เทคโนโลยีอุโมงค์ลม Arctech เบื้องหลังการทดสอบแรงลม Solar Tracker ที่ทนทานระดับโลก

ในการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ระดับ Utility-scale หนึ่งในความเสี่ยงที่ EPC และเจ้าของโครงการกังวลที่สุดคือ ความเสียหายจากแรงลม โดยเฉพาะในประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่มีลมพายุฤดูร้อน ลมมรสุม และลมกระโชกแรงตามฤดูกาล

เพราะ Solar Tracker ที่ออกแบบมาไม่ดีพอ อาจเกิดปัญหา galloping (การสั่นแบบความถี่ต่ำ-แอมพลิจูดสูง) จนแผงโซลาร์เสียหาย Torque Tube บิดงอ หรือแม้กระทั่งโครงสร้างทั้งแถวพังทลายภายในไม่กี่วินาทีเมื่อเจอลมความเร็วสูง

บทความนี้ GMS Solar จะพาคุณไปทำความรู้จัก เทคโนโลยีการทดสอบแรงลม (Wind Tunnel Test) ของ Arctech ผู้นำตลาด Solar Tracker อันดับ 1 ของโลกในภูมิภาค APAC และเป็นบริษัท PV รายเดียวในอุตสาหกรรมที่มี อุโมงค์ลมเป็นของตัวเอง เพื่อให้คุณเข้าใจว่าเหตุใดสินค้า Arctech จึงถูกเลือกใช้ในโครงการกว่า 100 GW ทั่วโลก

ทำไมการทดสอบแรงลม Solar Tracker จึงสำคัญ?

Solar Tracker ต่างจากระบบ Fixed Tilt ตรงที่สามารถหมุนตามดวงอาทิตย์ได้ตลอดวัน ทำให้ มุมปะทะลม (Angle of Attack) เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ส่งผลให้แรงลมที่กระทำต่อโครงสร้างมีพฤติกรรมซับซ้อนกว่าระบบ Fixed Tilt มาก

ปัจจัยทางวิศวกรรมที่ต้องวิเคราะห์ ได้แก่:

• Static Wind Load – แรงลมสถิตย์ที่กระทำในมุมต่าง ๆ
• Dynamic Amplification – การขยายแรงในรูปแบบการสั่นพ้อง
• Torsional Galloping – การสั่นแบบบิดที่อันตรายที่สุดสำหรับ Tracker 1P
• Vortex Shedding – กระแสลมหมุนวนที่ทำให้เกิดความล้าของวัสดุ (Fatigue)
• Aeroelastic Instability – ความไม่เสถียรของโครงสร้างเมื่อ flexibility ของวัสดุมีปฏิสัมพันธ์กับแรงลม

หากคำนวณตามมาตรฐาน ASCE 7, Eurocode EN 1991-1-4 หรือ IEC 61400 เพียงอย่างเดียวโดยไม่ทดสอบจริง จะไม่สามารถจับพฤติกรรมแบบ Dynamic ได้ครบถ้วน นี่คือเหตุผลว่าทำไม Wind Tunnel Test คือมาตรฐานที่ขาดไม่ได้ ของ Solar Tracker คุณภาพสูง

เทคโนโลยีอุโมงค์ลม Arctech: 5 ระดับการทดสอบแรงลม (L1–L5)

Arctech เป็น ผู้บุกเบิก (Pioneer) วิธีการทดสอบ Aeroelastic Model สำหรับอุตสาหกรรม PV และได้พัฒนาระบบทดสอบแรงลมที่สมบูรณ์ครบถ้วน 5 ขั้น ดังนี้

💡 TIP สำหรับ EPC: การทดสอบ L4 (Aeroelastic) สำคัญที่สุดสำหรับ Tracker แบบ 1P ที่เคยทำให้โครงการในยุโรปและอเมริกาเสียหายระดับ MW มาแล้ว

อุโมงค์ลม Arctech: บริษัท PV รายเดียวในโลกที่มีของตัวเอง

ในขณะที่ผู้ผลิต Solar Tracker ส่วนใหญ่ต้องส่งโมเดลไปทดสอบที่ห้องแล็บภายนอก (เช่น CPP ในสหรัฐฯ หรือ RWDI ในแคนาดา) ซึ่งใช้เวลานานและมีต้นทุนสูง Arctech กลับเป็นบริษัท PV เพียงรายเดียวในอุตสาหกรรม ที่ลงทุนสร้างห้องปฏิบัติการอุโมงค์ลมของตัวเอง ตั้งแต่ปี 2018

จุดเด่นของ Arctech Wind Tunnel Laboratory

• ห้องปฏิบัติการร่วม (Joint Wind Tunnel Lab) กับ Northwestern Polytechnical University (NPU) มหาวิทยาลัยอันดับต้นด้านอากาศพลศาสตร์ของจีน
• Practicing Base สำหรับนักศึกษาปริญญาโท-เอก จาก NPU และ Harbin Institute of Technology (HIT) ทำให้มีงานวิจัยใหม่ป้อนเข้ามาตลอดเวลา
• รองรับการทดสอบโมเดลขนาดใหญ่ ทั้งแบบ Single Row และ Multiple Row Configuration
• จำลองภูมิประเทศซับซ้อน (Complex Terrain) เช่น เนินเขา หุบเขา และพื้นที่ใกล้ทะเลได้

Arctech สามารถออกแบบ Solar Tracker ที่ปรับ Stow Strategy, Damper Configuration และ Pile Foundation ให้เหมาะกับ โครงการแต่ละแห่ง ซึ่งช่วยลดทั้ง CAPEX และความเสี่ยงด้านโครงสร้าง

CFD Analysis และ Numerical Wind Tunnel: เทคโนโลยีของ Arctech 

นอกจาก Wind Tunnel จริงแล้ว Arctech ยังเป็นบริษัท PV รายแรกของโลกที่มี Numerical Wind Tunnel เป็นของตัวเอง โดยใช้เทคโนโลยี CFD (Computational Fluid Dynamics) ที่สามารถวิเคราะห์โครงการบนภูมิประเทศซับซ้อนได้ภายใน 7 วัน ต่อโครงการ

CFD Analysis ของ Arctech ครอบคลุม 4 หัวข้อหลัก

1. Static Form Coefficient Analysis – วิเคราะห์สัมประสิทธิ์แรงลมเชิงรูปทรงของระบบ Mounting
2. Resonance Stability Analysis – ตรวจสอบความเสถียรของการสั่นพ้อง
3. Dynamic Amplification Coefficient Analysis – คำนวณค่าขยายแรงลมเชิงพลวัต
4. Complex Terrain CFD Analysis – วิเคราะห์การไหลของลมรอบโครงการบนภูมิประเทศจริง เช่น เนินเขาหรือพื้นที่ลาดชัน

ในปี 2016 Arctech ได้เปิดตัว 3D GIS + Numerical Wind Tunnel CFD Simulation เป็นครั้งแรกของโลก ซึ่งช่วยให้สามารถออกแบบ Layout โรงไฟฟ้าโซลาร์โดยพิจารณาทั้ง ภูมิประเทศ + พฤติกรรมลม + การจัดวางอาเรย์ ในระบบเดียว

ประโยชน์ต่อเจ้าของโครงการและ EPC ในประเทศไทย

ด้วยเทคโนโลยีการทดสอบแรงลมที่สมบูรณ์ของ Arctech ผู้พัฒนาโครงการในไทยจะได้รับประโยชน์โดยตรง ดังนี้