ประเภทของโรงไฟฟ้า
ที่มา TruePlookpanya
http://www.trueplookpanya.com/new/cms_detail/knowledge/16302-00/

              คงไม่อาจปฏิเสธได้ว่าความสะดวกสบายในปัจจุบัน เป็นผลพวงมาจากการที่เรามีไฟฟ้าใช้ทุกวันนี้ถ้าต้องการต้มน้ำก็เพียงเสียบปลั๊กหม้อไฟฟ้า ต้องการแสงสว่างก็เพียงเปิดสวิทช์ไฟ

              ไฟฟ้า เป็นรูปแบบของพลังงานที่เราใช้ได้อย่างสะดวกสบายที่สุดในปัจจุบัน คือ สามารถส่งหรือแจกจ่ายให้ผู้ใช้ได้ง่าย เพียงแค่ต่อสายจากแหล่งกำเนิดเท่านั้น สามารถเก็บสำรองไว้ได้ และที่สำคัญคือสามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานแบบอื่น เช่น ความร้อน หรือแสงได้ง่าย
              ไฟฟ้าที่เราใช้ตามบ้านเรือนทุกวันนี้มีต้นกำเนิดจากโรง ผลิตไฟฟ้าที่กระจายอยู่ทั่วประเทศ แม้จะเรียกว่า “ผลิต” แต่ที่จริงแล้ว การผลิตไฟฟ้า ไม่ใช่ “การสร้าง” พลังงานใหม่ขึ้นมา แต่เป็น “การเปลี่ยนรูป” พลังงานที่มีอยู่แล้วให้เป็นพลังานไฟฟ้าเท่านั้น
              พลังงานที่นำมาเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าได้มีหลากหลาย ทั้งพลังงานที่เกิดจากการไหลของน้ำ พลังงานความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งพลังงานแต่ละประเภทมีความยาก-ง่าย ในการแปลงรูปพลังงานแตกต่างกัน รวมทั้งยังใช้เทคโนโลยีที่ต่างกันด้วย การผลิตไฟฟ้าจึงต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้

              โรงผลิตไฟฟ้าก็คืออุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนพลังงาน ชนิดอื่นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งแบ่งได้หลายประเภทตามเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตไฟฟ้า หากแบ่งโรงไฟฟ้าตามแหล่งพลังงานที่นำมาผลิตพลังงานไฟฟ้าแบ่งได้ดังนี้

โรงไฟฟ้าแบ่งตามการใช้เชื้อเพลิง
              1. ประเภทใช้เชื้อเพลิง หมายถึงโรงไฟฟ้าที่ใช้แหล่งพลังงานซึ่งใช้แล้วหมดไป มาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าแหล่งพลังงานดังกล่าวได้แก่ พวกเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมัน ถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ รวมทั้งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ด้วย ซึ่งวิธีการในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงเหล่านีให้เป็นพลังงานไฟฟ้า มีอยู่ 2 วิธีหลักๆ คือ
                    1.1 พลังไอน้ำ โดยใช้เชื้อเพลิงผลิตความร้อนแล้วนำไปต้มน้ำให้กลายเป็นไอ ไอน้ำจะไปหมุนกังหัน ที่ต่อกับขดลวดและแม่เหล็ก เกิดเป็กกระแสไฟฟ้าขึ้น เชื้อเพลิงแทบทุกชนิดก็สามารถสร้างความร้อนต้มน้ำให้เดือดได้ โรงไฟฟ้าแบบนี้จึงมีทั้งแบบที่ใช้ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน น้ำมัน หรือแม้แต่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงาน
                    1.2 พลังงานความร้อนการสันดาป โดยใช้ก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันมาสันดาปภายในเครื่องยนต์ ทำให้เกิดพลังงานกลต่อไป โรงไฟฟ้าที่อาศัยหลักการนี้ ยังแบ่งแยกได้อีกหลายประเภท ตามลักษณะของกลไกเครื่องยนต์ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน  โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม โรงไฟฟ้าดีเซล โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ
               ข้อดีของแหล่งพลังงานแบบนี้ คือ สามารถควบคุมการผลิตไฟฟ้าได้ง่าย ถ้าต้องการไฟฟ้าเพิ่มก็เพียงใส่เชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น
               ข้อเสียคือ เชื้อเพลิงเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป และบางอย่างยังก่อให้เกิดมลพิษ


              2. ประเภทไม่ใช้เชื้อเพลิง หมายถึงโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด หรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่แหล่งพลังงานที่ใช้แล้วหมดสิ้นไป ซึ่งอาจแบ่งย่อยได้อีกเป็น
                    2.1 พลังงานกล โดยใช้การเคลื่อนที่ของสสาร เช่น การพัดของลม การไหลของน้ำ การเคลื่อนที่ของคลื่นในทะเล เพื่อหมุนกังหันให้ผลิตกระแสไฟฟ้า
                    2.2 พลังงานจากแสงอาทิตย์
                    2.3 พลังงานความร้อนใต้พิภพ
               ข้อดีของแหล่งพลังงานแบบนี้คือ เป็นแหล่งพลังงานที่สะอาด เพราะไม่มีการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง และแหล่งพลังไม่หมดไป
               ข้อเสียคือ ควบคุมกำลังการผลิตได้ยาก เพราะแหล่งพลังงานอิงอยู่กับธรรมชาติ อีกทั้งปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้เทียบกับต้นทุนแล้วยังมีราคาสูงอยู่

ตัวอย่างโรงไฟฟ้าประเภทใช้เชื้อเพลิง

โรงไฟฟ้าดีเซล  (Diesel Engine Power Plants)
           เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทหนึ่ง ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง หลักการทำงานคล้ายกับเครื่องยนต์ดีเซลในรถทั่วไป   โดยอาศัยการสันดาปของน้ำมันดีเซลที่ถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ที่ถูกอัดอากาศจนมีอุณหภูมิสูงที่เรียกว่าจังหวะอัด  ในขณะเดียวกันน้ามันดีเซลที่ถูกฉีดเข้าไปจะทำการสันดาป กับอากาศที่มีความร้อนสูงเกิดการระเบิด ดันลูกสูบเคลื่อนที่ลงไปเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งต่อกับเพลาของเครื่องยนต์ที่ต่อกับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เกิดการเหนี่ยวนำได้กระแสไฟฟ้า

เนื่องจากน้ำมันดีเซลมีราคาแพงขึ้น  ทำให้ไม่ค่อยนิยมที่จะสร้างโรงไฟฟ้าดีเซล  เนื่องจากมีต้นทุนสูง โดยต้นทุนการผลิตกระแสไฟฟ้า เรียงลำดับจากต้นทุนต่ำไปสูง เป็นดังนี้ ถ่านหิน  ก๊าซธรรมชาติ  น้ำมันเตา และน้ำมันดีเซล

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Thermal Power Plant)
           เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเตา หรือถ่านหิน เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า อาศัยความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไปต้มน้ำในหม้อน้ำ (Boiler) ให้เป็นไอน้ำที่มีแรงดันและมีอุณหภูมิสูง เพื่อไปขับดันกังหันไอน้ำ ซึ่งจะมีเพลาต่อเชื่อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นไอน้ำจะผ่านไปกลั่นตัวเป็นน้ำที่เครื่องควบแน่น และถูกส่งกลับมารับความร้อนในหม้อน้ำอีกครั้ง
หลักการทำงาน
           1. ทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อให้เกิดการสันดาปได้ความร้อน
           2. ความร้อนจะไปทำให้น้ำกลายเป็นไอน้ำ  และแรงดันไอน้ำจะทำการหมุนกังหันไอน้ำ
           3. แกนของกังหันไอน้ำจะต่อกับแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เกิดการเหนี่ยวนำทำให้ได้กระแสไฟฟ้า
           4. เชื้อเพลิงที่จะนำมาใช้ในประเทศไทยได้แก่  ลิกไนต์ ก๊าซธรรมชาติ
           ปัจจุบันได้มีการนำเข้าถ่านหินคุณภาพดีคือ บิทูมินัสมาใช้เป็นเชื้อเพลิง ในต่างประเทศใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงที่นำมาใช้สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนในประเทศไทย คือ ลิกไนต์ เนื่องจากพบเหมืองลิกไนต์ที่จังหวัดลำปาง   ลิกไนต์ถือเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำ  และก่อเกิดมลพิษได้มากกว่าถ่านหินที่มีคุณภาพสูงเช่น แอนทราไซต์หรือบิทูมินัส

โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas Turbine Power Plant)
           โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซเป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้กังหันก๊าซเป็นเครื่องต้นกำลัง ซึ่งได้พลังงานจากการเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างก๊าซธรรมชาติกับอากาศความดันสูง (Compressed Air) จากเครื่องอัดอากาศ (Air Compressor) ในห้องเผาไหม้ (Combustion Chamber) เกิดเป็นไอร้อนที่ความดันและอุณหภูมิสูงไปขับดันใบกังหันเพลากังหันไปขับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า
           เครื่องกังหันก๊าซเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในเปลี่ยนสภาพพลังงานเชื้อเพลิงเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง โดยทำการอัดอากาศให้มีความดันสูง 8-10 เท่า และส่งอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ ทำให้เกิดการขยายตัว เกิดแรงดัน และอุณหภูมิสูง ส่งอากาศเข้าไปในหมุนเครื่องกันหันก๊าซ เพลาของเครื่องกังหันก๊าซจะต่อกับเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำและได้กระแสไฟฟ้า
           โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซมีประสิทธิภาพประมาณ 25% สามารถเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็วเหมาะที่จะใช้เป็นโรงไฟฟ้าสำรองเพื่อผลิต พลังงานไฟฟ้า ในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูงสุด (Peak Load Period) และกรณีฉุกเฉิน และมีอายุการใช้งานประมาณ 15 ปี
โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (Combined-Cycle Power Plant)
           เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ซึ่งมีการทำงาน 2 ระบบร่วมกัน คือ ระบบของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ทำงานร่วมกับระบบของโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ
ส่วนประกอบที่สำคัญโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ประกอบด้วย
           1. เครื่องกังหันก๊าซ (เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ, Gas Turbine)
           2. หม้อน้ำ (Waste Heat Boiler หรือ Heat Recovery Steam Generator; HRSG)
           3. เครื่องกังหันไอน้ำ (เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ, Steam Turbine)
หลักการทำงาน
           1. ใช้หลักการณ์เดียวกับโรงไฟฟ้ากงหันห๊าซ โดยนำก๊าซธรรมชาติมาจุดระเบิดเพื่อให้เกิดพลังงานความร้อนไปขับเคลื่อน กังหันก๊าซ
           2.  นำไอเสีย (Waste heat) จากเครื่องกังหันก๊าซมาใช้ต้มน้ำในในหม้อน้ำ (HRSG)
           3. ไอน้ำได้จากการหม้อน้ จะถูกนำไปขับเคลื่อนเครื่องกังหันไอน้ำ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาได้ โดยใช้หลักการณ์เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมทั่วไป

           โดยทั่วไปโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมจะประกอบด้วยเครื่องกังหันก๊าซ 1 – 4 เครื่องร่วมกับกังหันไอน้ำ 1 เครื่อง ซึ่งการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าระบบความร้อนร่วมนี้จะทำการผลิตร่วมกัน หากเกิดเหตุขัดข้องกับเครื่องกังหันแก๊สเครื่องใดเครื่องหนึ่ง โรงไฟฟ้าสามารถลดกำลังผลิตที่ได้ตามสัดส่วนของเครื่องกังหันก๊าซที่หยุดเดินเครื่องไป อย่างไรก็ตาม หากเกิดเหตุขัดข้องต่อโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ โรงไฟฟ้าอาจจะมีความจำเป็นต้องหยุดการเดินเครื่อวของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซทั้งหมดด้วย เนื่องจากการเดินเครื่องโดยไม่มีโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ จะส่งผลกระทบต่อต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยเพิ่มขึ้น เนื่องจากต้นทุนของก๊าซธรรมชาติเท่าเดิม หากแต่ผลิตไฟฟ้าได้น้อยลง ซึ่งทำให้ไม่คุ้มทุนในการเดินเครื่อง
           โรงไฟฟ้าก๊าซในประเทศไทยส่วนใหญ่เป็นแบบชนิดนี้ เนื่องจากให้ประสิทธิภาพดีกว่า โดยจะเห็นได้ว่าโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ จะมีประสิทธิภาพประมาณ 25% หากแต่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม จะมีประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 50%  เช่น โรงไฟฟ้าพระนครเหนือ โรงไฟฟ้าพระนครใต้ โรงไฟฟ้าน้ำพอง โรงไฟฟ้าราชบุรี เป็นต้น


โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (Nuclear Power Plant)
           เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทหนึ่ง อาศัยพลังความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการแตกตัวของธาตุยูเรเนียม แล้วนำไปใช้ในกระบวนการผลิตไอน้ำที่ใช้ในการเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

หลักการทำงาน
           โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ จัดเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนชนิดหนึ่ง มีหลักการทำงานคล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้นสามารถแบ่งส่วนการทำงาน ได้ 2 ส่วน คือ
           1. ส่วนผลิตความร้อน ได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ระบบน้ำระบายความร้อน และเครื่องผลิตไอน้ำ โดยใช้พลังงานความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น ไปต้มน้ำ ผลิตไอน้ำ แทนการผลิตไอน้ำ จากการสันดาปเชื้อเพลิง ชนิดที่ก่อให้เกิดก๊าซมลพิษ
           2.  ส่วนผลิตกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย กังหันไอน้ำ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งส่วนนี้ เป็นองค์ประกอบของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทุกชนิด

ส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประกอบด้วย
ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประกอบด้วย
1.เชื้อเพลิงนิวเคลียร์
           เราใช้ยูเรเนียม-235 เป็นเชื้อเพลิง โดยยูเรเนียม-235ที่นำมาใช้ จะต้องมีมีความเข้มข้น 3.5 – 5 % ซึ่งในธรรมชาติจะมี ยูเรเนียม-235 ที่ความเข้มข้นที่ 0.7 %เท่านั้น ดังนั้นยูเรเนียมในธรรมชาติจึงต้องผ่านการเสริมสมรรถนะก่อนนำมาใช้เป็นเชื้อ พลิง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำลังการผลิตประมาน 1,000 MW ใช้เชื้อเพลิงยูเรเนียมปีละประมาน 27 ตัน ซึ่งผลิตมาจากแร่ยูเรเนียมในธรรมชาติ 160 ตัน
2.สารหน่วงนิวตรอน
           ทำหน้าที่ลดความเร็วของนิวตรอน (พลังงาน) เพื่อให้เหมาะสมที่จะสามารถวิ่งชนยูเรเนียม-235 ได้ โดยส่วนมากจะใช้สารที่มีขนาดโมเลกุลใกล้เคียงกับขนาดของนิวตรอน สารที่ใช้มักเป็นน้ำ น้ำมวลหนัก หรือกราไฟต์
3.แท่งควบคุม
           เท่งควบคุมเป็นแท่งดูดจับนิวตรอน เพื่อหยุดปฏิกิริยาฟิชชัน สารที่ใช้ได้แก่ โบรอน แคดเมียม และ ฮาฟเมียม โดยแท่งควบคุมจะเคลื่อนที่ขึ้นลง เพื่อลดและเพิ่มปฏิกิริยาฟิชชัน
4.สารระบายความร้อน
           เป็นสารนำความร้อนที่ได้จากปฏิกิริยาฟิชชัน ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นสารตัวเดียวกับสารหน่วงนิวตรอน
5.ถังปฏิกรณ์
           ทำด้วยสแตนเลสสตีล มีความทนต่อแรงดันสูง ภายในบรรจุแกนปฏิกรณ์ และสารระบายความร้อน
6.เครื่องกำเนิดไอน้ำ