กังหันลมสำหรับใช้ในบ้านสามารถแทนที่การใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่?

กังหันลมของฉันจะช่วยลดค่าไฟฟ้าได้อย่างน่าทึ่งและทำให้ฉันหลุดพ้นจากโครงข่ายไฟฟ้าได้ตลอดไปหรือไม่? จริงๆ แล้วมันอาจทำงานได้ แต่ในความเป็นจริง ทางเลือกนี้แทบจะไม่ใช่ทางเลือกที่ถูกกว่าหรือดีที่สุดสำหรับคุณเลย ลองพิจารณาความเห็นของผู้เชี่ยวชาญ รวมทั้งดูว่ามันทำงานอย่างไรในทางปฏิบัติสำหรับผู้คนในปัจจุบัน

ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริงจากการใช้งานกังหันลมขนาดเล็ก

งานศึกษาและวิเคราะห์ต่างๆ ระบุว่าประสิทธิภาพในการใช้งานจริงต่ำกว่าศักยภาพเชิงทฤษฎีมาก โดยขึ้นอยู่กับสถานที่ติดตั้ง ตัวอย่างหนึ่งคือการจำลองประสิทธิภาพของกังหันลมกำลัง 3 กิโลวัตต์ ณ สามสถานที่ที่ตั้งอยู่ห่างไกลกันทางภูมิศาสตร์ (เลบานอน เยอรมนี และออสเตรเลีย) ซึ่งรายงานการวิจัยพบว่า ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้จริงอยู่ระหว่าง 7,527 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ในเลบานอน ไปจนถึงสูงสุดที่ 10,657 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ในเยอรมนี

เพื่อให้ท่านเข้าใจถึงขนาดของพลังงาน: การใช้พลังงานเฉลี่ยของครัวเรือนในสหรัฐอเมริกาอยู่ระหว่าง 10,500 ถึง 11,000 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุด หนึ่งกังหันลมอาจผลิตไฟฟ้าเพียงพอสำหรับความต้องการของท่านได้ ครอบครัวหนึ่งในเขตชนบทนอกโครงข่ายไฟฟ้าของอะแลสกา ซึ่งมีสมาชิกสี่คนและติดตั้งกังหันลมไว้ที่บ้าน ประเมินว่ากังหันลมนั้นผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 85 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อเดือน ซึ่งเท่ากับประมาณ 1,020 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี — คิดเป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยของการใช้พลังงานในครัวเรือนเท่านั้น นี่แสดงให้เห็นว่าผลผลิตนั้นมีความแปรผันสูงมาก หากท่านไม่ได้อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ลมพัดเฉลี่ยอยู่ที่ 5 เมตรต่อวินาที (11 ไมล์ต่อชั่วโมง) ผลผลิตจะลดลงอย่างมาก

เหตุใดเศรษฐศาสตร์จึงท้าทาย

บางทีข้อโต้แย้งด้านการเงินที่สำคัญที่สุดต่อการเปลี่ยนระบบสายส่งไฟฟ้าทั้งหมดคือต้นทุนโดยรวม การติดตั้งกังหันลมสำหรับใช้ในครัวเรือนขนาดเฉลี่ยจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 1,000 ถึง 3,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ของขนาดกังหัน ซึ่งโครงการ Drawdown ประเมินว่าต้นทุนเฉลี่ยต่อหน่วยพลังงานไฟฟ้า (levelized cost of electricity) อยู่ที่ 0.28 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งสูงกว่าพลังงานแสงอาทิตย์เกือบสองเท่า (0.12 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง)

กังหันลม Skystream ขนาด 2.5 กิโลวัตต์ ที่ติดตั้งในพื้นที่ชนบทของอลาสกา มีค่าใช้จ่ายประมาณ 4,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งช่วยลดต้นทุนเชื้อเพลิงสำหรับชุมชนที่ใช้ดีเซลได้จริง แต่ยังคงมีปัญหาเรื่องระยะเวลาคืนทุนและค่าบำรุงรักษา ทั้งนี้ หากต้องการบรรลุความเป็นอิสระด้านพลังงานอย่างสมบูรณ์สำหรับครัวเรือนทั่วไป กังหันลมของท่านจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับความต้องการพลังงานในสถานการณ์เลวร้ายที่สุด เช่น หลายวันที่มีลมเบา ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงมาก

ความจำเป็นเชิงปฏิบัติของระบบไฮบริด

สิ่งนี้จึงนำไปสู่ข้อสรุปที่เป็นประโยชน์ที่สุดโดยธรรมชาติ นั่นคือ กังหันลมจะทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบไฮบริด ไม่ใช่ทางเลือกแทนระบบอื่น การศึกษาต่าง ๆ ย้ำเป็นระยะว่า ระบบที่ผสมผสานกังหันลม แผงโซลาร์เซลล์ และระบบเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่นั้นให้ประสิทธิภาพด้านต้นทุนและเชื่อถือได้สูงสุด

ตามการศึกษาหนึ่งชิ้น การเพิ่มระบบไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์-ลมพร้อมแบตเตอรี่ลงในระบบหนึ่งๆ อาจลดปริมาณพลังงานที่นำเข้าจากโครงข่ายไฟฟ้าได้มากกว่าร้อยละ 50 (ความพอเพียงด้านพลังงานหมุนเวียนภายในบ้านอยู่ที่ร้อยละ 72) แม้ว่านี่จะไม่ใช่การแยกตัวออกจากโครงข่ายไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ แต่ก็แสดงให้เห็นว่าสามารถลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าลงได้อย่างมีนัยสำคัญจริง ระบบไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์-ลมที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้ายังสามารถส่งออกพลังงานกลับเข้าโครงข่ายได้สูงสุดถึงร้อยละ 76 ของพลังงานรวมทั้งหมด โดยยังคงตอบสนองความต้องการพลังงานของบ้านได้ตามปกติ ซึ่งทำให้สัดส่วนพลังงานหมุนเวียนในภาพรวมสามารถสูงถึงร้อยละ 89 ถึงร้อยละ 90 ได้

สรุป: เ erg สนับสนุน ไม่ใช่แทนที่

การใช้พลังงานลมเพียงอย่างเดียวโดยตรง แทบจะไม่ทำให้ผู้คนจำนวนมากสามารถแยกตัวออกจากโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์ แต่กังหันลมนั้นมีบทบาทสำคัญในฐานะองค์ประกอบหนึ่งในกลยุทธ์การผลิตพลังงานที่หลากหลายยิ่งขึ้น ซึ่งรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนหลายประเภทเข้าด้วยกัน ผู้เป็นเจ้าของบ้านที่ต้องการความพอเพียงด้านพลังงานด้วยตนเอง มักจะพิจารณาใช้ชุดทางเลือกต่างๆ ร่วมกัน ซึ่งอาจประกอบด้วยทั้งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้า และเก็บสะสมไว้ในชุดแบตเตอรี่

สิ่งที่ดีที่สุดที่ควรทำคือประเมินปริมาณพลังงานที่คุณใช้ในบ้านขณะนี้ก่อนตัดสินใจติดตั้งกังหันลม ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับครัวเรือนส่วนใหญ่คือระบบร่วม (hybrid system) ซึ่งรวมแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่เข้ากับกังหันลม เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรท้องถิ่นอย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้ยังช่วยลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้า (grid) แต่ไม่สามารถรับประกันว่าจะทำให้คุณแยกตัวออกจากโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์