กังหันลมแกนตั้ง: ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าในบ้าน

คุณอาจกำลังพิจารณาเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียนในบ้านของคุณ และคำถามแรกที่ควรพิจารณาคือ: แผงโซลาร์เซลล์? อย่างไรก็ตาม มีอีกประเภทหนึ่งคือกังหันลมแกนตั้ง (VAWT) ซึ่งกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทั้งนี้ กังหันลมแกนตั้งไม่ใช่ทางออกเดียวที่สามารถแก้ปัญหาทั้งหมดของระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้ แต่มีคุณสมบัติสำคัญที่เหมาะสมกับการใช้งานในบ้าน จึงควรพิจารณาในการติดตั้งร่วมกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า

อะไรทำให้กังหันลมแกนตั้งแตกต่างจากกังหันลมชนิดอื่น

กังหันลมแนวตั้ง (VAWTs) แตกต่างจากกังหันลมแบบแกนนอนที่มีลักษณะคล้ายใบพัด (HAWTs) ซึ่งมักพบเห็นได้ทั่วไปในฟาร์มกังหันลม โดย VAWTs หมุนรอบแกนแนวตั้ง ทำให้โครงสร้างมีความกะทัดรัดมาก ซึ่งตรงข้ามกับกังหันลมแบบทั่วไปที่ต้องสร้างให้สูง

ข้อได้เปรียบของแบบออกแบบนี้คือ VAWTs สามารถทำงานได้โดยไม่จำเป็นต้องปรับทิศทางให้หันหน้าเข้าหาลมหรือหมุนฐานเพื่อจับลมในการผลิตพลังงาน ด้วยคุณสมบัติการหมุนได้ทั้งสี่ทิศทาง จึงมีประสิทธิภาพสูงมากในพื้นที่เมืองและชานเมืองที่มีลมพัดเปลี่ยนทิศทางบ่อย

ประโยชน์หลักสำหรับผู้อยู่อาศัย

การใช้กังหันลมแนวตั้ง (VAWT) เพื่อผลิตไฟฟ้าจากลมในครัวเรือนมีข้อดีหลายประการ โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทและเขตเมืองที่มีปัญหากับกังหันลมแบบทั่วไป

เหมาะสำหรับพื้นที่เมืองและชานเมือง: VAWTs มีขนาดกะทัดรัด ติดตั้งได้บนหลังคาหรือในบริเวณสวนหลังบ้านแม้พื้นที่จำกัด จึงเป็นทางเลือกที่สะดวกกว่ากังหันลมแบบแกนนอน (HAWTs) ที่ใช้พื้นที่กว้างและต้องติดตั้งบนหอคอยสูง

เมื่อใช้ระบบผลิตไฟฟ้าภายในที่พักอาศัย ปัจจัยด้านเสียงมีความสำคัญยิ่ง เพราะเพื่อนบ้านไม่ต้องการให้การผลิตไฟฟ้ากลายเป็นแหล่งมลพิษทางเสียงที่รบกวนชีวิตประจำวัน ซึ่งแตกต่างจากฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ที่มีอยู่ทั่วไปหลายแห่ง ซึ่งใบพัดหมุนตัดลมสร้างเสียงและแรงสั่นสะเทือนได้ค่อนข้างมาก ในทางกลับกัน กังหันลมแบบแนวตั้ง (VAWT) มีการออกแบบที่แตกต่างอย่างชัดเจน และทำงานได้อย่างเงียบกว่ามาก รวมทั้งก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ แท้จริงแล้ว งานวิจัยบางชิ้นระบุว่า ต้นแบบกังหันลมแบบแนวตั้งหลายแบบสร้างเสียงน้อยกว่าลมธรรมชาติเอง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งในบริเวณที่พักอาศัย สถานประกอบการ และชุมชนโดยรอบ โดยไม่รบกวนผู้คน

การรับลมแบบรอบทิศทาง: นอกจากนี้ยังมีกังหันลมแบบแนวตั้ง (VAWT) ที่สามารถรับลมได้จากทุกทิศทางตามที่กล่าวมาข้างต้น ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากในบริเวณที่มีลมพัดปั่นป่วนรอบอาคารและต้นไม้ เนื่องจากสามารถผลิตพลังงานได้ต่อเนื่องไม่ว่าลมจะพัดมาจากทิศทางใด และไม่พลาดพลังงานที่กังหันลมแบบแนวนอน (HAWT) อาจไม่สามารถเก็บเกี่ยวได้

พวกเขาเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดหรือไม่

แม้ว่าข้อได้เปรียบทั้งหมดนี้จะค่อนข้างโดดเด่น แต่ก็มีสถานการณ์บางอย่างที่กังหันลมแนวตั้ง (VAWT) ไม่ใช่ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกครัวเรือน ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นประเด็นที่ขึ้นอยู่กับบริบทเฉพาะของคุณ โดยทั่วไปแล้ว VAWT จะมีประสิทธิภาพต่ำกว่ากังหันลมแนวนอน (HAWT) เมื่อความเร็วลมสูง HAWT จะผลิตพลังงานได้มากกว่าในพื้นที่ชนบทเปิดโล่งที่มีลมแรงและสม่ำเสมอ งานวิจัยชี้ว่าประสิทธิภาพเชิงอากาศพลศาสตร์ของ VAWT ต่ำกว่า HAWT และปัจจัยกำลังการผลิต (capacity factor) ของ VAWT อยู่ที่ร้อยละ 20 ถึง 35 ในขณะที่ของ HAWT อยู่ที่ร้อยละ 40 ถึง 50 อย่างไรก็ตาม VAWT ก็ยังให้ประโยชน์สำคัญหลายประการในระดับครัวเรือน

การรวมแผงโซลาร์เซลล์กับกังหันลมแนวตั้ง (VAWTs) เข้าด้วยกันจะให้ผลดีที่สุดสำหรับอาคารที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ งานวิจัยชี้ว่า กังหันลมขนาดเล็กสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าแผงโซลาร์เซลล์ถึงร้อยละยี่สิบต่อปีในฮาวาย และในพื้นที่เช่นนั้น การใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์และลมร่วมกันจะให้ประสิทธิภาพสูงสุดทั้งในเวลากลางวันและกลางคืน ผู้เขียนยังดำเนินการศึกษาอีกฉบับหนึ่งซึ่งสรุปว่า กังหันลมแนวตั้งที่ติดตั้งบนหลังคาบ้านจะคืนทุนภายในระยะเวลาหกปี และสามารถประหยัดหรือลดการใช้พลังงานของอาคารได้ถึงร้อยละสามสิบหกต่อปี

บทสรุป

กังหันลมแนวตั้งเป็นทางเลือกที่น่าสนใจและมีความเป็นไปได้ในการใช้งานจริงมากขึ้นเรื่อย ๆ สำหรับเจ้าของบ้านที่ต้องการลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าและเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานหมุนเวียน ขนาดที่เล็กทำให้เหมาะสมอย่างยิ่ง และเมื่อผสานเข้ากับทิศทางลมที่เปลี่ยนแปลงได้ตามธรรมชาติแล้ว ก็สามารถติดตั้งได้อย่างลงตัวในบริบทที่อยู่อาศัยหรือเขตเมือง

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2009 บริษัท Jiangsu DHC Environmental Si-Tech Co., Ltd. ได้ทุ่มเทให้กับการจัดหาเทอร์บินลมแนวตั้งรุ่นใหม่ แผงโซลาร์เซลล์ และแบตเตอรี่ LiFePO₄ สำหรับตลาดเชิงพาณิชย์ โดยเน้นเป็นพิเศษไปที่ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ DHC มุ่งมั่นต่อคุณภาพ การผลิตพลังงาน และการจัดซื้อแบบครบวงจร เพื่อทำให้พลังงานลมสำหรับใช้ในครัวเรือนกลายเป็นจริง