ไฟฟ้าพลังน้ำหรือที่เรียกว่า ไฟฟ้าพลังน้ำ คือพลังงานที่ได้มาจากพลังงานของน้ำที่ตกลงมาหรือไหลอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจถูกควบคุมเพื่อวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์ พลังน้ำจากกังหันน้ำหลายชนิดถูกนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานทดแทนสำหรับการชลประทานและการทำงานของอุปกรณ์เครื่องจักรกลต่างๆ เช่น โรงเลื่อย
ในศตวรรษ ที่ 19 ไฟฟ้าพลังน้ำกลายเป็นแหล่งผลิตกระแสไฟฟ้า Cragside ใน Northumberland ประเทศอังกฤษเป็นบ้านหลังแรกที่ใช้ไฟฟ้าพลังน้ำในปี 1878 และโรงไฟฟ้าพลังน้ำเชิงพาณิชย์แห่งแรกถูกสร้างขึ้นที่ Niagara Falls ในปี 1879 ในปี 1881 โคมไฟถนนในเมือง Niagara Falls ใช้พลังงานจากพลังน้ำ
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
กำเนิดพลังน้ำ
ในการผลิตไฟฟ้าจากพลังน้ำ น้ำจะถูกรวบรวมหรือเก็บไว้ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น และนำลงมาตามท่อหรืออุโมงค์ขนาดใหญ่ขึ้นไปยังระดับความสูงที่ต่ำกว่า ความแตกต่างของระดับความสูงทั้งสองนี้เรียกว่า ส่วนหัว ในตอนท้ายของทางเดินลงท่อ น้ำที่ตกลงมาทำให้ กังหัน หมุน ในทางกลับกัน กังหันจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งแปลง พลังงานกล ของกังหันเป็น ไฟฟ้า จากนั้น หม้อแปลง จะถูกใช้เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่เหมาะสมสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นซึ่งเหมาะสำหรับการส่งทางไกล โครงสร้างที่เป็นที่เก็บกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และท่อหรือคอกป้อนเข้าไป เรียกว่า โรงไฟฟ้า
ที่ตั้ง
โรงไฟฟ้าพลังน้ำมักจะตั้งอยู่ในเขื่อนที่กักกั้นแม่น้ำ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มระดับน้ำด้านหลังเขื่อนและสร้างพนังกั้นน้ำให้สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กำลังไฟฟ้า ที่อาจเกิดขึ้นได้จากปริมาตรของน้ำจะแปรผันโดยตรงกับหัวทำงาน ในการผลิตพลังงานในปริมาณที่เท่ากัน การติดตั้งหัวทำงานต่ำจะต้องใช้น้ำในปริมาณที่มากกว่าการติดตั้งหัวทำงานสูง
การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำ
ความต้องการพลังงานไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปในแต่ละช่วงเวลาของวัน เพื่อสร้างภาระให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จึงมีการสร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบเก็บเป็นครั้งคราว ในช่วงนอกฤดูกาลท่องเที่ยว จะมีการจ่ายพลังงานพิเศษบางส่วนให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงานเป็นมอเตอร์ ขับเคลื่อนกังหันเพื่อสูบน้ำเข้าสู่อ่างเก็บน้ำที่สูง ระบบจัดเก็บแบบปั๊มมีประสิทธิภาพและเป็นวิธีที่ประหยัดในการรองรับน้ำหนักสูงสุด
ในพื้นที่ชายฝั่งบางแห่ง มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อใช้ประโยชน์จากการขึ้นและลงของกระแสน้ำ เมื่อกระแสน้ำเข้ามา น้ำจะถูกกักไว้ในอ่างเก็บน้ำหนึ่งแห่งหรือมากกว่านั้นจะถูกปล่อยออกมาเพื่อขับเคลื่อนกังหันไฮดรอลิกและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคู่
น้ำที่ตกลงมาเป็นหนึ่งในสามแหล่งพลังงานหลักที่ใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้า อีกสองแหล่งคือ เชื้อเพลิงฟอสซิล และ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ไฟฟ้าพลังน้ำมีข้อได้เปรียบบางประการเหนือแหล่งอื่นๆ เนื่องจาก สามารถหมุนเวียนได้ อย่างต่อเนื่องเนื่องจากธรรมชาติของวัฏจักรอุทกวิทยาที่เกิดขึ้นซ้ำๆ และไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางความร้อน
ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งพลังงานที่ต้องการในพื้นที่ที่มีฝนตกหนักและบริเวณเนินเขาหรือภูเขาที่อยู่ใกล้กับศูนย์รับน้ำหนักหลักพอสมควร
ผลกระทบทางลบต่อสิ่งแวดล้อมหลายอย่างของไฟฟ้าพลังน้ำมาจากเขื่อนที่เกี่ยวข้อง ซึ่งสามารถขัดขวางการอพยพของปลาที่วางไข่ เช่น ปลาแซลมอน และแทนที่ระบบนิเวศและชุมชนมนุษย์อย่างถาวรเมื่ออ่างเก็บน้ำเต็ม
เครื่องแปลงพลังงานความร้อนหรือที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้การปล่อยความร้อนแทนที่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นก่อน
เครื่องแปลงพลังงานความร้อนมีอิเล็กโทรดสองขั้ว ขั้วหนึ่งถูกยกขึ้นจนอุณหภูมิสูงพอที่จะกลายเป็นอิมิตเตอร์อิเล็กตรอนชนิดเทอร์ไมโอนิก และอีกขั้วหนึ่งเรียกว่าตัวสะสม เนื่องจากได้รับอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา จะทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก ช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดบางครั้งเป็นสุญญากาศ แต่ปกติจะเต็มไปด้วยก๊าซหรือไอระเหยที่ความดันต่ำ ตัวแปลงเทอร์ไมโอนิกเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ค่อนข้างมาก จึงเหมาะสำหรับการใช้งานบางอย่างในยานอวกาศ
เครื่องแปลงพลังงานความร้อนสามารถมองได้ว่าเป็นไดโอดอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลงความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านการปล่อยความร้อน นอกจากนี้ยังสามารถพิจารณาในแง่ของอุณหพลศาสตร์ว่าเป็นเครื่องจักรความร้อนที่ใช้ก๊าซที่อุดมด้วยอิเล็กตรอนเป็นของไหลในการทำงาน
ประเภทของเครื่องแปลงความร้อน
ประเภทหลักของตัวแปลงความร้อนคือ:
ข้อดีของไฟฟ้าพลังน้ำ
ข้อดีของการใช้ไฟฟ้าจากพลังน้ำ ได้แก่
ข้อเสียของพลังน้ำ
ข้อเสียของไฟฟ้าพลังน้ำ ได้แก่
สรุป
