การวิเคราะห์ระบบกังหันลมแบบอิสระ

ระบบกังหันลมแบบอิสระ (off-grid) คือระบบผลิตไฟฟ้าที่ดำเนินการแยกต่างหากจากสายส่งไฟฟ้าสาธารณะ ด้านล่างนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียดของระบบนี้

องค์ประกอบของระบบ

1. เครื่องผลิตหินพัดลม ชุดอุปกรณ์: คือองค์ประกอบหลักของระบบ ซึ่งประกอบด้วยกังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหอคอย กังหันลมทำหน้าที่จับพลังงานลมและแปลงเป็นพลังงานกลไก จากนั้นส่งผ่านเพลาเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและผลิตพลังงานไฟฟ้า

2. อุปกรณ์เก็บพลังงาน: เนื่องจากพลังงานลมมีความไม่สม่ำเสมอและไม่เสถียร ระบบผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมแบบอิสระจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เก็บพลังงาน (เช่น แบตเตอรี่) เพื่อให้มั่นใจว่ามีการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

3. เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (อินเวอร์เตอร์): ทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าตรง (DC) ที่เก็บอยู่ในแบตเตอรี่ให้เป็นกระแสไฟฟ้าสลับ (AC) จากนั้นส่งผ่านสายส่งไฟฟ้าไปยังโหลดของผู้ใช้งาน

4. ระบบควบคุม: ประกอบด้วยตัวควบคุมการชาร์จพลังงานลม ศูนย์กระแสตรง (DC) ตู้ควบคุม และส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อเชื่อมต่อและผสานรวมส่วนต่าง ๆ ของระบบ และควบคุมการชาร์จและคายประจุของแบงก์แบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ ระบบควบคุมจะปรับสถานะการทำงานของแบงก์แบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องตามความเร็วลมและการเปลี่ยนแปลงของโหลด

หลักการทำงาน

ระบบกังหันลมแบบอิสระ (Off-grid wind turbine system) จะเปลี่ยนพลังงานลมให้เป็นพลังงานกลไกผ่านทางกังหันลม จากนั้นขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นจะถูกแปลงให้เป็นกระแสตรง (DC) ที่มีความเสถียร เพื่อจ่ายให้กับโหลดกระแสตรง และยังสามารถแปลงเป็นกระแสสลับ (AC) แบบสามเฟสเพื่อจ่ายให้กับโหลดกระแสสลับ อีกทั้งไฟฟ้าที่เกินความต้องการจะถูกเก็บไว้ในแบงก์แบตเตอรี่เพื่อใช้งานในช่วงที่ไม่มีลมหรือช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าสูงสุด

Applications

1. การจ่ายไฟฟ้าสำหรับพื้นที่ห่างไกล

ในพื้นที่ห่างไกล เช่น พื้นที่ภูเขา ทุ่งหญ้า และเกาะที่อยู่ห่างจากโครงข่ายไฟฟ้าหลัก การวางสายส่งไฟฟ้าจะมีค่าใช้จ่ายสูงมาก ระบบกังหันลมแบบอิสระ สามารถจัดหาไฟฟ้าให้กับผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ท้องถิ่น เพื่อตอบสนองความต้องการพื้นฐาน เช่น การให้แสงสว่าง ความร้อน และการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ

2. การใช้งานเฉพาะทาง

ในสถานที่ต่างๆ เช่น สถานีวิจัยภาคสนาม ฐานป้องกันชายแดน และสถานีฐานสื่อสาร มีความต้องการในการจัดหาแหล่งพลังงานที่มีความเป็นอิสระและสามารถควบคุมได้ด้วยตนเอง ระบบกังหันลมแบบอิสระสามารถใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อจัดหาพลังงานที่เชื่อถือได้ให้กับสถานที่เหล่านี้

3. การเกษตรและปศุสัตว์

ในกระบวนการผลิตทางการเกษตร ระบบกังหันลมแบบอิสระสามารถจัดหาไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ระบบชลประทาน ระบบควบคุมแสงและอุณหภูมิในโรงเรือนควบคุม และการใช้งานอื่นๆ อีกทั้งในภาคปศุสัตว์ ระบบพลังงานแบบอิสระสามารถจัดหาไฟฟ้าให้กับระบบไฟฟ้าสำหรับรั้วไฟฟ้า การให้แสงสว่าง และระบบให้น้ำแก่ปศุสัตว์ รวมถึงความต้องการอื่นๆ

4. การทำงานกลางแจ้งและการก่อสร้าง

สำหรับพื้นที่สำรวจนอกชายฝั่ง แพลตฟอร์มการเจาะน้ำมัน สถานที่ทำเหมือง รวมถึงพื้นที่ก่อสร้างถนนและอาคารต่างๆ ระบบกังหันลมนอกโครงข่ายสามารถให้การสนับสนุนทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้