สื่อเรียนรู้ออกแบบ & จำลองใบพัดกังหันลม 3D (ม.ต้น)
หมุนดูมุมมอง 3 มิติได้อย่างอิสระ ปรับแต่งตัวแปรทางฟิสิกส์ เรียนรู้ประเภทกังหันลม และช่วยเมืองจำลองจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ทันวิกฤต!
หมุนมุมกล้อง 3D โดยการ ลากเมาส์ / สัมผัสหน้าจอ เพื่อดูใบพัดรอบทิศทาง
กำลังไฟฟ้ากังหันลมขึ้นกับ ความเร็วลมยกกำลังสาม ($v^3$) และ พื้นที่การกวาดของใบพัด ($A = \pi r^2$)
ปรับแต่งกังหันลม 3D เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอกับ 3 โซนของเมือง (โรงพยาบาล, โรงเรียน, และหมู่บ้าน)
ต้องการขั้นต่ำ: 50 kW
ต้องการขั้นต่ำ: 90 kW
ต้องการขั้นต่ำ: 150 kW
ลองตั้งค่าความเร็วลม 10 m/s ใบพัด 3 ใบ ความยาว 25m แล้วปรับองศา Pitch เพื่อจ่ายไฟให้ครบทั้งเมือง!
แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ตามทิศทางของแกนหมุนเทียบกับลม
แพร่หลายที่สุดในโรงไฟฟ้าพลังงานลมทั่วโลก มีความสมดุลสูงสุดระหว่างน้ำหนัก แรงบิด และประสิทธิภาพทางกลศาสตร์
น้ำหนักเบา ประหยัดต้นทุนการสร้างและการขนส่ง เหมาะสำหรับติดตั้งนอกชายฝั่ง แต่มักเกิดแรงสั่นสะเทือนสูง
กังหันสูบน้ำทางการเกษตร ออกแบบให้เริ่มหมุนได้ง่ายแม้ความเร็วลมต่ำ มีแรงบิดฉุดสูงมาก
สรุปเนื้อหาสำคัญทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม (ม.ต้น)
ประโยชน์ต่อความยั่งยืนของโลก
ไม่มีวันหมดสิ้น และไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ($CO_2$) ขณะผลิตไฟฟ้า
กระแสลมเป็นพลังงานฟรีตามธรรมชาติ ไม่ต้องจัดซื้อถ่านหินหรือน้ำมัน
พื้นที่รอบฐานกังหันลมยังคงสามารถทำเกษตรกรรมหรือเลี้ยงสัตว์ควบคู่ไปได้
ข้อจำกัดทางกายภาพและการลงทุน
ความเร็วลมไม่แน่นอนตามธรรมชาติ หากไม่มีลมหรือลมพายุแรงเกินไป กังหันจะหยุดทำงาน
ใบพัดคาร์บอนไฟเบอร์ ห้องเครื่อง และเสาสูงมีราคาสูงและต้องการเทคโนโลยีขนส่งเฉพาะ
เสียงหมุนของปลายใบพัด และปรากฏการณ์เงากระพริบ (Shadow Flicker) อาจรบกวนชุมชน
เรื่องสำคัญที่วิศวกรต้องคำนึงถึงในการสร้างกังหันลมจริง
ใบพัดหมุนเร็วปลายใบพัดอาจชนนก ปัจจุบันแก้ปัญหาโดยทาสีใบพัด 1 ใบเป็นสีดำเพื่อให้นกสังเกตเห็นง่ายขึ้น
เมื่อความเร็วลม > 25 m/s ต้องบิดใบพัดให้ขนานลม (Feathering) และล็อกเบรกเพื่อป้องกันห้องเกียร์ไหม้หรือใบพัดหัก
เนื่องจากเป็นโครงสร้างที่สูงที่สุดในบริเวณนั้น ต้องฝังสายนำฟ้าผ่า (Lightning Conductor) ไว้ในใบพัดและตัวเสา
ใบพัดทำจากวัสดุคอมโพสิตหลอมย่อยยาก ปัจจุบันกำลังพัฒนารีไซเคิลเปลี่ยนเป็นเรซินชีวภาพ