วัฏจักรพลังงานการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ

พลังงานน้ำเป็นเทคโนโลยีทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาประเด็นทางเทคนิคและเศรษฐกิจ เช่น การก่อสร้างทางวิศวกรรมและการจัดการการผลิต พลังงานน้ำที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำส่วนใหญ่เป็นพลังงานศักย์ที่เก็บไว้ในน้ำ เพื่อแปลงพลังงานน้ำเป็นไฟฟ้า จำเป็นต้องสร้างสถานีพลังงานน้ำประเภทต่างๆ

1. บทนำพื้นฐาน: การใช้พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำจากแม่น้ำ ทะเลสาบ ฯลฯ ตั้งอยู่ในบริเวณที่สูงและมีพลังงานศักย์ไหลลงสู่พื้นที่ต่ำและแปลงพลังงานศักย์ที่มีอยู่ในแม่น้ำเป็นพลังงานจลน์ของกังหันน้ำ ซึ่งจากนั้นจะใช้เป็นพลังงานในการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า ใช้พลังงานไฮดรอลิก (ที่มีหัวน้ำ) เพื่อขับเคลื่อนการหมุนของเครื่องจักรไฮดรอลิก (กังหันน้ำ) แปลงพลังงานน้ำเป็นพลังงานกล หากเครื่องจักรประเภทอื่น (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) เชื่อมต่อกับกังหันน้ำ ก็จะสามารถสร้างไฟฟ้าได้ในขณะที่กังหันหมุน จากนั้นจึงแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ในแง่หนึ่ง พลังงานน้ำคือกระบวนการแปลงพลังงานศักย์ของน้ำเป็นพลังงานกล จากนั้นจึงแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำ หากต้องการส่งพลังงานน้ำไปยังผู้ใช้ในพื้นที่ห่างไกล จำเป็นต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าผ่านหม้อแปลง จากนั้นส่งไปยังสถานีไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีผู้ใช้จำนวนมากผ่านสายส่งอากาศ สุดท้ายจึงลดแรงดันไฟฟ้าให้เหลือแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับผู้ใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์ไฟฟ้าในโรงงาน จากนั้นจึงส่งไปยังโรงงานและครัวเรือนต่างๆ ผ่านสายส่งไฟฟ้า 2、หลักการพื้นฐานของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำคือการใช้ระดับน้ำที่ลดลงเพื่อทำงานร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า นั่นคือการแปลงพลังงานศักย์ของน้ำให้เป็นพลังงานกลของกังหันน้ำ จากนั้นจึงใช้พลังงานกลเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ประโยชน์จากสภาพธรรมชาติ เช่น วิศวกรรมการไหลและฟิสิกส์เชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ประโยชน์จากระดับน้ำที่ลดลง และจับคู่กันอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้พลังงานสูงสุดสำหรับผู้คนในการใช้ไฟฟ้าราคาถูกและปราศจากมลพิษ ในทางกลับกัน ระดับน้ำที่ต่ำจะดูดซับแสงอาทิตย์และหมุนเวียนบนโลกในวันศุกร์ จึงทำให้แหล่งน้ำที่มีปริมาณสูงกลับคืนมา

จนถึงปัจจุบัน ขนาดพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำแตกต่างกันไปตั้งแต่หลายสิบวัตต์ที่ใช้ในพื้นที่ชนบทของโลกที่สามไปจนถึงหลายล้านวัตต์ที่ใช้เพื่อจ่ายไฟในเมืองใหญ่ 3. ประเภทหลักๆ จำแนกตามการทิ้งน้ำแบบเข้มข้น ได้แก่ สถานีไฟฟ้าพลังน้ำประเภทเขื่อน สถานีไฟฟ้าพลังน้ำประเภทผันน้ำ สถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบไฮบริด สถานีไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลง และสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำกักเก็บน้ำ โดยพิจารณาจากระดับการควบคุมการไหลบ่าว่ามีสถานีไฟฟ้าพลังน้ำที่ควบคุมอยู่หรือไม่ ตามลักษณะของแหล่งน้ำ มักเรียกว่าสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบธรรมดา ซึ่งใช้แม่น้ำธรรมชาติ ทะเลสาบ และแหล่งน้ำอื่นๆ เพื่อผลิตไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าพลังน้ำสามารถแบ่งได้เป็นสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบมีหัวสูง (มากกว่า 70 เมตร) หัวกลาง (15-70 เมตร) และหัวต่ำ (ต่ำกว่า 15 เมตร) ตามหัวการใช้งาน โดยแบ่งตามกำลังการผลิตติดตั้งของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำได้เป็นสถานีไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ ขนาดกลาง และขนาดเล็ก โดยทั่วไปโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กที่มีกำลังการผลิตติดตั้งน้อยกว่า 5,000 กิโลวัตต์เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่มีกำลังการผลิตติดตั้งระหว่าง 5,000 ถึง 100,000 กิโลวัตต์เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดกลาง และโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 100,000 กิโลวัตต์เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่หรือโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดยักษ์ 4、ข้อดี โรงไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่ไม่มีวันหมดและหมุนเวียนได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อใช้พลังงานน้ำธรรมชาติอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างไฮดรอลิกที่สามารถรวมการไหลของน้ำ ลด และควบคุมการไหลด้วยมือ เช่น เขื่อน ท่อส่งน้ำ และท่อระบายน้ำ ดังนั้น การลงทุนในโครงการจึงสูงมากและวงจรการก่อสร้างจึงยาวนาน แต่การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำมีประสิทธิภาพสูง ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่ำ สตาร์ทเครื่องได้เร็ว และปรับแต่งได้ง่าย เนื่องจากการใช้การไหลของน้ำธรรมชาติ จึงได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาพธรรมชาติ พลังงานน้ำมักเป็นองค์ประกอบสำคัญของการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างครอบคลุม โดยก่อให้เกิดระบบการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างครอบคลุมด้วยการเดินเรือ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การชลประทาน การควบคุมน้ำท่วม การท่องเที่ยว เป็นต้น พลังงานน้ำเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด นอกจากจะให้พลังงานไฟฟ้าราคาถูกแล้ว ยังมีข้อดีอื่นๆ ดังต่อไปนี้: การควบคุมน้ำท่วม การจัดหาน้ำชลประทาน การปรับปรุงการเดินเรือในแม่น้ำ และปรับปรุงการขนส่ง แหล่งจ่ายไฟ และเศรษฐกิจในภูมิภาค โดยเฉพาะการพัฒนาการท่องเที่ยวและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ