พลังงานลม

พลังงานลม เป็นอีกหนึ่งพลังงานสะอาดหรือพลังงานทางเลือกที่ทั่วโลกให้ความสนใจและต้องการนำมาเป็นพลังงานทดแทน เนื่องจากพลังงานลมสามารถเกิดขึ้นเองได้ตามธรรมชาติ และไม่มีวันหมดจึงไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยพลังงานลม เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความกดอากาศ และแรงจากการหมุนของโลก ซึ่งสิ่งเหล่านี้ยังเป็นตัวกำหนดทิศทางลมและความเร็วของลมอีกด้วย

เนื่องจากพลังงานลมเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและเกิดเป็นประจำ ทำให้มีการนำพลังงานชนิดนี้มาปรับใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น กังหันลมโรงสี (windmill) ที่อาศัยการเปลี่ยนพลังงานลมเป็นพลังงานกลมาใช้สำหรับการวิดน้ำ สีข้าว หรือนวดแป้ง หรือใบเรือเองก็เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์ที่ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมในการขับเคลื่อนเรือ และในปัจจุบันผู้คนต่างให้ความสนใจกับการที่จะใช้พลังงานลมในการผลิตกระแสไฟฟ้ากันโดยใช้กังหันลม (wind turbine) กันเป็นอย่างมาก เพราะจะสามารถช่วยลดคาร์บอนและก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ด้วย

การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานลม

การผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานลม เป็นการใช้ประโยชน์ของพลังงานลมอีกประเภทหนึ่งโดยก่อนที่จะนำพลังงานลมมาใช้ประโยชน์นั้น ต้องอาศัยเครื่องจักรกลอย่าง ‘กังหันลม’ ในการเปลี่ยนพลังงานจลน์ที่ได้จากการเคลื่อนที่ของลมมาเป็นพลังงานกลก่อนนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป โดยความเร็วลมที่เหมาะสมสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าจะต้องมีความเร็วลมสม่ำเสมอหรือมีกำลังลมเฉลี่ยตลอดปีไม่น้อยกว่าระดับ 6.4 - 7.0 เมตรต่อวินาทีที่ความสูง 50 เมตร ถึงจะทำให้กังหันลมทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้มาดูกันว่ากังหันลมนั้นมีหลักการทำงานอย่างไร มีกี่ชนิด และมีส่วนประกอบอะไรบ้าง

• เทคโนโลยีกังหันลม

  กังหันลม คือ เครื่องจักรกลที่แปลงพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมแล้วนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า ด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับเทอร์ไบน์หรือไดนาโมเพื่อผลิตไฟฟ้า โดยแท้ที่จริงแล้วกังหันลมเป็นเครื่องมือที่มีมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณและมีการปรับใช้ต่อยอดมาถึงปัจจุบัน โดยอาศัยความรู้แขนงต่าง ๆ จากสาขาวิศวกรรมศาสตร์เพื่อนำมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนากังหันลมที่สามารถนำเอาพลังงานลมมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้สูงสุด

• ชนิดของกังหันลม

  • กังหันลมแกนหมุนแนวตั้ง (Vertical Axis Wind Turbine)

    กังหันลมแกนหมุนแนวตั้งจะมีทั้งแกนหมุนและใบพัดตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ

  • กังหันลมแกนหมุนแนวนอน (Horizontal Axis Wind Turbine)

    กังหันลมแกนหมุนแนวนอนจะมีแกนหมุนขนานกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ และมีใบพัดตั้งฉากรับแรงลม

ส่วนประกอบของกังหันลมเพื่อผลิตไฟฟ้า

1. ใบพัด (Blade) - ทำหน้าที่รับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลม และหมุนแกนหมุนเพื่อส่งถ่ายกำลังไปยังเพลาแกนหมุนหลัก
2. เพลาแกนหมุน (Shaft) - มีอยู่ 2 ตำแหน่งด้วยกัน ได้แก่
   • เพลาแกนหมุนหลัก (Main Shaft หรือ Low Speed Shaft) ทำหน้าที่รับแรงจากแกนหมุนใบพัด และส่งผ่านเข้าสู่ห้องปรับเปลี่ยนทดรอบกำลัง
   • เพลาแกนหมุนเล็ก (Shall Shaft หรือ High Speed Shaft) ทำหน้าที่รับแรงที่มีความเร็วรอบสูงของห้องทดรอบกำลังเพื่อหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
3. ห้องทดรอบกำลัง (Gear Box) - ทำหน้าที่ในการปรับเปลี่ยนและควบคุมความเร็วในการหมุนระหว่างเพลาแกนหมุนหลักกับเพลาแกนหมุนเล็ก
4. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) - ทำหน้าที่แปลงพลังงานกลที่ได้รับเป็นพลังงานไฟฟ้า
5. ระบบเบรก (Brake) - ทำหน้าที่เป็นระบบกลไกเพื่อใช้ควบคุมและยึดการหยุดหมุนอย่างสิ้นเชิงของใบพัดและเพลาแกนหมุนของกังหันลม เมื่อต้องการให้กังหันลมหยุดหมุนและในระหว่างการซ่อมบำรุง
6. ระบบควบคุมไฟฟ้า (Controller System) - ทำหน้าที่เป็นระบบควบคุมการทำงานและการจ่ายกระแสไฟฟ้าออกสู่ระบบโดยคอมพิวเตอร์
7. แกนคอหมุนรับทิศทางลม (Yaw Drive) - ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการหมุนห้องเครื่องเพื่อให้ใบพัดรับทิศทางลมโดยระบบอิเลคทรอนิคส์ ที่เชื่อมต่อให้มีความสัมพันธ์กับหางเสือรับทิศทางลมที่อยู่ด้านบนของเครื่อง
8. เครื่องวัดความเร็วและทิศทางลม (Anemometer and Wind Vane) - ทำหน้าที่วัดความเร็วและทิศทางลมด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ โดยจะเป็นส่วนเดียวที่ติดตั้งอยู่นอกห้องเครื่อง
9. เสา (Tower) - ทำหน้าที่เป็นตัวรับส่วนที่เป็นชุดแกนหมุนใบพัดและตัวห้องเครื่องที่อยู่ด้านบน

ศักยภาพพลังงานลมของภูมิอากาศประเทศไทย

ประเทศไทยมีพื้นที่ตั้งอยู่ในเขตเส้นศูนย์สูตร ทำให้มีลมที่เกี่ยวข้องกับภูมิอากาศของไทย 3 ประเภทด้วยกัน ได้แก่

1. ลมประจำปี: เป็นลมที่เกิดจากความกดอากาศที่มีอยู่เดิมตลอดปี บริเวณที่มีมวลอากาศน้อยเนื่องจากร้อนมากอากาศลอยตัว เรียกว่า หย่อมความกดอากาศต่ำ (Low pressure) บริเวณที่มีมวลอากาศมากเนื่องจากอากาศเย็นอากาศจึงจมตัว เรียกว่า หย่อมความกดอากาศสูง (High pressure) ซึ่งอากาศจมตัวเคลื่อนไปแทนที่อากาศที่ลอยตัวทำให้เกิดลมประจำปี
2. ลมประจำฤดู: เป็นลมที่เกิดขึ้นในภูมิภาคบริเวณกว้างและเป็นลมที่พัดเป็นเวลานานตลอดฤดูของทุกปี เรียกว่า ลมมรสุม การเกิดลมมรสุมแบ่งได้ 2 ชนิด คือ ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้หรือมรสุมฤดูร้อน และลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือหรือ มรสุมฤดูหนาว
3. ลมประจำเวลา: เป็นลมที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความกดอากาศระหว่าง 2 บริเวณในระยะเวลาสั้น ๆ ได้แก่ ลมบก ลมทะเล ลมภูเขา และลมหุบเขา โดยเฉพาะบริเวณที่อยู่ตามชายฝั่งจะได้รับอิทธิพลของลมบก ลมทะเลสูงมาก

เนื่องจากประเทศไทยอยู่ในบริเวณเขตศูนย์สูตรอิทธิพลของลมประจำปีจึงไม่มีประโยชน์ในการนำมาใช้งาน แต่ลมที่มีอิทธิพลต่อประเทศไทย ได้แก่ ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ และลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ เกิดขึ้นและพัดในทิศทางที่แน่นอน เป็นระยะเวลานานตลอดทั้งฤดูกาล และเป็นประจำทุกปี ซึ่งพื้นที่ส่วนใหญ่ที่ลมดังกล่าวพัดผ่านจะอยู่บริเวณที่ราบสูงตอนกลางของประเทศและริมชายฝั่งทะเล มีความเร็วลมเฉลี่ยประมาณ 5-7 เมตรต่อวินาที

ข้อดีของพลังงานลม

• เป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ช่วยลดก๊าซเรือนกระจกที่เป็นสาเหตุหลักของการเกิดภาวะโลกร้อน
• เป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมดสิ้น
• การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานลมปราศจากสารก่อมลพิษต่าง ๆ แตกต่างจากโรงงานไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลและโรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยสารก่อมลพิษต่าง ๆ มากมาย
• สามารถสร้างฟาร์มกังหันลมและติดตั้งกังหันลมได้อย่างรวดเร็ว ช่วยให้ประหยัดเวลาในการก่อสร้าง
• การผลิตกระแสไฟฟ้าในจำนวนเท่ากัน การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานลมใช้ต้นทุนที่ถูกว่าหากนำไปเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์
• ประสิทธิภาพในการทำงานของกังหันลมมีประสิทธิภาพมาก และใช้งบประมาณในการบำรุงรักษาน้อย
• ภาครัฐยังได้ให้การสนับสนุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมแก่ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็กหรือรายเล็กมาก โดยกำหนดอัตราส่วนเพิ่มการรับซื้อไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานลม 2.50 บาทต่อหน่วย หากเป็นโครงการใน 3 จังหวัดชายแดนภาคใต้ ยังให้อัตราเพิ่มพิเศษอีก 1.50 บาทต่อหน่วย เป็น 4.00 บาทต่อหน่วย ระยะเวลา 10 ปี

ข้อจำกัดของพลังงานลม

• เนื่องจากกังหันลมนั้นมีขนาดใหญ่มาก จึงอาจไปบดบังทัศนียภาพที่สวยงามในพื้นที่ที่มีการติดตั้งกังหันลม
• การเกิดมลภาวะทางเสียงและการรบกวนคลื่นวิทยุเมื่อมีการเปิดใช้งานกังหันลมต่อผู้ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง
• ลมในประเทศไทยมีความเร็วค่อนข้างต่ำ
• ความแรงของลมขึ้นอยู่กับสภาวะอากาศ ในบางฤดูอาจไม่มีลมเลยก็เป็นไปได้ จึงยากที่จะควบคุมความสม่ำเสมอได้
• แบตเตอรี่ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานในกังหันลมมาราคาค่อนข้างสูง
• สำหรับประเทศไทยของเรายังขาดเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับศักยภาพลมในประเทศ และขาดบุคลากรผู้เชี่ยวชาญในด้านนี้

อนาคตของพลังงานลมในประเทศไทย

อนาคตของพลังงานลมในประเทศไทยถือว่ากำลังดำเนินการไปได้อย่างราบรื่น ไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันลมให้มีประสิทธิภาพและเหมาะสมกับศักยภาพของพลังงานลมในประเทศ รวมถึงการส่งเสริมการลงทุนจากภาครัฐ จึงทำให้ผู้ประกอบการหลายรายสามารถพัฒนาและสร้างธุรกิจผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมได้สำเร็จ ปัจจุบันจากการรายงานข้อมูลโรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน ณ เดือนมกราคม 2565 ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทน พบว่ามีโรงไฟฟ้าพลังงานลมที่จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบ (OCD) แล้วจำนวน 29 แห่งทั่วประเทศไทย

โครงการที่เกี่ยวข้องกับพลังงานลมจาก GPSC

แน่นอนว่า GPSC ในฐานะบริษัทผลิตไฟฟ้าชั้นนําที่ให้ความสำคัญกับความยั่งยืนในระดับสากลและมุ่งมั่นลงทุนในการผลิตไฟฟ้าที่มาจากพลังงานทดแทนเพื่อการก้าวสู่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ของบริษัทฯ ภายในปี ค.ศ. 2060 ก็ได้เล็งเห็นถึงศักยภาพของพลังงานลมเช่นเดียวกัน ดังนั้นเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 2564 บริษัท โกลบอล รีนิวเอเบิล ซินเนอร์ยี่ จำกัด (GRSC) ซึ่งถือหุ้น 100% โดยบริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จำกัด (มหาชน) (GPSC) ได้มีการสัญญาร่วมทุนกับ บริษัท Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) ในกองทุน Copenhagen Infrastructure II K/S (CI-II) และ Copenhagen Infrastructure III K/S (CI-III) เพื่อร่วมมือในโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานลมนอกชายฝั่ง Changfang และ Xidao ในไต้หวัน เพราะเราเชื่อมั่นว่าประเทศไต้หวันนั้นมีศักยภาพและมีความก้าวหน้าในเรื่องของพลังงานสะอาดชั้นนำของโลกและมีเป้าหมายเดียวกันกับกลุ่ม GPSC ที่ต้องการผลักดันการพัฒนาในด้านพลังงานสะอาดเพื่อสิ่งแวดล้อมที่ยั่งยืน

และต่อมาเมื่อวันที่ 29 พฤศจิกายน 2565 ที่ผ่านมา GPSC ยังได้ลงนามสัญญาร่วมทุนในการพัฒนาโครงการพลังงานลมกับกลุ่ม CIP อีกครั้ง ผ่านกองทุน Copenhagen Infrastructure New Markets Fund I (CI NMF I) โดยในครั้งนี้เป็นการจัดตั้งบริษัทร่วมทุนเพื่อเดินหน้าธุรกิจพลังงานลม โดยมุ่งเน้นโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานลมภายในประเทศ ซึ่งทาง CIP พร้อมที่จะถ่ายทอดองค์ความรู้ด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมที่เกี่ยวกับพลังงานลมให้กับ GPSC และประเทศไทยโดยตรงเพื่อนำมาใช้ต่อยอดการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานลมในประเทศไทยต่อไป

โครงการโรงไฟฟ้าพลังงานลมนอกชายฝั่ง Changfang and Xidao (CFXD) ในไต้หวัน

ที่มาข้อมูล :

• สมาคมพลังงานทดแทนสู่ชุมชนแห่งประเทศไทย
• National Geographic (ฉบับภาษาไทย)
• ศูนย์ข่าวพลังงาน Energy News Center (ENC)
• GPSC : จับมือกลุ่ม CIP ตั้งบริษัทร่วมทุน รุกธุรกิจพลังงานลม ตั้งเป้าเป็นผู้นำในไทย
• GPSC : รุกถือหุ้น 25% พลังงานลมในไต้หวัน เพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนอีก 149 เมกะวัตต์

แชร์ข่าวสารนี้: