ประเภทหลักและการแนะนำสถานีไฟฟ้าพลังน้ำระดับโลก

พลังงานน้ำเป็นกระบวนการแปลงพลังงานน้ำธรรมชาติเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้วิธีการทางวิศวกรรม เป็นวิธีพื้นฐานในการใช้พลังงานน้ำ รูปแบบยูทิลิตี้มีข้อดีคือไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงและไม่ก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม พลังงานน้ำสามารถเสริมได้อย่างต่อเนื่องด้วยการตกตะกอน อุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้าที่เรียบง่าย และการทำงานที่ยืดหยุ่นและสะดวกสบาย อย่างไรก็ตาม การลงทุนโดยทั่วไปนั้นสูงมาก ระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน และบางครั้งอาจเกิดการสูญเสียจากน้ำท่วม พลังงานน้ำมักใช้ร่วมกับการควบคุมน้ำท่วม การชลประทาน และการขนส่งเพื่อการใช้ประโยชน์อย่างครอบคลุม (ผู้เขียน: Pang Mingli)

ประเภทพลังงานน้ำมีอยู่ 3 ประเภท:

1. สถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบธรรมดา
นั่นคือพลังน้ำจากเขื่อน หรือเรียกอีกอย่างว่าพลังน้ำจากอ่างเก็บน้ำ อ่างเก็บน้ำเกิดขึ้นจากน้ำที่กักเก็บไว้ในเขื่อน และกำลังส่งออกสูงสุดถูกกำหนดโดยปริมาตรของอ่างเก็บน้ำและความแตกต่างระหว่างตำแหน่งทางออกของน้ำกับความสูงผิวน้ำ ความแตกต่างของความสูงนี้เรียกว่าเฮด หรือเรียกอีกอย่างว่าดรอปหรือเฮด และพลังงานศักย์ของน้ำจะแปรผันตรงกับเฮด

2. สถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบน้ำไหล (ROR)
นั่นคือ พลังงานน้ำจากการไหลของแม่น้ำ หรือที่เรียกว่าพลังงานน้ำจากการไหลบ่า เป็นพลังงานน้ำรูปแบบหนึ่งที่ใช้พลังงานน้ำแต่ต้องการน้ำเพียงเล็กน้อยหรือไม่จำเป็นต้องกักเก็บน้ำจำนวนมากเพื่อผลิตไฟฟ้า พลังงานน้ำจากการไหลของแม่น้ำแทบไม่จำเป็นต้องมีการเก็บกักน้ำเลย หรือเพียงแค่ต้องสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการเก็บกักน้ำขนาดเล็กมาก เมื่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการเก็บกักน้ำขนาดเล็ก สิ่งอำนวยความสะดวกในการเก็บกักน้ำประเภทนี้เรียกว่าสระปรับสภาพหรืออ่าวหน้าเขื่อน เนื่องจากไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวกในการเก็บกักน้ำขนาดใหญ่ การผลิตไฟฟ้าจากการไหลของเสฉวนจึงมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำตามฤดูกาลของแหล่งน้ำที่อ้างถึงมาก ดังนั้น โรงไฟฟ้าจากการไหลของเสฉวนจึงมักถูกกำหนดให้เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง หากมีการสร้างถังควบคุมที่สามารถควบคุมการไหลของน้ำได้ตลอดเวลาในโรงไฟฟ้าชวนหลิว ก็สามารถใช้เป็นโรงไฟฟ้าแบบลดปริมาณน้ำสูงสุดหรือโรงไฟฟ้าแบบฐานได้

3. พลังน้ำขึ้นน้ำลง
การผลิตพลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลงนั้นขึ้นอยู่กับการขึ้นและลงของระดับน้ำทะเลที่เกิดจากน้ำขึ้นน้ำลง โดยทั่วไปจะมีการสร้างอ่างเก็บน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า แต่ก็มีการใช้น้ำขึ้นน้ำลงโดยตรงเพื่อผลิตไฟฟ้าด้วย ไม่มีสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตพลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลงมากนักในโลก ในสหราชอาณาจักรมีสถานที่ที่เหมาะสมอยู่ 8 แห่ง และคาดว่าศักยภาพของสถานที่ดังกล่าวจะเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานของประเทศได้ 20%
แน่นอนว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบเดิมจะครองโหมดการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั้งสามโหมด นอกจากนี้ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำโดยทั่วไปจะใช้พลังงานส่วนเกินของระบบไฟฟ้า (ไฟฟ้าในช่วงฤดูน้ำท่วม วันหยุด หรือช่วงดึก) เพื่อสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างไปยังอ่างเก็บน้ำด้านบนเพื่อจัดเก็บ เมื่อถึงจุดสูงสุดของโหลดระบบ น้ำในอ่างเก็บน้ำด้านบนจะถูกสูบลง และกังหันน้ำจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า ด้วยฟังก์ชั่นคู่ของการลดค่าพีคและการเติมหุบเขา จึงถือเป็นแหล่งจ่ายไฟที่ลดค่าพีคที่เหมาะที่สุดสำหรับระบบไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นการปรับความถี่ การปรับเฟส การควบคุมแรงดันไฟฟ้า และโหมดสแตนด์บาย ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรับรองการทำงานที่ปลอดภัยและมีคุณภาพสูงของระบบไฟฟ้า และปรับปรุงเศรษฐกิจของระบบ
สถานีสูบน้ำเก็บพลังงานนั้นไม่ได้ผลิตพลังงานไฟฟ้า แต่มีบทบาทในการประสานความขัดแย้งระหว่างการผลิตไฟฟ้าและแหล่งจ่ายไฟในโครงข่ายไฟฟ้า การควบคุมโหลดสูงสุดมีบทบาทสำคัญในการโหลดสูงสุดในระยะสั้น การสตาร์ทและการเปลี่ยนแปลงเอาต์พุตอย่างรวดเร็วสามารถรับประกันความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟของโครงข่ายไฟฟ้าและปรับปรุงคุณภาพแหล่งจ่ายไฟของโครงข่ายไฟฟ้า ปัจจุบันไม่ได้เกิดจากพลังงานน้ำ แต่เกิดจากการเก็บพลังงาน
ปัจจุบันมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เปิดดำเนินการแล้ว 193 แห่งทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ และอีก 21 แห่งอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ในจำนวนนี้ มีโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เปิดดำเนินการอยู่ 55 แห่งในประเทศจีน ซึ่งมีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ และอีก 5 แห่งอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ซึ่งถือเป็นอันดับหนึ่งของโลก