ฉบับ สมบูรณ์ - Thailand Energy Network for Educators หน้าแรก

เทคโนโลยีการออกแบบและระบบควบคุมกำลังผลิตด้วยใบกังหันลมในช่วง 10 ปีที่ผ่านมามีหน่วยงานวิจัยหลายแห่งในต่างประเทศได้พัฒนาภาคตัดของแพนอากาศขึ้นมาสำหรับกังหันลมโดยเฉพาะและได้ทำการจดสิทธิบัตรไว้ แนวโน้มในอนาคตคือการพัฒนาภาคตัดของแพนอากาศให้มีความแข็งแรงมากขึ้น สามารถรับสภาวะการแยกตัวของอากาศออกจากผิว (Separation flow) ที่รุนแรงได้ เทคโนโลยีควบคุมกำลังผลิตจากกังหันลมในอนาคตนั้น ทางด้านวิธีการควบคุมกำลังงานกลอันเกิดจากแรงอากาศพลศาสตร์มี 2 วิธีคือการปรับมุมปะทะให้ต่ำเพื่อลดแรงยก และการปรับมุมให้สูงเพื่อให้เกิดปรากฏการณ์Stall แต่เทคโนโลยีใหม่ๆ นั้นจะมุ่งเน้นการพัฒนาความรวดเร็วในการตอบสนองของระบบและวิธีการควบคุมการปรับมุมปะทะของใบพัดเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนั้น ในปัจจุบันกังหันลมจะมีอุปกรณ์วัดความเร็วลมติดตั้งอยู่บริเวณ Hub หรือบริเวณเหนือห้องเครื่อง ข้อเสียของระบบนี้คือการปรับมุมใบพัดมีความล่าช้าเนื่องจากระบบจะสามารถประมวลผลความเร็วหลังจากที่ลมนั้นได้เข้ามาปะทะกังหันลมแล้วเท่านั้น การใช้Laser based anemometer (LIDAR) หรือการใช้เลเซอร์สำหรับวัดความเร็วลมที่กำลังเคลื่อนที่เข้าหากังหันลมจะทำให้ระบบสามารถทำการประมวลผล และทำการปรับมุมปะทะให้มีค่าที่เหมาะสมได้พอดีกับเวลาที่กระแสลมนั้นเข้าปะทะใบพัด นอกจากนี้ การที่กังหันลมสามารถรับรู้ได้ถึงความเร็วลมที่จะเปลี่ยนแปลงจะนำไปสู่การเพิ่มความยาวของใบพัดและลดอัตราการเสียหายอันเนื่องมาจากลมกระโชกได้ การสั่นของปลายใบพัดระหว่างการทำงานมีผลกระทบต่อมุมปะทะของใบเช่นกัน โดยเทคโนโลยีการตรวจจับการเคลื่อนไหวของปลายใบพัดแล้วส่งสัญญาณไปยังระบบควบคุมเพื่อทำการปรับมุมปะทะให้แรงอากาศพลศาสตร์มีความสมดุลย์ในการออกแบบกังหันลมในประเทศไทยมักนิยมใช้ภาคตัดของแพนอากาศ (Airfoil section) ตามรูปแบบมาตรฐานเช่น ภาคตัดของ NACA หรือ NASA หากจะใช้แพนอากาศที่หน่วยงานวิจัยหลายแห่งในต่างประเทศพัฒนาภาคตัดขึ้นมาสำหรับกังหันลมก็พบว่าถูกจดสิทธิบัตรไว้ทั้งสิ้น ดังนั้นจึงควรทำการพัฒนาภาคตัดของแพนอากาศขึ้นใช้เองในประเทศ สำหรับเทคโนโลยีควบคุมกำลังผลิตจากกังหันลมนั้น สถานภาพในประเทศไทยในขณะนี้ยังอยู่ในระดับเริ่มต้นเท่านั้น เนื่องจากมีประสบการณ์สร้างเฉพาะกังหันลมขนาดเล็กซึ่งยังไม่มีการควบคุมกำลังผลิตจากกังหันลมกังหันลมชนิดที่มีขนาดใหญ่ขึ้น (50 kW) ก็เป็นงานวิจัยเท่านั้นดังนั้นจึงควรเริ่มดำเนินการวิจัยและพัฒนาระบบการควบคุมกำลังผลิตจากกังหันลมทันทีเทคโนโลยีการผลิตใบกังหันลมแม้ว่าผู้ผลิตหลายแห่งจะยังคงใช้กระบวนการผลิตโดยการวางซ้อนชั้นเปียกแบบโมลเปิดอยู่ การควบคุมด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มขึ้นจะส่งผลให้ผู้ผลิตเปลี่ยนรูปแบบการผลิตเพื่อให้มีการระเหยของสารระเหยน้อยลงระบบการผลิตในปัจจุบันที่นำมาทดแทนการผลิตแบบเดิมมีอยู่ 2 ประเภทกล่าวคือการใช้เส้นใยพรีเพรกและการใช้ระบบอินฟิวชั่น อย่างไรก็ดีการใช้กระบวนการทั้งสองนี้ต้องอาศัยความเชี่ยวชาญในการออกแบบร่วมกับ68