วัน: 21 มกราคม 2004

กังหันลมแนวตั้ง (Vertical-Axis Wind Turbine: VAWT)กังหันลมแนวตั้ง (Vertical-Axis Wind Turbine: VAWT)

กังหันลมแนวตั้ง (Vertical-Axis Wind Turbine: VAWT) คือเทคโนโลยีพลังงานลมที่แกนหมุนของใบพัดตั้งฉากกับพื้นดิน แตกต่างจากกังหันลมสามใบพัดขนาดใหญ่ทั่วไปที่เป็นแกนแนวนอน ด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้กังหันลมแนวตั้งสามารถรับลมได้จาก ทุกทิศทาง (Omnidirectional) โดยไม่ต้องติดตั้งระบบหันใบพัดตามลม (Yaw System)




รูปแบบหลักของกังหันลมแนวตั้ง

  1. แบบซาโวเนียส (Savonius Type)
    • หลักการทำงาน: ใช้แรงต้านลม (Drag-driven) ใบพัดมักมีลักษณะโค้งคล้ายรูปตัว S หรือผ่าครึ่งทรงกระบอก
    • จุดเด่น: เริ่มหมุนได้เองในความเร็วลมต่ำมาก (Self-starting) ทนทาน โครงสร้างไม่ซับซ้อน
    • ข้อจำกัด: ประสิทธิภาพเชิงพลศาสตร์ต่ำ เหมาะกับงานขนาดเล็ก เช่น ชาร์จแบตเตอรี่ หรือสูบน้ำ
  2. แบบดาเรียส (Darrieus Type)
    • หลักการทำงาน: ใช้แรงยกของอากาศ (Lift-driven) ใบพัดมีลักษณะโค้งคล้ายเครื่องตีไข่
    • จุดเด่น: หมุนได้เร็วกว่าความเร็วลม ให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงกว่าแบบ Savonius
    • ข้อจำกัด: มักไม่สามารถเริ่มหมุนได้เองในสภาวะลมเบา ต้องใช้มอเตอร์ช่วยสตาร์ทช่วงแรก
  3. แบบเอช-โรเตอร์ (H-Rotor / Giromill)
    • หลักการทำงาน: พัฒนามาจาก Darrieus โดยใช้ใบพัดปีกตั้งตรงในแนวขนานกับแกนกลาง
    • จุดเด่น: ออกแบบและประกอบง่ายกว่าใบพัดโค้ง มีความแข็งแรง และจัดการแรงเหวี่ยงได้ดี



ข้อดีและข้อจำกัด

มิติ กังหันลมแนวตั้ง (VAWT) กังหันลมแนวนอนทั่วไป (HAWT)
ทิศทางลม รับลมได้ 360 องศาโดยไม่ต้องหมุนตัว ต้องหันหน้าเข้าหาทิศทางลมเสมอ
ตำแหน่งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อยู่ติดพื้นดิน บำรุงรักษาง่าย อยู่บนยอดเสาสูง ซ่อมบำรุงยาก
ระดับเสียงและการรบกวน ทำงานเงียบ ปลอดภัยต่อนก มีเสียงลมตัดใบพัดชัดเจน
พื้นที่ติดตั้ง เหมาะกับเขตเมือง ยอดอาคาร หรือพื้นที่ลมแปรปรวน เหมาะกับที่โล่ง ลานกว้าง หรือนอกชายฝั่ง
ประสิทธิภาพรวม ต่ำกว่า (~20–35%) สูงกว่า (~40–50%)



ความเหมาะสมในการนำไปใช้งาน

  • พลังงานสำหรับชุมชนและเมือง (Urban Wind Energy): อาคารสูงสามารถติดตั้งบนดาดฟ้าเพื่อผลิตพลังงานเสริม เนื่องจากลมในเมืองมักมีทิศทางปั่นป่วน (Turbulent Wind) ซึ่งกังหันแนวตั้งรับมือได้ดีกว่า
  • ระบบส่องสว่างอัจฉริยะ (Smart Streetlights): ติดตั้งร่วมกับโซลาร์เซลล์บนเสาไฟตามทางหลวงหรือพื้นที่ห่างไกล
  • สถานีตรวจวัดและโทรคมนาคม: จ่ายไฟให้กับจุดตรวจวัดสภาพอากาศหรือเสาสัญญาณบนยอดเขาที่ลมกระโชกแรงตลอดเวลา