ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานน้ำขนาดเล็ก

โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ขนาดกลาง และขนาดเล็กแบ่งอย่างไร? ตามมาตรฐานปัจจุบัน โรงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตติดตั้งน้อยกว่า 25,000 กิโลวัตต์ จัดเป็นโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก โรงไฟฟ้าขนาดกลางมีกำลังการผลิตติดตั้งตั้งแต่ 25,000 ถึง 250,000 กิโลวัตต์ และโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่มีกำลังการผลิตติดตั้งมากกว่า 250,000 กิโลวัตต์
หลักการพื้นฐานของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำคืออะไร?
การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำคือการใช้พลังงานไฮดรอลิก (จากระดับน้ำ) เพื่อขับเคลื่อนการหมุนของเครื่องจักรไฮดรอลิก (กังหันน้ำ) โดยแปลงพลังงานน้ำเป็นพลังงานกล หากมีการเชื่อมต่อเครื่องจักรอีกประเภทหนึ่ง (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) เข้ากับกังหันน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าขณะที่มันหมุน พลังงานกลก็จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำในแง่หนึ่งคือกระบวนการแปลงพลังงานศักยภาพของน้ำเป็นพลังงานกลแล้วจึงแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า
วิธีการพัฒนาทรัพยากรน้ำและประเภทพื้นฐานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำมีอะไรบ้าง?
วิธีการพัฒนาทรัพยากรน้ำจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากปริมาณน้ำที่ลดลง และโดยคร่าวๆ แล้วมี 3 วิธีพื้นฐาน ได้แก่ แบบเขื่อน แบบผันน้ำ และแบบผสม แต่ทั้งสามวิธีนี้ก็ต้องเหมาะสมกับสภาพธรรมชาติของแม่น้ำแต่ละช่วงด้วยเช่นกัน โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่สร้างตามวิธีการพัฒนาที่แตกต่างกันจะมีรูปแบบโครงสร้างและองค์ประกอบอาคารที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ดังนั้นจึงแบ่งออกเป็น 3 ประเภทพื้นฐานเช่นกัน ได้แก่ แบบเขื่อน แบบผันน้ำ และแบบผสม
มาตรฐานใดบ้างที่ใช้ในการจำแนกประเภทโครงการศูนย์กลางการอนุรักษ์น้ำและพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ รวมถึงอาคารเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และที่อยู่อาศัยที่เกี่ยวข้อง?
มาตรฐานการจำแนกประเภทและการออกแบบสำหรับโครงการศูนย์กลางการอนุรักษ์น้ำและพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำที่ออกโดยกระทรวงทรัพยากรน้ำและพลังงานไฟฟ้าเดิม (SDJ12-78) ควรได้รับการปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด และการจำแนกประเภทควรพิจารณาจากขนาดของโครงการ (ปริมาตรอ่างเก็บน้ำทั้งหมด กำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้า)
5. ปริมาณน้ำไหล ปริมาณน้ำไหลทั้งหมด และปริมาณน้ำไหลเฉลี่ยต่อปี คืออะไร?
อัตราการไหล หมายถึง ปริมาณน้ำที่ไหลผ่านแม่น้ำ (หรือโครงสร้างทางไฮดรอลิก) ในหน่วยเวลา โดยแสดงเป็นลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ปริมาณน้ำไหลรวม หมายถึง ผลรวมของปริมาณน้ำทั้งหมดที่ไหลผ่านหน้าตัดของแม่น้ำภายในปีอุทกวิทยา โดยแสดงเป็น 10⁴ ลูกบาศก์เมตร หรือ 10⁸ ลูกบาศก์เมตร อัตราการไหลเฉลี่ยต่อปี หมายถึง อัตราการไหลเฉลี่ยต่อปีของหน้าตัดแม่น้ำที่คำนวณจากอนุกรมอุทกวิทยาที่มีอยู่
6. โครงการศูนย์กลางพลังงานน้ำขนาดเล็กมีองค์ประกอบหลักอะไรบ้าง?
โดยหลักแล้วประกอบด้วยสี่ส่วนสำคัญ ได้แก่ โครงสร้างกักเก็บน้ำ (เขื่อน) โครงสร้างระบายน้ำท่วม (ทางระบายน้ำหรือประตูระบายน้ำ) โครงสร้างผันน้ำ (คลองหรืออุโมงค์ผันน้ำ รวมถึงปล่องระบายน้ำ) และอาคารโรงไฟฟ้า (รวมถึงคลองระบายน้ำท้ายน้ำและสถานีเพิ่มแรงดัน)
7. โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลบ่าคืออะไร? มีลักษณะอย่างไรบ้าง?
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไม่มีอ่างเก็บน้ำควบคุมเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลบ่า การเลือกกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำประเภทนี้ขึ้นอยู่กับอัตราการไหลเฉลี่ยต่อปีของแม่น้ำและระดับน้ำที่อาจได้รับ โดยทั่วไปแล้ว โรงไฟฟ้าประเภทนี้ไม่สามารถทำงานได้เต็มกำลังการผลิตตลอดทั้งปี โดยมีอัตราการผลิตที่รับประกันได้เพียง 80% และโดยทั่วไปแล้วจะทำงานได้อย่างปกติเพียงประมาณ 180 วันเท่านั้น ในช่วงฤดูแล้ง การผลิตไฟฟ้าจะลดลงอย่างมากเหลือต่ำกว่า 50% บางครั้งอาจไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เลย เนื่องจากถูกจำกัดด้วยการไหลตามธรรมชาติของแม่น้ำ และมีน้ำเหลือทิ้งจำนวนมากในช่วงฤดูน้ำท่วม

8. ผลผลิตคืออะไร? จะประเมินผลผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำและคำนวณกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้อย่างไร?
ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำเรียกว่าผลผลิต ในขณะที่ผลผลิตของการไหลของน้ำในส่วนใดส่วนหนึ่งของแม่น้ำแสดงถึงทรัพยากรพลังน้ำของส่วนนั้น ผลผลิตของการไหลของน้ำคือพลังงานน้ำต่อหน่วยเวลา
N=9.81 QH
ในสูตร Q คืออัตราการไหล (m³/วินาที); H คือระดับน้ำ (เมตร); N คือกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (วัตต์); และ คือสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ
สูตรโดยประมาณสำหรับผลผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กคือ
N=（6.0～8.0）QH
สูตรสำหรับการคำนวณปริมาณการผลิตไฟฟ้าประจำปีคือ
E=N·F
ในสูตร N คือผลผลิตเฉลี่ย และ T คือจำนวนชั่วโมงการใช้งานต่อปี
9. ผลลัพธ์ที่รับประกันคืออะไร? จุดประสงค์ของมันคืออะไร?
ปริมาณน้ำที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำสามารถผลิตได้โดยเฉลี่ยตลอดระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนาน ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการรับประกันตามที่ออกแบบไว้ เรียกว่า ปริมาณน้ำที่รับประกันของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ปริมาณน้ำที่รับประกันนี้เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญ และเป็นพื้นฐานสำคัญในการกำหนดกำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้าพลังน้ำในขั้นตอนการวางแผนและการออกแบบ
10. อัตราการใช้งานต่อปีของกำลังการผลิตที่ติดตั้งไว้คือเท่าไร?
เวลาการทำงานเต็มกำลังเฉลี่ยของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำภายในหนึ่งปี เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในการวัดผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ โดยโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กจะต้องมีชั่วโมงการใช้งานต่อปีมากกว่า 3,000 ชั่วโมง
11. กฎระเบียบรายวัน กฎระเบียบรายสัปดาห์ กฎระเบียบรายปี และกฎระเบียบหลายปี คืออะไร?
การควบคุมรายวัน หมายถึง การกระจายน้ำไหลบ่าภายในหนึ่งวันและคืน โดยมีรอบการควบคุม 24 ชั่วโมง การควบคุมรายสัปดาห์: รอบการควบคุมคือหนึ่งสัปดาห์ (7 วัน) การควบคุมรายปี: การกระจายน้ำไหลบ่าภายในหนึ่งปี เมื่อมีการปล่อยน้ำทิ้งในช่วงฤดูน้ำท่วม จะสามารถควบคุมน้ำส่วนเกินที่เก็บไว้ในช่วงฤดูน้ำท่วมได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ซึ่งเรียกว่าการควบคุมรายปีแบบไม่สมบูรณ์ (หรือการควบคุมตามฤดูกาล) การควบคุมน้ำไหลบ่าที่สามารถกระจายน้ำที่ไหลเข้ามาได้อย่างเต็มที่ภายในหนึ่งปีตามความต้องการใช้น้ำโดยไม่จำเป็นต้องปล่อยน้ำทิ้ง เรียกว่าการควบคุมรายปี การควบคุมหลายปี: เมื่อปริมาณน้ำในอ่างเก็บน้ำมีขนาดใหญ่เพียงพอ สามารถเก็บน้ำส่วนเกินไว้ในอ่างเก็บน้ำได้หลายปี จากนั้นจึงนำน้ำส่วนเกินนั้นมาชดเชยส่วนที่ขาดไป การควบคุมรายปีซึ่งใช้เฉพาะในฤดูแล้งหลายปี เรียกว่าการควบคุมหลายปี
12. แม่น้ำมีระดับความลาดชันและระดับความสูงต่างกันเท่าใด?
ความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างผิวน้ำของหน้าตัดสองส่วนของลำน้ำที่ใช้ประโยชน์เรียกว่า ความลาดชัน (drop) ความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างผิวน้ำของหน้าตัดสองส่วนของต้นน้ำและปากแม่น้ำเรียกว่า ความลาดชันรวม (total drop) และความลาดชันต่อหน่วยความยาวเรียกว่า ความชัน (slope)
13. ปริมาณน้ำฝน ระยะเวลาการตกของฝน ความเข้มข้นของปริมาณน้ำฝน พื้นที่ที่ฝนตก และศูนย์กลางพายุฝนคืออะไร?
ปริมาณน้ำฝน หมายถึง ปริมาณน้ำทั้งหมดที่ตกลงบนจุดหรือพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งในช่วงเวลาหนึ่ง โดยแสดงเป็นมิลลิเมตร ระยะเวลาการตกของฝน หมายถึง ระยะเวลาที่ฝนตก ความเข้มของปริมาณน้ำฝน หมายถึง ปริมาณน้ำฝนต่อหน่วยพื้นที่ โดยแสดงเป็นมิลลิเมตรต่อชั่วโมง พื้นที่ฝนตก หมายถึง พื้นที่แนวนอนที่ปกคลุมด้วยน้ำฝน โดยแสดงเป็นตารางกิโลเมตร ศูนย์กลางพายุฝน หมายถึง พื้นที่เล็กๆ เฉพาะที่ซึ่งมีพายุฝนกระจุกตัวอยู่
14. อัตราการรับประกันตามการออกแบบสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำคือเท่าไร? อัตราการรับประกันรายปี?
อัตราการรับประกันตามการออกแบบของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ หมายถึง เปอร์เซ็นต์ของจำนวนชั่วโมงการทำงานปกติในช่วงหลายปีของการดำเนินงาน เทียบกับจำนวนชั่วโมงการทำงานทั้งหมด ในขณะที่อัตราการรับประกันรายปี หมายถึง เปอร์เซ็นต์ของจำนวนปีที่มีการทำงานผลิตไฟฟ้าตามปกติ เทียบกับจำนวนปีทั้งหมดของการดำเนินงาน
จุดประสงค์ของการจัดทำสมุดบันทึกงานออกแบบคืออะไร?
วัตถุประสงค์ของการจัดทำสมุดงานออกแบบสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กคือการกำหนดโครงการก่อสร้างขั้นพื้นฐานและใช้เป็นพื้นฐานในการจัดทำเอกสารการออกแบบเบื้องต้น ซึ่งเป็นหนึ่งในขั้นตอนการก่อสร้างขั้นพื้นฐานและเป็นหนึ่งในวิธีการที่หน่วยงานที่เกี่ยวข้องใช้ในการกำกับดูแลด้านเศรษฐกิจมหภาค
เนื้อหาหลักของสมุดงานออกแบบคืออะไร?
เนื้อหาหลักของคู่มือการออกแบบประกอบด้วยแปดประเด็นหลัก:
รายงานฉบับนี้ควรประกอบด้วยเนื้อหาทั้งหมดของรายงานการวางแผนลุ่มน้ำและการศึกษาความเป็นไปได้ โดยสอดคล้องกับการออกแบบเบื้องต้น แตกต่างกันเพียงในระดับความลึกของปัญหาการวิจัยเท่านั้น
การวิเคราะห์และอธิบายสภาพทางธรณีวิศวกรรมและอุทกธรณีวิทยาของพื้นที่ก่อสร้างภายในลุ่มน้ำ สามารถดำเนินการจัดทำแผนที่มาตราส่วน 1/500000 (1/200000 หรือ 1/100000) ได้ โดยใช้เพียงงานสำรวจทางธรณีวิทยาเล็กน้อย เพื่อชี้แจงสภาพทางธรณีวิทยา ความลึกของชั้นหินฐาน ความลึกของชั้นดินปกคลุมก้นแม่น้ำ และปัญหาทางธรณีวิทยาที่สำคัญในพื้นที่โครงการออกแบบที่กำหนดไว้
รวบรวมข้อมูลทางอุทกวิทยา วิเคราะห์และคำนวณ และคัดเลือกพารามิเตอร์ทางอุทกวิทยาหลัก
งานวัดพื้นที่ รวบรวมแผนที่ภูมิประเทศมาตราส่วน 1/50000 และ 1/10000 ของพื้นที่ก่อสร้าง และแผนที่ภูมิประเทศมาตราส่วน 1/1000 ถึง 1/500 ของพื้นที่โรงงาน ณ สถานที่ก่อสร้าง
ดำเนินการคำนวณการควบคุมอุทกวิทยาและการไหลของน้ำ การเลือกและการคำนวณระดับน้ำและหัวน้ำต่างๆ การคำนวณสมดุลไฟฟ้าและพลังงานระยะสั้นและระยะยาว การเลือกเบื้องต้นของกำลังการผลิตที่ติดตั้ง รุ่นของเครื่อง และระบบสายไฟฟ้าหลัก
เปรียบเทียบและเลือกประเภทของโครงสร้างไฮดรอลิกและรูปแบบดุมล้อ รวมถึงดำเนินการคำนวณด้านไฮดรอลิก โครงสร้าง และเสถียรภาพ ตลอดจนการคำนวณปริมาณทางวิศวกรรม
การวิเคราะห์ประเมินทางเศรษฐกิจ การสาธิตความจำเป็นและความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจของการก่อสร้างทางวิศวกรรม
การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม การประมาณการเงินลงทุนด้านวิศวกรรม และแผนการดำเนินงานด้านวิศวกรรมของโครงการ
17. การประมาณการการลงทุนด้านวิศวกรรมคืออะไร? การประมาณการการลงทุนด้านวิศวกรรมและการพยากรณ์ด้านวิศวกรรมคืออะไร?
ประมาณการทางวิศวกรรมเป็นเอกสารทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่จัดทำงบประมาณการก่อสร้างทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับโครงการในรูปแบบของตัวเงิน ประมาณการค่าใช้จ่ายทั่วไปในขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้นเป็นส่วนประกอบสำคัญของเอกสารการออกแบบเบื้องต้นและเป็นพื้นฐานหลักในการประเมินความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ งบประมาณรวมที่ได้รับอนุมัติได้รับการยอมรับจากรัฐว่าเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญของการลงทุนก่อสร้างขั้นพื้นฐาน และยังเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดทำแผนการก่อสร้างขั้นพื้นฐานและแบบประมูล ประมาณการการลงทุนทางวิศวกรรมคือจำนวนเงินลงทุนที่เกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการศึกษาความเป็นไปได้ งบประมาณทางวิศวกรรมคือจำนวนเงินลงทุนที่เกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการก่อสร้าง
เหตุใดเราจึงต้องเตรียมการออกแบบโครงสร้างองค์กรก่อสร้าง?
การออกแบบโครงสร้างองค์กรก่อสร้างเป็นพื้นฐานสำคัญอย่างหนึ่งในการจัดทำประมาณการทางวิศวกรรม เป็นงานพื้นฐานที่สุดในการคำนวณราคาต่อหน่วยโดยพิจารณาจากเงื่อนไขต่างๆ เช่น วิธีการก่อสร้างที่กำหนด ระยะทางการขนส่ง และแผนการก่อสร้าง รวมถึงการจัดทำตารางประมาณการทางวิศวกรรมต่อหน่วย
19. เนื้อหาหลักของการออกแบบองค์กรก่อสร้างคืออะไร?
เนื้อหาหลักของการออกแบบการจัดการงานก่อสร้าง ได้แก่ แผนผังโดยรวมของการก่อสร้าง ความคืบหน้าของการก่อสร้าง การเบี่ยงเส้นทางการก่อสร้าง แผนการสกัดกั้น การขนส่งภายนอก แหล่งที่มาของวัสดุก่อสร้าง แผนงานก่อสร้าง และวิธีการก่อสร้าง เป็นต้น
โครงการก่อสร้างขั้นพื้นฐานด้านการอนุรักษ์น้ำและพลังงานน้ำในปัจจุบัน มีขั้นตอนการออกแบบกี่ขั้นตอน?
ตามข้อกำหนดของกระทรวงทรัพยากรน้ำ จะต้องมีขั้นตอนทั้งหมด 6 ขั้นตอน ได้แก่ การวางแผนลุ่มน้ำ การเสนอโครงการ การศึกษาความเป็นไปได้ การออกแบบเบื้องต้น การออกแบบเพื่อการประกวดราคา และการออกแบบแบบก่อสร้าง
21. ตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจหลักของโรงไฟฟ้าพลังน้ำมีอะไรบ้าง?
การลงทุนต่อกิโลวัตต์ คือ เงินลงทุนที่จำเป็นต่อกิโลวัตต์ของกำลังการผลิตที่ติดตั้งไว้
การลงทุนต่อหน่วยไฟฟ้า หมายถึง เงินลงทุนที่จำเป็นต่อการใช้ไฟฟ้าหนึ่งกิโลวัตต์ชั่วโมง
ค่าไฟฟ้าคือค่าธรรมเนียมที่จ่ายต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของการใช้ไฟฟ้า
จำนวนชั่วโมงการใช้งานต่อปีของกำลังการผลิตที่ติดตั้งไว้ เป็นตัวชี้วัดระดับการใช้งานของอุปกรณ์โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
ราคาไฟฟ้าคือราคาต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ขายให้กับระบบส่งไฟฟ้า
วิธีการคำนวณตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจหลักของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ?
ตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจหลักของโรงไฟฟ้าพลังน้ำคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
การลงทุนต่อกิโลวัตต์ = การลงทุนทั้งหมดในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ / กำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ
การลงทุนด้านไฟฟ้าต่อหน่วย = การลงทุนทั้งหมดในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ / ปริมาณการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อปีของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ
จำนวนชั่วโมงการใช้งานต่อปีของกำลังการผลิตที่ติดตั้ง = ปริมาณการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อปี / กำลังการผลิตที่ติดตั้งทั้งหมด