4. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

รูปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในเขื่อน

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window 

      หัวใจสำคัญของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ก็คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานกลมาเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยการเหนี่ยวนำของแม่เหล็ก คือการเคลื่อนที่ของขดลวดตัวนำผ่านสนามแม่เหล็ก หรือการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กผ่านขดลวด จะเกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นในขดลวดตัวนำนั้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ในโรงไฟฟ้าจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ แบบ 3 เฟส 4 สาย  

รูปหลักแผนภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย

รูปแผนภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย 2

      โรงไฟฟ้าพลังน้ำโรงหนึ่ง ๆ จะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเครื่อง เพื่อช่วยในการผลิตกระแสไฟฟ้า ให้เพียงพอกับความต้องการของผู้บริโภค และเป็นการสลับการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ให้ตัวใดตัวหนึ่งใช้งานหนักเกินไป หรือเอาไว้สำรองในเวลาที่ต้องทำการซ่อมแซมเครื่องจักรอุปกรณ์

รูปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดยักษ์ ที่เขื่อนฮูเวอร์สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากกว่า 2,000 MW

รูปส่วนประกอบหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ส่วนประกอบหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีดังนี้

เพลา (Shaft) เป็นแกนโลหะทรงกระบอก รับแรงหมุนจากเพลาของกังหันมาหมุนเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า  

รูปเพลาที่ต่อระหว่างกังหัน และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 1

รูปเพลาที่ต่อระหว่างกังหัน และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 2

โรเตอร์ (Rotor) เป็นทุ่นหมุนมีขดลวดฝังอยู่รอบแกนโรเตอร์ที่ทำจากแผ่นซิลิกอนอัดแน่นเป็นชั้นพร้อมมีฉนวนกั้น เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าไหลวนกรแสไฟฟ้าที่ได้มาจะได้มาจากเอ็กไซเตอร์

รูปโรเตอร์

เอ็กไซเตอร์ (Excitor) อยู่ในแกนเดียวกับโรเตอร์ ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงป้อนให้แก่โรเตอร์ เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่โรเตอร์ขึ้น

รูปเอ็กไซเตอร์ป้อนไฟให้แก่โรเตอร์

สเตเตอร์ (Stator) เป็นขดลวดพันรอบแผ่นเหล็กอัดแน่นเหมือนโรเตอร์ เป็นขดลวดอยู่กับที่วางไว้อยู่รอบ ๆ ผนังของตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อาศัยการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กผ่านลวดตัวนำ จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าที่สเตเตอร์ และนำแรงดันไฟฟ้านี้ไปใช้งาน

รูปสเตเตอร์

หลักการทำงานง่าย ๆ ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ก็คือ

      เมื่อกังหันน้ำหมุนด้วยแรงดันของน้ำเหนือเขื่อนที่ปล่อยลงมาใส่กังหัน เพลาของกังหัน กับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต่อถึงกัน

      เมื่อกังหันหมุน เพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็หมุนตามไปด้วย ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนแกนเพลาโรเตอร์ก็จะหมุนไปด้วยอยู่ภายในสเตเตอร์ โรเตอร์จะมีการจ่ายไฟเลี้ยงเข้าไปเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก ขดลวดสเตเตอร์ก็จะเกิดการเหนี่ยวนำสร้างแรงดันไฟฟ้า

      แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้จะจ่ายไปที่หม้อแปลงไฟขึ้น (Step-up transformer) เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงจนถึง 230,000 โวลต์ จ่ายไปตามเสาไฟฟ้าแรงสูง ไปถึงสถานีจ่ายไฟหลัก จะถูกหม้อแปลงไฟลง (Step-down transformer) ลดแรงดันลงมา เหลือ 69,000 โวลต์

      จากนั้นก็จะจ่ายไฟไปตามสถานีย่อยที่ต่าง ๆ และถูกลดแรงดันลงไปอีกเหลือ 11,000 โวลต์ และถูกส่งไปตามบ้านเรือนการไฟฟ้าจะมีการติดตั้งหม้อแปลงอีกชุด จาก 11,000 โวลต์ ให้เหลือ 380 โวลต์ หรือ220 โวลต์  

วิดีโอเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในเขื่อนฮูเวอร์

วิดีโอแอนิเมทชัน ของไฟฟ้าพลังน้ำ

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“กะทิยิ่งเคี่ยวยิ่งมัน กระท้อนยิ่งทุบยิ่งหวาน
ชีวิตยิ่งพบปัญหา ยิ่งฉลาด”