ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ

ในฐานะแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใหญ่ที่สุดพลังงานจากพลังน้ำคิดเป็น 22 เปอร์เซ็นต์ของไฟฟ้าทั่วโลกและสร้างพลังงานมากกว่าแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ เช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ , ลม, แหล่งความร้อนใต้พิภพ

เป็นโรงไฟฟ้าที่ใหญ่เป็นอันดับสองรองจากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้าพลังน้ำถูกสร้างขึ้นเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าสำหรับฐานหรือโหลดสูงสุดและในบางกรณีจะรับน้ำหนักทั้งสองอย่าง

โรงไฟฟ้าเหล่านี้ให้กระแสไฟฟ้าที่เชื่อถือได้เนื่องจากคุณสมบัติที่หลากหลายเช่นความสามารถในการติดตามโหลดการจ่ายไฟสูงสุดการทำงานที่รวดเร็วตั้งแต่เริ่มต้นเป็นต้น

การทำงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

ไฟฟ้าพลังน้ำเกิดจากน้ำที่ไหลจากแม่น้ำหรือสิ่งปลูกสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งมีหรือกักเก็บน้ำไว้ พืชพลังน้ำประกอบด้วยอ่างเก็บน้ำพร้อมเขื่อนคอกเทอร์ไบน์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสายส่ง

เขื่อนถูกสร้างขึ้นใกล้ทะเลสาบหรือแม่น้ำใหญ่เพื่อกักเก็บน้ำไว้ในอ่างเก็บน้ำ เขื่อนกักเก็บน้ำและเพิ่มแรงดันน้ำที่ระดับล่างสุด มันถูกสร้างขึ้นที่ความสูงที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มอัตราการไหล

การทำงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

น้ำจากอ่างเก็บน้ำจะถูกส่งผ่านคอกม้าซึ่งเป็นอุโมงค์ขนาดใหญ่เพื่อบรรทุกน้ำ ในพืชเหล่านี้การตกของน้ำจะใช้ในการหมุนเพลามอเตอร์

เมื่อน้ำถูกป้อนจากอ่างเก็บน้ำผ่านอุโมงค์บนใบพัดกังหันกังหันจะเริ่มหมุนตามทิศทางของแรงน้ำ เนื่องจากกังหันนี้เชื่อมต่อกับเพลาอัลเทอร์เนเตอร์ พลังงานไฟฟ้า ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

ที่นี่พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลจะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าซึ่งจะส่งต่อไปยังสถานีย่อยผ่านสายส่งดังแสดงในรูปด้านบน

ปริมาณไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัย 2 ประการ ได้แก่

1. หัวน้ำ
2. อัตราการไหลของน้ำในการปล่อยน้ำ

ส่วนหัวของน้ำระบุระยะห่างระหว่างผิวน้ำและพื้นผิวกังหันและขึ้นอยู่กับน้ำที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำและขนาดของอ่างเก็บน้ำ ถ้าส่วนหัวมากน้ำจากที่สูงมากจะตกลงมาพร้อมกับแรงมากขึ้นทำให้การหมุนกังหันเพิ่มขึ้น

ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์มากขึ้น การผลิตไฟฟ้า. ในทำนองเดียวกันหากอัตราการปล่อยน้ำมากขึ้นพลังงานสูงจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากปริมาณน้ำที่ตกลงมามีมากขึ้นและอัตราของน้ำขึ้นอยู่กับความจุของแม่น้ำเช่นน้ำปริมาณมากหรือน้ำที่ไหลในแม่น้ำที่ใหญ่กว่า

ชิ้นส่วน / ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำต้องใช้ต้นทุนเริ่มต้นสูงในการสร้างเขื่อนอ่างเก็บน้ำและโรงไฟฟ้า แต่เมื่อเริ่มต้นจะต้องเสียค่าบำรุงรักษาน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิง

ส่วนประกอบหลักบางส่วนหรือส่วนประกอบของพืชพลังน้ำมีการอธิบายไว้ด้านล่าง

เขื่อน :

เขื่อน

โครงสร้างเหล่านี้สร้างขึ้นบนแม่น้ำเพื่อหยุดการไหลของน้ำและกักเก็บน้ำไว้ในอ่างเก็บน้ำ เขื่อนรวบรวมและกักเก็บน้ำในฤดูฝนและช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องแม้ในช่วงฤดูร้อน มันทำให้หัวของน้ำสูงขึ้นดังนั้นความสูงของน้ำจึงเพิ่มขึ้น

ประตูทางเข้าหรือประตูควบคุม :

สิ่งเหล่านี้ใช้ในการปล่อยหรือหยุดน้ำจากเขื่อน น้ำจากอ่างเก็บน้ำจะถูกปล่อยผ่านประตูเหล่านี้ไปยังหน่วยกังหัน น้ำมีศักยภาพเช่นเดียวกับพลังงานจลน์ในขณะที่ไหลผ่านประตูควบคุม

Penstock :

Penstocks

ช่วยเพิ่มความเร็วของน้ำในอัตราที่สูงขึ้นเพื่อขับเคลื่อนกังหัน ท่อเหล่านี้เป็นท่อยาวที่นำน้ำจากอ่างเก็บน้ำไปยังบ้านกังหัน

กังหันน้ำ:

กังหันน้ำ

ศักย์และพลังงานจลน์ของน้ำจากอ่างเก็บน้ำที่ป้อนบนกังหันพลังน้ำจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน เมื่อน้ำกระทบใบพัดกังหันมันจะเริ่มหมุนไปในทิศทางของแรงสุทธิของน้ำ

กังหันประเภทต่างๆ ได้แก่ กังหันล้อ Kaplan, Francis และ Pelton กังหันฟรานซิสเป็นกังหันที่ใช้กันทั่วไปในโรงไฟฟ้าพลังน้ำต่างๆ ประเภทของกังหันขึ้นอยู่กับหัวหรือปริมาณน้ำและความสามารถในการผลิตพลังงานไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า:

สิ่งเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าอัลเทอร์เนเตอร์ซึ่งเพลาโรเตอร์อยู่คู่กับเพลากังหัน ดังนั้นในขณะที่กังหันหมุนจึงทำให้เกิด หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพลา. การหมุนนี้จะสร้างพลังงานไฟฟ้าซึ่งส่งต่อไปยังสถานีย่อยผ่านสายส่ง

ประเภทของพืชพลังน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบ่งออกเป็นสามประเภทพื้นฐานตามวิธีการดำเนินงาน เหล่านี้ วิธีการสร้าง คือโรงเก็บน้ำและโรงเก็บที่มีระบบสูบน้ำและ Run-of-River และมีคำอธิบายสั้น ๆ ด้านล่าง

โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Run-of-River

เรียกอีกอย่างว่าประเภทพืชผัน ในการนี้น้ำส่วนหนึ่งจะถูกผันเข้าสู่ลำคลองจากแม่น้ำ พืชประเภทนี้อาจไม่จำเป็นต้องมีเขื่อนสำหรับกักเก็บน้ำ การออกแบบและรูปลักษณ์ของพืชเหล่านี้แตกต่างจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไป สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลดฐาน

โรงไฟฟ้าพลังน้ำในแม่น้ำ

พืชเหล่านี้ใช้บ่อน้ำขนาดเล็กที่เรียกว่า Forebay เพื่อตอบสนองปริมาณการใช้งานในทันทีในช่วงเวลาที่น้อยลง Forebay ควบคุมการไหลของน้ำไปยังหน่วยกังหันดังนั้นพลังงานสุทธิที่สร้างขึ้นจึงแตกต่างกันไปด้วย ช่วยลดความจำเป็นในการสร้างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่สำหรับปริมาณน้ำที่สูงหรือน้ำท่วมดังนั้นต้นทุนเริ่มต้นจึงลดลงเมื่อเทียบกับโรงเก็บ

โรงเก็บน้ำ

นี่เป็นพืชพลังน้ำที่พบมากที่สุดที่ต้องใช้เขื่อนเพื่อกักเก็บน้ำไว้ในอ่างเก็บน้ำ เขื่อนอำนวยความสะดวกในการเพิ่มส่วนหัวและความเร็วของน้ำ

เพนสต็อกนำน้ำจากเขื่อนไปยังหน่วยกังหันดังนั้นพลังงานที่ได้จึงขึ้นอยู่กับการจ่ายน้ำจากอ่างเก็บน้ำ สิ่งเหล่านี้ใช้เป็นฐานและพืชที่มีภาระสูงสุด พลังงานสุทธิที่สร้างขึ้นนั้นมากกว่าการวิ่งของพืชในแม่น้ำ

โรงเก็บที่สูบน้ำ

ในสิ่งนี้การจัดเรียงกังหัน - กังหันและเพนสต็อกแบบพลิกกลับได้จะแลกเปลี่ยนน้ำระหว่างส่วนหัว (อ่างเก็บน้ำด้านบน) และอ่างเก็บน้ำส่วนท้าย ในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำความต้องการน้ำจะถูกสูบไปที่บ่อท้ายไปยังบ่อหัวด้วยเครื่องไฮดรอลิก ทำได้โดยการใช้พลังงานที่ได้จากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิง

โรงเก็บเครื่องสูบน้ำ

ในช่วงชั่วโมงเร่งด่วนหรือมีปริมาณมากน้ำจะถูกปล่อยกลับจากบ่อหัวไปยังบ่อหางผ่านคอก ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของพืชเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 70 ถึง 80% เนื่องจากการจ่ายไฟสูงสุดด้วยต้นทุนที่ต่ำทำให้รายได้เพิ่มขึ้น

ข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

• ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ : เมื่อสร้างเขื่อนแล้วจะมีการผลิตกระแสไฟฟ้าในอัตราคงที่เนื่องจากไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง

•ไม่มีมลพิษ: โรงไฟฟ้าพลังน้ำไม่ก่อให้เกิดของเสียหรือก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตรายดังนั้นมลพิษในชั้นบรรยากาศจึงน้อยกว่าเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนและนิวเคลียร์

• พลังงานที่ประหยัด : พลังงานถูกสร้างขึ้นด้วยพลังงานหมุนเวียนดังนั้นจึงไม่ต้องใช้ต้นทุนเชื้อเพลิงในขณะที่สร้าง ทำให้ต้นทุนไฟฟ้าต่ำเมื่อเทียบกับราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เพิ่มขึ้น

• การเก็บน้ำ: การก่อสร้างของพืชนี้ยังอำนวยความสะดวกในการใช้น้ำเพื่อวัตถุประสงค์ในการชลประทานและลดน้ำท่วมภัยแล้งโดยการกักเก็บน้ำ สิ่งนี้มีประโยชน์มากเพราะเอาชนะการสูญเสียน้ำโดยไม่จำเป็น

ฉันหวังว่าคุณจะมีความเข้าใจอย่างชัดเจนเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานจากพลังน้ำและการทำงานของมัน นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับโครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์โปรดเขียนคำแนะนำและความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับบทความนี้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง และตอบคำถามนี้หากคุณสนใจ - ขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตว่าพืชพลังน้ำถูกจัดประเภทอย่างไร?

เครดิตภาพ:

เขื่อนในแม่น้ำโดย วิกิมีเดีย
Penstocks โดย วิกิมีเดีย
การก่อสร้างกังหันน้ำโดย snowyhydro
พืชที่วิ่งจากแม่น้ำโดย วิกิมีเดีย
โรงเก็บสูบโดย ภาษีมูลค่าเพิ่ม