สาระสำคัญ

อากาศมีแรงที่กระทำกับวัตถุ เมื่อมีอากาศเคลื่อนไปกระทบกับใบพัดจะทำให้เกิดแรงกระทำต่อใบพัด ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือหมุน

พลังงานลมสามารถนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้โดยใช้กังหันลม ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้านั้นจะขึ้นอยู่กับรูปแบบของกังหันลมและอัตราเร็วลมแต่ละพื้นที่ กังหันลมที่พบทั่วไปมีหลายรูปแบบ ทั้งแบบแกนหมุนแนวตั้งและแกนหมุนแนวนอน ทั้งนี้ การออกแบบและสร้างกังหันลมควรคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น จำนวน ขนาด มุมของใบพัดและวัสดุที่ใช้

พลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียน (Renrwable Energy) คือ พลังงานที่มาจากแหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นโดยกระบวนการการทางธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง เช่น แสงอาทิตย์ ลม ฝน กระแสน้ำ คลื่น และความร้อนใต้พิภพ ดังนั้น พลังงานหมุนเวียนจึงเป็นพลังงานทดแทนประเภทหนึ่งที่มีความยั่งยืนเนื่องจากใช้แล้วไม่หมดไป อีกทั้งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย บางครั้งจึงเรียกว่า พลังงานสีเขียว (Green Energy) หรือพลังงานสะอาด(Clean Energy)

พลังงานลม

ลม คือ อากาศที่เคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของอากาศเป็นผลเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิสองแห่งหรือความแตกต่างของความกดอากาศสองแห่ง โดยลมจะพัดจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปสู่บริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ในธรรมชาติลมอาจเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น ลมฝนเกิดจากพายุฝนฟ้าคะนอง ลมประจำถิ่นเกิดจากพื้นผิวได้รับความร้อนแตกต่างกัน ลมทั่วโลกเกิดจากความแตกต่างในการดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์ระหว่างเขตภูมิอากาศบนโลก สองสาเหตุหลักของการไหลเวียนขนาดใหญ่ในบรรยากาศโลก คือ ความแตกต่างความร้อนระหว่างเส้นศูนย์สูตรและขั้วโลกและการหมุนของโลก

มนุษย์เราใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมานานหลายพันปี ในการอำนวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต เช่น การแล่นเรือใบเพื่อขนส่งสิ้นค้า การหมุนกังหันวิดน้ำ การสูบน้ำ การบดเมล็ดพืช ในปัจจุบันมนุษย์ได้ให้ความสำคัญกับการใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมากขึ้น โดยนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า “กังหันลม”

กังหันลม

กังหันลมเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานจากลมไปเป็นพลังงานอื่นที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันได้ เช่น การสูบน้ำ การผันน้ำเข้านาเกลือ การผลิตไฟฟ้า กังหันลมมีหลายรูปแบบ ทั้งแบบแกนหมุนแนวตั้งและแกนหมุนแนวนอน

ส่วนประกอบของระบบกังหันลม

กังหันลมมีส่วนประกอบหลักๆ ดังต่อไปนี้

1 ) ใบกังหัน เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดซึ่งเป็นตัวทำให้เกิดพลังงานกลที่เพลาของกังหัน จำนวนใบกังหันอาจมีตั้งแต่หนึ่งถึงหลายสิบใบ ขึ้นอยู่กับการออกแบบและใช้งา

2 ) เพลาแกนหมุน ซึ่งรับแรงจากแกนหมุนใบพัด และส่งผ่านระบบกำลังเพื่อหมุนและปั่น

3 ) หอคอย หอคอยทำหน้าที่ยึดตัวกังหันลมให้อยู่ในระดับสูง เพื่อรับกระแสลมได้มากขึ้นทุกทิศทาง หอคอยอาจเป็นท่อตรงที่มีสายยึดหรืออาจเป็นโครงสร้างเหล็กหรือไม้ ที่สามารถรับน้ำหนักและการสั่นสะเทือนจากตัวกังหันได้

รูปแบบของกังหันลม

กังหันลมสามารถแบ่งออกตามลักษณะการจัดวางแกนของใบพัดได้ 2 รูปแบบ คือ

1 ) กังหันลมแนวแกนตั้ง เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบซึ่งทำให้สามารถรับลมในแนวราบได้ทุกทิศทาง

2 ) กังหันลมแนวแกนนอน เป็นกังหันลมที่มีแนวแกนหมุนขนานกับทิศทางของลมโดยมีใบพัดเป็นตัวตั้งฉากรับแรงลม มีอุปกรณ์ควบคุมกังหันให้หันไปตามทิศทางของกระแสลม

กังหันลมแนวแกนนอน (HAWT) กังหันลมแนวแกนตั้ง (VAWT)