พลังงานธรรมชาติ1

พลงั งานธรรมชาติ

ธนวัต จนั ทวงษ์ กล่มุ ที่ 22

รายงานนี้เป็ นส่วนหนึ่งของการศึกษาวชิ า สารนเิ ทศและการเขยี นรายงานทางวิชาการ
สาขาวิทยาการคอมพวิ เตอร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธญั บรุ ี
ภาคเรียนที่ 1 ปี การศึกษา 2564



ก

คานา

รายงานฉบบั น้ีจดั ทาข้ึนเพอ่ื ปฏบิ ตั กิ ารเขียนรายงานคน้ ควา้ ที่ถกู ตอ้ งอยา่ งเป็นระบบ อนั เป็นส่วน
หน่ึงของการศกึ ษารายวชิ าการคน้ ควา้ และการเขยี นรายงานเชิงวิชาการ การทผี่ ูจ้ ดั ทาเลอื กทาเร่ือง “พลงั งาน
ธรรมชาติ” เนื่องดว้ ยปัจจุบนั มคี วามตอ้ งการในเร่ืองการใชพ้ ลงั งานของมนุษยค์ ่อนขา้ งมากและการใช้
พลงั งานของมนุษยน์ ้นั เป็นสิ่งทจี่ าเป็นและขาดไมไ่ ดส้ ่งผลทาให้เกิดภาวะโลกร้อนและเรือนกระจกโดย
ทางออ้ ม และพลงั งานธรรมชาติหรือพลงั สีเขียวน้นั จาเป็นทต่ี อ้ งศึกษาหาความรู้เพอ่ื ทีจ่ ะช่วยลดปัญหาภาวะ
โลกร้อน ดงั น้นั จึงอยากนาเสนอความรู้ความเขา้ ใจในเร่ืองพลงั งานธรรมชาติหรือพลงั งานสีเขียวท่ีไม่
กอ่ ให้เกิดมลพิษตอ่ สิ่งแวดลอ้ มและช่วยลดภาวะโลกร้อน

รายงานเลม่ น้ีกล่าวถึงเน้ือหาพลงั งานธรรมชาติ เหมาะสาหรบั ผทู้ ี่ตอ้ งการรบั ความรู้ความเขา้ ใจ
เกี่ยวกบั พลงั งานธรรมชาตทิ ีถ่ กู ตอ้ ง และรู้แนวทางวธิ ีการเกิดพลงั งานธรรมชาติ ความหมาย ประโยชน์ และ
คุณค่าของพลงั งานธรรมชาติ และสามารถเขา้ ใจเผยแพร่ความรู้ความเขา้ ใจเก่ียวกบั พลงั งานธรรมชาตไิ ด้

ขอบคณุ ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร. พนิดา สมประจบ ทก่ี รุณามอบความรู้และคาแนะนาโดยตลอดรวม
ไปถึงเจา้ ของหนงั สือ เวบ็ ไซต์ บทความ งานวจิ ยั ทผ่ี เู้ ขยี นใชอ้ า้ งองิ ทุกทา่ นหากมขี อ้ บกพร่องประการใด
ผเู้ ขยี นขอนอ้ มรับไวเ้ พื่อปรบั ปรุงตอ่ ไป

ธนวตั จนั ทวงษ์
20 ตลุ าคม 2564



ข

สารบญั

คานา................................................................................................................................................ หนา้

สารบญั ภาพประกอบ....................................................................................................................... ก

บทที่ ค
1 บทนา...................................................................................................................................
1.1 ความหมายของพลงั งานธรรมชาติ................................................................................ 1
1.2 การจาแนกพลงั งาน....................................................................................................... 1
2 พลงั งานแสงอาทติ ย.์ .......................................................................................................... 1
2.1 การผลิตไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทิตย.์ ............................................................................. 2
2.2 การผลิตไฟฟ้าดว้ ยกระบวนการทางความร้อนจากรังสีอาทิตย.์ .................................... 2
3 พลงั งานลม......................................................................................................................... 4
3.1 ชนิดของกงั หันลม........................................................................................................ 5
3.2 ส่วนประกอบของกงั หนั ลมเพ่อื ผลติ ไฟฟ้า................................................................... 5
3.3 ศกั ยภาพพลงั งานลมในประเทศไทย............................................................................ 6
4 พลงั งานไฟฟ้าจากน้า.......................................................................................................... 8
4.1 หลกั การทางานของไฟฟ้าพลงั งานน้า.......................................................................... 9
4.2 รูปแบบของพลงั งานน้า............................................................................................... 9
4.3 ประเภทกงั หนั น้า........................................................................................................ 10
5 สรุป................................................................................................................................... 12
บรรณานุกรม........................................................................................................................ 13
15



ค

สารบญั ภาพประกอบ

ภาพท่ี หนา้
1 Simplified Stand Alone PV System ……………………………………………………………… 2
2 Simplified Grid Connected PV System ………………………………………………………….. 3
3 Simplified Hybrid PV System …………………………………………………………………… 4
4 กงั หนั ลมแกนหมุนแนวต้งั ……………………………………………………………………….. 5
5 กงั หันลมแกนหมนุ แนวนอน …………………………………………………………………….. 6
6 ส่วนประกอบของกงั หันลมผลติ ไฟฟ้าแบบแกนหมุนแนวนอน …………………………………. 7
7 ความแรงลมประเทศไทย ………………………………………………………………………… 8
8 สูตรคานวณพลงั งานน้าและอุปกรณ์เครื่องกาเนิดไฟฟ้า …………………………………………. 9
9 การทางานของไฟฟ้าพลงั น้าจากอา่ งเก็บน้า ……………………………………………………… 10
10 การทางานไฟฟ้าพลงั น้าแบบ Run-of-the-river …………………………………………………. 11
11 การทางานไฟฟ้าพลงั น้าแบบสูบกลบั ………………………………………………………….... 11
12 กงั หันแบบเพลตนั ……………………………………………………………………………….. 12
13 กงั หนั น้าคปั ลาน …………………………………………………………………………………. 12



บทที่ 1
บทนา

พลงั งานถือไดว้ า่ เป็นสิ่งที่มคี วามจาเป็นอนั ดบั ตน้ ๆ ในการดารงชีวิตของมนุษย์ พลงั งานไฟฟ้าเป็น
พลงั งานรูปหน่ึงที่มนุษยใ์ ชก้ นั อยทู่ กุ วนั และถกู นามาใชป้ ระโยชน์อยา่ งแพร่หลาย เน่ืองจากสามารถ
นาไปใชก้ บั เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าตา่ ง ๆ อานวยความสะดวกของมนุษย์ สามารถควบคมุ และใชง้ านไดส้ ะดวก
โดยทว่ั ไปแลว้ การผลิตกระแสไฟฟ้าจะอาศยั ทรพั ยากรจากแหล่งกาเนิดพลงั งานฟอสซิล อนั ไดแ้ ก่
ปิ โตรเลียมแก๊สธรรมชาติ และถ่านหิน เป็นตน้ แตป่ ัจจุบนั พบว่าแหล่งพลงั งานต่างๆมปี ริมาณท่จี ากดั กาลงั
ลดลงเร่ือย ๆ จนจะหมดไปในไม่ชา้ น้ีจึงตอ้ งให้ความสนใจต่อพลงั งานธรรมชาติ ซ่ึงเกิดจากแหล่งธรรมชาติ
ยกตวั อยา่ งเช่น ลม แสงอาทติ ย์ น้า เป็นตน้ ซ่ึงเป็นพลงั งานทีส่ ะอาดและช่วยลดภาวะโลกร้อนไดอ้ ีกดว้ ย

1.1 ความหมายของพลงั งานธรรมชาติ
พระราชบญั ญตั กิ ารส่งเสริมการอนุรกั ษพ์ ลงั งาน พ.ศ. 2535 ไดใ้ ห้ความหมายของคาต่างๆไวด้ งั น้ี
“ พลงั งาน” หมายความว่า ความสามารถในการทางานซ่ึงมีอยใู่ นตวั ของส่ิงทอ่ี าจใหง้ านได้ ไดแ้ ก่

พลงั งานหมนุ เวยี นและพลงั งานสิ้นเปลือง และให้หมายความรวมถึงสิ่งทอี่ าจใหง้ านได้ เช่น เช้ือเพลิงความ
ร้อนและไฟฟ้า

“ พลงั งานหมุนเวียน” หมายถงึ พลงั งานที่ใชแ้ ลว้ สามารถหมุนเวียนมาใชใ้ หม่ไดอ้ ีก หรือเกิดข้นึ ไดใ้ หม่
ในเวลาอนั ส้นั ซ่ึง ไดแ้ ก่ พลงั งานทไ่ี ดจ้ ากไม้ ฟืน แกลบ กากออ้ ย ชีวมวล น้า แสงอาทติ ย์ ความร้อนใตพ้ ิภพ
และคลนื่ เป็นตน้

“พลงั งานทดแทน” หมายถึง พลงั งานทนี่ ามาใชแ้ ทน “น้ามนั เช้ือเพลงิ ” สามารถแบง่ ตามแหล่งทไ่ี ดม้ า
เป็นประเภทคือพลงั งานทดแทนจากแหลง่ ที่ใชแ้ ลว้ หมดไปอาจเรียกว่า “พลงั งานสิ้นเปลอื ง” ไดแ้ ก่ ถ่านหิน
กา๊ ซธรรมชาติ นิวเคลยี ร์ หินน้ามนั และทรายน้ามนั เป็นตน้ และพลงั งานทดแทนอกี ประเภทหน่ึงเป็นแหลง่
พลงั งานทใี่ ชแ้ ลว้ สามารถกลบั นามาใชไ้ ดอ้ ีกเรียกว่าพลงั งานหมนุ เวียนไดแ้ ก่ แสงอาทติ ย์ ลม น้า เป็นตน้

1.2 การจาแนกพลงั งาน
จาแนกตามแหลง่ ทไ่ี ดม้ าของแหล่งพลงั งาน แบง่ ออกเป็น 2 ประเภทคือ พลงั งานปฐมภมู ิ และพลงั งาน

ทตุ ยิ ภูมิ โดยพลงั งานปฐมภูมิ หมายถงึ พลงั งานท่ผี ลติ จากแหล่งกาเนิดพลงั งานโดยตรง ไดแ้ ก่พลงั งานน้า
พลงั งานลม พลงั งานแสงอาทิตย์ เป็นตน้ ส่วนพลงั งานทตุ ยิ ภูมิ หมายถึง พลงั งานทีผ่ ลิตจากแหล่งพลงั งาน
ปฐมภูมิแลว้ นามาเปลีย่ นรูปเพ่อื นใชป้ ระโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลงั งานไฟฟ้าและพลงั งานความร้อน เป็นตน้



บทท่ี 2
พลงั งานแสงอาทิตย์

พลงั งานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) คือ พลงั งานทดแทนชนิดหน่ึงที่สามารถผลติ ไดจ้ ากการแผ่รงั สี
ของดวงอาทิตยท์ ่อี ยใู่ นรูปของแสงแดด ซ่ึงให้ท้งั พลงั งานแสงและพลงั งานความร้อน พลงั งานแสงอาทติ ย์
ถือเป็นพลงั งานหมนุ เวียนสะอาดทไี่ มก่ อ่ ใหเ้ กิดมลพษิ หรือส่งผลกระทบตอ่ สิ่งแวดลอ้ ม และยงั เป็นแหลง่
พลงั งานทม่ี ีศกั ยภาพสูง ไม่มวี นั หมดอกี ดว้ ย

2.1 การผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทติ ย์
ระบบการผลติ กระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทิตย์ สามารถแบ่งออกเป็น 3 ระบบหลกั คอื
- ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทิตยแ์ บบอิสระ (PV Stand Alone System)
- ระบบผลิตกระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทิตยแ์ บบต่อกบั ระบบจาหน่าย (PV Grid Connected System)
- ระบบผลติ กระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทติ ยแ์ บบผสมผสาน (PV Hybrid System)

ระบบผลติ กระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทติ ยแ์ บบอิสระ(PV Stand Alone System)
เป็นระบบผลติ ไฟฟ้าท่ีไดร้ บั การออกแบบสาหรบั นาไปใชง้ านแบบติดต้งั อสิ ระ เหมาะสาหรบั ทกุ พ้ืนท่ี

ทรี่ ะบบสายส่งการไฟฟ้าเขา้ ไมถ่ งึ อุปกรณข์ องระบบทส่ี าคญั ประกอบดว้ ยแผงเซลลแ์ สงอาทิตย์ อุปกรณ์
ควบคุมการประจแุ บตเตอร่ี (Charge Controller) แบตเตอร่ี และอุปกรณเ์ ปลีย่ นระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็น
ไฟฟ้ากระแสสลบั แบบอิสระ (Inverter) เพือ่ นาไปใชก้ บั อปุ กรณ์ไฟฟ้าต่อไป ซ่ึงแสดงตวั อยา่ งการตอ่ ของ
ระบบ

ภาพท่ี 1 Simplified Stand Alone PV System (มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีมหานคร, 2561: ออนไลน์)

3

ระบบผลติ กระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทติ ยแ์ บบต่อกบั ระบบจาหน่าย (PV Grid Connected System)
เป็นระบบผลติ ไฟฟ้าที่ถูกออกแบบสาหรับผลิตไฟฟ้าผ่านอุปกรณเ์ ปล่ียนระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็น

ไฟฟ้ากระแสสลบั เขา้ สู่ระบบสายส่งไฟฟ้าโดยตรง กลา่ วคอื ตอ้ งเป็นพ้นื ทท่ี ่ีมีระบบจาหน่ายไฟฟา้ เขา้ ถึง
อปุ กรณ์ของระบบทีส่ าคญั ประกอบดว้ ยแผงเซลลแ์ สงอาทิตย์ อุปกรณ์เปลยี่ นระบบไฟฟ้ากระแสตรงเป็น
ไฟฟ้ากระแสสลบั ชนิดตอ่ กบั ระบบจาหน่ายไฟฟ้า โดยตวั Inverter น้ี ตอ้ งไดร้ บั การรบั รองจากการไฟฟ้า
ก่อน ถงึ จะสามารถนาไปใชง้ านและติดต้งั ได้ ซ่ึงแสดงตวั อยา่ งการต่อของระบบ

ภาพที่ 2 Simplified Grid Connected PV System (มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยมี หานคร, 2561: ออนไลน์)

ระบบผลติ กระแสไฟฟ้าดว้ ยเซลลแ์ สงอาทิตยแ์ บบผสมผสาน (PV Hybrid System)
เป็นระบบผลิตไฟฟ้าทถ่ี ูกออกแบบสาหรบั การทางานร่วมกบั อุปกรณผ์ ลิตไฟฟ้าระบบอนื่ ๆ เช่น ระบบ

เซลลแ์ สงอาทติ ยก์ บั พลงั งานลม เคร่ืองยนตด์ ีเซล หรือระบบผลิตไฟฟ้าดว้ ยพลงั น้า เป็นตน้ โดยรูปแบบของ
ระบบจะข้นึ อยกู่ บั การออกแบบตามวตั ถปุ ระสงคข์ องโครงการท่ีใชง้ านเป็นกรณีเฉพาะ ดงั ตวั อยา่ งการต่อ
ของระบบ

4

ภาพที่ 3 Simplified Hybrid PV System (มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีมหานคร, 2561: ออนไลน์)

2.2 การผลติ ไฟฟ้าด้วยกระบวนการทางความร้อนจากรังสีอาทิตย์
การนาพลงั งานแสงอาทิตยม์ าผลติ กระแสไฟฟ้า นอกจากนิยมนามาใชใ้ นรูปแบบเซลล์

แสงอาทติ ยเ์ ป็น ส่วนใหญ่แลว้ ยงั มกี ารคดิ คน้ เทคโนโลยนี าความร้อนจากแสงอาทติ ย์ (Thermal
Process) มาผลิตไฟฟ้าดว้ ย ซ่ึงมีลกั ษณะการทางานคลา้ ยแวน่ ขยาย โดยใชอ้ ุปกรณร์ ับแสง เช่น กระจก
หรือวสั ดุสะทอ้ นแสงและหมนุ ตาม ดวงอาทติ ยเ์ พอื่ รวบรวมความร้อนจากแสงอาทิตยม์ าไวท้ ีจ่ ดุ เดียวกนั
หรือที่เรียกว่า ระบบความร้อนรวมศูนย์ ทาให้เกิดความร้อนสูง ส่งผ่านไปยงั ตวั กลาง เช่น น้าหรือน้ามนั
แลว้ นาน้าหรือน้ามนั ทรี่ ้อนไปหมนุ กงั หนั เครื่อง กาเนิดไฟฟ้า และผลติ กระแสไฟฟ้าต่อไป



บทท่ี 3
พลงั งานลม

การนาลมมาใชป้ ระโยชนจ์ ะตอ้ งอาศยั เครื่องจกั รกลสาคญั คือ “กงั หนั ลม” ในการเปล่ียน พลงั งาน
จลน์จากการเคล่อื นที่ของลม เป็นพลงั งานกลกอ่ นนาไปใชป้ ระโยชน์ ท่สี าคญั พลงั งานลม ใชไ้ มม่ วี นั
หมด และกระบวนการผลติ ไฟฟ้าจากลมยงั ไมป่ ลอ่ ยของเสียทีเ่ ป็นอนั ตรายตอ่ สภาพแวดลอ้ ม มแี ค่การ
ลงทนุ คร้งั แรก ไมม่ คี า่ เช้ือเพลงิ สามารถใชร้ ะบบไฮบริดเพื่อให้ประโยชน์สูงสุด คือ กลางคืนใช้
พลงั งานลม ส่วนดกลางวนั ใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ยไ์ ดอ้ กี ดว้ ย
3.1 ชนิดของกงั หนั ลม

กงั หันลมแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ตามแกนหมุนของกงั หนั ลม ไดแ้ ก่
1. กงั หันลมแกนหมนุ แนวต้งั (Vertical Axis Wind Turbine) เป็นกงั หนั ลมที่มแี กนหมนุ และ
ใบพดั ต้งั ฉากกบั การเคลอื่ นท่ีของลมในแนวราบ

ภาพท่ี 4 กงั หันลมแกนหมุนแนวต้งั (Energynext, 2563: ออนไลน์)

6

2. กงั หนั ลมแกนหมนุ แนวนอน (Horizontal Axis Wind Turbine) เป็นกงั หันลมท่ีมีแกนหมุนขนาน
กบั การเคลอื่ นทขี่ องลมในแนวราบ โดยมใี บพดั เป็นตวั ต้งั ฉากรับแรงลม

ภาพท่ี 5 กงั หนั ลมแกนหมนุ แนวนอน (Sunnergy, 2561: ออนไลน์)

3.2 ส่วนประกอบของกงั หนั ลมเพ่อื ผลิตไฟฟ้า
1. แกนหมุนใบพดั (Rotor Blade) ทาหนา้ ทีร่ ับแรงลม ซ่ึงแกนหมุนประกอบดว้ ย
• ดุมแกนหมนุ (Rotor Hub) เป็นตวั ครอบแกนหมนุ ทีอ่ ยสู่ ่วนหนา้ สุด มีรูปร่างเป็นวงรี
คลา้ ยไข่ เพ่ือการลลู่ ม
• ใบพดั (Blade) ยดึ ติดกบั แกนหมนุ ทาหนา้ ทรี่ บั พลงั งานจลน์จากการเคลอ่ื นท่ี ของลม
และหมนุ แกนหมนุ เพอ่ื ส่งถา่ ยกาลงั ไปยงั เพลาแกนหมุนหลกั กงั หนั ลมขนาด 3 ใบพดั
จดั วา่ ดีที่สุดในการกวาดรับแรงลมและนิยมใชก้ นั แพร่หลายมากท่สี ุด
• จดุ ปรับหมนุ ใบ (Pitch) อยรู่ ะหวา่ งรอยต่อของใบกบั แกนหมุน ทาหนา้ ทปี่ รับใบพดั ให้
มคี วามพร้อมและเหมาะสมกบั ความเร็วลม
2. หอ้ งเคร่ือง (Nacelle) มีลกั ษณะคลา้ ยกลอ่ งใส่ของขนาดใหญท่ ่ถี ูกออกแบบเพอ่ื ป้องกนั สภาพอากา
ภายนอกให้กบั อุปกรณท์ ่ีอยภู่ ายใน ซ่ึงไดแ้ ก่
• เพลาแกนหมุนหลกั (Main Shaft หรือ Low Speed Shaft) ทาหนา้ ทีร่ ับแรงจากแกน
หมนุ ใบพดั และส่งผา่ นเขา้ สู่หอ้ งปรบั เปล่ยี นทดรอบกาลงั

7

• หอ้ งทดรอบกาลงั (Gear Box) เป็นตวั ควบคุมปรับเปลยี่ นทดรอบการหมนุ และถ่ายแรง
ของเพลาแกนหมนุ หลกั ทมี่ ีความเร็วรอบต่า ไปยงั เพลาแกนหมุนเล็กของเคร่ืองกาเนิด
ไฟฟ้าเพื่อใหม้ ีความเร็วรอบสูงข้ึน และมีความเร็วสม่าเสมอ

• เพลาแกนหมุนเลก็ (Shall Shaft หรือ High Speed Shaft) ทาหนา้ ท่รี บั แรงท่มี คี วามเร็ว
รอบสูงของหอ้ งทดรอบกาลงั เพอ่ื หมุนเครื่องกาเนิดไฟฟ้า

• เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า (Generator) ทาหนา้ ที่แปลงพลงั งานกลทไี่ ดร้ บั เป็นพลงั งานไฟฟ้า
• เบรก (Brake) เป็นระบบกลไกเพ่อื ใชค้ วบคุมและยึดการหยดุ หมุนอยา่ งสิ้นเชิงของ

ใบพดั และเพลาแกนหมนุ ของกงั หันลม เมอ่ื ตอ้ งการให้กงั หนั ลมหยดุ หมนุ และใน
ระหวา่ งการซ่อมบารุง
• ระบบควบคุมไฟฟ้า (Controller System) เป็นระบบควบคมุ การทางานและการจา่ ย
กระแสไฟฟ้าออกสู่ระบบโดยคอมพวิ เตอร์
• ระบบระบายความร้อน (Cooking ) เพื่อระบายความร้อนจากการทางานตอ่ เน่ือง
ตลอดเวลาของหอ้ งทดรอบกาลงั และเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า อาจระบายดว้ ยลมหรือน้า
ข้ึนกบั การออกแบบ
• เครื่องวดั ความเร็วและทิศทางลม (Anemometer and Wired Vane) เป็นส่วนเดียวท่ตี ดิ
ต้งั อยนู่ อกหอ้ งเคร่ือง ซ่ึงไดร้ ับการเช่ือมตอ่ สายสญั ญานเขา้ สู่ระบบคอมพิวเตอร์เพอ่ื วดั
ความเร็วและทิศทางลม
3. เสา (Tower) เป็นตวั รบั ส่วนท่ีเป็นชุดแกนหมนุ ใบพดั และตวั ห้องเครื่องทีอ่ ยดู่ า้ นบน
4. ฐานราก เป็นส่วนทรี่ ับน้าหนกั ของชุดกงั หันลม

ภาพท่ี 6 ส่วนประกอบของกงั หนั ลมผลติ ไฟฟ้าแบบแกนหมนุ แนวนอน (treca, 2561: ออนไลน์)

8

3.3 ศักยภาพพลงั งานลมในประเทศไทย
ประเทศไทยต้งั อยใู่ นเขตเสน้ ศนู ยส์ ูตร ลมท่เี กี่ยวขอ้ งกบั ภูมิอากาศของไทย คอื ลมประจาปี ลมประจา

ฤดู และลมประจาเวลา
• ลมประจาปี เป็นลมที่พดั อยเู่ ป็นประจาตลอดท้งั ปี
ในภมู ภิ าคส่วนตา่ งๆ ของโลกมคี วามแตกตา่ งกนั
ไปในแตล่ ะเขตละติจดู ของโลก เนื่องจากประเทศ
ไทยอยใู่ นบริเวณเขตศนู ยส์ ูตรอิทธิพลของลม
ประจาปี จึงไมม่ ปี ระโยชนใ์ นการนามาใช้
• ลมประจาฤดู เป็นลมที่พดั เปลยี่ นทศิ ทางตาม
ฤดกู าล เรียกวา่ ลมมรสุม ไดแ้ ก่
• ลมมรสุมฤดรู ้อน พดั ในแนวทศิ ใต้ และตะวนั ตก
เฉียงใต้ ในช่วงเดือนมิถุนายน-สิงหาคม
• ลมมรสุมฤดหู นาว พดั ในแนวทิศเหนือ และ
ตะวนั ออกเฉียงเหนือในช่วงเดือนธนั วาคม-
กุมภาพนั ธ์
• ลมประจาเวลา เป็นลมที่เกิดข้ึนเนื่องจากการ
เปลย่ี นแปลงความกดอากาศระหวา่ ง 2 บริเวณใน
ระยะเวลาส้ันๆ ไดแ้ ก่ ลมบก ลมทะเล ลมภูเขา
และลมหุบเขาบริเวณท่ีอยตู่ ามชายฝ่ังจะ ภาพที่ 7 ความแรงลมประเทศไทย (treca, 2561: ออนไลน์)
ไดร้ บั อิทธิพลของลมบก ลมทะเลสูงมาก

บทที่ 4
พลังงานไฟฟ้าจากนา้

พลงั งานน้าหรือกาลงั ที่เกิดจากการไหลของน้า ซ่ึงเป็นพลงั ท่ใี หญม่ ากถา้ หากไมส่ ามารถควบคมุ ได้
พลงั น้าน้นั กส็ ามารถทาให้เกิดความเสียหายตอ่ ชีวติ คนและทรพั ยส์ ินไดอ้ ยา่ งกวา้ งขวาง ตวั อยา่ งเช่น เกิด
อทุ กภยั ในบริเวณทลี่ าดเชิงเขา เป็นตน้ พลงั น้าไดถ้ ูกใชป้ ระโยชน์มาแลว้ หลายร้อยปี กงั หันน้าสาหรบั ยกน้า
ข้นึ สู่ทสี่ ูงเพือ่ ใชป้ ระโยชน์ในครวั เรือนและการชลประทาน เพื่อหมุนเคร่ืองจกั รในโรงงานสีขา้ ว โรงงานทอ
ผา้ โรงงานเลื่อยไม้ และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ ในปัจจุบนั นิยมใชใ้ นการผลิตไฟฟ้า ซ่ึงเรียกวา่ ไฟฟ้า
พลงั น้า กงั หนั น้าเป็นอปุ กรณท์ ีใ่ ชใ้ นการเปลี่ยนพลงั งานจลน์ที่มีอยใู่ นน้าให้เป็นพลงั งานกลเพื่อผลิต
กระแสไฟฟ้า และในการคานวณหาค่าสมั ประสิทธ์ิตา่ งๆ
4.1 หลักการทางานของไฟฟ้าพลงั งานนา้

ไฟฟ้าพลงั น้า คอื ไฟฟ้าทเี่ กิดจากพลงั น้า โดยใชพ้ ลงั งานจลนข์ องน้าซ่ึงเกิดจากการปล่อยน้าจากทส่ี ูง
หรือการไหลของน้า หรือการข้นึ -ลงของคลน่ื ไปหมนุ กงั หนั น้า (Turbine) และเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า โดย
พลงั งานท่ไี ดจ้ ากไฟฟ้าพลงั น้าน้ี ข้ึนอยกู่ บั ปริมาณน้า ความแตกตา่ งของระดบั น้า และประสิทธิภาพของ
กงั หนั น้าและเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า กาลงั ไฟฟ้าและพลงั งานจากพลงั น้า สามารถคานวณไดจ้ ากสมการ ดงั น้ี

ภาพที่ 8 สูตรคานวณพลงั งานน้าและอุปกรณเ์ คร่ืองกาเนิดไฟฟ้า (treca, 2562: ออนไลน์)

10

4.2 รูปแบบของพลงั งานน้า
• ไฟฟ้าพลงั น้าจากอา่ งเกบ็ น้า
อา่ งเก็บน้าจะทาหนา้ ท่ีรวบรวมและเก็บกกั น้า เม่อื ปล่อยน้าจากอา่ งเกบ็ น้าลงสู่ที่ต่าโดยแรงดึงดดู

ของโลก พลงั น้าทีเ่ กิดจากการไหลจะหมุนกงั หันน้า (Turbine) และเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า ในกรณีทเ่ี ป็นอา่ งเกบ็
น้า ขนาดใหญ่ จะทาใหส้ ามารถบริหารจดั การน้าไดส้ ะดวก ดงั น้นั ในเชิงเศรษฐศาสตร์หรือธุรกิจแลว้
โรงไฟฟ้าพลงั น้าประเภทน้ี มกั ผลติ ไฟฟ้าในช่วงท่มี คี วามตอ้ งการไฟฟ้าสูง ซ่ึงเป็นช่วงที่ใหค้ า่ ตอบแทนสูง
ปริมาณไฟฟ้าท่ีผลติ ไดจ้ ากโรงไฟฟ้าพลงั น้าจากอ่างเกบ็ น้าจะผนั แปรตามปริมาณน้าท่ีปลอ่ ยจากอ่างเก็บน้า
และความแตกต่างระหว่างระดบั น้าในอ่างเกบ็ น้าและระดบั น้าทีป่ ลอ่ ย (ดา้ นทา้ ยน้า)

ภาพที่ 9 การทางานของไฟฟ้าพลงั น้าจากอา่ งเก็บน้า (treca, 2562: ออนไลน)์

11

• ไฟฟ้าพลงั น้าแบบ Run-of-the-river

โรงไฟฟ้าพลงั น้าประเภทน้ี เป็น

รูปแบบทไ่ี มม่ อี า่ งเก็บน้าเป็นองคป์ ระกอบ จึง

ไม่มกี ารบริหารจดั การน้า ดงั น้นั โรงไฟฟ้า

พลงั น้าแบบ Run-of-the-river จะทางาน

ตลอดเวลาตามปริมาณน้าทไ่ี หลในแม่น้า

เนื่องจากโรงไฟฟ้าพลงั น้าแบบ Run-of-the-

river มกั สร้างอยใู่ นบริเวณพ้ืนทค่ี ่อนขา้ งราบ

และมอี าคารสาหรบั ทดน้าให้สูงข้ึน ดว้ ย

ขอ้ จากดั ดา้ นภมู ปิ ระเทศ ทาให้ความแตกต่าง

ระหวา่ งระดบั น้าทท่ี ดข้นึ กบั ระดบั ท่ีปลอ่ ย

ทางดา้ นทา้ ยน้ามีความแตกต่างกนั ไมม่ ากนกั

ดงั น้นั ปริมาณไฟฟ้าท่ีผลิตไดจ้ ากโรงไฟฟ้า

พลงั น้าแบบ Run-of-the-river จึงผนั แปร ภาพท่ี 10 การทางานไฟฟ้าพลงั น้าแบบ Run-of-the-river (treca, 2562: ออนไลน)์

ตามปริ มาณน้ าเป็ นสาคญั

• ไฟฟ้าพลงั น้าแบบสูบกลบั

เป็ นรูปแบบการผลิตไฟฟ้าที่
ตอบสนองช่วงเวลาทมี่ คี วามตอ้ งการไฟฟ้า
สูงสุด โดยการถ่ายเทน้าระหวา่ งอา่ งเก็บน้าที่มี
ระดบั แตกตา่ งกนั ในช่วงเวลาท่มี คี วามตอ้ งการ
ไฟฟ้านอ้ ย ปริมาณไฟฟ้าส่วนเกินในระบบจะ
ถกู นามาใชใ้ นการสูบน้าไปยงั อา่ งเก็บน้าทอ่ี ยู่
สูงกวา่ เมอ่ื ถึงช่วงเวลาทม่ี ีความตอ้ งการใช้
ไฟฟ้ามาก น้าจะถกู ปลอ่ ยกลบั ลงมายงั อา่ งเกบ็
น้าทีอ่ ยตู่ ่ากวา่ และผลติ ไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้าท่ี
ผลิตไดจ้ ึงผนั แปรตามปริมาณน้า และความ ภาพท่ี 11 การทางานไฟฟ้าพลงั น้าแบบสูบกลบั (treca, 2562: ออนไลน์)
แตกตา่ งของระดบั น้าของอ่างเกบ็ น้าท้งั สอง

12

4.3 ประเภทกงั หันน้า
• กงั หันแบบแรงกระแทก (Impulse turbine)
ความดนั ของน้าจะไมเ่ ปลีย่ นแปลงขณะที่ไหลผ่านโรเตอร์ของกงั หัน ความดนั ทีเ่ ปลี่ยนแปลงใน
กงั หันแบบกระแทกจะเกิดข้ึนท่หี ัวฉีดน้า (Water nozzle) เทา่ น้นั กงั หันแบบน้ีไดแ้ ก่ กงั หนั แบบเพล
ตนั

ภาพที่ 12 กงั หนั แบบเพลตนั (Depositphotos, 2563: ออนไลน)์

• กงั หันแบบแรงปฏิกิริยา (Reaction turbine)
ความดนั ของของเหลวเปล่ยี นแปลงขณะท่มี นั ไหลผา่ นโรเตอร์ของกงั หนั การเปลย่ี นแปลงของ
ความดนั จะเกิดข้นึ ก็ตอ่ เมือ่ น้ามนั ไหลไปกระทบกบั ใบกงั หนั เกิดแรงปฏกิ ิริยาผลกั ดนั กนั ของน้า
และใบกงั หัน น้ีคอื ท่ีมาของแรงปฏิกิริยาตามช่ือกงั หนั ประเภทน้ี ไดแ้ กก่ งั หันน้าฟานซิส และกงั หัน
น้าคปั ลาน

ภาพที่ 13 กงั หนั น้าคปั ลาน (มูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสาหรบั เยาวชน, 2562: ออนไลน์)

บทท่ี 5

สรุป

พลงั งาน คอื ความสามารถที่จะทางานไดโ้ ดยอาศยั แรงงานทม่ี ีอยแู่ ลว้ ตามธรรมชาตโิ ดยตรง และท่ี
มนุษยใ์ ชค้ วามรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยีดดั แปลงมาจากพลงั งานตามธรรมชาติ พลงั งานเป็นสิ่งจาเป็น
ของมนุษยใ์ นโลกปัจจุบนั และทวคี วามสาคญั ข้นึ เมอ่ื โลกย่ิงพฒั นามากย่งิ ข้นึ การผลิตพลงั งานคอ่ ย ๆ
เปลยี่ นไปเป็นการผลติ พลงั งานท่ตี อ้ งอาศยั เทคโนโลยใี นการผลติ มากยงิ่ ข้นึ แหล่งพลงั งานมหี ลากหลายท้งั
พลงั งานท่ไี ดจ้ ากการผลิตโดยมนุษย์ และพลงั ทีไ่ ดจ้ ากธรรมชาติ สามารถแบง่ แหล่งพลงั งานที่มนุษย์
นามาใชป้ ระโยชน์ได้ เป็น พลงั งานจาก พลงั งานน้า พลงั งานลม พลงั งานแสงอาทิตย์ เป็นตน้

พลงั งานแสงอาทิตยด์ วงอาทติ ยค์ อื กอ้ นพลงั งานขนาดใหญ่ อนั แผ่รงั สีความร้อนรวมท้งั แสงมายงั โลก
พชื ใช้แสงอาทติ ยเ์ พ่อื ผลติ อาหาร ส่วนมนุษยไ์ ดน้ าแสงอาทิตยม์ าผลิตเป็นพลงั งานไฟฟ้า พลงั งานจาก
แสงอาทติ ย์ เป็นพลงั งานสะอาดซ่ึงไม่กอ่ ให้เกิดมลพิษต่อส่ิงแวดลอ้ มดว้ ย

พลงั งานนน้าพลงั งานจากน้าสามารถนามาผลิตไฟฟ้าได้ ดว้ ยการเปิ ดใหน้ ้าซ่ึงถูกกกั เกบ็ ไวใ้ นเข่อื น
ไหลผา่ นอโุ มงค์ Turbine หรือกงั หันน้า เพอ่ื ผลติ กระแสไฟฟ้า แต่ถึงกระน้นั การสร้างเขอ่ื นขนาดใหญก่ ็
สามารถทาให้สิ่งแวดลอ้ มในบริเวณน้นั เปลย่ี นแปลงไปไดม้ าก นอกจากน้ีพลงั งานจากน้ายงั แบ่งเป็น
ประเภทอืน่ ๆ ไดแ้ ก่

• พลงั งานจากคลื่น เป็นพลงั งานหมนุ เวยี นซ่ึงเป็นมติ รต่อสิ่งแวดลอ้ ม อีกท้งั ยงั ไมก่ อ่ ให้เกิดกา๊ ซ
ท่เี ป็นอนั ตรายตอ่ สิ่งแวดลอ้ มอกี ดว้ ย แตถ่ งึ กระน้นั การผลิตพลงั งานจากคลนื่ อาจส่งผลกระทบ
ตอ่ ระบบนิเวศในทะเล รวมท้งั รบกวนการเดินเรือได้

• พลงั งานจากปรากฏการณน์ ้าข้ึนน้าลง ทุกๆวนั โลกของเราจะเกิดปรากฏการณน์ ้าข้นึ – น้าลง 2
คร้งั โดยGenerator หรือเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า ก็จะเปลีย่ นพลงั งานจลน์จากการไหลข้ึน-ลงของน้า
ใหก้ ลายเป็นพลงั งานไฟฟ้าได้ ซ่ึงนิยมใชก้ นั ในชายฝ่ังทะเล จดั เป็นพลงั งานสะอาดอนั
ทรงคุณค่า

พลงั งานลมจดั เป็นพลงั งานหมนุ เวียนซ่ึงไม่มวี นั หมดไป เป็นพลงั งานสะอาด หากแต่ก็จาเป็นตอ้ งใช้
ลมในปริมาณมหาศาลเพ่ือขบั เคล่ือน Generator หรือเครื่องผลติ ไฟฟ้า และประชาชนบางส่วนอาจไม่ค่อย
ชอบใจเทา่ ไหร่ ที่จะตอ้ งมีกงั หนั ลมขนาดใหญโ่ ตต้งั อยใู่ กลพ้ ้ืนท่อี าศยั ดว้ ยเหตนุ ้ีมนั จึงถูกสร้างไวต้ ามเขา
ห่างไกลผคู้ น นอกจากน้ีมนั ยงั ส่งผลต่อความแปรปรวนของอากาศโดยรอบบริเวณน้นั อีกดว้ ย อนั
เนื่องมาจากการหมนุ ของกงั หันลมนนั่ เอง

14

ดงั น้นั การใชพ้ ลงั งานตอ้ งคานึงถึงการประโยชน์ท่ไี ดร้ บั และผใู้ ชต้ อ้ งเห็นความสาคญั ของพลงั งานซ่ึง
ในปัจจบุ นั เรากาลงั เผชิญกบั ปัญหาราคาพลงั งานทเี่ พิม่ สูงข้นึ การใชพ้ ลงั งานตอ้ งรู้คุณคา่ และมีประสิทธิภาพ
จะตอ้ งมกี ารวางแผน และควบคมุ การใชอ้ ยา่ งเต็มประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์สูงสุดมกี ารลดการสูญเสีย
พลงั งานทุกข้นั ตอน มกี ารตรวจสอบและดแู ลการใชเ้ คร่ืองใชไ้ ฟฟ้าตลอดเวลา เพอ่ื ลดการร่วั ไหลของ
พลงั งาน หรือท่เี รียกว่า การอนุรกั ษพ์ ลงั งาน

บรรณานุกรม

ไกรพฒั น์ จีนขจร. พลงั งานหมุนเวยี น กรุงเทพ: สมาคมส่งเสริมเทคโนโลย(ี ไทย– ญีป่ ่ นุ ), 2551
“กงั หนั น้า” [ออนไลน์] เขา้ ถงึ ไดจ้ าก: https://th.wikipedia.org/wiki/กงั หันน้า

[สืบคน้ เมื่อวนั ท่ี 24 สิงหาคม 2564]
จุฬาลงกรณม์ หาวทิ ยาลยั . พลังงานแสงอาทิตย์ กรุงเทพ : ชมรมเคร่ืองกลคณะวิศวกรรมศาสตร์จุฬาลงกรณ์

มหาวทิ ยาลยั , 2523
นายชยั วฒุ ิ สุทธิเรืองวงศ.์ ค่มู ือฝึ กอบรมเทคโนโลยีพลงั งานทดแทน. กรุงเทพ ฯ: กรมพฒั นาพลงั งาน

ทดแทนและอนุรกั ษพ์ ลงั งานกระทรวงพลงั งาน, 2553.
“พลงั งานธรรมชาติ” [ออนไลน์] เขา้ ถงึ ไดจ้ าก: https://www.saranukromthai.or.th/sub/book/book.php?

book=33&chap=5&page=t33-5-infodetail12.html [สืบคน้ เมือ่ วนั ท่ี 23 สิงหาคม 2564]
“พลงั งานแสงอาทติ ย”์ [ออนไลน]์ เขา้ ถงึ ไดจ้ าก: http://reca.or.th/solar/

[สืบคน้ เม่ือวนั ที่ 23 สิงหาคม 2564]
“พลงั งานน้า” [ออนไลน]์ เขา้ ถงึ ไดจ้ าก: http://reca.or.th/water/ [สืบคน้ เมอ่ื วนั ที่ 24 สิงหาคม 2564]
ศาสตราจารยด์ ร. เสริม จนั ทร์ฉาย. โครงการศึกษาศักยภาพพน้ื ทที่ เี่ หมาะสมในการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้า

พลังงานแสงอาทติ ย์ของประเทศไทย. กรุงเทพ ฯ: กองพฒั นาพลงั งานแสงอาทติ ย์ (กพส.), 2560
ศ. ดร. ธนญั ชยั ลภี กั ด์ิปรีดา. การศึกษาศักยภาพพลังงานลมสาหรับการผลิตไฟฟ้าในเขตภาคกลางของ

ประเทศไทย. กรุงเทพ ฯ: สานกั งานคณะกรรมการวิจยั แห่งชาติ (วช.), 2553
อลี หี ยะ๊ สนิโซ. การพัฒนาระบบก้าเนิดไฟฟ้าพลงั งานน้าอย่างง่าย มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั ยะลา, 2555. หนา้ 4-5