สายลมแห่งความเปลี่ยนแปลง

หากจะพูดถึง “ฟาร์มลม” หรือ “โรงไฟฟ้าพลังงานลม” ในประเทศที่มีแดดร้อนอำมหิตอย่างเมืองไทยคงจะฟังดูตลก และอาจถูกมองหน้าด้วยความกังขาได้ แต่ก็ใช่ว่าโอกาสที่จะสร้างพลังงานไฟฟ้าจากกระแสลมในไทยจะเท่ากับศูนย์ซะเมื่อไหร่...

เนื่องจากปัจจุบันประเทศไทยได้ให้ความสำคัญและสนใจในการพัฒนาด้านพลังงานทดแทนและพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น เพื่อทดแทนการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงที่ต้องซื้อหาจากต่างประเทศ ที่นับวันมีราคาแพงขึ้น กระทรวงพลังงาน ได้กำหนดกลยุทธ์การส่งเสริมพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานทดแทนอื่นๆ และพลังงานลมเป็นพลังงานทางเลือกหนึ่งในการสนับสนุนพัฒนาให้เป็นไปตามยุทธศาสตร์ความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศ เทคโนโลยี ”กังหันลมผลิตกระแสไฟฟ้า” จึงเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญ เพื่อการเลือกหาผลิตขึ้นมาใช้งานให้มีความเหมาะสมกับความเร็วลมที่มีอยู่ในพื้นที่

ชีวิตร้อนต้องพึ่งลม
แม้ว่าประเทศไทยจะตั้งอยู่ในเขตศูนย์สูตร ซึ่งหากเทียบกับประเทศที่อยู่ในยุโรปและสหรัฐ ประเทศเหล่านั้นมีอัตราความเร็วลมสูงกว่าที่ตั้งของไทย แต่เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตกังหันลมในปัจจุบันมีการพัฒนาสูงขึ้น ทำให้สามารถใช้ความเร็วลมในระดับที่ไม่สูงมากมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้เช่นกัน

กังหันลมผลิตไฟฟ้าที่นำเข้ามาจากต่างประเทศเวลานนี้มีราคาสูงและยังมีประสิทธิภาพต่ำเมื่อนำมาใช้ในประเทศไทย เพราะลมในต่างประเทศซึ่งส่วนใหญ่ในแถบประเทศยุโรปและสหรัฐอเมริกาจะมีความเร็วลมเฉลี่ยสูงกว่าประเทศไทยมาก ดร. วิรชัย โรยนรินทร์ ผู้อำนวยการกลุ่มพลังงานทดแทน กังหันลมผลิตกระแสไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี นำเสนอเทคโนโลยีพลังงานทางเลือก ซึ่งอาศัยกังหันลมเป็นตัวผลิตกระแสไฟฟ้า โดยกังหันลมนี้ถูกออกแบบโดยวิศวกรรมคนไทยเพื่อใช้สำหรับหรับลมในประเทศไทย ทำงานที่ความเร็วลมต่ำและผลิตไฟฟ้าทุกความเร็วรอบการทำงานด้วยการพัฒนาออกแบบใบพัด (Blade) ตัวผลิตไฟฟ้า (Generator) ชุดควบคุม (Controller) ให้มีความสัมพันธ์กันเพื่อผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

“ชนิดของกังหันลมแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ ตามลักษณะการวางตัวของแกนหมุน ซึ่งคือ แบบแกนนอน ที่มีแกนหมุนขนานกับทิศทางของกระแสลม และแบบแกนตั้ง ที่มีแกนหมุนตั้งฉากกับทิศทางของกระแสลม และตั้งฉากกับพื้นผิวโลก

“ระบบควบคุมในชุดกังหันลมส่วนใหญ่จะมี 2 ชนิด โดยเฉพาะแบบแกนนอน คือ ควบคุมให้ตัวกันหันหันหน้าเข้าหาทิศทางลมตลอดเวลา และควบคุมเพื่อป้องกันการเสียหายเนื่องจากความเร็วลมแรงจัดๆ
ระบบควบคุมให้กังหันหันหน้าเข้าหาทิศทางลม ส่วนมากระบบนี้จะใช้ระบบหางเสือ โดยเฉพาะกังหันลมชนิดเล็กเพราะระบบนี้เป็นแบบง่ายๆ ไม่ซับซ้อนมาก ส่วนระบบควบคุมเพื่อป้องกันการเสียหายเนื่องจากความเร็วลมแรง ปกติเมื่อลมพัดแรงจัดๆ จะมีแรงกระทำกับใบกังหันอย่างมาก ดังนั้นการออกแบบจะออกแบบระบบควบคุมให้ทำงานที่ความเร็วสูงสุดที่กังหันจะรับได้ค่าหนึ่ง

“การควบคุมจะมีลักษณะการทำงานอยู่ 2 แบบคือ แบบแรกเป็นแบบที่ทำให้กังหันลมหันหน้าเหจากระแสลมโดยการหันไปข้างๆ หรือหันเงยหน้าขึ้น หรือทำให้ใบกังหันหุบตัวเพื่อให้มีพื้นที่ของกังหันที่รับกระแสลมน้อยลง ส่วนอีกแบบหนึ่งนั้นจะเป็นแบบที่ทำให้เกิดการหน่วงต่อการหมุนของกันหันลม ซึ่งอาจทำได้โดยการบิดมุมของใบกังหันให้เกิดการหน่วงมากกว่าการขับ หรือเพิ่มชิ้นส่วนที่ทำให้เกิดแรงหน่วงขี้นอย่างสูงเมื่อความเร็วถึงจุดที่กำหนดไว้”

เนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของความเร็วลมที่แปรผันตามธรรมชาติ และความต้องการพลังงานที่สม่ำเสมอให้เหมาะสมกับการใช้งานแล้ว จะต้องมีตัวกักเก็บพลังงานและใช้แหล่งพลังงานอื่นที่เชื่อถือได้เป็นแหล่งสำรอง (Backup) หรือใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น

“การใช้แหล่งพลังงานอื่นที่เป็นตัวหมุน ระบบนี้ปกติกังหันลมจะทำหน้าที่จ่ายพลังงานให้ตลอดเวลาที่มีความเร็วลมเพียงพอ หากความเร็วลมต่ำ หรือลมสงบแหล่งพลังงานชนิดอื่นจะทำหน้าที่จ่ายพลังงานแทน  การใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น ระบบนี้ปกติมีแหล่งพลังงานชนิดอื่นจ่ายพลังงานอยู่แล้ว กังหันลมจะจ่ายพลังงานเมื่อมีความเร็วลมเพียงพอซึ่งในขณะเดียวกัน ก็ลดการจ่ายพลังงานจากแหล่งอื่น (เช่น ลดการใช้น้ำมันดีเซลของเครื่องยนต์ดีเซล) ระบบนี้แหล่งพลังงานอื่นจ่ายพลังงานเป็นหลัก ส่วนกังหันลมทำหน้าที่เสริมพลังงานของพลังงานหลักพลังงานอย่างอื่น” 

พลังงานสีขาว เพื่อโลกสีเขียว
พลังงานลม เป็นพลังงานธรรมชาติที่สะอาดและบริสุทธิ์ ใช้แล้วไม่มีวันหมดสิ้นไปจากโลก จึงทำให้พลังงานลมได้รับความสนใจในการศึกษาและพัฒนาให้เกิดประโยชน์กันอย่างกว้างขวาง ในขณะเดียวกัน กังหันลมก็เป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่สามารถนำพลังงานลมมาใช้ให้เป็นประโยชน์ได้โดยเฉพาะในการผลิตกระแสไฟฟ้าและการสูบน้ำ ซึ่งมีการใช้งานกันมาแล้วอย่างแพร่หลายในอดีตที่ผ่านมา

“วิกฤติโลกร้อนส่งผลกระทบต่อคนทั่วโลกรวมทั้งประเทศไทย ส่วนใหญ่ของปัญหาโลกร้อนเกิดจากการใช้พลังงานฟอสซิล เช่น ถ่านหิน และน้ำมัน ซึ่งเป็นเหตุให้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก ส่งผลให้โลกร้อนขึ้นทุกวัน เราเองก็ตระหนักในเรื่องนี้เป็นอย่างยิ่ง”

“ปัญหาพลังงานเป็นปัญหาใหญ่ในประเทศไทยเช่นเดียวกับทั่วโลก ซึ่งขณะนี้กระทรวงพลังงาน โดยสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน มีนโยบายนำพลังงานทดแทน เช่นพลังงานสะอาดจากกังหันลม และอื่นๆ มาใช้แทนพลังงานไฟฟ้าจากฟอสซิล เพื่อลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และลดภาวะโลกร้อน แคนนอนเองก็ตระหนักว่าพลังงานสะอาดจากกังหันลม จะเป็นทางเลือกหนึ่งที่สำคัญ ทั้งในปัจจุบันและอนาคต จึงได้คิดโครงการ “พลังงานสีขาว เพื่อโลกสีเขียว” โดยการนำกังหันลมผลิตไฟฟ้าซึ่งผลิตโดยคนไทยไปติดตั้งในโรงเรียนในจังหวัดต่างๆ 15 แห่ง เพื่อเป็นการฉลองโอกาสครบรอบ 15 ปีในประเทศไทย ในปีหน้านี้” มร.วาตารุ นิชิโอกะ ประธานบริษัทและประธานกรรมการบริหารแคนนอน กล่าว

ข้อดีของพลังงานที่ได้จากกังหันลมผลิตไฟฟ้าคือ เป็นพลังงานสะอาด ไม่ทิ้งกากและมลภาวะ ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้อหา มีระยะเวลาการให้พลังงาน 15-20 ชั่วโมงในหนึ่งวัน พลังงานลมยังเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด ใช้ประโยชน์ได้อย่างต่อเนื่อง ค่าบำรุงรักษาไม่แพง นับเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่ประเทศไทยควรพัฒนาอย่างยั่งยืน

กังหันลมผลิตไฟฟ้าเพื่อห้องสมุด
สมเกียรติ พาผล ผู้อำนวยการส่วนวางแผนธุรกิจ กล่าวว่า จะติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้า ซึ่งเป็นเทคโนโลยีของคนไทย เป็นกังหันลมแนวนอน ซึ่งได้ทำการศึกษาวิจัยจากสภาพ แวดล้อมทางภูมิศาสตร์ให้เหมาะกับกระแสลมในประเทศไทย ซึ่งอยู่ในบริเวณเส้นศูนย์สูตร

“เรามุ่งสนับสนุนกิจกรรมสำหรับวงการศึกษามาตลอด เพราะเยาวชนคือบุคลากรที่สำคัญในการพัฒนาประเทศ ดังนั้นโครงการ “พลังงานสีขาว เพื่อโลกสีเขียว” จึงเป็นการนำกังหันลมผลิตไฟฟ้าไปติดตั้งให้โรงเรียนรวม 15 แห่ง ทั้งนี้ได้ทำการคัดเลือกจากโรงเรียนระดับประถมถึงมัธยมในจังหวัดต่างๆ ทั่วประเทศ โดยมีเกณฑ์คัดเลือกคือพิจารณาโรงเรียนที่กำลังพัฒนา และมีลักษณะทางภูมิศาสตร์เหมาะสมในการติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้า โดยจะต้องมีความเร็วลมที่เหมาะสม และโรงเรียนจะต้องมีบริเวณกว้างขวางไม่มีอาคารเรียนบดบังทิศทางลม รวมถึงกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในห้องสมุดต้องสอดคล้องกับปริมาณการผลิตกระแสไฟฟ้าจากกังหันลม 1 กิโลวัตต์”

ในปี 2551 นี้จะเริ่มติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าให้แก่โรงเรียน 3 แห่งในภาคกลางคือ โรงเรียนไทยรัฐวิทยา 70 จังหวัดสมุทรสงคราม โรงเรียนเทศบาล 8 สวนสนชะอำ จังหวัดเพชรบุรี และโรงเรียนบ้านหนองพลับ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ และในปี 2552 จะนำกังหันลมผลิตไฟฟ้าไปติดตั้งให้อีก 12 โรงเรียน ซึ่งขณะนี้ยังอยู่ในระหว่างการสำรวจข้อมูล

สมเกียรติ บอกว่า วิธีการติดตั้งกังหันลมนั้น สามารถติดตั้งที่ชั้นบนตัวอาคาร หรือบนพื้นดิน และกระบวนการผลิตกระแสไฟจากกังหันลมโดยย่อคือ กังหันลมผลิตไฟฟ้าต้องการความเร็วลมที่ 2.5 เมตร / วินาที เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า 1,000 วัตต์ จากนั้นจะสะสมกระแสไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่ และส่งต่อไปที่เครื่องแปรกระแสไฟฟ้า จากกระแสตรง เป็นกระแสสลับ จ่ายไฟฟ้ากับหลอดไฟและเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ที่มีอยู่แล้ว และเครื่องใช้อุปกรณ์สำนักงานในห้องสมุด เพื่อให้เยาวชนได้มีโอกาสศึกษาหาความรู้เพิ่มเติมเรื่องพลังงานทางเลือกที่ดีต่อสิ่งแวดล้อมด้วย

จากการศึกษาทดลองโดยกลุ่มกังหันลมผลิตไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี พบว่ากังหันลมผลิตไฟฟ้า 1 ตัว สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 4,000 วัตต์หรือ 4 กิโลวัตต์ทำให้ประหยัดค่าไฟได้ วันละ 16 บาท หรือเดือนละ 480 บาท และในหนึ่งปีจะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 120 กิโลวัตต์และลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 1.08 ตัน (1 ตัน เท่ากับ 1,000 กิโลกรัม) ดังนั้นเมื่อติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าให้โรงเรียนครบ 15 แห่ง คาดว่าผลลัพธ์ที่สำคัญคือจะสามารถลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ปีละ 16.2 ตัน นอกเหนือจากการช่วยให้โรงเรียนเหล่านั้นประหยัดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าได้ปีละ 5,760 บาท

“พลังงานจากกังหันลมเป็นทางเลือกหนึ่งที่สำคัญสำหรับประเทศไทยในปัจจุบันและอนาคตซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ข้อดีของพลังงานจากกังหันลมคือ เป็นพลังงานสะอาด ไม่ทิ้งกากและมลภาวะ ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้อหา มีระยะเวลาการให้พลังงาน 15-20 ชั่วโมงในหนึ่งวัน พลังงานลมยังเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด ใช้ประโยชน์ได้อย่างต่อเนื่อง ค่าบำรุงรักษาไม่แพง นับเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่ประเทศไทยควรพัฒนาอย่างยั่งยืน นอกจากนั้นเรายังใช้เทคโนโลยีกังหันลมผลิตไฟฟ้าซึ่งเป็นเทคโนโลยีของคนไทย ได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มกังหันลมผลิตไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี เป็นงานวิจัยของนักวิชาการไทยซึ่งควรได้รับการสนับสนุน”

พลังงาน Happiness
ดุ๊ก ภาณุเดช วัฒนสุชาติ ศิลปินและนักออกแบบ ที่ได้ร่วมออกแบบลวดลายสวยงามบนกังหันลม ภายใต้แนวคิด “Happiness” ที่ได้รับแรงบันดาลใจมาจากการที่เราร่วมกันใช้พลังงานบริสุทธิ์ก่อให้เกิดการกลับมามีชีวิตอยู่ร่วมกันอย่างมีความสุขของสิ่งมีชีวิตบนโลก ซึ่งกลับคืนมาเป็นสีเขียว ด้วยความร่วมมือร่วมใจของพวกเราทุกคน โดยเน้นการใช้โทนสี Green Turquoise Green เป็นสีหลัก และ Lemonade วาดเป็นลวดลายของใบไม้ และสิ่งมีชีวิต

“ผมรู้สึกภูมิใจที่ได้มีส่วนร่วมในโครงการดีแบบนี้ เพราะผมชื่อว่านี่เป็นการเริ่มต้นที่ดีในการที่จะสร้างความรู้สึก และจิตสำนึกดีๆ ในเรื่องการใช้พลังงานให้กับเยาวชนไทย ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อวิถีชีวิตในอนาคตของพวกเรา และโดยส่วนตัวแล้ว ผมให้ความสำคัญกับเรื่องนี้ค่อนข้างสูง ตั้งแต่เรื่องนี้ยังไม่ได้ถูกนำมาพูดกันอย่างแพร่หลายเหมือนในปัจจุบัน เช่น ผมจะไม่อนุญาตให้ช่างผมในกองถ่ายละครใช้สเปรย์ฉีดจัดแต่งทรงผมมาตั้งแต่เข้าวงการใหม่ๆ , สนับสนุนการใช้ถุงผ้าเพื่อลดปริมาณขยะจากถุงพลาสติก และการใช้หลอดไฟฟ้าประหยัดพลังงาน ในฐานะนักออกแบบได้ออกแบบบ้านให้มีอากาศถ่ายเทสะดวก เพื่อลดการเปิดเครื่องปรับอากาศ สนับสนุนโครงการเพื่อโลกสีเขียวขององค์การต่างๆ รวมทั้งหน่วยงานเอกชน ในการประชาสัมพันธ์เรื่องนี้ให้แพร่หลายโดยสม่ำเสมอ”

ข้อดีของพลังงานที่ได้จากกังหันลมผลิตไฟฟ้าคือ เป็นพลังงานสะอาด ไม่ทิ้งกากและมลภาวะ ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้อหา มีระยะเวลาการให้พลังงาน 15-20 ชั่วโมงในหนึ่งวัน พลังงานลมยังเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมด ใช้ประโยชน์ได้อย่างต่อเนื่อง ค่าบำรุงรักษาไม่แพง นับเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าที่ประเทศไทยควรพัฒนาอย่างยั่งยืน

**************

กังหันลมผลิตไฟฟ้าลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เท่าไหร่
- ข้อมูลขององค์กรพลังงานของสหรัฐอเมริกา กระทรวงพลังงานของแคนาดา หน่วยเฝ้าระวังสิ่งแวดล้อมของสหราชอาณาจักร และหน่วยงานภาครัฐในออสเตรเลีย ซึ่งเผยแพร่ใน www.carbonify.com คำนวนการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยถ่านหินที่ 1.5 ปอนด์
- ใน 1 ปี กังหันลมผลิตไฟฟ้า 1 ตัวสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 120 กิโลวัตต์ (ยูนิต) / เดือน
- ใน 1 ปี กังหันลมผลิตไฟฟ้า 15 ตัว สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 21,600 กิโลวัตต์ หรือ
21,600 ยูนิต / ปี จะลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 16.2 ตัน/ปี

กังหันลมแต่ละตัวผลิตกระแสไฟฟ้าได้เท่าไหร่ และประหยัดค่ากระแสไฟได้เท่าไหร่
- โดยปกติกระแสลมในประเทศไทยมีความเร็วลมเฉลี่ยที่ 4 เมตร/วินาที และจะมีกระแสลมโดยเฉลี่ย 20 ชั่วโมง/วัน ซึ่งกังหันลมสามารถผลิตกระแสลมได้ประมาณ 200 วัตต์/ชั่วโมง เวลา 20 ชั่วโมงผลิตได้ 4,000 วัตต์หรือ 4 กิโลวัตต์
- หมายถึงผลิตได้วันละ 4 ยูนิต
- ค่ากระแสไฟฟ้ายูนิตละ 4 บาท ทำให้ประหยัดค่าไฟได้ปีละ 5,760 บาท

ประเทศที่มีกังหันลมมากที่สุดในปัจจุบันคือ ประเทศเยอรมนี โดยตัวเลขเมื่อปี 2001 เยอรมนีผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานลมถึง 8,754 เมกะวัตต์ รองลงมาคือ สหรัฐ ผลิตกระแสไฟฟ้าจากฟาร์มกังหันลมได้ 4,200 เมกะวัตต์ ตามมาด้วยสเปน 3,300 เมกะวัตต์ เดนมาร์ก 2,400 เมกะวัตต์ ซึ่งเมื่อดูจากขนาดประเทศแล้ว สเปนถือว่าเป็นดาวรุ่งเบอร์รองลงมาคือสหรัฐอเมริกา

ศักยภาพยอดเยี่ยมในการใช้พลังงานลมของไทย อยู่ที่บริเวณ 3 จังหวัดชายแดนใต้ ยะลา ปัตตานี และนราธิวาส

**************