาแบบแกนนอน ดงนนในปจจบนจงมการใชงานอยนอย

6.5 สวนประกอบของกงหนลม กงหนลมโดยทวไปจะประกอบดวยสวนประกอบหลกๆ คอ ใบพด ระบบถายทอดกาลงจากใบพด ชดควบคมการบงคบทศทางของใบพดและเสาหรอหอคอย อยางไรกตามในสวนรายละเอยดของสวนประกอบของกงหนลมจะขนอยกบวตถประสงคการใชงานของกงหนลมนน เชน ถาเปนกงหนลมทมวตถประสงคเพอการผลตไฟฟากจะมสวนประกอบ รายละเอยด และเทคโนโลยทซบซอนกวากงหนลมทใชสาหรบการสบนา อยางไรกตามเพอใหเกดความเขาใจในความแตกตางของสวนประกอบของกงหนลมแตละชนด ในทนจงขอแยกกลาวถงสวนประกอบของกงหนลมตามวตถประสงคการใชงานเปน 2 กรณคอ 6.5.1 สวนประกอบของกงหนลมเพอการผลตไฟฟา จากการไดรบประโยชนอยางชดเจนในการใชกงหนลมเพอการผลตไฟฟา ทาให เทคโนโลยของกงหนลมประเภทนไดรบการพฒนาใหมประสทธภาพสงขนเรอยๆ จงทาใหสวน ประกอบตางๆของกงหนลมประเภทนมคอนขางมากและมความซบซอน ดงแสดงในภาพท 6.6 ซงสวนประกอบแตละสวนมหนาทสรปไดดงตอไปน 6.5.1.1 ใบพด (blade) เปนตวรบพลงงานลมและเปลยนใหเปนพลงงานกลใน การขบเคลอนเพลาแกนหมน (rotor) ของใบพด โดยใบพดสามารถปรบทศทางการรบลมได

162

ภาพท 6.6 แสดงตวอยางสวนประกอบของกงหนลมเพอการผลตไฟฟา ทมา (Power House. 2005. On-line) 6.5.1.2 ระบบเบรก (brake) เปนสวนทใชควบคมการหยดหมนของใบพดและเพลาแกนหมนของกงหนลม 6.5.1.3 คนบงคบเพลาแกนหมน (low speed shaft และ high speed shaft) เปนสวนทคอยควบคมความเรวของเพลาแกนหมนใหหมนชาหรอเรวของใบพด และสงผานระบบสงกาลง 6.5.1.4 หองสงกาลง (gear box) เปนระบบทคอยปรบเปลยนและควบคมความสมพนธของความเรวในการหมนระหวางเพลาแกนหมนกบเพลาของเครองกาเนดไฟฟา 6.5.1.5 เครองกาเนดไฟฟา (generator) ทาหนาทเปลยนพลงงานกลทถกสงมาจากเพลาแกนหมนของใบพดเปนพลงงานไฟฟา 6.5.1.6 ตวควบคม (controller) ทาหนาทควบคมการทางานเครองวดความเรวลม 6.5.1.7 หองเครอง (nacelle) เปนหองควบคมขนาดใหญ อยสวนหลงของใบพด ใชบรรจระบบตางๆ เชน ระบบเกยร เครองกาเนดไฟฟา ระบบเบรก และระบบควบคม 6.5.1.8 แกนคอหมนรบทศทางลม (yaw drive) เปนตวควบคมการหมนของหองเครองเพอใหใบพดปรบรบทศทางลม โดยมมอเตอร (yaw motor) เปนตวชวยในการปรบทศทาง 6.5.1.10 เสาหรอหอคอย (tower) เปนสวนทแบกรบอปกรณทงหมดทอยขางบน

163

นอกจากนยงตองมระบบไฮดรอลก (hydraulic system) ทจะชวยในการชะลอการหมนและการหยดหมนของใบพด ระบบระบายความรอน (cooling system) มไวสาหรบการระบายความรอนจากการทางานของระบบซงเกดความรอนจากการทางานอยางตอเนอง และมชดเครองมอสาหรบการวดความเรวลม (anemometer) เพอวดและเกบขอมลความเรวลมซงจะถกตดตงอยกบชดแพนหาง (vane) 6.5.2 สวนประกอบของกงหนลมเพอการสบนา กงหนลมสบนา เปนกงหนลมทมแกนเพลาอยในแกนนอน มสวนประกอบและความซบซอนของเทคโนโลยไมมากนก กงหนลมแบบนไดรบการพฒนาขนเพอชวยเหลอเกษตรกรททาการเกษตรหรอปศสตว ซงสวนใหญจะอยในพนททหางไกลในเขตชนบทและไมมไฟฟาใชสาหรบการสบนา ตวอยางกงหนลมเพอการสบนาและสวนประกอบทสาคญของกงหนลมสบนาดงแสดงในภาพท 6.7 ซงกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงานไดดาเนนการสรางและทดลองใชงานมดงน (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน) 6.5.2.1 ใบพด ทาหนาทรบแรงจากพลงงานลมแลวเปลยนเปนพลงงานกลและสงตอไปยงเพลาประธานหรอเพลาหลก 6.5.2.2 ตวเรอน ประกอบไปดวยเพลาประธานหรอเพลาหลก ชดตวเรอนเพลาประธาน ซงเปนตวหมนถายแรงกลเขาตวหองเครองภายในหองเครองจะเปนชดถายแรงและเกยรทเปนแบบขอเหวยงหรอแบบเฟองขบ เพอเปลยนแรงจากแนวราบเปนแนวดงเพอดงกานชกขนลง 6.5.2.3 ชดแพนหาง ประกอบไปดวยใบแพนหางทาจากเหลกแผน ททาหนาทบงคบตวเรอนและใบพดเพอใหหนรบแรงลมในแนวราบไดทกทศทาง 6.5.2.4 โครงเสา ทาดวยเหลกประกอบเปนโครงถก (truss structure) ความสงของกงหนลมสบนามความสาคญอยางมากในการพจารณาตดตงกงลมเพอใหสามารถรบลมไดด กงหนลมแบบนมความสงประมาณ 12-15 เมตร และมแกนกลางเปนตวบงคบกานชกใหชกขนลงในแนวดง 6.5.2.5 กานชกทาดวยเหลกกลมตน สาหรบรบแรงชกขนลงในแนวดงจากเฟองขบทอยในตวเรอน เพอทาหนาทปมอดกระบอกสบนา

164

ภาพท 6.7 แสดงสวนประกอบของกงหนลมเพอการสบนา

ทมา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน) 6.5.2.6 ปมนา ลกสบของกงหนลมสบนาใชวสดสวนใหญเปนทองเหลองหรออาจเปนสแตนเลส ซงมความคงทนตอกรดและดางสามารถรบแรงดดและแรงสงไดสงมหลายขนาดแตทใชทวไปมขนาด 4.5-6 นว 6.5.2.7 ทอนา 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) ซงตวเลขพลงงานลมดงกลาวนอาจแตกตางกนไป ทงนขนอยกบคณภาพของขอมลความเรว

165

ลมทนามาใชในการวเคราะห นอกจากนยงขนอยกบสมมตฐานของเทคโนโลยกงหนลมทเลอกใชในการประเมน สาหรบประเทศไทยพบวาศกยภาพพลงงานลมทวประเทศไทยมคา 44 เทอราวตตชวโมงตอป และจากการศกษาเพอหาความเรวลมเฉลยในพนทตางๆ โดยกรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน พบวาแหลงศกยภาพพลงงานลมทดของประเทศไทยมกาลงลมเฉลยทงปอยทระดบ 3 (class 3) ดงแสดงในภาพท 6.8 หรอมความเรวลมเฉลยประมาณ 6.4 เมตรตอวนาทขนไป ทระดบความสง 50 เมตร ในแถบภาคใตบรเวณชายฝงทะเลตะวนออกเรมตงแตจงหวดนครศรธรรมราช จงหวดสงขลา จงหวดปตตาน และทอทยานแหงชาตดอยอนทนนท จงหวดเชยงใหม อนเกดจากอทธพลของลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอตงแตเดอนพฤศจกายนถงปลายเดอนมนาคม นอกจากนยงพบวายงมแหลงศกยภาพพลงงานลมทดอกแหลงหนงอยบรเวณเทอกเขาดานทศตะวนตกตงแตภาคใตตอนบนจรดภาคเหนอตอนลางในจงหวดเพชรบร จงหวดกาญจนบร และจงหวดตาก อนเกดจากอทธพลของลมมรสมตะวนตกเฉยงใตระหวางเดอนพฤษภาคมถงกลางเดอนตลาคม นอกจากนยงมแหลงศกยภาพพลงงานลมทดซงไดรบอทธพลจากลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอและลมมรสมตะวนตกเฉยงใต อยในบรเวณเทอกเขาในอทยานแหงชาตแกงกรง จงหวดสราษฎรธาน อทยานแหงชาตเขาหลวงและอทยานแหงชาตใตรมเยน จงหวดนครศรธรรมราช อทยานแหงชาตศรพงงา จงหวดพงงา อทยานแหงชาตเขาพนมเบญจา จงหวดกระบ สวนแหลงทมศกยภาพรองลงมาโดยมกาลงลมเฉลยทงปตงแตระดบ 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 หากเทยบกบประเทศในยโรปแลวถอวามศกยภาพตามาก ซงในทางปฏบตนนความเรวลมในระดบประมาณ 6 เมตร/วนาทถอวายงไมเหมาะกบการตดตงกงหนลมขนาดใหญระดบเมกะวตต เพราะกงหนลมขนาดดงกลาวตองการความเรวลมเฉลยอยทประมาณ 12 – 15 เมตร/วนาท ดงนนทางเลอกทเหมาะสมของประเทศไทยหากจะสงเสรมใหมการใชพลงงานจากลมในการผลตไฟฟา ควรจะเปนระบบขนาดเลกในชวงพกดกาลงระดบกโลวตตจะมความเหมาะสมกวา (นพนธ เกตจอย และ อชตพล ศศธรานวฒน. 2547 : 65)

166

ภาพท 6.8 แสดงแผนทศกยภาพพลงงานลมของประเทศไทย ทมา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 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 เมกะวตต 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 ซงในสมยนนยงมจานวนกงหนลมไมเกนหนงพนตน แตหลงจากนนมาอกสบหาปเยอรมนไดตดตงกงหนลมเพมเปนมากกวาหมนชดและผลตกระแสไฟไดกวา 8,000 เมกะวตต ในกลมประเทศทมการตดตงกงหน

167

ลมมากๆ เหลาน จะมการตดตงกงหนลมในบรเวณไมไกลกนมากนกจงทาใหเกดเปนลกษณะของฟารมลม (wind farm) ดงแสดงในภาพท 6.9

ภาพท 6.9 แสดงตวอยางของฟารมลมในประเทศสหรฐอเมรกา ทมา (EIA. 2004f. On-line) ในขณะทประเทศในแถบเอเชยพบวา อนเดยเปนประเทศทมศกยภาพและววฒนาการดานพลงงานลมมากทสด โดยสามารถผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมไดถง 1,500 เมกะวตต ในขณะเดยวกนรฐบาลของอนเดยมการสงเสรมการผลตกงหนลมในเชงอตสาหกรรมอยางมาก โดยไดรบการถายทอดความรและเทคโนโลยจากกลมประเทศยโรปและสหรฐอเมรกา นอกจากอนเดยแลวยงมจนเปนอกประเทศหนงทกาลงเรมตนพฒนากงหนลม ในปจจบนสามารถผลตกระแสไฟฟาจากพลงงานลมไดแลว

6.7 ประเทศไทยกบการใชพลงงานลม ถงแมผลจากการศกษาศกยภาพพลงงานลมในประเทศไทยคอนขางตาเมอเทยบกบทอน แตกไมไดหมายความวาพลงงานลมทมอยไมสามารถใชได จากผลการศกษาเปรยบเทยบตนทนในการลงทนระหวางพลงงานจากระบบเซลลแสงอาทตยกบพลงงานลมพบวา การผลตไฟฟาจากพลงงานลมมตนทนถกกวาประมาณ 8-10 เทา และยงถาสามารถผลตใบพดของกงหนลมไดเองจะถกกวาถง 10 เทา (กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. 2546. ออน-ไลน)

168

ในปจจบนประเทศไทยมการผลตไฟฟาจากพลงงานลมและจายเขาระบบสายสงในปรมาณทนอยมากหากเทยบกบแหลงพลงงานอนๆ โดยมการตดตงกงหนลมผลตไฟฟาขนาด 150 กโลวตต ซงผลตโดยบรษทนอรดแทงก ประเทศเดนมารก ในพนทสถานผลตไฟฟาจากพลงงานทดแทนของการไฟฟาฝายผลต ณ แหลมพรหมเทพ จงหวดภเกต ตงแตป พ.ศ. 2539 เพอสาธตการผลตไฟฟาจากกงหนลมรวมกบแผงเซลลแสงอาทตยขนาด 10 กโลวตต ดงแสดงในภาพท 6.10 โดยจายไฟเขาระบบสายสงของการไฟฟาสวนภมภาค จนถงปจจบนระบบยงสามารถทางานไดดอย กงหนลมสามารถผลตไฟฟาปอนเขาสายสงไดประมาณ 200,000 กโลวตตชวโมงตอป (kWh/annual) และการไฟฟาฝายผลตมโครงการทจะตดตงกงหนลมผลตไฟฟาขนาดใหญเพมขนทแหลมพรหมเทพโดยจะตดตงกงหนลมขนาด 600 กโลวตต ซงคาดวาจะสามารถผลตไฟฟาไดประมาณปละ 840,000 กโลวตตชวโมงตอป ปจจบนโครงการดงกลาวกาลงอยระหวางการดาเนนงาน (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)

169

6.8.1 ดานพนท กงหนลมจะตองตดตงอยหางกนหาถงสบเทาของความสงกงหน เพอทกระแสลม จะไดลดความปนปวนหลงจากทผานกงหนลมตวอนมา อยางไรกตามพนททตดตงจรงของกงหนลมจะใชเพยง 1 เปอรเซนตของพนททงหมด ซงจะเปนสวนของเสาและฐานรากและ เสนทางสาหรบ การเขาไปตดตงและดแลรกษา กงหนลมขนาดใหญซงมความสงของเสากงหนมาก จะตองตดตง อยหางกนเปนระยะทางไกล ตวอยางเชน กงหนลมผลตไฟฟาขนาดระดบเมกะวตต ตองการระยะหางระหวางกนถง 0.5 – 1 กโลเมตร ดงนนเมอพจารณาโดยละเอยดแลวจะพบวาการตดตงกงหนลมจะไมสงผลกระทบตอการใชประโยชนจากพนทตางๆ อาทเชนพนททางการเกษตร พนทอตสาหกรรม หรอแมแตพนทปาธรรมชาต ประชาชนในพนทดงกลาวยงคงสามารถใชประโยชนจากทดนไดอยางปกต 6.8.2 ดานทศนะวสย สาหรบผลกระทบทางดานสายตา หรอการมองเหนของระบบกงหนลมผลตไฟฟานน ยงไมไดมการประเมนผลออกมาอยางชดเจน กงหนลมขนาดใหญจะมความสงมากกวา 50 เมตรขนไป ทาใหสามารถมองเหนไดจากระยะไกล กงหนลมทตดตงอยตามทงหญา สรางความสวยงาม สรางจนตนาการ และความคดตางๆ ใหกบผพบเหน กงหนลมสามารถใชเปนสอการเรยนรหลกการทางอากาศพลศาสตร ซงเปนพนฐานทสาคญตอเทคโนโลยการบนหรออากาศยานได 6.8.3 ดานเสยง เสยงของกงหนลมเกดจากการหมนของปลายใบพดตดกบอากาศ จากการทใบพดหมนผานเสากงหน จากความปนปวนของลมบรเวณใบกงหนลม และจากตวเครองจกรกลภายในตวกงหนลมโดยเฉพาะสวนของเกยร เสยงดงของกงหนลมผลตไฟฟาเปนตวแปรทสาคญประการหนงทแสดงถงประสทธภาพของกงหนลม ดงนนทางบรษทผผลตกงหนลมจงพยายามพฒนาเทคโนโลยตางๆ เพอลดผลกระทบจากเสยงของกงหนลมในชวงหาปทผานมา ระดบของเสยงในบรเวณอาคาร บานเรอนหรอทพกอาศยทจะเปนอนตรายตอมนษยอยทไมเกน 40 เดซเบล ทระยะหางไมเกน

170

250 เมตร ดงนนการตดตงกงหนลมหากตองการหลกเลยงปญหาดงกลาว กสามารถทาไดโดยการเพมระยะหางจากเขตทพกอาศยของมนษยใหมากขน 6.8.4 นก มผลการศกษาจากหลายแหงทขดแยงกน สาหรบสาเหตการตายของนกจากการบนชนกงหนลมทกาลงหมนอย แตหากพจารณาแลวความถของเหตการณดงกลาวอาจจะเกดขนไดใกลเคยงหรอนอยกวา การทนกบนชนรถ หนาตางของอาคาร หรอ สายไฟฟาแรงสง ซงเหตการณเหลานเกดขนอยเสมอๆ ยกเวนในบางกรณจานวนการตายของนกในพนทตดตงกงหนลมอาจสง อนเนองมาจากมฝงนกทอพยพยายถนฐานในบางฤดกาลผานพนทดงกลาวในเวลากลางคน หรอพนทนนเปนแหลงหาอาหารของนกนกลาบางชนด นอกจากนแลวจากการศกษาของผเชยวชาญ บางคนพบวาในบรเวณพนทตดตงกงหนลม กลบมอตราการผสมพนธของเกสรดอกไมทสงมาก เนองจากการปนปวนของกระแสลมในบรเวณนน 6.8.5 คลนสนามแมเหลก สญญาณโทรทศน คลนวทย และเรดาร อาจถกรบกวนไดจากการหมนของกงหนลมซงอาจสรางคลนรบกวนสญญาณเหลาน โดยเฉพาะเรดารซงมความสาคญตอทางการทหารในปจจบนยงไมพบวามรายงานการถกรบกวนจากกงหนลม ในทางตรงขามกงหนลมยงไดรบการยอมรบจากทางการทหารและมพนททางการทหารหลายแหงโดยเฉพาะสนามบนบางแหง มกงหนลมตดตงอยในบรเวณใกลเคยง แตกไมพบวามความผดปกตใดๆ กบระบบเรดาร 6.8.6 ความยงยน ปจจบนกระแสในเรองความยงยน (sustainable) และเทคโนโลยทปลอดมลพษ (zero-emission technology) กาลงเปนทสนใจของนกวทยาศาสตร นกวจย หรอแมแตนกการเมอง การทางานของกงหนลมผลตไฟฟาไมกอใหเกดมลพษ สามารถใชเปนเทคโนโลยหนงเพอการผลตไฟฟาทดแทนการใชพลงงานจากเชอเพลงซากดกดาบรรพ และนวเคลยร ดงนนเทคโนโลยกงหนลมจงเปนอกทางเลอกหนงของการพฒนาอยางยงยน

171

6.9 บทสรป

ลมคอการเคลอนทของอากาศ อนเนองมาจากการเกดความแตกตางของอณหภมหรอความกดอากาศระหวางแหลงตางๆ บนพนโลก ลมจะเคลอนทจากบรเวณทเยนกวาไปสบรเวณ ทรอนกวา หรอจากทบรเวณทมความกดอากาศสงไปสบรเวณทมความกดอากาศตา การเคลอนทของลมน ทาใหเกดเปนพลงงานลมทอยในรปของพลงงานจลน เพราะเปนการเคลอนทของมวลอากาศซงเคลอนทไปบนผวโลกตามแนวนอนในทกทศทางดวยความเรวตางๆกน การนาเอาพลงงานลมไปประยกตใชงานโดยผานเครองมอทเรยกวากงหนลม ซงทาหนาทเปลยนพลงงานจลนจากการเคลอนทของลมใหเปนพลงงานกลได สวนพลงงานกลทไดสามารถนาไปใชโดยตรงหรอนาไปประยกตใชสาหรบการผลตกระแสไฟฟาโดยผานเครองกาเนดไฟฟา ซงจะทาหนาทเปลยนพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟาอกทอดหนง การใชกงหนลมสาหรบการผลตไฟฟานนไดมการวจยและพฒนาเทคโนโลยกงหนลมมากวา 100 ปแลว และในปจจบนไดมการใชเพอทดแทนการผลตไฟฟาจากพลงงานซากดกดาบรรพในอตราสวนทมากขนเรอยๆ เพราะพลงงานลมเปนพลงงานสะอาดไมกอใหเกดภาวะมลพษทรายแรง และเปนพลงงานทไมมตนทนในสวนของแหลงกาเนด

6.10 คาถามทบทวน 1. จงอธบายกระบวนการเกดลม 2. จงบอกถงชนดและลกษณะของลมแตละชนด 3. จงอธบายถงลกษณะธรรมชาตของความเรวลมภายใตชนบรรยากาศ 4. จงอธบายถงหลกการทางานโดยทวไปในการนาเอาพลงงานลมมาใช 5. จงใหความหมายและบอกความแตกตางของชวงเรมความเรวลมและชวงความเรวลม 6. จงบอกถงประเภทของกงหนลมและลกษณะทวไปมาพอสงเขป 7. จงบอกถงสวนประกอบหลกๆ ทสาคญของกงหนลมทใชในการผลตไฟฟา 8. จงบอกถงสวนประกอบหลกๆ ทสาคญของกงหนลมทใชในการสบนา 9. จงกลาวถงศกยภาพและความเหมาะสมในการใชพลงงานลมในประเทศไทย 10. จงกลาวถงผลกระทบจากการใชพลงงานลมมาพอสงเขป

172

เอกสารอางอง กรมพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน. (2546ก). 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. Power House. (2005). Wind Turbine. [On-line]. Available: http://www.powerhousetv.com/

stellent2/groups/public/documents/pub/phtv_eb_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.

หนงสออเลกทรอนกส

ฟสกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสกส 1 (ความรอน)

ฟสกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวทยาฟสกส เอกสารคาสอนฟสกส 1ฟสกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสกสดวยภาษา c ฟสกสพศวง สอนฟสกสผานทางอนเตอรเนต

ทดสอบออนไลน วดโอการเรยนการสอน หนาแรกในอดต แผนใสการเรยนการสอน

เอกสารการสอน PDF กจกรรมการทดลองทางวทยาศาสตร

แบบฝกหดออนไลน สดยอดสงประดษฐ

การทดลองเสมอน

บทความพเศษ ตารางธาต)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานกรมฟสกส ลบสมองกบปญหาฟสกส

ธรรมชาตมหศจรรย สตรพนฐานฟสกส

การทดลองมหศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหดกลาง

แบบฝกหดโลหะวทยา แบบทดสอบ

ความรรอบตวทวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐ( คดปรศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คาศพทประจาสปดาห ความรรอบตว

การประดษฐแของโลก ผไดรบโนเบลสาขาฟสกส

นกวทยาศาสตรเทศ นกวทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพศวง การทางานของอปกรณทางฟสกส

การทางานของอปกรณตางๆ

การเรยนการสอนฟสกส 1 ผานทางอนเตอรเนต

1. การวด 2. เวกเตอร3. การเคลอนทแบบหนงมต 4. การเคลอนทบนระนาบ5. กฎการเคลอนทของนวตน 6. การประยกตกฎการเคลอนทของนวตน7. งานและพลงงาน 8. การดลและโมเมนตม9. การหมน 10. สมดลของวตถแขงเกรง11. การเคลอนทแบบคาบ 12. ความยดหยน13. กลศาสตรของไหล 14. ปรมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอทหนงและสองของเทอรโมไดนามก 16. คณสมบตเชงโมเลกลของสสาร

17. คลน 18.การสน และคลนเสยง การเรยนการสอนฟสกส 2 ผานทางอนเตอรเนต

1. ไฟฟาสถต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตวเกบประจและการตอตวตานทาน 5. ศกยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหลก 8.การเหนยวนา9. ไฟฟากระแสสลบ 10. ทรานซสเตอร 11. สนามแมเหลกไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเหน13. ทฤษฎสมพทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นวเคลยร

การเรยนการสอนฟสกสทวไป ผานทางอนเตอรเนต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตม 4. ซมเปลฮารโมนก คลน และเสยง

5. ของไหลกบความรอน 6.ไฟฟาสถตกบกระแสไฟฟา 7. แมเหลกไฟฟา 8. คลนแมเหลกไฟฟากบแสง9. ทฤษฎสมพทธภาพ อะตอม และนวเคลยร

ฟสกสราชมงคล