บทความแนะนำ

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า 1

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า

     ลมเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิความกดดันของบรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก สิ่งเหล่านี้เป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเร็วลมและกำลังลมเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่าลมเป็น พลังงานรูปหนึ่งที่มีอยู่ในตัวเอง ซึ่งในบางครั้งแรงที่เกิดจากลมอาจทำให้บ้านเรือนที่อยู่อาศัยพังทลายต้นไม้หักโค่นลงสิ่งของวัตถุต่างๆล้มหรือปลิวลอยไปตามลมฯลในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำคัญและนำพลังงานจากลมมาใช้ประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่โดยทั่วไปไม่ต้องซื้อหาเป็นพลังงานที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อมและสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่รู้จักหมดสิ้น ชนิดของกังหันลมผลิตไฟฟ้า  

     ปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันลมเพื่อใช้สำหรับผลิตไฟฟ้าได้รับการพัฒนาอย่างต่เนื่องหลายประเทศทั่วโลกได้ให้ความสนใจโดยเฉพาะในทวีปยุโรป เช่น ประเทศเดนมาร์กกังหันลมที่ได้มีการพัฒนากันขึ้นมานั้นจะมีลักษณะและรูปร่างแตกต่างกันออกไป แต่ถ้าจำแนกตามลักษณะแนวแกนหมุนของกังหันจะได้ 2 แบบ

กังหันลมแนวแกนนอน (HORIZONTAL AXIS WIND TURBINE)

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า 3

     เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนขนานกับทิศทางของลม โดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลมมีอุปกรณ์ควบคุมกังหันให้หันไปตามทิศทางของกระแสลม เรียกว่า หางเสือและมีอุปกรณ์ป้องกันกังหันชำรุดเสียหายขณะเกิดลมพัดแรง เช่น ลมพายุ และตั้งอยู่บนเสาที่แข็งแรงกังหันลมแบบแกนนอน ได้แก่ กังหันลมวินด์มิลล (WINDMILLS) กังหันลมใบเสื่อลำแพนนิยมใช้กับเครื่องฉุด น้ำกังหันลมแบบกงล้อจักรยานกังหันลมสำหรับผลิตไฟฟ้าแบบพรอบเพลเลอร์ (PROPELLER) 

กังหันลมแนวแกนตั้ง (VERTICAL AXIS WIND TURBINE)

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า 2

     กังหันลมแบบแนวแกนนอนเป็นแบบที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ส่วนมากออกแบบให้เป็นชนิดที่ขับใบกังหันด้วยแรงยก แต่อย่างไรก็ตาม กังหันลมแบบแนวแกนตั้งซึ่งได้รับการพัฒนามากในระยะหลังก็ได้รับความสนใจมากขึ้น เช่นกันทั้งนี้ เนื่องจาก ข้อดีกว่าแบบแนวแกนนอน คือ ในแบบแนวแกนตั้งนั้นไม่ว่าลมจะเข้ามาทิศไหนก็ยังหมุนได้โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ควบคุมให้กังหันหันหน้าเข้าหาลมนอกจากนี้แล้วแบบแนวแกนตั้งนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบการส่งกำลังวางไว้ใกล้พื้นดินมากกว่าแบบแกนนอน เวลาเกิดปัญหาแก้ไขง่ายกว่าแบบแกนนอนที่ติดอยู่บนหอคอยสูงกว่าแบบแกนนอนเวลาเกิดปัญหาแก้ไขง่ายกว่าแบบแกนนอนที่ติดอยู่บนหอคอยสูง

    การจำแนกตามลักษณะตามแนวแกนหมุนนิยมมากเพราะเด่นชัดที่สุดและเข้าใจได้ง่ายส่วนการจำแนกตามลักษณะแรงขับของกระแสลมนั้นต้องใชความรู้ทางอากาศกลศาสตร์ (AERODYNAMIC) ประกอบด้วย กังหันลมแบบแนวแกนนอนเป็นแบบที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ส่วนมากออกแบบให้เป็นชนิดที่ขับใบกังหันด้วยแรงยกแต่อย่างไรก็ตาม กังหันลมแบบแนวแกนตั้งซึ่งได้รับการพัฒนามากในระยะหลังก็ได้รับความสนใจมากขึ้น เช่นกันทั้งนี้เนื่องจาก ข้อด ีกว่าแบบแนวแกนนอน คือ ในแบบแนวแกนตั้งนั้นไม่ว่าลมจะเข้ามาทิศไหนก็ยังหมุนได้โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ควบคุมให้กังหันหันหน้าเข้าหาลม นอกจากนี้แล้วแบบแนวแกนตั้งนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบการส่งกำลังวางไว้ใกล้พื้นดินมาก

เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้า 1

ส่วนประกอบของระบบกังหันลมผลิตไฟฟ้า

    1. ใบพัด เป็นตัวรับพลังลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกล ซึ่งยึดติดกับชุดแกนหมุนและส่งแรงจากแกนหมุนไปยังเพลาแกนหมุน

    2. เพลาแกนหมุน ซึ่งรับแรงจากแกนหมุนใบพัด และส่งผ่านระบบกำลังเพื่อหมุนและปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

    3. ห้องส่งกำลัง ซึ่งเป็นระบบปรับเปลี่ยนและควบคุมความเร็วในการหมุนระหว่างเพลาแกนหมุนกับเพลาของเคริ่องกำเนิดไฟฟ้า

    4. ห้องเครื่อง ซึ่งมีขนาดใหญ่และมีความสำคัญต่อกังหันลม ใช้บรรจุระบบต่างๆ ของกังหันลม เช่น ระบบเกียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เบรกและระบบควบคุม

    5. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

    6. ระบบควบคุมไฟฟ้า ซึ่งใช้ระบบคอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุมการทำงานและจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบ

    7. ระบบเบรค เป็นระบบกลไกเพื่อใช้ควบคุมการหยุดหมุนของใบพัดและเพลาแกนหมุนของกังหันเมื่อได้รับความเร็วลมเกินความสามารถของกังหันที่จะรับได้และในระหว่างการซ่อมบำรุงรักษา

    8. แกนคอหมุนรับทิศทางลม เป็นตัวควบคุมการหมุนห้องเครื่องเพื่อให้ใบพัดรับทิศทางลมโดยระบบอิเลคทรอนิคส์ ที่เชื่อมต่อให้มีความสัมพันธ์ กับหางเสือรับทิศทางลมที่อยู่ด้านบนของเครื่อง

    9. ครื่องวัดความเร็วลมและทิศทางลม ซึ่งเชื่อมต่อสายสัญญาณเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อเป็นตัวชี้ขนาดของความเร็วและทิศทางของลม เพื่อที่คอมพิวเตอร์จะได้ควบคุมกลไกอื่นๆ ได้ถูกต้อง

    10. เสา ซึ่งตั้งอยู่ที่พื้นที่ที่ทำการก่อสร้างอย่างถูก วิธีตามหลักวิศวกรรมและเป็นตัวแบกรับส่วนที่เป็นตัวเครื่องที่อยู่ข้างบน