การวิเคราะห์ประสิทธิภาพกังหันลมขนาด 1kW เพื่อการสูบน้ำ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการนำเสนอการวิเคราะห์ประสิทธิภาพกังหันลมขนาด 1 kW เพื่อการสูบน้ำ โดยระบบสูบน้ำเป็นการใช้พลังงานลมผลิตไฟฟ้าและนำไฟฟ้าที่ได้มาสูบน้ำ ซึ่งในแต่ละพื้นที่มีความเร็วเฉลี่ยที่แตกต่างกันออกไปตามภูมิประเทศ การศึกษาโดยใช้โปรแกรมคำนวณทางด้านพลศาสตร์ของไหล (Computational Fluid Dynamics (CFD)) โดยมีตัวแปรที่สำคัญมาใช้ในการวิเคราะห์ คือความเร็วลมที่ปะทะใบกังหันลม ซึ่งในการทดสอบในโปรแกรมนั้นจะใช้ช่วงความเร็วลมตั้งแต่ 2-10 เมตรต่อวินาที ผลจากการวิเคราะห์พบว่าความเร็วลม 4.5 เมตรต่อวินาทีซึ่งเป็นความเร็วลมเฉลี่ยในเมืองไทยนั้นจะทำให้ใบกังหันหมุนที่ 185 รอบต่อนาที ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 200 VDC ซึ่งจากกราฟพลังงานของกังหันลมผลิตไฟฟ้า 300 วัตต์ นั้นคือ ผลิตกระแสไฟฟ้าที่ความเร็วลมนี้ 1.5 แอมแปร์ สามารถนำไปสูบน้ำได้ที่ความสูงน้ำ 20 เมตร ได้ปริมาณน้ำ 18,000 ลิตรต่อวันเฉลี่ยซึ่งสามารถวัดเป็นค่าประสิทธิภาพรวมของระบบ 45 เปอร์เซ็นต์ This paper presents the analysis of power coefficient of 1 kW wind machine for water pumping at various wind resources in Thailand. The Computation Fluid Dynamics (CFD) technique was used for this study. The parameters including wind speed from 2-10 m/s which the same blade characteristics were studied. The investigation results shown that at 4.5 m/s wind speed, the wind machine rotates of 185 rpm producing 300 watts power output. At this configuration, the power curve of wind machine generates of 1.5 Amps. At the consequence of the investigation results showed that the 1 kW wind machine would lift the water up to 20 meters water head on the flow rates of 18,000 liters per day. The power coefficient of the system was shown of 0.45 for furthers study.