Taweesak Poochai, profile picture
Uploaded byTaweesak Poochai
1,197 views

Thailand gogreen cavaw_ts

Embed presentation

Downloaded 13 times
รายงานนวััตกรรม “ THAILAND GO GREEN” โดย 1. ็ ช 1 เดกชายกานต บูลยประมุข ป ชนมธยมศกษาปท 3/1 ชั้ ั ศึ ป ี่ 3 1 2. เด็กชายกฤตณัฐ คุมรักษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 3. เด็กชายเขตนคร บุตรโคษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 4. เด็กชายศรัณญ สุนทรศารทูล ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 5. เด็กชายชวนากร ศรีสวัสดิ์ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/3 6. เด็็กชายภูดิศ เสถียรวัฒนา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/4 อาจารยทปรกษา อาจารยที่ปรึกษา 1. นางแววยูง สุขสถิตย 2. นายทวีศักดิ์ ภูชัย 3. นางนิตยา พูลจันทร 4. 4 นางสาวกนยา สุพรรณกูล ั โรงเรยนอนุราชประสทธ โรงเรียนอนราชประสิทธิ์ 1/92 ถนนเลี่ยงเมือง ตําบลบางกระสอ อําเภอเมือง จังหวัดนนทบุรี สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษา ประถมศึกษานนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
ชื่อนวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) (กาเหวา) โดย 1. เด็กชายกานต บูลยประมุข ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3/1 2. เด็กชายกฤตณัฐ คุมรักษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 3. เด็กชายเขตนคร บุตรโคษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 4. เด็กชายศรัณญ สุนทรศารทูล ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 5. เด็กชายชวนากร ศรสวสด์ เดกชายชวนากร ศรีสวัสดิ ชนมธยมศกษาปท ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/3 6. เด็กชายภูดิศ เสถียรวัฒนา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/4 โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ 1/92 ถนนเลี่ยงเมือง ตําบลบางกระสอ อําเภอเมือง จังหวัดนนทบรี ถนนเลยงเมอง ตาบลบางกระสอ อาเภอเมอง จงหวดนนทบุร สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษา ประถมศึกษานนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
บทที่ 1 บทนํา 1. ที่มาและความสําคัญ พลังงานทดแทนมีอยู 2 ประเภท ประเภทแรกคือ พลังงานทดแทนที่สิ้นเปลือง คือ ใชแลวหมด ไปเหมือนน้ํามันเชื้อเพลิง เชน ถานหิน กาซธรรมชาติ นิวเคลียร หินน้ํามันและทรายน้ํามัน สวนประเภท ที่ 2 คือ พลังงานหมุนเวียน ซึ่งเปนพลังงานที่ใชแลวเกิดขึ้นใหมไดตามธรรมชาติ หมุนเวียนใชไดไมมีวัน หมด เชน พลังงานแสงอาทิตย พลังงานลม พลังงานจากชีวมวล พลังงานน้ํา ปจจุบันพลังงานลมถูก จัดเป น พลั ง งานหมุน เวี ย นอี ก ชนิด หนึ่ง ที่ท่ัว โลกยอมรับว า เปน แหล ง พลั ง งานสะอาด และสามารถ นํามาใชเปนพลังงานทดแทนได มนุษยเริ่มนํากังหันลมมาใชเพื่อการผลิตไฟฟาตั้งแตป พ.ศ. 2433 แต การพัฒนากังหันลมเพื่อการผลิตไฟฟามีขอจํากัดในเรื่องของความเร็วลมและความสม่ําเสมอของลม คณะผูจัดทําโครงงานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี จึงไดออกแบบและพัฒนานวัตกรรมที่มีชื่อวา กาเหวา (CaVAWTs: Car ’ Vertical Axis Wind Turbines) ซึ่งอาศัยหลักการของกังหันลมแนวแกน ตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา การคมนาคม เพื่อลดขอจํากัด ในเรื่องความสม่ําเสมอของกําลังลม และนําไปใชประโยชนไดในอนาคต 2. จุดมุงหมายของการศึกษาค้ นคว้ า เพื่อสรางตนแบบกังหันลมติดรถยนตวงระยะไกลที่สามารถหมุนดวยความเร็วรอบสูง ิ่ 3. สมมุตฐานในการศึกษาค้ นคว้ า ิ ถากังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียสไดรับลมสม่ําเสมอแลว กังหันลมแนวแกน ตั้งแบบแรงฉุดแบบเกลียวจะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุด 4. ขอบเขตในการศึกษาหาความรู้ การสรางนวัตกรรมเรื่อง CaVAWTs (กาเหว่ า) ครั้งนี้ ไดดําเนินการระหวางวันที่ 3 ธันวาคม 2553 ถึงวันที่ 4 มกราคม 2554 ณ โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษา นนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี
2 5. การกําหนดตัวแปรที่ศกษาของการทดลอง ึ ตัวแปรตน รูปแบบของกังหันลมแบบเกลียว แบบซาโวเนียส 3 ใบ และแบบแพดเดิล 6 ใบ ตัวแปรตาม ความเร็วรอบของกังหันลม ตัวแปรควบคุม ความเร็วลม พื้นผิวของวัสดุที่ใช ชนิดของวัสดุทาใบพัด ขนาดเสนผาน ํ ศูนยกลางแกนกลางกังหันลม ระยะเวลาในการทดสอบ สถานที่ทดสอบ 6. นิยามเชิงปฏิบตการ ั ิ 6.1 CaVAWTs (กาเหวา) คือ นวัตกรรมกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียส สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา และการคมนาคมที่สามารถหมุนดวยความเร็ว รอบสูงสุด 6.2 ความเร็วรอบ คือ ความเร็วในการหมุนแกนของใบพัดกังหันลม วัดในหนวยรอบตอนาที 6.3 ความเร็วลม คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ วัดไดในหนวยเมตรตอวินาที 6.4 เครื่องวัดความเร็วลม คือ เครื่องมือที่ใชในการวัดความเร็วลม วัดไดในหนวยเมตรตอวินาที
3 บทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวของ นวัตกรรม เรื่อง CaVAWTs (กาเหวา) ของนักเรียนโรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขตพื้นที่ การศึ ก ษาประถมศึ ก ษานนทบุ รี เขต 1 จั ง หวั ด นนทบุ รี คณะผู จั ด ทํ า ได ศึ ก ษาเอกสารที่ เ กี่ ย วข อ ง ตามหัวขอตอไปนี้ 1. พลังงานทดแทน 2. ทฤษฎีเกียวกับพลังงานลม ่ - อากาศพลศาสตรของกังหันลม - ชนิดของกังหันลม - การเลือกสถานที่ตั้งกังหันลม - ผลกระทบตอสิ่งแวดลอมจากการใชพลังงานลม - กังหันลมกับการผลิตไฟฟา - กังหันลมกับการใชงาน 3. วัสดุที่ใชทากังหันลม ํ - ทอ PVC - แผนอะลูมิเนียม 4. เครื่องวัดความเร็วลม 5. หลักการทํางานของไดนาโม 6. CaVAWTs 1. พลังงานทดแทน พลังงานที่ใชแทนน้ํามันเชื้อเพลิง ซึ่งเปนพลังงานหลักที่ใชกันอยูทั่วไปในปจจุบัน พลังงาน ทดแทนแบงออกเปน 2 ประเภทคือ 1. พลังงานทดแทนจากแหลงที่ใชแลวหมดไป เชน ถานหิน แกสธรรมชาติ หินน้ํามัน 2. พลังงานทดแทนที่สามารถหมุนเวียนมาใชไดอีก เชน พลังงานแสงอาทิตย ลม ชีวมวล น้า ํ พลังงานทดแทนที่สามารถหมุนเวียนมาใชไดอีก เปนพลังงานที่ไดรับความสนใจในการศึกษา คนควา และเหมาะสมที่จะนํามาใชเปนอยางยิ่ง เนื่องจากสามารถชวยแกไขปญหาการขาดแคลนแหลง พลังงานในอนาคต และชวยลดปญหาดานมลพิษ ที่เกิดจากการใชพลังงานในปจจุบัน
4 พลังงานน้ํา เราสามารถสรางเขื่อนที่กักเก็บน้ําไวในที่สูง ปลอยใหน้ําไฟลงมาตามทอเขาสู เครื่องกังหันน้ํา ผลักดันใบพัดใหกังหันน้ําหมุนเพลาของเครื่องกังหันน้ํา ที่ตอเขากับเพลาของเครื่อง กําเนิดไฟฟาที่จะหมุนตาม เกิดการเหนี่ยวนําขึ้นในเครื่องกําเนิดไฟฟา ทําใหเกิดพลังงานไฟฟา การผลิต กระแสไฟฟาจากพลังงานน้ํา อาจจะผลิตจากเขื่อนขนาดใหญ เขื่อนขนาดกลาง หรือเขื่อนขนาดเล็ก เพื่อผลิตกระแสไฟฟา สําหรับใชในชุมชนขนาดเล็ก ซึ่งป 2547 โรงไฟฟาพลังงานน้ําในประเทศไทย มี กําลังผลิตติดตั้งรวม 2,973 เมกกะวัตต รูปที่ แผงโซลารเซลล ที่มา - http://www.solarnavigator.net/images/solar_cells_panels_array_monocrystaline.jpg พลังงานแสงอาทิตย ดวงอาทิตยเปนแหลงพลังงานความรอน และแสงสวางที่ใหญที่สุด ประเทศไทยซึงเปนประเทศที่ตั้งอยูในเขตใกลเสนศูนยสตร หรือเสนแบงครึ่งโลก จึงไดรับพลังงาน ่ ู แสงอาทิตยคอนขางสูง คาความเขมพลังงานแสงอาทิตยรวมเฉลี่ยของประเทศประมาณ 4.7 กิโลวัตต  ตอชั่วโมง ตอตารางเมตรตอวัน หากเราสามารถใชพลังงานแสงอาทิตย ที่สอดสองลงมาบนพื้นที่ของประเทศไทยเพียงหนึ่ง ในรอยสวนของพื้นที่ทั้งหมด เราจะไดรับพลังงานเทียบเทาการใชน้ํามันดิบประมาณ 7,000,000 ตันตอ ป การนําพลังงานแสงอาทิตยมาใชทําไดสองลักษณะคือ 1. กระบวนการเปลี่ยนรูปเปนพลังงานไฟฟา โดยเมื่อแสงอาทิตยตกกระทบลงมาบนแผง เซลลแสงอาทิตย เซลลแสงอาทิตยจะทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยไปเปนพลังงานไฟฟา เพื่อ นําไปใชกับอุปกรณเครื่องใชไฟฟาตาง ๆ 2. กระบวนการเปลี่ยนรูปเปนพลังงานความรอน โดยใหแสงอาทิตยสองผานแผนรับแสงมา ตกกระทบยังพื้นสีดา ทําใหเกิดความรอนเพิ่มมากขึ้นเหนือบริเวณพืน เราสามารถนําพลังงานความรอน ํ ้ ที่ไดไปใชประโยชนในลักษณะตาง ๆ อาทิ นําไปใชผลิตน้ารอน กลั่นน้ํา อบแหงพืชผลทางการเกษตร ํ
5 พลังงานชีวมวล ชีวมวลคือสิ่งที่ไดมาจากสิ่งมีชีวิต เชน ตนไม ออย ถาน ฟน แกลบ วัชพืช ตาง ๆ หรือแมกระทังขยะและมูลสัตว การนําชีวมวลมาใชเปนพลังงานนั้นสามารถทําได 2 ลักษณะคือ ่ 1. กระบวนการที่ใหความรอน เชน การนําถานไม หรือฟน เพื่อใหเกิดความรอน สําหรับ นําไปใชเพื่อประโยชนในดานตาง ๆ ซึ่งไดมีการพัฒนาเทคโนโลยีดังนี้ การพัฒนาและผลิตเตาที่ใชกันอยู ทั่วไปใหเปนเตาประสิทธิภาพสูง (เตาซูเปอรอังโล) จุดไฟติดเร็ว ใหความรอนสูง มีควันนอย ประหยัด เชื้อเพลิง และพัฒนาเตาประสิทธิภาพสูงสําหรับอุตสาหกรรมชนบทขนาดเล็ก เชน เตานึ่งเมี่ยง เตานึ่ง ปอสา เตาเผาอิฐ สวนดานเชื้อเพลิงนั้นไดคิดคน และผลิตกอนอัดชีวภาพ หรือเชื้อเพลิงเขียว โดยนําพืช หรือวัชพืชมาสับแลวอัดแทงตากแดดและอบใหแหง กอนอัดชีวมวลที่ไดจะจุดติดไฟงาย ใหความรอนสูง นอกจากนี้ ยังไดนําผลผลิต หรือผลพลอยไดของพืชจําพวกแปงและน้ําตาล เชน ขาว ขาวโพด ออย กากน้ําตาล มาผลิตเอทิลแอลกอฮอล รวมทั้งนํามันสําปะหลังมาเผาโดยควบคุมความรอน เพื่อให ไดแกสชีวมวล เพื่อนําไปใชเปนเชื้อเพลิงตอไป 2. กระบวนการทางชีวภาพ เปนการนํามูลสัตวขยะน้ําเสียมาหมักในที่ที่ไมมีอากาศ ปลอย ใหเกิดกระบวนการยอยสลายสารอินทรีย ซึ่งจะไดแกสชีวภาพสําหรับเปนเชื้อเพลิงที่ใชกับเตาหุงตม ตะเกียง เครื่องยนต หรือเครื่องกําเนิดไฟฟา ตัวอยางการใชกังหันลมผลิตกระแสไฟฟา ที่มา: http://farm1.static.flickr.com/141/346022506_c5f11e9563_o.jpg พลังงานลม ลมเปนพลังงานที่มีอยูทั่วไปไมมีวันหมด กระแสลมโดยเฉลี่ยของประเทศไทย อยูในระดับกลางถึงต่ํา ซึ่งมีความเร็วของกระแสลมต่ํากวา 4 เมตรตอวินาที เราไดนําพลังงานจาก กระแสลมมาใชในการหมุนกังหันลมสูบน้ํา ซึ่งมีอยูทั่วประเทศไทยประมาณ 5,800 ชุด มีการศึกษาและ พัฒนาการนํากังหันลมมาใชในการผลิตกระแสไฟฟาในหลายพื้นที่ของประเทศไทย โดยเฉพาะที่แหลม พรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต ไดนํากังหันลมมาใชผลิตกระแสไฟฟารวมกับการผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงาน แสงอาทิตย
6 พลังงานความรอนใตพิภพ พลังงานความรอนใตพิภพเปนพลังงานธรรมชาติเกิดจาก การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกเกิดแนวรอยเลื่อนแตก ทําใหน้ําบางสวนจะไหลซึมลงไปใตผิวโลก ไปสะสม ตัวและรับความรอนจากชั้นหินที่มีความรอนสูง กลายเปนน้ํารอนและไอน้ําที่พยายามแทรกตัวมาตามร อยเลื่อนแตกของชั้นมาบนผิวดิน อาจจะเปนในลักษณะของน้ําพุรอน ไอน้ํารอน โคลนเดือด และแกส น้ํารอนจากใตพ้ืนดินสามารถนํามาถายเทความรอนใหกับของเหลว หรือสารที่มีจุดเดือดต่ํางายตอการ เดือดและการเปนไอน้ํา แลวนําไอรอนที่ไดไปหมุนกังหัน เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกําเนิดไฟฟา นอกจากนี้ น้ําพุรอนที่นํามาใชในการผลิตกระแสไฟฟาแลว เมื่อมีอุณหภูมิต่ําลงเหลือ ประมาณ 80 องศาเซลเซียส สามารถนํามาใชเปนพลังงานในการอบแหงพืชผลทางการเกษตร เปน พลังงานสําหรับหองเย็น และเครื่องปรับอากาศไดดวย แนวโนมพลังงานทดแทนในอนาคต ปจจุบันไดมีความพยายามศึกษา คนควา วิจัยและ พัฒนาพลังงานทดแทนในรูปแบบตาง ๆ ใหสามารถนํามาใชประโยชนไดสะดวก และมีประสิทธิภาพ มากขึ้น เพื่อชวยประหยัดพลังงาน และชวยลดคาใชจาย โดยตั้งอยูบนพื้นฐานของการพึ่งพาพลังงาน จากแหลงในทองถิ่น และภายในประเทศ สามารถผลิตและใชพลังงานอยางยั่งยืน ซึ่งจะเปนหนทางหนึ่ง ที่ชวยลดการทําลายทรัพยากรที่กําลังเกิดขึ้นอยางมากมาย และรุนแรงในปจจุบัน ชวยรักษาสมดุลของ ธรรมชาติ อันเปนภัยคุกคามอยางรายแรงตอโลก และมนุษยชาติ เชื่อวาพลังงานทดแทนจะเปนหนทาง หนึ่งของการแกไขวิกฤตการณดานพลังงาน และสิ่งแวดลอมของโลกได  2. ทฤษฎีเกี่ยวกับพลังงานลม - อากาศพลศาสตรของกังหันลม อากาศพลศาสตร (Aerodynamics) เปนการศึกษาเกี่ยวกับแรงที่อากาศกระทําตอวัตถุ ในขณะที่วัตถุนั้นเคลื่อนที่ผานอากาศวัตถุอาจเปนเครื่องบิน เรือ และวัตถุอื่น ๆ นักวิทยาศาสตร วิศวกร สถาปนิก ไดศึกษาถึงแรงดังกลาว เพื่อนําความรูมาออกแบบ และสรางเครื่องบินหรือยวดยานอื่นๆ ที่ ตองเกี่ยวของกับแรงที่อากาศจะกระทําตอสิ่งเหลานั้น ปจจุบัน นอกจากนักออกแบบและผูสรางอากาศยานทั้งหลาย จะนําหลักของอากาศพลศาสตร มาใชในการออกแบบหรือปรับปรุง รูปแบบเครื่องบิน เรือดําน้ําและยวดยานอื่นๆ แลวสถาปนิกยังไดนํา หลักการเดียวกันนี้มาใชในการออกแบบสิ่งกอสรางตาง ๆ เชน สะพาน ตึกระฟา และอื่น ๆ ใหสามารถมี ความคงทนตอแรงลมดวยอากาศพลศาสตรเกี่ยวของกับแรงที่อากาศกระทําตอวัตถุที่กําลังเคลื่อนที่ 2 แรง คือ แรงยก และแรงฉุด เนื่องจากปกเครื่องบินมีลักษณะโคงทางดานบน โดยขอบดานหนึ่งสูง แลว ลาดลงไปยังอีกขางหนึ่ง สวนดานลางของปกแบนราบ (ดังรูป)
7 แรงฉุด - แรงยก ซึ่งเปนแรงทีกระทําทิศทางตั้งฉากกับการไหลของลม ่ - แรงฉุด ซึ่งเปนแรงทีกระทําทิศขนานกับการไหลของลม ่ ดังนั้นขณะเครื่องบินเคลื่อนที่ผานอากาศ อากาศที่เคลื่อนที่เหนือปกเครื่องบินจึงมี ความเร็ว กวาอากาศที่เคลื่อนที่ใตปกเครื่องบิน เปนเหตุใหความดันอากาศใตปกเครื่องบิน มีคามากกวาความดัน  อากาศเหนือปกเครื่องบิน จึงทําใหเกิดแรงยกกระทําตอ เครื่องบินใหลอยไดในอากาศขณะเครื่องบิน กําลังบิน แรงฉุดเปนแรงที่อากาศตานการเคลื่อนที่ไปขางหนาของ วัตถุ แรงฉุดจะมากหรือนอยขึ้นอยูกับ รูปรางของวัตถุยิ่งวัตถุมีรูปราง เพรียว แรงฉุดก็ยิ่งนอยลง ดังนั้น การออกแบบยานพาหนะตาง ๆ เชน เครื่องบิน รถไฟ รถยนต รถบรรทุก เรือ จึงพยายามใหมีรูปรางเพรียวเพื่อใหเกิดแรงฉุด นอยที่สุด เครื่องบินที่มีแรงฉุดนอยความตองการพลังเครื่องยนตเพื่อการบินก็นอยลงดวย จึงทําใหมีการ พัฒนาการออกแบบและสรางเครื่องบินเพื่อลดแรงฉุด การที่จะใหเครื่องบิน ลอยตัวอยูในอากาศนั้น อาศัยเพียงแรงยกของปกเครื่องบินอยางเดียวก็เพียงพอ แตเมื่อ มีแรงจากเครื่องยนตที่หมุนใบพัดใหเกิด แรงขับดันไปขางหนา จึงทําใหเครื่องบินลอยตัว และเคลื่อนที่ไปในอากาศได ซึ่งใบของกังหันลมมี ลักษณะคลายกับปกของเครื่องบิน มีการออกแบบ แพนอากาศ (Airfoil) ในแพนอากาศผิวดานบนของ ใบพัด มีลกษณะโคง ขณะที่ดานลางมีลักษณะพื้นผิวแบบราบ ั  เมื่อลมเคลื่อนที่มาปะทะกับใบพัด ลมจะพาดผานทั้งผิวโคงดานบนปก และผิวเรียบดานลางใต ปกไปพรอมกัน ลมที่วิ่งบนปกจะมีความเร็วที่สูงกวาลมที่วิ่งใตปก เมื่อลมเคลื่อนที่ผานทั้งผิวโคงดานบน และผิวดานลางลมจะวิ่งไปบรรจบที่ปลายปกใบพัดในเวลาเดียวกัน ผลที่เกิดขึ้นก็คือผลโคงดานบนมี ความเร็วลมสูงความกดดันอากาศจึงต่ํา เมื่อเทียบกับผิวเรียบดานลางซึ่งมีความความกดดันอากาศทีสง ่ ู กวา ทํา ใหเ กิดแรงยกดั นให ใบพั ดมีการยกตัว หรือมีแรงพยายามหมุน ใบพัด สวนรายละเอียดการ คํานวณทางวิชาการจะไมกลาว ณ ที่นี้ อัตราสวนแรงยกตอแรงฉุด (Lift / Drag) เปนองคประกอบที่ สําคัญในการออกแบบประสิทธิภาพของใบพัดกังหัน
8 - ชนิดของกังหันลม ปจจุบนการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันลมเพื่อใชสําหรับผลิตไฟฟาไดรับการพัฒนาอยางตอเนื่อง ั หลายประเทศทั่วโลกไดใหความสนใจ โดยเฉพาะในทวีปยุโรป เชน ประเทศเดนมารก กังหันลมที่ไดมี การพัฒนากันขึ้นมานั้นจะมีลกษณะและรูปรางแตกตางกันออกไป แตถาจําแนกตามลักษณะแนวแกน ั หมุนของกังหันจะได 2 แบบ คือ 1. กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Wind Turbine) เปนกังหันลมที่มีแกนหมุนขนาน กับทิศทางของลมโดยมีใบพัดเปนตัวตั้งฉากรับแรงลม มีอุปกรณควบคุมกังหันใหหันไปตามทิศทางของ กระแสลม เรียกวา หางเสือ และมีอุปกรณปองกันกังหันชํารุดเสียหายขณะเกิดลมพัดแรง เชน ลมพายุ และตั้งอยูบนเสาที่แข็งแรง กังหันลมแบบแกนนอน ไดแก กังหันลมวินดมิลล (Windmills) กังหันลมใบ เสื่อลําแพน นิยมใชกับเครื่องฉุดน้ํา กังหันลมแบบกงลอจักรยาน กังหันลมสําหรับผลิตไฟฟาแบบพรอบ เพลเลอร (Propeller) รูปที่ กังหันลมแนวแกนนอน (วรนุช แจงสวาง,2551) 2. กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Wind Turbine) เปนกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้ง ฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ ซึงทําใหสามารถรับลมในแนวราบไดทุกทิศทาง กังหันลมแบบ ่ แนวแกนนอนเปนแบบทีนิยมใชกันอยางแพรหลาย สวนมากออกแบบใหเปนชนิดที่ขับใบกังหันดวยแรง ่ ยก แตอยางไรก็ตาม กังหันลมแบบแนวแกนตั้ง ซึ่งไดรับการพัฒนามากในระยะหลังก็ไดรับความสนใจ มากขึ้นเชนกัน ทังนี้เนื่องจากขอดีกวาแบบแนวแกนนอนคือ ในแบบแนวแกนตังนันไมวาลมจะเขามาทิศ ้ ้ ้ ไหนก็ยังหมุนได โดยไมตองมีอุปกรณควบคุมใหกังหันหันหนาเขาหาลม นอกจากนี้แลวแบบแนวแกนตั้ง
9 นั้น เครื่องกําเนิดไฟฟาและระบบการสงกําลังวางไวใกลพื้นดินมากกวาแบบแกนนอน เวลาเกิดปญหา แกไขงายกวาแบบแกนนอนที่ติดอยูบนหอคอยสูง กังหันลมแนวแกนตั้ง (วรนุช แจงสวาง,2551) - การพิจารณาเลือกสถานที่ตั้งกังหันลม ในการเลือกที่ตั้งกังหันลม จะพิจารณาปจจัยที่สาคัญตอไปนี้ ํ 1. ความเร็ ว ลม เป น ปจจั ย ที่สํ า คัญ มาก เพราะเปน ตัว แปรสํ า คัญที่จ ะทํา ใหกั ง หั น ลม ทํางานได 2. สิ่งแวดลอม สถานที่ตั้งกังหันลมจะตองไมมีสิ่งกีดขวางทิศทางลม เพื่อใหกังหันลม ทํางานไดอยางเต็มประสิทธิภาพ 3. รูปแบบของกังหันลม ใบพัดที่เหมาะสมจะชวยใหกังหันลมมีประสิทธิภาพสูงสุดใน สภาพแวดลอมตางๆ จากขอมูลของกรมอุตุนิยมวิทยา (อางถึงใน วรนุช แจงสวาง, 2551) พบวาความเร็วลมเฉลี่ย ของประเทศไทยเมื่อคํานวณเฉพาะชวงลมสงบมีคาอยูที่ 2.4-4 เมตรตอวินาที หากไมคํานวณโดยไมรวม ชวงลมสงบ พบวามีคาความเร็วลมอยูที่ 3-6 เมตรตอวินาที ซึ่งในบริเวณกรุงเทพมหานครและปริมณฑล มีคาความเร็วลมเฉลี่ยอยูที่ 5.41 เมตรตอวินาทีเมื่อคิดโดยรวมชวงลมสงบ และ 8.54 เมตรตอวินาทีหาก คิดโดยไมรวมชวงลมสงบ
10 - ผลกระทบตอสิ่งแวดลอมจากการใชพลังงานลม ในการนําพลังงานลมมาใชจะตองพิจารณาผลกระทบตอสิ่งแวดลอมดังตอไปนี้ 1. เสียงรบกวนทีเ่ กิดจากกังหันลมที่หมุนดวยความเร็วสูง 2. การรบกวนสัญญาณคลื่นแมเหล็กไฟฟา หากวัสดุที่ใชทํากังหันลมเปน โลหะ 3. การบดบังทัศนียภาพ หากการติดตั้งกังหันลมอยูในบริเวณแหลงทองเที่ยว - กังหันลมกับการผลิตไฟฟา หลักการทํางานของกังหันลมผลิตไฟฟานั้น เมื่อมีลมพัดผานใบกังหัน พลังงานจลนที่เกิดจาก ลมจะ ทําใหใบพัดของกังหันเกิดการหมุน และไดเปนพลังงานกลออกมา พลังงานกลจากแกนหมุนของ กังหันลมจะถูกเปลี่ยนรูปไปเปนพลังงานไฟฟา โดยเครื่องกําเนิดไฟฟาที่เชื่อมตออยูกับแกนหมุนของ กังหันลม จายกระแสไฟฟาผานระบบควบคุมไฟฟา และจายกระแสไฟฟาเขาสูระบบตอไป โดยปริมาณ ไฟฟาที่ผลิตไดจะขึ้นอยูกับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม - กังหันลมกับการใชงาน เนื่องจากความไมสม่ําเสมอของความเร็วลมที่แปรผันตามธรรมชาติ และความตองการพลังงาน ที่สม่ําเสมอเพื่อใหเหมาะสมกับการใชงานแลว จะตองมีตัวกักเก็บพลังงานและใชแหลงพลังงานอื่นที่ เชื่อถือไดเปนแหลง สํารอง หรือใชรวมกับแหลงพลังงานอื่น ก . ตัวกักเก็บพลังงานมีอยูหลายชนิด สวนมากขึ้นอยูกับงานที่จะใช เชน ถาเปนกังหัน เพื่อผลิตไฟฟาขนาดเล็กมักนิยมใชแบตเตอรี่เปนตัวกักเก็บ ข . การใชแหลงพลังงานอื่นที่เปนตัวหมุน ระบบนี้ปกติกังหันลมจะทําหนาที่จาย พลังงานใหตลอดเวลาที่มีความเร็วลมเพียงพอ หากความเร็วลมต่ําหรือลมสงบ แหลง พลังงานชนิดอื่น จะทําหนาที่จายพลังงานทดแทน (ระบบนี้กังหันลมจายพลังงานเปนตัวหลักและแหลง พลังงานสวนอื่น เปนแหลงสํารอง) ค. การใชรวมกับแหลงพลังงานอื่น อาจเปนเครื่องจักรดีเซล หรือพลังงานน้ําจากเขื่อน ฯลฯ ระบบนี้ปกติมีแหลงพลังงานชนิดอื่นจายพลังงานอยูกอนแลว กังหันลมจะชวยจายพลังงานเมื่อมี ความเร็วลมเพียงพอ ซึ่งในขณะเดียวกันก็ลดการจายพลังงานจากแหลงพลังงานอื่น เชน ลดการใช น้ํามันดีเซลของเครื่องยนตดีเซล (ระบบนี้ แหลงพลังงานอื่นจายพลังงานเปน หลัก สวนกังหันลมทํา หนาที่คอยเสริมพลังงานจากตนพลังงานหลัก)
11 3. วัสดุท่ ใช้ ทากังหันลม ี ํ - ทอพีวีซี PVC ยอมาจากคําวา โพลีไวนิลคลอไรด (Polyvinyl chloride) เปนพลาสติกชนิดหนึ่ง ที่มีคุณสมบัติที่ดีหลายอยาง เชน มีความเหนียวยืดหยุนตัวได ทนตอแรงดันน้ําไดดี ทนตอการกัดกรอน ของกรดหรือดางไดดี ใชเปนฉนวนไฟฟาไดดีเพราะไมเปนตัวนําไฟฟา เปนวัสดุไมติดไฟ มีผิวมันเรียบ ชวยใหการไหลของน้ําไดดี มีน้ําหนักเบาและราคาถูก แตมีขอเสียคือ เปราะ กรอบ และแตกหักงาย ไม ทนทานตอแรงกระแทกและแสงแดดหรือแสงยูวี (UV) จากการศึกษาของ ผศ.นงนุช ตั้งเกริกโอฬาร ได จัดแบงประเภทของทอพีวีซีไวดังนี้ ชนิดที่ 1 ทอพีวีซีสีฟา ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน มอก.17-2532 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชเปนทอน้ํา ดื่ม) เปนทอที่นิยมใชในงานสุขาภิบาลในอาคาร เชน ใชเปนทอประปาสําหรับระบบน้ําดื่ม ซึ่งตองรับ แรงดันน้ํา หรือใชกับระบบปมน้ํา หรืองานทอระบายน้ํา มีความหนาตามระดับการรับแรงกดดันไดของ ทอ โดยมีหนวยระบุถึงความสามารถในการรับแรงกดดันไดของทอ เปน กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร เชน มาตรฐานทอพีวีซีขนาด 8.5 หรือ 13.5 กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร (PVC-8.5 หรือ PVC-13.5) ใชเปนทอ ประปาสําหรับระบบน้ําดื่มหรือระบบปมน้ํา ซึ่งตองรับแรงดันน้ํามาก สําหรับทอระบายน้ําทิ่งหรือทอน้ํา โสโครกซึ่งไมมีแรงดันน้ํา นิยมใชมาตรฐานทอขนาด 5 กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร (PVC-5) ทอพีวีซีสีฟา เหลานี้ เหมาะสําหรับใชงานภายในอาคารหรือในที่รมเทานั้น ไมควรใชงานภายนอกอาคารที่ตองสัมผัส กับแสงแดดเนื่องจากไมมนตออุณหภูมิที่สูง และไมควรใชกับอาคารที่ทรุดตัวไดงาย เพราะจะทําใหทอ แตกหักหรือฉีกขาดออกจากกันได ชนิดที่ 2 ทอพีวีซีสีเหลือง ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน มอก.216-2524 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชรอย สายไฟฟาและสายโทรศัพท) เปนทอที่ผลิตขึ้นมาเพื่อใชในงานรอยสายไฟฟาและสายโทรศัพท โดยเฉพาะ โดยคํานึงถึงมาตรฐานความเปนฉนวนไฟฟาเปนหลัก ทอพีวีซีสีเหลืองนี้เหมาะสําหรับใชรอย สายไฟภายในอาคารหรือในรมเทานั้น ไมควรใชรอยสายไฟภายนอกอาคาร เพราะกฎของการไฟฟาฯ จะไมอนุญาตใหใช ชนิดที่ 3 ทอพีวีซีสีเทา เปนทอที่ผลิตขึ้นเพื่อใชงานดานการเกษตร เชน เปนทอระบายน้ํา ทางการเกษตร หรือระบายน้ําสิ่งปฏิกูล หรือใชระบายน้ําในงานชั่วคราวที่ไมตองรับแรงดันน้ําหรือไม ตองการความแข็งแรงของทอมากนัก ราคาคอนขางถูก ทอพีวีซีสีเทาที่ใชงานดานการเกษตรนี้ ยังไมมี การกําหนดมาตรฐาน ขึ้นอยูกับผูผลิต อยางไรก็ตาม สําหรับทอพีวีซีสีเทาใชสําหรับระบายน้ําในงาน อุตสาหกรรม ที่จําเปนตองคํานึงถึงความปลอดภัยดานสิ่งแวดลอม เชน อาจมีสารเคมีหรือของมีพิษ ระบายออกมาดวย ตองใชทอมาตรฐาน มอก. 999-2533 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชในงานอุตสาหกรรม) ในการศึกษาครั้งนี้ไดทางคณะไดเลือกทอพีวีซีสีเทา เนื่องจากราคาถูก และในการทดสอบ เบื้องตนไมมีความจําเปนที่จะตองรับแรงดันที่เกิดจากลมมากนัก
12 4. เครื่องวัดความเร็วลม เครื่องมือที่ใชในการวัดกระแสลม มีดงนี้ ั 1) ศรลม (Wind vane) คือ เครื่องมือที่ใชตรวจทิศทางลม มีลักษณะเปนลูกศรที่มีหางเปนแผน ใหญกวาหัวลูกศรมาก เมื่อลมพัดมา หางลูกศรจะถูกแรงลมปะทะมากกวาหัวลูกศร ทําใหหัวลูกศรชี้ไป ในทิศทางลมที่พัดมา ทําใหเราทราบทิศทางลมวาพัดมาจากทางไหน 2) แอนิโมมิเตอรหรือมาตรวัดความเร็วลม (Anemometer) คือเครื่องมือที่ใชวัดความเร็วลม ประกอบดวยถวยกลมครึ่งซีกทําดวยโลหะเบา ๓ - ๔ ใบ หันตามกัน ติดอยูที่ปลายแกนหมุน ซึ่งหมุนได อิสระ เมื่อลมพัดมาปะทะถวย ถวยจะหมุนไปรอบแกน จํารอบที่หมุนแสดงถึงความเร็วลม หนวยวัดมี หลายอยางเชน นอต, ไมลทะเลตอชั่วโม, กิโลเมตรตอชั่วโมง, ไมลตอชั่วโมง เปนตัน 3) แอโรเวน (Aerovane) คือเครื่องมือที่ใชทั้งตรวจทิศทางลมและวัดความเร็วลม มีลักษณะ รูปรางคลายเครื่องบินไมมีปก ปลายดานใบพัดจะชี้ไปในทิศทางที่ลมพัดมา และการหมุนของใบพัดจะ แสดงความเร็วของลมซึ่งเราสามารถอานไดจากหนาปดหรือกราฟของเครื่องวัด ในการทดลองนี้ทางคณะไดใชมาตรวัดความเร็วลม ของบริษัท Pro’sKit รุน MT-4005 โดยมีคา การแสดงผลที่ระดับ 0.01 เมตรตอวินาที และยานการวัดอยูที่ 0.0-30.0 เมตรตอวินาที ความเร็วสัมพัทธ (Relative Velocity) ในการพิจารณาตําแหนงของวัตถุ จะตองกําหนดจุดอางอิงและแกนอางอิง หากมีผูสังเกตสอง คน ตางใชระบบโคออรดิเนตของตนเองและเคลื่อนที่สมพัทธกน เราพบวาระบบหนึ่งจะมีความเร็วเมื่อ ั ั เทียบกับอีกระบบหนึงเสมอ ตัวอยางเชน นาย ก. ยืนนิ่งอยูบนรถไฟทีกําลังเคลื่อนทีดวยความเร็วคงตัว ่ ่ ่ ผานชานชาลาที่นาย ข. ยืนนิงอยู เมื่อนาย ข. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ก. เคลื่อนที่ดวยความเร็วเทากับ ่ ความเร็วของรถไฟ เขาหาชานชาลา และเมื่อนาย ก. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ข. เคลื่อนที่ดวยความเร็ว เทากับความเร็วของรถไฟเขาหารถไฟ ดังนัน หากพิจารณา นาย ก. ทีนั่งอยูบนรถยนตทกําลังวิงดวยความเร็วคงตัว เทวดา ข. ที่ลอย ้ ่  ี่ ่ อยูน่งๆในกอนอากาศ เมื่อเทวดา ข. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ก. เคลือนที่ดวยความเร็วเทากับความเร็ว ิ ่ ของรถยนต และเมื่อนาย ก. เปนผูสงเกตจะเห็นเทวดา ข. (กอนอากาศ) เคลื่อนทีเ่ ขาหารถดวยความเร็ว ั เทากับความเร็วรถยนต นันคือถาเราวัดความเร็วลมในขณะที่รถยนตกําลังแลน เราควรจะวัดความเร็ว ่ ลมไดเทากับความเร็วที่รถยนตวิ่ง
13 5. หลักการทํางานของไดนาโม เครื่องกําเนิดไฟฟาหรือไดนาโม สามารถเปลี่ยนพลังงานกลเปนพลังงานไฟฟา ใชหลักการ เหมือนกับแรงกระทําบนขดลวด เพียงแตทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนพลังงานกลเทานั้นเอง ประกอบดวยขดลวดเหนี่ยวนําเคลื่อนที่สัมพัทธกับแทงแมเหล็ก โดยอาศัยการเหนี่ยวนําในขดลวดของ เครื่องกําเนิดไฟฟา จะทําใหเกิดกระแสไฟฟา ซึงสามารถจัดกระแสไฟไดสองแบบคือกระแสตรง และ กระแสสลับ พลังงานไฟฟาจากเครื่องกําเนิดไฟฟาเปนไปตามกฎการอนุรักษพลังงาน เครื่องกําเนิดไฟฟาและไดนาโม สามารถเปลี่ยนพลังงานกลเปนพลังงานไฟฟา เครื่องกําเนิด ไฟฟาประกอบดวยขดลวดเหนี่ยวนําเคลื่อนที่สัมพัทธกับแทงแมเหล็กทําใหเกิดไฟฟา ตัวอยางการใช งาน เชน กรณีไฟฟาพลังน้ํา จะมีน้ําตกลงมาหมุนใบพัดของเครื่องกําเนิดไฟฟา 6. CaVAWTs กาเหวา (CaVAWTs: Car ’ Vertical Axis Wind Turbines) เปนกลจักรผลิตไฟฟาซึ่งอาศัย หลักการของกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา การคมนาคม เพื่อลดขอจํากัดในเรื่องความสม่ําเสมอของกําลังลม และนําไปใชประโยชนไดในอนาคต วิธีดําเนินการสรางตนแบบ CaVAWTs มีขั้นตอนดังนี้ 1. ประชุม วางแผน แบงหนาทีการทํางาน ่ 2. ศึกษาเอกสารที่เกียวของกับกังหันลม ่ 3. จําลองแบบใบพัดกังหันลมแนวแกนตั้งชนิดตางๆ 4. เปรียบเทียบความเร็วรอบการหมุนของใบพัดที่จาลองแบบ ํ 5. สรางตนแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียส 6. สรางตนแบบ CaVAWTs
14 บทที่ 3 วัสดุอุปกรณ และวิธีการ 1.วัสดุอุปกรณ 1. แผนอะลูมเนียมขนาด 2 x 1 เมตร ิ จํานวน 2 แผน 2. แผนสังกะสีขนาด 2 x 1 เมตร จํานวน 1 แผน 3. ทอ PVC ขนาด 1/4 นิว ยาว 2 เมตร ้ จํานวน 2 เสน 4. เหล็กสตัด จํานวน 1 แทง 5. เลื่อยเหล็ก จํานวน 1 ปน 6. ถุงมือ จํานวน 8 คู 7. กาวรอน จํานวน 100 แทง 8. กรรไกรตัดสังกะสี จํานวน 3 อัน 9. ฟวเจอรบอรด ขนาด 50x60 cm จํานวน 8 แผน 10. เหล็กฉาก จํานวน 1 อัน 11. ลวดแข็ง ยาว 3 เมตร จํานวน 1 เสน 12. เครื่องวัดความเร็วลม Pro’sKit จํานวน 1 เครื่อง 13. รถยนต Honda Civic จํานวน 1 คัน 2. วิธีการประดิษฐกังหันแนวตั้งแบบซาโวเนียส 1.ประชุม วางแผนการดําเนินงาน และแบงหนาทีการทํางาน ่ 2.ออกแบบกังหันลมแบบตางๆ 3.จัดหาวัสดุอุปกรณ 4.ทดลองเปรียบเทียบความเร็วรอบกังหันลม 5. คัดเลือกตนแบบกังหันลม 6.ประกอบกังหันตนแบบ แบบซาโวเนียส 6.1 ตัดแผนอะลูมเิ นียมใหมขนาด 900 ตารางเซนติเมตร แลวแบงออกเปน 3 แผน ี 6.2 ตัดทอ PVC ขนาด ¼ นิวใหมีความยาวมากกวาความยาวของแผนกังหันประมาณ ้ 5 เซนติเมตรทังหัวและทายทอ PVC ที่ตัดออกมาแลว ้ 6.3 ดัดแผนอะลูมเิ นียมใหมีลักษณะคลายกับตัว U แตสวนโคงจะแหลมกวานิดหนอยแลวนํา ลวดแข็งมาตรึงไวในใบพัดดวยกาวรอน 2 เสน ของแตละใบ 6.4 นําใบพัดที่ตรึงแลวมาติดกับทอ PVC ดวยกาวรอนอีกครั้ง
15 7. สรางตนแบบ CaVAWTs 7.1 นําโครงอะลูมเิ นียมมาดัดใหมีลักษณะโคงนูนคลายกระทะแบบจีนเพือที่จะทําเปนตัว ่ ครอบกังหันทีจะนําไปติดรถยนตไว ่ 7.2 นําไดนาโมมาติดหัวทายแกนของกังหันแลวน้ําตัวโครงอะลูมิเนียมมาครอบกังหันไว
16 บทที่ 4 ผลการทดลอง นวัตกรรมเรื่อง CaVAWTs (กาเหวา) ของนักเรียนโรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขต พื้ น ที่ ก ารศึ ก ษาประถมศึ ก ษานนทบุ รี เขต 1 จั ง หวั ด นนทบุ รี มี วั ต ถุ ป ระสงค เ พื่ อ สร า งและพั ฒ นา ต น แบบรู ป แบบกั ง หั น ลมที่ ส ามารถนํ า ไปติ ด ตั้ ง กั บ รถยนต ที่ มี ค วามเร็ ว รอบสู ง สุ ด และสามารถนํ า ไปใชง านไดจริ ง และนําไปทดลองกั บ รถยนตเ พื่อนําไปทดสอบสมมุติฐ านที่ วา การสรา งกั ง หัน ลม แนวตั้งแบบฉุดรูปแบบซาโวเนียส จะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุด ซึ่งผูศึกษานําเสนอผลการศึกษา แบงเปน 2 ขั้นตอนดังนี้ ตอนที่ 1 ศึกษารูปแบบใบพัดกังหันลมที่หมุนไดเร็วโดยทดลองกับพัดลมที่ความเร็วตางกัน ตอนที่ 2 ทดลองรูปแบบใบพัดที่หมุนดวยความเร็วรอบสูงกับรถยนต สรุปผลการทดลองดังนี้ 4.1 การทดสอบสมมุติฐาน การสรางและพัฒนานวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) ครั้งนี้ ไดตั้งสมติฐานไววาถากังหันลม แนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียสไดรับลมสม่ําเสมอแลว กังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด รูปแบบซาโวเนียสจะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุดการทดสอบสมมุติฐานครั้งนี้ สรุปไดตามตารางที่ 4.1 ตารางที่ 4.2 แผนภูมที่ 4.1 และแผนภูมิที่ 4.2 ิ ตารางที่ 4.1 แสดงการเปรียบเทียบคาเฉลี่ยจํานวนรอบการหมุนที่ระดับตาง ๆ ของรูปแบบ ใบพัดกังหันลม ความเร็วลม (เมตรตอวินาที) / ความเร็วรอบของใบพัด (รอบตอนาที) รูปแบบใบพัดกังหันลม 2.6 3.6 4.6 ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย 1. แบบเกลียว 130 132 128 130.00 159 162 161 160.67 192 197 195 194.67 (Helix) 2. แบบซาโวเนียส 213 215 210 212.67 243 235 239 239.00 287 279 288 284.67 (Savonius) 3. แบบแพดเดิล 6 ใบ 71 73 73 72.33 101 102 107 103.33 120 108 115 114.33 (Paddle)
17 จากตารางที่ 4.1 แสดงการเปรียบเทียบคาเฉลี่ยความเร็วลม ของรูปแบบใบพัดกังหันลม สามรูปแบบ พบวา รูปแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียส มีคาเฉลี่ยความเร็วรอบ 212.67, 239 และ 284.67 เมตรตอนาที โดยทดลองกับพัดลมที่มีคาความเร็วลม 2.6, 3.6 และ 4.6 เมตรตอวินาที ตามลําดับ แผนภูมิ ที่ 4.1 กราฟแสดงการเปรียบเทียบจํานวนรอบการหมุนที่ระดับความเร็วลมตาง ๆ จากแผนภูมที่ 4.1 พบวารูปแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียสมีความเร็วรอบสูงสุด เมื่อ ิ เปรียบเทียบกับใบพัดกังหันลมชนิดอื่นที่ระดับความเร็วลมเทากัน
18 ตารางที่ 4.2 แสดงคาที่ไดจากการคํานวณความเร็วลมจากทฤษฎีความเร็วสัมพันธกับคาความเร็ว ลมที่ไดจากเครื่องวัดความเร็วลม คาความเร็วลม ความเร็วลมจากเครื่องวัดความเร็วลม ความเร็วรถที่ทดลอง จากทฤษฎี (เมตรตอวินาที) ความเร็วสัมพันธ (กิโลเมตรตอชั่วโมง) (เมตรตอวินาที) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 คาเฉลี่ย 20 5.56 4.21 4.11 4.05 4.12 30 8.33 5.23 5.11 5.03 5.12 40 11.11 7.7 6.5 7.2 7.13 50 13.89 10.01 9.53 10.22 9.92 60 16.67 12.55 12.29 12.95 12.60 70 19.44 13.55 13.23 13.02 13.27 80 22.22 17.18 17.26 16.63 17.02 90 25.00 19.49 20.94 21.74 20.72 จากตารางที่ 4.2 แสดงคาที่ไดจากการคํานวณความเร็วลมจากทฤษฎีความเร็วสัมพันธกับ คาความเร็วลมที่ไดจากเครื่องวัดความเร็วลม พบวาคาความเร็วลมที่วัดไดมีคาแตกตางจากคาความเร็ว ลมในทางทฤษฎี และความเร็วลมที่ระดับความเร็วของรถยนตในชวง 80-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง มีคาอยู ในชวง 17-20 เมตรตอวินาที
19 แผนภูมิ ที่ 4.2 แสดงคาความเร็วลมที่คํานวณไดจากทฤษฎีความเร็วสัมพัทธและคาความเร็วลมที่ วัดบนรถยนตขณะวิ่งดวยความเร็วในชวง 20-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง จากแผนภูมิขางตนพบวา ความเร็วลมเมื่อรถยนตวิ่งที่ความเร็วตั้งแต 20-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง ความเร็วลมที่วัดไดอยูในชวงประมาณ 4-21 เมตรตอวินาที ซึ่งแตกตางจากคาที่คํานวณจากทฤษฎี ความเร็วสัมพัทธที่มีคาความเร็วลมอยูในชวงประมาณ 5-25 เมตรตอวินาที
20 บทที่ 5 อภิปรายและสรุปผลการทดลอง 5.1 สรุปผลการทดลอง การศึกษาและพัฒนานวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) ครั้งนี้ มีวัตถุประสงคเพื่อสรางตนแบบ รูปแบบกังหันลมที่สามารถนําไปใชติดกับรถยนตได คณะผูจัดทําไดทดลองคัดเลือกตนแบบกังหันลม แนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียส โดยการวัดความเร็วลมขณะที่รถยนตเคลื่อนที่ ไดความเร็ว รอบเฉลี่ยสูงสุด เมื่อเทียบกับกังหันลมอีกสองแบบคือแบบแพดเดิล และแบบเกลียว ซึ่งในการทดลอง ขางตนไดควบคุมพื้นที่ผวของใบพัดกังหันใหเทากันคือ 900 ตารางเซนติเมตร ิ 5.2 อภิปรายผลการทดลอง กั ง หั น ลมแนวแกนตั้ ง แบบแรงฉุ ด รู ป แบบซาโวเนี ย สมี ร ะดั บ ความเร็ ว ของรถยนต ใ น ชวง 80-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง มีคาอยูในชวง 17-20 เมตรตอวินาที ซึ่งเปนระดับความเร็วที่สูงสุด วิเคราะหจากผลการ การทดลองเปรียบเทียบความเร็วรอบการหมุนของใบพัดพบวา กังหันลมที่สรางขึ้น ทั้งสามแบบนี้มีความเร็วที่แตกตางกันมาก โดยที่ระดับความเร็วลมในชวง 2.6-4.6 เมตรตอวินาที กังหัน ลมแบบแพดเดิล จะมีความเร็วรอบเฉลี่ย 72-114.33 รอบ/นาที กังหันลมแบบเกลียวจะมีความเร็วรอบ เฉลี่ย 130-194.67 รอบ/นาที และ กังหันลมแบบซาโวเนียสจะมีความเร็วรอบเฉลี่ย 212-284.67 รอบ/ นาที (แผนภู มิ ที่ 4.1) และความเร็ ว ลมเมื่ อ รถยนต วิ่ ง ที่ ค วามเร็ ว ตั้ ง แต 20-90 กิ โ ลเมตรต อ ชั่ ว โมง ความเร็วลมที่วัดไดอยูในชวง 4-21 เมตรตอวินาที เป น ที่ ท ราบกัน วา รถยนตวิ่ ง ระยะไกลมั ก ใชค วามเร็ ว อยู ที่ 80-90 กิโ ลเมตรต อชั่ ว โมง และ ความเร็วรอบของกังหันลมแบบซาโวเนียสที่ทางคณะคัดเลือกมีแนวโนมความเร็วรอบเพิ่มขึ้นมากกวา กังหันลมแบบอื่น (แผนภูมิที่ 4.2 ) และเปนกังหันแบบที่มีความเร็วรอบมากที่สุดที่ระดับความเร็วลม เทากัน (ตารางที่ 4.1) เมื่อเทียบกับกังหันชนิดอื่นดังนั้นทางคณะผูจัดทําจึงไดเลือกที่จะใชกังหันแบบ ซาโวเนียสเพื่อนํามาสรางเปนกังหันลมสําหรับ CaVAWTs 5.3 ประโยชนที่คาดวาจะไดรับ 1) ไดตนแบบกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดรถยนตวงระยะไกล ิ่ 2) ไดแนวคิดการใชแหลงพลังงานทดแทนในอนาคต 3) นั ก เรี ย นมี ค วามตระหนั ก และเข า ใจเกี่ ย วกั บ การนํ า พลั ง งานลมมาใช ป ระโยชน ใ น ชีวิตประจําวัน
21 5.4 ขอเสนอแนะ 1) จําเปนตองมีการพัฒนาระบบเกียรใน CaVAWTs เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟา 2) ในทดสอบกังหันใบพัดมีขอจํากัดในเรื่องของน้ําหนัก เนื่องจากในการทดลองครั้งนี้ได ควบคุมพื้นที่หนาตัด แตไมสามารถควบคุมรูปรางของใบพัดกังหันได 3) ในการทําใบพัดกังหันลม ควรมีการศึกษาและพัฒนาวัสดุในประเทศที่เหมาะสม และหาได งายในทองถิ่น 4) ในการวัดความเร็วลม ควรมีการใชเครื่องมือที่มความแมนยํามากกวาที่เปนอยู เนื่องจาก ี คาที่อานไดจะไมคงที่ เนื่องจากเครื่องวัดมีความไว จึงอานไดเพียงคาเฉลี่ยจากเครื่องวัดในแตละครั้ง เทานั้น
22 บรรณานุกรม [1] กรมพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน. (2548). พลังงานขยะ. http://library.dip.go.th/multim5/edoc/14350.doc. 16 ธันวาคม 2553. [2] การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย. กฟผ. กับการศึกษาพลังงานลมเพื่อนํามาผลิต ไฟฟา.http://www2.egat.co.th/re/egat_wind/egat_wind.htm. 16 ธันวาคม 2553. [3] การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย. เทคโนโลยีกงหันลม. ั http://www2.egat.co.th/re/egat_wind/wind_technology.htm.16 ธันวาคม 2553. [4] วรนุช แจงสวาง. (2551). พลังงานหมุนเวียน. กรุงเทพฯ: สํานักพิมพแหงจุฬาลงกรณ มหาวิทยาลัย. [5] นงนุช ตั้งเกริกโอฬาร. (2548). มารูจกทอพีวซี ทอพีอี และทอพีบี กันเถอะ. สมอ สาร ป ั ี ที่ 31 ฉบับที่ 358. [6] อชิตพล ศศิธรานุวฒน. (2548). วิทยาศาสตรพลังงาน. ั http://science.uru.ac.th/pro_doc/doc/11.doc. 16 ธันวาคม 2553.
23 ภาคผนวก
24 ขั้นตอนการออกแบบและพัฒนา
25 คณะผูจัดทํานวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา)

More Related Content

PDF
คู่มืออบรมอาสาสมัครดับไฟป่า เรื่องความปลอดภัยในการป้องกันและควบคุมไฟป่า
bySompop Petkleang
 
PDF
Save wolrdsaveenergy com58projectf1
byparwaritfast
 
PDF
Save wolrdsaveenergy com58projectf
byparwaritfast
 
PDF
Com project1
byparwaritfast
 
PPT
Permanent plot
byUNDP
 
PDF
06_การจัดการสิ่งแวดล้อม Vol.1 No.1
byวารสารวิชาการ เทคโนโลยีพลังงานและสิ่งแวดล้อม
 
PDF
Hydroelectric power
byTaweesak Poochai
 
PDF
พลังงานน้ำ
byอะลิ้ตเติ้ล นก
 
คู่มืออบรมอาสาสมัครดับไฟป่า เรื่องความปลอดภัยในการป้องกันและควบคุมไฟป่า
bySompop Petkleang
 
Save wolrdsaveenergy com58projectf1
byparwaritfast
 
Save wolrdsaveenergy com58projectf
byparwaritfast
 
Com project1
byparwaritfast
 
Permanent plot
byUNDP
 
06_การจัดการสิ่งแวดล้อม Vol.1 No.1
byวารสารวิชาการ เทคโนโลยีพลังงานและสิ่งแวดล้อม
 
Hydroelectric power
byTaweesak Poochai
 
พลังงานน้ำ
byอะลิ้ตเติ้ล นก
 

What's hot

PDF
คาบที่ 1 หน่วยบูรณาการระบบนิเวศ
bykrupornpana55
 
PDF
โครงงานเรื่อง การศึกษาต้นไม้ในโรงเรียน
byพัน พัน
 
PPTX
เชื้อเพลิงในชีวิตประจำวัน
bynuyzaa5
 
PDF
หน่วย 1 ระบบนิเวศ
bykrupornpana55
 
PDF
รูปเล่มโครงงานสำรวจป่าไม้ในตำบลคำนาดี
byอาภัสรา ยิ่งคำแหง
 
PDF
Eco thai
byTerterter Porsormor
 
PDF
Powerpoint โครงงานสำรวจป่าไม้ในตำบลคำนาดี
byอาภัสรา ยิ่งคำแหง
 
PPT
เทคโนโลยีการสื่อสารตามแนวพระราชดำริ
bysoonthon100
 
DOC
สิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ
byป๊อก เบาะ
 
คาบที่ 1 หน่วยบูรณาการระบบนิเวศ
bykrupornpana55
 
โครงงานเรื่อง การศึกษาต้นไม้ในโรงเรียน
byพัน พัน
 
เชื้อเพลิงในชีวิตประจำวัน
bynuyzaa5
 
หน่วย 1 ระบบนิเวศ
bykrupornpana55
 
รูปเล่มโครงงานสำรวจป่าไม้ในตำบลคำนาดี
byอาภัสรา ยิ่งคำแหง
 
Eco thai
byTerterter Porsormor
 
Powerpoint โครงงานสำรวจป่าไม้ในตำบลคำนาดี
byอาภัสรา ยิ่งคำแหง
 
เทคโนโลยีการสื่อสารตามแนวพระราชดำริ
bysoonthon100
 
สิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ
byป๊อก เบาะ
 

Viewers also liked

PDF
Phy
byaom08
 
PDF
Em wave
byTaweesak Poochai
 
PDF
สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
byTaweesak Poochai
 
PDF
แบบรายงานการแสดงทางวิทยาศาสตร์
byสมศรี หอมเนียม
 
PDF
โครงการนักสำรวจแห่งท้องทุ่ง
byTaweesak Poochai
 
PDF
nano safety short
byTaweesak Poochai
 
PDF
แบบทดสอบเรื่อง แรงระหว่างประจุ
byWorrachet Boonyong
 
PDF
Vijai 52-1
byTaweesak Poochai
 
PDF
Electrostatics ปฐมบทแห่งไฟฟ้า ม.6
byWorrachet Boonyong
 
Phy
byaom08
 
Em wave
byTaweesak Poochai
 
สหวิทยาการของนาโนเทคโนโลยี
byTaweesak Poochai
 
แบบรายงานการแสดงทางวิทยาศาสตร์
byสมศรี หอมเนียม
 
โครงการนักสำรวจแห่งท้องทุ่ง
byTaweesak Poochai
 
nano safety short
byTaweesak Poochai
 
แบบทดสอบเรื่อง แรงระหว่างประจุ
byWorrachet Boonyong
 
Vijai 52-1
byTaweesak Poochai
 
Electrostatics ปฐมบทแห่งไฟฟ้า ม.6
byWorrachet Boonyong
 

Similar to Thailand gogreen cavaw_ts

PDF
การประดิษฐ์สื่อการเรียนการสอนแบบจำลองน้ำตกจากวัสดุเหลือใช้
byKobwit Piriyawat
 
PDF
6.ตอนที่ 4
byKobwit Piriyawat
 
PDF
JFEs
byTaweesak Poochai
 
PDF
Us Clean Energy Report 2009
byMinistry of Science and Technology
 
PDF
สื่อประสม1
bykrupornpana55
 
PDF
9.การจัดการเรียนการสอนหน่วยการเรียนรู้บูรณาการ
byKobwit Piriyawat
 
PDF
Alternative energy
byNatthaphat Phumphuang
 
PDF
7.องค์ความรู้ด้านพลังงาน
byKobwit Piriyawat
 
PDF
งานนำเสนอ1
byInknaka
 
PDF
14 2
byPannathat Champakul
 
PDF
ประวัติและประสบการณ์การทำงาน
bysukhom
 
PDF
แผน 1 น้ำ
bykrupornpana55
 
PDF
Energy box
byTaweesak Poochai
 
PDF
โครงการพระราชดำริ
byAommy_18
 
PDF
Saving energy1
byklainil
 
PDF
แผนการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 2 (ว30202)
byMiss.Yupawan Triratwitcha
 
PDF
8. ความรู้และความเข้าใจพื้นฐานด้านพลังงาน
byguestf181d72
 
PDF
8. ความรู้และความเข้าใจพื้นฐานด้านพลังงาน
byKobwit Piriyawat
 
PDF
โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา
byfrankenjay
 
PDF
โครงการกังหันชัยพัฒนา
bylhinnn
 
การประดิษฐ์สื่อการเรียนการสอนแบบจำลองน้ำตกจากวัสดุเหลือใช้
byKobwit Piriyawat
 
6.ตอนที่ 4
byKobwit Piriyawat
 
JFEs
byTaweesak Poochai
 
Us Clean Energy Report 2009
byMinistry of Science and Technology
 
สื่อประสม1
bykrupornpana55
 
9.การจัดการเรียนการสอนหน่วยการเรียนรู้บูรณาการ
byKobwit Piriyawat
 
Alternative energy
byNatthaphat Phumphuang
 
7.องค์ความรู้ด้านพลังงาน
byKobwit Piriyawat
 
งานนำเสนอ1
byInknaka
 
14 2
byPannathat Champakul
 
ประวัติและประสบการณ์การทำงาน
bysukhom
 
แผน 1 น้ำ
bykrupornpana55
 
Energy box
byTaweesak Poochai
 
โครงการพระราชดำริ
byAommy_18
 
Saving energy1
byklainil
 
แผนการจัดการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 2 (ว30202)
byMiss.Yupawan Triratwitcha
 
8. ความรู้และความเข้าใจพื้นฐานด้านพลังงาน
byguestf181d72
 
8. ความรู้และความเข้าใจพื้นฐานด้านพลังงาน
byKobwit Piriyawat
 
โครงการกังหันน้ำชัยพัฒนา
byfrankenjay
 
โครงการกังหันชัยพัฒนา
bylhinnn
 

More from Taweesak Poochai

PDF
ความพร้อมการเรียนทางไกล 1/63
byTaweesak Poochai
 
PDF
โครงสร้างโลก
byTaweesak Poochai
 
PDF
การทดลองภูเขาไฟระเบิด
byTaweesak Poochai
 
PDF
เอกสารการสัมมนาวิชาการฯ ทิศทางการผลิตครูวิทยาศาสตร์
byTaweesak Poochai
 
PDF
สารานุกรมลูกเสือเล่ม ๒
byTaweesak Poochai
 
PDF
สารานุกรมลูกเสือเล่ม ๑
byTaweesak Poochai
 
PDF
ถามตอบเชื้อเพลิงชีวภาพ
byTaweesak Poochai
 
PDF
เอกสารประกอบการบรรยาย
byTaweesak Poochai
 
PDF
Nano safety-e-book
byTaweesak Poochai
 
PDF
คู่มือ การสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพในพื้นที่ป่าอนุรักษ์
byTaweesak Poochai
 
PDF
Sound
byTaweesak Poochai
 
PDF
Nuclear
byTaweesak Poochai
 
PDF
Ictoutdoor2012
byTaweesak Poochai
 
PDF
JfePresent
byTaweesak Poochai
 
PDF
GYI3rpt1
byTaweesak Poochai
 
PDF
Sunny ars report
byTaweesak Poochai
 
PDF
Sci30203-Pressure
byTaweesak Poochai
 
PDF
Sci30203 density
byTaweesak Poochai
 
PDF
Intro sciproject
byTaweesak Poochai
 
PDF
Nano guiddance
byTaweesak Poochai
 
ความพร้อมการเรียนทางไกล 1/63
byTaweesak Poochai
 
โครงสร้างโลก
byTaweesak Poochai
 
การทดลองภูเขาไฟระเบิด
byTaweesak Poochai
 
เอกสารการสัมมนาวิชาการฯ ทิศทางการผลิตครูวิทยาศาสตร์
byTaweesak Poochai
 
สารานุกรมลูกเสือเล่ม ๒
byTaweesak Poochai
 
สารานุกรมลูกเสือเล่ม ๑
byTaweesak Poochai
 
ถามตอบเชื้อเพลิงชีวภาพ
byTaweesak Poochai
 
เอกสารประกอบการบรรยาย
byTaweesak Poochai
 
Nano safety-e-book
byTaweesak Poochai
 
คู่มือ การสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพในพื้นที่ป่าอนุรักษ์
byTaweesak Poochai
 
Sound
byTaweesak Poochai
 
Nuclear
byTaweesak Poochai
 
Ictoutdoor2012
byTaweesak Poochai
 
JfePresent
byTaweesak Poochai
 
GYI3rpt1
byTaweesak Poochai
 
Sunny ars report
byTaweesak Poochai
 
Sci30203-Pressure
byTaweesak Poochai
 
Sci30203 density
byTaweesak Poochai
 
Intro sciproject
byTaweesak Poochai
 
Nano guiddance
byTaweesak Poochai
 

Thailand gogreen cavaw_ts

  • 1.
    รายงานนวััตกรรม “ THAILAND GO GREEN” โดย 1. ็ ช 1 เดกชายกานต บูลยประมุข ป ชนมธยมศกษาปท 3/1 ชั้ ั ศึ ป ี่ 3 1 2. เด็กชายกฤตณัฐ คุมรักษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 3. เด็กชายเขตนคร บุตรโคษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 4. เด็กชายศรัณญ สุนทรศารทูล ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 5. เด็กชายชวนากร ศรีสวัสดิ์ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/3 6. เด็็กชายภูดิศ เสถียรวัฒนา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/4 อาจารยทปรกษา อาจารยที่ปรึกษา 1. นางแววยูง สุขสถิตย 2. นายทวีศักดิ์ ภูชัย 3. นางนิตยา พูลจันทร 4. 4 นางสาวกนยา สุพรรณกูล ั โรงเรยนอนุราชประสทธ โรงเรียนอนราชประสิทธิ์ 1/92 ถนนเลี่ยงเมือง ตําบลบางกระสอ อําเภอเมือง จังหวัดนนทบุรี สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษา ประถมศึกษานนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
  • 2.
    ชื่อนวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) (กาเหวา) โดย 1. เด็กชายกานต บูลยประมุข ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 3/1 2. เด็กชายกฤตณัฐ คุมรักษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 3. เด็กชายเขตนคร บุตรโคษา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 4. เด็กชายศรัณญ สุนทรศารทูล ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/2 5. เด็กชายชวนากร ศรสวสด์ เดกชายชวนากร ศรีสวัสดิ ชนมธยมศกษาปท ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/3 6. เด็กชายภูดิศ เสถียรวัฒนา ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 2/4 โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ 1/92 ถนนเลี่ยงเมือง ตําบลบางกระสอ อําเภอเมือง จังหวัดนนทบรี ถนนเลยงเมอง ตาบลบางกระสอ อาเภอเมอง จงหวดนนทบุร สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษา ประถมศึกษานนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน
  • 3.
    บทที่ 1 บทนํา 1. ที่มาและความสําคัญ พลังงานทดแทนมีอยู 2 ประเภท ประเภทแรกคือ พลังงานทดแทนที่สิ้นเปลือง คือ ใชแลวหมด ไปเหมือนน้ํามันเชื้อเพลิง เชน ถานหิน กาซธรรมชาติ นิวเคลียร หินน้ํามันและทรายน้ํามัน สวนประเภท ที่ 2 คือ พลังงานหมุนเวียน ซึ่งเปนพลังงานที่ใชแลวเกิดขึ้นใหมไดตามธรรมชาติ หมุนเวียนใชไดไมมีวัน หมด เชน พลังงานแสงอาทิตย พลังงานลม พลังงานจากชีวมวล พลังงานน้ํา ปจจุบันพลังงานลมถูก จัดเป น พลั ง งานหมุน เวี ย นอี ก ชนิด หนึ่ง ที่ท่ัว โลกยอมรับว า เปน แหล ง พลั ง งานสะอาด และสามารถ นํามาใชเปนพลังงานทดแทนได มนุษยเริ่มนํากังหันลมมาใชเพื่อการผลิตไฟฟาตั้งแตป พ.ศ. 2433 แต การพัฒนากังหันลมเพื่อการผลิตไฟฟามีขอจํากัดในเรื่องของความเร็วลมและความสม่ําเสมอของลม คณะผูจัดทําโครงงานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี จึงไดออกแบบและพัฒนานวัตกรรมที่มีชื่อวา กาเหวา (CaVAWTs: Car ’ Vertical Axis Wind Turbines) ซึ่งอาศัยหลักการของกังหันลมแนวแกน ตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา การคมนาคม เพื่อลดขอจํากัด ในเรื่องความสม่ําเสมอของกําลังลม และนําไปใชประโยชนไดในอนาคต 2. จุดมุงหมายของการศึกษาค้ นคว้ า เพื่อสรางตนแบบกังหันลมติดรถยนตวงระยะไกลที่สามารถหมุนดวยความเร็วรอบสูง ิ่ 3. สมมุตฐานในการศึกษาค้ นคว้ า ิ ถากังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียสไดรับลมสม่ําเสมอแลว กังหันลมแนวแกน ตั้งแบบแรงฉุดแบบเกลียวจะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุด 4. ขอบเขตในการศึกษาหาความรู้ การสรางนวัตกรรมเรื่อง CaVAWTs (กาเหว่ า) ครั้งนี้ ไดดําเนินการระหวางวันที่ 3 ธันวาคม 2553 ถึงวันที่ 4 มกราคม 2554 ณ โรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษา นนทบุรี เขต 1 จังหวัดนนทบุรี
  • 4.
    2 5. การกําหนดตัวแปรที่ศกษาของการทดลอง ึ ตัวแปรตน รูปแบบของกังหันลมแบบเกลียว แบบซาโวเนียส 3 ใบ และแบบแพดเดิล 6 ใบ ตัวแปรตาม ความเร็วรอบของกังหันลม ตัวแปรควบคุม ความเร็วลม พื้นผิวของวัสดุที่ใช ชนิดของวัสดุทาใบพัด ขนาดเสนผาน ํ ศูนยกลางแกนกลางกังหันลม ระยะเวลาในการทดสอบ สถานที่ทดสอบ 6. นิยามเชิงปฏิบตการ ั ิ 6.1 CaVAWTs (กาเหวา) คือ นวัตกรรมกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียส สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา และการคมนาคมที่สามารถหมุนดวยความเร็ว รอบสูงสุด 6.2 ความเร็วรอบ คือ ความเร็วในการหมุนแกนของใบพัดกังหันลม วัดในหนวยรอบตอนาที 6.3 ความเร็วลม คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ วัดไดในหนวยเมตรตอวินาที 6.4 เครื่องวัดความเร็วลม คือ เครื่องมือที่ใชในการวัดความเร็วลม วัดไดในหนวยเมตรตอวินาที
  • 5.
    3 บทที่ 2 เอกสารที่เกี่ยวของ นวัตกรรม เรื่อง CaVAWTs (กาเหวา) ของนักเรียนโรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขตพื้นที่ การศึ ก ษาประถมศึ ก ษานนทบุ รี เขต 1 จั ง หวั ด นนทบุ รี คณะผู จั ด ทํ า ได ศึ ก ษาเอกสารที่ เ กี่ ย วข อ ง ตามหัวขอตอไปนี้ 1. พลังงานทดแทน 2. ทฤษฎีเกียวกับพลังงานลม ่ - อากาศพลศาสตรของกังหันลม - ชนิดของกังหันลม - การเลือกสถานที่ตั้งกังหันลม - ผลกระทบตอสิ่งแวดลอมจากการใชพลังงานลม - กังหันลมกับการผลิตไฟฟา - กังหันลมกับการใชงาน 3. วัสดุที่ใชทากังหันลม ํ - ทอ PVC - แผนอะลูมิเนียม 4. เครื่องวัดความเร็วลม 5. หลักการทํางานของไดนาโม 6. CaVAWTs 1. พลังงานทดแทน พลังงานที่ใชแทนน้ํามันเชื้อเพลิง ซึ่งเปนพลังงานหลักที่ใชกันอยูทั่วไปในปจจุบัน พลังงาน ทดแทนแบงออกเปน 2 ประเภทคือ 1. พลังงานทดแทนจากแหลงที่ใชแลวหมดไป เชน ถานหิน แกสธรรมชาติ หินน้ํามัน 2. พลังงานทดแทนที่สามารถหมุนเวียนมาใชไดอีก เชน พลังงานแสงอาทิตย ลม ชีวมวล น้า ํ พลังงานทดแทนที่สามารถหมุนเวียนมาใชไดอีก เปนพลังงานที่ไดรับความสนใจในการศึกษา คนควา และเหมาะสมที่จะนํามาใชเปนอยางยิ่ง เนื่องจากสามารถชวยแกไขปญหาการขาดแคลนแหลง พลังงานในอนาคต และชวยลดปญหาดานมลพิษ ที่เกิดจากการใชพลังงานในปจจุบัน
  • 6.
    4 พลังงานน้ํา เราสามารถสรางเขื่อนที่กักเก็บน้ําไวในที่สูง ปลอยใหน้ําไฟลงมาตามทอเขาสู เครื่องกังหันน้ํา ผลักดันใบพัดใหกังหันน้ําหมุนเพลาของเครื่องกังหันน้ํา ที่ตอเขากับเพลาของเครื่อง กําเนิดไฟฟาที่จะหมุนตาม เกิดการเหนี่ยวนําขึ้นในเครื่องกําเนิดไฟฟา ทําใหเกิดพลังงานไฟฟา การผลิต กระแสไฟฟาจากพลังงานน้ํา อาจจะผลิตจากเขื่อนขนาดใหญ เขื่อนขนาดกลาง หรือเขื่อนขนาดเล็ก เพื่อผลิตกระแสไฟฟา สําหรับใชในชุมชนขนาดเล็ก ซึ่งป 2547 โรงไฟฟาพลังงานน้ําในประเทศไทย มี กําลังผลิตติดตั้งรวม 2,973 เมกกะวัตต รูปที่ แผงโซลารเซลล ที่มา - http://www.solarnavigator.net/images/solar_cells_panels_array_monocrystaline.jpg พลังงานแสงอาทิตย ดวงอาทิตยเปนแหลงพลังงานความรอน และแสงสวางที่ใหญที่สุด ประเทศไทยซึงเปนประเทศที่ตั้งอยูในเขตใกลเสนศูนยสตร หรือเสนแบงครึ่งโลก จึงไดรับพลังงาน ่ ู แสงอาทิตยคอนขางสูง คาความเขมพลังงานแสงอาทิตยรวมเฉลี่ยของประเทศประมาณ 4.7 กิโลวัตต  ตอชั่วโมง ตอตารางเมตรตอวัน หากเราสามารถใชพลังงานแสงอาทิตย ที่สอดสองลงมาบนพื้นที่ของประเทศไทยเพียงหนึ่ง ในรอยสวนของพื้นที่ทั้งหมด เราจะไดรับพลังงานเทียบเทาการใชน้ํามันดิบประมาณ 7,000,000 ตันตอ ป การนําพลังงานแสงอาทิตยมาใชทําไดสองลักษณะคือ 1. กระบวนการเปลี่ยนรูปเปนพลังงานไฟฟา โดยเมื่อแสงอาทิตยตกกระทบลงมาบนแผง เซลลแสงอาทิตย เซลลแสงอาทิตยจะทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยไปเปนพลังงานไฟฟา เพื่อ นําไปใชกับอุปกรณเครื่องใชไฟฟาตาง ๆ 2. กระบวนการเปลี่ยนรูปเปนพลังงานความรอน โดยใหแสงอาทิตยสองผานแผนรับแสงมา ตกกระทบยังพื้นสีดา ทําใหเกิดความรอนเพิ่มมากขึ้นเหนือบริเวณพืน เราสามารถนําพลังงานความรอน ํ ้ ที่ไดไปใชประโยชนในลักษณะตาง ๆ อาทิ นําไปใชผลิตน้ารอน กลั่นน้ํา อบแหงพืชผลทางการเกษตร ํ
  • 7.
    5 พลังงานชีวมวล ชีวมวลคือสิ่งที่ไดมาจากสิ่งมีชีวิต เชน ตนไม ออย ถาน ฟน แกลบ วัชพืช ตาง ๆ หรือแมกระทังขยะและมูลสัตว การนําชีวมวลมาใชเปนพลังงานนั้นสามารถทําได 2 ลักษณะคือ ่ 1. กระบวนการที่ใหความรอน เชน การนําถานไม หรือฟน เพื่อใหเกิดความรอน สําหรับ นําไปใชเพื่อประโยชนในดานตาง ๆ ซึ่งไดมีการพัฒนาเทคโนโลยีดังนี้ การพัฒนาและผลิตเตาที่ใชกันอยู ทั่วไปใหเปนเตาประสิทธิภาพสูง (เตาซูเปอรอังโล) จุดไฟติดเร็ว ใหความรอนสูง มีควันนอย ประหยัด เชื้อเพลิง และพัฒนาเตาประสิทธิภาพสูงสําหรับอุตสาหกรรมชนบทขนาดเล็ก เชน เตานึ่งเมี่ยง เตานึ่ง ปอสา เตาเผาอิฐ สวนดานเชื้อเพลิงนั้นไดคิดคน และผลิตกอนอัดชีวภาพ หรือเชื้อเพลิงเขียว โดยนําพืช หรือวัชพืชมาสับแลวอัดแทงตากแดดและอบใหแหง กอนอัดชีวมวลที่ไดจะจุดติดไฟงาย ใหความรอนสูง นอกจากนี้ ยังไดนําผลผลิต หรือผลพลอยไดของพืชจําพวกแปงและน้ําตาล เชน ขาว ขาวโพด ออย กากน้ําตาล มาผลิตเอทิลแอลกอฮอล รวมทั้งนํามันสําปะหลังมาเผาโดยควบคุมความรอน เพื่อให ไดแกสชีวมวล เพื่อนําไปใชเปนเชื้อเพลิงตอไป 2. กระบวนการทางชีวภาพ เปนการนํามูลสัตวขยะน้ําเสียมาหมักในที่ที่ไมมีอากาศ ปลอย ใหเกิดกระบวนการยอยสลายสารอินทรีย ซึ่งจะไดแกสชีวภาพสําหรับเปนเชื้อเพลิงที่ใชกับเตาหุงตม ตะเกียง เครื่องยนต หรือเครื่องกําเนิดไฟฟา ตัวอยางการใชกังหันลมผลิตกระแสไฟฟา ที่มา: http://farm1.static.flickr.com/141/346022506_c5f11e9563_o.jpg พลังงานลม ลมเปนพลังงานที่มีอยูทั่วไปไมมีวันหมด กระแสลมโดยเฉลี่ยของประเทศไทย อยูในระดับกลางถึงต่ํา ซึ่งมีความเร็วของกระแสลมต่ํากวา 4 เมตรตอวินาที เราไดนําพลังงานจาก กระแสลมมาใชในการหมุนกังหันลมสูบน้ํา ซึ่งมีอยูทั่วประเทศไทยประมาณ 5,800 ชุด มีการศึกษาและ พัฒนาการนํากังหันลมมาใชในการผลิตกระแสไฟฟาในหลายพื้นที่ของประเทศไทย โดยเฉพาะที่แหลม พรหมเทพ จังหวัดภูเก็ต ไดนํากังหันลมมาใชผลิตกระแสไฟฟารวมกับการผลิตกระแสไฟฟาจากพลังงาน แสงอาทิตย
  • 8.
    6 พลังงานความรอนใตพิภพ พลังงานความรอนใตพิภพเปนพลังงานธรรมชาติเกิดจาก การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกเกิดแนวรอยเลื่อนแตก ทําใหน้ําบางสวนจะไหลซึมลงไปใตผิวโลก ไปสะสม ตัวและรับความรอนจากชั้นหินที่มีความรอนสูง กลายเปนน้ํารอนและไอน้ําที่พยายามแทรกตัวมาตามร อยเลื่อนแตกของชั้นมาบนผิวดิน อาจจะเปนในลักษณะของน้ําพุรอน ไอน้ํารอน โคลนเดือด และแกส น้ํารอนจากใตพ้ืนดินสามารถนํามาถายเทความรอนใหกับของเหลว หรือสารที่มีจุดเดือดต่ํางายตอการ เดือดและการเปนไอน้ํา แลวนําไอรอนที่ไดไปหมุนกังหัน เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกําเนิดไฟฟา นอกจากนี้ น้ําพุรอนที่นํามาใชในการผลิตกระแสไฟฟาแลว เมื่อมีอุณหภูมิต่ําลงเหลือ ประมาณ 80 องศาเซลเซียส สามารถนํามาใชเปนพลังงานในการอบแหงพืชผลทางการเกษตร เปน พลังงานสําหรับหองเย็น และเครื่องปรับอากาศไดดวย แนวโนมพลังงานทดแทนในอนาคต ปจจุบันไดมีความพยายามศึกษา คนควา วิจัยและ พัฒนาพลังงานทดแทนในรูปแบบตาง ๆ ใหสามารถนํามาใชประโยชนไดสะดวก และมีประสิทธิภาพ มากขึ้น เพื่อชวยประหยัดพลังงาน และชวยลดคาใชจาย โดยตั้งอยูบนพื้นฐานของการพึ่งพาพลังงาน จากแหลงในทองถิ่น และภายในประเทศ สามารถผลิตและใชพลังงานอยางยั่งยืน ซึ่งจะเปนหนทางหนึ่ง ที่ชวยลดการทําลายทรัพยากรที่กําลังเกิดขึ้นอยางมากมาย และรุนแรงในปจจุบัน ชวยรักษาสมดุลของ ธรรมชาติ อันเปนภัยคุกคามอยางรายแรงตอโลก และมนุษยชาติ เชื่อวาพลังงานทดแทนจะเปนหนทาง หนึ่งของการแกไขวิกฤตการณดานพลังงาน และสิ่งแวดลอมของโลกได  2. ทฤษฎีเกี่ยวกับพลังงานลม - อากาศพลศาสตรของกังหันลม อากาศพลศาสตร (Aerodynamics) เปนการศึกษาเกี่ยวกับแรงที่อากาศกระทําตอวัตถุ ในขณะที่วัตถุนั้นเคลื่อนที่ผานอากาศวัตถุอาจเปนเครื่องบิน เรือ และวัตถุอื่น ๆ นักวิทยาศาสตร วิศวกร สถาปนิก ไดศึกษาถึงแรงดังกลาว เพื่อนําความรูมาออกแบบ และสรางเครื่องบินหรือยวดยานอื่นๆ ที่ ตองเกี่ยวของกับแรงที่อากาศจะกระทําตอสิ่งเหลานั้น ปจจุบัน นอกจากนักออกแบบและผูสรางอากาศยานทั้งหลาย จะนําหลักของอากาศพลศาสตร มาใชในการออกแบบหรือปรับปรุง รูปแบบเครื่องบิน เรือดําน้ําและยวดยานอื่นๆ แลวสถาปนิกยังไดนํา หลักการเดียวกันนี้มาใชในการออกแบบสิ่งกอสรางตาง ๆ เชน สะพาน ตึกระฟา และอื่น ๆ ใหสามารถมี ความคงทนตอแรงลมดวยอากาศพลศาสตรเกี่ยวของกับแรงที่อากาศกระทําตอวัตถุที่กําลังเคลื่อนที่ 2 แรง คือ แรงยก และแรงฉุด เนื่องจากปกเครื่องบินมีลักษณะโคงทางดานบน โดยขอบดานหนึ่งสูง แลว ลาดลงไปยังอีกขางหนึ่ง สวนดานลางของปกแบนราบ (ดังรูป)
  • 9.
    7 แรงฉุด - แรงยก ซึ่งเปนแรงทีกระทําทิศทางตั้งฉากกับการไหลของลม ่ - แรงฉุด ซึ่งเปนแรงทีกระทําทิศขนานกับการไหลของลม ่ ดังนั้นขณะเครื่องบินเคลื่อนที่ผานอากาศ อากาศที่เคลื่อนที่เหนือปกเครื่องบินจึงมี ความเร็ว กวาอากาศที่เคลื่อนที่ใตปกเครื่องบิน เปนเหตุใหความดันอากาศใตปกเครื่องบิน มีคามากกวาความดัน  อากาศเหนือปกเครื่องบิน จึงทําใหเกิดแรงยกกระทําตอ เครื่องบินใหลอยไดในอากาศขณะเครื่องบิน กําลังบิน แรงฉุดเปนแรงที่อากาศตานการเคลื่อนที่ไปขางหนาของ วัตถุ แรงฉุดจะมากหรือนอยขึ้นอยูกับ รูปรางของวัตถุยิ่งวัตถุมีรูปราง เพรียว แรงฉุดก็ยิ่งนอยลง ดังนั้น การออกแบบยานพาหนะตาง ๆ เชน เครื่องบิน รถไฟ รถยนต รถบรรทุก เรือ จึงพยายามใหมีรูปรางเพรียวเพื่อใหเกิดแรงฉุด นอยที่สุด เครื่องบินที่มีแรงฉุดนอยความตองการพลังเครื่องยนตเพื่อการบินก็นอยลงดวย จึงทําใหมีการ พัฒนาการออกแบบและสรางเครื่องบินเพื่อลดแรงฉุด การที่จะใหเครื่องบิน ลอยตัวอยูในอากาศนั้น อาศัยเพียงแรงยกของปกเครื่องบินอยางเดียวก็เพียงพอ แตเมื่อ มีแรงจากเครื่องยนตที่หมุนใบพัดใหเกิด แรงขับดันไปขางหนา จึงทําใหเครื่องบินลอยตัว และเคลื่อนที่ไปในอากาศได ซึ่งใบของกังหันลมมี ลักษณะคลายกับปกของเครื่องบิน มีการออกแบบ แพนอากาศ (Airfoil) ในแพนอากาศผิวดานบนของ ใบพัด มีลกษณะโคง ขณะที่ดานลางมีลักษณะพื้นผิวแบบราบ ั  เมื่อลมเคลื่อนที่มาปะทะกับใบพัด ลมจะพาดผานทั้งผิวโคงดานบนปก และผิวเรียบดานลางใต ปกไปพรอมกัน ลมที่วิ่งบนปกจะมีความเร็วที่สูงกวาลมที่วิ่งใตปก เมื่อลมเคลื่อนที่ผานทั้งผิวโคงดานบน และผิวดานลางลมจะวิ่งไปบรรจบที่ปลายปกใบพัดในเวลาเดียวกัน ผลที่เกิดขึ้นก็คือผลโคงดานบนมี ความเร็วลมสูงความกดดันอากาศจึงต่ํา เมื่อเทียบกับผิวเรียบดานลางซึ่งมีความความกดดันอากาศทีสง ่ ู กวา ทํา ใหเ กิดแรงยกดั นให ใบพั ดมีการยกตัว หรือมีแรงพยายามหมุน ใบพัด สวนรายละเอียดการ คํานวณทางวิชาการจะไมกลาว ณ ที่นี้ อัตราสวนแรงยกตอแรงฉุด (Lift / Drag) เปนองคประกอบที่ สําคัญในการออกแบบประสิทธิภาพของใบพัดกังหัน
  • 10.
    8 - ชนิดของกังหันลม ปจจุบนการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันลมเพื่อใชสําหรับผลิตไฟฟาไดรับการพัฒนาอยางตอเนื่อง ั หลายประเทศทั่วโลกไดใหความสนใจ โดยเฉพาะในทวีปยุโรป เชน ประเทศเดนมารก กังหันลมที่ไดมี การพัฒนากันขึ้นมานั้นจะมีลกษณะและรูปรางแตกตางกันออกไป แตถาจําแนกตามลักษณะแนวแกน ั หมุนของกังหันจะได 2 แบบ คือ 1. กังหันลมแนวแกนนอน (Horizontal Axis Wind Turbine) เปนกังหันลมที่มีแกนหมุนขนาน กับทิศทางของลมโดยมีใบพัดเปนตัวตั้งฉากรับแรงลม มีอุปกรณควบคุมกังหันใหหันไปตามทิศทางของ กระแสลม เรียกวา หางเสือ และมีอุปกรณปองกันกังหันชํารุดเสียหายขณะเกิดลมพัดแรง เชน ลมพายุ และตั้งอยูบนเสาที่แข็งแรง กังหันลมแบบแกนนอน ไดแก กังหันลมวินดมิลล (Windmills) กังหันลมใบ เสื่อลําแพน นิยมใชกับเครื่องฉุดน้ํา กังหันลมแบบกงลอจักรยาน กังหันลมสําหรับผลิตไฟฟาแบบพรอบ เพลเลอร (Propeller) รูปที่ กังหันลมแนวแกนนอน (วรนุช แจงสวาง,2551) 2. กังหันลมแนวแกนตั้ง (Vertical Axis Wind Turbine) เปนกังหันลมที่มีแกนหมุนและใบพัดตั้ง ฉากกับการเคลื่อนที่ของลมในแนวราบ ซึงทําใหสามารถรับลมในแนวราบไดทุกทิศทาง กังหันลมแบบ ่ แนวแกนนอนเปนแบบทีนิยมใชกันอยางแพรหลาย สวนมากออกแบบใหเปนชนิดที่ขับใบกังหันดวยแรง ่ ยก แตอยางไรก็ตาม กังหันลมแบบแนวแกนตั้ง ซึ่งไดรับการพัฒนามากในระยะหลังก็ไดรับความสนใจ มากขึ้นเชนกัน ทังนี้เนื่องจากขอดีกวาแบบแนวแกนนอนคือ ในแบบแนวแกนตังนันไมวาลมจะเขามาทิศ ้ ้ ้ ไหนก็ยังหมุนได โดยไมตองมีอุปกรณควบคุมใหกังหันหันหนาเขาหาลม นอกจากนี้แลวแบบแนวแกนตั้ง
  • 11.
    9 นั้น เครื่องกําเนิดไฟฟาและระบบการสงกําลังวางไวใกลพื้นดินมากกวาแบบแกนนอน เวลาเกิดปญหา แกไขงายกวาแบบแกนนอนที่ติดอยูบนหอคอยสูง กังหันลมแนวแกนตั้ง (วรนุช แจงสวาง,2551) - การพิจารณาเลือกสถานที่ตั้งกังหันลม ในการเลือกที่ตั้งกังหันลม จะพิจารณาปจจัยที่สาคัญตอไปนี้ ํ 1. ความเร็ ว ลม เป น ปจจั ย ที่สํ า คัญ มาก เพราะเปน ตัว แปรสํ า คัญที่จ ะทํา ใหกั ง หั น ลม ทํางานได 2. สิ่งแวดลอม สถานที่ตั้งกังหันลมจะตองไมมีสิ่งกีดขวางทิศทางลม เพื่อใหกังหันลม ทํางานไดอยางเต็มประสิทธิภาพ 3. รูปแบบของกังหันลม ใบพัดที่เหมาะสมจะชวยใหกังหันลมมีประสิทธิภาพสูงสุดใน สภาพแวดลอมตางๆ จากขอมูลของกรมอุตุนิยมวิทยา (อางถึงใน วรนุช แจงสวาง, 2551) พบวาความเร็วลมเฉลี่ย ของประเทศไทยเมื่อคํานวณเฉพาะชวงลมสงบมีคาอยูที่ 2.4-4 เมตรตอวินาที หากไมคํานวณโดยไมรวม ชวงลมสงบ พบวามีคาความเร็วลมอยูที่ 3-6 เมตรตอวินาที ซึ่งในบริเวณกรุงเทพมหานครและปริมณฑล มีคาความเร็วลมเฉลี่ยอยูที่ 5.41 เมตรตอวินาทีเมื่อคิดโดยรวมชวงลมสงบ และ 8.54 เมตรตอวินาทีหาก คิดโดยไมรวมชวงลมสงบ
  • 12.
    10 - ผลกระทบตอสิ่งแวดลอมจากการใชพลังงานลม ในการนําพลังงานลมมาใชจะตองพิจารณาผลกระทบตอสิ่งแวดลอมดังตอไปนี้ 1. เสียงรบกวนทีเ่ กิดจากกังหันลมที่หมุนดวยความเร็วสูง 2. การรบกวนสัญญาณคลื่นแมเหล็กไฟฟา หากวัสดุที่ใชทํากังหันลมเปน โลหะ 3. การบดบังทัศนียภาพ หากการติดตั้งกังหันลมอยูในบริเวณแหลงทองเที่ยว - กังหันลมกับการผลิตไฟฟา หลักการทํางานของกังหันลมผลิตไฟฟานั้น เมื่อมีลมพัดผานใบกังหัน พลังงานจลนที่เกิดจาก ลมจะ ทําใหใบพัดของกังหันเกิดการหมุน และไดเปนพลังงานกลออกมา พลังงานกลจากแกนหมุนของ กังหันลมจะถูกเปลี่ยนรูปไปเปนพลังงานไฟฟา โดยเครื่องกําเนิดไฟฟาที่เชื่อมตออยูกับแกนหมุนของ กังหันลม จายกระแสไฟฟาผานระบบควบคุมไฟฟา และจายกระแสไฟฟาเขาสูระบบตอไป โดยปริมาณ ไฟฟาที่ผลิตไดจะขึ้นอยูกับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม - กังหันลมกับการใชงาน เนื่องจากความไมสม่ําเสมอของความเร็วลมที่แปรผันตามธรรมชาติ และความตองการพลังงาน ที่สม่ําเสมอเพื่อใหเหมาะสมกับการใชงานแลว จะตองมีตัวกักเก็บพลังงานและใชแหลงพลังงานอื่นที่ เชื่อถือไดเปนแหลง สํารอง หรือใชรวมกับแหลงพลังงานอื่น ก . ตัวกักเก็บพลังงานมีอยูหลายชนิด สวนมากขึ้นอยูกับงานที่จะใช เชน ถาเปนกังหัน เพื่อผลิตไฟฟาขนาดเล็กมักนิยมใชแบตเตอรี่เปนตัวกักเก็บ ข . การใชแหลงพลังงานอื่นที่เปนตัวหมุน ระบบนี้ปกติกังหันลมจะทําหนาที่จาย พลังงานใหตลอดเวลาที่มีความเร็วลมเพียงพอ หากความเร็วลมต่ําหรือลมสงบ แหลง พลังงานชนิดอื่น จะทําหนาที่จายพลังงานทดแทน (ระบบนี้กังหันลมจายพลังงานเปนตัวหลักและแหลง พลังงานสวนอื่น เปนแหลงสํารอง) ค. การใชรวมกับแหลงพลังงานอื่น อาจเปนเครื่องจักรดีเซล หรือพลังงานน้ําจากเขื่อน ฯลฯ ระบบนี้ปกติมีแหลงพลังงานชนิดอื่นจายพลังงานอยูกอนแลว กังหันลมจะชวยจายพลังงานเมื่อมี ความเร็วลมเพียงพอ ซึ่งในขณะเดียวกันก็ลดการจายพลังงานจากแหลงพลังงานอื่น เชน ลดการใช น้ํามันดีเซลของเครื่องยนตดีเซล (ระบบนี้ แหลงพลังงานอื่นจายพลังงานเปน หลัก สวนกังหันลมทํา หนาที่คอยเสริมพลังงานจากตนพลังงานหลัก)
  • 13.
    11 3. วัสดุท่ ใช้ทากังหันลม ี ํ - ทอพีวีซี PVC ยอมาจากคําวา โพลีไวนิลคลอไรด (Polyvinyl chloride) เปนพลาสติกชนิดหนึ่ง ที่มีคุณสมบัติที่ดีหลายอยาง เชน มีความเหนียวยืดหยุนตัวได ทนตอแรงดันน้ําไดดี ทนตอการกัดกรอน ของกรดหรือดางไดดี ใชเปนฉนวนไฟฟาไดดีเพราะไมเปนตัวนําไฟฟา เปนวัสดุไมติดไฟ มีผิวมันเรียบ ชวยใหการไหลของน้ําไดดี มีน้ําหนักเบาและราคาถูก แตมีขอเสียคือ เปราะ กรอบ และแตกหักงาย ไม ทนทานตอแรงกระแทกและแสงแดดหรือแสงยูวี (UV) จากการศึกษาของ ผศ.นงนุช ตั้งเกริกโอฬาร ได จัดแบงประเภทของทอพีวีซีไวดังนี้ ชนิดที่ 1 ทอพีวีซีสีฟา ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน มอก.17-2532 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชเปนทอน้ํา ดื่ม) เปนทอที่นิยมใชในงานสุขาภิบาลในอาคาร เชน ใชเปนทอประปาสําหรับระบบน้ําดื่ม ซึ่งตองรับ แรงดันน้ํา หรือใชกับระบบปมน้ํา หรืองานทอระบายน้ํา มีความหนาตามระดับการรับแรงกดดันไดของ ทอ โดยมีหนวยระบุถึงความสามารถในการรับแรงกดดันไดของทอ เปน กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร เชน มาตรฐานทอพีวีซีขนาด 8.5 หรือ 13.5 กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร (PVC-8.5 หรือ PVC-13.5) ใชเปนทอ ประปาสําหรับระบบน้ําดื่มหรือระบบปมน้ํา ซึ่งตองรับแรงดันน้ํามาก สําหรับทอระบายน้ําทิ่งหรือทอน้ํา โสโครกซึ่งไมมีแรงดันน้ํา นิยมใชมาตรฐานทอขนาด 5 กิโลกรัม/ตารางเซ็นติเมตร (PVC-5) ทอพีวีซีสีฟา เหลานี้ เหมาะสําหรับใชงานภายในอาคารหรือในที่รมเทานั้น ไมควรใชงานภายนอกอาคารที่ตองสัมผัส กับแสงแดดเนื่องจากไมมนตออุณหภูมิที่สูง และไมควรใชกับอาคารที่ทรุดตัวไดงาย เพราะจะทําใหทอ แตกหักหรือฉีกขาดออกจากกันได ชนิดที่ 2 ทอพีวีซีสีเหลือง ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน มอก.216-2524 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชรอย สายไฟฟาและสายโทรศัพท) เปนทอที่ผลิตขึ้นมาเพื่อใชในงานรอยสายไฟฟาและสายโทรศัพท โดยเฉพาะ โดยคํานึงถึงมาตรฐานความเปนฉนวนไฟฟาเปนหลัก ทอพีวีซีสีเหลืองนี้เหมาะสําหรับใชรอย สายไฟภายในอาคารหรือในรมเทานั้น ไมควรใชรอยสายไฟภายนอกอาคาร เพราะกฎของการไฟฟาฯ จะไมอนุญาตใหใช ชนิดที่ 3 ทอพีวีซีสีเทา เปนทอที่ผลิตขึ้นเพื่อใชงานดานการเกษตร เชน เปนทอระบายน้ํา ทางการเกษตร หรือระบายน้ําสิ่งปฏิกูล หรือใชระบายน้ําในงานชั่วคราวที่ไมตองรับแรงดันน้ําหรือไม ตองการความแข็งแรงของทอมากนัก ราคาคอนขางถูก ทอพีวีซีสีเทาที่ใชงานดานการเกษตรนี้ ยังไมมี การกําหนดมาตรฐาน ขึ้นอยูกับผูผลิต อยางไรก็ตาม สําหรับทอพีวีซีสีเทาใชสําหรับระบายน้ําในงาน อุตสาหกรรม ที่จําเปนตองคํานึงถึงความปลอดภัยดานสิ่งแวดลอม เชน อาจมีสารเคมีหรือของมีพิษ ระบายออกมาดวย ตองใชทอมาตรฐาน มอก. 999-2533 (ทอพีวีซีแข็งสําหรับใชในงานอุตสาหกรรม) ในการศึกษาครั้งนี้ไดทางคณะไดเลือกทอพีวีซีสีเทา เนื่องจากราคาถูก และในการทดสอบ เบื้องตนไมมีความจําเปนที่จะตองรับแรงดันที่เกิดจากลมมากนัก
  • 14.
    12 4. เครื่องวัดความเร็วลม เครื่องมือที่ใชในการวัดกระแสลม มีดงนี้ ั 1) ศรลม (Wind vane) คือ เครื่องมือที่ใชตรวจทิศทางลม มีลักษณะเปนลูกศรที่มีหางเปนแผน ใหญกวาหัวลูกศรมาก เมื่อลมพัดมา หางลูกศรจะถูกแรงลมปะทะมากกวาหัวลูกศร ทําใหหัวลูกศรชี้ไป ในทิศทางลมที่พัดมา ทําใหเราทราบทิศทางลมวาพัดมาจากทางไหน 2) แอนิโมมิเตอรหรือมาตรวัดความเร็วลม (Anemometer) คือเครื่องมือที่ใชวัดความเร็วลม ประกอบดวยถวยกลมครึ่งซีกทําดวยโลหะเบา ๓ - ๔ ใบ หันตามกัน ติดอยูที่ปลายแกนหมุน ซึ่งหมุนได อิสระ เมื่อลมพัดมาปะทะถวย ถวยจะหมุนไปรอบแกน จํารอบที่หมุนแสดงถึงความเร็วลม หนวยวัดมี หลายอยางเชน นอต, ไมลทะเลตอชั่วโม, กิโลเมตรตอชั่วโมง, ไมลตอชั่วโมง เปนตัน 3) แอโรเวน (Aerovane) คือเครื่องมือที่ใชทั้งตรวจทิศทางลมและวัดความเร็วลม มีลักษณะ รูปรางคลายเครื่องบินไมมีปก ปลายดานใบพัดจะชี้ไปในทิศทางที่ลมพัดมา และการหมุนของใบพัดจะ แสดงความเร็วของลมซึ่งเราสามารถอานไดจากหนาปดหรือกราฟของเครื่องวัด ในการทดลองนี้ทางคณะไดใชมาตรวัดความเร็วลม ของบริษัท Pro’sKit รุน MT-4005 โดยมีคา การแสดงผลที่ระดับ 0.01 เมตรตอวินาที และยานการวัดอยูที่ 0.0-30.0 เมตรตอวินาที ความเร็วสัมพัทธ (Relative Velocity) ในการพิจารณาตําแหนงของวัตถุ จะตองกําหนดจุดอางอิงและแกนอางอิง หากมีผูสังเกตสอง คน ตางใชระบบโคออรดิเนตของตนเองและเคลื่อนที่สมพัทธกน เราพบวาระบบหนึ่งจะมีความเร็วเมื่อ ั ั เทียบกับอีกระบบหนึงเสมอ ตัวอยางเชน นาย ก. ยืนนิ่งอยูบนรถไฟทีกําลังเคลื่อนทีดวยความเร็วคงตัว ่ ่ ่ ผานชานชาลาที่นาย ข. ยืนนิงอยู เมื่อนาย ข. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ก. เคลื่อนที่ดวยความเร็วเทากับ ่ ความเร็วของรถไฟ เขาหาชานชาลา และเมื่อนาย ก. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ข. เคลื่อนที่ดวยความเร็ว เทากับความเร็วของรถไฟเขาหารถไฟ ดังนัน หากพิจารณา นาย ก. ทีนั่งอยูบนรถยนตทกําลังวิงดวยความเร็วคงตัว เทวดา ข. ที่ลอย ้ ่  ี่ ่ อยูน่งๆในกอนอากาศ เมื่อเทวดา ข. เปนผูสังเกตจะเห็นนาย ก. เคลือนที่ดวยความเร็วเทากับความเร็ว ิ ่ ของรถยนต และเมื่อนาย ก. เปนผูสงเกตจะเห็นเทวดา ข. (กอนอากาศ) เคลื่อนทีเ่ ขาหารถดวยความเร็ว ั เทากับความเร็วรถยนต นันคือถาเราวัดความเร็วลมในขณะที่รถยนตกําลังแลน เราควรจะวัดความเร็ว ่ ลมไดเทากับความเร็วที่รถยนตวิ่ง
  • 15.
    13 5. หลักการทํางานของไดนาโม เครื่องกําเนิดไฟฟาหรือไดนาโม สามารถเปลี่ยนพลังงานกลเปนพลังงานไฟฟา ใชหลักการ เหมือนกับแรงกระทําบนขดลวด เพียงแตทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนพลังงานกลเทานั้นเอง ประกอบดวยขดลวดเหนี่ยวนําเคลื่อนที่สัมพัทธกับแทงแมเหล็ก โดยอาศัยการเหนี่ยวนําในขดลวดของ เครื่องกําเนิดไฟฟา จะทําใหเกิดกระแสไฟฟา ซึงสามารถจัดกระแสไฟไดสองแบบคือกระแสตรง และ กระแสสลับ พลังงานไฟฟาจากเครื่องกําเนิดไฟฟาเปนไปตามกฎการอนุรักษพลังงาน เครื่องกําเนิดไฟฟาและไดนาโม สามารถเปลี่ยนพลังงานกลเปนพลังงานไฟฟา เครื่องกําเนิด ไฟฟาประกอบดวยขดลวดเหนี่ยวนําเคลื่อนที่สัมพัทธกับแทงแมเหล็กทําใหเกิดไฟฟา ตัวอยางการใช งาน เชน กรณีไฟฟาพลังน้ํา จะมีน้ําตกลงมาหมุนใบพัดของเครื่องกําเนิดไฟฟา 6. CaVAWTs กาเหวา (CaVAWTs: Car ’ Vertical Axis Wind Turbines) เปนกลจักรผลิตไฟฟาซึ่งอาศัย หลักการของกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดตั้งกับรถยนตที่วิ่งระยะไกล ในการขนสงสินคา การคมนาคม เพื่อลดขอจํากัดในเรื่องความสม่ําเสมอของกําลังลม และนําไปใชประโยชนไดในอนาคต วิธีดําเนินการสรางตนแบบ CaVAWTs มีขั้นตอนดังนี้ 1. ประชุม วางแผน แบงหนาทีการทํางาน ่ 2. ศึกษาเอกสารที่เกียวของกับกังหันลม ่ 3. จําลองแบบใบพัดกังหันลมแนวแกนตั้งชนิดตางๆ 4. เปรียบเทียบความเร็วรอบการหมุนของใบพัดที่จาลองแบบ ํ 5. สรางตนแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียส 6. สรางตนแบบ CaVAWTs
  • 16.
    14 บทที่ 3 วัสดุอุปกรณ และวิธีการ 1.วัสดุอุปกรณ 1. แผนอะลูมเนียมขนาด 2 x 1 เมตร ิ จํานวน 2 แผน 2. แผนสังกะสีขนาด 2 x 1 เมตร จํานวน 1 แผน 3. ทอ PVC ขนาด 1/4 นิว ยาว 2 เมตร ้ จํานวน 2 เสน 4. เหล็กสตัด จํานวน 1 แทง 5. เลื่อยเหล็ก จํานวน 1 ปน 6. ถุงมือ จํานวน 8 คู 7. กาวรอน จํานวน 100 แทง 8. กรรไกรตัดสังกะสี จํานวน 3 อัน 9. ฟวเจอรบอรด ขนาด 50x60 cm จํานวน 8 แผน 10. เหล็กฉาก จํานวน 1 อัน 11. ลวดแข็ง ยาว 3 เมตร จํานวน 1 เสน 12. เครื่องวัดความเร็วลม Pro’sKit จํานวน 1 เครื่อง 13. รถยนต Honda Civic จํานวน 1 คัน 2. วิธีการประดิษฐกังหันแนวตั้งแบบซาโวเนียส 1.ประชุม วางแผนการดําเนินงาน และแบงหนาทีการทํางาน ่ 2.ออกแบบกังหันลมแบบตางๆ 3.จัดหาวัสดุอุปกรณ 4.ทดลองเปรียบเทียบความเร็วรอบกังหันลม 5. คัดเลือกตนแบบกังหันลม 6.ประกอบกังหันตนแบบ แบบซาโวเนียส 6.1 ตัดแผนอะลูมเิ นียมใหมขนาด 900 ตารางเซนติเมตร แลวแบงออกเปน 3 แผน ี 6.2 ตัดทอ PVC ขนาด ¼ นิวใหมีความยาวมากกวาความยาวของแผนกังหันประมาณ ้ 5 เซนติเมตรทังหัวและทายทอ PVC ที่ตัดออกมาแลว ้ 6.3 ดัดแผนอะลูมเิ นียมใหมีลักษณะคลายกับตัว U แตสวนโคงจะแหลมกวานิดหนอยแลวนํา ลวดแข็งมาตรึงไวในใบพัดดวยกาวรอน 2 เสน ของแตละใบ 6.4 นําใบพัดที่ตรึงแลวมาติดกับทอ PVC ดวยกาวรอนอีกครั้ง
  • 17.
    15 7. สรางตนแบบ CaVAWTs 7.1 นําโครงอะลูมเิ นียมมาดัดใหมีลักษณะโคงนูนคลายกระทะแบบจีนเพือที่จะทําเปนตัว ่ ครอบกังหันทีจะนําไปติดรถยนตไว ่ 7.2 นําไดนาโมมาติดหัวทายแกนของกังหันแลวน้ําตัวโครงอะลูมิเนียมมาครอบกังหันไว
  • 18.
    16 บทที่ 4 ผลการทดลอง นวัตกรรมเรื่อง CaVAWTs (กาเหวา) ของนักเรียนโรงเรียนอนุราชประสิทธิ์ สํานักงานเขต พื้ น ที่ ก ารศึ ก ษาประถมศึ ก ษานนทบุ รี เขต 1 จั ง หวั ด นนทบุ รี มี วั ต ถุ ป ระสงค เ พื่ อ สร า งและพั ฒ นา ต น แบบรู ป แบบกั ง หั น ลมที่ ส ามารถนํ า ไปติ ด ตั้ ง กั บ รถยนต ที่ มี ค วามเร็ ว รอบสู ง สุ ด และสามารถนํ า ไปใชง านไดจริ ง และนําไปทดลองกั บ รถยนตเ พื่อนําไปทดสอบสมมุติฐ านที่ วา การสรา งกั ง หัน ลม แนวตั้งแบบฉุดรูปแบบซาโวเนียส จะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุด ซึ่งผูศึกษานําเสนอผลการศึกษา แบงเปน 2 ขั้นตอนดังนี้ ตอนที่ 1 ศึกษารูปแบบใบพัดกังหันลมที่หมุนไดเร็วโดยทดลองกับพัดลมที่ความเร็วตางกัน ตอนที่ 2 ทดลองรูปแบบใบพัดที่หมุนดวยความเร็วรอบสูงกับรถยนต สรุปผลการทดลองดังนี้ 4.1 การทดสอบสมมุติฐาน การสรางและพัฒนานวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) ครั้งนี้ ไดตั้งสมติฐานไววาถากังหันลม แนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียสไดรับลมสม่ําเสมอแลว กังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด รูปแบบซาโวเนียสจะหมุนดวยความเร็วรอบสูงสุดการทดสอบสมมุติฐานครั้งนี้ สรุปไดตามตารางที่ 4.1 ตารางที่ 4.2 แผนภูมที่ 4.1 และแผนภูมิที่ 4.2 ิ ตารางที่ 4.1 แสดงการเปรียบเทียบคาเฉลี่ยจํานวนรอบการหมุนที่ระดับตาง ๆ ของรูปแบบ ใบพัดกังหันลม ความเร็วลม (เมตรตอวินาที) / ความเร็วรอบของใบพัด (รอบตอนาที) รูปแบบใบพัดกังหันลม 2.6 3.6 4.6 ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย ครั้งที1 ่ ครั้งที2 ่ ครั้งที3 ่ คาเฉลี่ย 1. แบบเกลียว 130 132 128 130.00 159 162 161 160.67 192 197 195 194.67 (Helix) 2. แบบซาโวเนียส 213 215 210 212.67 243 235 239 239.00 287 279 288 284.67 (Savonius) 3. แบบแพดเดิล 6 ใบ 71 73 73 72.33 101 102 107 103.33 120 108 115 114.33 (Paddle)
  • 19.
    17 จากตารางที่ 4.1 แสดงการเปรียบเทียบคาเฉลี่ยความเร็วลม ของรูปแบบใบพัดกังหันลม สามรูปแบบ พบวา รูปแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียส มีคาเฉลี่ยความเร็วรอบ 212.67, 239 และ 284.67 เมตรตอนาที โดยทดลองกับพัดลมที่มีคาความเร็วลม 2.6, 3.6 และ 4.6 เมตรตอวินาที ตามลําดับ แผนภูมิ ที่ 4.1 กราฟแสดงการเปรียบเทียบจํานวนรอบการหมุนที่ระดับความเร็วลมตาง ๆ จากแผนภูมที่ 4.1 พบวารูปแบบใบพัดกังหันลมแบบซาโวเนียสมีความเร็วรอบสูงสุด เมื่อ ิ เปรียบเทียบกับใบพัดกังหันลมชนิดอื่นที่ระดับความเร็วลมเทากัน
  • 20.
    18 ตารางที่ 4.2 แสดงคาที่ไดจากการคํานวณความเร็วลมจากทฤษฎีความเร็วสัมพันธกับคาความเร็ว ลมที่ไดจากเครื่องวัดความเร็วลม คาความเร็วลม ความเร็วลมจากเครื่องวัดความเร็วลม ความเร็วรถที่ทดลอง จากทฤษฎี (เมตรตอวินาที) ความเร็วสัมพันธ (กิโลเมตรตอชั่วโมง) (เมตรตอวินาที) ครั้งที่ 1 ครั้งที่ 2 ครั้งที่ 3 คาเฉลี่ย 20 5.56 4.21 4.11 4.05 4.12 30 8.33 5.23 5.11 5.03 5.12 40 11.11 7.7 6.5 7.2 7.13 50 13.89 10.01 9.53 10.22 9.92 60 16.67 12.55 12.29 12.95 12.60 70 19.44 13.55 13.23 13.02 13.27 80 22.22 17.18 17.26 16.63 17.02 90 25.00 19.49 20.94 21.74 20.72 จากตารางที่ 4.2 แสดงคาที่ไดจากการคํานวณความเร็วลมจากทฤษฎีความเร็วสัมพันธกับ คาความเร็วลมที่ไดจากเครื่องวัดความเร็วลม พบวาคาความเร็วลมที่วัดไดมีคาแตกตางจากคาความเร็ว ลมในทางทฤษฎี และความเร็วลมที่ระดับความเร็วของรถยนตในชวง 80-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง มีคาอยู ในชวง 17-20 เมตรตอวินาที
  • 21.
    19 แผนภูมิ ที่ 4.2แสดงคาความเร็วลมที่คํานวณไดจากทฤษฎีความเร็วสัมพัทธและคาความเร็วลมที่ วัดบนรถยนตขณะวิ่งดวยความเร็วในชวง 20-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง จากแผนภูมิขางตนพบวา ความเร็วลมเมื่อรถยนตวิ่งที่ความเร็วตั้งแต 20-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง ความเร็วลมที่วัดไดอยูในชวงประมาณ 4-21 เมตรตอวินาที ซึ่งแตกตางจากคาที่คํานวณจากทฤษฎี ความเร็วสัมพัทธที่มีคาความเร็วลมอยูในชวงประมาณ 5-25 เมตรตอวินาที
  • 22.
    20 บทที่ 5 อภิปรายและสรุปผลการทดลอง 5.1 สรุปผลการทดลอง การศึกษาและพัฒนานวัตกรรม CaVAWTs (กาเหวา) ครั้งนี้ มีวัตถุประสงคเพื่อสรางตนแบบ รูปแบบกังหันลมที่สามารถนําไปใชติดกับรถยนตได คณะผูจัดทําไดทดลองคัดเลือกตนแบบกังหันลม แนวแกนตั้งแบบแรงฉุดรูปแบบซาโวเนียส โดยการวัดความเร็วลมขณะที่รถยนตเคลื่อนที่ ไดความเร็ว รอบเฉลี่ยสูงสุด เมื่อเทียบกับกังหันลมอีกสองแบบคือแบบแพดเดิล และแบบเกลียว ซึ่งในการทดลอง ขางตนไดควบคุมพื้นที่ผวของใบพัดกังหันใหเทากันคือ 900 ตารางเซนติเมตร ิ 5.2 อภิปรายผลการทดลอง กั ง หั น ลมแนวแกนตั้ ง แบบแรงฉุ ด รู ป แบบซาโวเนี ย สมี ร ะดั บ ความเร็ ว ของรถยนต ใ น ชวง 80-90 กิโลเมตรตอชั่วโมง มีคาอยูในชวง 17-20 เมตรตอวินาที ซึ่งเปนระดับความเร็วที่สูงสุด วิเคราะหจากผลการ การทดลองเปรียบเทียบความเร็วรอบการหมุนของใบพัดพบวา กังหันลมที่สรางขึ้น ทั้งสามแบบนี้มีความเร็วที่แตกตางกันมาก โดยที่ระดับความเร็วลมในชวง 2.6-4.6 เมตรตอวินาที กังหัน ลมแบบแพดเดิล จะมีความเร็วรอบเฉลี่ย 72-114.33 รอบ/นาที กังหันลมแบบเกลียวจะมีความเร็วรอบ เฉลี่ย 130-194.67 รอบ/นาที และ กังหันลมแบบซาโวเนียสจะมีความเร็วรอบเฉลี่ย 212-284.67 รอบ/ นาที (แผนภู มิ ที่ 4.1) และความเร็ ว ลมเมื่ อ รถยนต วิ่ ง ที่ ค วามเร็ ว ตั้ ง แต 20-90 กิ โ ลเมตรต อ ชั่ ว โมง ความเร็วลมที่วัดไดอยูในชวง 4-21 เมตรตอวินาที เป น ที่ ท ราบกัน วา รถยนตวิ่ ง ระยะไกลมั ก ใชค วามเร็ ว อยู ที่ 80-90 กิโ ลเมตรต อชั่ ว โมง และ ความเร็วรอบของกังหันลมแบบซาโวเนียสที่ทางคณะคัดเลือกมีแนวโนมความเร็วรอบเพิ่มขึ้นมากกวา กังหันลมแบบอื่น (แผนภูมิที่ 4.2 ) และเปนกังหันแบบที่มีความเร็วรอบมากที่สุดที่ระดับความเร็วลม เทากัน (ตารางที่ 4.1) เมื่อเทียบกับกังหันชนิดอื่นดังนั้นทางคณะผูจัดทําจึงไดเลือกที่จะใชกังหันแบบ ซาโวเนียสเพื่อนํามาสรางเปนกังหันลมสําหรับ CaVAWTs 5.3 ประโยชนที่คาดวาจะไดรับ 1) ไดตนแบบกังหันลมแนวแกนตั้งแบบแรงฉุด สําหรับติดรถยนตวงระยะไกล ิ่ 2) ไดแนวคิดการใชแหลงพลังงานทดแทนในอนาคต 3) นั ก เรี ย นมี ค วามตระหนั ก และเข า ใจเกี่ ย วกั บ การนํ า พลั ง งานลมมาใช ป ระโยชน ใ น ชีวิตประจําวัน
  • 23.
    21 5.4 ขอเสนอแนะ 1) จําเปนตองมีการพัฒนาระบบเกียรใน CaVAWTs เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟา 2) ในทดสอบกังหันใบพัดมีขอจํากัดในเรื่องของน้ําหนัก เนื่องจากในการทดลองครั้งนี้ได ควบคุมพื้นที่หนาตัด แตไมสามารถควบคุมรูปรางของใบพัดกังหันได 3) ในการทําใบพัดกังหันลม ควรมีการศึกษาและพัฒนาวัสดุในประเทศที่เหมาะสม และหาได งายในทองถิ่น 4) ในการวัดความเร็วลม ควรมีการใชเครื่องมือที่มความแมนยํามากกวาที่เปนอยู เนื่องจาก ี คาที่อานไดจะไมคงที่ เนื่องจากเครื่องวัดมีความไว จึงอานไดเพียงคาเฉลี่ยจากเครื่องวัดในแตละครั้ง เทานั้น
  • 24.
    22 บรรณานุกรม [1] กรมพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน. (2548). พลังงานขยะ. http://library.dip.go.th/multim5/edoc/14350.doc. 16 ธันวาคม 2553. [2] การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย. กฟผ. กับการศึกษาพลังงานลมเพื่อนํามาผลิต ไฟฟา.http://www2.egat.co.th/re/egat_wind/egat_wind.htm. 16 ธันวาคม 2553. [3] การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย. เทคโนโลยีกงหันลม. ั http://www2.egat.co.th/re/egat_wind/wind_technology.htm.16 ธันวาคม 2553. [4] วรนุช แจงสวาง. (2551). พลังงานหมุนเวียน. กรุงเทพฯ: สํานักพิมพแหงจุฬาลงกรณ มหาวิทยาลัย. [5] นงนุช ตั้งเกริกโอฬาร. (2548). มารูจกทอพีวซี ทอพีอี และทอพีบี กันเถอะ. สมอ สาร ป ั ี ที่ 31 ฉบับที่ 358. [6] อชิตพล ศศิธรานุวฒน. (2548). วิทยาศาสตรพลังงาน. ั http://science.uru.ac.th/pro_doc/doc/11.doc. 16 ธันวาคม 2553.
  • 25.
  • 26.
  • 27.