พลังน้ำ
พลังน้ำผลิตไฟฟ้าจากน้ำที่เคลื่อนที่ โดยทั่วไปส่งการไหลของแม่น้ำผ่านกังหันที่ต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อาจเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สม่ำเสมอ ทรัพยากรโครงข่ายที่ยืดหยุ่น หรือแบตเตอรี่ยักษ์ผ่านระบบสูบกลับ แต่ก็เปลี่ยนรูปร่างแม่น้ำและต้องประเมินพร้อมผลกระทบด้านนิเวศ ความปลอดภัย และชุมชน
พลังน้ำคืออะไร
พลังน้ำคือไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานในน้ำที่เคลื่อนที่ โรงไฟฟ้าใช้ความต่างระดับระหว่างน้ำต้นน้ำกับท้ายน้ำ ปริมาณการไหล หรือทั้งสองอย่างเพื่อหมุนกังหัน เพลากังหันหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเครื่องกำเนิดส่งไฟฟ้าผ่านหม้อแปลงเข้าสู่โครงข่าย บางโครงการเป็นเขื่อนขนาดใหญ่พร้อมอ่างเก็บน้ำ แต่พลังน้ำอาจเป็นแบบไหลตามน้ำ อิงคลอง หรือสร้างรอบโครงสร้างพื้นฐานน้ำที่มีอยู่แล้วก็ได้
โรงไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าอย่างไร
ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไป น้ำเข้าสู่ช่องรับน้ำ ไหลผ่านท่อส่งน้ำหรือร่องน้ำ ดันใบกังหัน แล้วออกสู่ท้ายน้ำ ผู้ปฏิบัติงานปรับประตูน้ำและการควบคุมอื่น ๆ ให้สอดคล้องกับความต้องการโครงข่าย น้ำที่มีอยู่ กฎควบคุมน้ำท่วม ความต้องการชลประทาน ทางผ่านของปลา และข้อกำหนดใบอนุญาต กำลังผลิตขึ้นอยู่หลัก ๆ กับเฮดหรือความสูงตกในแนวดิ่ง และการไหลหรือปริมาณน้ำที่ผ่านกังหัน
โรงไฟฟ้าอ่างเก็บน้ำและแบบไหลตามน้ำ
โรงไฟฟ้าอ่างเก็บน้ำกักน้ำไว้หลังเขื่อน ทำให้ควบคุมการผลิตได้มากขึ้นและมีประโยชน์ในช่วงความต้องการสูง โรงไฟฟ้าแบบไหลตามน้ำมักกักน้ำไว้น้อย จึงตามสภาพแม่น้ำใกล้ชิดกว่าและอาจมีรอยเท้าพื้นที่น้อยกว่าเขื่อนกักเก็บขนาดใหญ่ ทั้งสองแบบถูกกำหนดโดยฝนตามฤดูกาล หิมะละลาย ภัยแล้ง การควบคุมน้ำท่วม การเดินเรือ นันทนาการ และกฎการไหลเพื่อสิ่งแวดล้อม
ระบบสูบกลับ
พลังน้ำแบบสูบกลับทำงานเหมือนแบตเตอรี่โครงข่ายที่ชาร์จใหม่ได้ เมื่อไฟฟ้ามีมากหรือราคาถูก ปั๊มจะย้ายน้ำจากอ่างล่างไปยังอ่างบน เมื่อโครงข่ายต้องการไฟฟ้า น้ำจะไหลกลับลงผ่านกังหัน ระบบสูบกลับไม่ได้สร้างพลังงานใหม่ด้วยตัวเอง แต่สามารถเลื่อนไฟฟ้าข้ามชั่วโมงหรือวัน และช่วยสมดุลกำลังผลิตจากลมกับแสงอาทิตย์
บริการต่อโครงข่าย
พลังน้ำมักเปลี่ยนกำลังผลิตได้รวดเร็ว จึงมีประโยชน์สำหรับกำลังสำรอง การตอบสนองความถี่ การพยุงแรงดัน การเพิ่มลดกำลัง และการฟื้นฟูฉุกเฉินหลังไฟดับ กังหันหมุนขนาดใหญ่ยังเพิ่มความเฉื่อยทางกายภาพให้ระบบไฟฟ้าได้ บริการเหล่านี้มีคุณค่า แต่ไม่ได้เกิดขึ้นอัตโนมัติทุกแห่ง สิทธิการใช้น้ำ ระดับอ่างเก็บน้ำ ใบอนุญาตสิ่งแวดล้อม ภัยแล้ง กฎตลาด และอายุอุปกรณ์ ล้วนจำกัดสิ่งที่โรงไฟฟ้าทำได้
ข้อแลกเปลี่ยนด้านสิ่งแวดล้อมและสังคม
พลังน้ำสามารถแบ่งแยกแม่น้ำ กีดขวางการอพยพของปลา เปลี่ยนการเคลื่อนที่ของตะกอน เปลี่ยนอุณหภูมิน้ำและออกซิเจนละลายน้ำ และท่วมที่ดินต้นน้ำ ชุมชนอาจเผชิญการย้ายถิ่น วิถีชีวิตที่เปลี่ยนไป หรือการสูญเสียทางวัฒนธรรม และความปลอดภัยเขื่อนกลายเป็นความรับผิดชอบสาธารณะระยะยาว โครงการและการปรับปรุงสมัยใหม่มักรวมทางผ่านปลา การไหลเพื่อสิ่งแวดล้อม การจัดการตะกอน การติดตามที่ดีขึ้น และการปรึกษาชุมชนที่ได้รับผลกระทบ
ความเสี่ยงด้านภูมิอากาศและน้ำ
โรงไฟฟ้าพลังน้ำมักมีการปล่อยโดยตรงต่ำระหว่างเดินระบบ แต่อ่างเก็บน้ำสามารถปล่อยมีเทนได้ในบางพื้นที่ โดยเฉพาะเมื่ออินทรียวัตถุที่ถูกน้ำท่วมสลายตัว การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังอาจเปลี่ยนฝน หิมะสะสม ภัยแล้ง น้ำท่วม และการระเหย ทำให้ปริมาณไฟฟ้าที่โครงการส่งมอบเปลี่ยนไป การวางแผนพลังน้ำในปัจจุบันจึงหมายถึงการวางแผนสำหรับวัฏจักรน้ำที่คาดเดาได้น้อยลง
ทำไมจึงสำคัญ
พลังน้ำเป็นหนึ่งในแหล่งไฟฟ้าหมุนเวียนขนาดใหญ่ที่เก่าแก่ที่สุด และยังสำคัญเพราะจับคู่การผลิตพลังงานกับความยืดหยุ่นได้ โครงการที่แข็งแรงที่สุดไม่ใช่แค่เขื่อนที่ใหญ่ที่สุด แต่คือโครงการที่เหมาะกับลุ่มน้ำของตน ปกป้องความปลอดภัยสาธารณะ เคารพสิทธิท้องถิ่นและชนพื้นเมือง และสนับสนุนโครงข่ายสะอาดขึ้นโดยไม่มองแม่น้ำเป็นเครื่องจักรว่างเปล่า