กังหันลม
กังหันลม คือเครื่องจักรกลอย่างหนึ่งที่สามารถรับและแปลงพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมให้เป็นพลังงานกลได้ และนำพลังงานกลมาใช้เพื่อสูบน้ำโดยตรงหรือผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า การพัฒนากังหันลมเพื่อนำมาใช้ประโยชน์เริ่มมีมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณจนถึงยุคปัจจุบัน
โดยการออกแบบกังหันลมต้องอาศัยความรู้ทางด้านพลศาสตร์ของลมและหลักวิศวกรรมศาสตร์ในแขนงต่าง ๆ
เพื่อให้ได้กำลังงาน พลังงาน และประสิทธิภาพสูงสุด
ชื่อในภาษาอังกฤษของกังหันลมได้แก่
wind turbine, wind
generator, wind power unit (WPU), wind energy converter
 |
| กังหันลมผลิตไฟฟ้า |
รูปแบบเทคโนโลยีกังหันลม
กังหันลมสามารถแบ่งออกตามลักษณะการจัดวางแกนของใบพัดได้ 2 รูปแบบ คือ
1.กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Turbine (VAWT)) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ
มีประสิทธิภาพน้อยกว่ากังหันลมแนวแกนนอน
2.กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine (HAWT)) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนขนานกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ
โดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลม
 |
| กังหันลมแบบแนวแกนนอน |
 |
| กังหันลมแบบแนวแกนตั้ง |
ส่วนประกอบของเทคโนโลยีกังหันลม
กังหันลมเพื่อสูบน้ำ (Wind Turbine for Pumping) เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกลเพื่อใช้ในการชักหรือสูบน้ำจากที่ต่ำขึ้นที่สูงเพื่อใช้ในการเกษตร
การทำนาเกลือ การอุปโภคและการบริโภค ปัจจุบันมีใช้อยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ แบบระหัดและแบบสูบชัก
กังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้า (Wind Turbine for Electric) เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกล
จากนั้นนำพลังงานกลมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัจจุบันมีการนำมาใช้งานทั้ง
กังหันลมขนาดเล็ก (Small Wind Turbine) และกังหันลมขนาดใหญ่
(Large Wind Turbine)
 |
| กังหันลมสูบน้ำ |
ส่วนประกอบของระบบกังหันลมขนาดใหญ่สำหรับผลิตไฟฟ้า
ส่วนประกอบสำคัญๆ
ของระบบกังหันลมทั่ว ๆ ไปอาจแบ่งได้ดังนี้
 |
| ส่วนประกอบกังหันลม |
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.
ระบบเบรก เป็นระบบกลไกเพื่อใช้ควบคุมการหยุดหมุนของใบพัดและเพลาแกนหมุนของกังหัน
เมื่อได้รับความเร็วลม เกินความสามารถของกังหัน ที่จะรับได้
และในระหว่างการซ่อมบำรุงรักษา
8.
แกนคอหมุนรับทิศทางลม เป็นตัวควบคุมการหมุนห้องเครื่อง
เพื่อให้ใบพัดรับทิศทางลมโดยระบบอิเลคทรอนิคส์ ที่เชื่อมต่อให้มีความสัมพันธ์
กับหางเสือรับทิศทางลมที่อยู่ด้านบนของเครื่อง
9.
เครื่องวัดความเร็วลมและทิศทางลม ซึ่งเชื่อมต่อสายสัญญาณเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์
เพื่อเป็นตัวชี้ขนาดของความเร็วและทิศทางของลม
เพื่อที่คอมพิวเตอร์จะได้ควบคุมกลไกอื่นๆ ได้ถูกต้อง
10.
เสากังหันลม เป็นตัวแบกรับส่วนที่เป็นตัวเครื่องที่อยู่ข้างบน
มุ่งไปข้างหน้า
แม้ว่าพลังงานลมจะเติบโตอย่างรวดเร็ว
แต่ไม่สามารถรับรองได้ว่าพลังงานลมจะมีอนาคตที่สดใส
แม้ว่าปัจจุบันมีการผลิตพลังงานลมแล้วใน 50 ประเทศ
แต่ความก้าวหน้าของพลังงานลมจนถึงปัจจุบันเกิดขึ้นจากความพยายามของไม่กี่ประเทศ
โดยผู้นำ คือ เยอรมนี สเปน และ เดนมาร์ก ประเทศอื่น ๆ
จำเป็นต้องปรับปรุงอุตสาหกรรมพลังงานลมอย่างมากหากต้องการบรรลุเป้าหมายทั่วโลก
ด้วยเหตุนี้การคาดการณ์ว่าจะมีการใช้พลังงานลม 12% ของพลังงานโลกภายในพ.ศ.
2563 จึงเป็นเรื่องไม่แน่นอน แต่เป็นเป้าหมาย นั่นคือ
เป็นอนาคตที่เป็นไปได้ที่เราสามารถเลือกถ้าเราเต็มใจ
 |
| กังหันลมผลิตไฟฟ้าในทะเล |
 |
| กังหันลมเพื่อการผลิตไฟฟ้า |
 |
