เศรษฐกิจพอเพียงลดภาวะโลกร้อน

พลังงานลม (Wind Energy)
ลมเป็นพลังงานที่มนุษย์ใช้มานานกว่า 2,000 ปี โดยการใช้กังหันลมหมุน เครื่องบดธัญพืช สูบน้ำ และเครื่องจักรกลต่างๆ ลมเป็นพลังงานธรรมชาติที่สะอาดและไม่มีวันหมดสิ้นไปจากโลก มนุษย์ได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมานานแสนนานในการอำนวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต และการศึกษาค้นคว้าเพื่อพัฒนาการใช้ประโยชน์จากพลังงานลมก็ยังคงดำเนินอยู่ตราบจนทุกวันนี้
     อากาศในส่วนที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะมีความหนาแน่นลดลง จึงเบาและลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบน ขณะเดียวกันอากาศที่เย็นกว่าจะมีน้ำหนักมากกว่าจึงเคลื่อน ตัวเข้ามาแทนที่ก่อให้เกิดกระแสลมพัดผ่านกระจายอยู่ ทั่วไปในชั้นบรรยากาศ
     สำหรับประเทศไทยมีศักยภาพของพลังงานลม ต่ำยกเว้นบริเวณ ชายฝั่งอ่าวไทยและทะเลอันดามัน รวมทั้งบริเวณเกาะและที่ราบปากแม่น้ำเจ้าพระยา ปัจจุบันการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ได้ติดตั้งสถานีทดลองผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานลมที่แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต โดยการทดลองใช้งานและเก็บข้อมูลเพื่อระบบในอนาคต
สถานภาพการใช้ประโยชน์พลังงานลม สถานภาพการนำพลังงานลมมาประยุกต์ใช้งาน ในประเทศไทย จัดแบ่งออกได้เป็น 3 ลักษณะ ได้แก่กังหันลมเพื่อการสูบน้ำ กังหันลมเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้า และการใช้พลังงานลมเพื่อการระบายอากาศหลังคา
1.) กังหันลมเพื่อการสูบน้ำ
การใช้กังหันลมเพื่อการสูบน้ำ ปัจจุบันได้มีการ ติดตั้งใช้งานในประเทศไทยไม่น้อยกว่า 6,000 ตัว
2.) กังหันลมเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้า
การใช้กังหันลมเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้า ปัจจุบันได้มีการติดตั้ง สาธิตใช้งานในประเทศไทย รวมจำนวน 7 ตัว มีกำลังการผลิตไฟฟ้ารวม 192 กิโลวัตต์ ณ แหลมพรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต
3.) การใช้พลังงานลมเพื่อการระบายอากาศจากหลังคา
ปัจจุบันได้มีการติดตั้งกังหันลมระบายอากาศบนหลังคาของโรงงาน และบ้านพักอาศัยอยู่บ้าง สำหรับการระบายอากาศร้อนภายในตัวอาคารออกสู่ภายนอก และเป็นเทคโนโลยีที่สามารถใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างหนึ่ง 
หลักการทำงานของกังหันลมผลิตไฟฟ้า
เมื่อลมมาปะทะจนทำให้กังหันหมุน ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่มีอยู่ติดกับส่วนของกังหันผลิตและทำการจ่ายกำลังไฟฟ้ากระแสตรงผ่านเครื่องควบคุมไฟฟ้ากระแสตรงที่ติดตั้งทางด้านล่างเพื่อสะสมพลังงานโดยการอัดประจุไฟฟ้าให้แก่แบตเตอรี่แล้วจึงเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับอีกทอดหนึ่ง ซึ่งเป็นไฟฟ้าที่เราใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ในชีวิตประจำวัน

เทคโนโลยีกังหันลม

       เมื่อมองย้อนกลับมาในประเทศความจริงนั้น ประเทศไทยได้เริ่มโครงการพลังงานทดแทนมาตั้งแต่ปี 2526 เป็นต้นมา โดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยได้ดำเนินการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าร่วมเซลล์แสงอาทิตย์ และกังหันลม แบบต่อเข้าระบบจำหน่ายไฟฟ้า สถานที่ที่ดำเนินการทดลองอยู่ในบริเวณสถานีพลังงานทดแทนแหลมพรหมเทพ ที่เกาะภูเก็ต ซึ่งมีแรงลมตะวันตกเฉียงใต้จากทะเลอันดามันในช่วงมรสุม
       ในระยะแรกทาง กฟผ. ได้ทดลองติดตั้งกังหันลม 2 ชุด เป็นกังหันลมที่มีใบกังหัน 3 ใบ แบบแกนหมุนในแนวนอน ความเร็วรอบของกังหันประมาณ 350 รอบต่อนาทีที่ความเร็วลม 12.1 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 2,400 ฟุตต่อนาที ความเร็วลมที่สามารถเริ่มผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 3.1 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 600 ฟุตต่อนาที ความสูงของเสากังหันลม 20 เมตร ซึ่งจะสามารถผลิตไฟฟ้ากระแสตรงได้รวม 20 kW ประจุเก็บไว้แบตเตอรี่ จำนวน 120 ลูก แต่ละลูกมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 2 โวลท์ เพื่อจะได้ขนาดแรงดันไฟฟ้ารวม 240 โวลท์ กระแสตรง แล้วจึงใช้ชุดเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ แบบ 3 เฟส 416 โวลท์ 50 Hz ขนาด 15 kVA ผ่านหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อเชื่อมโยงกับระบบจำหน่ายขนาด 33 kV 3 เฟสติดตั้งแล้วเสร็จในปี 2536 
       กังหันลมอีกชุดหนึ่ง เป็นกังหันลมที่มีใบกังหัน 3 ใบ เป็นแบบแกนหมุนในแนวนอน ความเร็วรอบของกังหันประ--มาณ 38 รอบต่อนาที ที่ความเร็วลม 13 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 2,660 ฟุตต่อนาที ความเร็วลมที่สามารถเริ่มผลิตกระแสไฟฟ้าได้คือ 4 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 800 ฟุตต่อนาที ความสูงของเสากังหันลม 31 เมตร ขนาด กำลังผลิตสูงสุด 150 kW เป็นกังหันลมชนิดติดตั้งกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส 400 โวลท์ 50 Hz ติดตั้งแล้วเสร็จในปี พ.ศ.2539
       จากการทดลองจ่ายไฟฟ้าที่ผลิตได้จากกังหันลม เข้าสู่ระบบจำหน่าย พบว่า ได้ผลเป็นที่น่าพอใจกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ จะมีประโยชน์กับท้องถิ่นบริเวณนั้น ซึ่งเป็นบริเวณปลายสายส่ง โดยเฉพาะในช่วงเวลาที่ต้องการใช้ไฟฟ้าปริมาณมาก แต่การใช้กังหันลมจะประสบปัญหาในด้าน พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จะไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากความเร็วและทิศทางของลมไม่แน่นอน อีกทั้ง เสาของกังหันลมมีขนาดใหญ่ทำให้ต้องใช้พื้นที่ในการติดตั้งมาก ดังเช่นในสถานที่ทดลอง กังหันลมขนาด 150 kW มีขนาดใหญ่ จึงต้องนำไปติดตั้งใกล้กับหน้าผาชัน ทำให้เผชิญกับกระแสลมแปรปรวน และการสั่นสะเทือน อันเป็นสาเหตุทำให้เกิดความเสียหายแก่ชิ้นส่วนต่างๆ ของกังหันลม รวมไปถึงชิ้นส่วนต่างๆ ของกังหันลมยังต้องนำเข้าจากต่างประเทศทำให้ค่าใช้จ่ายสูง และเป็นการเสียดุลการค้ากับต่างชาติ ดังนั้น ในอนาคตหากจะพัฒนาให้สามารถนำพลังงานลมมาใช้ได้ ควรที่จะคำนึงถึงผลกระทบ ในด้านต่างๆ ด้วย
ในสภาวะปัจจุบัน โลกกำลังมีปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมราคาน้ำมันที่เพิ่มขึ้น ปริมาณการใช้พลังงานที่มากขึ้น ดังนั้น การทดลองนี้จะเป็นแนวทางเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ และเป็นทางเลือกพลังงานอีกทางหนึ่ง ที่สะอาดและมีอยู่อย่างไม่จำกัด จึงควรที่ภาครัฐจะให้ความสำคัญ และให้การสนับสนุนการวิจัย เพื่อการพัฒนาให้เป็นแหล่งพลังงาน 

กังหันลม คือ เครื่องจักรกลอย่างหนึ่งที่สามารถรับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมให้เป็นพลังงานกลได้ จากนั้นนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์โดยตรง เช่น การบดสีเมล็ดพืช การสูบน้ำ หรือในปัจจุบันใช้ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า การพัฒนากังหันลมเพื่อใช้ประโยชน์มีมาตั้งแต่ชนชาวอียิปต์โบราณและมีความต่อเนื่องถึงปัจจุบัน โดยการออกแบบกังหันลมจะต้องอาศัยความรู้ทางด้านพลศาสตร์ของลมและหลักวิศวกรรมศาสตร์ในแขนงต่างๆ เพื่อให้ได้กำลังงาน พลังงาน และประสิทธิภาพสูงสุด

รูปแบบเทคโนโลยีกังหันลม
กังหันลมสามารถแบ่งออกตามลักษณะการจัดวางแกนของใบพัดได้ 2 รูปแบบ คือ
1. กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Turbine (VAWT)) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ
2. กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Turbine (HAWT)) เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนขนานกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ โดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลม

ส่วนประกอบของเทคโนโลยีกังหันลม
1. กังหันลมเพื่อสูบน้ำ (Wind Turbine for Pumping) เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกลเพื่อใช้ในการชักหรือสูบน้ำจากที่ต่ำขึ้นที่สูงเพื่อใช้ในการเกษตร การทำนาเกลือ การอุปโภคและการบริโภค ปัจจุบันมีใช้อยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ แบบระหัดและแบบสูบชัก
2. กังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้า (Wind Turbine for Electric) เป็นกังหันลมที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมและเปลี่ยนให้เป็นพลังงานกล จากนั้นนำพลังงานกลมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัจจุบันมีการนำมาใช้งานทั้ง กังหันลมขนาดเล็ก (Small Wind Turbine) และกังหันลมขนาดใหญ่ (Large Wind Turbine)

 ที่มา:

http://www.energyfantasia.com/ef3/energy_pedia/show.php?show=80

http://www2.egat.co.th/re/egat_wind/wind_technology.htm 

http://www.energyfantasia.com/ef3/energy_pedia/show.php?show=432