โรงงานไฟฟ้า

 

   โรงงานไฟฟ้า

  พลังงานในความหมายทางกลศาสตร์ คือ ความสามารถที่จะทำงานได้ เราสามารถวัดพลังงานได้จากงานที่เกิดขึ้นจากพลังงานนั้น ๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 2 อย่างคือ แรงที่ใช้ และระยะทางที่วัตถุถูกกระทำให้เคลื่อนที่ไป

        พลังงานปรากฏใน 2 ลักษณะใหญ่ ๆ คือ พลังงานจลน์ และพลังงานศักย์ พลังงานจลน์เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของวัตถุ ส่วนพลังงานศักย์เป็นพลังงานที่แฝงอยู่ในวัตถุเนื่องจากตำแหน่งของวัตถุ ในการผลิตพลังงานโดยทั่วไปจะบอกในรูปของกำลังงาน (Power) โดยกำลังงาน คือ ความสามารถในการทำงานในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ หรือ

                                                                กำลังงาน = พลังงาน / เวลา

โดยกำลังงานมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) พลังงานมีหน่วยเป็นจูล (Joule) (1 จูล = 1 นิวตัน-เมตร) และเวลาเป็นวินาที ในระบบ SI

        พลังงานที่สนใจศึกษาคือ พลังงานที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าไปใช้งาน เช่น พลังงานกล พลังงานความร้อน พลังงานนิวเคลียร์ และพลังงานไฟฟ้า โดยจะเน้นหนักไปถึงแหล่งพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานจำนวนมากที่ผลิตจากแหล่งพลังงานโดยทั่วไปในการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมากออกมาในรูปพลังงานความร้อน และพลังงานกลก่อน แล้วจึงนำมาเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปเดียวที่สามารถส่งไปได้ไกล ๆ โดยสะดวก และเสียค่าใช้จ่ายในการจัดส่งน้อยที่สุด ทั้งสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่นได้ง่ายและรวดเร็ว ถ้าเปรียบเทียบกับการจัดส่งพลังงานความร้อนไปไกล ๆ ซึ่งต้องใช้ท่อกันความร้อนขนาดใหญ่ที่มีฉนวนความร้อนหุ้มอย่างดีกันการสูญเสียความร้อนระหว่างทางซึ่งยุ่งยากมากและเสียค่าใช้จ่ายสูง รวมทั้งการจะนำมาเปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานรูปอื่นยุ่งยากมีกระบวนการที่สลับซับซ้อนมาก พลังงานกลก็เช่นกัน การจัดส่งยุ่งยาก ราคาแพง และไม่สะดวก ทั้งมีการสูญเสียเชิงกลสูงมาก ฉะนั้นโรงงานขนาดใหญ่ที่ผลิตพลังงานออกจำหน่ายจึงผลิตแต่พลังงานไฟฟ้าดังกล่าวออกจำหน่ายผ่านการไฟฟ้านครหลวงและการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค อย่างไรก็ตามในปัจจุบัน (2536) รัฐบาลได้มีนโยบายให้เอกชนช่วยการผลิตไฟฟ้าเข้าสู่ระบบการผลิต โดยจำหน่ายให้กับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

        ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจะนำพลังงานดิบ (Raw Energy) ใส่เข้าไปในโรงงานผลิต (Plant) ซึ่งเป็นตัวกลางที่ทำหน้าที่เปลี่ยนรูปพลังงานดิบเป็นพลังงานไฟฟ้า เรียกโรงงานผลิตนี้ว่า โรงงานผลิตกำลังไฟฟ้า (Electric Power Plant) หรือโรงไฟฟ้า (Power Plant) โรงงานผลิตกำลังไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าออกจำหน่ายเป็นโรงงานขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่กับที่ (Stationary Power Plant) ตามแหล่งผลิตต่าง ๆ ซึ่งโดยมากจะใกล้แหล่งชุมชน ติดแม่น้ำหรือเส้นทางขนส่ง เพื่อสะดวกในการขนส่งวัตถุดิบขณะเดียวกันก็สะดวกกับการจ่ายพลังงาน หรืออาจจะตั้งใกล้แหล่งวัตถุดิบ กำลังการผลิตมีตั้งแต่หลายสิบเมกกะวัตต์ถึงหลายร้อยเมกกะวัตต์ ส่วนโรงงานผลิตกำลังไฟฟ้าที่ใช้เฉพาะแห่ง ที่กระแสไฟฟ้าจากโรงงานขนาดใหญ่ส่งไปไม่ถึงหรือมีไว้ใช้ในกรณีฉุกเฉิน เรียกว่า โรงงานผลิตกำลังไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้ (Movable Power Plant) มีขนาดเล็ก ขนาดกำลังผลิตอยู่ในระดับ 10-1,000 กิโลวัตต์ ปกติจะใช้กำลังงานจากเครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องต้นกำลัง

  • แหล่งพลังงาน

    แหล่งผลิตพลังงานดิบสามารถแบ่งได้หลายเป็นรูปแบบ ดังนี้

1. พลังงานฟอสซิล (Fossil Energy)

        พลังงานฟอสซิลหมายถึง พลังงานของสารเชื้อเพลิงที่เกิดจากซากพืชซากสัตว์ที่ทับถมจมอยู่ใต้พื้นพิภพเป็นเวลานานหลายพันล้านปี โดยอาศัยแรงอัดของเปลือกโลกและความร้อนใต้ผิวโลก มีทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ตามลำดับ แหล่งพลังงานนี้เป็นแหล่งพลังงนที่สำคัญในการผลิตกำลังไฟฟ้าในปัจจุบัน สำหรับประเทศไทยใช้ในการผลิตกำลังไฟฟ้าประมาณ 70% ของแหล่งพลังงานทั้งหมด

        ในการนำพลังงานฟอสซิลมาใช้เป็นวัตถุดิบ (Fuel) ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจะนำมาใช้ใน 4 รูปแบบ คือ ถ่านหิน (Coal) น้ำมันปิโตรเลียม (Petroleum Oil) ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas) และสารสังเคราะห์ (Derivative) ของ 3 รูปแบบข้างต้น

        1.1)  ถ่านหิน     ถ่านหินเป็นแหล่งเชื้อเพลิงธรรมชาติชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยสารคาร์บอนมากกว่าร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก และมากกว่าร้อยละ 70 โดยปริมาตร มีสีน้ำตาลอ่อนจนถึงสีดำ ถ่านหินแบ่งออกตามค่าความร้อนที่ได้และร้อยละของจำนวนคาร์บอนเป็น 4 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

        1.   แอนทราไซต์ (Anthracite) เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพดีที่สุด ให้ค่าความร้อนมากกว่า 25,600 กิโลจูลต่อกิโลกรัม โดยมีค่าคาร์บอนคงที่มากกว่าร้อยละ 86

        2.   บิทูมินัส (Bituminous) เป็นถ่านหินที่ให้ค่าความร้อนมากกว่า 25,600 กิโลจูลต่อกิโลกรัม เช่นเดียวกับแอนทราไซต์ แต่มีคาร์บอนคงที่ต่ำกว่าร้อยละ 86

        3.   ซับบิทูมินัส (Subbituminous) เป็นถ่านหินที่ให้ค่าความร้อนระหว่าง 19,300 ถึง 25,600 กิโลจูลต่อกิโลกรัม และเถ้าที่เหลือจากการเผาไหม้แล้วต้องไม่จับตัวเป็นก้อน

        4.   ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำสุด ให้ค่าความร้อนระหว่าง 7,000 ถึง 19,300 กิโลจูลต่อกิโลกรัม

        ถ่านหินที่พบมากที่สุดในประเทศไทยได้แก่ ถ่านหินลิกไนต์ พบที่แม่เมาะ จ.ลำปาง และ จ.กระบี่ จัดว่าเป็นลิกไนต์ที่คุณภาพแย่ที่สุด ในประเภทถ่านหินลิกไนต์พบว่าส่วนใหญ่มักมีเถ้าปนอยู่มากแต่มีกำมะถันเพียงเล็กน้อย องค์ประกอบพอสรุปได้ว่ามีคาร์บอนคงที่อยู่ระหว่างร้อยละ 41 – 74 ปริมาณความชื้นอยู่ระหว่างร้อยละ 7 – 30 และเถ้าอยู่ระหว่างร้อยละ 2 – 45 โดยน้ำหนัก

        ในอดีตเคยใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกำลังไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ แต่เนื่องจากควันจากปล่องไอเสียทำความเสียหายให้กับชาวสวนทุเรียนแถบนนทบุรีจึงเลิกไป ในปัจจุบันใช้เป็นเชื้อเพลิงที่โรงไฟฟ้าที่แม่เมาะและกระบี่ตรงบริเวณแหล่งผลิตเนื่องจากห่างไกลชุมชนใหญ่และใกล้แหล่งวัตถุดิบ

        1.2)   น้ำมันปิโตรเลียม น้ำมันปิโตรเลียมหรือน้ำมันดิบ มีสถานะเป็นของเหลวหนืดกึ่งของแข็งประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอน มีสีเหลืองอ่อน สีน้ำตาล สีน้ำตาลแก่ไปจนถึงสีดำ แบ่งออกเป็น 4 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

             1. แอสฟัลต์ เบส (Asphalt Base) มีพาราฟินหรือไขปนอยู่น้อย มีกำมะถัน ออกซิเจนและไนโตรเจนปนอยู่ สูง เมื่อนำมากลั่นจะได้น้ำมันแก๊สโซลีนคุณภาพดี แต่มีตะกอนแอสฟัลต์หรือยางมะตอยปริมาณมาก

                2.   พาราฟินเบส (Paraffin Base) มีพาราฟินหรือไขปนอยู่มาก เมื่อนำมากลั่นจะได้น้ำมันหล่อลื่นที่มีคุณภาพดีและให้น้ำมันก๊าดคุณภาพดีด้วย ขณะเดียวกันก็มีแอสฟัลต์น้อยหรือไม่มี

                3. มิกซ์เบส (Mix Base) เป็นน้ำมันที่มีส่วนผสมของทั้งแอสฟัลต์และไขพาราฟินปนอยู่มากพอกัน เมื่อนำมากลั่นจะได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันทุกชนิด แต่ปริมาณจะน้อยกว่า 2 ประเภทแรก

                4. แนพธา (Naphthenic Crude) คล้ายก๊าซธรรมชาติเหลว พบไม่มาก

        ในการนำน้ำมันปิโตรเลียมมาใช้งานจะต้องนำน้ำมันดิบมาผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลง เพื่อจัดระเบียบโมเลกุล ของสารประกอบในน้ำมันดิบเสียใหม่ให้เหมาะสม ในการนำไปใช้ประโยชน์ กระบวนการดังกล่าวนี้เรียกว่า การกลั่นน้ำมันปิโตรเลียม ซึ่งจะให้ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ออกมา ได้แก่ ก๊าซหุงต้ม( Liquefied Petroleum Gas) น้ำมันเบนซิน(Gasoline) น้ำมันก๊าด (Kerozene) น้ำมันเครื่องบิน น้ำมันดีเซล(Diesel) น้ำมันเตา (Fuel Oil) ไขมัน (Paraffin) และยางมะตอย (Asphalt)

        1.3)  ก๊าซธรรมชาติ    ก๊าซธรรมชาติเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนเช่นเดียวกับน้ำมันปิโตรเลียมและเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเหมือนกัน มีสถานะเป็นก๊าซ ในการใช้งานก๊าซธรรมชาติจะทำการแยกก๊าซธรรมชาติออกตามประโยชน์การใช้งาน ดังนี้

        1.   ก๊าซมีเทน ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม โดยใช้แทนน้ำมันเตาและใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตปุ๋ยเคมีและเมทานอล

        2.   ก๊าซอีเทน ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทิลีน

        3.   ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) และโปรเพน ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มในครัวเรือน และในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมผลิตเหล็กกล้า ซีเมนต์ ไฟฟ้า และใช้ในรถยนต์

          4.    ก๊าซธรรมชาติเหลว (Naturl Gasoline) ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตน้ำมันเบนซินจากก๊าซธรรมชาติ

          5.   ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

2.  พลังน้ำ (Flowing Streams of Water Energy)

        พลังน้ำ หมายถึง พลังงานที่ได้จากพลังจลน์ของน้ำที่ถูกเก็บกักบนพื้นที่สูง ๆ ของอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อน ซึ่งสะสมพลังงานศักย์ไว้ เมื่อเปิดประตูน้ำพลังงานศักย์สะสมอยู่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์สามารถนำไปหมุนกังหันน้ำ (Turbine) เพื่อฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกำลังไฟฟ้าได้

        ในประเทศไทยมีศักยภาพของแหล่งน้ำในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำประมาณ 8,000 เมกะวัตต์ แต่ที่นำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าจนถึงปี พ.ศ. 2531 ปริมาณที่ใช้ไปแล้วประมาณ 2,250 เมกะวัตต์ คิดเป็นร้อยละ 28 ของศักยภาพที่มีอยู่ คาดว่าในอนาคตจะมีโครงการไฟฟ้าพลังน้ำเพิ่มขึ้นอีก โดยสามารถผลิตกำลังไฟจากการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่ม และสร้างเขื่อนใหม่เพิ่มดังนี้

โครงการปรับปรุงโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนภูมิพล ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่ม 2 เครื่อง กำลังผลิตเครื่องละ 70 เมกะวัตต์

โครงการโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนปากมูล เครื่องที่ 1-4 กำลังผลิตเครื่องละ 34 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนแก่งกรุง จ.สุราษฎร์ธานี กำลังผลิต 2 x 40 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนแควใหญ่ตอนบน (น้ำโจน) กำลังผลิต 4 x 145 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนน้ำเข็ก จ.เพชรบูรณ์ กำลังผลิต 2 x 35, 2 x 25 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนน้ำเขิน จ.ขอนแก่น กำลังผลิต 4 x 100 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนน้ำเงา จ.ตาก กำลังผลิต 2 x 20 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนน้ำยวม จ.ตาก กำลังผลิต 2 x 105 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนน้ำสาน จ.เลย กำลังผลิต 2 x 29 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนแม่แตง จ.เชียงใหม่ กำลังผลิต 26 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนแม่ปิงตอนล่าง จ.ตาก กำลังผลิต 2 x 20 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนแม่สะง่า จ.แม่ฮ่องสอน กำลังผลิต 2 x 2.5 เมกะวัตต์

โครงการเขื่อนสายบุรี จ.นราธิวาส กำลังผลิต 2 x 23 เมกะวัตต์

        จากศักยภาพและแผนการพัฒนาพลังไฟฟ้าพลังน้ำของประเทศไทย สามารถจะมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำใหญ่ ๆ ได้อีกมาก แต่การจะสร้างได้หรือไม ่ในอนาคตนับวันแต่จะมีอุปสรรคเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากนักอนุรักษ์ธรรมชาติต่อต้านรุนแรงมากเกี่ยวกับเรื่องการทำลายสิ่งแวดล้อม ทั้งค่าเวนคืนที่ดินและ ค่าใช้จ่ายในการโยกย้ายชาวบ้านออกจากพื้นที่โครงการเริ่มมีราคาแพง รวมทั้งค่าชดเชยที่ต้องจ่ายให้หน่วยงานอื่น ๆ ของรัฐเช่น กรมป่าไม้ เป็นต้น ก็เป็นปัจจัยที่สำคัญ

3. พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และพลังงานคลื่น (Ocean Tidal Energy and Wave Energy)

           พลังน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงอาศัยหลักการพื้นฐานของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ เช่นเดียวกับเขื่อนพลังน้ำ แต่แทนที่จะใช้เขื่อนกักน้ำบนพื้นที่สูง ๆ ให้มีความสูงและมีปริมาณมาก ๆ กลับอาศัยการต่างระดับของน้ำขึ้นและน้ำลงในแต่ละวันเพื่อเพิ่มศักยภาพของกำลังงาน โดยจะสร้างเขื่อนที่ปากแม่น้ำ หรือปากอ่าวที่มีพืนที่เก็บน้ำได้มากและการต่างระดับหรือพิศัยของน้ำขึ้นน้ำลง โดยเมื่อน้ำขึ้นน้ำจะไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำ และเมื่อน้ำลง น้ำจะไหลออกจากอ่างเก็บน้ำ การไหลเข้าและออกจากอ่างเก็บน้ำสามารถนำไปหมุนกังหันน้ำฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่นเดียวกับการผลิตกำลังไฟฟ้าพลังน้ำ

            โดยปกติพิสัยน้ำขึ้นน้ำลงที่มีศักยภาพในการผลิตกระแสควรจะมากกว่า 5 เมตร ถึงจะคุ้มค่ากับการลงทุน ประเทศไทยมีศักยภาพทางด้านนี้ต่ำมาก พิสัยน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดที่บริเวณปากน้ำระนองเพียง 2.5 เมตรเท่านั้น

            พลังคลื่น ทะเล มหาสมุทรเป็นแหล่งพลังงานคลื่นที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้จำนวนมหาศาล เพียงแต่มีขนาดช่วงกว้างของคลื่นเล็กและไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับแรงลมที่พัดผ่าน ฉะนั้น ในการจะนำพลังงานคลื่นมาใช้จึงต้องอาศัยพื้นที่กว้างใหญ่มาก นั่นหมายถึง จำนวนเงินที่นำมาลงทุนต้องมากมายมหาศาลเช่นกัน

4.   พลังงานลม (Wind Energy)

        พลังงานลม คือ พลังงานจลน์ชนิดหนึ่งเกิดจากการที่อากาศเคลื่อนที่ที่เรียกว่า กระแสลม เมื่อนำกระแสลมมาพัดผ่านใบกังหัน จะเกิดการถ่ายทอดพลังงานจลน์ไปสู่ใบกังหันทำให้กังหันหมุนรอบแกนซึ่งสามารถนำพลังงานจากการหมุนของกังหันนี้ถ่ายทอดต่อไปใช้งานได้ เช่น หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

        ถึงแม้ปริมาณลมในธรรมชาติจะมีจำนวนมากแต่ก็มีขนาดเล็กและไม่แน่นอน จึงมีความยุ่งยากมากที่จะนำมาผลิตกำลังไฟฟ้าจำนวนมาก ๆ

5. พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy)

        พลังงานแสงอาทิตย์ เกิดจากปฏิกริยาฟิวชั่นของดวงอาทิตย์ จะปล่อยพลังงานออกมาในรูป คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกว่า รังสีแสงอาทิตย์ (Solar Radiation) รังสีนี้จะแพร่กระจายออกทุกทิศทุกทาง โลกของเราก็ได้รับอิทธิพลของรังสีนี้โดยมีความเข้มของรังสีที่ตกลงบนผิวโลกประมาณ 961-1,191 วัตต์ต่อตารางเมตร หรือคิดเป็นพลังงานประมาณ 2,000-2,500 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรต่อปี

        ในปัจจุบันมีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในการผลิตกำลังไฟฟ้า 2 รูปแบบ คือ ในรูปพลังงานความร้อน และการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงโดยกระบวนการโฟโตวอลตาอิคด้วย เซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Cell) อย่างไรก็ตามการผลิตกำลังไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ ยังถือว่าไม่คุ้มค่ากับการลงทุนสำหรับโครงการขนาดใหญ่ในปัจจุบัน

6. พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Terrestrial Heat Energy)

        พลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นพลังงานความร้อนภายในโลกที่ทำให้น้ำใต้ดินมีอุณภูมิและความดันสูง ถ้ามีจำนวนมากสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตกำลังไฟฟ้าได้

7. พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Energy)

        พลังงานนิวเคลียร์ เป็นพลังงานที่เกิดจากการแตกตัว หรือรวมตัวของนิวเคลียสของอะตอม หรือจากการไม่เสถียรของไอโซโทปของธาตุ โดยปฏิกิริยาแตกตัว เรียกว่า ปฏิกิริยาฟิชชั่น ปฏิกิริยารวมตัว เรียกว่า ปฏิกิริยาฟิวชั่น พลังงานนิวเคลียร์นี้เป็นพลังงานที่มีปริมาณมากเมื่อเทียบกับมวลที่ใช้ สามารถใช้เป็นพลังงานที่สำคัญในการผลิตความร้อนเพื่อใช้ในการผลิตกำลังไฟฟ้าได้ สำหรับพลังงานนิวเคลียร์ที่นำมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าในปัจจุบันจะเป็นพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาแตกตัวในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์

  • ระบบโรงไฟฟ้า (Power Plant System)

        ระบบโรงไฟฟ้าที่ใช้กันอย่างกว้างในปัจจุบันเป็นระบบที่ทำเป็นการค้า มีต้นทุนการผลิตกำลังไฟฟ้าต่ำ ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 5 ระบบใหญ่ ๆ คือ

1) โรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ (Stream Power Plant)

        โรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ เป็นโรงไฟฟ้าที่นำเชื้อเพลิงมาต้มน้ำให้เดือดกลายเป็นไอน้ำที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง แล้วนำไอน้ำเดือดนี้ไปหมุนกังหันไอน้ำเพื่อฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกต่อหนึ่ง เชื้อเพลิงที่ใช้ในระบบนี้จะเป็นเชื้อเพลิงประเภทฟอสซิลเป็นหลักใหญ่ ในปัจจุบันที่ใช้อยู่ในเมืองไทยคือ น้ำมันเตา ถ่านหินลิกไนต์ ก๊าซธรรมชาติ และความร้อนร่วมจากโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ นอกนั้นก็มีการใช้พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์มาต้มน้ำ หรืออาจใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพซี่งมีจำนวนน้อยและยังอยู่ในขั้นทดลอง โดยการผลิตจะมีการปรับขั้นตอนในการทำน้ำร้อนให้เหมาะสมในแต่ละวิธี แต่หลักการส่วนใหญ่จะเหมือนกัน

EUC_1.jpg (19708 bytes)

2) โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas Turbine Power Plant)

        โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ เป็นโรงไฟฟ้าที่นำเชื้อเพลิงมาเผาไหม้โดยตรง ซึ่งจะให้ก๊าซร้อนที่มีอุณหภูมิและความดันสูงมาก นำไปขับกังหันก๊าซโดยตรงเพื่อฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

EUC_2.jpg

3) โรงไฟฟ้าพลังน้ำ ( Hydro – Electric Power Plant)

        โรงไฟฟ้าพลังน้ำ เป็นโรงไฟฟ้าที่นำพลังงานน้ำเหนือเขื่อนมาหมุนกังหันน้ำเพื่อฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

4) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (Nuclear Power Plant)

        โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนชนิดหนึ่ง มีลักษณะการทำงานของระบบโรงไฟฟ้าเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ เพียงแต่เชื้อเพลิงที่ใช้ในการให้ความร้อนกับของไหลทำงานเช่นน้ำใช้พลังงานจากพลังงานนิวเคลียร์เท่านั้น

EUC_3.jpg

5) โรงไฟฟ้าดีเซล (Diesel Power Plant)

        โรงไฟฟ้าดีเซล เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลทำงานฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก ในประเทศไทยจะใช้เฉพาะในชนบทห่างไกลที่สายส่งหลักไปไม่ถึงเท่านั้น โดยการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคจะเป็นผู้ดำเนินการ

  • การจัดส่งกำลังไฟฟ้า (Electric Power Systems)

        ในการผลิตกำลังไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าที่ได้จะมีค่าความต่างศักย์ (Generator Voltage) ค่าหนึ่งตามกำลังผลิตของโรงไฟฟ้าแต่ละแห่ง ในขณะที่แหล่งผลิตไฟฟ้ามักจะตั้งอยู่ห่างไกลจากแหล่งชุมชนที่ใช้ไฟฟ้า ฉะนั้นเพื่อลดการสูญเสียภายในสายส่งไฟฟ้าที่มีระยะทางไกลให้น้อยลง (I2R) และจำกัดขนาดของสายส่งให้มีขนาดพื้นที่หน้าตัดเล็กลง เนื่องจากขนาดพื้นที่จะแปรตาม จำนวนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน จึงทำการแปลงกำลังไฟฟ้าให้มีค่าความต่างศักย์หรือแรงดันสูงขึ้น (P = IV เมื่อ V มาก I น้อย) อาจเป็น 69, 115, 230 หรือ 500 กิโลโวลต์ ตามระยะทางใกล้หรือไกล และเมื่อใกล้แหล่งชุมชนจะลดลงให้เป็นไปตามแรงดันตามหน่วยที่ใช้ เช่น 220 โวลต์ สำหรับบ้านเรือนและ 380 โวลต์ สำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

EUC_4.jpg

  • การไฟฟ้าในประเทศไทย

          หน่วยงานที่รับผิดชอบในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประเทศไทย คือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) โดยมีหน่วยงานที่รับผิดชอบในการจัดจำหน่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่ผู้บริโภค 2 หน่วยงาน คือ การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) ซึ่งรับผิดชอบจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่ผู้ใช้บริการในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ซึ่งรับผิดชอบจัดจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับจังหวัดที่เหลือในปัจจุบัน กฟผ. ดำเนินการผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยอาศัยระบบโรงไฟฟ้า 4 รูปแบบ (ยกเว้นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เท่านั้นที่ยังไม่ได้ติดตั้ง) โดยมีการติดตั้งโรงไฟฟ้าลักษณะต่าง ๆ คิดเป็นอัตราส่วนดังตาราง

ตารางแสดงกำลังผลิตที่ติดตั้งแล้วในพ.ศ. 2533 (Installed Capacity,MW)

โรงไฟฟ้า

กำลังผลิต (MW)

ร้อยละของกำลังผลิตรวม

พลังน้ำ

พลังความร้อน

พลังงานความร้อนร่วม

กังหันก๊าซ

ดีเซล

พลังงานทดแทน

2,249.5

4,306.5

760.6

654.0

28.6

0.34

28.12 %

53.84 %

9.5 %

8.17 %

0.36 %

-

รวม

7,999.2

100 %

หมายเหตุ

  • โรงไฟฟ้าดีเซลอยู่ในความรับผิดชอบของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคที่ใช้ในชนบทห่างไกล กำลังผลิตของโรงจักรมีขนาดเล็กไม่เกิน 1,000 กิโลวัตต์
  • เชื้อเพลิงที่ใช้แบ่งเป็น ก๊าซธรรมชาติ 41.81 % ถ่านลิกไนต์ 23.69 % น้ำมันเตา 21.59 % พลังน้ำ 11.25 % และพลังงานทดแทน

ที่มา : วิศวกรรมโรงไฟฟ้า, นาวาอากาศตรี ตระการ   ก้าวกสิกรรม, สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุ่น)

 

1 1