พลังงานน้ำคือกระบวนการแปลงพลังงานน้ำธรรมชาติเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้มาตรการทางวิศวกรรม เป็นวิธีการพื้นฐานในการใช้พลังงานน้ำ ข้อดีคือไม่ใช้เชื้อเพลิง ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม พลังงานน้ำสามารถเติมเต็มได้อย่างต่อเนื่องจากปริมาณน้ำฝน อุปกรณ์ทางกลและไฟฟ้าไม่ซับซ้อน และการใช้งานมีความยืดหยุ่นและสะดวก อย่างไรก็ตาม การลงทุนโดยทั่วไปมีขนาดใหญ่ ระยะเวลาก่อสร้างยาวนาน และบางครั้งอาจก่อให้เกิดความเสียหายจากน้ำท่วม พลังงานน้ำมักใช้ร่วมกับการควบคุมน้ำท่วม การชลประทาน การเดินเรือ ฯลฯ เพื่อการใช้ประโยชน์อย่างครบวงจร
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมี 3 ประเภท ได้แก่:
1. พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิม
นั่นคือ พลังน้ำแบบเขื่อน หรือที่รู้จักกันในชื่อพลังน้ำแบบอ่างเก็บน้ำ อ่างเก็บน้ำเกิดจากการกักเก็บน้ำไว้ในเขื่อน และกำลังการผลิตสูงสุดจะถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างปริมาตรของอ่างเก็บน้ำกับตำแหน่งของทางระบายน้ำและความสูงของผิวน้ำ ความแตกต่างของความสูงนี้เรียกว่า ระดับความสูง หรือเรียกอีกอย่างว่า ความต่างระดับ และพลังงานศักย์ของน้ำจะแปรผันตรงกับระดับความสูง
2. การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่าน (Run-of-the-river hydroelectricity หรือ ROR)
กล่าวคือ พลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำ หรือที่เรียกว่าพลังน้ำแบบไหลผ่านลำน้ำ เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังน้ำที่ใช้พลังงานจากน้ำ แต่ต้องการน้ำเพียงเล็กน้อย หรือไม่จำเป็นต้องกักเก็บน้ำปริมาณมากเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า พลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำแทบไม่ต้องมีการกักเก็บน้ำ หรือหากต้องการก็ต้องการเพียงสถานที่กักเก็บน้ำขนาดเล็กมาก ซึ่งเรียกว่าสระปรับสภาพหรือลานเก็บน้ำ เมื่อมีการสร้างสถานที่กักเก็บน้ำขนาดเล็ก เนื่องจากไม่มีสถานที่กักเก็บน้ำขนาดใหญ่ การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำจึงมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของปริมาณน้ำที่ใช้ในแหล่งน้ำ ดังนั้นโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำจึงมักถูกจัดว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง และหากมีการสร้างสระปรับสภาพในโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลตามลำน้ำที่สามารถปรับการไหลของน้ำได้ตลอดเวลา ก็จะสามารถใช้เป็นโรงไฟฟ้าเสริมในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด หรือโรงไฟฟ้าพื้นฐานได้
3. พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง
การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงอาศัยหลักการขึ้นลงของระดับน้ำทะเลที่เกิดจากน้ำขึ้นน้ำลง โดยทั่วไปแล้วจะมีการสร้างอ่างเก็บน้ำเพื่อกักเก็บไฟฟ้า แต่ก็มีการใช้กระแสน้ำที่เกิดจากน้ำขึ้นน้ำลงโดยตรงเพื่อผลิตไฟฟ้าด้วยเช่นกัน ในโลกนี้มีสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงไม่มากนัก แต่ในสหราชอาณาจักรมี 8 แห่งที่คาดว่าจะมีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าได้ถึง 20% ของความต้องการไฟฟ้าของประเทศ
แน่นอนว่า การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมี 3 ประเภท ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิม และยังมีโรงไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่ง คือ โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ประโยชน์จากไฟฟ้าส่วนเกินในระบบไฟฟ้า (ช่วงฤดูน้ำท่วม วันหยุด หรือช่วงที่ไฟฟ้าอ่อนในครึ่งหลังของคืน) โดยสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างขึ้นไปยังอ่างเก็บน้ำด้านบนเพื่อกักเก็บ เมื่อระบบมีภาระไฟฟ้าสูงสุด ก็จะปล่อยน้ำจากอ่างเก็บน้ำด้านบนลงมา และขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับมีฟังก์ชันการทำงานสองอย่าง คือ การลดภาระไฟฟ้าสูงสุดและการเติมเต็มภาระไฟฟ้าในช่วงที่ไฟฟ้าอ่อน และเป็นระบบจ่ายไฟลดภาระไฟฟ้าสูงสุดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมความถี่ เฟส แรงดันไฟฟ้า และทำหน้าที่เป็นระบบสำรอง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและมีคุณภาพสูงของโครงข่ายไฟฟ้า และช่วยปรับปรุงเศรษฐกิจของระบบด้วย
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับนั้นไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยตัวเอง แต่มีบทบาทในการประสานความขัดแย้งระหว่างการผลิตและการจ่ายกระแสไฟฟ้าในระบบส่งไฟฟ้า มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงในระยะสั้น การเริ่มต้นและการเปลี่ยนแปลงกำลังการผลิตเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถรับประกันความน่าเชื่อถือในการจ่ายกระแสไฟฟ้าของระบบส่งไฟฟ้าและปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของระบบได้ ปัจจุบันไม่ได้จัดอยู่ในประเภทพลังงานน้ำ แต่เป็นพลังงานกักเก็บไฟฟ้า
ปัจจุบัน มีโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เปิดใช้งานอยู่ 193 แห่งทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ และอีก 21 แห่งอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ในจำนวนนี้ ประเทศจีนมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เปิดใช้งานอยู่ 55 แห่ง โดยมีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 1,000 เมกะวัตต์ และอีก 5 แห่งอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ซึ่งครองอันดับหนึ่งของโลก
วันที่โพสต์: 14 กันยายน 2022
