ความรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับไฟฟ้าพลังน้ำ

ในแม่น้ำธรรมชาติ น้ำจะไหลจากต้นน้ำไปยังปลายน้ำผสมกับตะกอน และมักจะชะล้างพื้นแม่น้ำและความลาดชันของตลิ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีพลังงานจำนวนหนึ่งซ่อนอยู่ในน้ำภายใต้สภาพธรรมชาติ พลังงานศักย์นี้จะถูกใช้ไปในการขจัดสิ่งสกปรก การผลักตะกอน และการเอาชนะการต้านทานการเสียดสีหากเราสร้างอาคารบางส่วนและติดตั้งอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้กระแสน้ำไหลผ่านกังหันน้ำสม่ำเสมอ กังหันน้ำจะถูกขับเคลื่อนด้วยกระแสน้ำเช่นกังหันลมที่สามารถหมุนได้อย่างต่อเนื่องและพลังงานน้ำจะถูกแปลง เป็นพลังงานกลเมื่อกังหันน้ำขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้หมุนพร้อมกันก็จะสามารถผลิตไฟฟ้าได้และพลังงานน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้านี่คือหลักการพื้นฐานของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำกังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำให้ฉันแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับความรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ

1. ไฟฟ้าพลังน้ำและกระแสน้ำ

ในการออกแบบสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ เพื่อกำหนดขนาดของโรงไฟฟ้า จำเป็นต้องทราบกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าตามหลักการพื้นฐานของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำนั้น ไม่ยากเลยที่จะเห็นว่ากำลังผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านั้นพิจารณาจากปริมาณงานที่สามารถทำได้โดยกระแสไฟเราเรียกงานทั้งหมดที่น้ำสามารถทำได้ในช่วงเวลาหนึ่งว่าพลังงานน้ำ และงานที่สามารถทำได้ในหน่วยเวลา (วินาที) เรียกว่ากำลังไฟฟ้าเห็นได้ชัดว่ายิ่งพลังของการไหลของน้ำมากเท่าไร ความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นดังนั้นหากต้องการทราบกำลังการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า เราต้องคำนวณกำลังการไหลของน้ำก่อนพลังการไหลของน้ำในแม่น้ำสามารถคำนวณได้ด้วยวิธีนี้ โดยสมมุติว่าพื้นผิวน้ำลดลงในบางส่วนของแม่น้ำคือ H (เมตร) และปริมาณน้ำของ H ที่ไหลผ่านหน้าตัดของแม่น้ำในหน่วย เวลา (วินาที) คือ Q (ลูกบาศก์เมตร/วินาที) จากนั้นกระแสน้ำ กำลังของส่วนจะเท่ากับผลคูณของน้ำหนักของน้ำและหยดน้ำเห็นได้ชัดว่ายิ่งหยดน้ำสูง กระแสน้ำก็จะยิ่งมากขึ้น และพลังการไหลของน้ำก็จะยิ่งมากขึ้น
2. ผลผลิตของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ

ภายใต้กระแสน้ำที่แน่นอน กระแสไฟฟ้าที่สถานีไฟฟ้าพลังน้ำสามารถสร้างได้นั้นเรียกว่าพลังงานน้ำที่ส่งออกเห็นได้ชัดว่ากำลังขับขึ้นอยู่กับพลังของการไหลของน้ำผ่านกังหันในกระบวนการแปลงพลังงานน้ำเป็นพลังงานไฟฟ้า น้ำต้องเอาชนะความต้านทานของก้นแม่น้ำหรืออาคารตลอดทางจากต้นน้ำสู่ปลายน้ำกังหันน้ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอุปกรณ์ส่งกำลังยังต้องเอาชนะความต้านทานหลายอย่างในระหว่างการทำงานการจะเอาชนะการต่อต้านนั้น จะต้องทำงานให้เสร็จ และใช้พลังงานจากการไหลของน้ำซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ดังนั้นพลังงานกระแสน้ำที่ใช้ผลิตไฟฟ้าได้จึงน้อยกว่าค่าที่ได้จากสูตร กล่าวคือ เอาต์พุตของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำควรเท่ากับกำลังไฟฟ้ากระแสน้ำคูณด้วยปัจจัยที่น้อยกว่า 1 ค่าสัมประสิทธิ์นี้เรียกอีกอย่างว่าประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ
ค่าประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำเฉพาะนั้นสัมพันธ์กับปริมาณการสูญเสียพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่อน้ำไหลผ่านอาคารและกังหันน้ำ อุปกรณ์ส่งกำลัง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ ยิ่งสูญเสียมาก ประสิทธิภาพก็จะยิ่งต่ำลงในสถานีไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก ผลรวมของการสูญเสียเหล่านี้คิดเป็นประมาณ 25-40% ของกำลังน้ำไหลกล่าวคือ กระแสน้ำที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 100 กิโลวัตต์ เข้าสู่สถานีไฟฟ้าพลังน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียง 60 ถึง 75 กิโลวัตต์ ดังนั้นประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ ที่เทียบเท่ากับ 60~75%

จะเห็นได้จากบทนำก่อนหน้านี้ว่าเมื่ออัตราการไหลของสถานีไฟฟ้าและความแตกต่างของระดับน้ำคงที่ พลังงานที่ส่งออกของโรงไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่านอกจากประสิทธิภาพของกังหันไฮโดรลิก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอุปกรณ์ส่งกำลังแล้ว ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ เช่น คุณภาพของการก่อสร้างอาคารและการติดตั้งอุปกรณ์ คุณภาพการดำเนินงานและการจัดการ และไม่ว่าการออกแบบของ สถานีไฟฟ้าพลังน้ำถูกต้อง ล้วนเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแน่นอน ปัจจัยที่มีอิทธิพลเหล่านี้บางส่วนเป็นปัจจัยหลักและปัจจัยรอง และภายใต้เงื่อนไขบางประการ ปัจจัยหลักและปัจจัยทุติยภูมิก็จะแปรสภาพเป็นกันและกันด้วย
อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าปัจจัยจะเป็นอย่างไร ปัจจัยชี้ขาดก็คือคนไม่ใช่วัตถุ เครื่องจักรถูกควบคุมโดยมนุษย์ และเทคโนโลยีถูกควบคุมโดยความคิดดังนั้นในการออกแบบ การก่อสร้าง และการเลือกอุปกรณ์ของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ จึงจำเป็นต้องแสดงบทบาทตามอัตวิสัยของมนุษย์อย่างเต็มที่ และมุ่งมั่นสู่ความเป็นเลิศทางเทคโนโลยีเพื่อลดการสูญเสียพลังงานของการไหลของน้ำให้มากที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำบางแห่งที่มีปริมาณน้ำลดลงค่อนข้างต่ำเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในขณะเดียวกัน ก็จำเป็นต้องเสริมสร้างการดำเนินงานและการจัดการสถานีไฟฟ้าพลังน้ำอย่างมีประสิทธิผล เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้า ใช้ทรัพยากรน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุด และทำให้สถานีไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กมีบทบาทมากขึ้น