การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม (Wind Power Generation)

13 มีค. 54     1771

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม (Wind Power Generation)

 

ดังเป็นที่ทราบเป็นอย่างดีว่าการใช้ ประโยชน์จากพลังงานลมมีมาอย่างยาวนานโดยการเปลี่ยนพลังงานลมเป็นพลังงานกล ซึ่งจำเป็นต่อกลไกและเครื่องจักรต่างๆ เช่น การเดินเรือ การสูบนํ้า และการสีข้าว เป็นต้น โดยในช่วงเริ่มต้นของยุคอุตสาหกรรมใหม่การใช้งานพลังงานลมเริ่มถูกแทนที่ ด้วยพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ด้วยเหตุนี้การใช้ประโยชน์จากพลังงานลมจึงลดลง อย่างไรก็ตามในช่วงต้นปี ค.ศ. 1970 ครั้งเกิดวิกฤตการณ์น้ำมันทั่วโลก ความมีบทบาทของพลังงานลมจึงกลับมามีความโดดเด่นอีกครั้งหนึ่ง โดยเป้าหมายหลักคือการนำพลังงานลมมาใช้เพื่อการผลิตไฟฟ้าร่วมกับแหล่งพลัง งานฟอสซิลเพื่อลดต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าและเพิ่มความมั่นคงของระบบ

 

ณ ปัจจุบัน การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมทั่วโลกมีอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยจากรายงานการศึกษาพบว่า มีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมเพิ่มขึ้นประมาณปีละ 19,800 เมกะวัตต์ และจากการประมาณการการเพิ่มขึ้นของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมทั่วโลกจะอยู่ ที่ประมาณ 50,000 เมกะวัตต์ ในปี พ.ศ. 2555 ซึ่งจะทำให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมรวมทั้งสิ้นเป็น 287,000 เมกะวัตต์ หรือ เป็นปริมาณประมาณ 2.7% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก

 

สถานะการณ์ปัจจุบันและศักยภาพพลังงานลมในประเทศไทย

ในประเทศไทยนั้น ได้มีการนำพลังงานลมมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าจากทั้งตัวผู้ใช้ไฟฟ้าเอง (ผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เองเป็นหลัก) และจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (ผลิตไฟฟ้าเพื่อส่งเข้าระบบส่ง) โดยตามแผนการพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทยฉบับ พ.ศ. 2550-2564 (PDP 2007) การนำพลังงานลมเพื่อการผลิตไฟฟ้าได้ถูกบรรจุในโครงการพลังงานทดแทน (Renewable Portfolio Standard: RPS) ซึ่งกำหนดนโยบายการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน เป็นสัดส่วนไม่น้อยกว่าร้อยละ 5 ของกำลังผลิตไฟฟ้าใหม่ที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน และถ่านหิน) โดยโรงไฟฟ้าของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตทั้งที่ดำเนินการเองและให้ภาคเอกชนดำเนินการ ซึ่งจะก่อสร้างในช่วงปี พ.ศ. 2551-2553 จะมีกำลังไฟฟ้าจากพลังงานลมทั้งสิ้น 4 เมกะวัตต์

 

สำหรับศักยภาพพลังงานลมในประเทศไทย จากรายงานการศึกษาของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงานและการไฟฟ้า ฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย พบว่าแหล่งศักยภาพพลังงานลมที่ดีของประเทศไทย มีศักยภาพกำลังลมเฉลี่ยทั้งปีอยู่ประมาณระดับ 1-5 (Wind Power Classes 1-5) ซึ่งเท่ากับค่าความเร็วลมประมาณ 0-6.4 เมตร/วินาที โดยบริเวณที่พบค่าความเร็วสูงสุดโดยมากอยู่บริเวณภาคใต้บริเวณชายฝั่งทะเล ตะวันออก นอกจากนี้ยังมีการสำรวจพื้นที่ที่มีศักยภาพกำลังลมเพียงพอต่างๆอย่างต่อ เนื่อง เช่น บริเวณยอดเขาหรือเทือกเขาต่างๆ เป็นต้น

 

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม (Wind Power Generation)

แผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย (เพื่อความเข้าใจเรื่อง Power Class มากขึ้น ขอยกตัวอย่างดังนี้ Class 1: ความเร็วลม 0.0-4.4 เมมตร/วินาที และ Class 7: ความเร็วลม 7.0-9.5 เมมตร/วินาที)

 

ข้อดีของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม

จากข้อมูลศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทยที่ ได้กล่าวมาแล้วนั้น หากเปรียบเทียบกับประเทศในแถบยุโรปแล้วจะพบว่าค่อนข้างตํ่า อย่างไรก็ตาม การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมมีข้อดีต่างๆมากมาย อาทิเช่น

1) ไม่มีค่าใช้จ่ายในด้านการจัดหาเชื้อเพลิงพลังงาน

2) ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถช่วยลดระดับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์ที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนได้

3) ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีศักยภาพสามารถป้อนพลังงานไฟฟ้าให้กับชุมชนได้โดยตรงโดยไม่ต้องเสียค่าก่อสร้างระบบส่งไฟฟ้าจากแหล่งผลิต

4) ใช้พื้นที่ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าน้อยเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าทั่วไป

5) ดำเนินการใช้งานได้รวดเร็ว โดยนับจากการนำกังหันลมที่ผลิตแล้วเสร็จมาติดตั้ง

 

ด้วยเหตุผลต่างๆดังตัวอย่างข้างต้น การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมถูกประเมินว่าจะมีบทบาทความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆในอนาคตอันใกล้นี้

 

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม (Wind Power Generation)

ขนาดและกำลังการผลิตไฟฟ้าของกังหันลม(หน่วยความสูง: ฟุต)

 

งานวิจัยที่เกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม

จากข้อดีต่างๆดังได้นำเสนอข้างต้น ทำให้มีงานศึกษาและงานวิจัยต่างๆจากทั้งทางภาครัฐและภาคเอกชน ตัวอย่างงานวิจัยเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม ได้แก่

1) การศึกษาผลของความไม่แน่นอนของพลังงานลม ดังเป็นที่ทราบกันดีว่าพลังงานลมขึ้นอยู่กับความเร็วและทิศทางของลมซึ่งแปร เปลี่ยนไปตามเวลาของแต่ละวันและฤดูกาล นั่นหมายความว่าพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ก็จะมีความไม่แน่นอนด้วนเช่นกัน การวางแผนการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานอื่นๆและการควบคุมผลกระทบจากความไม่ แน่นอนนี้ต่อระบบไฟฟ้ากำลังจึงเป็นประเด็นที่ผู้ให้การบริการพลังงานไฟฟ้า (การไฟฟ้าทั้งสามแห่ง) ให้ความสำคัญเป็นอย่างมาก<

2) การศึกษาการเชื่อมต่อกังหันลมเข้ากับระบบของการไฟฟ้า ข้อจำกัดทางเทคนิคต่างๆที่จำเป็นต้องทราบก่อนการติดตั้งและจ่ายพลังงานไฟฟ้า เช่น ผลกระทบของกระแสลัดวงจร ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมต่อระบบป้องกันทางไฟฟ้า ผลกระทบของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมต่อคุณภาพไฟฟ้า เช่น ฮาร์มอนิก แรงดันตก เป็นต้น

3) การศึกษาความน่าชื่อถือได้ของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมก็เป็นอีกประเด็น หนึ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมยังไม่เป็นที่แพร่หลายมากนัก ดังนั้นจึงยังไม่สามารถพึ่งพาพลังงานลมเพื่อการผลิตไฟฟ้าในปริมาณมากได้

4) การศึกษาการลดต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ต้นทุน วัสดุและเทคโนโลยีที่นำมาผลิตกังหันลม ระบบแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ระบบควบคุมความเร็วกังหันลมและกำลังไฟฟ้า ระบบส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าไปยังสายส่ง และระบบอื่นๆที่เกี่ยวข้อง แม้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานจะมีข้อดีอย่างเด่นชัด แต่ต้นทุนต่างๆข้างต้นที่มีค่าสูงนั้นส่งผลให้ราคาไฟฟ้าต่อหน่วยที่ผลิตได้ ยังต้องได้รับการพัฒนาให้ต่ำลงอีก

 

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม (Wind Power Generation)

ฟาร์มกังหันลมในทะเล (Offshore Wind Farm) เพื่อเพิ่มศักยภาพการผลิตไฟฟ้า

 

 

ที่มา www.eng.chula.ac.th