พลังงานที่ได้จากน้ำ คือ พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลเชี่ยวในแม่น้ำหรือน้ำตก ในสมัยก่อนพลังงานน้ำถูกนำมาใช้ในงานโม่แป้งและสูบน้ำ ในปัจจุบันพลังงานน้ำถูกนำมาใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าด้วย พลังงานจลน์ของน้ำเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างไรจะได้กล่าวถึงต่อไป สิ่งที่น่าสนใจจะพิจารณาประการแรก คือ พลังงานจลน์ของน้ำเพิ่มขึ้นได้อย่างไร และเราอาจควบคุมและนำมาใช้งานได้อย่างไร
แหล่งพลังงานที่ให้พลังงานแก่กระแสน้ำหรือน้ำตกก็คือ ดวงอาทิตย์ แสงอาทิตย์ที่ส่องไปบนทะเล มหาสมุทร จะทำให้พื้นน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น เป็นผลให้บางโมเลกุลของน้ำมีพลังงานจลน์มากพอที่จะหลุดลอยออกจากผิวน้ำไปอยู่ในสภาพของไอน้ำ ไอน้ำเหล่านี้จะไปก่อตัวเป็นก้อนเมฆในอากาศและถูกพัดพาไปที่ต่างๆ ของโลกโดยกระแสลม ก้อนเมฆที่ถูกพัดพาไปผ่านยอดเขาสูงๆ จะมีอุณหภูมิลดต่ำลง ทำให้ไอน้ำในก้อนเมฆควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำและตกลงมาเป็นฝน น้ำฝนที่ตกลงมาจะรวมตัวกันไหลลงสู่เชิงเขา ในที่สุดน้ำนี้ก็จะไหลลงสู่มหาสมุทรและจะเปลี่ยนแปลงเป็นวัฏจักรของน้ำต่อไป
ในกรณีที่ฝนตกลงสู่ทะเลสาบ บนพื้นที่สูงๆ หรืออ่างเก็บน้ำหน้าเขื่อนที่เราสร้างขึ้นจะทำให้มีน้ำปริมาณมากถูกเก็บกักไว้ในที่สูง น้ำนี้จะมีพลังงานศักย์เท่ากับ mgh หรือ 9.8 จูลต่อกิโลกรัมต่อความสูงหนึ่งเมตร ที่อยู่เหนือจุดที่จะนำพลังงานนี้ไปใช้งาน ความสูงของน้ำตกวัดจากจุดที่ใช้งานนี้ เรียกว่า เฮด (head) ของน้ำ เมื่อเราเปิดประตูที่ปิดกั้นน้ำในอ่างเก็บน้ำ พลังงานศักย์ที่สะสมอยู่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ ซึ่งเราสามารถนำมาทำให้กังหันน้ำหมุน เพื่อฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ข้อดีของแหล่งพลังงานนี้ คือ ให้พลังงานได้ตราบเท่าที่ยังมีฝนตกลงมาเพิ่มปริมาณน้ำชดเชยส่วนที่ไหลลงสู่ที่ต่ำไปแล้ว
พลังงานจลน์ของน้ำในแม่น้ำลำธารอาจนำไปเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ทันที แต่เนื่องจากอัตราการไหลของน้ำยังไม่เหมาะสมจึงมีการสร้างเขื่อนขึ้นกั้นลำน้ำ เพื่อกักน้ำไว้แล้วปล่อยให้ไหลออกตามช่องทางที่สร้างขึ้นในอัตราที่ต้องการได้
ข้อมูลเพิ่มเติม : กังหันไอน้ำ ประเภทของกังหันไอน้ำ พัดลมไอน้ำ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น