Skip to content

กังหันลมทำงานยังไง? เปิดกลไกพลังงานลมที่เปลี่ยนแรงลมให้เป็นไฟฟ้า (Wind Turbine)

    กังหันลมทำงานยังไง?

    กังหันลมทำงานยังไง? เปิดกลไกพลังงานลมที่เปลี่ยนแรงลมให้เป็นไฟฟ้า (Wind Turbine)

    กังหันลม คืออะไร?

    กังหันลม (Wind Turbine) คือ เครื่องจักรกลที่แปลงพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมให้เป็นพลังงานกล และนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์ เช่น การสูบน้ำหรือผลิตพลังงานไฟฟ้า

    หลักการทำงานของกังหันลม

    กังหันลม

    เมื่อกระแสลมพัดผ่านใบพัดของกังหันลม จะเกิดแรงยกและแรงลากจากแรงแอโรไดนามิก คล้ายกับหลักการของปีกเครื่องบิน แรงเหล่านี้ทำให้ใบพัดหมุน ซึ่งการหมุนนี้จะถูกส่งผ่านเพลาไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

    ประเภทของกังหันลม

    กังหันลมสามารถจำแนกออกเป็นหลายประเภทตามลักษณะของแกนหมุนและการใช้งาน โดยหลัก ๆ แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ดังนี้:

    1. กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Wind Turbine – HAWT)

    • ลักษณะเด่น: มีแกนหมุนขนานกับพื้นดิน ใบพัดหมุนในแนวตั้งฉากกับทิศทางลม

    ข้อดี:

    • ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าสูง เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีลมแรงและสม่ำเสมอ
    • ได้รับความนิยมในฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่

    ข้อจำกัด:

    • ต้องการพื้นที่กว้างและความสูงในการติดตั้ง
    • ต้องมีระบบปรับทิศทางใบพัดให้หันเข้าหาลมเสมอ

    2. กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Wind Turbine – VAWT)

    • ลักษณะเด่น: มีแกนหมุนตั้งฉากกับพื้นดิน ใบพัดหมุนรอบแกนในแนวตั้ง

    ข้อดี:

    ข้อจำกัด:

    • ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าต่ำกว่า HAWT
    • บางรุ่นต้องการแรงลมเริ่มต้นเพื่อให้ใบพัดหมุน

    ประเภทย่อยของกังหันลมแนวแกนตั้ง

    1. กังหันลมแบบซาโวเนียส (Savonius):

    • มีลักษณะคล้ายถังหมุน ใช้แรงลมในการหมุนใบพัด
    • เหมาะสำหรับงานที่ต้องการแรงบิดสูง แต่ความเร็วต่ำ เช่น การสูบน้ำ

    2. กังหันลมแบบดาร์เรียส (Darrieus):

    • มีลักษณะใบพัดเป็นรูปโค้งคล้ายปีกเครื่องบิน
    • มีประสิทธิภาพสูง แต่ต้องการแรงลมเริ่มต้นเพื่อให้ใบพัดหมุน

    3. กังหันลมแบบไฮบริด (Hybrid):

    • รวมคุณสมบัติของ Savonius และ Darrieus เข้าด้วยกัน
    • สามารถเริ่มหมุนได้เองและมีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น

    การเลือกใช้กังหันลมตามสถานที่

    • พื้นที่ชนบทหรือชายฝั่งทะเล: เหมาะสำหรับกังหันลมแนวแกนนอน (HAWT) เนื่องจากมีลมแรงและสม่ำเสมอ
    • พื้นที่ในเมืองหรือพื้นที่จำกัด: เหมาะสำหรับกังหันลมแนวแกนตั้ง (VAWT) เนื่องจากสามารถรับลมได้จากทุกทิศทางและติดตั้งง่าย

    ส่วนประกอบสำคัญของกังหันลม

    ส่วนประกอบสำคัญของกังหันลม
    • 1. ใบพัด เป็นตัวรับพลังลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกล ซึ่งยึดติดกับชุดแกนหมุนและส่งแรงจากแกนหมุนไปยังเพลาแกนหมุน
    • 2. เพลาแกนหมุน ซึ่งรับแรงจากแกนหมุนใบพัด และส่งผ่านระบบกำลัง เพื่อหมุนและปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
    • 3. ห้องส่งกำลัง ซึ่งเป็นระบบปรับเปลี่ยนและควบคุมความเร็วในการหมุน ระหว่างเพลาแกนหมุนกับเพลาของเคริ่องกำเนิดไฟฟ้า
    • 4. ห้องเครื่อง ซึ่งมีขนาดใหญ่และมีความสำคัญต่อกังหันลม ใช้บรรจุระบบต่างๆ ของกังหันลม เช่น ระบบเกียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เบรก และระบบควบคุม
    • 5. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า
    • 6. ระบบควบคุมไฟฟ้า ซึ่งใช้ระบบคอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุมการทำงาน และจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบ
    • 7 .ระบบเบรค เป็นระบบกลไกเพื่อใช้ควบคุมการหยุดหมุนของใบพัดและเพลาแกนหมุนของกังหัน เมื่อได้รับความเร็วลม เกินความสามารถของกังหัน ที่จะรับได้ และในระหว่างการซ่อมบำรุงรักษา
    • 8 .แกนคอหมุนรับทิศทางลม เป็นตัวควบคุมการหมุนห้องเครื่อง เพื่อให้ใบพัดรับทิศทางลมโดยระบบอิเลคทรอนิคส์ ที่เชื่อมต่อให้มีความสัมพันธ์ กับหางเสือรับทิศทางลมที่อยู่ด้านบนของเครื่อง
    • 9 .เครื่องวัดความเร็วลมและทิศทางลม ซึ่งเชื่อมต่อสายสัญญาณเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อเป็นตัวชี้ขนาดของความเร็วและทิศทางของลม เพื่อที่คอมพิวเตอร์จะได้ควบคุมกลไกอื่นๆ ได้ถูกต้อง
    • 10 .เสากังหันลม เป็นตัวแบกรับส่วนที่เป็นตัวเครื่องที่อยู่ข้างบน

    กังหันลมเหมาะกับใคร?

    กังหันลม

    กังหันลมเป็นเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและส่งเสริมความยั่งยืนในด้านพลังงาน โดยเฉพาะในประเทศไทย กังหันลมมีความเหมาะสมกับกลุ่มบุคคลและองค์กรต่าง ๆ ดังนี้:

    เจ้าของบ้านและเกษตรกรในพื้นที่ชนบท

    กังหันลมขนาดเล็กเหมาะสำหรับบ้านหรือฟาร์มที่อยู่ในพื้นที่ที่มีลมพัดแรงและสม่ำเสมอ เช่น พื้นที่ชายฝั่งทะเลหรือที่ราบสูงสามารถใช้ผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้ในครัวเรือนหรือสูบน้ำเพื่อการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในระยะยาวและส่งเสริมการใช้พลังงานทดแทนในชุมชน

    ธุรกิจและโรงงานอุตสาหกรรม

    สำหรับธุรกิจที่มีพื้นที่กว้างขวางและต้องการลดต้นทุนด้านพลังงาน การติดตั้งกังหันลมขนาดใหญ่สามารถช่วยผลิตไฟฟ้าใช้เองหรือขายคืนให้กับระบบไฟฟ้าได้ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่มีการใช้พลังงานสูง การลงทุนในกังหันลมสามารถเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าในระยะยาว

    หน่วยงานราชการและองค์กรพัฒนา

    การติดตั้งกังหันลมในพื้นที่สาธารณะ เช่น โรงเรียน โรงพยาบาล หรือศูนย์ชุมชน สามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและส่งเสริมการใช้พลังงานสะอาดในระดับท้องถิ่น นอกจากนี้ ยังเป็นการส่งเสริมการเรียนรู้และสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับพลังงานทดแทนในชุมชน

    ผู้ที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อมและต้องการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

    การใช้กังหันลมเป็นแหล่งพลังงานทดแทนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เหมาะสำหรับผู้ที่ต้องการมีส่วนร่วมในการแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและส่งเสริมความยั่งยืนในระดับบุคคลและชุมชน

    ข้อดีของการใช้กังหันลม

    กังหันลมเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่มีบทบาทสำคัญในการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและส่งเสริมความยั่งยืนด้านพลังงาน โดยมีข้อดีหลายประการที่น่าสนใจ ดังนี้:

    1. พลังงานสะอาดและยั่งยืน

    กังหันลมใช้พลังงานจากลม ซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่มีวันหมด และไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือก๊าซเรือนกระจกระหว่างการผลิตไฟฟ้า ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและภาวะโลกร้อน

    2. ลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในระยะยาว

    แม้ว่าการติดตั้งกังหันลมจะมีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง แต่ต้นทุนการดำเนินงานและบำรุงรักษาต่ำ เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ ทำให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในระยะยาวได้

    3. สร้างงานและกระตุ้นเศรษฐกิจท้องถิ่น

    การพัฒนาโครงการกังหันลมสามารถสร้างงานในด้านการผลิต การติดตั้ง และการบำรุงรักษา รวมถึงส่งเสริมเศรษฐกิจในพื้นที่ชนบทผ่านการเช่าที่ดินและการพัฒนาท้องถิ่น

    4. การใช้งานที่หลากหลาย

    กังหันลมสามารถนำมาใช้ในหลายรูปแบบ เช่น การผลิตไฟฟ้า การสูบน้ำเพื่อการเกษตร หรือแม้แต่เป็นแหล่งท่องเที่ยวที่ดึงดูดนักท่องเที่ยว สร้างรายได้เพิ่มเติมให้กับชุมชน

    5. ลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานฟอสซิล

    การใช้กังหันลมช่วยลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานฟอสซิลที่มีปริมาณจำกัดและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียนที่ยั่งยืน

    การนำกังหันลมมาใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงานสามารถช่วยเสริมสร้างความมั่นคงด้านพลังงาน ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และส่งเสริมเศรษฐกิจในระดับท้องถิ่นและประเทศ

    ปัจจัยสำคัญในการเลือกกังหันลม

    การเลือกกังหันลมที่เหมาะสมเป็นการตัดสินใจที่สำคัญ ซึ่งต้องพิจารณาหลายปัจจัยเพื่อให้การผลิตพลังงานมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า ต่อไปนี้คือปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณา:

    1. ศักยภาพของพลังงานลมในพื้นที่

    • ความเร็วลมเฉลี่ย: ควรมีความเร็วลมเฉลี่ยอย่างน้อย 4–5 เมตร/วินาที เพื่อให้กังหันลมสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
    • ทิศทางและความสม่ำเสมอของลม: พื้นที่ที่มีลมพัดสม่ำเสมอและทิศทางคงที่ จะช่วยให้กังหันลมทำงานได้ต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น

    2. ประเภทและขนาดของกังหันลม

    • ประเภทของกังหันลม:
    • กังหันลมแกนนอน (HAWT): มีประสิทธิภาพสูง เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีลมแรงและสม่ำเสมอ
    • กังหันลมแกนตั้ง (VAWT): เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีทิศทางลมเปลี่ยนแปลงบ่อย และมีพื้นที่จำกัด
    • ขนาดของกังหันลม: ควรเลือกขนาดที่เหมาะสมกับความต้องการพลังงานของคุณ โดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์ ความสูงของเสา และกำลังการผลิตไฟฟ้า

    3. สภาพแวดล้อมและภูมิประเทศ

    • สิ่งกีดขวาง: ควรหลีกเลี่ยงการติดตั้งกังหันลมใกล้กับสิ่งกีดขวาง เช่น อาคารสูง ต้นไม้ หรือภูเขา ซึ่งอาจทำให้ลมไหลเวียนไม่สะดวกและลดประสิทธิภาพของกังหันลม
    • ความสูงของเสา: การติดตั้งกังหันลมบนเสาที่สูงขึ้นสามารถช่วยให้เข้าถึงลมที่แรงและสม่ำเสมอมากขึ้น

    4. การติดตั้งและบำรุงรักษา

    • ความสะดวกในการติดตั้ง: ควรพิจารณาความสะดวกในการขนส่งและติดตั้งกังหันลมในพื้นที่ของคุณ
    • การบำรุงรักษา: เลือกกังหันลมที่มีความทนทานและต้องการการบำรุงรักษาน้อย เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว

    5. กฎหมายและข้อบังคับ

    • การขออนุญาต: ตรวจสอบว่าพื้นที่ของคุณต้องการการขออนุญาตในการติดตั้งกังหันลมหรือไม่ และปฏิบัติตามข้อบังคับท้องถิ่น
    • ข้อจำกัดด้านเสียงและทัศนียภาพ: บางพื้นที่อาจมีข้อจำกัดด้านระดับเสียงหรือผลกระทบต่อทัศนียภาพ ซึ่งควรพิจารณาให้รอบคอบ

    6. งบประมาณและผลตอบแทนการลงทุน

    • ค่าใช้จ่ายเริ่มต้น: รวมถึงค่ากังหันลม ค่าติดตั้ง และค่าอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ
    • ผลตอบแทน: พิจารณาระยะเวลาคืนทุนและประหยัดค่าไฟฟ้าในระยะยาว เพื่อประเมินความคุ้มค่าของการลงทุน

    การพิจารณาปัจจัยเหล่านี้อย่างรอบคอบจะช่วยให้คุณเลือกกังหันลมที่เหมาะสมกับความต้องการและสภาพแวดล้อมของคุณ

    สรุป

    กังหันลม ไม่เพียงแต่เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาด แต่ยังเป็นทางเลือกทางธุรกิจที่มีศักยภาพในด้านต้นทุนและภาพลักษณ์องค์กร การเข้าใจหลักการทำงานของกังหันลม ช่วยให้ผู้ประกอบการสามารถวางแผนติดตั้งระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

    คำถามที่พบบ่อย (FAQ) – กังหันลมทำงานยังไง?

    Q: กังหันลมสามารถผลิตไฟฟ้าได้จริงหรือไม่?

    • A: ได้จริงครับ กังหันลมสามารถแปลงพลังงานจลน์จากลมให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ โดยผ่านการหมุนของใบพัดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เหมาะกับพื้นที่ที่มีลมแรงและสม่ำเสมอ

    Q: ติดตั้งกังหันลมในธุรกิจคุ้มค่าหรือไม่?

    • A: คุ้มค่าในระยะยาว โดยเฉพาะในธุรกิจที่ใช้ไฟฟ้าปริมาณมาก เช่น ฟาร์ม, รีสอร์ท, โรงงาน หรือโครงการพัฒนาอสังหาฯ การติดตั้งกังหันลมช่วยลดค่าไฟและเสริมภาพลักษณ์องค์กรสีเขียว

    Q: พื้นที่แบบไหนเหมาะกับการติดตั้งกังหันลม?

    • A: พื้นที่ที่มีความเร็วลมเฉลี่ยตั้งแต่ 5 เมตร/วินาทีขึ้นไป และไม่มีสิ่งปลูกสร้างสูงบังทิศทางลม เช่น พื้นที่โล่ง, บนเนินเขา, ชายฝั่งทะเล หรือดาดฟ้าอาคารสูง

    Q: ใช้กังหันลมร่วมกับโซล่าเซลล์ได้ไหม?

    • A: ได้ครับ สามารถทำระบบไฮบริดที่ใช้ทั้งพลังงานลมและโซล่าเซลล์ร่วมกัน เพิ่มความเสถียรในการผลิตไฟฟ้า เช่น กลางคืนไม่มีแดดแต่ยังมีลม ระบบยังคงจ่ายไฟได้ต่อเนื่อง

    Q: ต้องขออนุญาตติดตั้งกังหันลมหรือไม่?

    • A: ขึ้นอยู่กับขนาดและพื้นที่ของการติดตั้ง หากเป็นกังหันลมขนาดใหญ่ (สูงเกิน 12 เมตร) หรือติดตั้งในพื้นที่เขตเทศบาล อาจต้องยื่นขออนุญาตก่อสร้างกับหน่วยงานท้องถิ่นก่อน

    Q: กังหันลมดูแลรักษายากไหม?

    • A: ไม่ยากครับ โดยทั่วไปต้องมีการตรวจสอบปีละ 1-2 ครั้ง เช่น ตรวจสภาพใบพัด, ตรวจจาระบี, ระบบควบคุมทิศทางลม การบำรุงรักษากังหันลมที่ดีช่วยยืดอายุการใช้งานได้ 15–25 ปี

    Q: ไฟที่ผลิตจากกังหันลมใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านได้หรือไม่?

    • A: ได้ ถ้ามีการเชื่อมต่อผ่านอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงไฟจาก DC เป็น AC ซึ่งสามารถใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ามาตรฐานในบ้านหรือสำนักงานได้ปกติ

    Q: ไฟที่ผลิตจากกังหันลมใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในบ้านได้หรือไม่?

    • A: ได้ ถ้ามีการเชื่อมต่อผ่านอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงไฟจาก DC เป็น AC ซึ่งสามารถใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ามาตรฐานในบ้านหรือสำนักงานได้ปกติ

    ติดต่อและสอบถาม

    sunnergy

    โทร. 061545-5353 , 092-248-2637 , 061-545-5353