พลังงานลม

พลงั งานลม ศูนย์วิทยาศาสตร์เพือ่ การศึกษาพิษณโุ ลก

พลงั งานลม ลมเป็นพลังงานตามธรรมชาติที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความกดดันของ บรรยากาศ และแรงจากการหมุนของโลก ส่ิงเหล่านี้เป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความ เร็วลมและกาลงั ลม เปน็ ที่ยอมรับโดยท่ัวไปว่าลมเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีอยู่ในตัวเอง ซึ่งในบางคร้ังแรงที่เกิดจากลมอาจทาให้บ้านเรือนที่อยู่อาศัยพังทลายต้นไม้ หักโค่นลง ส่ิงของวัตถุต่างๆ ล้มหรือปลิวลอยไปตามลม ฯลฯ ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ ให้ความสาคัญและนาพลังงานจากลมมาใช้ประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากพลังงานลม มีอยู่โดยท่ัวไป ไม่ต้องซื้อหา เป็นพลังงานที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อ สภาพแวดลอ้ ม และสามารถนามาใชป้ ระโยชน์ไดอ้ ย่างไม่รจู้ กั หมดส้นิ

ลม อากาศที่เคลื่อนทีไ่ ปบนผิวโลกตามแนวนอนใน ทุกทิศทุกทางและด้วย ความเร็วต่างๆ กนั ทิศทางของลมทราบได้ จากทิศซ่งึ ลมพดั เข้าหาตัว เกิดจากความแตกต่างของอณุ หภูมขิ องพื้นที่สองแหง่ โดยอากาศจะไหลจาก บริเวณที่มอี ณุ หภูมิต่า (ความ กดดันอากาศสงู ) ไปยังบริเวณทีม่ ีอณุ หภมู สิ ูง (ความกดอากาศตา่ ) หรือกล่าวอกี นัยหนึ่งวา่ บริเวณทีม่ อี ุณหภูมสิ ูง อากาศ ร้อน จะมกี ารขยายตวั ความหนาแน่นลดลง ความกดอากาศจะตา่ อากาศจะ ลอยตัวสงู ขึ้น ส่วนบริเวณที่มอี ากาศเยน็ จะหนกั กว่าหรือ มคี วามหนาแน่น มากกวา่ จึงไหลเข้ามาแทนที่อากาศร้อนทาให้เกิดลมขนึ้

การเกิดลม สาเหตุของการเกิดลมคือดวงอาทิตย์ ซึ่งเมือ่ ดวงอาทิตย์มีความมี การแผ่รังสีความร้อนมายงั โลกแต่ละตาแหน่งบนพื้นโลกได้รับปริมาณ ความร้อนและดดู ซบั ความร้อนได้ไมเ่ ท่ากันทาให้เกดิ ความแตกต่าง ของอณุ หภมู แิ ละความกดอากาศท่ไี ม่เท่ากันในแต่ละพื้นที่ บริเวณใด ทีม่ อี ุณหภมู ิสูงความอากาศต่าในบริเวณนั้นก็จะลอยตวั ขึน้ สงู อากาศ จากบริเวณเย็นกวา่ หรือมคี วามสงู กว่าจะเคลือ่ นทีเ่ ข้ามาแทนทกี่ าร เคลื่อนทีข่ องมวลอากาศนีค้ ือการทาให้เกิดลมน่นั เอง และจากการ เคลื่อนทีข่ องมวลอากาศนีท้ าให้เกดิ เปน็ พลงั งานจลนท์ เี่ รานามา ประยกุ ต์ใช้ประโยชน์ได้

ลมในประเทศไทย 1.ลมประจาฤดู เปน็ ลมทีเ่ กิดขึน้ และพดั ไปตามฤดกู าลตามชว่ งระยะเวลาทเ่ี กิดขึน้ ค่อนข้างแนน่ อน ไดแ้ ก่ลมมรสุมซึง่ พัดไปในทศิ ทางท่แี นน่ อนเปน็ ระยะเวลานานตลอดท้ังฤดกู าล และเกิดเปน็ ประจาเชน่ นั้นทุกๆปไี มม่ ีเปลีย่ นแปลง 1.1 มรสมุ ตะวนั ออกเฉยี งใต้ เนือ่ งจากบริเวณทางใต้ของทวีปเอเชยี จะอยู่ในเขตศูนย์กลางความกดอากาศต่าในฤดรู ้อนจึงทาให้เกิด หรือมรสมุ ฤดรู อ้ น ความร้อนชืน้ พัดผา่ นจากมหาสมทุ รอินเดียและแปซิฟิกตอนใต้ในทิศทางตะวนั ออกเฉียงใต้เข้าสู่ ทวีปเอเชียผา่ นประเทศอนิ เดีย กลุ่มประเทศอนิ โดจนี และประเทศจนี ลมจะนาความรอ้ นและความชื้น 1.2 มรสุมตะวนั ออกเฉียงเหนอื และฝน มาตกในบริเวณเอเชยี ตะวันออกเฉียงใต้สาหรับประเทศไทยได้รับอิทธิพลจากมรสุมนี้ หรือลมมรสุมฤดหู นาว เดือนพฤษภาคมจนถึงเดือนตลุ าคมของทุกปี เนื่องจากบริเวณทางใต้ของทวีปเอเชยี จะอยู่ในเขตกลางความกดอากาศสูงในฤดูหนาวจึงทาให้ลม เยน็ และแหง้ พัดจากบริเวณตอนกลางภาคพื้นทวีปในทิศทางตะวนั ออกเฉียงเหนือเข้าสู่มหาสมทุ ร อินเดียและแปซิฟิกร่มจะนาความเย็นและความแห้งผ่านบริเวณเอเชียตะวันออกเฉียงใต้สาหรบั ประเทศไทยได้รับอิทธิพลจากมรสมุ นปี้ ระมาณเดือนพฤศจิกายนจนถึงเดือนเมษายนของทุกปี

ลมในประเทศไทย 2.ลมประจาถิน่ เป็นลมทีพ่ ัดอยู่ในบริเวณใดบรเิ วณหนึง่ โดยเฉพาะเกดิ ข้นึ บริเวณแคบๆ สาเหตกุ ารเกิดลมประจาถนิ่ เนื่องจาก ความแตกต่างของความกดอากาศในบรเิ วณใกลเ้ คยี งของ ภมู ปิ ระเทศในทอ้ งถนิ่ นน้ั ๆ เช่นพื้นท่เี ป็นทะเล เปน็ ภูเขาหรือ เป็นหุบเขา เปน็ ต้น ลมประจาถิน่ มีอิทธิพลอยา่ งมากตอ่ ลกั ษณะอากาศ ณ บรเิ วณนั้นๆ และยงั มีอทิ ธิพลต่อพืช และสตั ว์ในบรเิ วณนน้ั ๆ ด้วย

ลมประจาถิ่นทีเ่ กดิ ในประเทศไทยดงั นี้ 2.1 ลมบกและลมทะเล 2.2 ลมภเู ขาและลมภูเขา 2.3 ลมตะเภา 2.4 ลมว่าว เกิดข้ึนเน่อื งจากความแตกตา่ ง เปน็ ลมประจาถิน่ อสี านชนดิ หน่งึ เป็นลมประจาถิน่ ในประเทศไทย เปน็ ลมทีพ่ ดั จากทิศเหนอื ไปยงั ของอุณหภมู ขิ องพนื้ ที่ดนิ และนา้ เกิดข้ึนเปน็ ประจาเชน่ เดียวกบั โดยร่วมตะเภาเปน็ ลมทีผ่ ่านมา ทิศใตเ้ กิดในระหว่างเดอื น ที่มีคุณสมบัตขิ องการดูดซบั และ ลมบกและลมทะเล ซึ่งเกิดข้ึนจาก จากทศิ ใต้ไปยังทิศเหนอื คือ กนั ยายนถึงเดอื นพฤศจิกายน คลายความร้อนที่แตกต่างกนั ใน ความแตกตา่ งของความกดอากาศ พดั จากอ่าวไทยเข้าสภู่ าคกลาง เปน็ ลมเยน็ ทีพ่ ัดมาตามลา ท่าน ชว่ ง 1 รอบ วันประเทศไทยจะ ประเทศไทยจะได้รบั อทิ ธิพลจาก ตอนลา่ งพดั ในชว่ งเดอื น เจ้าพระยาและพดั ในชว่ งมรสุม ได้รบั อทิ ธิพลจากลมบกลมทะเล ลมภเู ขาและลมหบุ เขาในบริเวณ กุมภาพนั ธ์ถึงเดอื นเมษายน ซึ่ง ตะวันตกเฉยี งใต้กาลงั ในบริเวณจังหวัดที่มีพนื้ ที่ติด จังหวัดทีม่ ีพนื้ ทีเ่ ป็นภูเขาสูง ซึ่งอยู่ เป็นช่วงที่ลมมรสมุ เปลี่ยนเป็นมรสุม ทะเลทางภาคตะวนั ออก ภาค ในภาคเหนอื และภาคตะวนั ตก ตะวนั ออกเฉียงเหนอื กาลงั ตะวนั ออกเฉียงเหนอื หรืออาจ กลาง ภาคใต้ ฝ่ังอ่าวไทยและฝง่ั และหากในบริเวณพ้นื ที่นน้ั ๆ เปลี่ยนเปน็ ลมมรสุมตะวันออก เรียกว่าลมขา้ วเบาเพราะพัด อันดามนั ซึง่ สมัยก่อนลมนไี้ ด้ มีอณุ หภูมขิ องอากาศไม่แตกต่างกัน เฉียงใต้ เป็นลมที่นาความชืน้ มา ในช่วงที่เข้าเป่ากาลังออกรวง ชว่ ยชาวประมงในการออกเรือ มากในแต่ละวันกอ็ าจจะไมเ่ กิดลม สู่ภาคกลางตอนลา่ งในสมัย หาปลาโดยใชแ้ รงจากลมบก ภเู ขาและลมหบุ เขา โบราณ ลมนจี้ ะชว่ ยพัดเรือ ออกเรือทางทะเลในตอนหัวคา่ สาเภา ซึ่งบรรทุกสินคา้ เขา้ มา ได้ใชแ้ รงจากลมทะเลนาเรือ ค้าขาย ให้เล่นไปตามแมน่ า้ เข้าฝ่ังตอนเชา้ เจ้าพระยา

กังหนั ลม เปน็ อปุ กรณ์ชนิดหนึ่งทีถ่ กู นามาใชเ้ ปลี่ยนพลังงานจลน์ ของกระแสลมเป็น พลงั งานกล จากนน้ั จึงนาพลังงานกล มาใชป้ ระโยชน์ กล่าวคอื เมือ่ กระแสลมพดั ผา่ น ใบกงั หัน จะเกิดการถา่ ยทอดพลงั งานจลน์ไปสใู่ บกังหนั ทาใหก้ งั หนั หมุนรอบแกน ทเ่ี ชือ่ มตอ่ กับระบบกลไกแม่เหล็กไฟฟา้ ทีม่ ีขดลวดเหนี่ยวนาและแม่เหล็ก ทาให้เกิดกระแสไฟฟา้ Add Yourทเ่ี รานาไปใช้ประโยชน์ได้ Title

ชนดิ ของกงั หันลม โดยทวั่ ไปกงั หันลมแบ่งออกเปน็ 2 ชนิด ตามแกนหมนุ ของกงั หันลม ไดแ้ ก่ กงั หนั ลมแกนหมุนแนวตงั้ กังหนั ลมแกนหมนุ แนวนอน (Vertical Axis Wind Turbine) (Horizontal Axis Wind Turbine) เป็นกังหันลมที่มแี กนหมนุ และ เปน็ กงั หนั ลมที่มแี กนหมนุ ขนานกับ ใบพัดตั้งฉากกบั การเคลื่อนทีข่ องลม การเคลื่อนทีข่ องลมในแนวราบ ในแนวราบ โดยมีใบพัดเปน็ ตวั ตั้งฉากรับแรงลม

สว่ นประกอบของกงั หนั ลมเพื่อผลิตไฟฟา้ 1. แกนหมนุ ใบพดั 01 1.1 ดุมแกนหมนุ (Rotor Hub) (Rotor Blade) ทาหน้าท่รี ับ 02 แรงลม ซึ่งแกนหมุน 03 เปน็ ตวั ครอบแกนหมุนทีอ่ ยู่ส่วนหน้าสดุ ประกอบดว้ ย มรี ปู ร่างเปน็ วงรคี ล้ายไข่ เพือ่ การลู่ลม 1.3 จุดปรับหมุนใบ (Pitch) 1.2 ใบพดั (Blade) อยู่ระหว่างรอยต่อของใบกับแกนหมุน ทาหนา้ ที่ปรับใบพัดใหม้ ีความพร้อม ยึดติดกบั แกนหมนุ ทาหนา้ ทีร่ ับพลงั งานจลน์ และเหมาะสมกับความเรว็ ลม จากการเคลอ่ื นที่ ของลม และหมนุ แกนหมุน เพื่อส่งถ่ายกาลงั ไปยังเพลาแกนหมุนหลัก กังหันลมขนาด 3 ใบพัด จดั ว่าดีทีส่ ุดในการ กวาดรับแรงลมและนยิ มใช้กนั แพร่หลายมากที่สดุ

สว่ นประกอบของกังหนั ลมเพื่อผลิตไฟฟา้ 2. ห้องเครื่อง(Nacelle) 01 2.2 หอ้ งทดรอบกาลงั (Gear Box) มีลกั ษณะคล้ายกล่องใส่ของ 02 เปน็ ตวั ควบคุมปรบั เปลี่ยนทดรอบการหมุน ขนาดใหญท่ ่ถี ูกออกแบบเพื่อ 03 และถ่ายแรงของเพลาแกนหมุนหลักทีม่ ีความเรว็ ปอ้ งกันสภาพอากาศภายนอก รอบต่า ไปยังเพลาแกนหมุนเลก็ ของเครื่องกาเนดิ ใหก้ บั อปุ กรณ์ที่อย่ภู ายใน ซึง่ ไฟฟ้าเพือ่ ให้มคี วามเรว็ รอบสูงขึ้น และมีความเรว็ ได้แก่ สม่าเสมอ 2.1 เพลาแกนหมุนหลัก 2.3เพลาแกนหมนุ เล็ก (Shall (Main Shaft หรือ Low Speed Shaft) Shaft หรอื High Speed Shaft) ทาหนา้ ทีร่ ับแรงทีม่ คี วามเร็วรอบสงู ของหอ้ งทดรอบ ทาหนา้ ทีร่ ับแรงจากแกนหมุนใบพดั และส่งผ่านเข้าสู่ห้องปรบั เปลี่ยนทดรอบกาลัง กาลงั เพื่อหมุนเครอ่ื งกาเนิดไฟฟ้า

สว่ นประกอบของกังหนั ลมเพ่ือผลิตไฟฟา้ (ต่อ) 2. ห้องเครือ่ ง(Nacelle) 2.6 ระบบควบคุมไฟฟา้ (Controller System) มลี ักษณะคล้ายกล่องใสข่ องขนาดใหญ่ ทถ่ี กู ออกแบบเพือ่ ปอ้ งกันสภาพอากาศ เปน็ ระบบควบคุมการทางานและการจ่าย ภายนอกให้กับอปุ กรณท์ ี่อย่ภู ายใน ซึ่ง 01 กระแสไฟฟ้าออกสู่ระบบโดยคอมพิวเตอร์ ไดแ้ ก่ 2.7 ระบบระบายความร้อน (Cooking ) 02 เพือ่ ระบายความร้อนจาก 03 การทางานต่อเน่อื งตลอดเวลาของห้องทดรอบ กาลังและเครือ่ งกาเนิดไฟฟ้า อาจระบายด้วยลม 2.4 เครือ่ งกาเนดิ ไฟฟ้า (Generator) หรือนา้ ขนึ้ กับการออกแบบ ทาหนา้ ที่แปลงพลังงานกลที่ได้รับเป็นพลงั งานไฟฟ้า 2.8 เครือ่ งวดั ความเร็ว และทิศทางลม (Anemometer 2.5 เบรก (Brake) and Wired Vane) เป็นระบบกลไกเพื่อใช้ควบคุมและยึดการหยดุ หมุนอย่างส้ินเชิงของใบพดั และเพลาแกนหมนุ เปน็ ส่วนเดียวทีต่ ดิ ต้ังอยู่นอกห้องเคร่อื ง ของกังหันลม เมื่อตอ้ งการใหก้ งั หันลมหยดุ หมนุ และในระหว่างการซ่อมบารุง ซึ่งได้รับการเช่อื มตอ่ สายสัญญานเข้าสู่ระบบ คอมพวิ เตอรเ์ พือ่ วัดความเรว็ และทิศทางลม

ส่วนประกอบของกังหนั ลมเพื่อผลติ ไฟฟา้ (ตอ่ ) 3. เสา (Tower) 01 เปน็ ตวั รบั สว่ นทเี่ ปน็ ชุดแกนหมนุ 02 ใบพัดและตัวห้องเครือ่ งที่อยู่ 4. ฐานราก ดา้ นบน 03 เปน็ ส่วนที่รบั นา้ หนกั ของชุด กังหนั ลม

ขอ้ ดี - ข้อจากดั ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม ข้อดี ข้อจากัด - เปน็ แหล่งพลงั งานที่ได้จากธรรมชาติ ไม่มีตน้ ทุน - ลมในประเทศไทยมีความเร็วค่อนข้างต่า - พืน้ ทีท่ เ่ี หมาะสมมีจากัด - เป็นแหลง่ พลังงานทไ่ี ม่มีวันหมดส้นิ - ข้นึ อยู่กบั สภาวะอากาศ บางฤดอู าจไม่มีลม เปน็ พลังงานสะอาด - ไม่กินเนอื้ ท่ี ดา้ นลา่ งยงั ใช้พ้ืนทไ่ี ด้อยู่ - มแี ค่การลงทุนครงั้ แรก ไม่มีคา่ เช้ือเพลิง

ข้อดี - ข้อจากดั ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม ข้อดี ข้อจากัด - สามารถใช้ระบบไฮบริดเพอ่ื ให้เกิดประโยชน์ - ตอ้ งใช้แบตเตอรีร่ าคาแพงเปน็ แหลง่ เกบ็ พลงั งาน สงู สดุ คอื กลางคนื ใชพ้ ลงั งานลมกลางวันใช้พลังงาน - ขาดเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับศักยภาพลมในประเทศ แสงอาทติ ย์ และขาดบุคคลากรผู้เชี่ยวชาญ - ภาครฐั ให้การสนับสนนุ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม แก่ผู้ผลติ ไฟฟา้ รายเล็ก/รายเลก็ มาก โดยกาหนดอัตราสว่ น เพิ่มการรับซือ้ ไฟฟา้ ทีผ่ ลติ จากพลงั งานลม 2.50 บาทตอ่ หน่วย หากเปน็ โครงการใน 3 จังหวดั ชายแดนภาคใต้ ให้อตั ราเพม่ิ พิเศษอกี 1.50 บาทต่อหน่วย เป็น 4.00 บาท ตอ่ หน่วย ระยะเวลา 10 ปี

ประโยชนข์ องกงั หนั ลม ใช้ในการสูบน้า ซึ่งรับพลังงานจลน์จากลมพร้อมเปล่ียนให้เป็น 1. พลังงานกล เพอ่ื ใชใ้ นการสบู นา้ จากบริเวณตา่ ข้ึนบริเวณสูงเพ่ือ ใชท้ าการเกษตร หรอื เพอ่ื การบริโภค ใชใ้ นการผลิตไฟฟา้ รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่พร้อม 2. เปลีย่ นให้เป็นพลงั งานกล แลว้ นาพลงั งานกลนน้ั มาผลิตเป็น พลังงานไฟฟา้ ภมู ิประเทศของบางประเทศที่มีกระแสลมพดั อย่างรนุ แรงอย่างสม่าเสมอ จะมกี ารนาพลงั งานลมมาใช้ ในการผลิตกระแสไฟฟา้ 3. ทานาเกลอื การใช้กงั หันลมฉุดนา้ เพื่อทานาเกลอื มใี นประเทศไทย มานานแลว้ โดยการประดิษฐ์คิดค้นขึน้ ดว้ ยภมู ิปัญญาชาวบ้าน ในสมยั โบราณ เพอ่ื ใช้ในนาข้าว , นาเกลอื , นากุ้ง ก่อให้เกิด รายได้ในชมุ ชน

อา้ งองิ https://th.wikipedia.org/wiki https://energy.go.th/2015/wp-content/uploads/2016/02/1-wind.pdf http://reca.or.th/wind/