ค้นหาข้อมูล คลิก!วิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา >>
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ
การใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพมีมาตั้งแต่สมัยโรมัน โดยใช้ในลักษณะของการนำน้ำร้อนมาเพื่อการรักษาโรคและใช้ประโยชน์ภายในครัวเรือน ในยุคต่อมาได้มีการนำเอาไอน้ำร้อนมาใช้ในการประกอบอาหาร ใช้น้ำร้อนสำหรับอาบชำระร่างกาย ใช้ล้างภาชนะ และใช้ในการบำบัดรักษาโรค การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเพื่อการผลิตไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นในปี 1913 ที่ประเทศอิตาลี โดยใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพจากแหล่งลาร์เดอเรลโล มีขนาดกำลังการผลิต 250 กิโลวัตต์ นับว่าเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกในโลกที่มีการผลิตไฟฟ้าออกมาในเชิงอุตสาหกรรม (McVeigh. 1984 : 192) โดยในปัจจุบันได้พัฒนาและขยายเป็นโรงไฟฟ้าขนาด 700 เมกะวัตต์ นอกจากนี้ยังมีแผนที่จะเพิ่มขนาดกำลังการผลิตมากขึ้นเป็น 1,200 เมกะวัตต์ ในอนาคต (Boyle. 2004 : 346)
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ใหญ่ที่สุดในโลกในปัจจุบันคือ โรงไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งที่เรียกว่าเกย์เซอร์ฟิลด์ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว โดยเริ่มผลิตไฟฟ้าในปี ค.ศ. 1984 มีกำลังการผลิตในขณะเริ่มต้น 565 เมกะวัตต์ และเพิ่มขึ้นเป็น 1,300 เมกะวัตต์ในปี ค.ศ. 1984 (McVeigh. 1984 : 195) นอกจากนี้ยังมีอีกหลายประเทศทั่วโลกที่ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตไฟฟ้า เช่น รัสเซียนิวซีแลนด์ เม็กซิโก ไอซ์แลนด์ หรือในแถบเอเชีย เช่น ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย เป็นต้น โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกติดตั้งและดำเนินการผลิตไปแล้วมากกว่า 250 แห่ง เทคโนโลยีที่ใช้สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพในแต่ละแห่งจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติต่างๆของแหล่งพลังงานความร้อน ซึ่งนอกจากจะต้องพิจารณาถึงอุณหภูมิและความดันของของไหลที่มีในแหล่งนั้นๆแล้ว ยังต้องคำนึงถึงความเค็มและสารประกอบจำพวกก๊าซต่างๆที่มีอยู่ในของไหลนั้นด้วยเพราะอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าได้ โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถแบ่งออกเป็น 4 แบบ (Boyle. 2004 : 359-363) ได้แก่
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบไอแห้ง
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบไอแห้ง (dry steam power plant) ใช้สำหรับผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบไอแห้ง ไอแห้งที่ได้จากแหล่งพลังงานความร้อนนี้จะมีอุณหภูมิประมาณ 180-225 องศาเซลเซียส มีความดันประมาณ 4-8 เมกะพาสคัล โดยจะเคลื่อนที่ขึ้นสู่ผิวโลกทางท่อที่ใส่ไว้ในหลุมเจาะด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อขึ้นมาถึงส่วนของกังหันที่ถูกต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะสามารถดันให้กังหันหมุนและผลิตไฟฟ้าออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ถ้าในบางแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงมากๆ ซึ่งอาจสูงถึง 300-350 องศาเซลเซียส และหากมีความดันของไอสูงด้วยแล้วจะยิ่งเป็นผลดีต่อการนำไปใช้ประโยชน์ในระบบผลิตไฟฟ้า โรงไฟฟ้าแบบนี้ถือว่าเป็นระบบที่ธรรมดาและคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์มากที่สุด โดยทั่วไปการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าแบบนี้จะต้องใช้ ไอน้ำประมาณ 6.5 กิโลกรัมต่อการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง ลักษณะของการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบไอแห้งนี้แสดงไว้ในภาพที่ 8.7
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบซิงเกิลแฟลชสตรีม
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบซิงเกิลแฟลชสตรีม (single flash steam power plant) ถูกใช้สำหรับผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบไอเปียก ซึ่งมีละอองไอน้ำผสมอยู่บางส่วน ดังนั้นโรงไฟฟ้าแบบนี้จึงต้องมีการติดตั้งเครื่องแยกละอองไอน้ำนั้นออกเสียก่อนเพื่อป้องกันการไปรบกวนระบบกังหัน และอาจก่อให้เกิดการสะสมตัวของตะกอนของแร่ธาตุที่ผสมอยู่ในไอน้ำนั้นตามจุดต่างๆ บนกังหัน ไอน้ำที่ใช้หมุนกังหันในโรงไฟฟ้าแบบนี้ควรมีอุณหภูมิประมาณ 155-165 องศาเซลเซียส และมีความดันอยู่ในช่วง 0.5-0.6 เมกะพาสคัล โดยทั่วไปการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าแบบนี้จะต้องใช้ไอน้ำประมาณ 8 กิโลกรัม ต่อการผลิตไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง ลักษณะของการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบซิงเกิลแฟลชสตรีมแสดงไว้ในภาพที่ 8.8
ภาพแสดงผังการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบไอแห้ง
ที่มา (Boyle. 2004 : 360)
ภาพแสดงผังการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบซิงเกิลแฟลชสตรีม
ที่มา (Boyle. 2004 : 360)
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบ 2 วงจร
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบ 2 วงจร (binary cycle power plant) โรงไฟฟ้าแบบนี้จะถูกใช้กับแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิและความดันไม่สูงนัก เช่น แหล่งพลังงานความร้อนที่เป็นน้ำร้อนหรือน้ำเค็มร้อน การทำงานของระบบโรงไฟฟ้าแบบนี้ต้องอาศัยสารทำงานในลักษณะของสารทำงานทุติยภูมิ ซึ่งจะมีคุณสมบัติของจุดเดือดต่ำเช่น แอมโมเนีย ฟรีออน เพนเทน หรือ บิวเทน เป็นต้น สารทำงานเหล่านี้เมื่อได้รับพลังงานความร้อนจากน้ำร้อน จะระเหยกลายเป็นไอและถูกส่งไปขับให้กังหันหมุนเพื่อผลิตไฟฟ้า ในกรณีที่อุณหภูมิของแหล่งความร้อนต่ำกว่า 170 องศาเซลเซียส ระบบนี้จะมีประสิทธิภาพดีกว่าแบบซิงเกิลแฟลชสตรีม นั่นคือข้อได้เปรียบของโรงไฟฟ้าแบบนี้คือ สามารถใช้กับแหล่งพลังงานความร้อนที่มีอุณหภูมิไม่สูงนักซึ่งสามารถพบได้โดยทั่วไป นอกจากนี้สารประกอบทางเคมีที่ผสมอยู่ในน้ำร้อนยังสามารถแยกออกและนำไปใช้ประโยชน์ได้ อย่างไรก็ตามข้อเสียของโรงไฟฟ้าแบบนี้คือ การลงทุนค่อนข้างสูง และการเก็บรักษาพลังงานความร้อนของน้ำร้อนจะต้องเก็บภายใต้ความดันสูง ลักษณะของการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร แสดงไว้ในภาพที่ 8.9
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบดับเบิลแฟลชสตรีม
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบดับเบิลแฟลชสตรีม เกิดจากการผสม ผสานแนวคิดระหว่างการพัฒนาเทคนิคที่ใช้ในโรงไฟฟ้าแบบซิงเกิลแฟลชสตรีม กับการลดต้นทุนในการลงทุนของโรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร โรงไฟฟ้าแบบนี้เหมาะสำหรับแหล่งพลังงานความร้อนที่มีส่วนผสมของสารประกอบอื่นในปริมาณต่ำ และต้องไม่มีปัญหาในเรื่องของการควบแน่นของก๊าซที่ผสมอยู่ เพราะอาจก่อให้เกิดผลกระทบการทำงานของระบบทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง การทำงานของระบบนี้แหล่งพลังงานความร้อนซึ่งมีความดันสูงจากภายนอกจะถูกแบ่งเป็น 2 ส่วน เพื่อส่งไปขับกังหันที่มีอยู่ 2 ชุด เป็นผลให้ระบบสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าปกติประมาณร้อยละ 20-25 โดยมีการลงทุนในส่วนของโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีกเพียงร้อยละ 5 เท่านั้น ลักษณะการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบดับเบิลแฟลชสตรีม แสดงไว้ในภาพที่ 8.10
ภาพ แสดงผังการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร
ที่มา (Boyle. 2004 : 360)
ภาพ แสดงผังการทำงานของโรงไฟฟ้าแบบดับเบิลแฟลชสตรีม
ที่มา (Boyle. 2004 : 360)
โครงสร้างของโลก
ความหมายและแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ลักษณะทั่วไปของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ปรากฏการณ์ธรรมชาติจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ประเทศไทยกับการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ
ผลกระทบจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ
