โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Hydro Power Plant

Hydro Power Plant คือ โรงไฟฟ้าที่ใช้แรงดันของน้ำหมุนไปผลักดัน Turbine เป็นพลังงานกลที่สามารถควบคุมได้ และต่อเพลาเข้ากับ Generator เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า

Hydro Power Plant พลังงานศักย์ พลังงานจลน์ พลังงานกล พลังงานไฟฟ้า

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ อาคารรับน้ำ Power Intake คือ อาคารที่อยู่ด้านล่างหลังตัวเขื่อน ตัวอาคารจะมีท่อส่งน้ำจากอ่างเก็บน้ำไปผลักดัน Turbine และหมุน Generator ภายในตัวอาคารมีห้องควบคุมน้ำและควบคุมการผลิตไฟฟ้า

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ ตระแกรง Screen เป็นตระแกรงเหล็กมีไว้สำหรับป้องกันท่อนไม้หรือวัสดุอื่นใดที่จะเข้าไปอุดตันท่อนำน้ำหรือทำความเสียหายให้กับ Turbine

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ อุโมงค์เหนือน้ำ Headrace เป็นช่องทางที่น้ำไหลเข้ามายังท่อส่งน้ำอยู่ภายในตัวเขื่อน

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ ท่อส่งน้ำ Pen stack เป็นท่อรับน้ำอยู่ในตัวเขื่อนหรือรับน้ำจากเขื่อนแล้วลดะดับให้ต่ำลงเพื่อทำให้น้ำมีแรงดันหมุนกังหัน

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ ท่อรับน้ำ Draft Tube เป็นท่อรับน้ำที่อยู่ส่วนหลังของกังหัน เพื่อนำน้ำที่ผ่านกังหันส่งออกไปยังท้ายนำ

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ ท่อรับน้ำ Draft Tube เป็นท่อรับน้ำที่อยู่ส่วนหลังของกังหัน เพื่อนำน้ำที่ผ่านกังหันส่งออกไปยังท้ายนำ

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ อาคารลดแรงดันน้ำ Surge Tank เป็นอาคารหรือถังน้ำขนาดใหญ่สร้างขึ้นระหว่างตัวเขื่อนกับอาคารรับน้ำเพื่อลดแรงดันหรือแรงอัดน้ำไม่ให้เกิดอันตรายกับท่อหรือหัวฉีดน้ำ แต่โรงไฟฟ้าบางชนิดที่ติดตั้งใกล้กับตัวเขื่อนไม่จำเป็นต้องมีอาคารลดแรงดันน้ำ ประตูน้ำ Wicket Gate เป็นบานประตูที่ควบคุมการไหลของน้ำ สามารถเปิดหรือปิดให้น้ำไหลผ่านเข้าไปยังท่อส่งน้ำเพื่อให้มีแรงดันไปหมุน Turbine

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ กังหัน Turbine เป็นตัวรับแรงกระทำจากน้ำที่ใช้แรงดันมาฉีดหรือผลักดันให้หมุน Turbine บางชนิดจะต้องมีหัวฉีดน้ำควบคู่กัน

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Generator ขนาดกำลังการผลิตมีหน่วยเป็น MWatt ขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ Generator ผลิตออกมาตามมาตรฐานทั่วไป Generator 3 MVA ขนาดแรงดัน 3.3 kV Generator 5-10 MVA ขนาดแรงดัน 6.6 kV Generator 10-15 MVA ขนาดแรงดัน 11 kV Generator 50-100 MVA ขนาดแรงดัน 13.2 kV Generator > 100 MVA ขนาดแรงดัน 15.4 /16.5 kV

ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ หม้อแปลงไฟฟ้า Transformer ใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าให้เป็น High Voltage เป็นอุปกรณ์เชื่อมระหว่าง Generator กับลานไกไฟฟ้า โดยปกติหม้อแปลงไฟฟ้าจะมีขนาดเท่ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทางน้ำล้น Spillway คือทางระบายน้ำออกในกรณีที่น้ำในอ่างเก็บน้ำมีระดับสูงมากเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำท่วมล้นตัวเขื่อน และป้องกันตัวเขื่อนพังเสียหายจากแรงดันน้ำที่เกินขนาดของเขื่อนรับได้

Turbine กังหันน้ำ กังหันแบบแรงกระแทก Impulse Turbine อาศัยแรงฉีดของน้ำจากท่อส่งน้ำจากที่สูงหรือจากหัวน้ำสูงไหล ลงมาตามท่อที่ลดขนาดลงมายังหัวฉีดกระแทกกังหันให้หมุน - Banki Type - Turgo Type – Pelton Type

Turbine กังหันน้ำ กังหันแบบแรงสะท้อน Reaction Turbine อาศัยแรงดันของน้ำที่เกิดจากการต่างระดับของน้ำด้านหน้าและด้านท้ายของกังหันกระทำต่อใบพัดระดับด้านท้ายน้ำจะอยู่สูงกว่าระดับบนของปลายท่อปล่อยน้ำออก Francis Turbine Deriaz Turbine Kaplan Turbine

Francis Turbine เป็นกังหันแบบที่ใช้การไหลของปริมาณน้ำในใบพัดเป็นแบบแฉกและน้ำไหลออกขนานกับแกน

Deriaz Turbine เป็นกังหันแบบที่มีการไหลของน้ำในทิศทางทแยงมุมกับแกน ใช้กับกรณีที่มีหัวน้ำสูง กังหันน้ำกระเปาะ Bulb

Kaplan Turbine หรือกังหันแบบใบพัด น้ำจะไหลผ่านใบพัดในทิศทางขนานกับแกนของกังหัน ใช้กับกรณีที่มีหัวน้ำต่ำ ใบพัดสามารถปรับได้ตามมุมของซี่ใบพัดโดยอัตโนมัติตามแรงอัดหรือแรงฉีดของน้ำโดยจะสัมพันธ์กันกับความแรงที่หัวฉีดน้ำ

สรุปข้อดี-ข้อเสียของ Hydro Power Plant ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ ค่าบำรุงรักษาน้อย ไม่มีมลภาวะ สามารถเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รวดเร็ว อายุการใช้งานนาน ไม่จำเป็นต้องมีการสำรอง Fuel พลพลอยได้จากอ่างเก็บน้ำ ด้านอุปโภคและบริโภค

สรุปข้อดี-ข้อเสียของ Hydro Power Plant ค่าใช้จ่ายในการสร้างโรงไฟฟ้าและเขื่อนเก็บน้ำสูงมาก กำลังการผลิตไฟฟ้าไม่แน่นอน ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำ อยู่ห่างไกลจากศูนย์กลางของ Load Production ทำให้เสียค่าใช้จ่ายสูงในกาสร้างสายส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม