พลังงานน้ำ (Hydropower)

พลงั งานน้า (Hydropower) เรียบเรียงโดย นายธนวรรษ สีทอนสุด สาขาวิชาช่างไฟฟ้ ากาลัง วทิ ยาลัยเทคนิคสุโขทยั

1พลงั น้า (Hydropower)พลงั นำ้ คือ พลงั หรอื ก้ำลังที่เกิดจำกกำรไหลของนำ้ ซ่ึงเป็นพลงั ทม่ี ีอนุภำพมำก หำกไมส่ ำมำรถควบคมุ ได้ พลงั น้ำนันก็สำมำรถทำ้ ใหเ้ กดิ ควำมเสยี หำยแกช่ ีวติ และทรพั ย์สินได้อย่ำงกวำ้ งขวำง ดงัตวั อยำ่ งเช่น กำรเกิดอทุ กภัยในบรเิ วณทีล่ ำดเชิงเขำ หรอื บริเวณท่ีมีควำมลำดชนั สูง และกำรเกดิ สนึ ำมิ เป็นตน้ ในทำงตรงกนั ข้ำม หำกสำมำรถควบคุมพลงั นำ้ ไดต้ ำมแนวทำงท่ีเหมำะสม พลังน้ำอันมหำศำลนัน ก็สำมำรถนำ้ มำใชเ้ ป็นประโยชนแ์ กม่ นุษยชำติได้พลังนำ้ ได้ถูกใชป้ ระโยชน์มำแล้วหลำยรอ้ ยปี กงั หันน้ำส้ำหรบั ยกนำ้ ขนึ สูท่ สี่ งู เพื่อใชป้ ระโยชนใ์ นครวั เรือนและกำรชลประทำน เพ่ือหมนุ เครอ่ื งจกั รในโรงงำนสีข้ำว โรงงำนทอผำ้ โรงงำนเลอื่ ยไม้ และโรงงำนอุตสำหกรรมต่ำงๆ ในปจั จบุ นั นยิ มใช้ในกำรผลติ ไฟฟ้ำ ซง่ึ เรยี กวำ่ ไฟฟ้ำพลังนำ้หลักการทา้ งานของไฟฟ้าพลังนา้ไฟฟ้ำพลงั น้ำ คือ ไฟฟำ้ ที่เกิดจำกพลังนำ้ โดยใชพ้ ลงั งำนจลน์ของนำ้ ซ่งึ เกดิ จำกกำรปล่อยนำ้ จำกท่สี งูหรอื กำรไหลของนำ้ หรือกำรขนึ -ลงของคลืน่ ไปหมนุ กงั หันนำ้ (Turbine) และเคร่ืองกำ้ เนดิ ไฟฟำ้ โดยพลังงำนท่ีได้จำกไฟฟำ้ พลงั น้ำนี ขึนอยกู่ ับปริมำณน้ำ ควำมแตกต่ำงของระดบั น้ำ และประสทิ ธภิ ำพของกงั หนั นำ้ และเครื่องกำ้ เนิดไฟฟ้ำ ก้ำลังไฟฟำ้ และพลงั งำนจำกพลังน้ำ สำมำรถค้ำนวณได้จำกสมกำร ดงั นี รปู ที่ 1 หลกั กำรท้ำงำนของไฟฟำ้ พลังนำ้นอกจำกตัวแปรท่ใี ช้ในกำรค้ำนวณก้ำลงั ไฟฟ้ำแลว้ ควรต้องท้ำควำมรจู้ ัก Plant Factor ซ่งึ หมำยถึงสดั ส่วนของพลงั งำนทีผ่ ลติ ได้ในชว่ งเวลำหน่งึ ต่อพลังงำนที่คำดว่ำจะผลติ ไดเ้ ต็มตำมศักยภำพในชว่ งเวลำทังหมด โดยปกตทิ ั่วไป ค่ำ Plant Factor จะต้ำ่ กว่ำ 1 หรือ ตำ่้ กว่ำ 100% ทังนีเน่ืองจำกกำรปิดโรงไฟฟำ้ เพื่อซอ่ มและบำ้ รุงรักษำประจ้ำปี นอกจำกนี ยงั ผันแปรตำมปัจจยั อื่นๆ อกี อำทิควำมมำกน้อยของปริมำณน้ำ (แหล่งเชือเพลิง) และกำรออกแบบ หำกออกแบบโรงไฟฟำ้ พลังนำ้ ให้

2เดินเครื่องเปน็ ระยะเวลำทย่ี ำวขนึ คำ่ Plant Factor ย่อมสงู กวำ่ โรงไฟฟำ้ พลังน้ำท่ีมีระยะเวลำเดินเคร่ืองทีส่ ันกวำ่ โดยปกติทว่ั ไป หำกโรงไฟฟ้ำพลงั น้ำมขี ้อจ้ำกดั ด้ำนปริมำณน้ำ โรงไฟฟ้ำพลงั น้ำนัน จะผลติ ไฟฟ้ำเพือ่ ตอบสนองเฉพำะในชว่ งเวลำท่ีมคี วำมตอ้ งกำรไฟฟ้ำสูงสุด เพรำะเป็นช่วงเวลำทีใ่ หค้ ำ่ ตอบแทนสงู สดุ ในประเทศไทย ชว่ งท่ีมีกำรใชไ้ ฟฟ้ำมำก คือ วนั ทำ้ งำนในชว่ งเวลำ 9:00-12:00 น. 13:00-15:00 น. และ 19:00-21:00 น.รปู แบบของไฟฟ้าพลังนา้โดยทัว่ ไป รูปแบบของไฟฟำ้ พลังนำ้ ทีน่ ยิ มใช้กนั แพร่หลำย มี 3 ประเภท คือ1. ไฟฟา้ พลงั นา้ จากอา่ งเกบ็ นา้ อำ่ งเกบ็ นำ้ จะทำ้ หนำ้ ทรี่ วบรวมและเก็บกกั น้ำ เมอื่ ปล่อยนำ้ จำกอำ่ งเกบ็ นำ้ ลงสูท่ ี่ต้่ำโดยแรงดึงดดู ของโลก พลังน้ำที่เกิดจำกกำรไหลจะหมนุ กงั หนั นำ้ (Turbine) และเครือ่ งก้ำเนิดไฟฟำ้ ในกรณที ีเ่ ปน็ อำ่ งเก็บน้ำขนำดใหญ่ จะท้ำใหส้ ำมำรถบรหิ ำรจดั กำรน้ำได้สะดวก ดงั นนั ในเชิงเศรษฐศำสตรห์ รอื ธุรกิจแล้วโรงไฟฟ้ำพลงั น้ำประเภทนี มักผลติ ไฟฟ้ำในชว่ งท่ีมคี วำมต้องกำรไฟฟำ้ สูง ซง่ึ เป็นชว่ งท่ใี หค้ ำ่ ตอบแทนสงูปรมิ ำณไฟฟ้ำทผี่ ลิตไดจ้ ำกโรงไฟฟ้ำพลังน้ำจำกอ่ำงเกบ็ น้ำจะผนั แปรตำมปริมำณนำ้ ที่ปล่อยจำกอำ่ งเกบ็ นำ้ และควำมแตกตำ่ งระหวำ่ งระดับนำ้ ในอ่ำงเกบ็ นำ้ และระดับนำ้ ทปี่ ลอ่ ย (ด้ำนท้ำยนำ้ )โดยทัว่ ไป โครงกำรไฟฟ้ำพลงั น้ำส่วนใหญจ่ ะเป็นในรูปแบบของไฟฟ้ำพลังน้ำจำกอำ่ งเก็บนำ้ ในประเทศไทยก็เช่นเดียวกัน เช่น โรงไฟฟ้ำพลังน้ำเขอ่ื นภูมิพล (แมน่ ำ้ ปงิ จงั หวัดตำก) โรงไฟฟำ้ พลังนำ้เขือ่ นสริ กิ ิติ์ (แม่นำ้ นำ่ น จงั หวัดอตุ รดิตถ์) และโรงไฟฟำ้ พลงั น้ำเข่ือนศรีนครินทร์ (แม่น้ำแควใหญ่จงั หวดั กำญจนบุรี) เปน็ ตน้ รูปท่ี 2 ไฟฟำ้ พลงั น้ำจำกอำ่ งเกบ็ นำ้

32. ไฟฟ้าพลังน้าแบบ Run-of-the-river โรงไฟฟำ้ พลังน้ำประเภทนี เปน็ รปู แบบทไี่ ม่มีอ่ำงเก็บน้ำเป็นองค์ประกอบ จงึ ไม่มกี ำรบริหำรจดั กำรนำ้ ดังนัน โรงไฟฟ้ำพลังน้ำแบบ Run-of-the-river จะทำ้ งำนตลอดเวลำตำมปริมำณนำ้ ท่ไี หลในแม่นำ้ เนื่องจำกโรงไฟฟ้ำพลงั นำ้ แบบ Run-of-the-riverมกั สร้ำงอยู่ในบริเวณพืนทค่ี ่อนข้ำงรำบ และมีอำคำรสำ้ หรับทดนำ้ ใหส้ ูงขึน ดว้ ยข้อจำ้ กัดดำ้ นภูมิประเทศ ท้ำให้ควำมแตกต่ำงระหว่ำงระดบั นำ้ ท่ที ดขึน กบั ระดบั ทีป่ ล่อยทำงด้ำนท้ำยนำ้ มีควำมแตกต่ำงกันไมม่ ำกนัก ดงั นัน ปริมำณไฟฟ้ำท่ผี ลติ ได้จำกโรงไฟฟำ้ พลังน้ำแบบ Run-of-the-river จงึผนั แปรตำมปริมำณน้ำเปน็ สำ้ คัญโรงไฟฟ้ำพลงั นำ้ แบบ Run-of-the-river มกั ก่อสรำ้ งในบริเวณท่มี ีปรมิ ำณน้ำค่อนขำ้ งมำก และมนี ำ้ไหลตลอดปี แต่มีภูมปิ ระเทศไมเ่ หมำะสมทีจ่ ะก่อสร้ำงอำ่ งเกบ็ น้ำ โรงไฟฟ้ำประเภทนีในประเทศไทยไดแ้ ก่ โรงไฟฟำ้ เขื่อนปำกมลู (แมน่ ำ้ มูล จังหวดั อุบลรำชธำนี) รปู ที่ 3 ไฟฟำ้ พลงั นำ้ แบบ Run-of-the-river3. ไฟฟา้ พลงั น้าแบบสูบกลบั เปน็ รูปแบบกำรผลิตไฟฟำ้ ท่ีตอบสนองชว่ งเวลำทมี่ ีควำมต้องกำรไฟฟ้ำสงู สดุ โดยกำรถ่ำยเทนำ้ ระหว่ำงอำ่ งเก็บนำ้ ที่มีระดับแตกต่ำงกนั ในช่วงเวลำที่มีควำมต้องกำรไฟฟ้ำนอ้ ย ปรมิ ำณไฟฟำ้ ส่วนเกนิ ในระบบจะถูกน้ำมำใชใ้ นกำรสบู น้ำไปยังอำ่ งเกบ็ น้ำที่อยสู่ ูงกว่ำ เมือ่ ถึงช่วงเวลำทีม่ ีควำมตอ้ งกำรใช้ไฟฟ้ำมำก น้ำจะถูกปลอ่ ยกลบั ลงมำยังอำ่ งเก็บนำ้ ทีอ่ ยูต่ ่้ำกว่ำและผลิตไฟฟำ้ ปรมิ ำณไฟฟำ้ ทผ่ี ลิตได้จึงผันแปรตำมปริมำณน้ำ และควำมแตกตำ่ งของระดับน้ำของอ่ำงเก็บน้ำทงั สอง

4 รปู ที่ 4 ไฟฟำ้ พลงั น้ำแบบสบู กลับย่งิ ปลวิ ศุภกติ ติวงศ์ พลงั งำนน้ำ. [ออนไลน์]. เข้ำถงึ จำก : http://www.yp.co.th/2010-10-03-06-35-34/88.html (วนั ที่ค้นข้อมูล : 18 กรกฎำคม 2560)