JustMakeWeb.com รับทำเว็บไซต์ รับทำเว็บโรงแรม รับทำเว็บขายของ รับทำเว็บบริษัท เว็บสำเร็จรูป รับทำเว็บร้านค้า ออกแบบเว็บไซต์ ใช้งานได้ง่าย รองรับ SEO โปรโมท GOOGLE ให้ติดอันดับได้อย่างรวดเร็ว , ลงโฆษณาฟรี VPS ราคาถูก
รับทำเว็บไซต์
0
ผลิตภัณฑ์
ผลงานติดตั้งไฟฟ้า

โรงไฟฟ้า

2014-04-29 16:28:08 ใน บทความไฟฟ้า » 0 78516
ประเภทของโรงไฟฟ้า

              คงไม่อาจปฏิเสธได้ว่าความสะดวกสบายในปัจจุบัน เป็นผลพวงมาจากการที่เรามีไฟฟ้าใช้ทุกวันนี้ถ้าต้องการต้มน้ำก็เพียงเสียบปลั๊กหม้อไฟฟ้า ต้องการแสงสว่างก็เพียงเปิดสวิทช์ไฟ

              ไฟฟ้า เป็นรูปแบบของพลังงานที่เราใช้ได้อย่างสะดวกสบายที่สุดในปัจจุบัน คือ สามารถส่งหรือแจกจ่ายให้ผู้ใช้ได้ง่าย เพียงแค่ต่อสายจากแหล่งกำเนิดเท่านั้น สามารถเก็บสำรองไว้ได้ และที่สำคัญคือสามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานแบบอื่น เช่น ความร้อน หรือแสงได้ง่าย 

              
ไฟฟ้าที่เราใช้ตามบ้านเรือนทุกวันนี้มีต้นกำเนิดจากโรง ผลิตไฟฟ้าที่กระจายอยู่ทั่วประเทศ แม้จะเรียกว่า “ผลิต” แต่ที่จริงแล้ว การผลิตไฟฟ้า ไม่ใช่ “การสร้าง” พลังงานใหม่ขึ้นมา แต่เป็น “การเปลี่ยนรูป” พลังงานที่มีอยู่แล้วให้เป็นพลังานไฟฟ้าเท่านั้น 

              พลังงานที่นำมาเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าได้มีหลากหลาย ทั้งพลังงานที่เกิดจากการไหลของน้ำ พลังงานความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งพลังงานแต่ละประเภทมีความยาก-ง่าย ในการแปลงรูปพลังงานแตกต่างกัน รวมทั้งยังใช้เทคโนโลยีที่ต่างกันด้วย การผลิตไฟฟ้าจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้

              โรงผลิตไฟฟ้าก็คืออุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนพลังงาน ชนิดอื่นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแบ่งได้หลายประเภทตามเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตไฟฟ้า หากแบ่งโรงไฟฟ้าตามแหล่งพลังงานที่นำมาผลิตพลังงานไฟฟ้าแบ่งได้ดังนี้


โรงไฟฟ้าแบ่งตามการใช้เชื้อเพลิง
              1. ประเภทใช้เชื้อเพลิง หมายถึงโรงไฟฟ้าที่ใช้แหล่งพลังงานซึ่งใช้แล้วหมดไป มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าแหล่งพลังงานดังกล่าวได้แก่ พวกเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมัน ถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ด้วย ซึ่งวิธีการในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงเหล่านีให้เป็นพลังงานไฟฟ้า มีอยู่ 2 วิธีหลักๆ คือ

                    1.1 พลังไอน้ำ โดยใช้เชื้อเพลิงผลิตความร้อนแล้วนำไปต้มน้ำให้กลายเป็นไอ ไอน้ำจะไปหมุนกังหัน ที่ต่อกับขดลวดและแม่เหล็ก เกิดเป็กกระแสไฟฟ้าขึ้น เชื้อเพลิงแทบทุกชนิดก็สามารถสร้างความร้อนต้มน้ำให้เดือดได้ โรงไฟฟ้าแบบนี้จึงมีทั้งแบบที่ใช้ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน น้ำมัน หรือแม้แต่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงาน
                    1.2 พลังงานความร้อนการสันดาป โดยใช้ก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันมาสันดาปภายในเครื่องยนต์ ทำให้เกิดพลังงานกลต่อไป โรงไฟฟ้าที่อาศัยหลักการนี้ ยังแบ่งแยกได้อีกหลายประเภท ตามลักษณะของกลไกเครื่องยนต์ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน  โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม โรงไฟฟ้าดีเซล โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ

              
ข้อดีของแหล่งพลังงานแบบนี้ คือ สามารถควบคุมการผลิตไฟฟ้าได้ง่าย ถ้าต้องการไฟฟ้าเพิ่มก็เพียงใส่เชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น 
              ข้อเสียคือ เชื้อเพลิงเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป และบางอย่างยังก่อให้เกิดมลพิษ

 

 

              2. ประเภทไม่ใช้เชื้อเพลิง หมายถึงโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด หรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่แหล่งพลังงานที่ใช้แล้วหมดสิ้นไป ซึ่งอาจแบ่งย่อยได้อีกเป็น

                    2.1 พลังงานกล โดยใช้การเคลื่อนที่ของสสาร เช่น การพัดของลม การไหลของน้ำ การเคลื่อนที่ของคลื่นในทะเล เพื่อหมุนกังหันให้ผลิตกระแสไฟฟ้า 
                    
2.2 พลังงานจากแสงอาทิตย์
                    2.3 พลังงานความร้อนใต้พิภพ


              
ข้อดีของแหล่งพลังงานแบบนี้คือ เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด เพราะไม่มีการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง และแหล่งพลังไม่หมดไป
              ข้อเสียคือ ควบคุมกำลังการผลิตได้ยาก เพราะแหล่งพลังงานอิงอยู่กับธรรมชาติ อีกทั้งปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้เทียบกับต้นทุนแล้วยังมีราคาสูงอยู่

ตัวอย่างโรงไฟฟ้าประเภทใช้เชื้อเพลิง

โรงไฟฟ้าดีเซล  (Diesel Engine Power Plants) 
           เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทหนึ่ง ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง หลักการทำงานคล้ายกับเครื่องยนต์ดีเซลในรถทั่วไป   โดยอาศัยการสันดาปของน้ำมันดีเซลที่ถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ที่ถูกอัดอากาศจนมีอุณหภูมิสูงที่เรียกว่าจังหวะอัด  ในขณะเดียวกันน้ามันดีเซลที่ถูกฉีดเข้าไปจะทำการสันดาป กับอากาศที่มีความร้อนสูงเกิดการระเบิด ดันลูกสูบเคลื่อนที่ลงไปเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งต่อกับเพลาของเครื่องยนต์ที่ต่อกับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เกิดการเหนี่ยวนำได้กระแสไฟฟ้า

 

 

           เนื่องจากน้ำมันดีเซลมีราคาแพงขึ้น  ทำให้ไม่ค่อยนิยมที่จะสร้างโรงไฟฟ้าดีเซล  เนื่องจากมีต้นทุนสูง โดยต้นทุนการผลิตกระแสไฟฟ้า เรียงลำดับจากต้นทุนต่ำไปสูง เป็นดังนี้ ถ่านหิน  ก๊าซธรรมชาติ  น้ำมันเตา และน้ำมันดีเซล

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Thermal Power Plant) 
           เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเตา หรือถ่านหิน เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า อาศัยความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไปต้มน้ำในหม้อน้ำ (Boiler) ให้เป็นไอน้ำที่มีแรงดันและมีอุณหภูมิสูง เพื่อไปขับดันกังหันไอน้ำ ซึ่งจะมีเพลาต่อเชื่อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นไอน้ำจะผ่านไปกลั่นตัวเป็นน้ำที่เครื่องควบแน่น และถูกส่งกลับมารับความร้อนในหม้อน้ำอีกครั้ง


หลักการทำงาน
           1. ทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อให้เกิดการสันดาปได้ความร้อน 
           2. ความร้อนจะไปทำให้น้ำกลายเป็นไอน้ำ  และแรงดันไอน้ำจะทำการหมุนกังหันไอน้ำ 
           3. แกนของกังหันไอน้ำจะต่อกับแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เกิดการเหนี่ยวนำทำให้ได้กระแสไฟฟ้า 
           4. เชื้อเพลิงที่จะนำมาใช้ในประเทศไทยได้แก่  ลิกไนต์ ก๊าซธรรมชาติ

 

 

           ปัจจุบันได้มีการนำเข้าถ่านหินคุณภาพดีคือ บิทูมินัสมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ในต่างประเทศใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงที่นำมาใช้สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนในประเทศไทย คือ ลิกไนต์ เนื่องจากพบเหมืองลิกไนต์ที่จังหวัดลำปาง   ลิกไนต์ถือเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำ  และก่อเกิดมลพิษได้มากกว่าถ่านหินที่มีคุณภาพสูงเช่น แอนทราไซต์หรือบิทูมินัส 

โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas Turbine Power Plant) 
           โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซเป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้กังหันก๊าซเป็นเครื่องต้นกำลัง ซึ่งได้พลังงานจากการเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างก๊าซธรรมชาติกับอากาศความดันสูง (Compressed Air) จากเครื่องอัดอากาศ (Air Compressor) ในห้องเผาไหม้ (Combustion Chamber) เกิดเป็นไอร้อนที่ความดันและอุณหภูมิสูงไปขับดันใบกังหันเพลากังหันไปขับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า

           เครื่องกังหันก๊าซเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในเปลี่ยนสภาพพลังงานเชื้อเพลิงเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง โดยทำการอัดอากาศให้มีความดันสูง 8-10 เท่า และส่งอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ ทำให้เกิดการขยายตัว เกิดแรงดัน และอุณหภูมิสูง ส่งอากาศเข้าไปในหมุนเครื่องกันหันก๊าซ เพลาของเครื่องกังหันก๊าซจะต่อกับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำและได้กระแสไฟฟ้า

           โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซมีประสิทธิภาพประมาณ 25% สามารถเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็วเหมาะที่จะใช้เป็นโรงไฟฟ้าสำรองเพื่อผลิต พลังงานไฟฟ้า ในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูงสุด (Peak Load Period) และกรณีฉุกเฉิน และมีอายุการใช้งานประมาณ 15 ปี


โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (Combined-Cycle Power Plant) 
           เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ซึ่งมีการทำงาน 2 ระบบร่วมกัน คือ ระบบของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ทำงานร่วมกับระบบของโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ 

ส่วนประกอบที่สำคัญโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ประกอบด้วย
           1. เครื่องกังหันก๊าซ (เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ, Gas Turbine)
           2. หม้อน้ำ (Waste Heat Boiler หรือ Heat Recovery Steam Generator; HRSG)
           3. เครื่องกังหันไอน้ำ (เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ, Steam Turbine)

 

 

หลักการทำงาน 
           1. ใช้หลักการณ์เดียวกับโรงไฟฟ้ากงหันห๊าซ โดยนำก๊าซธรรมชาติมาจุดระเบิดเพื่อให้เกิดพลังงานความร้อนไปขับเคลื่อน กังหันก๊าซ
           2.  นำไอเสีย (Waste heat) จากเครื่องกังหันก๊าซมาใช้ต้มน้ำในในหม้อน้ำ (HRSG)
           3. ไอน้ำได้จากการหม้อน้ จะถูกนำไปขับเคลื่อนเครื่องกังหันไอน้ำ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาได้ โดยใช้หลักการณ์เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมทั่วไป

 

 

           โดยทั่วไปโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมจะประกอบด้วยเครื่องกังหันก๊าซ 1 – 4 เครื่องร่วมกับกังหันไอน้ำ 1 เครื่อง ซึ่งการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าระบบความร้อนร่วมนี้จะทำการผลิตร่วมกัน หากเกิดเหตุขัดข้องกับเครื่องกังหันแก๊สเครื่องใดเครื่องหนึ่ง โรงไฟฟ้าสามารถลดกำลังผลิตที่ได้ตามสัดส่วนของเครื่องกังหันก๊าซที่หยุดเดินเครื่องไป อย่างไรก็ตาม หากเกิดเหตุขัดข้องต่อโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ โรงไฟฟ้าอาจจะมีความจำเป็นต้องหยุดการเดินเครื่อวของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซทั้งหมดด้วย เนื่องจากการเดินเครื่องโดยไม่มีโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ จะส่งผลกระทบต่อต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยเพิ่มขึ้น เนื่องจากต้นทุนของก๊าซธรรมชาติเท่าเดิม หากแต่ผลิตไฟฟ้าได้น้อยลง ซึ่งทำให้ไม่คุ้มทุนในการเดินเครื่อง 

           โรงไฟฟ้าก๊าซในประเทศไทยส่วนใหญ่เป็นแบบชนิดนี้ เนื่องจากให้ประสิทธิภาพดีกว่า โดยจะเห็นได้ว่าโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ จะมีประสิทธิภาพประมาณ 25% หากแต่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม จะมีประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 50%  เช่น โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ โรงไฟฟ้าพระนครใต้ โรงไฟฟ้าน้ำพอง โรงไฟฟ้าราชบุรี เป็นต้น


โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (Nuclear Power Plant) 
           เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทหนึ่ง อาศัยพลังความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการแตกตัวของธาตุยูเรเนียม แล้วนำไปใช้ในกระบวนการผลิตไอน้ำที่ใช้ในการเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้า


หลักการทำงาน
           โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จัดเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่ง มีหลักการทำงานคล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นสามารถแบ่งส่วนการทำงาน ได้ 2 ส่วน คือ

           1. ส่วนผลิตความร้อน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบน้ำระบายความร้อน และเครื่องผลิตไอน้ำ โดยใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น ไปต้มน้ำ ผลิตไอน้ำ แทนการผลิตไอน้ำ จากการสันดาปเชื้อเพลิง ชนิดที่ก่อให้เกิดก๊าซมลพิษ
           2.  ส่วนผลิตกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย กังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งส่วนนี้ เป็นองค์ประกอบของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทุกชนิด

 

 

ส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประกอบด้วย
ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประกอบด้วย

1.เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
           เราใช้ยูเรเนียม-235 เป็นเชื้อเพลิง โดยยูเรเนียม-235ที่นำมาใช้ จะต้องมีมีความเข้มข้น 3.5 – 5 % ซึ่งในธรรมชาติจะมี ยูเรเนียม-235 ที่ความเข้มข้นที่ 0.7 %เท่านั้น ดังนั้นยูเรเนียมในธรรมชาติจึงต้องผ่านการเสริมสมรรถนะก่อนนำมาใช้เป็นเชื้อ พลิง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำลังการผลิตประมาน 1,000 MW ใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมปีละประมาน 27 ตัน ซึ่งผลิตมาจากแร่ยูเรเนียมในธรรมชาติ 160 ตัน

2.สารหน่วงนิวตรอน 
           ทำหน้าที่ลดความเร็วของนิวตรอน (พลังงาน) เพื่อให้เหมาะสมที่จะสามารถวิ่งชนยูเรเนียม-235 ได้ โดยส่วนมากจะใช้สารที่มีขนาดโมเลกุลใกล้เคียงกับขนาดของนิวตรอน สารที่ใช้มักเป็นน้ำ น้ำมวลหนัก หรือกราไฟต์

3.แท่งควบคุม
           เท่งควบคุมเป็นแท่งดูดจับนิวตรอน เพื่อหยุดปฏิกิริยาฟิชชัน สารที่ใช้ได้แก่ โบรอน แคดเมียม และ ฮาฟเมียม โดยแท่งควบคุมจะเคลื่อนที่ขึ้นลง เพื่อลดและเพิ่มปฏิกิริยาฟิชชัน

4.สารระบายความร้อน
           เป็นสารนำความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยาฟิชชัน ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นสารตัวเดียวกับสารหน่วงนิวตรอน

5.ถังปฏิกรณ์
           ทำด้วยสแตนเลสสตีล มีความทนต่อแรงดันสูง ภายในบรรจุแกนปฏิกรณ์ และสารระบายความร้อน

6.เครื่องกำเนิดไอน้ำ
           เป็นส่วนที่นำความร้อนจากปฏิกิริยาฟิชชันมาต้มนำ เพื่อผลิตไอน้ำไปหมุนกังหันผลิตกระแสไฟฟ้า

7.อาคารคลุมเครื่องปฏิกรณ์
           อาคารขนาดใหญ่มีลักษณะเป็นรูปโดม มีโครงสร้างที่แข็งแรง ทนทานต่อการเกิดอุบัติเหตุทั้งภายในและภายนอกสามารถเก็บกักสารกัมมันตรังสีไว้ภายใน โดยจะไม่ปล่อยให้ฟุ้งกระจายออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก

 

 

แบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ปัจจุบันทั่วโลก ได้นิยมใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 3 แบบ ได้แก่

1. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบใช้น้ำความดันสูง (Pressurized Water Reactor : PWR)
 

 

 

           โรงไฟฟ้าชนิดนี้ จะถ่ายเทความร้อน จากแท่งเชื้อเพลิงให้น้ำ จนมีอุณหภูมิสูงประมาณ 320 องศาเซลเซียส ภายในถังขนาดใหญ่ จะอัดความดันสูงประมาณ 15 เมกะปาสคาล (Mpa) หรือประมาณ 150 เท่าของความดันบรรยากาศไว้ เพื่อไม่ให้น้ำเดือดกลายเป็นไอ และนำน้ำส่วนนี้ ไปถ่ายเทความร้อน ให้แก่น้ำหล่อเย็นอีกระบบหนึ่ง เพื่อให้เกิดการเดือด และกลายเป็นไอน้ำออกมา เป็นการป้องกัน ไม่ให้น้ำในถังปฏิกรณ์ ซึ่งมีสารรังสีเจือปนอยู่ แพร่กระจายไปยังอุปกรณ์ส่วนอื่นๆ ตลอดจนป้องกัน การรั่ว ของสารกัมมันตรังสีสู่สิ่งแวดล้อม

2. โรงไฟฟ้าแบบน้ำเดือด (Boiling Water Reactor : BWR) 

 

 

           สามารถผลิตไอน้ำได้โดยตรงจากการต้มน้ำภายในถัง ซึ่งควบคุมความดันภายใน (ประมาณ 7 Mpa) ต่ำกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบแรก (PWR) ดังนั้น ความจำเป็นในการใช้เครื่องผลิตไอน้ำ และแลกเปลี่ยนความร้อน ปั๊ม และอุปกรณ์ช่วยอื่นๆ ก็ลดลง แต่จำเป็นต้องมีการก่อสร้างอาคารป้องกันรังสีไว้ ในระบบอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ของโรงไฟฟ้า เนื่องจากไอน้ำจากถังปฏิกรณ์ จะถูกส่งผ่านไปยังอุปกรณ์เหล่านั้นโดยตรง

3. โรงไฟฟ้าแบบใช้น้ำมวลหนักความดันสูง (Pressurized Heavy Water Reactor : PHWR) 

 

 

           ซึ่งประเทศแคนาดาเป็นผู้พัฒนาขึ้นมา จึงมักเรียกชื่อย่อว่า “CANDU” ซึ่งย่อมาจากคำว่า Canadian Deuterium Uranium มีการทำงานคล้ายคลึงกับ แบบ PWR แต่แตกต่างกันที่ มีการจัดแกนปฏิกรณ์ในแนวระนาบ และเป็นการต้มน้ำ ภายในท่อขนาดเล็กจำนวนมาก ที่มีเชื้อเพลิงบรรจุอยู่ แทนการต้มน้ำ ภายในถังปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ เนื่องจากสามารถผลิตได้ง่ายกว่า การผลิตถังขนาดใหญ่ โดยใช้ “น้ำมวลหนัก” (Heavy Water, D2O) มาเป็นตัวระบายความร้อนจากแกนปฏิกรณ์ นอกจากนี้ ยังมีการแยกระบบใช้น้ำมวลหนัก เป็นตัวหน่วงความเร็ว ของนิวตรอนด้วย เนื่องจากน้ำมวลหนัก มีการดูดกลืนนิวตรอน น้อยกว่าน้ำธรรมดา ทำให้ปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นได้ง่าย จึงสามารถใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมที่สกัดมาจากธรรมชาติ ซึ่งมียูเรเนียม-235 ประมาณร้อยละ 0.7 ได้ โดยไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการปรังปรุงให้มีความเข้มข้นสูงขึ้น ทำให้ปริมาณผลิตผลจากการแตกตัว (fission product) ที่เกิดในแท่งเชื้อเพลิงใช้แล้ว มีน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้น้ำธรรมดา

ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ข้อดี
           1. เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถให้กำลังผลิตสูงกว่า 1,200 เมกะวัตต์
           2. มีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น
           3. เป็นโรงไฟฟ้าที่สะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ
           4. เสริมสร้างความมั่นคงของระบบผลิตไฟฟ้า เนื่องจากใช้เชื้อเพลิงน้อย ทำให้เสถียรภาพใน การจัดหาเชื้อเพลิง และราคาเชื้อเพลิง มีผลกระทบต่อต้นทุนการผลิตเล็กน้อย


ข้อเสีย
           1. เงินลงทุนเริ่มต้นสูง
           2. จำเป็นต้องเตรียมโครงสร้างพื้นฐาน และการพัฒนาบุคลากร เพื่อให้การดำเนินงาน เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
           3. จำเป็นต้องพัฒนา และเตรียมการ เกี่ยวกับการจัดกากกัมมันตรังสี การดำเนินงาน ด้านแผนฉุกเฉินทางรังสี และมาตรการควบคุม ความปลอดภัย เพื่อป้องกันอุบัติเหตุ
           4. การยอมรับของประชาชน


โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงชีวมวล (Biomass Power Plant) 
           เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้เศษวัสดุจากเชื้อเพลิงชีวมวล ได้แก่ กากหรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร กากจากผลผลิตทางการเกษตรที่ผ่านการแปรรูปแล้ว เช่น แกลบ ชานอ้อย เศษไม้ กากปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กากและกะลามะพร้าว ส่าเหล้า เป็นต้น นำมาเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า และพลังไอน้ำ ซึ่งอาจเป็นเศษวัสดุชนิดเดียว หรือหลายชนิดรวมกันก็ได้ โดยชีวมวลแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป สำหรับโรงไฟฟ้าที่เลือกใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง เนื่องจากแกลบมีความชื้นต่ำ จึงให้ค่าความร้อนสูง และมีหลักการทำงานคล้ายกับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน แต่จะใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้เพื่อให้เกิดความร้อนในการผลิตไอน้ำแทนเชื้อเพลิงจากฟอสซิล (น้ำมัน, ถ่านหิน, ก๊าซธรรมชาติ)

 

 

หลักการทำงาน
           1.   เริ่มจากการลำเลียงเชื้อเพลิงชีวมวลเข้าสู่โรงเก็บและถ้าเชื้อเพลิงชีวมวล นั้นมีความเปียกชื้นอาจมีการนำมาตากแดดให้แห้งก่อน
           2. ชีวมวลจะถูกนำมาบดให้ละเอียด(เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้)แล้วนำไปสู่ไซโลเพื่อป้อนเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้
           3. เชื้อเพลิงถูกเผาไหม้พลังงานความร้อนที่ได้จะนำไปต้มน้ำจากนั้นจะได้ไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จะถูกส่งไปหมุนกังหัน ( Turbines ) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ( Generator ) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า 
           4. ไอน้ำร้อนที่ผ่านกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าแล้ว จะถูกทำให้เย็นลงด้วยกระบวนการควบแน่นด้วย Condenser จะได้เป็นหยดน้ำซึ่งจะถูกรวบรวม และส่งด้วยปั๊มน้ำ ( Boiler feed pump ) ไปเติมให้กับหม้อต้มน้ำเพื่อให้หมุนเวียนกลายเป็นไอต่อไป 

           ส่วนน้ำหล่อเย็น ( Cooling Water ) ที่ใช้ในการควบแน่นแล้ว มีอุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากได้รับความร้อนที่ถ่ายเทมาจากไอน้ำจะถูกทำให้เย็นลงโดยใช้หอหล่อเย็น Cooling Tower ) ระบายความร้อนออกจากน้ำหล่อเย็นสู่อากาศ ส่วนน้ำที่อุณหภูมิลดลงแล้วก็จะถูกนำมาใช้ใหม่อีก ระบบน้ำหล่อเย็นชนิดนี้จึงเป็นระบบวงจรปิด

 

 

โรงไฟฟ้าพลังงานขยะ (Incinery Power Plant) 
           ใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า โดยขยะส่วนใหญ่เป็นมวลชีวภาพ เช่น กระดาษ เศษอาหาร และไม้ ฯลฯ โรงไฟฟ้าพลังงานขยะมีวิธีการทำงานเหมือนกับโรงไฟฟ้าอื่นๆ โดยจะนำขยะมาเผาบนตะแกรง แล้วนำความร้อนที่เกิดขึ้นมาใช้ต้มน้ำในหม้อน้ำจนกลายเป็นไอน้ำเดือด ซึ่งจะไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

 

 

           โรงไฟฟ้าในโลกเรานี้ มีหลากหลายรูปแบบแตกต่างกันไปตามความต้องการ หรือความจำเป็นของแต่ละประเทศ ซึ่งอาจจะดูจากทรัพยากรพลังงาน หรือสภาพภูมิอากาศของประเทศนั้นๆ ในปัจจุบันโรงไฟฟ้าในประเทศไทยจะเป็นโรงไฟฟ้าชนิด พลังงานความร้อนร่วมเป็นส่วนใหญ่ (55%) และรองลงมาคือ โรงไฟฟ้าจากพลังงานความร้อน  (25%) โดยส่วนมากกว่า 75% จะใช้ก๊ษซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงอย่างไรก็ตาม การที่ประเทศใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าประเภทใดประเภทหนึ่งมาก ถือเป็นความเสี่ยงด้วยเช่นกัน ดังนั้นในแผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้า พ.ศ. 2553-2573 ซึ่งจัดทำโดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย จึงได้วางแผนที่จะเพิ่มการใช้ถ่านหินสะอาด นิวเคลียร์ และ พลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เข้ามาในระบบ

ตัวอย่างโรงไฟฟ้าประเภทไม่ใช้เชื้อเพลิง

โรงไฟฟ้าพลังน้ำ (Hydro Power Plant) 
             ใช้แรงดันของน้ำจากเขื่อนและอ่างเก็บน้ำ ซึ่งอยู่ในระดับสูงกว่าโรงไฟฟ้าไปหมุนเพลาของกังหันน้ำ ซึ่งจะขุดให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าตลอดเวลาที่มีการเปิดน้ำให้ไหลผ่าน

 

 

หลักการทำงาน
             คือ สร้างเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำ ให้มีระดับน้ำสูงกว่าระดับของโรงไฟฟ้า ปล่อยน้ำปริมาณที่ต้องการไปตามท่อส่งน้ำ  เพื่อไปยังโรงไฟฟ้าที่อยู่ต่ำกว่า พลังน้ำจะไปหมุนเพลาของกังหันน้ำที่ต่อกับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้โรเตอร์หมุน เกิดการเหนี่ยวนำขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้พลังไฟฟ้าเกิดขึ้น 

             โรงไฟฟ้าในยุคแรกๆของประเทศไทยจะเป็นแบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำ โดย กฟผ. จะเป็นผู้รับผิดชอบในการดูแลการปล่อยน้ำ ทั้งเพื่อการผลิตไฟฟ้าและการชลประทาน  แต่ปัจจุบันการสร้างเขื่อนขนาดใหญ่จำกัดในเรื่องสถานที่ที่จะสร้างอีกทั้งการคัดค้านจากประชาชน  จึงหันไปลงทุนในการสร้างเขื่อนในประเทศเพื่อนบ้าน แล้วทำสัญญาซื้อไฟฟ้าจากประเทศเพื่อนบ้าน เช่น ประเทศลาว และประเทศพม่า


โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Power Plant) 
             โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) รับพลังงานจากแสง เพื่อเปลี่ยนจากพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง

 

 

หลักการทำงาน
             ในทันทีที่มีแสงตกกระทบบนแผ่นเซลล์ซึ่งจะมีอยู่สองชั้นนั้น รังสีของแสงที่มีอนุภาคของพลังงานประกอบที่เรียกว่าโปรตอน (Proton) จะถ่ายเทพลังงานให้กับอิเล็กตรอน (Electron) ในสารกึ่งตัวนำที่อยู่ส่วนล่างของเซลล์ ซึ่งแสดงด้วยวงแหวน จนมีพลังงานมากพอที่จะกระโดดลอยออกมาจากแรงดึงดูดของอะตอม และสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนมีการเคลื่อนที่ จะทำให้ระบบไฟฟ้าเกิดการครบวงจรทำให้เกิดไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ขึ้น

 


การทำงานของเซลล์ แสงอาทิตย์ (ภาพ: 
www.iclei.org )

 

ประเภทของเซลล์แสงอาทิตย์
1. เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอน ชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Monocrystalline Silicon Solar Cell
             ลักษณะเป็นแผ่นซิลิคอนแข็งและบางมาก ซิลิกอนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลกชนิดหนึ่ง สามารถถลุงได้จากหินและทราย เรานิยมใช้ธาตุซิลิกอนในงานอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้ทำทรานซิสเตอร์และไอซี และเซลล์แสงอาทิตย์ เทคโนโลยี c-Si ได้รับความนิยมและใช้งานกันอย่างแพร่หลาย 


2.เซลล์แสงอาทิตย์ แบบผลึกโพลี (Polycrystalline)
             เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกโพลีได้ถูกพัฒนาขึ้น เพื่อแก้ปัญหาต้นทุนสูงของแบบผลึกเดี่ยวซิลิคอนแบบผลึกโพลีหรือโพลีซิลิคอน ก็คือก้อนซิลิคอนที่เกิดจากการรวมตัวกันของชิ้นเล็กๆ (ขนาดระดับ ไมโครเมตร - มิลลิเมตร) ของผลึกเดี่ยวของซิลิคอน 


3. เซลล์แสงอาทิตย์แบบอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell)
             ลักษณะเป็นฟิล์มบางเพียง 0.5 ไมครอน (0.0005 มม.) น้ำหนักเบามาก และประสิทธิภาพเพียง 5-10% เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ธาตุซิลิกอนเช่นกัน แต่จะไม่เป็นผลึก แต่ผลของสารอะมอร์ฟัสจะทำให้เกิดเป็นฟิล์มบางของซิลิกอน ซึ่งมีความบางประมาณ 300 นาโนเมตร ทำให้ไม่สิ้นเปลืองเนื้อวัสดุ น้ำหนักเบา การผลิตทำได้ง่าย และข้อดีของ a-Si ไม่เกิดมลพิษกับสิ่งแวดล้อม 


การนำเซลล์แสงอาทิตย์ไปใช้งาน
             ในการใช้งานจริงนั้น จะมีการนำเซลล์แสงอาทิตย์หลายๆเซลล์มาประกอบกันเป็นชุด เพื่อให้ได้ไฟฟ้าที่พอเพียงต่อการใช้งานชุดเซลล์นี้ รู้จักกันในชื่อ Array โดยมีทางเลือกสองทางหลักของการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้นี้ 

             1. ระบบ Stand-alone กล่าวคือจะมีการเก็บไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้จากแสงอาทิตย์ในเวลากลางวัน เพื่อไปใช้ในเวลากลางคืน โดยการนำไปเพิ่มประจุของชุดแบตเตอรี่ (เก็บไฟที่ผลิตได้ไว้ในแบตเตอรี่) หลังจากนั้น จึงจะนำไฟฟ้าไปใช้งานตามต้องการ โดยอาจนำไฟฟ้าที่เก็บไปใช้ในลักษณะกระแสตรงเหมือนเดิม หรืออาจจะแปลงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยติดอุปกรณ์เพิ่มก่อนจะนำไปใช้งานก็ได้ ระบบเช่นนี้ พบมากในบริเวณพื้นที่ชนบท เขตอุทยานแห่งชาติ (ตะรุเตา ห้วยขาแข้ง และภูกระดึง) หรือในพื้นที่ที่ระบบสายส่งไฟฟ้าหลักไปไม่ถึง
             2. ระบบ Utility grid โดยจะนำไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตได้จากเซลล์แสงอาทิตย์ มาแปลงให้เป็นกระแสสลับ และจำหน่ายเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้าโดยทันที ระบบนี้จะไม่มีการเก็บไฟฟ้าในแบตเตอรี่แต่อย่างใด


โรงไฟฟ้าพลังงานลม (Wind Power Plant) 
             เป็นพลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ 2 ที่ โดยใช้กังหันลมเป็นอุปกรณ์นำพลังงานลมมาใช้ให้เป็นประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า และในการสูบน้ำ จึงต้องติดตั้งกังหันลมไว้ในสถานที่ที่ลมพัดแรงตลอดเวลาจึงจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อกังหันลมหมุนแกนของกังหันลมที่ต่อมายังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะผลิตไฟฟ้าออกมาใช้งานได้


เทคโนโลยีกังหันลม
          พลังงานลม เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ โดยอาศัยเครื่องมือที่เรียกว่า “ กังหันลม ” เป็นตัวสกัดกั้นพลังงานจลน์ของกระแสลม แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานกล จากนั้นจึงนำพลังงานกลที่ได้ไปใช้ประโยชน์ เช่น สูบน้ำ หรือใช้ผลิตไฟฟ้า เป็นต้น กังหันลมที่ใช้กันมากในประเทศไทยตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน ได้แก่ กังหันลมแบบใบกังหันไม้ ใช้สำหรับวิดน้ำเข้านาข้าวบริเวณจังหวัดฉะเชิงเทรา กังหันใบเสื่อลำแพนใช้วิดน้ำเค็มเข้านาเกลือบริเวณจังหวัดสมุทรสงคราม และกังหันลมแบบใบกังหันหลายใบทำด้วยแผ่นเหล็กใช้สำหรับสูบน้ำลึก เช่น น้ำบาดาล น้ำบ่อ ขึ้นไปเก็บในถังกักเก็บ

 

 

หลักการทำงาน
             หลักการทำงานของกังหันลมผลิตไฟฟ้านั้น เมื่อมีลมพัดผ่านใบกังหัน พลังงานจลน์ที่เกิดจากลมจะทำให้ใบพัดของกังหันเกิดการหมุน และได้เป็นพลังงานกลออกมา พลังงานกลจากแกนหมุนของกังหันลมจะถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่กับแกนหมุนของกังหันลม จ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านระบบควบคุมไฟฟ้า และจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบต่อไป โดยปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม


กังหันลมกับการใช้งาน
             เนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของความเร็วลมที่แปรผันตามธรรมชาติ และความต้องการพลังงานที่สม่ำเสมอเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานแล้ว จะต้องมีตัวกักเก็บพลังงานและใช้แหล่งพลังงานอื่นที่เชื่อถือได้เป็นแหล่งสำรอง หรือใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น

             ก. ตัวกักเก็บพลังงานมีอยู่หลายชนิด ส่วนมากขึ้นอยู่กับงานที่จะใช้ เช่น ถ้าเป็นกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมักนิยมใช้แบตเตอรี่เป็นตัวกักเก็บ
             ข. การใช้แหล่งพลังงานอื่นที่เป็นตัวหมุน ระบบนี้ปกติกังหันลมจะทำหน้าที่จ่าย พลังงานให้ตลอดเวลาที่มีความเร็วลมเพียงพอ หากความเร็วลมต่ำหรือลมสงบ แหล่งพลังงานชนิดอื่นจะทำหน้าที่จ่ายพลังงานทดแทน (ระบบนี้กังหันลมจ่ายพลังงานเป็นตัวหลักและแหล่ง พลังงานส่วนอื่นเป็นแหล่งสำรอง)
             ค. การใช้ร่วมกับแหล่งพลังงานอื่น อาจเป็นเครื่องจักรดีเซล หรือพลังงานน้ำจากเขื่อนฯลฯ ระบบนี้ปกติมีแหล่งพลังงานชนิดอื่นจ่ายพลังงานอยู่ก่อนแล้ว กังหันลมจะช่วยจ่ายพลังงานเมื่อมีความเร็วลมเพียงพอ ซึ่งในขณะเดียวกันก็ลดการจ่ายพลังงานจากแหล่งพลังงานอื่น เช่น ลดการใช้น้ำมันดีเซลของเครื่องยนต์ดีเซล (ระบบนี้ แหล่งพลังงานอื่นจ่ายพลังงานเป็นหลัก ส่วนกังหันลมทำหน้าที่คอยเสริมพลังงานจากต้นพลังงานหลัก)


อ้างอิง  
http://www.egco.com
http://hpe4.anamai.moph.go.th
http://www2.egat.co.th





ขอบคุณเนื้อหาจาก vchakarn.com

HOTLINE
   
     Line QR Code