ภาคผนวก

ผลกระทบจากการใช้พลังงาน
สภาพความเสื่อมโทรมของสภาวะแวดล้อมส่วนใหญ่ อาจกล่าวได้ว่ามีสาเหตุมาจากการผลิตและการใช้พลังงานของมนุษย์แทบทั้งสิ้น           ดังนั้นการเสาะแสวงหาทรัพยากรพลังงานมาเพื่อตอบสนองความต้องการ  พลังงานที่สูงขึ้นเรื่อยๆจึงควรระมัดระวังและพิจารณาให้รอบคอบก่อนนำมาใช้ นักสิ่งแวดล้อมได้กล่าวถึงผลกระทบจากการใช้ทรัพยากรพลังงาน ดังนี้
     - ทำให้เกิดการเจ็บป่วย ล้มตาย
     - ทำให้สิ่งของและทรัพยากรธรรมชาติเสียหาย
     - ทำลายสภาพแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต
     - เกิดมลภาวะทั้งทางดิน น้ำและอากาศ
โดยแบ่งตามประเภทของพลังงานที่ใช้ ดังนี้
              1  ผลกระทบจากการใช้พลังงานนิวเคลียร์   รังสีที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์อาจรั่วไหลซึ่งเป็นอันตรายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเกิดการระเบิดฝุ่นรังสีจะฟุ้งกระจายทำอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในทันทีทันใดและเกิดผลกระทบระยะยาวยิ่งไปกว่านั้นน้ำเสียจากการระบายความร้อนที่ปล่อยออกสู่แหล่งน้ำก็จะทำให้เกิดความเสียหายต่อระบบนิเวศตามมา
              2  ผลกระทบจากการใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม          การเผาไหม้ปิโตรเลียมจะก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศ โดยการปล่อยไอเสียออกมาจากปล่องควันของโรงงานอุตสาหกรรม  โรงจักรไฟฟ้าและจากรถยนต์ สารมลพิษดังกล่าวคือ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( SO2 ) ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOX) ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ( CO ) สารไฮโดรคาร์บอนและฝุ่นละออง เขม่าต่างๆ
              3  ผลกระทบจากการใช้ถ่านหินลิกไนต์      การใช้ถ่านหินลิกไนต์มาเป็นเชื้อเพลิงผลิตกระแสไฟฟ้าหรืออุตสาหกรรมต่างๆถึงแม้จะได้ประโยชน์อย่างมากมาย แต่การพัฒนาถ่านหินมาใช้ประโยชน์จะก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมหลายด้าน ทั้งจากการทำเหมืองและการเผาไหม้เนื่องจากสมบัติและองค์ประกอบของถ่านหินเอง ดังนี้
      1  เกิดน้ำเสียจากบ่อเหมือง น้ำกระด้าง มีสารแขวนลอยและซัลเฟตสูงมาก
      2  ทำให้เกิดฝุ่นละอองทั้งของแขวนลอยปละหนักลอยอยู่ทั่วไปรอบๆบริเวณเหมือง
      3  เกิดปัญหาต่อระบบนิเวศ กล่าวคือ   เมื่อขุดหน้าดินทิ้งไปทำให้สิ่งมีชีวิตเสียสมดุลปลูกพืชไม่ได้

 มีการทำลายป่าไม้ เสียดุลธรรมชาติ
     4  ต้องอพยพราษฎร เพราะต้องใช้บริเวณกว้างในการเปิดหน้าเหมือง
     5  เกิดก๊าซจากการเผาไหม้ถ่านหิน เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ( H2S ) และสารไฮโดรคาร์บอน นอกจาก นั้นยังมีออกไซด์ของไนโตรเจนและกำมะถันทำให้เกิดภาวการณ์เป็นกรดต่อสิ่งแวดล้อม      กรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม

 

               4  ผลกระทบจากการใช้กังหันลม    ถึงแม้การใช้พลังงานลมจะไม่ก่อให้เกิดมลภาวะร้ายแรงใดๆต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพลังงานลมค่อนข้างเป็นพลังงานบริสุทธิ์ แต่ในการพัฒนาแหล่งพลังงานชนิดนี้มาใช้เป็นพลังงานทดแทนนั้นควรได้คำนึงถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้ ดังนี้
       1  ผลต่อทัศนียภาพ เนื่องจากต้องใช้กังหันขนาดใหญ่ อาจบดบังส่วนต่างๆของพื้นที่ไป
       2  การเกิดมลภาวะทางเสียง เมื่อใบพัดขนาดใหญ่ทำงานจะเกิดเสียงดังมากรบกวนผู้อยู่ใกล้เคียง
       3  การรบกวนคลื่นวิทยุ ซึ่งเกิดจากใบพัดส่วนใหญ่ทำจากโลหะเมื่อหมุนทำให้เกิดการรบกวนคลื่นวิทยุและโทรทัศน์ในระยะ 1 – 2  กิโลเมตร
       4  ผลกระทบต่อระบบนิเวศ เมื่อติดตั้งกังหันลมขนาดใหญ่อาจทำให้สิ่งมีชีวิตใกล้เคียงอพยพไปอยู่ที่อื่น
            5 ปัญหาสิ่งแวดล้อมจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ    ถึงแม้ความร้อนใต้พิภพจะเป็นพลังงานได้เปล่าจากธรรมชาติ สามารถนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีต้นทุนต่ำ แต่อย่างไรก็ตามการนำพลังงานชนิดนี้มาใช้งานอาจก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ดังนี้
     1  สารเคมีอันตรายที่ละลายปนอยู่อาจปนเปื้อนระบบน้ำบาดาลหรือน้ำผิวดิน เช่น  สารหนู  ปรอท

เป็นต้น
     2  มีก๊าซอันตราย  เช่น  ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และก๊าซอื่นๆ   ระเหยออกมาด้วย ก่อให้เกิดผลกระทบต่อระบบหายใจ
     3  มีไอน้ำร้อนที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าจำนวนมากจะทำให้เกิดความร้อนตกค้างในอากาศส่งผลกระทบ ต่อระบบนิเวศที่อยู่ใกล้เคียง
     4  หากเป็นการตั้งโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ อาจจะก่อให้เกิดปัญหาการทรุดตัวของแผ่นดินได้
           6 ผลกระทบจากการใช้พลังน้ำผลิตกระแสไฟฟ้า   การใช้พลังน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจัดเป็นพลังงานบริสุทธิ์ไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เหมือนกับการใช้พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงและมีต้นทุนในการผลิตต่ำอย่างไรก็ตามการพัฒนาพลังน้ำโดยการสร้างเขื่อนกักเก็บน้ำ จะมีปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ควรคำนึงเป็นอย่างมากในเรื่องของการสูญเสียพื้นที่ป่าไม้เพื่อใช้เป็นอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อน ราษฎรในพื้นที่น้ำท่วมต้องอพยพย้ายที่ตั้งถิ่นฐานใหม่ สัตว์ป่าสูญเสียที่อยู่อาศัยหรืออาจสูญพันธุ์ไป นอกจากนั้นแร่ธาตุต่างๆที่มีอยู่ในพื้นที่อาจถูกทิ้งให้จมอยู่ใต้น้ำ โดยไม่มีโอกาสนำขึ้นมาใช้ประโยชน์ดังนั้นจึงมีข้อแม้ว่าจะทำการพัฒนาอย่างไร ผลกระทบจึงเกิดขึ้นน้อยที่สุดและให้คุ้มค่ากับสิ่งที่สูญเสียไป

การหาความเร็วลมในรายชั่วโมงหาได้ด้วยวิธี
       1. ค่าเฉลี่ยความเร็วที่บันทึกทั้งชั่วโมง
         2. ค่าเฉลี่ยจากกราฟทั้งชั่วโมง
         3. ค่าเฉลี่ยจากกราฟ 10 นาทีสุดท้าย
         4. เฉลี่ยจากการวัดความเร็วเป็นช่วงๆในหนึ่งชั่วโมง

 

 

 

       ข้อมูลลม    เกณฑ์ที่สำคัญ สำหรับพิจารณาสภาพของลม ณ ตำแหน่งที่ต้องการมี 2 อย่างได้แก่ ความเร็วลมและทิศทางลม จุดประสงค์การเก็บข้อมูลลมเพื่อจะทราบถึง
         1  แบบแผนลมรายวัน รายเดือน และรายปี
         2  ช่วงเวลาที่ลมอ่อนและลมแรง
         3  ความเร็วสูงสุดของพายุ
         4  พลังงานลมที่จะผลิตได้ต่อเดือนและต่อปี

       วิธีการวิเคราะห์ข้อมูล
         1  ประเมินค่าข้อมูลจากสถานีตรวจวัดอากาศ สนามบิน หรืออื่นๆ
         2  ทำบันทึกเกี่ยวกับสภาพอากาศปกติ พายุและอิทธิพลทางอากาศอื่นๆ ด้วยการพูดคุยกับชาวบ้านในท้องถิ่นเจ้าหน้าที่สนามบินและนักอุตุนิยมวิทยา
         3  การหาค่าเฉลี่ยความเร็วลม และค่าเฉลี่ยกำลังลมที่มีอยู่
         4  ทำการตรวจวัดข้อมูลในพื้นที่ในระยะยาว ( อย่างน้อย 1 ปี )
                    หมายเหตุ ตามมาตรฐานระหว่างประเทศ การวัดความเร็วลม ควรกระทำที่ระดับ 10 เมตรเหนือฟื้นดินในที่เปิดโล่ง

      เครื่องมือในการวัดลม   ในการวัดความเร็วลม ส่วนมากจะใช้เครื่องวัดลมแบบลูกถ้วย   ( Cup anemometer ) หรือเครื่องวัดลมแบบกังหันลม (Windmill - type anemometer) เครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้บันทึกข้อมูลลมมีดังนี้
         1 เครื่องมือวัดความเร็วลม ( anemometer ) ที่มีตัวอ่าน ( moment indicater ) ปกติเป็นการวัดด้วยมือ วิธีนี้ไม่เหมาะสมสำหรับการนำข้อมูลมาใช้เพื่อการออกแบบกังหันลม
         2 เครื่องนับจำนวนลมที่พัดผ่าน ( mechanical wind - path counter ) ซึ่งจะให้ข้อมูลของทิศทางลมอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาทั้งหมด เหมาะสมสำหรับคำนวณหาความเร็วเฉลี่ยของลมตลอดช่วงเวลาที่สังเกต

          3 เครื่องบันทึกลมที่พัดผ่าน ( mechanical wind - path recorder ) ซึ่งจะแสดงผลของทิศทางลมอย่างต่อเนื่องบนแผ่นกระดาษ โดยปกติมักจะใช้กลไกของสปริง ( เหมาะสำหรับการออกแบบกังหันลม หรือใช้ในขบวนการประเมินผลข้อมูลต่างๆ ภายใต้ขอบเขตที่จำกัด )
         4 เครื่องบันทึกแบบอิเลคทรอนิกส์ ( electronic recoeding equipment )โดยจะให้ค่าความเร็วลมเฉลี่ยในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น 1 วินาทีถึง 1 ชั่วโมง รวมถึงให้ค่ารวม โดยแสดงความเร็วลมในช่วงต่างๆ เหมาะสมสำหรับการนำข้อมูลมาใช้เพื่อการออกแบบกังหันลม
           5 สถานีอุตุนิยมวิทยา ( meteorological Stations ) แสดงผลและบันทึกข้อมูลต่างๆ อย่างต่อเนื่องเป็นลำดับ ได้แก่ ความเร็วของลม ทิศทางของลมพายุและอื่นๆ เหมาะสมสำหรับการนำข้อมูลมาใช้เพื่อการออกแบบกังหันลม ( ขอข้อมูลได้ที่สถานีใกล้เคียง )

 

 

 

 

 

การวัดลม
การวัดลมมีวิธีการวัด  2 วิธี  คือ วัดทิศลม และวัดความเร็วลม
       1. ทิศลม   อาจเรียกชื่อตามทิศต่างๆ ของเข็มทิศ หรือเรียกเป็นองศาจากทิศจริง ปัจจุบันการวัด ทิศลมนิยมวัดทิศลมตามเข็มทิศ และวัดเป็นองศา ถ้าวัดทิศลมด้วยเข็มทิศ เข็มทิศจะถูกแบ่งออกเป็น ทิศใหญ่ๆ 4 ทิศ คือ ทิศเหนือ ทิศใต้ ทิศตะวันออก ซึ่งทิศทั้ง 4 ทิศ เมื่อแบ่งย่อยอีกจะเป็น 8 ทิศ โดยจะเพิ่มทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ทิศตะวันออกเฉียงใต้ ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ และทิศตะวันออกเฉียงใต้ นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งจาก 8 ทิศ ให้ย่อยเป็น 16 ทิศ หรือ 32 ทิศ ได้อีก แต่การรายงานทิศนั้น มักนิยมรายงานจำนวนทิศเพียง 8 หรือ 16 ทิศ เท่านั้น ส่วนการวัดทิศลมที่เป็นองศาบอกมุมของลมจากทิศจริง ในลักษณะที่เวียนไปตามเข็มนาฬิกา ใช้สเกลจาก 0 องศา ไปจนถึง 360 องศา เช่น ลมทิศ 0 องศา หรือ 360 องศา เป็นทิศตะวันออก , ลมทิศ 45 องศา เป็นทิศตะวันออกเฉียงเหนือ, ลมทิศ 90 องศา เป็นทิศตะวันออก, ลมทิศ 135 องศา เป็นทิศตะวันออกเฉียงใต้, ลมทิศ 180 องศา เป็นทิศใต้, ลมทิศ 225 องศา เป็นทิศตะวันออกเฉียงใต้, ลมทิศ 270 องศา เป็นทิศตะวันตก และลมทิศ 315 องศา เป็นทิศตะวันตกเฉียงเหนือ

        2. ความเร็วลม   คือ การเคลื่อนที่ของอากาศที่ทำให้เกิดแรง หรือความกดที่ผ่านจุดที่กำหนดให้บนพื้นผิวโลก และแรงหรือความกดเป็นสัดส่วนกับกำลัง 2 ของความเร็วลม อธิบายดังในรูปของสมการ       P = kv2
P = ความกดที่เกิดจากการกระทำของลม
V = ความเร็วลม
K = ค่าคงที่ของหน่วยที่ใช้
ถ้าความกดอากาศมีหน่วยเป็นปอนด์ต่อตารางฟุต ความเร็วลมเป็นนอต (1 นอต หมายถึง 1 ไมล์ทะเล ( 6,080.20 ฟุต) ต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นหน่วยมาตรฐานความเร็วลมที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา) สมการจะเป็น P = 0.0053 V2 โดยประมาณสำหรับผิวพื้นที่ราบเรียบ แต่ถ้าความเร็วลมมีหน่วยเป็นไมล์ต่อชั่วโมง ค่า P ที่ได้จะเปลี่ยนไปเป็น P = 0.004 V2 ด้วยเหตุนี้แรงที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของลม ทำให้สามารถหาความเร็วลมได้ โดยที่ไม่ต้องอาศัยเครื่องมือใดๆ แต่จะสังเกตได้จากปรากฏการณ์ของวัตถุที่อยู่รอบๆ ดังนั้น เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวจึงได้มีการกำหนดมาตราความเร็วลมขึ้น เรียกว่ามาตราโบฟอร์ด (Beaufort Scale) พลเรือเอก เซอร์ฟรานวิส

โบฟอร์ต (Admiral Sir Francis Beaufort) ชาวอังกฤษ เป็นผู้คิดขึ้นใช้ในปี พ.ศ. 2548 สำหรับตรวจลมในทะเล ต่อมาได้ถูกดัดแปลงนำมาใช้ทั้งบนบกและในทะเล มาตราโบฟอร์ด จะใช้เปรียบเทียบกับสิ่งที่กีดขวางไม่ว่าบนบกและในทะเล โดยสิ่งทีกีดขวางต่างๆ ได้แก่ ใบไม้ กิ่งไม้ สายโทรเลข สายโทรศัพท์ ธง สิ่งปรักหักพังต่างๆ และคลื่นในทะเล เกณฑ์ที่ใช้กำหนดความเร็วลม ได้มาจากการสังเกตกำลังลมเหนือพื้นดินและในทะเล มาตราโบฟอร์ด เริ่มต้นจากมาตราที่ 0 ไปจนถึงมาตราที่ 17 ความเร็วลมจะเพิ่มขึ้น

 

 

 

คือ   ที่มาตรา  0   จะเป็นเขตลมสงบ ไปจนถึงมาตราที่  17   ลมมีกำลังแรงจัดกลายเป็น  พายุเฮอร์ริเคน ปัจจุบันมาตราโบฟอร์ดถูกนำมาใช้น้อยลง โดยเฉพาะสถานีบนบก ตารางที่ 1 เป็นตารางเทียบความเร็วลม และชนิดลมของมาตราโบฟอร์ด ส่วนตารางที่ 2 เป็นตารางเทียบความเร็วลมของมาตราโบฟอร์ดกับปรากฏการณ์ธรรมชาติเหนือพื้นดิน และตารางที 3  เป็นตารางเทียบความเร็วลมของมาตราโบอฟร์ดกับปรากฏการณ์ธรรมชาติเหนือพื้นน้ำ

เครื่องวัดลม
          1. เครื่องวัดทิศลม เรียกว่า วินด์เวน (Wind Vane) ส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็นลูกศรยาว   ซึ่งมีความยาวเป็นแผ่น ทางตั้งเห็นตัวบังคับให้ปลายศรลมชี้ในทิศทางที่ลมพัดเข้ามา โดยมีแกนของศรลมหมุนไปโดยรอบ และต่อเข้ากับวงจรไฟฟ้า อ่านทิศทางลมตามที่ปลายศรลมชี้ไปที่หน้าปัดของเครื่อง
          2. เครื่องวัดความเร็วลม เรียกว่าอะนิโมมิเตอร์ (Anemometer)    ซึ่งอะนิโมมิเตอร์แบบเก่าแก่ที่สุดคือแบบแผ่นกระดก (Pressure Plate Anemometer) ประดิษฐ์โดย โรเบิร์ต ฮุค (Robert Hook) เมื่อปี พ.ศ. 2210 ประกอบด้วยแผ่นโลหะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแขวนติดอยู่กับแกน     และแกนนี้ติดอยู่กับเสาในแนวตั้ง แผ่นโลหะนี้หมุนรอบแกนได้อย่างอิสระ และตั้งฉากกับทิศทางลมเสมอ เมื่อมีลมพัดปะทะกับแผ่นโลหะ ปลายด้านหนึ่งของแผ่นโลหะจะกระดกขึ้น มุมที่แผ่นโลหะทำกับแนวตั้งนั้น จะขึ้นอยู่กับความแรงของลม ถ้าลมนั้นแรงมากมุมที่ทำจะใหญ่ขึ้น   ความเร็วลมอ่านได้จากสเกลที่ทำไว้บนโลหะโค้งที่ติดอยู่กับแขนของแผ่นโลหะ ปัจจุบันแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุด  คือ      แบบลูกถ้วย   (Cup Anemometer) ประกอบด้วยลูกถ้วยรูปครึ่งทรงกลม 3 หรือ 4 ใบ ติดอยู่กับเพลาในแนวตั้ง ความกดที่แตกต่างกันจากด้านหนึ่งของลูกถ้วยใบหนึ่ง ไปยังลูกถ้วยอีกใบหนึ่ง เป็นเหตุให้ลูกถ้วนหมุนรอบๆ เพลา (รูปที่ 3) อัตราที่ลูกถ้วยหมุนจะเป็นสัดส่วนตรงต่อความเร็วลม การหมุนของลูกถ้วยปกติจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นความเร็วลมผ่านระบบเกียร์ และสามารถอ่านความเร็วลมได้จากหน้าปัด หรือส่งไปยังเครื่องบันทึกเวลา
ส่วนเครื่องวัดที่วัดได้ทั้งความเร็วลม และทิศทางลม เรียกว่า แอโรเวน (Aerovane)  โดยรวม     อะนิโม-มิเตอร์และวินต์เวนเข้าด้วยกัน    เครื่องมือนี้ใช้ใบมีดที่เป็นใบจักร 3 ใบ  วัดความเร็วลม ใบจักรหมุนเป็นอัตราส่วนต่อความเร็วลม  จากรูปร่างของเครื่องที่เพียว และมีปีกอยู่ในแนวตั้งช่วยให้ใบมีดหันเข้าหาลม (รูปที่ 4) วินต์เวนจะทำหน้าที่ 2 อย่าง คือ บอกทิศทางลม และช่วยให้แกนของใบจักรชี้เข้าหาทิศทางลม ทั้งอะนิโมมิเตอร์และวินต์เวน เชื่อมต่อเข้ากับเครื่องมือที่ทำการบันทึก        เครื่องวัดลมที่กล่าวมานี้เป็นการวัดลมที่พื้นดิน และบอกทิศทาง หรือความเร็วลมในตำแหน่งคงที่โดยเฉพาะสิ่งกีดขวางอื่นๆ        ก็มีอิทธิพลต่อลม   เช่น  อาคารต้นไม้ และอื่นๆ ความเร็วลมจะเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ดังนั้น เครื่องมือที่ใช้วัดลมควรตั้งอยู่ในที่โล่งที่อากาศถ่ายเทได้สะดวก และควรอยู่สูงกว่าหลังอาคาร แต่ในทางปฏิบัติอะนิโมมิเตอร์จะถูกวางไว้ในระดับความสูงต่างๆ ไม่แน่นอน          ทำให้การวัดลมมีความผิดพลาดอยู่เสมอ   

 

 

 

 

 ถ้าความกดอากาศ มีหน่วยเป็นปอนด์ต่อตารางฟุต         ความเร็วลม         เป็นนอต    

(1 นอต หมายถึง 1 ไมล์ทะเล ( 6,080.20 ฟุต)  ต่อชั่วโมง       ซึ่งเป็นหน่วยมาตรฐานความเร็วลมที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา)  สมการจะเป็น P = 0.0053 V2 โดยประมาณสำหรับผิวพื้นที่ราบเรียบ แต่ถ้าความเร็วลมมีหน่วยเป็นไมล์ต่อชั่วโมง ค่า P ที่ได้จะเปลี่ยนไปเป็น    P = 0.004 V2   ด้วยเหตุนี้แรงที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของลม ทำให้สามารถหาความเร็วลมได้ โดยที่ไม่ต้องอาศัยเครื่องมือใดๆ  แต่จะสังเกตได้จากปรากฏการณ์ของวัตถุที่อยู่รอบๆ ดังนั้น เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวจึงได้มีการกำหนดมาตราความเร็วลมขึ้น เรียกว่ามาตราโบฟอร์ด (Beaufort Scale) พลเรือเอก เซอร์ฟรานวิส โบฟอร์ต (Admiral Sir Francis Beaufort) ชาวอังกฤษ เป็นผู้คิดขึ้นใช้ในปี พ.ศ. 2548    สำหรับตรวจลมในทะเล

ต่อมาได้ถูกดัดแปลงนำมาใช้ทั้งบนบกและในทะเล มาตราโบฟอร์ด   จะใช้เปรียบเทียบ

กับสิ่งที่กีดขวางไม่ว่าบนบกและในทะเล    โดยสิ่งทีกีดขวางต่างๆ  ได้แก่   ใบไม้    กิ่งไม้       สายโทรเลข สายโทรศัพท์  ธง    สิ่งปรักหักพังต่างๆ และคลื่นในทะเล   เกณฑ์ที่ใช้กำหนดความเร็วลม       ได้มาจากการสังเกตกำลังลมเหนือพื้นดินและในทะเล มาตราโบฟอร์ด   เริ่มต้นจากมาตราที่  0   ไปจนถึงมาตราที่  17   ความเร็วลมจะเพิ่มขึ้นคือ ที่มาตรา     0  จะเป็นเขตลมสงบ ไปจนถึงมาตราที่ 17  ลมมีกำลังแรงจัดกลายเป็นพายุเฮอร์ริเคน     ปัจจุบันมาตราโบ-ฟอร์ดถูกนำมาใช้น้อยลง   โดยเฉพาะสถานีบนบก ตารางที่ 1  เป็นตารางเทียบความเร็วลม และชนิดลมของมาตราโบฟอร์ด ส่วนตารางที่    2     เป็นตารางเทียบความเร็วลมของมาตราโบฟอร์ดกับปรากฏการณ์ธรรมชาติเหนือพื้นดิน และตารางที 3 เป็นตารางเทียบความเร็วลมของมาตราโบอฟร์ดกับปรากฏการณ์ธรรมชาติเหนือพื้นน้ำ

ลมชั้นบน
        1. ลมยีโอสโทรฟิก (Geostrophic Wind) เป็นลมที่เกิดจากแรง 2 แรง ที่มากระทำต่อกัน    คือ แรงความชันความกดอากาศกับแรงคอริออสิล เนื่องจากการหมุนของโลก แรงทั้ง 2 จะพัดอยู่ในทิศทาง ตรงข้ามกันและมีความสมดุลกัน      ลมนี้พัดขนานกับไอโซบาร์ที่เป็นเส้นตรงและขนานกัน ซีกโลกเหนือ ความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางซ้ายของลม ส่วนในซีกโลกใต้ความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางขวาของลม

  แรงความชันความกดอากาศที่จะไม่เกี่ยวข้องกับความเร็วลม แต่แรงคอริออลิสเป็นปฏิภาค   ลมยีโอส- โทรฟิกพัดขนานกับไอโซบาร์ ในซีกโลกเหนือความกดอากาศต่ำ   จะอยู่ทางซ้ายของลมส่วนในซีกโลกใต้ความกดอากาศต่ำจะอยู่ทางขวาของลมกับความเร็วลม และตั้งฉากกับความเร็วลม            ลมนี้เป็นลมลักษณะชั้นบนอยู่สูงจากพื้นดินตั้งแต่ 1 กิโลเมตร ขึ้นไปเป็นระยะที่ไม่มีแรงฝืด พ้นจากอิทธิพลของสิ่งกีดขวางธรรมชาติบนพื้นโลก และจะเกิดที่ละติจูดประมาณ 10 หรือ 15 เหนือศูนย์สูตร เพราะที่ละติจูดต่ำแรงคอริออลิสจะมีค่าน้อย ยิ่งบริเวณศูนย์สูตรแรงนี้จะมีค่าเป็นศูนย์     แสดงทิศทางของลมยีโอสโทรฟิกในซีกโลกเหนือที่ไม่มีแรงฝืด ในระดับความสูงจากพื้นดิน  3   กิโลเมตร     อากาศเคลื่อนที่จากความกดอากาศสูงไปยังความกดอากาศต่ำ ก่อนที่ลมจะเคลื่อนที่ แรงคอริออลิสมีค่าเป็นศูนย์

 

 

 

 

 เมื่อความแตกต่างของความกดอากาศเกิดขึ้น อากาศจะเคลื่อนที่เริ่มจากตำแหน่งที่ 1      เคลื่อนด้วยความเร็วลมข้ามไอโซบาร์ ซึ่งในขณะที่อากาศเคลื่อนที่จากตำแหน่งที่ 1 ถึงตำแหน่งที่ 7 แรงเฉจะค่อยๆ เบนเฉไปทางขวาและความสมดุลของลมจะเกิดขึ้นที่ตำแหน่งที่ 7  =    แรงความชันความกดอากาศในแนวนอน     C = แรงคอริออลิส          V = ลมยีโอสโทรฟิก
         2. ลมเกรเดียนด์ (Gradient Wind) เป็นลมที่เกิดจาแรง 3 แรง กระทำต่อกัน และมีความสมดุลกันคือ แรงความชันความกดอกาาศในแนวนอน และแรงคอริออสิส (ทั้ง 2 แรงทำให้เกิดลม ยีโอสโทรฟิก) แต่มีแรงที่กระทำเพิ่มขึ้นอีกแรงหนึ่ง คือแรงหนีศูนย์กลาง (centrifugal Force)        ซึ่งเป็นแรงที่ออกจากศูนย์กลางลมนี้ไอโซบาร์จะมี  ลักษณะเป็นแนวโค้ง   และจะพัดขนานกับความโค้งตามไอโซบาร์   แสดงความสมดุลของแรง 3 แรง รอบๆ    บริเวณความกดอากาศต่ำ     และความกดอากาศสูงในซีกโลกเหนือ  แรงความชันความกดอากาศในแนวนอน = Ph       แรงคอริออลิส = C        แรงหนีศูนย์กลาง = CF         ทิศทางลม = W       ระบบความกดอากาศต่ำ แรงความชินความกดอากาศในแนวนอนเป็นแรงที่เข้าหาศูนย์กลางความกดอากาศต่ำเสมอ แรงคอริออลิสเป็นแรงที่อยู่ตรงข้ามกับแรงความชันความกดอากาศในแนวนอน ส่วนแรงหนีศูนย์กลางเป็นแรงที่ออกจากศูนย์กลางอยู่ในทิศทางเดียวกับแรงคอริออลิส ทำให้เกิดความสมดุลกับแรงความชันความกดอากาศในแนวนอนหรือ         Ph = C + CF
                  เพื่อเกิดความสมดุลของแรงเหล่านี้บนแผ่นภาพต้องจำไว้ว่า แรงคอริออลิส    จะอยู่ทางขวาของทิศทางลม    ลมนี้จะพัดขนานกับการหมุนเวียนของศูนย์กลางความกดอากาศต่ำในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ     ระบบความกดอากาศสูง แรงความชันความกดอากาศในแนวนอนจะออกจากศูนย์กลางความกดอากาศสูง และแรงหนีศูนย์กลางจะออกจากศูนย์กลางความกดอากาศสูงเช่นเดียว กัน      ส่วนแรงคอริออลิสจะเข้าหาศูนย์กลางความกดอากาศสูง    ทำให้เกิดความสมดุล ดังนี้    

Ph + CF = C
              แรงคอริออลิสจะอยู่ทางขวาของทิศทางลม ลมนี้จะพัดพาขนานกับการหมุนเวียนของความกด

อากาศสูงในทิศทางตรงตามเข็มนาฬิกา   ส่วนในซีกโลกใต้จะกลับตรงกันข้าม คือเมื่อแรงความชันความกดอากาศในแนวนอนเคลื่อนที่     แรงคอริออลิสจะเริ่มเฉไปทางซ้าย ลมจะพัดในทิศทางตามเข็มนาฬิกาบริเวณความกดอากาศต่ำ และพัดทวนเข็มนาฬิกาบริเวณความกดอากาศสูง

 

ลมผิวพื้น

              ลมผิวพื้น (Surface Winds) คือ ลมที่พัดจากบริเวณผิวพื้นไปยังความสูงประมาณ 1 กิโลเมตรเหนือพื้นดิน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการคลุกเคล้าของอากาศ       และมีแรงฝืดอันเกิดจากการปะทะกับสิ่งกีดขวางร่วมกระทำด้วย ในระดับต่ำแรงความชันความกดอากาศในแนวนอนจะไม่สมดุลกับ แรงคอริออลิส แรงฝืดทำให้ความเร็วลมลดลง     มีผลให้แรงคอริออลิสลดลงไปด้วย         

 

 

 

 ลมผิวพื้นจะไม่พัดขนานกับไอโซบาร์         แต่พัดข้ามไอโซบาร์จากความกดอากาศสูง

ไปยังความกดอากาศต่ำ และทำมุมกับไอโซบาร์  การทำมุมนั้นขึ้นอยู่กับความหยาบของผิวพื้น   ถ้าเป็นทะเลที่ราบเรียบจะทำมุม 10  ถึง  20    แต่พื้นดินทำมุม 20 ถึง 40 ส่วนบริเวณที่เป็นป่าไม้หนาทึม   อาจทำมุมถึง 90 มุมที่ทำกับไอโซบาร์อยู่ในระดับความสูง 10  เมตร     เหนือผิวพื้น ที่ระดับความสูงมากกว่า 10  เมตร ขึ้นไป แรงฝืดลดลง แต่ความเร็วลมจะเพิ่มขึ้น มุมที่ทำกับไอโซบาร์จะเล็กลง ส่วนที่ระดับความสูงใกล้ 1   กิโลเมตร เกือบไม่มีแรงฝืด ดังนั้นลมจึงพัดขนานกับไอโซบาร์

                   การประเมินอุปสงค์หรือความต้องการพลังงาน ( Energy Demand )         จุดมุงหมายของการประเมินค่าความต้องการพลังงาน คือ เพื่อคำนวณปริมาณพลังงาน (ในหน่วย กิโลวัตต์ ) ต่อหนึ่งหน่วยเวลาที่จำเป็น ให้เพียงพอกับความต้องการเนื่องจาก      ความต้องการใช้พลังงานบางครั้งสามารถผันแปรขึ้นลงได้อย่างมากจึงจำเป็นต้องมีการประเมินค่าความต้องการพลังงานตลอดช่วงเวลาหนึ่ง ( ปี เดือน หรือ วัน )

 

      คำแนะนำในการเลือกกังหันลม  

 

 วิธีการสำหรับเลือกขนาดที่เหมาะสมของกังหันลมมีดังต่อไปนี้
         1  ประเมินค่าอุปทานหรือความต้องการพลังงานตามทฤษฎี  ( energy demand )      ในหน่วย กิโลวัตต์ชั่วโมง   ในช่วงหนึ่งหน่วยเวลา (เช่น ใน 1 วัน)
         2  หาปริมาณอุปทานพลังงานลมทางทฤษฎี ( energy supply )      ในหน่วย กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตร ในหน่วยเวลาเดียวกับข้อ 1
         3   หาค่าออกแบบบนฐานของรายเดือนจาก = energy demand หารด้วย energy supply

 

       การเลือกสถานที่

สถานที่ติดตั้งควรเลือกพิจารณาจากความต้องการ   การวัดความเร็วลมควรจะสามารถกระทำ

ได้ที่ตำแหน่งที่เลือกหรือไม่ ก็ต้องได้รับข้อมูลที่ต้องการจากสถานีตรวจวัดอากาศ ข้อมูลพิเศษอื่น ๆ เช่น พายุหรืออื่น ๆ   สามารถทราบได้จาก  การสัมภาษณ์คนในท้องถิ่น        การประมาณพลังงานที่ได้อย่างหยาบ ๆ ในตอนแรกนี้จะเป็นตัวช่วยในการตัดสินใจว่าสถานที่นี้เหมาะสมหรือไม่

 

 

 

 

 

 

 

 

เอกสารอ้างอิง

1. www.f-n.cn/cpjj.html

2. www.alxion.com

3. www.chinabestproducts.com

4. www.nauticexpo.com

5. www.jumblez.com

6. http://board.dserver.org/w/