15/12/54

1

พลงงานลม พลงงานลม ((11)) ((Wind Energy)Wind Energy)

กตตกร สาสจตตกตตกร สาสจตตรายวชา พง รายวชา พง 210210 พลงงานทดแทนพลงงานทดแทน

สาขาพลงงานทดแทน มหาวทยาลยแมสาขาพลงงานทดแทน มหาวทยาลยแมโจโจ พฤศจกายน พฤศจกายน 5454

หวขอการบรรยายหวขอการบรรยาย

สวนท 1 การศกษาพลงงานลมทวไป1. บทนาเรองพลงงานลม (Introduction of Wind Energy)

2. การเกดและประเภทของลม

3. ศกยภาพดานพลงงานลมในประเทศไทย

4. หลกการทางานของกงหนลม

5. ประเภทและชนดกงหนลม

6. การใชงานกงหนลมผลตไฟฟา

สวนท 2 ทฤษฎและการตรวจสอบขอมลลม1. ทฤษฎเกยวกบพลงงานลม

2. การตรวจสอบขอมลลมในพนทตดตง

3. การตรวจวดขอมลลมและทศทางลม

4. การวเคราะหขอมลลม

15/12/54

2

สวนท 2 ทฤษฎและการตรวจสอบขอมลลม (ตอ)5. ขอมลกงหนลมผลตไฟฟา

6. การวเคราะหศกยภาพการผลตไฟฟาจากพลงงานลม

หวขอการบรรยายหวขอการบรรยาย

เพมเตม วน พธ ท 7 เดอน ธนวาคม พ.ศ.2554 1. การวเคราะหศกยภาพดานขอมลลม และพลงงานลม

2. บทปฏบตการ พลงงานลม การวเคราะหขอมล

- น.ศ. ม computer นามาดวย เพอวเคราะหขอมล ลม ดวยโปรแกรม excel

สวนท 1 การศกษาพลงงานลมทวไป

พลงงานลมเปนพลงงานหมนเวยนและสะอาด ทมตนนากาเนดมาจากการเคลอนทของอากาศ โดยอากาศในสวนทไดรบความรอนจากดวงอาทตย จะมความหนาแนนลดลง จงเบาและลอยตวขนสเบองบน ขณะเดยวกนอากาศทเยนกวาจะมนาหนกมากกวา จงเคลอนตวเขามาแทนทกอใหเกดกระแสลมพดผาน กระจายอยทวไปในชนบรรยากาศ

15/12/54

3

���������� ����� ����������� ����� �

����� ����������������� 2.5 MW

������������ ������� ������������ �������

� !����"����

� ����������#��$�%��!��

� �����&'"��()��#� ����

Wind speed and directionWind speed and direction

in Thailandin Thailand

NENE-- MONSOONMONSOONNovemberNovember--AprilApril

SWSW-- MONSOONMONSOONMayMay--OctoberOctober

ลกษณะการเกดลมในประเทศไทยลกษณะการเกดลมในประเทศไทย

PhuketPhuket IslandIsland

The mean wind speed is varies from 2.5 m/s

in the Northern part up to 4.0 m/s in the

Southern part of Thailand.

Some specific sites of Phuket Island

have been measured and evaluated by

EGAT , the result show that the

monthly wind speed is varies from

4.0 to 6.1 m/s

15/12/54

4

Year Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Avg.

1994 4.5 4.5 4.7 3.5 6.9 6.1 6.4 5.5 6.0 3.4 3.5 4.4 5.0

1995 5.4 4.9 4.4 3.9 4.3 5.3 4.1 6.1 6.8 4.1 4.9 4.8 4.9

1996 5.0 6.2 4.5 4.0 4.2 3.5 5.8 6.2 7.6 4.3 5.0 4.9 5.1

1997 5.2 4.2 4.4 3.7 5.8 NA 2.1 7.3 4.0 3.3 4.6 4.9 4.5

1998 5.1 NA NA NA NA 6.5 4.7 5.8 5.9 6.0 5.1 4.6 5.5

1999 3.8 5.2 4.5 6.3 4.3 9.8 7.6 2.3 NA 3.9 4.8 4.9 5.2

2000 4.6 NA NA 3.7 3.6 NA NA NA NA 7.0 4.2 3.3 4.4

2001 4.8 4.7 4.2 3.2 3.9 8.0 6.2 7.8 5.5 4.5 4.3 4.1 5.1

2002 4.4 5.5 4.6 3.8 4.5 4.3 5.0 5.2 6.2 4.2 3.2 4.5 4.6

2003 4.9 5.0 5.0 4.2 6.0 4.0 5.7 6.0 6.8 5.5 4.0 4.7 5.2

Avg. 4.8 5.0 4.5 4.0 4.8 5.9 5.3 5.8 6.1 4.6 4.4 4.5 4.9

Monthly mean wind speed (m/s) at 36 m. above groundMonthly mean wind speed (m/s) at 36 m. above ground

������������ ����� ������������������������� ����� �������������

NENE-- MONSOONMONSOONNovemberNovember--AprilApril

SWSW-- MONSOONMONSOONMayMay--OctoberOctober

�*�������� *+���/� ,'���

�*��-�#�� '�� &��� &.� � &.� � : www.egat.co.th: www.egat.co.th

15/12/54

5

การเกดและประเภทของลมบกการเกดและประเภทของลมบก--ลมทะเลลมทะเล

กลางวน อากาศเหนอพนดนจะมอณหภมทสงกวาอากาศเหนอพนนาเนองจากทพนนา (ทะเล) ความรอนสวนใหญทไดรบจากดวงอาทตย จะถกใชในการระเหยนา และการดดกลนความรอนของนาทสงกวาดน อากาศทรอนกวาเหนอพนดนจะลอยตวขน (ความกดอากาศตา) อากาศเยนทอยเหนอพนนา (ความกดอากาศสง) กจะเคลอนทเขามาแทนท ทาใหเกดลมพดจากพนนาเขาส

พนดน เรยกวาลมทะเล เรยกวาลมทะเล (Sea breeze)(Sea breeze)

ในชวงเวลากลางคน เนองจากความสามารถในการเกบความรอนของดนนอยกวานา ทาใหในเวลากลางคน พนดนจะคายความรอนเรวกวานา อากาศเหนอบรเวณพนดนจงมอณหภมลดตาเรวกวา

อากาศเหนอพนนา ทาใหเกดการไหลเวยนของอากาศจากพนดนไปส พนนา เรยกวาลมบก เรยกวาลมบก (Land breeze)(Land breeze)

������������ ��� ������������ ���������������

ลมทะเล ลมบก

15/12/54

6

การเกดและประเภทของลมภเขา ลมหบเขาการเกดและประเภทของลมภเขา ลมหบเขา

ในเวลากลางวน เนองจากระดบความสงทตางกน บรเวณไหลเขาจะไดรบความรอนจากดวงอาทตยสงกวาบรเวณหบเขา ทาใหอากาศบรเวณไหลเขารอนและลอยตวสงขน อากาศในหบเขาทเยนกวากจะเคลอนทเขาไปแทนท เกด กระแสลม

เรยกวา ลมหบเขา เรยกวา ลมหบเขา ((Valley breeze) Valley breeze)

กลางคน บรเวณไหลเขาจะเกดการคายความรอนเรวกวาบรเวณหบเขา ทาใหอณหภมทไหลเขา ตากวา หบเขา อากาศจงเคลอนทจากไหลเขาสงมาสหบเขา

เรยกวา ลมภเขา เรยกวา ลมภเขา ((Mountain breeze) Mountain breeze)

12 $%&'()*+,'-.,//0& 120)*3'0.,'4156+7 +,/2),89:;'/<215 63=$,-3( 0-5387-5140

http://www.energy.mju.ac.th E-mail : natthawu@mju.ac.th

"��������0���� ���)� �1(2$��� "��������0���� ���)� �1(2$��� (()$)$.) .) �2) ��' �2) ��' 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 # 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 #

������������ ���������� ������������ ����������

(Valley-Mountain Breeze) (Mountain-Valley Breeze)

15/12/54

7

การพฒนาใชประโยชนจากพลงงานลมการพฒนาใชประโยชนจากพลงงานลม

การพฒนาใชประโยชนจากพลงงานลมการพฒนาใชประโยชนจากพลงงานลม

15/12/54

8

ปรมาณการตดตงกงหนลมทวโลกปรมาณการตดตงกงหนลมทวโลก

ศกยภาพดานพลงงานลมในประเทศไทยศกยภาพดานพลงงานลมในประเทศไทย

15/12/54

9

การพฒนาพลงงานลมในประเทศไทยการพฒนาพลงงานลมในประเทศไทย

15/12/54

10

19

"��������0���� ���)� �1(2$��� "��������0���� ���)� �1(2$��� (()$)$.) .) �2) ��' �2) ��' 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 # 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 #

����=�.1'�&.1'�#� +�� �� !!����=�.1'�&.1'�#� +�� �� !!. . &.�����'�)� "+ &.�����'�)� "+ 40 40 m.m.

20

"��������0���� ���)� �1(2$��� "��������0���� ���)� �1(2$��� (()$)$.) .) �2) ��' �2) ��' 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 # 6+�17)� �1!���� �)�&1���1( 28 #

����=�.1'�&.1'�#� +�� �� ��������>?�1���� &.�����'�)� "+ ����=�.1'�&.1'�#� +�� �� ��������>?�1���� &.�����'�)� "+ 45 45 m.m.

15/12/54

11

เปาหมายการผลตพลงงานลมในประเทศไทยเปาหมายการผลตพลงงานลมในประเทศไทย

ยทธศาสตรดานพลงงานทดแทน ยทธศาสตรดานพลงงานทดแทน 15 15 ปป

15/12/54

12

ราคาราคาสวนเพมการขายไฟฟาจากพลงงานทดแทนสวนเพมการขายไฟฟาจากพลงงานทดแทน

ประเภทและชนดของกงหนลมผลตไฟฟาประเภทและชนดของกงหนลมผลตไฟฟา

1. กงหนลมแกนตง (VAWT)2. กงหนลมแกนนอน (HAWT)

15/12/54

13

กงหนลมชนดแบบแกนตงกงหนลมชนดแบบแกนตง

15/12/54

14

เทคโนโลยกงหนลมแกนตงเทคโนโลยกงหนลมแกนตง

กงหนลมชนดแบบแกนนอนกงหนลมชนดแบบแกนนอน

15/12/54

15

เทคโนโลยกงหนลมแกนนอนเทคโนโลยกงหนลมแกนนอน

ขนาดของกงหนลมผลตไฟฟาขนาดของกงหนลมผลตไฟฟา

15/12/54

16

หลกการทางานกงหนลมผลตไฟฟาหลกการทางานกงหนลมผลตไฟฟา

15/12/54

17

MW Wind turbine componentMW Wind turbine component

15/12/54

18

สวนประกอบกงหนลมผลตไฟฟาสวนประกอบกงหนลมผลตไฟฟา

1. ใบพด เปนตวรบพลงลมและเปลยนใหเปนพลงงานกล ซงยดตดกบชดแกนหมนและสงแรงจากแกนหมนไปยงเพลาแกนหมน 2. เพลาแกนหมน ซงรบแรงจากแกนหมนใบพด และสงผานระบบกาลง เพอหมนและปนเครองกาเนดไฟฟา 3. หองสงกาลง ซงเปนระบบปรบเปลยนและควบคมความเรวในการหมน ระหวางเพลาแกนหมนกบเพลาของเครองกาเนดไฟฟา 4. หองเครอง ซงมขนาดใหญและมความสาคญตอกงหนลม ใชบรรจระบบตางๆ ของกงหนลม เชน ระบบเกยร เครองกาเนดไฟฟา เบรก และระบบควบคม

สวนประกอบกงหนลมผลตไฟฟาสวนประกอบกงหนลมผลตไฟฟา

5. เครองกาเนดไฟฟา ทาหนาทเปลยนพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา6. ระบบควบคมไฟฟา ซงใชระบบคอมพวเตอรเปนตวควบคมการทางาน และจายกระแสไฟฟาเขาสระบบ7 . ระบบเบรค เปนระบบกลไกเพอใชควบคมการหยดหมนของใบพดและเพลาแกนหมนของกงหน เมอไดรบความเรวลม เกนความสามารถของกงหน ทจะรบได และในระหวางการซอมบารงรกษา8 . แกนคอหมนรบทศทางลม เปนตวควบคมการหมนหองเครอง เพอใหใบพดรบทศทางลมโดยระบบอเลคทรอนคส ทเชอมตอใหมความสมพนธ กบหางเสอรบทศทางลมทอยดานบนของเครอง 9 . เครองวดความเรวลมและทศทางลม ซงเชอมตอสายสญญาณเขาสระบบคอมพวเตอร เพอเปนตวชขนาดของความเรวและทศทางของลม เพอทคอมพวเตอรจะไดควบคมกลไกอนๆ ไดถกตอง 10 . เสากงหนลม เปนตวแบกรบสวนทเปนตวเครองทอยขางบน

15/12/54

19

การใชงานกงหนลมผลตไฟฟาการใชงานกงหนลมผลตไฟฟา

ฟารมกงหนลมผลตไฟฟาฟารมกงหนลมผลตไฟฟา

15/12/54

20

ฟารมกงหนลมผลตไฟฟา ฟารมกงหนลมผลตไฟฟา ((On shore)On shore)

ฟารมกงหนลมผลตไฟฟา ฟารมกงหนลมผลตไฟฟา ((Off shore)Off shore)

15/12/54

21

Grid Connection SystemGrid Connection System

15/12/54

22

ศกยภาพในประเทศไทย ณ ป ศกยภาพในประเทศไทย ณ ป 25512551

15/12/54

23

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทย

ฟารมกงหนลมเกาะลาน จฟารมกงหนลมเกาะลาน จ..ชลบรชลบร84 84 MB @MB @200200kW kW กฟภกฟภ, , 25492549

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทย

15/12/54

24

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทยบนอางเกบนาลาตะบนอางเกบนาลาตะคองคอง จจ..นครราชสมานครราชสมา

www.themegallery.com Company Logo

EGATEGAT

PDP PDP 2007 2007 (Revised) : (Revised) : 2 2 MWMW

Assoc.Prof.Sman Proposed Assoc.Prof.Sman Proposed 15 15 MWMW

PEA : PEA : 11..5 5 MW eMW e--Auction Auction Sathing PhraSathing Phra

15/12/54

25

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทย

สถานแหลมพรหมเทพ จสถานแหลมพรหมเทพ จ..ภเกต ขนาด ภเกต ขนาด 150 150 kWkWกฟผกฟผ.. 2526 2526 --25352535

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทย

สถานแหลมพรหมเทพ จสถานแหลมพรหมเทพ จ..ภเกต ภเกต กงหนลมขนาดเลกกงหนลมขนาดเลก

กฟผกฟผ..

15/12/54

26

การตดตงกงหนลมในประเทศไทยการตดตงกงหนลมในประเทศไทย

www.themegallery.com Company Logo

250 250 kW WTG Installed: HuasaikW WTG Installed: Huasai

Nakhon Si ThammaratNakhon Si Thammarat

11..5 5 MW being installedMW being installed

15/12/54

27

www.themegallery.com Company Logo

Southern Thailand: Potential & Target AreasSouthern Thailand: Potential & Target Areas

Transportation & Logistics: Port (Songkhla)Transportation & Logistics: Port (Songkhla)

GroundGround--Based Wind Farm (Highest Priority)Based Wind Farm (Highest Priority)

Crest Wind FarmCrest Wind Farm

www.themegallery.com Company Logo

InstallationInstallation

Big Crane Big Crane 50 50 tons tons imported from imported from Japan Japan 10 10 MBMB

15/12/54

28

สวนท สวนท 2 2 ทฤษฎและการตรวจสอบขอมลลมทฤษฎและการตรวจสอบขอมลลม

สวนท 2 ทฤษฎและการตรวจสอบขอมลลม1. ทฤษฎเกยวกบพลงงานลม

2. การสารวจแหลงพลงงานลม

3. อปกรณและการตรวจวดขอมลลม

4. การวเคราะหขอมลลม

5. คณลกษณะของกงหนลมขนาดใหญและขนาดเลก

6. การวเคราะหศกยภาพการผลตไฟฟาจากพลงงานลม

หนวยของความเรวลมหนวยของความเรวลม

Unit Conversion factor(multiply by this to get m/s)

Meter per second (m/s) 1

Kilometres per hour (km/h) 0.2778

Knots 0.515

Miles per hour (mph) 0.447

ความเรวลม โดยทวไป จะมหนวยวด เปน เมตรตอวนาท

15/12/54

29

ทฤษฎเกยวกบพลงงานลมทฤษฎเกยวกบพลงงานลม

กาลงของลม กาลงของลม คออตราสวนระหวางพลงงานจลน ซงเกดจากการเคลอนทของมวลอากาศทตกกระทบตงฉากบนหนงหนวยพนทกบทศทางการไหลของอากาศตอหนงหนวยเวลา ดงนนกาลงของลมสามารถเขยนเปนสมการไดดงน

Power = กาลงของลม (วตต)m = มวลของอากาศทตงฉากกบ ทศทางการไหลตอหนวย พนทตอหนงหนวยเวลา (kg/m2-s)V = ความเรวลม (m/s)p = ความหนาแนนอากาศ (kg/m3)

Power in the WindPower in the Wind

15/12/54

30

Power density Power density ((W/mW/m22))

คาสมประสทธกาลง คาสมประสทธกาลง ( Power Coefficient)( Power Coefficient)

• จากสมการหา กาลงลมจาเพาะ (Specific wind power , W/m2)

P = ½ pAV3

เปนคากาลงลมตามทฤษฎ แตทงนกาลงสงสดทไดจากกงหนลม จะตองคดคาสมประสทธกาลง (Cp) ซงมคาสงสด 0.593 ซงหมายความวา กาลงสงสดทไดจากกงหนลมมคา 0.593 เทาของคากาลงตามทฤษฎ

Pmax = 0.593 P

Pmax = 0.593 x ½ x p x A x V3 , Watt

15/12/54

31

ประสทธภาพของกงหนลมแบบตาง ๆประสทธภาพของกงหนลมแบบตาง ๆ

ทมา : http://www.thaiedurobot.com/product.detail_290401_th_1266943

ตวอยางท ตวอยางท 11

ตยตย..1 1 ความเรวลม ณ บรเวณชายหาดพทยามคา 8 m/s จงหาคากาลงสงสดทไดตอ

พนทหนาตดกงหนลมหนงตารางเมตร โดยใหความหนาแนนอากาศเฉลย 1.1

kg/m3

Ans.Ans.

จากสตร Pmax = 0.593 (½ pAV3 )

= 0.593 x ½ x 1.1 x 1 x 83

= 166.99 watt

นนคอ ทความเรวลม 8 m/s จะสามารถผลตกาลงออกมาได 166.99 วตต

15/12/54

32

ตวอยางท ตวอยางท 22

ตยตย..2 2 กงหนลมเครองหนงมใบพดรศม 2 เมตร ตดตงในบรเวณทมความเรวลม 10

m/s อยากทราบวากงหนลมเครองนจะผลตกาลงออกมาไดสงสดเทาไหร

Ans.Ans.

จากสตร Pmax = 0.593 (½ pAV3 )

= 0.593 x ½ x 1.1 x 3.14 x 22 x 103

= 4096.44 watt

นนคอ ทความเรวลม 10 m/s จะสามารถผลตกาลงออกมาได 4.1 กโลวตต

ตวอยางท ตวอยางท 33

ตยตย..2 2 กงหนลมเครองหนงมเสนผานศนยกลางกงหนของใบพด 800 เซนตเมตร ตดตงในบรเวณทมความเรวลม 300 km/h อยากทราบวากงหนลมเครองนจะผลตกาลงออกมาไดสงสดก kW

15/12/54

33

เพมเตม วน พธ ท 7 เดอน ธนวาคม พ.ศ.2554

1. การวเคราะหศกยภาพดานขอมลลม และพลงงานลม

2. บทปฏบตการ พลงงานลม การวเคราะหขอมล

- น.ศ. ม computer นามาดวย เพอวเคราะหขอมล ลม ดวย

โปรแกรม excel

เนอหาพลงงานลม เนอหาพลงงานลม ((22) + LAB) + LAB

Home work Home work 1 1 พลงงานลม พลงงานลม

15/12/54

34

จบการนาเสนอจบการนาเสนอ

Thank you for your attention.Thank you for your attention.