APPENDIX A, B & C (Part 1) - à¸à¸£à¸¡à¸à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸¥à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸à¸à¹à¸à¸à¹à¸¥à¸°à¸à¸à¸¸à¸£à¸±à¸à¸©à¹ ...
APPENDIX A, B & C (Part 1) - à¸à¸£à¸¡à¸à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸¥à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸à¸à¹à¸à¸à¹à¸¥à¸°à¸à¸à¸¸à¸£à¸±à¸à¸©à¹ ...
APPENDIX A, B & C (Part 1) - à¸à¸£à¸¡à¸à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸¥à¸±à¸à¸à¸²à¸à¸à¸à¹à¸à¸à¹à¸¥à¸°à¸à¸à¸¸à¸£à¸±à¸à¸©à¹ ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ภาคผนวก ก<br />
แนวทางการคัดเลือกกังหันลม<br />
ตามที่ไดคัดเลือกตํ าแหนงศักยภาพพลังงานลมที่ดีจํ านวน 3 ตํ าแหนงในบทที่ 7 ใน<br />
ภาคผนวกนี้จะแสดงแนวทางการคัดเลือกกังหันลมสํ าหรับตํ าแหนงดังกลาวโดยวิธีการดังตอไปนี้<br />
ก.1 วิธีการคัดเลือกกังหันลมและการคํ านวณพลังงานไฟฟาที่กังหันลมผลิตได<br />
(1) กําหนดตําแหนงที่จะติดตั้งกังหันลม และ ตรวจสอบความเร็วลมเฉลี่ยจากตาราง<br />
Wind Power Class ในแผนที่ศักยภาพพลังงานลม<br />
(2) เลือกขนาดของเครื่องกํ าเนิดไฟฟาของกังหันลมจากขอมูลของผูผลิตซึ่งจะมี<br />
Power Curve มาใหดวย<br />
(3) คํานวณพลังงานไฟฟาที่กังหันลมผลิตไดในรอบปโดยใช Rayleigh Distribution<br />
(K=2) หาความถี่ของลมที่เกิดขึ้นในรอบป (8,760 ชั่วโมง) จากสมการ<br />
Accumulative time at U or below = 1 – e[-π/4 (U/[U a ]) 2 ] ………………(ก. 1)<br />
โดยที่ U คือ Bin Speed ตั้งแต 1-25 m/s<br />
U a คือความเร็วลมเฉลี่ยทั้งปที่ Lower Limit จากตาราง Wind Power Class<br />
ตัวอยางที่ 1<br />
(1) ที่บริเวณ บานปากระวะ อํ าเภอ ระโนด จังหวัดสงขลา ( ตํ าแหนงที่ 1) มีกํ าลัง<br />
ลม ระดับ 4 (Class 4 ) ความเร็วลมอยูระหวาง 7.0-7.5 m/s ที่ความสูง 50 เมตร<br />
(2) เลือกขนาดเครื่องกํ าเนิดไฟฟา 750 kW (Generic) ซึ่งมี Power Curve ดังนี้<br />
ตาราง ที่ ก1 Power Curve ของ กังหันลมขนาด 750 kW (Generic)*<br />
Speed, m/s<br />
Power, kW<br />
4<br />
15.10<br />
5<br />
45.30<br />
6<br />
84.90<br />
7<br />
128.3<br />
* ที่มาจาก ขอมูลใน โปรแกรม WindMap TM<br />
150
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ตาราง ที่ ก1 Power Curve ของ กังหันลมขนาด 750 kW (Generic)*(ตอ)<br />
Speed, m/s<br />
Power, kW<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
16<br />
17<br />
18<br />
19<br />
20<br />
21<br />
22<br />
23<br />
24<br />
25<br />
212.0<br />
305.9<br />
411.1<br />
514.2<br />
602.2<br />
663.9<br />
707.9<br />
736.0<br />
747.5<br />
750.0<br />
744.8<br />
735.9<br />
725.6<br />
715.7<br />
706.6<br />
700.3<br />
699.2<br />
701.6<br />
(3) คํานวณพลังงานไฟฟาที่กังหันลมที่ผลิตไดในรอบปโดยใช Rayleigh Distribution<br />
และสราง ตาราง Histogram จะไดพลังงานไฟฟาประมาณ 2,030,007 kWh<br />
( ดู ตาราง ที่ ก2 ) และสามารถคํ านวณ Capacity Factor ไดดังนี้<br />
สมมุติให Availability Factor = 95%<br />
2,030,007 x 0.95<br />
Capacity Factor = x 100 %<br />
= 29.35 %<br />
750 x 8,760<br />
151
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
Annual<br />
Wind Speed, m/s<br />
ตารางที่ ก2 ตาราง Histogram โดย Rayleigh Distribution ที่ความเร็วลม 7.0 m/s<br />
Bin<br />
Speed,<br />
m/s<br />
Accumulative<br />
Frequency,<br />
p.u<br />
Frequency<br />
Distribution,<br />
%<br />
Hr<br />
Distribution<br />
Turbine Power<br />
Curve<br />
(750 kW<br />
Generic),<br />
kW<br />
Energy Production<br />
kWh<br />
7.0 1 0.0159 1.59% 139<br />
2 0.0621 4.62% 405<br />
3 0.1343 7.22% 633<br />
4 0.2262 9.19% 805 15.10 12,153.09<br />
5 0.3302 10.39% 911 45.30 41,248.91<br />
6 0.4384 10.83% 949 84.90 80,528.02<br />
7 0.5441 10.56% 925 128.30 118,715.22<br />
8 0.6415 9.74% 854 212.00 180,954.00<br />
9 0.7270 8.55% 749 305.90 229,133.72<br />
10 0.7987 7.17% 628 411.10 258,104.80<br />
11 0.8562 5.75% 504 514.20 259,176.48<br />
12 0.9006 4.43% 388 602.20 233,871.22<br />
13 0.9334 3.28% 288 663.90 190,954.36<br />
14 0.9568 2.34% 205 707.90 145,116.23<br />
15 0.9729 1.61% 141 736.00 103,577.20<br />
16 0.9835 1.06% 93 747.50 69,611.96<br />
17 0.9903 0.68% 59 750.00 44,578.28<br />
18 0.9944 0.42% 37 744.80 27,265.12<br />
19 0.9969 0.25% 22 735.90 16,017.19<br />
20 0.9984 0.14% 12 725.60 9,067.93<br />
21 0.9991 0.08% 7 715.70 4,960.85<br />
22 0.9996 0.04% 4 706.60 2,624.77<br />
23 0.9998 0.02% 2 700.30 1,347.32<br />
24 0.9999 0.011% 1 699.20 673.46<br />
25 1.0000 0.005% 0.47 701.60 327.07<br />
TOTAL 100% 8,760 2,030,007.20<br />
152
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ตัวอยางที่ 2<br />
(1) ที่บริเวณ บานรังมดแดง อํ าเภอสายบุรี จังหวัดปตตานี (ตําแหนงที่ 2 ) และ แหลม<br />
ตาชี จังหวัดปตตานี (ตําแหนงที่ 3) มีกําลังลม ระดับ 3 (Class 3 ) (Class 4 )<br />
ความเร็วลมอยูระหวาง 6.4-7.0 m/s ที่ความสูง 50 เมตร<br />
(2) เลือกขนาดเครื่องกํ าเนิดไฟฟา 750 kW (Generic) ซึ่งมี Power Curve ตามตาราง ที่<br />
ก1<br />
(3) คํานวณพลังงานไฟฟาที่กังหันลมที่ผลิตไดในรอบปโดยใช Rayleigh Distribution<br />
และสราง ตาราง Histogram จะไดพลังงานไฟฟาประมาณ 1,698,490 kWh ( ดู<br />
ตารางที่ ก3 )และสามารถคํ านวณ Capacity Factor ไดดังนี้<br />
สมมุติให Availability Factor = 95%<br />
1,698,490 x 0.95<br />
Capacity Factor = x 100 %<br />
= 24.56 %<br />
750 x 8,760<br />
153
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
Annual<br />
Wind Speed, m/s<br />
ตารางที่ ก3 ตาราง Histogram โดย Rayleigh Distribution ที่ความเร็วลม 6.40 m/s<br />
Bin<br />
Speed,<br />
m/s<br />
Accumulative<br />
Frequency,<br />
p.u<br />
Frequency<br />
Distribution,<br />
%<br />
Hr<br />
Distribution<br />
Turbine Power<br />
Curve<br />
(750 kW<br />
Generic),<br />
kW<br />
Energy Production<br />
kWh<br />
6.40 1 0.0190 1.90% 166<br />
2 0.0738 5.48% 480<br />
3 0.1585 8.47% 742<br />
4 0.2642 10.57% 926 15.10 13,981.10<br />
5 0.3808 11.66% 1,022 45.30 46,280.70<br />
6 0.4986 11.77% 1,031 84.90 87,569.05<br />
7 0.6092 11.06% 969 128.30 124,339.59<br />
8 0.7069 9.77% 856 212.00 181,406.89<br />
9 0.7884 8.15% 714 305.90 218,494.41<br />
10 0.8530 6.46% 566 411.10 232,646.34<br />
11 0.9017 4.87% 427 514.20 219,445.98<br />
12 0.9368 3.50% 307 602.20 184,851.83<br />
13 0.9609 2.41% 211 663.90 140,014.98<br />
14 0.9767 1.58% 139 707.90 98,093.85<br />
15 0.9866 0.99% 87 736.00 64,143.66<br />
16 0.9926 0.60% 53 747.50 39,248.23<br />
17 0.9961 0.35% 30 750.00 22,739.92<br />
18 0.9980 0.19% 17 744.80 12,505.04<br />
19 0.9990 0.10% 9 735.90 6,563.85<br />
20 0.9995 0.05% 5 725.60 3,299.57<br />
21 0.9998 0.03% 2 715.70 1,592.82<br />
22 0.9999 0.01% 1 706.60 739.00<br />
23 1.0000 0.01% 0.47 700.30 330.56<br />
24 1.0000 0.002% 0.20 699.20 143.08<br />
25 1.0000 0.001% 0.09 701.60 59.80<br />
TOTAL 100% 8,760 1,698,490.25<br />
154
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ภาคผนวก ข<br />
การสอบเทียบผลวิเคราะห<br />
ข.1 การสอบเทียบผลวิเคราะหโดยเทคนิค การวิเคราะหเสนความถดถอย<br />
UNOCAL<br />
LAEM<br />
PROMTHEP<br />
DEDP’S NAKON<br />
SRI THAMMARAT<br />
รูปที่ ข1 แสดงสถานีหลัก (Reference) ที่ อ.หัวไทร ยูโนแคล และ แหลมพรหมเทพ<br />
ในการศึกษาครั้งนี้ไดนํ าผลวิเคราะห (Predicted) และผลจากการตรวจวัด (Measured) ของ<br />
ความเร็วลมของสถานีหลัก (Reference) จํ านวน 4 โซน ตามที่แสดงในรูปที่ ข1 มาเปรียบเทียบความถูก<br />
ตองแมนยําของผลวิเคราะหโดยใชเทคนิคการวิเคราะหเสนความถดถอย (Regression Line) โดยใช<br />
โปรแกรม MS Excel TM หาคา R-Square ซึ่งเปนเครื่องมือตรวจสอบความถูกตองที่ยอมรับโดยทั่ว<br />
ไป กลาวคือ คา R-Square ที่ใกล 1 มากที่สุดจะแสดงผลการวิเคราะหที่แมนยํ ามากที่สุด โดยไดผล<br />
ลัพธตามที่แสดงในตารางดังนี้<br />
ตารางที่ ข1 การเปรียบเทียบคา R-Square ในการสอบเทียบผลวิเคราะห<br />
โซน ชื่อสถานี R-Square<br />
34a<br />
34b<br />
4a<br />
4b<br />
34a+34b+4a+4b<br />
อ.หัวไทร<br />
ยูโนแคล<br />
แหลมพรหมเทพ<br />
ยูโนแคล<br />
รวม<br />
0.6044<br />
0.9757<br />
0.6589<br />
0.9801<br />
0.7077<br />
155
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
Predicted Speed (m/s)<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
DEDP NAKON SRI THAMMARAT<br />
Zone 34a<br />
y = 0.8651x<br />
R 2 = 0.6044<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Measured Speed (m/s)<br />
รูปที่ ข2 เสนความถดถอยและคา R-Square ของ สถานี อ.หัวไทร<br />
Predicted Speed (m/s)<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
y = 1.0489x<br />
R 2 = 0.9757<br />
UNOCAL GAS PLATFORM<br />
Zone 34b<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Measured Speed (m/s)<br />
รูปที่ ข3 เสนความถดถอยและคา R-Square ของ สถานี UNOCAL (Zone 34b)<br />
156
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
Predicted Speed (m/s)<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
EGAT's LAEM PROM THEP<br />
Zone 4a<br />
y = 0.8598x<br />
R 2 = 0.6589<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Measured Speed (m/s)<br />
รูปที่ ข4 เสนความถดถอยและคา R-Square ของ สถานี แหลมพรหมเทพ<br />
Predicted Speed (m/s)<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
y = 0.9943x<br />
R 2 = 0.9801<br />
UNOCAL GAS PLATFORM<br />
Zone 4b<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Measured Speed (m/s)<br />
รูปที่ ข5 เสนความถดถอยและคา R-Square ของ สถานี UNOCAL (Zone 4b)<br />
157
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
Predicted Speed<br />
UNOCAL + NAKRON + LAEM PROMTHEP<br />
Zone 34a, 34b, 4a, 4b<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
y = 0.9142x<br />
R 2 = 0.7077<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
Measured Speed (m/s)<br />
รูปที่ ข.6 เสนความถดถอยและคา R-Square ของ สถานี อ.หัวไทร UNOCAL และ แหลมพรหมเทพ<br />
ผลการสอบเทียบพบวาผลวิเคราะหของสถานี UNOCAL มีความถูกตองแมนยํ ามากที่สุด<br />
เนื่องจากเปนสถานีที่ติดตั้งอยูกลางทะเลในอาวไทยและของสถานีแหลมพรหมเทพ มีความถูกตอง<br />
แมนยํารองลงมา ทั้งนี้อาจเนื่องจากเปนสถานีที่อยูบนแผนดิน (วิเคราะหโดยนํ าผลการตรวจวัดที่ความ<br />
สูง 20 เมตร) ความเร็วลมไดรับอิทธิพลจากความขรุขระของผิวพื้นและสิ่งกีดขวางตามธรรมชาติและ<br />
จากสิ่งกอสราง และที่สถานี อ.หัวไทร มีความแมนยํานอยที่สุดทั้งนี้อาจเนื่องจากเปนสถานีที่อยูบน<br />
แผนดินที่ทํ าการตรวจวัดที่ความสูง 10 เมตร<br />
อยางไรก็ตามผลการวิเคราะหรวม 3 สถานี (4 โซน) ก็ใหผลวิเคราะหที่อยูในเกณฑยอมรับได<br />
(R-Square = 0.7077) โดยความเร็วลมที่ไดจาการวิเคราะหจะมีคานอยกวาความเร็วลมที่ไดจากการ<br />
ตรวจวัดประมาณ 8.6 เปอรเซ็นต<br />
158
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ข.2 การสอบเทียบผลวิเคราะหโดยการคํ านวณพลังงานที่ผลิตไดในรอบป<br />
จากขอมูลการผลิตไฟฟาจากกังหันลม Nordtank-150 (Hub Height = 30 เมตร) ซึ่งมีกํ าลังผลิตสูงสุด<br />
150 kW ของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยที่ติดตั้งที่ แหลมพรหมเทพ จ.ภูเก็ต สามารถแสดง<br />
พลังงานไฟฟาที่ผลิตไดระหวางป 1997-1998 ไดตามตารางที่ ข2<br />
ตารางที่ ข2 พลังงานไฟฟาที่ผลิตได (kWh) ระหวางป 1997-1998 จากกังหันลม Nordtank - 150<br />
MONTH 1997 1998 AVG.<br />
JAN 19,195 17,970 18,583<br />
FEB 10,147 15,276 12,712<br />
MAR 6,653 12,666 9,660<br />
APR 5,202 14,076 9,639<br />
MAY 22,814 4,446 13,630<br />
JUN 13,371 23,922 18,647<br />
JUL 12,119 18,882 15,501<br />
AUG 35,976 11,958 23,967<br />
SEP 11,965 18,360 15,163<br />
OCT 5,980 30,012 17,996<br />
NOV 11,145 15,336 13,241<br />
DEC 16,974 14,436 15,705<br />
TOTAL 171,541 197,340 184,441<br />
ในการศึกษาสอบเทียบผลวิเคราะหไดใชโปรแกรม WindMap TM วิเคราะหพลังงานที่ผลิตไดที่<br />
ระดับความสูงเดียวกับความสูงของกังหันลมคือที่ 30 เมตรของโซน 4a ซึ่งมีสถานีแหลมพรหมเทพเปน<br />
สถานีอางอิงและกํ าหนดคาตัวแปรตาง ๆ เชน ความสมดุลของสภาพอากาศในแตละเดือน ขอมูล DEM<br />
และ Roughness Map ที่เปนคาเดียวกันกับคาที่ใชทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมในบทที่ 6 แตไดเพิ่ม<br />
ขอมูล Turbine Power Curve จากกังหันลมรุน Nordtank-150 แลวทํ าการวิเคราะหหาผลลัพธไดคา<br />
พลังงานไฟฟาที่ผลิตไดเฉลี่ยทั้งป เทากับ 170 MWh (ดูรูปที่ ข7) ซึ่งนอยกวาคาเฉลี่ยที่ไดจากการ<br />
ตรวจวัดจริง 184 MWh ประมาณ 7.8 เปอรเซ็นต<br />
159
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
MWh<br />
29-66<br />
66-102<br />
102-139<br />
139-175<br />
175-212<br />
212-248<br />
248-285<br />
285-321<br />
รูปที่ ข7 พลังงานไฟฟาที่ผลิตไดในรอบป หนวย MWh โดยใชโปรแกรม WindMap TM<br />
ข.3 การสอบเทียบผลวิเคราะหจากแผนที่ศักยภาพพลังงานลม<br />
จากแผนที่ศักยภาพพลังงานลมพบวาที่ความสูง 30 เมตร ที่แหลมพรหมเทพมีศักยภาพพลังงานลม<br />
ระดับ 1.3 หรือมีกํ าลังลมที่คา Upper Limit เทากับ 150 W/m 2 และความเร็วลมที่คา Upper Limit เทากับ<br />
4.7 m/s จากขอมูลการตรวจวัดของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยพบวาที่ระดับความสูง 36 เมตร มี<br />
ความเร็วลมเทากับ5.2 m/s เมื่อปรับระดับความเร็วลมที่เพิ่มขึ้นตามความสูงตามสูตรV1/V2 =[H1/H2] 1/7<br />
สามารถหาความเร็วลมที่ระดับความสูง 36 เมตร เทากับ 4.8 m/s ซึ่งนอยกวาคาที่จากการตรวจวัดจริง<br />
ประมาณ 7.7 เปอรเซ็นต<br />
160
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ภาคผนวก ค<br />
หลักการทํ างานของโปรแกรม WindMap TM<br />
ค.1 หลักเกณฑการออกแบบ<br />
โปรแกรม WindMap TM อางอิงแบบจํ าลองอนุรักษมวล (Mass-Conserving Model) ชื่อ<br />
NOABL (Numerical Observation Atmospheric Boundary Layer) แบบจํ าลองนี้ไดถูกพัฒนาขึ้นในป<br />
1970 โดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (US Department of Energy – DOE )<br />
เชนเดียวกับแบบจํ าลองอนุรักษมวลอื่น (เชน NUATMOS) แบบจํ าลองนี้สามารถวิเคราะห<br />
สถานะของผลรวมของความเร็วลมที่ขนาดเล็กที่สุดเทาที่จะเล็กไดในทุกทิศทางที่สอดคลองและเปนไป<br />
ตามกฎของสมการของความตอเนื่อง (Equation of Continuity)โดยมีปจจัยสํ าคัญที่มีผลกระทบตอการ<br />
ทํ างานของโปรแกรม WindMap TM คือ<br />
(1) ขอมูลจากการตรวจวัดจะถูกนํ าไปสรางความเร็วลมเริ่มตน (Initial Winds) ถาขอมูล<br />
นั้นมีความถูกตองมากเทาไรความเร็วลมเริ่มตนจะมีความถูกตองมากเทานั้น กลาวคือแบบจํ าลองจะ<br />
สรางตาราง (Mesh) หรือ เซลลจํ านวนมาก (ดูรูปที่ ค.1) ครอบคลุมพื้นที่ที่ตองการศึกษาและสราง<br />
ความเร็วเริ่มตนโดยมีจุดอางอิงในตํ าแหนงจุดศูนยกลางของเซลลแตละเซลล (ดูรูปที่ ค.2) หลังจากนั้น<br />
โปรแกรมจะเริ่มทํ าการคํ านวณซํ้ ากันหลายครั้ง (Iteration) จนไดความเร็วลมสุดทาย (Final Winds) ที่<br />
มีคาความผิดพลาดที่อยูในเกณฑที่สามารถยอมรับได<br />
รูปที่ ค1 ตาราง (Mesh) หรือ เซลลที่แบบจํ าลองสรางขึ้น<br />
161
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
รูปที่ ค2 จุดอางอิงของความเร็วที่อยูในตํ าแหนงศูนยกลางของเซลล<br />
(2) ความสัมพันธระหวางความเร็วลมในแนวดิ่ง และ แนวนอน ซึ่งเกี่ยวของกับอัตราสวนของ<br />
ความสมดุลของสภาพอากาศหรือสภาพความสมดุลความรอนที่อยูบริเวณพื้นผิวโลกในสภาพอากาศ<br />
Neutral อัตราสวนของความสมดุล จะมีคาเทากับ 1 ซึ่งในสภาพดังกลาว อนุภาพของอากาศจะเคลื่อนที่<br />
ในแนวดิ่งไดสะดวกเชนเดียวกับการเคลื่อนที่ในแนวนอน กลาวคือ ความเร็วจะไมเปลี่ยนแปลงตาม<br />
ความสูงมากเทากับในสภาพอากาศทรงตัว(Stable)ซึ่งอัตราสวนของความสมดุลมีคานอยกวา 1 ใน<br />
สภาพอากาศทรงตัวดังกลาวแรงลอยตัวพยายามจะสรางความสมดุลของอากาศที่ระดับความสูงหนึ่ง<br />
เหนือระดับพื้นผิวโลกซึ่งทํ าใหความเร็วลมมีความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ในกรณีที่อัตราสวน<br />
ของความสมดุลมีคานอยกวา 1 มากๆ จะยิ่งทําใหความเร็วเพิ่มขึ้นเมื่อความสูงเพิ่มขึ้นมากเชนในบริเวณ<br />
ภูมิประเทศหุบเหว เมื่อเทียบกับยอดเขาสูง<br />
โดยการปรับแตงอัตราสวนของความสมดุลและสภาพแวดลอมตางๆ เพื่อการกํ าหนดความเร็ว<br />
เริ่มตน ทํ าใหสามารถทํ าการวิเคราะหผลลัพธที่ดีที่สุด (Optimum) ที่สามารถเปรียบเทียบความถูกตอง<br />
ระหวางผลวิเคราะหตามทฤษฎีกับขอมูลที่ไดจากการตรวจวัดจริง โดยมีความผิดพลาดประมาณ 8-10<br />
เปอรเซ็นต<br />
ค.2 สมการของความตอเนื่อง (Equation of Continuity)<br />
โปรแกรม WindMap TM จะทําการวิเคราะหใหไดความเร็วสุดทายที่มีเงื่อนไขและสอดคลอง<br />
สมการของความตอเนื่อง ที่มีรายละเอียดดังนี้<br />
จากรูปที่ ค3 ปริมาณของไหลซึ่งเทากับ ρu ∆ x∆y∆z∆t<br />
ที่ไหลจากผิวทางดานซายไปดานขวาในชวง<br />
ระยะเวลา ∆ t คือ<br />
( ρu)<br />
⎡<br />
⎢ ρ ∂ ⎤<br />
u ∆x<br />
∆y∆z∆t<br />
x<br />
⎥<br />
⎣ ∂ ⎦<br />
+ ----------------------- (ค.1)<br />
ดังนั้น ปริมาณมวลทั้งหมดของไหลในชวงระยะเวลา ∆t<br />
เทากับ<br />
-<br />
( u)<br />
∂ρ<br />
∂x<br />
∆x∆y∆z∆t<br />
----------------------- (ค.2)<br />
162
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
y<br />
ρu<br />
∆ x∆y∆z<br />
∆x<br />
∆z<br />
∆y<br />
( ρu)<br />
⎡<br />
⎢ ρ ∂ ⎤<br />
u + ∆x<br />
∆y∆z<br />
x<br />
⎥<br />
⎣ ∂ ⎦<br />
x<br />
z<br />
รูปที่ ค3 รูปแสดงการไหลของเหลวใน Rectangular Coordinate System<br />
ซึ่งปริมาณดังกลาวจะกระจายในปริมาณเทาๆกันในพื้นผิวดานอื่นดวย ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของปริมาณ<br />
มวลทั้งหมดเนื่องจากปริมาณกระแสสุทธิ (Net flux) เทากับ<br />
⎡ ∂<br />
− ⎢<br />
⎣∂x<br />
∂<br />
∂y<br />
∂<br />
∂z<br />
( ρu) + ( ρv) + ( ρw) ∆x∆y∆z∆t<br />
⎥ ⎦<br />
⎤<br />
----------------------(ค.3)<br />
โดยที่ปริมาณมวลเริ่มตนเทากับ ρ ∆ x∆y∆z∆t<br />
และการเพิ่มปริมาณมวลที่ระยะเวลา ∆t<br />
เทากับ<br />
( ∂ ρ / ∂t) ∆x∆y∆z∆t<br />
ดังนั้นโดยการแทนคาในสมการที่ ค.3 จะได<br />
⎛ ∂ρ<br />
⎞<br />
⎡ ∂ ∂ ∂ ⎤<br />
- ⎜ ⎟( ∆x∆y∆z∆t<br />
) = − ( ρu) + ( ρv) + ( ρw) ( ∆x∆y∆z∆t<br />
)<br />
⎝ ∂t<br />
⎠<br />
⎢<br />
⎣ ∂x<br />
∂y<br />
หรือโดยการปรับปรุงใหงาย (Simplify) จะได<br />
ซึ่งอาจเขียนสมการใหมเปน<br />
โดยที่ d/dt คือ Operator ของ<br />
∂<br />
∂t<br />
∂z<br />
⎥<br />
⎦<br />
----- (ค.4)<br />
ρ ∂ ∂ ∂<br />
+ ( ρu) + ( ρv) + ( ρw) = 0 ---------- (ค.5)<br />
∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
1 dρ<br />
∂u<br />
∂v<br />
∂w<br />
+ + + = 0<br />
ρ dt ∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
∂ ∂ ∂<br />
+ u + v + w<br />
∂t<br />
∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
----------------- (ค.6)<br />
∂ ---------------------(ค.7)<br />
สมการที่ ค.5 และ ค.6 เรียกวา สมการของความตอเนื่อง (Equation of Continuity)<br />
โดยสมมุติฐานวา อากาศมีคุณสมบัติเชนเดียวกับของเหลว กลาวคือมีสถานะเปนมวลเดียวกัน<br />
(Homogeneous) ในสถานภาพที่ไมมีแรงกด และ มีความหนาแนนเทากันหมดดังนั้นเพื่อใหสะดวก<br />
ตอการวิเคราะห สามารถเขียนสมการของความตอเนื่องเปน<br />
∂ ----------------------- (ค.8)<br />
u ∂v<br />
∂w<br />
+ + = 0<br />
∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
สมการดังกลาวจะใชในการคํ านวณความเร็วเริ่มตนใหเปนความเร็วสุดทายในโปรแกรม WindMap TM<br />
163
กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน โครงการจัดทํ าแผนที่ศักยภาพพลังงานลมของประเทศไทย<br />
ค.3 แผนภูมิการทํ างาน (Flow Diagram)<br />
ผูพัฒนาโปรแกรม WindMap TM คือ Dr.Michael Brower แหง Brower & Company*<br />
โปรแกรม WindMap TM ในรุ นปจจุบันเปนรุน (Version) 2.20 b โปรแกรมดังกลาวไดถูกออกแบบใหใช<br />
กับระบบปฏิบัติการMS Window 95/98 หรือ NT โดยไดกํ าหนดใหใชงานบนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร<br />
ที่มีหนวยความจํ าอยางนอย 64 MB และหนวยประมวลผลภาพที่สามารถแสดงสีได16 bit (High Color)<br />
หรือ 24 bit (True Color) ที่มีความละเอียดเทากับ 1024 x 768 pixels.<br />
ผู พัฒนาโปรแกรมใชโปรแกรม Delphi TM * เปนเครื่องมือในการพัฒนาโดยมีแผนภูมิการทํ างาน<br />
หลักของโปรแกรม แสดงในรูปที่ ค4-ค19 จํานวน 16 รูปซึ่งประกอบดวย<br />
(1) รูปที่ ค4 MAIN WINDOW Flow Diagram 1<br />
(2) รูปที่ ค5 MAIN WINDOW Flow Diagram 2<br />
(3) รูปที่ ค6 MAIN WINDOW – ELEVATION & ROUGHNESS Flow Diagram<br />
(4) รูปที่ ค7 MAIN WINDOW – RUN Flow Diagram<br />
(5) รูปที่ ค8 MAIN WINDOW – FILE Flow Diagram<br />
(6) รูปที่ ค9 MAIN WINDOW – EXPORT Flow Diagram<br />
(7) รูปที่ ค10 MAIN WINDOW – MOSAIC Flow Diagram<br />
(8) รูปที่ ค11 MAIN WINDOW – SURFACE DATA Flow Diagram 1<br />
(9) รูปที่ ค12 MAIN WINDOW – SURFACE DATA Flow Diagram 2<br />
(10) รูปที่ ค13 MAIN WINDOW– UPPER AIR DATA Flow Diagram<br />
(11) รูปที่ ค14 OPTION – GEOMETRY Flow Diagram<br />
(12) รูปที่ ค15 OPTION – ATMOSPHERE Flow Diagram<br />
(13) รูปที่ ค16 OPTION – POWER Flow Diagram<br />
(14) รูปที่ ค17 OPTION – INITIALIZATION Flow Diagram<br />
(15) รูปที่ ค18 OPTION – ROUGHNESS Flow Diagram<br />
(16) รูปที่ ค19 OPTION – ITERATION Flow Diagram<br />
* Brower & Company : 154 Main Street Andover, MA, USA 01810 Tel: +1-978-749-9591, Fax: +1-978-749 -9713<br />
E-mail: mbrower@mediaone.net<br />
*Borland Software Corp. 100 Enterprise Way Scotts Valley, CA 95066-3249 Tel: 831-431-1000 www.borland.com<br />
164
Change language