บทความ
 อวกาศ
 พลังงาน
 อิเล็กทรอนิกส์
 ทฤษฏีสัมพัทธภาพ
 ไครโอเจนิกส์
 เฮลิคอปเตอร์
 เกียร์อัตโนมัติ
 โทรศัพท์มือถือ
 ยาง
 รถไฟความเร็วสูง
 คลัตช์ และกระปุกเกียร์ธรรมดา
 เจ็ทแพ็ค
 แผ่นดินไหว
 คู่มือ ต้องรอด
 โรงไฟฟ้าพลังน้ำ
 ดาวเทียม
 เชื่อมโลหะใต้น้ำ
 กังหันลมผลิตไฟฟ้า
 เครื่องยนต์ดีเซล
 เครื่องยนต์เบนซิน
 คัมภีร์สงครามซุนวู ฉบับเข้าใจง่าย
 โลหะ
 ฟิสิกส์
 ปัญหาพระยามิลินท์
 ยานยนต์สมัยใหม่
 แมคาทรอนิกส์
 เครื่องกล 6 แกน
 เครื่องยนต์เจ็ท
 หุ่นยนต์
 สินค้า ผลงาน
 เขียนแบบ
 ออกแบบ คำนวณ
 วางโครงการ
วันนี้ 624
เมื่อวาน 908
สัปดาห์นี้ 2,184
สัปดาห์ก่อน 5,706
เดือนนี้ 13,315
เดือนก่อน 22,351
ทั้งหมด 770,437
  Your IP :54.80.188.87

3. ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

 

 

รูปสายน้ำที่ไหลตามธรรมชาติ

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

 

      เมื่อเรามองดูน้ำในแม่น้ำลำคลองที่ไหลไปเรื่อย ๆ เหมือนกับว่ามันไม่มีประโยชน์อันใดเลย แต่ทว่า แท้จริงแล้ว การไหลของน้ำนั้นมันมีประโยชน์ให้กับมนุษย์มหาศาลเมื่อนำมาใช้ให้เป็น

 

      อันประโยชน์ที่จะได้นั้นก็คือ การดึงเอาพลังงานแฝงจากน้ำจำนวนมากที่ไหลด้วยความแรง, ไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ, ไหลผ่านทางแคบ มาใช้ปั่นเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้มากมายกับมนุษย์  

 

 

รูปตัวอย่างง่าย ๆ ของการนำแรงของน้ำมาใช้ประโยชน์

 

      โรงไฟฟ้าพลังน้ำ จะทำหน้าที่ควบคุมพลังงานของน้ำ และใช้กลไก ที่จะเปลี่ยนพลังงานน้ำไปเป็นพลังงานกล เปลี่ยนจากพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการง่าย ๆ ของการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากน้ำก็คือ ปล่อยน้ำที่ถูกกักเก็บไว้บนเขื่อนให้ไหลออกไป ก่อนที่น้ำจะไหลออกไปสู่ข้างนอกจะต้องไปหมุน กังหันน้ำ (Hydraulic Turbine) เสียก่อน

 

รูปกังหันน้ำประเภทหนึ่งที่เรียกกันว่ากังหันน้ำเพลตัน

 

รูปกังหันเพลตัน

 

วิดีโอแอนิเมทชันแสดงการทำงานของกังหันน้ำเพลตัน

 

ซึ่งกังหันน้ำนี้จะต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ผลิตกระแสไฟฟ้าออกมา แล้วแปลงไฟฟ้าให้เป็นแรงดันสูง จากนั้นก็ส่งไปตามสายส่งไปที่สถานีไฟฟ้าย่อย ลดแรงดันไฟฟ้าลง เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าไปให้แก่ผู้บริโภคต่อไป

  

ด้านล่างนี้แสดงถึงส่วนประกอบพื้นฐานง่าย ๆ ของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ มีดังนี้

 

วิดีโอการทำงานของเขื่อน

 

 

รูปส่วนประกอบของการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เขื่อน

 

เขื่อน เป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญ ที่อุปกรณ์ต่าง ๆ ส่วนมากจะประกอบติดกับตัวเขื่อน เขื่อนทำหน้าที่กักเก็บน้ำ (Reservoir) จำนวนมหาศาล เหนือเขื่อนขึ้นไปจะเรียกว่า ทะเลสาบ (Lake) เพื่อใช้เป็นแหล่งท่องเที่ยวพักผ่อนหย่อนใจ, ทำชลประทาน, ผลิตกระแสไฟฟ้า ฯลฯ

 

ประตูน้ำเข้า (Intake) เป็นประตูให้น้ำไหลเข้าไปในตัวเขื่อน โดยมีแรงดึงดูดของโลก และน้ำหนักของน้ำดึงน้ำให้ไหลผ่านเข้าไปในตัวเขื่อนเมื่อทำการเปิด ประตูควบคุม (Control gate) น้ำที่มีความดันมหาศาลวิ่งไหลผ่านท่อทางส่งน้ำ (Penstock) ไหลผ่านไปสู่กังหันน้ำ  

 

กังหันน้ำ (Turbine) น้ำที่ไหลมาจากท่อทางน้ำจะไหลมาปะทะกับใบกังหัน แรงของน้ำมีมากพอพอที่จะทำให้กังหันน้ำขนาดใหญ่หมุน ซึ่งแกนของกังหันจะต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้หมุนตามไปด้วย กังหันน้ำมีหลายชนิด ที่นิยมใช้กันมากก็คือ กังหันน้ำฟรานซิส (Francis turbine) ซึ่งคล้ายกับจานขนาดใหญ่ (รายละเอียดจะกล่าวในหัวข้อต่อต่อไป) กังหันฟรานซิสนี้มีน้ำหนักมากกว่า 172 ตัน และหมุนด้วยความเร็วประมาณ 90 รอบต่อนาที กำหนดโดย สถาบันศึกษาน้ำและพลังงาน (Foundation for Water & Energy Education: FWEE)

 

รูปภาคตัดของกังหันน้ำฟรานซิส

 

รูปกังหันน้ำเพลตัน

 

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เมื่อกังหันหมุน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหมุนตามไปด้วย ภายในจะมีแม่เหล็กต่อเรียงกัน แม่เหล็กขนาดยักษ์หมุนในขดลวดทองแดง เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน เกิดเป็น ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current: AC) 

 

รูปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าภายในเขื่อน

 

รูปภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

 

หม้อแปลง (Transformer) หม้อแปลงจะอยู่ใน บ้านกำลังงาน (Powerhouse) หลังจากที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้สร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นมาแล้วแต่แรงดันไฟฟ้ายังมีไม่มากพอ หน้าที่ของหม้อแปลงก็คือ เพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้เป็น กระแสไฟฟ้าแรงดันสูง (Higher-voltage current)

 

รูปหม้อแปลงไฟฟ้า

 

สายส่งไฟฟ้า (Power lines) หลังจากมีไฟฟ้าแรงดันสูงออกมาจะต้องมีอุปกรณ์ที่ใช่ส่งถ่ายกระแสไฟฟ้าเพื่อส่งไปสถานีไฟฟ้าที่ห่างไกลออกไป สายส่งที่ออกมาจากโรงไฟฟ้ามีสี่เส้น ซึ่งเป็นกำลังงานไฟฟ้าสามเฟส เป็นสายที่มีไฟฟ้า 3 เส้น และเป็นสายกลาง หรือสายดิน 1 เส้น

 

รูปสายส่งไฟฟ้าจากเขื่อนฮูเวอร์

 

 

รูปสายส่งไฟฟ้าแรงสูงเพื่อส่งไฟฟ้าไปสู่ผู้บริโภค

 

ทางไหลออก (Outflow) มีหน้าที่ส่งผ่านน้ำให้ออกจากเขื่อน เรียกกันว่า ร่องน้ำท้าย (Tailraces) และจะไหลลงไปสู่แม่น้ำลำธารที่อยู่ระดับต่ำกว่าต่อไป

 

รูปทางไหลของน้ำที่ออกจากเขื่อน

 

วิดีโอแสดงการทำงานของเขื่อนเป็นแอนิเมทชัน

 

ในแหล่งกักเก็บน้ำนั้นจะให้ความสำคัญกับ พลังงานที่สะสม (Stored energy) ก็คือปริมาณน้ำที่มีอยู่ในเขื่อน ถ้ามีระดับน้ำมากพลังงานที่สะสมไว้ก็จะมาก เมื่อเปิดประตูน้ำให้น้ำไหลผ่าน น้ำจะไหลผ่านท่อทางน้ำ พลังงานเคลื่อนที่ของน้ำที่ไหลเราเรียกว่า พลังงานจลน์ (Kinetic energy) 

 

      การคิดคำนวณปริมาณของไฟฟ้าที่สามารถผลิตออกมาได้นั้นมีปัจจัยให้คำนึงถึงอยู่มากมาย ในนั้นก็จะมีอยู่สองปัจจัยหลักอันได้แก่ การไหลของน้ำ (Water flow) และจำนวนของระดับความสูงของน้ำ หรือเฮดน้ำ (Hydraulic head) 

 

      เฮดน้ำวัดจากระยะระหว่างพื้นผิวน้ำ ถึงตัวกังหัน ถ้าการไหล และระดับความสูงของน้ำมีค่าลดลง จะมีผลต่อการผลิตกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสไฟฟ้า ปริมาณน้ำในเขื่อนควรจะมีปริมาณน้ำอยู่ในระดับที่สูงอยู่เสมอ

 

 

วิดีโอเขื่อนทรีจอร์จ (Three gorges) ของจีน

 

วิดีโอแอนิเมทชันของเขื่อนทรีจอร์จ

 

 

 

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

 

 

 

ทำงานเพราะต้องทำงาน กับทำงานเพราะรักงาน
ให้ความรู้สึกที่ต่างกัน และให้ผลงานที่ต่างกันด้วย

Share on Facebook
 
Google

WWW
http://www.thummech.com/
ฟังเพลงออนไลน์ คลิกเลย
 
Copyright © 2013-2015 Thummech All Rights Reserved. 
Powered by  ThaiWebPlus 
คนธรรมดามีความรู้คือคนฉลาด คนฉลาดมีความเข้าใจคือคนธรรมดา