รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและทดสอบประสิทธิภาพในระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Analysis of Energy Comsumption and Efficiency in Water Pump with Wind Turbine and Solar Cell for Nakhonsawan Bueng Boraphet Noknam Park
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 7 พฤษภาคม 2561
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 6 พฤศจิกายน 2562
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ในปัจจุบันปัญหาหลักของเกษตรกรในอดีตจนถึงปัจจุบันที่สำคัญประการหนึ่งคือการขาดแคลนน้ำเพื่อเกษตรกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตพื้นที่เกษตรที่อาศัยน้ำฝน ซึ่งเป็นพื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศที่อยู่ในเขตที่มีฝนค่อนข้างน้อย และส่วนมากเป็นนาข้าวและพืชไร่ เกษตรกรยังคงทำการเพาะปลูกได้ปีละครั้งในช่วงฤดูฝนเท่านั้น และมีความเสี่ยงกับความเสียหายอันเนื่องมาจากความแปรปรวนของดิน ฟ้า อากาศ และฝนทิ้งช่วง แม้ว่าจะมีการขุดบ่อหรือสระเก็บน้ำไว้ใช้แต่ก็ไม่มีขนาดแน่นอน หรือมีปัจจัยอื่นๆ ที่เป็นปัญหาให้มีน้ำใช้ไม่เพียงพอ อีกทั้งประเทศไทยยังมีแหล่งพลังงานของตนเองน้อยมากต้องพึ่งพาพลังงานจากต่างประเทศถึงร้อยละ 60 ของความต้องการพลังงานพาณิชย์ทั้งหมด และก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่ในประเทศก็มีอยู่ ไม่เพียงพอกับความต้องการใช้ภายในประเทศในระยะยาว ดังนั้น การใช้ทรัพยากรพลังงานที่มีอยู่ อย่างจำกัด ควรให้มีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าโดยก๊าซธรรมชาติ ตามแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของ กฟผ. สูงมาก หากมีการส่งเสริมให้ใช้เพิ่มมากขึ้น จะก่อให้เกิดความเสี่ยง ต่อระบบไฟฟ้าของประเทศ เพราะระบบการผลิตไฟฟ้า จะพึ่งพาก๊าซธรรมชาติมากเกินไป ซึ่งการพึ่งพาพลังงานชนิดใดชนิดหนึ่ง มากเกินไป จะก่อให้เกิดความเสี่ยง ในการจัดหาพลังงานของประเทศ เช่น หากเกิดกรณีปัญหา ความขัดแย้งทางการเมืองระหว่างประเทศ เกิดสงคราม ระบบท่อส่งก๊าซขัดข้อง หรือ ปริมาณ สำรองเหลือน้อย เป็นต้น อาจทำให้การจัดหาพลังงานจากแหล่งอื่น หรือ ชนิดอื่นมาทดแทนได้ ไม่ทันกับความต้องการ ซึ่งจะส่งผลกระทบ ต่อความมั่นคงของประเทศโดยอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักในระบบผลิตไฟฟ้า และระบบการผลิตของภาคอุตสาหกรรมรวมทั้งการดำเนินกิจกรรมต่างๆต้องหยุดชะงักไปด้วย (http://www.eppo.go.th/doc/doc-AlterFuel.html) พลังงานลม เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ มนุษย์เราได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานลมมานานหลายพันปี ในการอำนวยความสะดวกสบายแก่ชีวิต เช่น การแล่นเรือใบขนส่งสินค้าไปได้ไกลๆ การหมุนกังหันวิดน้ำ การหมุนโม่หินบดเมล็ดพืชให้เป็นแป้ง ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำคัญและนำมาใช้ประโยชน์มากขึ้น โดยการนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานลมมีอยู่โดยทั่วไป ไม่ต้องซื้อ เป็นพลังงานที่สะอาด ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อม และสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่รู้จักหมดสิ้น “ กังหันลม ” เป็นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้สกัดพลังงานจลน์ของกระแสลม และเปลี่ยนให้เป็นให้เป็นพลังงานกล จากนั้นจึงนำพลังงานกลมาใช้ประโยชน์ กล่าวคือ เมื่อกระแสลมพัดผ่านใบกังหัน จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานจลน์ไปสู่ใบกังหัน ทำให้กังหันหมุนรอบแกน สามารถนำพลังงานจากการหมุนนี้ไปใช้งานได้กังหันลมที่ใช้กันมากในประเทศไทยตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน ได้แก่ กังหันลมแบบใบกังหันไม้ ใช้สำหรับฉุดระหัดวิดน้ำเข้านาข้าวบริเวณจังหวัดฉะเชิงเทรา กังหันลมใบเสื่อลำแพน ใช้ฉุดระหัดวิดน้ำเค็มเข้านาเกลือบริเวณ จังหวัดสมุทรสงคราม และกังหันลมแบบใบกังหันหลายใบ ทำด้วยแผ่นเหล็กใช้สำหรับสูบน้ำจากบ่อน้ำบาดาลขึ้นไปเก็บในถังกักเก็บ สำหรับการใช้พลังงานลมในประเทศไทย ในการติดตั้งกังหันลมหรือกำลังลมเฉลี่ยทั้งปีควรไม่น้อยกว่าระดับ 3 (Class3) คือ 6.4-7.0 เมตร/วินาที หรือ 300-400 กิโลวัตต์/ตารางเมตร ที่ความสูง 50 เมตร เพื่อสามารถพัฒนากังหันลมสูบน้ำได้ จากการสำรวจแหล่งที่มีความเร็วลมดังกล่าว บริเวณที่ราบเขตบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ มีศักยภาพของพลังงานลมเพียงพอต่อการพัฒนาระบบกังหันลมสูบน้ำให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น อีกทั้งศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิตย์ของจังหวัดนครสวรรค์ มีศักยภาพที่สูงอยู่ในบริเวณที่มีความเข้มแสงอาทิตย์ที่สูงพอที่จะสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตไฟฟ้าจ่ายให้กับระบบสูบน้ำในเขตอุทยานนกน้ำ บึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ได้ ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงสนใจที่จะทำงานวิจัยเรื่องการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและทดสอบประสิทธิภาพในระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ขึ้น โดยมีการออกแบบและสร้างกังหันลมแนวแกนตั้งสำหรับระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับออกแบบระบบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าและสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อสนับสนุนนโยบายการใช้พลังงานทดแทนของแผนพัฒนาพลังงานทดแทนของประเทศไทย และเพื่อให้เกิดการพัฒนาอย่างยั่งยืน รวมถึงดำเนินการวิจัยที่ตอบสนองต่อการใช้ประโยชน์ในการพัฒนาเศรษฐกิจชุมชนอย่างแท้จริง โดยสามารถนำผลงานวิจัย (Output) ของงานวิจัย เรื่องการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและทดสอบประสิทธิภาพในระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ ไปถ่ายทอดองค์ความรู้เทคโนโลยีให้แก่ชุมชนได้ เพื่อเป็นการส่งเสริมแหล่งท่องเที่ยวเชิงอนุรักษ์ เพื่อให้ชาวบ้านในชุมชนรอบอุทยานนกน้ำ และนักท่องเที่ยวผู้สนใจมาศึกษาเป็นต้นแบบและสามารถนำไปประยุกต์พัฒนาต่อยอดสร้างระบบสูบน้ำอัตโนมัติจากพลังงานทดแทนใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1. เพื่อออกแบบและสร้างระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ 2. เพื่อหาอัตราการใช้พลังงานของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ 3. เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ 4. เพื่อวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
- ขอบเขตของโครงการ :
- ขอบเขตพื้นที่ : ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ ขอบเขตเวลา : การเก็บรวบรวมข้อมูลโดยการทดสอบในช่วงเวลาเวลา 09.00 ถึง 17.00 น. ขอบเขตกลุ่มตัวอย่าง : ปริมาณน้ำที่สูบ อัตราการใช้พลังงานในการสูบน้ำจากกังหันลมแนวแกนตั้ง ประสิทธิภาพระบบสูบน้ำอัตโนมัติ ตัวแปรต้น : ความเร็วลมและความเร็วรอบของใบกังหัน : กำลังที่ใช้ในการสูบน้ำ : ความเข้มแสงอาทิตย์ ตัวแปรตาม : แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ได้ : อัตราการทดรอบ : ปริมาณน้ำที่สูบในแต่ละวัน ตัวแปรควบคุม : ขนาดของใบกังหัน : ขนาดกำลังไฟฟ้าของปั๊มน้ำ : ขนาดระบบของแผงเซลล์แสงอาทิตย์
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 1. ได้ระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ 2. ได้ทราบอัตราการใช้พลังงานของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ 3. ได้ทราบประสิทธิภาพของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ 4. ได้ทราบผลความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 3.1 รูปแบบวิจัย การศึกษาการออกแบบกังหันลมเพื่อใช้ในการสูบน้ำ สามารถใช้รูปแบบการวิจัยได้หลายรูปแบบแสดงดังภาพ ภาพที่ 3.1 แผนภูมิแสดงขั้นตอนการดำเนินการวิจัย งานวิจัยนี้ได้เลือกสถานที่ในการทดสอบ โดยอาศัยหลักการการเกิดขึ้นของลมบกลมทะเล เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิของพื้นดินและพื้นน้ำ ที่มีคุณสมบัติคลายความร้อนที่แตกต่างกัน จึงได้เลือกที่บึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ เป็นที่ทำการทดสอบ เพราะลักษณะพื้นที่เป็นชายฝั่งริมบึง ซึ่งมีการเกิดลมอยู่ตลอดเวลา และอุปกรณ์ที่ใช้ในการศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ได้ใช้โปรแกรม SOLIDWORK FLOW SIMULATION CFD Analysis เพื่อวิเคราะห์ความเป็นไปได้ของการเคลื่อนที่แบบหมุนของใบกังหันลมแนวแกนตั้งที่ใช้ในการทดสอบ โดยใช้ค่าความเร็วลมที่ทำการบันทึกผลได้บริเวณทดสอบได้ทำการเก็บค่าความเร็วลมเฉลี่ยพบว่าช่วง 7 วันแรกที่ลงพื้นที่สำรวจและเก็บค่าความเร็วลม พบว่าความเร็วลมมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 2.38 เมตรต่อวินาที จากนั้นนำค่าเฉลี่ยความเร็วลมที่เก็บค่าได้มาเป็นอินพุทของโปรแกรม SOLIDWORK FLOW SIMULATION CFD Analysis ภาพที่ 3.2 แสดงกระแสลมที่ไหลตัดผ่านใบกังหันลมที่มุม 0 องศา ด้วยความเร็วลมคงที่ 2.38 เมตรต่อวินาที (จำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรม flow simulation CFD Analysis by Solidwork) ภาพที่ 3.3 แสดงกระแสลมที่ไหลตัดผ่านใบกังหันลมที่มุม 45 องศา ด้วยความเร็วลมคงที่ 2.38 เมตรต่อวินาที (จำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรม flow simulation CFD Analysis by Solidwork) ภาพที่ 3.4 แสดงกระแสลมที่ไหลตัดผ่านใบกังหันลมที่มุม 90 องศา ด้วยความเร็วลมคงที่ 2.38 เมตรต่อวินาที (จำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรม flow simulation CFD Analysis by Solidwork) ภาพที่ 3.5 แสดงกระแสลมที่ไหลตัดผ่านใบกังหันลมที่มุม 135 องศา ด้วยความเร็วลมคงที่ 2.38 เมตรต่อวินาที (จำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรม flow simulation CFD Analysis by Solidwork) ภาพที่ 3.6 แสดงกระแสลมที่ไหลตัดผ่านใบกังหันลมที่มุม 0, 45, 90 และ 135 องศา ด้วยความเร็ว ลมคงที่ 2.38 เมตรต่อวินาที (จำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรม flow simulation CFD Analysis by Solidwork) จากการจำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรมด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (flow simulation CFD Analysis by Solidwork) พบว่า ด้านขวามือของใบกังหันซึ่งเป็นด้านที่รับลมมีค่าความเร็วลมสูงกว่าด้านซ้ายมือที่ลู่ลม จากผลความเร็วลมที่เกิดขึ้นแต่ละตำแหน่งของใบกังหันสรุปได้ว่าใบกังหันลมสามารถเคลื่อนที่แบบหมุนได้ในทิศทวนเข็มนาฬิกา ผลที่ได้จากการวิเคราะห์การจำลองการไหลของลมด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (flow simulation CFD Analysis by Solidwork)นี้ นำไปสู่การออกแบบและสร้างระบบสูบน้ำด้วยกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์ ในงานวิจัยนี้ 3.2 การออกแบบกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์ การออกแบบกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์การกับการคำนวณทางวิศวกรรมและการใช้คอมพิวเตอร์ในการเขียนแบบผลการจัดทำรูปแบบรายการ (Drawing) ภาพที่ 3.7 การออกแบบใบกังหันลมแนวแกนตั้ง ภาพที่ 3.8 การออกแบบกังหันลมแนวแกนตั้ง ภาพที่ 3.9 การออกแบบชุดส่งพลังงานกลจากเพลากังหันสู่ปั๊มชักแบบลูกสูบ 3.3 ผลการสร้างเครื่องกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์ ตามเป้าหมายการสร้างกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์คณะผู้วิจัยได้ดำเนินการสร้างกังหันลมสูบน้ำร่วมกับเซลล์แสงอาทิตย์ตามขั้นตอนที่ออกแบบไว้ ภาพที่ 3.10 ใบกังหันแกนตั้งที่ใช้ในการทดสอบ ภาพที่ 3.11 การประกอบกังหันลมแนวแกนตั้งและปั๊มลูกสูบแบบชัก ภาพที่ 3.12 ถังบรรจุน้ำที่ใช้ในการทดสอบ ภาพที่ 3.13 ระดับหัวน้ำยังผลที่ใช้ในการทดสอบ ภาพที่ 3.14 กังหันลมแนวแกนตั้งที่ใช้ในการทดสอบ 3.4 การวิเคราะห์ผลการทดสอบ งานวิจัยนี้ ได้วิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากการบันทึกผลค่าพารามิเตอร์ต่างๆตามสมการดังนี้ A=b?h (3.1) A คือ พื้นที่รับแรงของใบกังหันลม (ตารางเมตร) b คือ ความกว้างของใบกังหันลม (เมตร) h คือ ความลึกของใบกังหันลม (เมตร) แรงดันน้ำที่กระทำกับวัตถุใดๆ สามารถคำนวณได้จากสมการ F=1/2 ?AV (3.2) A คือ พื้นที่ที่รับแรงของใบกังหันลม (ตารางเมตร) ? คือ ความหนาแน่นของอากาศ (1.225 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร) V คือ ความเร็วลม (เมตร/วินาที) ประสิทธิภาพของพลังงานที่ได้จากกังหันลม สามารถคำนวณได้จากสมการ C_p=P_out/P_in (3.3) C_P คือ ประสิทธิภาพของกังหันลม P_0ut คือ พลังงานที่วัดได้ (วัตต์) P_in คือ พลังงานที่ได้จากลม (วัตต์) กำลังที่ได้จากกังหันลม P_in=2?TN/60 (3.4) P_in คือ กำลังที่ได้จากกังหันลม (วัตต์) T คือ แรงบิดของกังหันลมโดยเฉลี่ย (นิวตัน-เมตร) N คือ ความเร็วรอบของกังหันลมโดยเฉลี่ย (รอบ) ความเร็วรอบของกังหันลม N=(60?V_T)/2?r (3.5) N คือ ความเร็วรอบของกังหันลม (รอบ) V_T คือ ความเร็วของลม (เมตร/วินาที) r คือ รัศมีของกังหันลม (เมตร) i=z_2/z_1 =n_1/n_2 (3.6) i คือ อัตราการทดรอบ z คือ จำนวนฟันของเฟือง n คือ ความเร็วรอบ Pout = (Y x Q x TDH)1000 (3.7) Pout คือ กำลังในการสูบน้ำ (วัตต์) Y คือ น้ำหนักจำเพาะของของเหลว (นิวตัน/ตารางเมตร) Q คือ อัตราการสูบน้ำของปั๊ม (ลูกบาศก์เมตร/วินาที) TDH คือ เฮดรวมของปั๊ม (เมตร) 3.5 ผลการคำนวณ ออกแบบขนาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ การออกแบบขนาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ = 200 วัตต์ กำหนดเงื่อนไขเบื้องต้นในการออกแบบกังหัน - รัศมีใบกังหันขนาด 1.15 เมตร - เหมาะกับสภาพความเร็วลมต่ำ สามารถรับลมได้ทุกทิศทาง - สามารถรับลมได้ทุกทิศทาง - ใช้ใบกังหัน 1 ใบ ออกแบบพื้นที่รับแรงใบกังหัน A = 2.3 m x 1.2 m = 2.76 ตารางเมตร หาความเร็วรอบของกังหัน N = N = = รอบ/นาที หากำลังที่ได้จากกังหัน หา T ได้จาก T = FR หา F ได้จาก F = F = = N T = = นิวตัน-เมตร จะได้ P = = วัตต์ กำลังที่ใช้ในการสูบน้ำของกังหันลม = = วัตต์ ประสิทธิภาพของกังหันลม = = กำลังที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า = 52.11 วัตต์ กำลังที่ใช้ในการสูบน้ำ Pout = = วัตต์ ประสิทธิภาพของการสูบน้ำด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ = = 3.6 การออกแบบชุดทดรอบ ออกแบบชุดทดรอบ ต้องการอัตราการทด 1:2.84 รอบ จึงออกแบบ การทดรอบ ดังนี้ ใช้เพลาขนาด 1 นิ้วในการส่งถ่ายกำลัง ต่ออยู่กับเฟืองขนาด 37 ฟัน เป็นเฟืองขับ และเฟืองขนาด 13 ฟัน เป็นเฟืองตาม จะได้อัตราการทดรอบเป็น รอบ 3.7 การวิเคราะห์ข้อมูล นำผลที่ได้จากการทดลองมาคำนวณและแสดงผลโดยการทำตารางและกราฟ เพื่อเปรียบเทียบผลที่ได้ และทำการวิเคราะห์ผลการทดลองดังนี้ หาอัตราการใช้พลังงานของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลม แนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ ทดสอบประสิทธิภาพของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลม แนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ วิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดย กังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- จากการสำรวจแหล่งที่มีความเร็วลมดังกล่าว บริเวณที่ราบเขตบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ มีศักยภาพของพลังงานลมเพียงพอต่อการพัฒนาระบบกังหันลมสูบน้ำให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น อีกทั้งศักยภาพด้านพลังงานแสงอาทิตย์ของจังหวัดนครสวรรค์ มีศักยภาพที่สูงอยู่ในบริเวณที่มีความเข้มแสงอาทิตย์ที่สูงพอที่จะสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตไฟฟ้าจ่ายให้กับระบบสูบน้ำในเขตอุทยานนกน้ำ บึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ได้ ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงสนใจที่จะทำงานวิจัยเรื่องการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและทดสอบประสิทธิภาพในระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ณ ศูนย์ศึกษาธรรมชาติและสัตว์ป่าบึงบอระเพ็ด ในเขตอุทยานนกน้ำบึงบอระเพ็ด จังหวัดนครสวรรค์ขึ้น โดยมีการออกแบบและสร้างกังหันลมแนวแกนตั้งสำหรับระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับออกแบบระบบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ให้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าและสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของระบบสูบน้ำอัตโนมัติสำหรับการเพาะปลูกโดยกังหันลมแนวแกนตั้งร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เพ
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 ผู้ช่วยศาสตราจารย์วีระชาติ จริตงาม นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 15% 2 นายถิรายุ ปิ่นทอง นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 55% 3 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธีรพจน์ แนบเนียน นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 15% 4 นายโกเมน หมายมั่น นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 15%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
