อะไรคือการผลิตไฟฟ้า

การผลิตพลังงานไฟฟ้าคืออะไร?

นิยามของการผลิตพลังงาน

ระบบพลังงานมีสามส่วนหลัก: การผลิต การส่ง และการกระจาย บทความนี้เน้นที่การผลิตพลังงาน ซึ่งเป็นการแปลงรูปแบบหนึ่งของพลังงานให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าถูกผลิตจากแหล่งธรรมชาติหลากหลาย

 แหล่งพลังงานถูกจำแนกเป็นสองประเภทคือ ทดแทนและไม่สามารถทดแทนได้ ปัจจุบัน ส่วนใหญ่พลังงานไฟฟ้าถูกผลิตจากแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถทดแทนได้ เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ

 อย่างไรก็ตาม แหล่งพลังงานที่ไม่สามารถทดแทนได้มีจำกัด เราต้องใช้มันอย่างระมัดระวังและมองหาแหล่งพลังงานทางเลือกหรือแหล่งที่สามารถทดแทนได้

 แหล่งพลังงานที่สามารถทดแทนได้รวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ ลม น้ำ คลื่น และไบโอแมส แหล่งเหล่านี้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ฟรี และไม่มีข้อจำกัด ลองมาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแหล่งพลังงานที่สามารถทดแทนได้

 แหล่งพลังงานที่สามารถทดแทนได้

แหล่งพลังงานที่สามารถทดแทนได้ เช่น แสงอาทิตย์ ลม น้ำ คลื่น และไบโอแมส เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและไม่มีข้อจำกัด

 การผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการผลิตพลังงาน มีสองวิธีหลักในการสร้างไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์

 เราสามารถสร้างไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้เซลล์โฟโตโวลตาอิค (PV) เซลล์โฟโตโวลตาอิคทำจากซิลิกอน หลายเซลล์ถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานเพื่อสร้างแผงโซลาร์เซลล์

เราสามารถสร้างความร้อน (พลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์) ด้วยความช่วยเหลือของกระจกในแสงอาทิตย์ และเราใช้ความร้อนนี้ในการเปลี่ยนน้ำเป็นไอน้ำ ไอน้ำอุณหภูมิสูงนี้หมุนเทอร์ไบน์

 ข้อดีของระบบพลังงานแสงอาทิตย์

• ค่าใช้จ่ายในการส่งผ่านเป็นศูนย์สำหรับระบบแสงอาทิตย์ที่แยกตัว

• ระบบการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

• ค่าบำรุงรักษาน้อย

• เป็นแหล่งที่เหมาะสมสำหรับสถานที่ที่อยู่ไกลและไม่สามารถเชื่อมต่อกับกริด

ข้อเสียของระบบพลังงานแสงอาทิตย์

• ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง

• ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการผลิตจำนวนมาก

• ระบบการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

• การเก็บรักษาพลังงานแสงอาทิตย์ (แบตเตอรี่) มีราคาแพง

 ระบบพลังงานลม

เทอร์ไบน์ลมถูกใช้ในการแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานไฟฟ้า ลมไหลเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในบรรยากาศ เทอร์ไบน์ลมแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานจลน์ พลังงานจลน์ที่หมุนนี้หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้แปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานไฟฟ้า

ข้อดีของระบบพลังงานลม

• พลังงานลมเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีข้อจำกัด ฟรี และสะอาด

• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานแทบจะเป็นศูนย์

• ระบบการผลิตไฟฟ้าจากลมสามารถผลิตไฟฟ้าในสถานที่ที่อยู่ไกล

ข้อเสียของระบบพลังงานลม

• ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าในปริมาณเดียวกันตลอดเวลา

• ต้องใช้พื้นที่โล่งกว้าง

• มีเสียงรบกวน

• กระบวนการก่อสร้างเทอร์ไบน์ลมมีราคาแพง

• ให้ผลผลิตไฟฟ้าต่ำ

• เป็นอันตรายต่อสัตว์บิน

ระบบพลังงานน้ำ

พลังงานที่ได้จากน้ำในแม่น้ำหรือทะเลเรียกว่าพลังงานน้ำ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำทำงานตามผลของแรงโน้มถ่วง เราเก็บน้ำไว้ในเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำ เมื่อน้ำไหลลงมา ความเคลื่อนไหวของน้ำขณะไหลลงสู่ท่อส่งทำให้เกิดพลังงานจลน์ที่หมุนเทอร์ไบน์

 ข้อดีของระบบพลังงานน้ำ

• สามารถใช้งานได้ทันที

• หลังจากกระบวนการ น้ำสามารถใช้สำหรับการชลประทานและวัตถุประสงค์อื่นๆ

• เขื่อนออกแบบมาสำหรับระยะเวลาที่ยาวนาน และสามารถสนับสนุนการผลิตพลังงานไฟฟ้าได้หลายปี

• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาน้อย

• ไม่ต้องขนส่งเชื้อเพลิง

ข้อเสียของระบบพลังงานน้ำ

• ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นของโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำสูง

• โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำตั้งอยู่ในพื้นที่เขาและอยู่ไกลจากโหลด ดังนั้น ต้องใช้สายส่งไฟฟ้าระยะทางยาว

• การสร้างเขื่อนอาจทำให้เมืองและนครหลวงถูกน้ำท่วม

• ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

พลังงานถ่านหินและพลังงานนิวเคลียร์

ระบบพลังงานถ่านหิน

โรงไฟฟ้าความร้อนผลิตไฟฟ้าโดยการเผาถ่านหินในหม้อไอน้ำ ความร้อนใช้ในการเปลี่ยนน้ำเป็นไอน้ำ ไอน้ำความดันสูงและอุณหภูมิสูงที่ไหลเข้าไปในเทอร์ไบน์หมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า

หลังจากผ่านเทอร์ไบน์ ไอน้ำจะถูกทำความเย็นในคอนเดนเซอร์แล้วนำไปใช้ใหม่ในหม้อไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำอีกครั้ง โรงไฟฟ้าความร้อนทำงานตามวงจรแรงคิน

 ข้อดีของระบบพลังงานถ่านหิน

• ถ่านหินราคาถูก

• มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นน้อยกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน

• ต้องใช้พื้นที่น้อยกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ

• เราสามารถสร้างโรงไฟฟ้าความร้อนได้ทุกที่เพราะถ่านหินสามารถขนส่งไปยังโรงไฟฟ้าได้ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหน

• การก่อสร้างและการทดสอบโรงไฟฟ้าความร้อนใช้เวลาน้อยกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ

ข้อเสียของระบบพลังงานถ่านหิน

• ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถทดแทนได้

• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูงและแปรผันตามราคาเชื้อเพลิง

• ทำให้เกิดมลพิษในชั้นบรรยากาศเนื่องจากควันและไอเสีย

• ต้องใช้น้ำปริมาณมาก

ระบบพลังงานนิวเคลียร์

การทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เหมือนกับโรงไฟฟ้าความร้อน ในโรงไฟฟ้าความร้อน ถ่านหินถูกใช้ในหม้อไอน้ำเพื่อผลิตความร้อน

ในโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ยูเรเนียมถูกใช้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อผลิตความร้อน ทั้งสองโรงไฟฟ้าแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า

ยูเรเนียม 1 กิโลกรัมสามารถผลิตพลังงานเท่ากับพลังงานที่ได้จากการเผาถ่านหิน 4,500 ตัน หรือน้ำมัน 2,000 ตัน

 ข้อดีของระบบพลังงานนิวเคลียร์

• ต้องใช้พื้นที่น้อยกว่าโรงไฟฟ้าความร้อนและโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ

• สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าในปริมาณสูงจากโรงไฟฟ้าเดียว

• ไม่ปล่อย CO2

• โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ต้องการเชื้อเพลิงปริมาณน้อย

 ข้อเสียของระบบพลังงานนิวเคลียร์

• มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง

• มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาสูง

• มีของเสียกัมมันตรังสี

• มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดกัมมันตรังสีและการระเบิด