กังหันลมแนวแกนตั้งกับแนวแกนนอน แบบไหนดีกว่ากัน?
"กังหันลม" จำแนกตามลักษณะแนวแกนหมุนของกังหันจะได้ 2 แบบ
1. กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Wind Turbine)
เป็นกังหันลมที่เพลาใบพัดกังหันลมหลักและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ด้านบนสุดของเสา และขนานกับพื้นราบในแนวนอนหรือขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของลม
ขอบคุณภาพจาก www.conserve-energy-future.com
การทำงานแบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ ทำงานโดยหันหน้าให้ลมและหันหลังให้ลม
การหมุนคอของกังหันลมขนาดเล็กจะหันหน้าเข้าหาลมโดยใช้หางเสือ
กังหันขนาดใหญ่ใช้เซ็นเซอร์วัดทิศทางลมร่วมกับเซอร์โวมอเตอร์ (servomotor) เพื่อขับเคลื่อนคอให้หันหน้าเข้าหาลม
ขอบคุณภาพจาก energynext.co.th
กังหันลมส่วนใหญ่มีกล่องเกียร์เพื่อช่วยเพิ่มความเร็วรอบของเพลาให้หมุนเร็วขึ้น เพื่อให้เหมาะสมกับการขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
กังหันลมระดับเมกะวัตต์ที่มีขายในท้องตลาดเป็นแบบกังหันลมแกนหมุนแนวนอนทั้งสิ้น
2. กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Wind Turbine)
เป็นกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ ซึ่งทำให้สามารถรับลมในแนวราบได้ทุกทิศทาง กังหันลมแบบแกนตั้งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานต่ำ มีข้อจำกัดในการขยายให้มีขนาดใหญ่และการยกชุดใบพัดเพื่อรับแรงลม
กังหันลมแบบแนวตั้งที่ผลิตได้ในประเทศไทย
ข้อดี = สามารถรับลมได้ทุกทิศทาง ซึ่งมีประโยชน์อย่างมากสำหรับบริเวณที่มีการเปลี่ยนทิศทางลมบ่อยๆ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบเกียร์วางอยู่ใกล้พื้นดิน เพลาของกังหันลมสามารถขับต่อโดยตรงกับเกียร์ที่อยู่ที่พื้นดินทำให้บำรุงรักษาได้ง่าย ทำงานเงียบ เหมาะสำหรับติดตั้งในชุมชน
ข้อเสีย = ติดตั้งในระดับพื้นดินซึ่งมีความเร็วลมตํ่า ทำให้ผลิตไฟฟ้าได้ลดลง นอกเหนือจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์กำลัง (Cp) ของกังหันลมตํ่ากว่ากังหันลมแกนหมุนแนวนอน เนื่องจากใบพัดด้านหนึ่งเกิดแรงยก แต่อีกด้านเกิดแรงลากสวนทิศทางลม
ชนิดที่นิยมมากที่สุด คือ กังหันลมแบบแดร์เรียส (Darrieus Vertical Axis Wind Turbine) และกังหันลมแบบซาโวเนียส (Savonius Wind Turbine)
กังหันลมแบบแดร์เรียสเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น “eggbeater” ถูกคิดค้นโดย Georges Darrieus ในปี ค.ศ.1931
กังหันลมแบบแดร์เรียสหมุนด้วยความเร็วสูง แรงบิดตํ่า (เปรียบเทียบกับกังหันลมแกนหมุนแนวตั้งแบบอื่นๆ เหมาะสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปการเริ่มต้นหมุนจำเป็นต้องมีเครื่องช่วยในการออกตัวของกังหัน เพราะแรงบิดออกตัวของกังหันลมมีค่าตํ่ามาก กังหันลมแบบแดร์เรียสมีใบพัดสองใบหมุนรอบเพลาแนวตั้ง โดยแรงที่ใช้ในการหมุนใช้แรงยกทางอากาศพลศาสตร์
Darrieus Vertical Axis Wind Turbine
กังหันลมแบบซาโวเนียสเป็นกังหันที่ทำงานโดยอาศัยแรงลาก (มีประสิทธิภาพตํ่ากว่ากังหันที่ทำงานโดยอาศัยแรงยก) ขณะทำงานจะหมุนด้วยความเร็วตํ่าแต่แรงบิดสูง เหมาะสำหรับใช้แรงบิดในการสูบนํ้า การโม่แป้ง
Savonius Wind Turbine จาก www.researchgate.net
กังหันลมที่นิยมอย่่างมาก คือ กังหันลมแบบแนวแกนนอน ส่วนมากออกแบบให้เป็นชนิดที่ขับใบกังหันด้วยแรงยก ต่อมากังหันลมแบบแนวแกนตั้งได้รับการพัฒนา ในระยะหลังนี้จึงได้รับความสนใจมากขึ้น เนื่องจากมีข้อดีมากกว่าแบบแนวแกนนอน คือ ในแบบแนวแกนตั้งนั้นไม่ว่าลมจะเข้ามาทิศไหนก็ยังหมุนได้ โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ควบคุมให้กังหัน หันหน้าเข้าหาลม อีกทั้งแบบแนวแกนตั้งมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบการส่งกำลังวางไว้ใกล้พื้นดินมากกว่าแบบแกนนอน เวลาเกิดปัญหาจึงสามารถแก้ไขได้ง่ายกว่าแบบแกนนอนที่ติดอยู่บนหอคอยสูง
สรุปแล้ว แบบไหนดีกว่ากัน ขึ้นอยู่กับการใช้งานนะคะ ว่าจุดประสงคืในการติดตั้งกังหันลมนั้น ติดตั้งไว้เพื่ออะไร
ขอบคุณที่อ่านจนจบค่ะ
- 11
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
