โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งของประเทศไทย โรงไฟฟ้าชนิดนี้ใช้น้ำในลำน้ำธรรมชาติเป็นพลังงาน ในการเดินเครื่อง โดยวิธีสร้างเขื่อนปิดกั้นแม่น้ำไว้ เป็นอ่างเก็บน้ำ ให้มีระดับอยู่ในที่สูงจนมีปริมาณน้ำ และแรงดันเพียงพอที่จะนำมาหมุนเครื่องกังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งอยู่ในโรงไฟฟ้าท้ายน้ำที่มีระดับต่ำกว่าได้ กำลังผลิตติดตั้งและพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากโรงไฟฟ้าชนิดนี้ จะเพิ่มเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันและปริมาณน้ำที่ไหลผ่านเครื่องกังหันน้ำรูปโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำหลักการทำงาน
- หลักการทำงานคือสร้างเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำ ให้มีระดับน้ำสูงกว่าระดับของโรงไฟฟ้า
- ปล่อยน้ำปริมาณที่ต้องการไปตามท่อส่งน้ำ เพื่อไปยังโรงไฟฟ้าที่อยู่ต่ำกว่า
- พลังน้ำจะไปหมุนเพลาของกังหันน้ำที่ต่อกับเพลา ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้โรเตอร์ หมุน เกิดการเหนี่ยวนำขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ได้พลังไฟฟ้าเกิดขึ้น
รูปโครงสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ
ข้อดี-ข้อเสียของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังงานนน้ำมีดังต่อไปนี้
- ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ด้วยราคาถูก ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมบำรุงรักษาต่ำ
- สามารถเดินเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ทันที ใช้เวลาจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบได้ ภายในเวลา 4 – 5 นาที การเพิ่มหรือลดพลังงานทำให้รวดเร็ว สามารถจัดให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลง โดยไม่เสียประสิทธิภาพ
- เป็นโครงการเอนกประสงค์สามารถใช้ประโยชน์ได้มากมาย เช่น ผลิตพลังงานไฟฟ้า การชลประทาน การป้องกันน้ำท่วม การคมนาคมทางน้ำ การเลี้ยงสัตว์น้ำ และสัตว์ป่า ฯลฯ
- ไม่สิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ไม่มีควันเสีย, เขม่า หรือก๊าซพิษ ค่าเก็บรักษาเชื้อเพลิง ค่าจำกัดของเสียจึงไม่มี
- มีความแน่นอนในการใช้งาน ประสิทธิภาพของโรงจักรไฟฟ้าไม่เปลี่ยนแปลงมากตามอายุการใช้งานเพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนด้วยความเร็วต่ำ อุณหภูมิใช้งานต่ำ
ข้อเสียของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำมีดังต่อไปนี้
- การลงทุนในระยะแรกตอนสร้างโรงไฟฟ้าและเขื่อนสูงมาก
- ใช้เวลานานประมาณ 4 – 5 ปี ในการสำรวจหาบริเวณที่ตั้ง และระยะเวลาในการก่อสร้าง
- การผลิตไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสภาวะของน้ำฝนที่จะตกลงสู่อ่างเก็บน้ำ ซึ่งไม่ค่อยแน่นอนถ้าปีใดฝนน้อยอาจมีปัญหในการผลิตไฟฟ้าได้
- อาจกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่น ป่าไม้ ที่อยู่อาศัย ที่ทำกิน โบราณวัตถุ ฯลฯ
- ส่วนมากโรงไฟฟ้าจะอยู่ห่างไกลจากชุมชนอยู่ห่างไกลจากศูนย์กลางการใช้ไฟฟ้าทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงในเรื่องของสายส่งไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีพลังงานสูญเสียในสายส่งด้วย
ชนิดของเขื่อน
การแบ่งชนิดของเขื่อนโดยใช้วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างเป็นหลักสามารถแบ่งออกได้ดังนี้คือ
- เขื่อนฐานแผ่ (gravity dam) มีลักษณะรูปหน้าตัดเป็นสามเหลี่ยม มีความลาดชันด้านหน้าเขื่อน 0-0.3 การลาดชันด้านหลังเขื่อน 0.75 – 0.85 ซึ่งการออกแบบจะให้มีความลาดชันมากน้อยเท่าใด จะต้องพิจารณาจากองค์ประกอบต่าง ๆ คือ การยุบตัว การเลื่อนของเขื่อน ซึ่งอาจเกิดจากแรงภายนอก เช่น แรงดันจากน้ำแข็ง แรงจากโคลนตม เป็นต้น เขื่อนแบบนี้อาศัยน้ำหนักคอนกรีตของตัวเขื่อนรองรับต่าง ๆ ที่กระทำบนเขื่อน ตัวเขื่อนจะต้องหนาใหญ่ ต้องใช้คอนกรีตมาก ข้อดีของเขื่อนชนิดนี้คือ การออกแบบง่าย การติดตั้งเครื่องมือเครื่องจักรสะดวก สามารถทำให้คงอยู่ในสภาพดี มีความปลอดภัยสูง ส่วนข้อเสียคือ จะต้องใช้หินที่ดีในกาทำรากฐานเขื่อน ต้องใช้วัสดุเป็นจำนวนมาก ค่าขนส่งสูง มีปริมาณงานมากทำให้ค่าก่อสร้างสูง
รูปเขื่อนคอนกรีตแบบฐานแผ่
- เขื่อนโค้ง (arch dam) มีลักษณะเป็นรูปโค้ง อาศัยแรงกดของความโค้งจากตัวเขื่อนรับแรงต่าง ๆ ที่กระทำบนเขื่อนแล้วถ่ายแรงเหล่านี้ไปยังฐานเขื่อนและบนฐานเขื่อน การสร้างเขื่อนชนิดนี้คิดคำนวณจากสูตรทรงกระบอกธรรมดา มีความสูงเกินกว่า 60 เมตร ส่วนมากจะก่อสร้างตรงจุดที่มีพื้นที่หน้าตัดแคบ และมีหินรากฐานที่แข็งแรง แต่ลักษณะพื้นที่เช่นนี้หายาก จึงจำเป็นต้องมีการปรับฐานรากให้มีความแข็งแรงขึ้นก่อนแล้วจึงสร้างเขื่อนขึ้นภายหลัง ข้อดีของเขื่อนชนิดนี้คือ ตัวเขื่อนใช้คอนกรีตน้อยและบางกว่า จึงทำให้ราคาค่าก่อสร้างถูกกว่าเขื่อนกราวิตี้ ข้อเสียของเขื่อนชนิดนี้คือ การออกแบบและการดำเนินงานก่อสร้างยุ่งยาก การก่อสร้างทางน้ำล้นในตัวเขื่อนทำได้ยากกว่าแบบอื่น
รูปเขื่อนคอนกรีตแบบโค้ง
- เขื่อนกลวงหรือเขื่อนครีบ (hollow or buttress dam) มีลักษณะเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก ด้านหน้าจะมีผนังกั้นน้ำอาจเป็นแบบเรียบ หรือแบบโค้งก็ได้ ด้านหลังเป็นคอนกรีตค้ำผนังกั้นน้ำจะเป็นตัวรับแรงดันของน้ำแล้วถ่ายแรงไปยังฐานรากเขื่อน ข้อดี เขื่อนชนิดนี้ใช้ปริมาณคอนกรีตน้อยกว่าเขื่อนกราวิตี้ 20 – 30% จึงทำให้ราคาถูก ข้อเสีย มีความปลอดภัยน้อยและไม่นิยมสร้างให้มีความสูงมากนัก
รูปเขื่อนคอนกรีตแบบกลวงหรือแบบครีบ
- เขื่อนถม (embankment dam) เป็นเขื่อนที่สร้างด้วยราคาค่อนข้างประหยัด เพราะสามารถหาวัสดุที่จะนำมาใช้ในการก่อสร้าง ซึ่งมีอยู่ตามธรรมชาติในที่ที่ก่อสร้างได้ เช่น หิน ทราย ดินเหนียว ฐานรากของเขื่อนไม่จำเป็นต้องปรับสภาพให้ดีเท่ากับเขื่อนคอนกรีต แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
4.1 เขื่อนหินถม (rock fill dam) ประกอบด้วยหินเป็นส่วนใหญ่ โดยจะมีผนังกั้นน้ำซึมทั้งด้านเหนือน้ำ และด้านท้าน้ำ ซึ่งจะเป็นผนังคอนกรีตหรือดินก็ได้ แต่เนื่องจากหินที่นำไปถมเขื่อน จะจมอัดลงไปกับผนังกั้นน้ำซึมนี้ จึงนิยมใช้เป็นแบบดินเหนียวมากกว่า และทางด้านเหนือน้ำมักนิยมใช้วัสดุที่สามารถปรับตัวได้เช่น แอสฟัลท์ สำหรับการออกแบบเขื่อนถมหินนี้ จะต้องพิจารณาความมั่นคงของความลาดของเขื่อน ความปลอดภัยในด้านการเลื่อน การอัดและการจมของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง การซึมของน้ำผ่านผนังกันซึม การเก็บกักน้ำไว้ในอ่างจะต้องไม่ล้นอ่าง ค่าใช้จ่ายในการสร้างทางน้ำล้น และอุโมงค์จะสูงเมื่อเทียบกับเขื่อนประเภทอื่น เพราะไม่สามารถสร้างทางน้ำล้นในตัวเขื่อนได้ เพื่อเป็นการประหยัดควรพยายามหาทางใช้วัสดุที่ขุดออกมาเพื่อก่อสร้างอุโมงค์และส่วนประกอบของเขื่อนในการสร้างตัวเขื่อนให้ได้มากที่สุดรูปเขื่อนหินถม4.2 เขื่อนดิน (earth dam) คือ เขื่อนที่ใช้ดินถมเป็นส่วนใหญ่มีแกนกลางของเขื่อนเป็นดินเหนียวมีคุณสมบัติและลักษณะการออกแบบคล้ายกับเขื่อนหินถม
รูปเขื่อนดิน
ความคิดเห็น