พลังงานน้ำ ( Water Energy )
น้ำเป็นของเหลวชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยไฮโดรเจน และออกซิเจน ที่อุณหภูมิปกติที่ผิวโลกน้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะที่เป็นของเหลว มีอยู่มากในทะเลและมหาสมุทร แต่ถ้าได้พลังงานมากขึ้น โดยเฉพาะพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ จะเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำ อากาศที่มีไอน้ำปนอยู่จะเบากว่าอากาศแห้ง จึงมักลอยตัวสูงขึ้นเป็นก้อนเมฆ ซึ่งจะถูกลมหอบเข้าสู่แผ่นดิน และยิ่งลอยสูงขึ้นสู่ยอดเขา อากาศที่มีไอน้ำจะเกิดการขยายตัว และเย็นตัวลง ทำให้ไอน้ำกลั่นตัวเป็นหยดน้ำตกลงสู่ผิวดิน และไหลไปตามร่องน้ำธรรมชาติตามผิวดินจนกระทั่งกลับลงสู่ทะเล และมหาสมุทรต่อไปจนครบวงจร แต่ก็มีน้ำบางส่วนที่ไหลซึมลงดินแล้วไหลต่อไปจนถึงทะเล
น้ำเป็นของเหลวชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยไฮโดรเจน และออกซิเจน ที่อุณหภูมิปกติที่ผิวโลกน้ำส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะที่เป็นของเหลว มีอยู่มากในทะเลและมหาสมุทร แต่ถ้าได้พลังงานมากขึ้น โดยเฉพาะพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ จะเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำ อากาศที่มีไอน้ำปนอยู่จะเบากว่าอากาศแห้ง จึงมักลอยตัวสูงขึ้นเป็นก้อนเมฆ ซึ่งจะถูกลมหอบเข้าสู่แผ่นดิน และยิ่งลอยสูงขึ้นสู่ยอดเขา อากาศที่มีไอน้ำจะเกิดการขยายตัว และเย็นตัวลง ทำให้ไอน้ำกลั่นตัวเป็นหยดน้ำตกลงสู่ผิวดิน และไหลไปตามร่องน้ำธรรมชาติตามผิวดินจนกระทั่งกลับลงสู่ทะเล และมหาสมุทรต่อไปจนครบวงจร แต่ก็มีน้ำบางส่วนที่ไหลซึมลงดินแล้วไหลต่อไปจนถึงทะเล
(รูปภาพ การเคลื่อนย้ายหมุนเวียนของน้ำเหนือผิวโลก)
พลังงานน้ำ เป็นรูปแบบหนึ่งของการสร้างกำลังโดยการอาศัยพลังงานของน้ำที่เคลื่อนที่ปัจจุบันนี้พลังงานน้ำส่วนมากจะถูกใช้เพื่อการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้แล้วพลังงานน้ำยังถูกนำไปใช้ในการชลประทาน การสีข้าว การทอผ้า และใช้ในโรงเลื่อย พลังงานของมวลน้ำที่เคลื่อนที่ได้ถูกมนุษย์นำมาใช้มานานศตวรรษแล้ว โดยมีการสร้างกังหันน้ำ ( Water Wheel ) เพื่อใช้ในการงานต่างๆ ในอินเดีย และชาวโรมันก็ได้มีการประยุกต์ใช้เพื่อใช้ในการโม่แป้งจากเมล็ดพืชต่างๆ ส่วนในจีนและตะวันออกไกลก็ได้มีการใช้พลังงานน้ำในการวิดน้ำเพื่อการชลประทาน โดยในช่วงทศวรรษ 1830 ซึ่งเป็นยุคที่มีการสร้างคลองเฟื่องฟู ได้มีการประยุกต์เอาพลังงานน้ำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนเรือขึ้นและลงจากเขา โดยอาศัยรางรถไฟที่ลาดเอียง อย่างไรก็ตามเนื่องจากการประยุกต์ใช้พลังงานน้ำในยุกต์แรกนั้นเป็นการส่งต่อพลังงานโดยตรง ( Direct Mechanical Power Transmission ) ทำให้การใช้พลังงานน้ำในยุคนั้นต้องอยู่ใกล้แหล่งพลังงาน เช่น น้ำตก เป็นต้น
ปัจจุบันนี้พลังงานน้ำได้ถูกใช้เพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้ากันอย่างกว้างขวาง เนื่องจากพลังงานที่ได้จากกระแสน้ำไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ ไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิง และไม่ทำให้เกิดสารพิษอื่นๆ การใช้พลังงานน้ำเพื่อสร้างพลังอื่นนั้น ก็สามารถกระทำได้โดยการสร้างเขื่อนปิดกั้นเส้นทางไหลของกระแสน้ำ ทำให้ระดับน้ำในเส้นทางที่จะไหลต่อไปมีระดับต่ำ แล้วจัดทำให้น้ำเหนือเขื่อนไหลไปหมันตัวกังหันน้ำซึ่งจะทำให้ได้กระแสไฟฟ้า พลังงานน้ำมีข้อดี เมื่อปล่อยน้ำไหลไปหมุนกังหันเมื่อใดก็จะได้พลังงานออกมาทันที แตกต่างกับโรงไฟฟ้าแบบใช้เชื้อเพลิงเผาให้ได้ความร้อน ต้องใช้เวลาให้เครื่องเข้าที่ จึงจะผลิตไฟฟ้าได้ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำจึงเหมาะสำหรับกรณีที่ต้องการไฟทันทีและเร่งด่วน จึงมักใช้ปั่นไฟตั้งแต่หลังเที่ยงวันจนถึงเที่ยงคืน ซึ่งเป็นช่วงที่ประชาชนและโรงงานต้องการใช้ไฟฟ้ามากที่สุด
ส่วนเวลาดึกๆ จนถึงเช้าคนใช้ไฟลดลง แต่โรงงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล หยุดไม่ได้เราะถ้าหยุดกว่าจะปั่นไฟได้อีกต้องใช้เวลานาน ผู้ผลิตไฟฟ้าจึงไม่หยุดโรงไฟฟ้า ช่วงนี้จึงมีไฟฟ้าเหลือใช้นักจัดการด้านไฟฟ้าจึงเอาไฟฟ้าที่เหลือนี้ไปสูบน้ำกลับขึ้นไปเก็บไว้บนอ่างเก็บน้ำของเขื่อน พอความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้นในช่วงหลังเที่ยงวันจนถึงดึก ก็ปล่อยน้ำจากอ่างมาปั่นไฟใหม่ วิธีการนี้เรียกว่า การผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบกลับ โครางการโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำเขื่อนลำตะคองแบบสูบกลับเป็นโครงการหนึ่งซึ่งนำหลักการนี้มาใช้ผลิตไฟฟ้า โดยสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำเขื่อนลำตะคองของกรมชลประทาน ไปเก็บไว้ที่อ่างเก็บน้ำบนเขายายเที่ยง ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำและเมื่อมีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง ก็จะปล่อยน้ำกลับลงมาผ่านโรงไฟฟ้าใต้ดิน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าปริมาณน้ำดังกล่าวก็จะไหลลงอ่างเก็บน้ำลำตะคองเหมือนเดิม ทำให้สามารถเพิ่มกำลังการผลิตของแต่ละวันได้สูงถึง 1,000,000 กิโลวัตต์ และได้พลังงานไฟฟ้าปีละ 400 ล้านกิโลวัตต์
ปัจจุบันนี้พลังงานน้ำได้ถูกใช้เพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้ากันอย่างกว้างขวาง เนื่องจากพลังงานที่ได้จากกระแสน้ำไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ ไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิง และไม่ทำให้เกิดสารพิษอื่นๆ การใช้พลังงานน้ำเพื่อสร้างพลังอื่นนั้น ก็สามารถกระทำได้โดยการสร้างเขื่อนปิดกั้นเส้นทางไหลของกระแสน้ำ ทำให้ระดับน้ำในเส้นทางที่จะไหลต่อไปมีระดับต่ำ แล้วจัดทำให้น้ำเหนือเขื่อนไหลไปหมันตัวกังหันน้ำซึ่งจะทำให้ได้กระแสไฟฟ้า พลังงานน้ำมีข้อดี เมื่อปล่อยน้ำไหลไปหมุนกังหันเมื่อใดก็จะได้พลังงานออกมาทันที แตกต่างกับโรงไฟฟ้าแบบใช้เชื้อเพลิงเผาให้ได้ความร้อน ต้องใช้เวลาให้เครื่องเข้าที่ จึงจะผลิตไฟฟ้าได้ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำจึงเหมาะสำหรับกรณีที่ต้องการไฟทันทีและเร่งด่วน จึงมักใช้ปั่นไฟตั้งแต่หลังเที่ยงวันจนถึงเที่ยงคืน ซึ่งเป็นช่วงที่ประชาชนและโรงงานต้องการใช้ไฟฟ้ามากที่สุด
ส่วนเวลาดึกๆ จนถึงเช้าคนใช้ไฟลดลง แต่โรงงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล หยุดไม่ได้เราะถ้าหยุดกว่าจะปั่นไฟได้อีกต้องใช้เวลานาน ผู้ผลิตไฟฟ้าจึงไม่หยุดโรงไฟฟ้า ช่วงนี้จึงมีไฟฟ้าเหลือใช้นักจัดการด้านไฟฟ้าจึงเอาไฟฟ้าที่เหลือนี้ไปสูบน้ำกลับขึ้นไปเก็บไว้บนอ่างเก็บน้ำของเขื่อน พอความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้นในช่วงหลังเที่ยงวันจนถึงดึก ก็ปล่อยน้ำจากอ่างมาปั่นไฟใหม่ วิธีการนี้เรียกว่า การผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบกลับ โครางการโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำเขื่อนลำตะคองแบบสูบกลับเป็นโครงการหนึ่งซึ่งนำหลักการนี้มาใช้ผลิตไฟฟ้า โดยสูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำเขื่อนลำตะคองของกรมชลประทาน ไปเก็บไว้ที่อ่างเก็บน้ำบนเขายายเที่ยง ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำและเมื่อมีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง ก็จะปล่อยน้ำกลับลงมาผ่านโรงไฟฟ้าใต้ดิน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าปริมาณน้ำดังกล่าวก็จะไหลลงอ่างเก็บน้ำลำตะคองเหมือนเดิม ทำให้สามารถเพิ่มกำลังการผลิตของแต่ละวันได้สูงถึง 1,000,000 กิโลวัตต์ และได้พลังงานไฟฟ้าปีละ 400 ล้านกิโลวัตต์
(รูปภาพเขื่อน)
ข้อดีของพลังงานน้ำอีกประการหนึ่งก็คือ เป็นพลังงานหมุนเวียนที่ใช้แล้วไม่หมด น้ำนี้เมื่อใช้ปั่นไฟแล้วยังเอาไปใช้ในการเกษตรได้ และเมื่อระเหยกลายเป็นไอก็รวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ และกลายเป็นฝนตกกลับมาเป็นน้ำในเขื่อน ให้ใช้ปั่นไฟได้อีก ส่วนข้อเสีย คือ ในการสร้างเขื่อนกักเก็บน้ำเพื่อปั่นไฟนั้น มักสูญเสียพื้นที่ป่าไม้ ซึ่งนับวันจะน้อยลง และทำให้สัตว์ป่าต้องอพยพหนีน้ำท่วมบางชนิดอาจสูญพันธุ์ รวมทั้งชีวิตความเป็นอยู่ของคนในท้องถิ่นก็เปลี่ยนไปจากเดิมด้วย
พลังงานน้ำเป็นพลังงานสะอาด ไม่ปล่อยแก๊สพิษออกมา มีการทดแทนต่อเนื่องตลอดเวลาทำให้ใช้ประโยชน์ไม่มีที่สิ้นสุด ในปัจจุบันการใช้พลังงานน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้ามีอยู่ประมาณร้อยละ 4 ของพลังงานที่ใช้อยู่ทั้งหมดในโลก พลังงานน้ำเป็นพลังงานที่ต้องลงทุนสูงค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูง การที่จะนำมาใช้ต้องพิจารณาให้รอบคอบ และให้สามารถใช้ได้ผลคุ้มค่าได้ประโยชน์ตอบแทนสูง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น