เครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่ง Anemometer


ตั้งแต่ผมลงเรื่องกังหันลมราคาถูกภาคหนึ่งมาเดือนกว่าๆปรากฎว่า มีท่านผู้สนใจเข้ามาชมกันมากมายจนในขณะนี้กลายเป็นเรื่องที่มีผู้เปิดชมเป็นอันดับหนึ่งแล้ว แซงหน้าเรื่องยื้องปี้บาหลี และเรื่องผลิตภัณฑ์จากมะพร้าว ที่นำหน้าโด่งมานาน นอกจากนั้นยังมีท่านผู้สนใจถามมาเกี่ยวกับว่าจะหาซื้อเครื่องวัดแรงลมได้ที่ไหนก็มาก ผมดีใจที่มีผู้สนใจในเรื่องพลังงานทดแทนน้ำมันกันมากขึ้น เห็นไม๊ครับที่ผมบอกท่านไปว่ามีผู้ทำนายว่าราคาน้ำมันจะขึ้นไปถึง US$ 200 ต่อบาร์เรล ตอนนี้วิ่งขึ้นไปถึง US$ 130 กว่าเข้าไปแล้ว เร็วมาก เร็วกว่าที่นักวิชาการคาดหมายไว้มาก ในขณะที่ผมกำลังพิมพ์เรื่องนี้ราคาน้ำมันในเมืองไทยวิ่งไปเกินกว่าลิตรละ ๔๐ บาทแล้ว คงต้องมาเร่งมือกันในเรื่อง กังหันลมสำหรับ สูบน้ำเข้านาข้าว สูบน้ำเข้านาเกลือ เพื่อลดการใช้น้ำมัน ส่วนพวกเครื่องไถนา รถอีเแต๋นคงต้องเร่งเรื่องน้ำมันสบู่ดำกันให้เต็มที่หน่อย เสียดายที่ผมไม่ได้ อยู่ในเมืองไทย ผมทำได้แค่คอยเชียร์และให้ข้อมูลผ่านบล็อกนี้ไปยังท่านที่สนใจให้มากที่สุด

Picture of Anemometer

วันใดที่ผมเห็นกังหันลมเกิดขึ้นในเมืองไทยเต็มพรืดไปหมด ได้เห็นการใช้น้ำมัน สบู่ดำในการทำเกษตรกรรมอย่างแพร่หลาย วันนั้นผมคงจะดีใจมาก

หันมาเข้าเรื่องที่มีคนสนใจหาซื้อเครื่องวัดแรงลมที่ฝรั่งเค้าเรียกว่า Anemometer มาใช้งานกันดีกว่า เท่าที่ผมมีข้อมูลนั้น ยังไม่มีเครื่องวัดแรงลมโดยตรง มีแต่วัดความเร็วของลมว่าลมมีความเร็วลม เท่าใดแล้วมีตารางเทียบให้เห็นว่า ถ้าความเร็วลมเท่านี้จะให้พลังงานเท่าไร เครื่องแบบเล็กๆชนิดพกพาราคาก็เกินหมื่นบาทเข้าไปแล้ว แต่ถ้าเป็นเครื่องชนิดนำไปติด ตั้งบนเสาสูงแล้วส่งสัญญาณลงมา เพื่อให้ได้การวัดที่มีความถูกต้องจริงๆนั้นราคาเป็นแสนขึ้นไป ทั้งนี้ยังไม่รวมค่าสร้างเสาสูงระดับที่เราจะสร้างกังหันลมอีกต่างหาก เงินพวกนี้เอามา สร้างกังหันลมแบบราคาถูกที่ผมเสนอไว้ได้หลายอันแล้ว และที่สำคัญเครื่องมือพวกนี้ท่านต้องสั่งจากเมืองนอกทั้งสิ้น

Picture of Anemometer from US Company

แต่อย่างไรก็ตามการที่จะรู้ว่าแรงลมตรงไหนเท่าไร และตรงที่เราจะสร้างกังหันลมนั้นมีแรงลมประมาณเท่าใด ก็เป็นเรื่องที่ดีและมีประโยชน์ต่อการกำหนดขนาด กังหันลมที่จะสร้างของเราและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้อีก ผมลองค้นหาตามเว็ปต่างๆไปเจอว่ามีหน่วยงานของทางราชการได้ทำแผนที่ลมของประเทศไทยไว้คร่าวๆว่าประเทศไทย มีความเร็วลมโดยเฉลี่ยอยู่ระหว่าง ๑๐ ถึง ๑๘ กิโลเมตรต่อชั่วโมง พื้นที่ตามชายฝั่งทะเลนั้นก็จะอยู่ที่๑๔-๑๘ ก.ม.ต่อชั่วโมง พื้นที่ซึ่งลึกเข้ามาในแผ่นดินก็จะมีลมออ่น ลงตามลำดับ แต่ข้อมูลที่ผมได้มานั้นไม่ได้ระบุว่าวัดที่ความสูงจากระดับพื้นดินเท่าใด แต่ก็ยังดีที่เป็นข้อมูลคร่าวๆในเบื้องต้นให้เราพอทราบได้บ้าง

ผมก็มานั่งคิดว่าถ้าราคาเครื่องวัดความเร็วลม หรือแรงลมนั้นมันมีราคาสูงอย่างนั้นแล้ว ชาวบ้านทั่วไปจะเอาเงินที่ไหนไปซื้อ และก็การวัดก็ต้องพยายามวัดให้

อยู่ในระดับความสูงที่เราต้องการก็ไม่ง่ายนัก การวัดแรงลมต้องวัดโดยต่อเนื่องทั้งวัน เพราะลมเป็นสิ่งที่ไม่ได้มีมาตลอดเวลาอย่างกระแสร์น้ำ ลมมีแรงมีค่อยตาม ช่วงเวลา ในแต่ละวัน เราต้องวัดว่าตอนค่อยนั้นมีความค่อยขนาดไหนและเป็นเวลากี่ชั่วโมงต่อวัน ช่วงเวลาลมแรงนั้นแรงเท่าไร และเป็นเวลากี่ชั่วโมงต่อวัน เรา จะแก้ปัญหานี้ได้ อย่างไรโดยไม่ต้องลงทุนสูงนัก ความถูกต้องสำหรับเราก็ไม่จำเป็นต้องถูกต้องขนาด ๙๐ เปอร์เซ็นต์ เพราะเราไม่ได้ เอาข้อมูลไปทำวิทยานิพนธ์หรือกังหันลม เราไม่ต้องลงทุน เป็นสิบๆล้านบาทและต้องการข้อมูลที่ละเอียดมากๆ การคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อยไม่ได้ทำให้เกิดผล เสียหาย ต่อการลงทุนของเราเป็นแสนเป็นล้านบาท

ตามปกติผมเป็นคนคิดอะไรในแบบที่คนปกติเข้าไม่ค่อยคิดกัน ผมชอบเรียกตัวผมว่าว่าผมเป็นคนเอาหัว(แม่เท้า)คิด ถ้าคนทั่วไปใช้วิธีคิดแบบนี้กัน ผมจะต้องค้นหาวิธี คิดที่ไม่เหมือนใครหรือไม่มีใครคิดมาก่อน โดยเฉพาะต้องไม่ใช้ไฮเทคที่มีราคาแพง ผมคิดอยู่หลายวันก็คิดไม่ออก จนกระทั่งวันหนึ่งออกไปเดินเล่นฆ่าเวลาตอนเย็นๆ

พอดีกับช่วงนี้เป็นช่วงที่บาหลีมีอากาศเย็นสบายเพราะกำลังเข้าสู่ฤดูหนาว คนที่นี่ชอบเล่นว่าวกันในฤดูนี้มาก เพราะไม่มีฝนและลมแรงมาก ผมก็เดินชมว่าวแปลกๆนานาชนิด ไปเรื่อยๆ มีหลายแบบ ที่เมืองไทยไม่มี ทันใดนั้นผมก็คิดเครื่องวัดแรงลมแบบง่ายๆมีราคาถูกได้แบบฉับพลัน (ผมเขียนให้ตื่นเต้นแบบนวนิยายน้ำเน่า เท่านั้นเอง)

เครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่งของผมนั้นทำได้ง่ายๆมีราคาถูกมากๆ ผมคาดว่าอย่างมากไม่เกิน ๒๐๐ บาท สามารถวัดแรงลมได้ตั้งแต่ระดับความสูงที่ แปดเมตรขึ้นไป จนถึง ๒๐-๓๐ เมตรโดยไม่ต้องสร้างเสา วิธีการของผมคือให้ท่านทำว่าว ”อีลุ้ม” ขึ้นมาหนึ่งตัวให้มีขนาดสองตารางฟุต หรือ ๒๘๘ ตารางนิ้ว ดูแบบและขนาดตามสเก็ชต์ที่แนบมานี้

อุปกรณ์อื่นๆทีต้องเตรียมในการทำเครื่องวัดแรงลม คือเชือกสำหรับชักว่าวขนาดความยาวประมาณ ๕๐ เมตร ขวดสำหรับใส่น้ำดื่มขนาด ๑๐๐๐ ซีซี หรือ ๑ ลิตร สาม ถึง สี่ขวด

จากนั้นก็ให้ท่านนำว่าวไปชักในบริเวณที่ท่านจะสร้างกังหันลม ให้สูงในระดับยอดไผ่ หรือยอดต้นมะพร้าว ถ้าท่านจะสร้างกังหันลมแบบที่ติดตั้งกับแท่นที่พื้นดินโดย ไม่ต้องสร้างหอคอยสูง จากนั้นเมื่อว่าวติดลมดีแล้ว (ระวังว่าอย่าให้ว่าวขึ้นสูงมาก เพราะแรงลมที่ได้จะไม่ใช่แรงลมระดับผิวดิน) ท่านก็เอาขวดน้ำที่เตรียมไปใส่น้ำให้เต็มแล้วเอา

ว่าวผูกกับขวดน้ำ หนึ่งใบแล้วดูว่าว่าวสามารถลากขวดน้ำไปได้ไม๊? ถ้าลากไปไม่ได้แสดงว่าแรงลม ณ จุดนั้นมีไม่ถึง ๒.๒๕ ปอนด์ต่อสองตารงฟุต เพราะว่าวมีขนาด ๒ ตร.ฟุต

ต้องดูว่าหากช่วงนั้น เป็นช่วงที่มีลมแรงแล้วยังมีแรงลมไม่ถึง ๒.๒๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุตแล้วละก็ คงต้องเลิกคิดเรื่องการใช้พลังงานลมมาทดแทนพลังงานน้ำมัน

แต่ถ้าว่าวสามารถลากขวดน้ำหนึ่งขวดไปได้ ก็เพิ่มขวดที่สองเข้าไป ถ้าว่าวไม่สามารถลากน้ำสองขวดไปได้ ณ จุดนั้นมีแรงลมระหว่าง ๒.๒๕ – ๔.๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุต

และถ้าว่าวสามารถลากขวดน้ำสองขวดไปได้ก็ให้เพิ่มขวดที่สามเข้าไป ถ้าว่าวไม่สามารถลากน้ำสามขวดไปได้ ณ จุดนั้นมีแรงลมระหว่าง ๔.๕ – ๖.๗๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุต

ซึ่งแรงลมตั้งแต่ขนาด ๒.๒๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุตขึ้นไปนั้น เพียงพอต่อการนำพลังงานลมมาใช้งาน ยิ่งถ้าแรงลมยิ่งสูงก็จะยิ่งดีกับการใช้กังหันลมของราเท่านั้น

ทำเช่นนี้ไปเรื่อยๆหากว่า ว่าวยังสามารลากขวดน้ำที่เพิ่มเข้าไปได้อยู่เรื่อยๆ ทุกน้ำหนึ่งขวดที่เพิ่มขึ้นจะเท่ากับแรงลม ๒.๒๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุต หากท่านต้องการ ความละเอียดมากขึ้นท่านอาจจะบรรจุน้ำครึ่งขวดและเพิ่มเข้าไปทีละครึ่งขวด สำหรับน้ำครึ่งขวดแรงลมก็จะเท่ากับ ๑.๑๒๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุต ถ้าท่านจะวัดแรงลม

ที่ระดับสูงกว่าระดับผิวดิน ท่านก็ปล่อยว่าวให้ลอยสูงขึ้นจนถึงระดับความสูงที่ท่านต้องการ แล้วก็ใช้ขวดน้ำถ่วงแบบเดิม และคำนวนออกมาเป็นแรงลม

เป็นยังไงครับเครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่งของผม ผมรับรองว่าผลที่ออกมานั้นไม่ต่างกันมากนักกับเครื่องวัดที่มีราคาแพงๆและต้องมีค่าใช้จ่ายสูงและค่าเสียเวลาใน การสร้างหอสูงอีกต่างหาก โดยเฉพาะเครื่องนี้ของผมจะสะดวกในการขนย้ายและติดตั้งมากๆ ทีนี้เมื่อวัดแรงลมได้แล้ว จะเอาไปคำนวนขนาดของกังหันลม ต่อไปดังนี้

สมมุติว่าแรงลมตรงนั้นไม่สามารถลากขวดน้ำได้เกินกว่าสองขวด แสดงว่าแรงลมตรงนั้นมีขนาด ๒.๒๕-๔.๕ ปอนด์ต่อสองตารางฟุต หรือ ๑.๑๒๕-๒.๒๕ ต่อหนึ่ง ตารางฟุต ถ้าหากเราสร้างกังหันลมที่มีใบเป็นแบบฝาชีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๖ ฟุต ก็จะมีพื้นที่ขนาด ๒๘.๓ ตร.ฟุต (3.1414 X 3 X 3)

นั่นหมายความว่าเราจะได้รับแรงดันของลมที่ใบ = ๒๘.๓ X (๑.๑๒๕ – ๒.๒๕ ) = ๓๑.๘๔ – ๖๓.๖๘ ปอนด์

หากก้านใบกังหันยาว ๗ ฟุต จะเกิดแรงหมุนที่เพลาของกังหันลม = (๓๑.๘๔-๖๓.๖๘) X ๗ = ๒๒๒.๘๘ – ๔๔๕.๗๖ ปอนด์-ฟุต ต่อกังหันลมหนึ่งใบ

ถ้าเราสร้างกังหันลมแบบสี่ใบ แต่ละใบติดตั้งห่างจากกัน ๙๐ องศา จะมีใบเพียงหนึ่งใบที่รับลมเต็มที่ ในขณะที่อีกสองใบจะได้รับลมเพียง ๕๐ เปอร์เซ็นต์ ส่วนอีกหนึ่งใบไม่ได้รับลมเลย (นี่คือข้อเสียของกังหันลมแบบนี้ ในขณะที่กังหันลมแบบใบพัดเครื่องบินทุกใบจะกินลมตลอดเวลา)

สรุปว่า กังหันลมแบบมีแกนหมุนตั้งในแนวดิ่งจะเกิดแรงหมุนที่เพลากลาง = (๒๒๒.๘๘ – ๔๔๕.๗๖) + ๒ X (๑/๒ X(๒๒๒.๘๘-๔๔๕.๗๖)) =

(๔๔๕.๗๖-๘๙๑.๕๒ )ปอนด์-ฟุต

ถ้าคิดว่าแรงหมุนนั้นไม่พอที่จะนำไปใช้ในงานที่ท่านต้องการ ท่านอาจจะเพิ่มขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของใบกังหันเป็น ๗ ฟุต และเพิ่มความยาวของก้านใบกังหันเป็น

๘ ฟุตท่านก็จะได้แรงหมุนที่เพลากลางของกังหัน (Torque) = (๔๓.๓-๘๖.๔) X ๘ = ๓๔๖.๔-๖๙๑.๒ ปอนด์-ฟุต ต่อกังหันลมหนึ่งใบ

ดังนั้นกังหันลมแบบสี่ใบจะได้แรงหมุนที่แกนกลางเท่ากับ ๖๙๑.๒ – ๑๓๘๒.๔ ปอนด์-ฟุต

ถ้าท่านยังอยากจะได้แรงมากขึ้น ท่านอาจจะเพิ่มใบขึ้นอีกโดยซ้อนสองชั้นเป็นแบบแปดใบ แรงหมุนก็จะเพิ่มเป็นสองเท่าคือ ๑๓๘๒.๔-๒๗๖๔.๘ ปอนด์-ฟุต

ทีนี้เมื่อได้แรงหมุนรอบเพลากลางแล้วเราก็สามารถคำนวนหากำลังของกังหันลมของเราที่มีหน่วยวัดเป็นแรงม้าได้ด้วยสูตร

แรงม้าของกังหันลม = แรงหมุนที่เพลากลาง(ปอนด์-ฟุต) X ความเร็วในการหมุนของกังหันลม (รอบต่อนาที) / ๕๒๕๒

ทีนี่ก็มาถึงปัญหาว่ากังหันลมของเราจะหมุนเร็วกี่รอบต่อนาทีในความแรงลมที่เราวัดมาได้และขนาดของใบกังหันลมที่เราจะสร้าง ในตอนนี้เราคงตอบไม่ได้แน่นอน จนกว่าเราจะลองสร้างดูสักอัน หลังจากนั้นเราก็พอจะใช้ประสบการณ์ที่มีเป็นตัวประมาณการได้คร่าวๆก่อนสร้างอันต่อๆไป ยิ่งมีประสบการณ์จากการวัดแรงลม และวัดความเร็วของกังหันหลังจากสร้างเสร็จแล้วมากขึ้นเท่าไรเราก็สามารถประมาณการได้แม่นยำขึ้นเรื่อยๆ นี่คือประโยชน์ของเครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่ง

เพื่อทดลองคำนวนดูจากตัวอย่างข้างต้น ผมจะสมมุติว่ากังหันลมที่เราจะสร้างนั้นเป็นแบบสี่ใบ ที่มีแรงหมุนที่แกนกลางระหว่าง ๖๙๑.๒-๑๓๘๒.๔ ปอนด์-ฟุตและมี

ความเร็วในการหมุนระหว่าง ๖ – ๑๐ รอบต่อนาที ตามความค่อย ความแรงของลมที่ไม่สม่ำเสมอ (ความเร็วในการหมุนนี้ผมเดาเอาเอง ว่าน่าจะเป็นความเร็วที่สมเหตุสมผล ส่วนว่าเมื่อสร้างเสร็จแล้วต้องวัดกันอีกที)

ดังนั้น แรงม้าของกังหันลมจะอยู่ระหว่าง = ((๖๙๑.๒-๑๓๘๒.๔) X ๖) / ๕๒๕๒ = ๐.๗๙ – ๑.๕๘ แรงม้า ที่ความเร็ว ๖ รอบต่อนาที, ถึง

((๖๙๑.๒-๑๓๘๒.๔) X ๑๐) / ๕๒๕๒ = ๑.๓ – ๒.๖ แรงม้า ที่ความเร็ว ๑๐ รอบต่อนาที

ถ้าเราสร้างกังหันออกมาแล้วได้ผลตามที่ผมสมมุติมานี้เราก็จะได้กำลังเพียงพอที่จะเอาไปทำอะไรต่ออะไรได้อีกมาก และประหยัดค่าน้ำมันลงได้อีกมากในการที่ราคาน้ำมันขึ้น

ไปอยู่เกินกว่าลิตรละ ๔๐.๐๐บาทแล้ว โดยที่ยังไม่มีท่าทีว่าจะหยุดอยู่ที่ราคาเท่าไร ขณะนี้หลายๆท่านคาดว่าราคาน้ำมันคงจะขึ้นไปถึงลิตรละ ๘๐ บาทภายในสิ้นปีนี้ (๒๐๐๘)

เสียดายที่ในเมืองไทยเรามีลมไม่แรงอย่างในบางประเทศ มีอีกทางที่จะแก้ปัญหาในกรณีที่ลมไม่แรงมากอาจจะสูบน้ำ จากบ่อลึกๆขึ้นมาไม่ไหว อาจจะแก้ด้วยการ

เอากังหันลมมาปั่นไฟฟ้า แล้วชาตร์เข้าไปเก็บไว้ในแบตเตอรี่ไว้ก่อน จากนั้นจึงใช้เครื่องแปลงไฟ ทำการแปลงจากไฟฟ้ากระแสร์ตรง (ดี.ซี.) ไปเป็นกระแสร์ไฟฟ้าสลับ (เอ.ซี)

แล้วจึงเอาไปหมุนปั๊มไฟฟ้าอีกที ปั๊มไฟฟ้ามีความเร็วสูงและมีความสามารถส่งน้ำขึ้นไปที่สูงๆได้ ถ้ากังหันลมตัวเดียวปั่นไฟไม่พอ ก็อาจจะติดตั้งสองตัว สามตัว ในบริเวณ ใกล้ๆกันและส่งไฟฟ้าเข้ามาชารต์แบตเตอรี่ชุดเดียวกัน ก็จะแก้ปัญหาเรื่องกำลังลมไม่พอในการสูบน้ำจากบ่อลึกๆได้ แต่เป็นเรื่องที่ซับซ้อนมากขึ้นอีกเพราะต้องใช้ผู้มีความ รู้เรื่องไฟฟ้าดีในการวางระบบไฟฟ้า และต้องระวังเรื่องการลงทุนและจุดคุ้มทุน เพราะเรากำลังเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในการทำกังหันลมและอุปกาณ์ต่างๆกับค่าไฟฟ้า

โดยเฉพาะในบ้านเราค่าไฟฟ้าเพื่อการเกษตรนั้น การไฟฟ้าฝ่ายภูมิภาคคิดค่าไฟเพื่อการเกษตรในอัตราถูกกว่าค่าไฟทั่วๆไปอยู่แล้ว ผมไม่แน่ใจว่าตอนนี้อยู่ที่อัตราเท่าไร ดังนั้น

เราไม่ได้เปรียบเทียบการใช้กังหันลมเพื่อลดค่าน้ำมัน แต่เรากำลังเปรียบเทียบการใช้กังหันลมเพื่อประหยัดค่าไฟฟ้า

Diagram of Electrical Generation (A=Alternator from truck) from Windmill with Battery charger regulator (R)

โดยส่วนตัวผมแล้วไม่ค่อยสนับสนุนในการใช้กังหันลมปั่นไฟฟ้าแล้วมาใช้ในการเกษตร เพราะในการทำเกษตรนั้นมีความเปียกแฉะตลอดเวลา การใช้ไฟฟ้าต้อง ระมัดระวังมาก ถ้ามีความระมัดระวังไม่เพียงพอ พลาดพลั้งลงไปถึงแก่ชีวิตได้ง่าย และมีความซับซ้อนเกินกว่าที่ชาวบ้านจะทำกันเองได้ ที่ประเทศอินโดนีเซียมีการใช้กังหันลมมา

ปั่นไฟฟ้าแล้วใช้ไฟฟ้าสูบน้ำขึ้นมาจากบ่อลึก แต่มีหน่วยงานของรัฐเป็นผู้ดำเนินงาน กังหันลมที่ใช้เป็นแบบใบพัดเครื่องบิน ขนาด ๑.๕ กิโลวัตต์ ตั้งอยู่บนเสาสูงกว่ายอดมะพร้าว น่าจะไม่ต่ำกว่า ๓๐ เมตร (ดูรูปประกอบ) เป็นเครื่องที่ผลิตจากอเมริกา ราคาแสนกว่าบาท

สำหรับค่าใช้จ่ายในการที่จะต้องเพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ากับกังหันลมจะมีรายการดังต่อไปนี้

1. อุปกรณ์ทดรอบจากเพลาหลังรถยนตร์ที่ต่อกับกังหันลม (ดูรายละเอียดจากเรื่องกังหันตอนที่ ๑) จาก ๒๔-๔๐ รอบต่อนาทีขึ้นมาเป็นประมาณ ๘๐๐-๑๕๐๐ รอบ/นาที

ในกรณีที่ท่านใช้อัลเตอร์เนเตอร์สำหรับรถสิบล้อในการปั่นไฟ ซึ่งจะเท่ากับรอบของเครื่องยนตร์เวลาวิ่งช้าๆ ในกรณีนี้ผมไม่อาจประมาณราคาได้

2. อัลเตอร์เนเตอร์สำหรับใช้ในรถสิบล้อ ถ้าเอาแบบมือสองราคาอาจจะอยู่ที่ประมาณ ๒๐๐๐-๓๐๐๐ บาท ต่ออัน

3. เครื่องควบคุมการชาร์ตไฟเข้าแบตเตอรี่ ( Regulator ) ราคาไม่กี่ร้อยบาท

4. แบตเตอรี่ขนาดที่ใช้ในรถสิบล้อ หนึ่งลูกของใหม่ราคาประมาณ ๔๐๐๐-๕๐๐๐ บาท

5. เครื่องเปลี่ยนกระแสร์ไฟฟ้าจากไฟดี.ซี. ไปเป็น เอ.ซี. หนึ่งชุดต่อหนึ่งระบบ ราคานั้นขึ้นอยู่กับขนาดกิโลวัตต์ที่จะใช้ซึ่งเกี่ยวพันกับขนาดของปั๊มไฟฟ้า

ที่จะใช้ในการสูบน้ำว่าจะกินไฟเท่าไร ราคาประมาณคร่าวๆว่าน่าจะอยู่ที่หลักหมื่น ส่วนว่าจะกี่หมื่นบาทนั้นก็ขึ้นอยู่กับรายละเอียดที่กล่าวแล้ว

6. ห้องเล็กๆ กันฝนสำหรับติดตั้งรายการที่ ๓-๕ ซึ่งควรจะอยู่ใกล้กับกังหันลม

7. นอกนั้นเป็นค่าใช้จ่ายเบ็ดเตล็ด เช่นค่าสายไฟ ค่าอุปกรณ์ควบคุม ค่าติดตั้ง ฯลฯ

ดังนั้นเมื่อรวมราคาของรายการที่ ๑-๓ ที่ต้องใช้หนึ่งชุดกังหันลมหนึ่งอัน บวกกับรายการที่สี่ที่จำเป็นต้องจำนวนแบตเตอรี่เพียงพอกับการเก็บไฟไว้จ่ายให้กับปั๊มน้ำ

ไฟฟ้าอย่างเพียงพอไปชั่วระยะเวลาหนึ่ง ในกรณีที่มีลมออ่นมากๆหรือไม่มีลมเลย ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของปั๊มและนิสัยใจคอของลมในแถบนั้น ส่วนรายการที่ ๕ และ ๖ นั้นใช้หนึ่งชุดต่อหนึ่งระบบ นอกจากนั้นก็เป็นค่าสายไฟ ค่าติดตั้ง ฯลฯ (รายการที่ ๗)ซึ่งประมาณว่าควรจะเป็นเงินอีกหลายหมื่นบาท เผลอๆอาจจะใกล้ๆหลักแสน (ยังไม่รวมค่าปั๊มไฟฟ้า) เพื่อความเข้าใจที่ชัดเจน ผมได้เขียนวงจรไฟฟ้าแบบลูกทุ่งมาให้ดูประกอบด้วย

Picture of Windmill 1.5 KW using to run the electrical water pump install in East Timor (Picture from Gergey Co., USA)

เมื่อรวมราคาของกังหันสองชุดกับอุปกรณ์ทั้งหมดแล้ว ค่าใช้จ่ายน่าจะใกล้ๆหลักแสนหรือเป็นหลักแสนต้นๆ นับว่าเป็นการลงทุนที่สูงอยู่เหมือนกัน

คงต้องนำมาคิดคำนวนกันให้ดีว่าจะเลือกวิธีไหนดี เผลอๆซื้อปั๊มไฟฟ้ามา แล้วขอไฟฟ้าจากการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคอาจจะดีกว่า ท่านอาจจะต้องตรวจสอบอัตราค่าไฟฟ้าจาก

การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคดูก่อน และคำนวนหาจุดคุ้มทุนดูดีๆ

หากท่านที่ต้องการกำลังจากกังหันลมมากๆในที่มีลมน้อยๆท่านอาจจะลองใช้ใบกังหันลมแบบทรงกระบอกผ่าซีกที่ผมอธิบายไว้ใน “กังหันลมแบบที่๒” เอาขนาดใบกว้าง ๗ ฟุต และสูงสัก ๘ ฟุต แบบสี่ใบ ท่านก็จะได้แรงเพิ่มขึ้นอีกเยอะ ผมจะคำนวนเปรียบเทียบกับตัวอย่างข้างต้นให้ดู

ขนาดของใบกังหันที่กว้าง ๗ ฟุตและสูง ๘ ฟุต และความยาวของก้านใบกังหันเป็น๘ ฟุตท่านก็จะได้แรงหมุนที่เพลากลางของกังหัน (Torque) =

(๖๓-๑๒๖) X ๘ = ๕๐๔-๑๐๐๘ ปอนด์-ฟุต ต่อกังหันลมหนึ่งใบ

ดังนั้นกังหันลมแบบสี่ใบจะได้แรงหมุนที่แกนกลางเท่ากับ ๑๐๐๘-๒๐๑๖ ปอนด์-ฟุต

เมื่อคิดเป็นแรงม้าของกังหันลมจะอยู่ระหว่าง = ((๑๐๐๘-๒๐๑๖) X ๖) / ๕๒๕๒ = ๑.๑๕ – ๒.๓ แรงม้า ที่ความเร็ว ๖รอบต่อนาที, ถึง

((๑๐๐๘-๒๐๑๖) X ๑๐) / ๕๒๕๒ = ๑.๙ – ๓.๘ แรงม้า ที่ความเร็ว๑๐ รอบต่อนาที

ซึ่งจะได้แรงม้ามากขึ้นกว่าใบกังหันแบบฝาชีผ่าซีกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๗ ฟุตถึง ๔๕ เปอร์เซ็นต์ในพื้นที่ซึ่งมีแรงลมเท่าๆกัน ต้องระวังไว้อย่างเดียวว่าหากเกิดลมพายุ

มาแรงๆจะถอดใบไม่ทัน กังหันลมจะโดนพายุพัดจนเสียหายหมดเท่านั้นเอง

วันนี้ผมไม่ได้พาไปเที่ยวไหน เพราะต้องการตอบสนองผู้ที่สนใจเรื่องกังหันลมซึ่งมีจำนวนเพิ่มขึ้นทุกๆวัน ท่านอ่านแล้วคิดว่าอย่างไรบ้าง? หรือมีความคิดเห็นอย่างไร?

หรือท่านอยากจะได้ข้อมูลอะไรเพิ่มเติม ช่วยบอกมาทางท้ายเรื่องนี้ ผมจะพยายามค้นหาข้อมูลมาให้ หรือท่านจะส่งข่าวอะไรเกี่ยวกับกังหันลมช่วยบอกมาด้วย จะได้ช่วยกัน พัฒนาเรื่องกังหันลมกันใหม่ อย่านิ่งนอนใจครับ น้ำมันขึ้นถึง ๘๐ บาทแน่นอน อยู่แต่ว่าจะเร็วแค่ไหนเท่านั้น

Sample of windmills use in generate electrical power( Picture from Rueter )

The picture shown the idea of windmill that floating in the sea to capture the wind power

(Picture from Rueter)

9 responses to “เครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่ง Anemometer

  1. ผมได้บอกคุณแล้วว่าอย่าไว้วางใจเรื่องราคาน้ำมัน ตอนนี้ขึ้นมาแล้ว หนึ่งบาทห้าสิบและจะขึ้นอีกหนึ่งบาทห้าสิบในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า นี่แค่บวกภาษีสรรพามิตเข้าไป พออาหรับขยับขึ้นก็จะทำให้ราคาสูงมากขึ้น เพราะฉะนั้นต้องรีบหาทางช่วยตัวเองโดยด่วนนะครับ

  2. สุดยอดเลยครับกับแนวความคิดเครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่ง พอดีผมมีโครงงานเกี่ยวกับพลังงานลมอยู่ ถ้ามีอะไรดีๆ แนะนำผมด้วยนะครับ
    ขอบคุณล่วงหน้าครับ

  3. คุณนิว,
    ขอบคุณมากที่ชมมา ผมดีใจที่ช่วยประหยัดเงินให้ท่านได้ และดีใจที่ท่านมีความสนใจในเรื่องพลังงานลม ในบล็อกนี้มีเรื่องเกี่ยวกับพลังงานลมหลายเรื่องไม่ทราบได้อ่านหมดแล้วหรือยัง? เรื่องที่ผมอยากให้หลายๆท่านช่วยไปพัฒนากันต่อคือเรื่องใช้ว่าวมาปั่นไฟฟ้า ระบบนี้จะแก้ปัญหาเรื่องประเทศไทยมีแรงลมอ่อน วิธีนี้จะทำให้ไม่ต้องสร้างหอคอยสูงประหยัดเงินในการก่อสร้าง ส่วนท่านที่อยากจะหาเงินหรือทำเป็นอาชีพ ผมอยากให้ท่านลองพิจารณาเรื่อง เอากังหันลมมาทำมิวสิกบ๊อกซ์(Music Box) ลองดูนะครับ
    ขอบคุณมาก

  4. สวัสดีครับพี่ๆ คือว่าผมทำกังหันลม แบบทดลองเล็กๆ มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใบ 1 เมตร สูงจากพื้น 1.2 เมตรรับลมจากพัดลม 24 นิ้ว ช่วยแนะนำการคำนวณ แรงลมจากพัดลมหน่อยน่ะครับ เนื่องจากผมไม่เครื่องวัดความเร็วลม และ แรงบิด ด้วยครับ ขอขอบคุณมากครับ

    • คุณน้องครับ,
      การคำนวนแรงลมจากพัดลมขนาด 24 นิ้วนั้นคงจะต้องทราบความเร็วในการหมุนของพัดลมด้วย ว่าหมุนกี่รอบต่อนาที และหากต้องการทราบแรงลมที่กระทบกับกังหันก็ต้องทราบว่าพัดลมนั้นตั้งอยู่ห่างจากกังหันเท่าใด? ในกรณีของคุณถ้าจะใช้พัดลมมาทดลอง ผมคิดว่าคงหนีไปไม่พ้นที่จะต้องหาเครื่องวัดแรงลมขนาดพกพามาใช้

      อีกวิธีหนึ่งก็คือเอากังหันลมของคุณไปติดตั้งกลางแจ้งในที่มีแรงลมสักประมาณ1- 2 ปอนด์ต่อตารางฟุต โดยใช้เครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่งที่ผมแนะนำไว้ จากนั้นนำมาคำนวนหาแรงบิดโดย
      1) เอาแรงลม(ปอนด์ต่อตารางฟุต) คูณกับพื้นที่ของใบกังหันลมทั้งสามใบ (ตร.ฟุต) ก็จะได้แรงที่กระทบกับใบกังหันทั้งหมดมีหน่วยเป็นปอนด์
      2)จากนั้นเอาระยะ ครึ่งหนึ่งของความยาวของใบ(ฟุต) มาคูณกับแรงที่กระทบกับใบที่คำนวนไว้ในข้อหนึ่ง ก็จะได้แรงบิดที่แกนของกังหันลม มีหน่วยเป็นปอนด์-ฟุต ครับ

  5. เพิ่มครับ กังหันลมที่ทำเป็นแบบ แกนนอนน่ะครับ 3 ใบ

  6. อยากรู้หน่วยของแรงลมค่ะ

    • คุณลูกเกต,

      อย่างที่ผมบอกไปแล้วในบล็อกว่า จริงๆแล้วแรงลมนั้นไม่มีการวัดแรงเป็น ปอนด์ หรือ กิโลกรัม มีแต่การวัดเป็นความเร็วของลม แรงของลมนั้นจะเกิดขึ้นเมื่อกระทบวัตถุ เช่นกระทบอาคาร หรือกังหันลม มีผู้ทำตารางมาคำนวนไว้ว่า ถ้าความเร็วของลมขนาดนี้ ควรจะเป็นแรงขนาดไหน

      แต่เครื่องวัดแรงลมแบบลูกทุ่งของผมนั้นน่าจะเป็นเครื่องแรกในโลกที่วัดได้ว่าเมื่อลมมากระทบ พื้นที่หนึ่งหน่วยแล้วจะเกิดแรงประมาณกี่หน่วย ถ้าคุณต้องการให้เป็นมาตราเดียวกัน คุณต้อง สร้างพื้นที่ซึ่งมีหน่วยวัดเป็นตารางเมตร เพื่อวัดแรงลมที่มากระทบพื้นที่เป็นกิโลกรัมต่อตารางเมตร ถ้าสร้างพื้นที่ซึ่งมีหน่วยเป็นตารางฟุต หน่วยของแรงลมที่มากระทบก็วัดเป็นปอนด์ต่อตารางฟุต ลมถ้าพัดผ่านอากาสเฉยๆไปเรื่อยๆก็จะไม่มีความแรง มีแต่ความเร็ว จะเกิดแรงต่อเมื่อกระทบกับวัตถุสิ่งของ

  7. ผมเป็นคนหนึ่งที่สนใจเรื่องพลังงานทดแทน(ลม) ที่บ้านผมก็มีลมพัดบ้างแต่ไม่ค่อยแรงเอื่อยๆบ้างแรงบ้าง ยอดไม้2-5เมตรไหวๆ ผมก็พยายามที่จะหาข้อมูลทำกังหันลมแบบแกนตั้งสำหรับดูดน้ำกับปั้มชักขนาด 1-2 นิ้ว และสำหรับปั่นไดนาโมรถยนต์เพื่อผลิตไฟฟ้า(แยกกันคนละชุด)โดยใช้ถังสองร้อยลิตรผ่าซีกขอคำแนะนำเรื่องการทดรอบจากรอบตำไปรอบสูง ดังนี้ครับ
    1.สำหรับปั้มน้ำที่กล่าวข้างต้นควรทดรอบขนาดไหนครับ
    2.สำหรับปั่นไดนาโมรถยนต์ผลิตไฟฟ้า 220โวลล์ 500-1000 วัตต์
    3. ควรใช้กี่ใบตัวกังหัน 1 ชุด
    ขอบคุณมาล่วงหน้าครับ

ใส่ความเห็น

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s