ระบบกังหันลมแบบไม่ต่อกับโครงข่ายไฟฟ้ามีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

DHC เป็นผู้ผลิตกังหันลมชั้นนำ เมื่อเราจัดจำหน่ายกังหันลมให้กับลูกค้า เราโดยทั่วไปจะเสนอตัวควบคุม (controller) ที่เหมาะสมให้ด้วย

อย่างไรก็ตาม มีลูกค้าบางส่วนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ห่างไกลจากโครงข่ายไฟฟ้า และยังมีลูกค้าอีกจำนวนหนึ่งที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าในท้องถิ่นมีความไม่เสถียร ในกรณีเช่นนี้ เราโดยทั่วไปจะแนะนำให้ลูกค้าเลือกระบบกังหันลมแบบออฟกริด (off grid wind turbine system) ซึ่งเป็นระบบผลิตไฟฟ้าแบบอิสระที่ให้แหล่งจ่ายไฟฟ้าสำหรับพื้นที่ดังกล่าวที่มีทรัพยากรพลังงานจำกัด

องค์ประกอบหลักของระบบนี้ ได้แก่ กังหันลม แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ตัวควบคุม (controllers) อินเวอร์เตอร์ (inverters) และส่วนประกอบเสริมอื่นๆ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดภายในระบบร่วมกันทำงานเพื่อจัดหาแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีความเสถียรให้กับผู้ใช้งาน

เครื่องจักรลม

กังหันลมประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายส่วน เช่น ใบพัด ฮับ และมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เป็นต้น หน้าที่หลักของมันคือการจับพลังงานลมและแปลงเป็นพลังงานกล จากนั้นมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจะแปลงพลังงานกลนั้นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดบนกังหันลมคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC generator) ซึ่งมีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และผลิตได้ง่าย จึงถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในหลายสาขา เช่น การผลิตไฟฟ้าจากพลังน้ำ และยานพาหนะพลังงานใหม่

โครงสร้างรองรับหลักของ เครื่องจักรลม ขึ้นอยู่กับหอบางอย่างสมบูรณ์ ซึ่งช่วยให้เครื่องจักรทั้งหมดอยู่ในระดับความสูงที่เหมาะสมและหมุนได้อย่างมั่นคง เพื่อให้สามารถจับพลังงานลมได้มากยิ่งขึ้น หอนั้นมีน้ำหนักค่อนข้างมาก ดังนั้นเราจึงแนะนำโดยทั่วไปให้ลูกค้าจัดซื้อภายในประเทศ โดยเราสามารถให้การสนับสนุนด้านแบบแปลนและด้านอื่นๆ ได้

นอกจากนี้ กังหันลมกำลังสูงยังมีส่วนประกอบอื่นๆ อีก เช่น ระบบปรับมุมใบพัดแบบแอคทีฟ ระบบหมุนฐานกังหันตามทิศทางลม เซ็นเซอร์วัดทิศทางและอัตราเร็วลม เป็นต้น ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจว่ากังหันลมจะดำเนินการได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

แบตเตอรี่เก็บพลังงาน

ใน ระบบกังหันลมแบบไม่เชื่อมโยงกับสายไฟหลัก แบตเตอรี่เก็บพลังงานที่เราติดตั้งโดยทั่วไปคือแบตเตอรี่ลิเธียมเฟอร์โรฟอสเฟต (Lithium Iron Phosphate Battery) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมก็มีความสมบูรณ์แบบมากขึ้นอย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม ประสิทธิภาพของมันมีความเสถียรสูง มีจำนวนรอบการชาร์จ-ปล่อยไฟฟ้ามากกว่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า

หน้าที่หลักของแบตเตอรี่เก็บพลังงานคือการเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของกังหันลมผลิตขึ้น ซึ่งสามารถนำมาเสริมการใช้ไฟฟ้าในแต่ละวันเมื่อการผลิตไฟฟ้าไม่เพียงพอ นอกจากแบตเตอรี่ลิเธียมแล้ว หากลูกค้าต้องการอัตราส่วนประสิทธิภาพต่อราคาที่สูงขึ้น ระบบยังสามารถติดตั้งแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดได้ตามงบประมาณและความต้องการ ซึ่งก็สามารถตอบสนองความต้องการในการเก็บพลังงานไฟฟ้าได้เช่นกัน

แบตเตอรี่สำหรับเก็บพลังงานไม่เพียงแต่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบกังหันลมแบบออฟกริดเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เป็นส่วนประกอบหลักในการเก็บพลังงานไฟฟ้าในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้อีกด้วย เพื่อตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าแบบออฟกริดของผู้ใช้งาน

ตัวควบคุม

หน้าที่หลักของตัวควบคุมคือการตรวจสอบและควบคุมสถานะการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากกังหันลม รวมทั้งดำเนินการติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum Power Point Tracking: MPPT) และรับประกันว่ากังหันลมจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ความเร็วลมที่แตกต่างกัน

นอกจากนี้ ยังมีฟังก์ชันดังต่อไปนี้:

1. จัดการกระบวนการชาร์จและคายประจุของอุปกรณ์เก็บพลังงาน ปกป้องแบตเตอรี่จากการเสียหาย เช่น การชาร์จเกินและการคายประจุเกิน รวมทั้งยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. ให้ฟังก์ชันการป้องกัน เช่น การลัดวงจร การโหลดเกิน เป็นต้น เพื่อให้มั่นใจว่าระบบจะทำงานได้อย่างปลอดภัย

อินเวอร์เตอร์

1. ให้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่คงที่ เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของพลังงานไฟฟ้าจะสอดคล้องกับข้อกำหนดของอุปกรณ์ไฟฟ้า

2. ในบางระบบ อินเวอร์เตอร์อาจมีฟังก์ชันการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าด้วย เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อระบบเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะได้เมื่อจำเป็น

โหลด

โหลด หมายถึง อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมแบบไม่ต่อโครงข่ายไฟฟ้า (off-grid) เช่น อุปกรณ์ให้แสงสว่าง เครื่องใช้ในบ้าน และอุปกรณ์อุตสาหกรรมขนาดเล็ก ความต้องการพลังงานและลักษณะการใช้พลังงานของโหลดมักเป็นตัวกำหนดขนาดการออกแบบและโครงสร้างของระบบกังหันลมแบบไม่ต่อโครงข่ายไฟฟ้า เราจึงมักออกแบบโซลูชันระบบเฉพาะตามความต้องการของโหลดเพื่อตอบสนองลูกค้า