พลังงานลม (Wind Energy)
พลังงานลม (Wind Energy) หมายถึง กระบวนการในการเปลี่ยนพลังงานจลน์ของลม ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งพลังงานนี้เกิดจากการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ที่ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิและความกดอากาศบนพื้นโลก ส่งผลให้เกิดลม การใช้พลังงานลมเริ่มต้นตั้งแต่ยุคโบราณ เช่น การใช้กังหันลมในการบดเมล็ดพืชและการสูบน้ำ
ในปัจจุบัน การผลิตพลังงานลมใช้กังหันลมที่ทันสมัย ซึ่งออกแบบมาเพื่อดักจับพลังงานลมอย่างมีประสิทธิภาพ ส่วนประกอบหลักของกังหันลม ได้แก่ ใบพัด โรเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และ ระบบควบคุม เมื่อลมพัดผ่านใบพัด ใบพัดจะหมุนและถ่ายโอนพลังงานจลน์ไปยังโรเตอร์ ซึ่งจะผลิตไฟฟ้าผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า กระบวนการนี้ทำให้ได้พลังงานที่สะอาดและยั่งยืน
เพิ่มเติม : ในวันที่ปิโตรเลียมและถ่านหินเริ่มร่อยหรอ เรายังมีทางไหนให้เลือกบ้าง
เทคนิคการผลิตพลังงาน
1. ฟาร์มกังหันลมบนบก ฟาร์มกังหันลมบนบกตั้งอยู่บนพื้นที่ที่มีความเร็วลมสม่ำเสมอ เช่น ที่ราบ พื้นที่ชายฝั่งทะเล หรือพื้นที่สูง การตั้งฟาร์มลมบนบกเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดและมีต้นทุนต่ำที่สุดในการผลิตพลังงานลม
2. ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งตั้งอยู่ในทะเลหรือมหาสมุทร โดยปกติจะอยู่บริเวณไหล่ทวีป เนื่องจากบริเวณนี้มีลมแรงและสม่ำเสมอกว่าบนบก กังหันลมนอกชายฝั่งมีขนาดใหญ่กว่าและมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่า แต่ให้ผลผลิตพลังงานที่มากกว่า
3. ระบบกังหันลมขนาดเล็ก กังหันลมขนาดเล็กเหมาะสำหรับใช้ในบ้าน ฟาร์ม หรือธุรกิจส่วนบุคคล โดยสามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอสำหรับการใช้งานในพื้นที่เฉพาะ และมักใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่น เช่น โซลาร์เซลล์
4. กังหันลมแกนตั้ง (Vertical Axis Wind Turbines – VAWT) กังหันลมประเภทนี้มีแกนหมุนในแนวตั้ง เหมาะสำหรับพื้นที่ในเมืองที่ทิศทางลมเปลี่ยนแปลงบ่อย และใช้พื้นที่ติดตั้งน้อย
5. ระบบไฮบริด ระบบไฮบริดรวมพลังงานลมเข้ากับพลังงานหมุนเวียนประเภทอื่น เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ หรือพลังงานน้ำ เพื่อให้สามารถผลิตพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง
6. ระบบพลังงานลมสู่ไฮโดรเจน พลังงานลมที่ผลิตได้เกินความต้องการสามารถนำไปใช้ผลิตไฮโดรเจนผ่านกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) ซึ่งไฮโดรเจนที่ได้สามารถนำไปใช้เป็นพลังงานสะอาดสำหรับการขนส่งหรืออุตสาหกรรม
7. ระบบควบคุมอัจฉริยะ กังหันลมสมัยใหม่ติดตั้งระบบควบคุมอัจฉริยะและเซ็นเซอร์ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน โดยปรับมุมใบพัดและความเร็วการหมุนให้เหมาะสมกับความเร็วลม
เพิ่มเติม : ชนิดของ ลม
แหล่งผลิตที่มีชื่อเสียง
1. ฟาร์มกังหันลมกานซู่ ประเทศจีน ตั้งอยู่ในมณฑลกานซู่ ฟาร์มกังหันลมแห่งนี้เป็นหนึ่งในฟาร์มกังหันลมบนบกที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีกำลังการผลิตสูงถึง 20 กิกะวัตต์
2. โครงการฮอร์นซี สหราชอาณาจักร ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งในทะเลเหนือ เป็นฟาร์มกังหันลมที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีกำลังการผลิตมากกว่า 1 กิกะวัตต์
3. ศูนย์พลังงานลมอัลตา ประเทศสหรัฐอเมริกา ตั้งอยู่ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ฟาร์มแห่งนี้เป็นหนึ่งในฟาร์มกังหันลมบนบกที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 1,500 เมกะวัตต์
4. ฟาร์มกังหันลมมุปปันดาล ประเทศอินเดีย ตั้งอยู่ในรัฐทมิฬนาฑู ฟาร์มแห่งนี้ใช้ประโยชน์จากลมแรงในพื้นที่ตะวันตกของอินเดีย
5. ฟาร์มกังหันลมมิดเดิลกรุนเดน ประเทศเดนมาร์ก เป็นฟาร์มกังหันลมที่ประชาชนในท้องถิ่นมีส่วนร่วมในการเป็นเจ้าของ แสดงให้เห็นถึงการสนับสนุนพลังงานหมุนเวียนในระดับชุมชน
เพิ่มเติม : พายุหมุนเขตร้อน (tropical cyclone)
• ขนาดโครงการ: โครงการฮอร์นซีได้รับการพัฒนาเป็นหลายเฟส (Hornsea 1, 2, 3 และ 4) โดยมีเป้าหมายกำลังการผลิตไฟฟ้ารวมสูงสุดถึง 6 กิกะวัตต์ (GW)
• Hornsea 1: เริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ในปี ค.ศ. 2020 และเคยเป็นฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีกังหันลม 174 ตัว สามารถผลิตไฟฟ้าเพียงพอสำหรับบ้านเรือนกว่าหนึ่งล้านหลังในสหราชอาณาจักร
• Hornsea 2: เริ่มดำเนินการเต็มรูปแบบในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 2022 และแซงหน้า Hornsea 1 กลายเป็นฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้น มีกังหันลม 165 ตัว กำลังการผลิตรวม 1.32 GW สามารถจ่ายไฟให้บ้านเรือนกว่า 1.4 ล้านหลัง
• Hornsea 3: ได้รับการตัดสินใจลงทุนขั้นสุดท้ายในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2023 คาดว่าจะแล้วเสร็จในปี ค.ศ. 2027 และเมื่อสร้างเสร็จ จะเป็นฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดในโลกอีกครั้ง ด้วยกำลังการผลิต 2.9 GW ซึ่งเพียงพอต่อการใช้ไฟฟ้าของบ้านเรือนกว่า 3.3 ล้านหลังในสหราชอาณาจักร
• Hornsea 4: อยู่ในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาและวางแผน โครงการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความมั่นคงด้านพลังงานของสหราชอาณาจักรและเป็นตัวอย่างสำคัญของการผลิตพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่ (ที่มา : www.nsenergybusiness.com)
แนวโน้มอนาคต
1. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี กังหันลมในอนาคตจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ประสิทธิภาพสูงขึ้น และสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันไร้ใบพัด และระบบควบคุมด้วยปัญญาประดิษฐ์
2. ฟาร์มกังหันลมลอยน้ำ เทคโนโลยีกังหันลมลอยน้ำช่วยให้สามารถติดตั้งฟาร์มกังหันลมในพื้นที่น้ำลึก ซึ่งมีศักยภาพพลังงานลมสูง
3. การผสานเข้ากับระบบกริดอัจฉริยะ พลังงานลมจะมีบทบาทสำคัญในระบบกริดอัจฉริยะ ซึ่งช่วยปรับสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานของพลังงานแบบเรียลไทม์
4. การพัฒนาระบบกักเก็บพลังงาน เทคโนโลยีแบตเตอรี่และวิธีการกักเก็บพลังงานใหม่ ๆ จะช่วยแก้ปัญหาการผลิตพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง
5. การสนับสนุนจากภาครัฐและเอกชน นโยบายของรัฐบาลและการลงทุนจากภาคเอกชนจะช่วยกระตุ้นการพัฒนาพลังงานลมให้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว
พลังงานลมเป็นองค์ประกอบสำคัญของการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานหมุนเวียนระดับโลก ด้วยการลงทุน การวิจัย และความร่วมมือระหว่างประเทศ พลังงานลมสามารถสร้างโลกที่สะอาดและยั่งยืนได้อย่างแท้จริง
. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth
