Choice of Station

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

ชนิดของโรงไฟฟา

• Diesel

• Stream

• Hydro

• Gas Turbine

• Nuclear

• Renewable Energy

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

• การเลือกชนิดของโรงไฟฟาจะเลือกจาก “เชื้อเพลิงที่มี และราคาของเชื้อเพลิง”

• การเลือกที่ตั้งของโรงไฟฟาจะขึ้นอยูกับหลายปจจัยเชน

– คาใชจายในการสงจายพลังงานไฟฟาไปยังลูกคา

– คาใชจายในการขนสงเชื้อเพลิงไปยังโรงไฟฟา

– คาใชจายสําหรับทอน้ํามันหรือกาซ ในกรณีใชน้ํามันหรือกาซเปนเชื้อเพลิง

– คาที่ดิน, แหลงน้ําหลอเย็น และมลภาวะ

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

หัวขอที่ตองนํามาพิจารณาในการเลือกชนิดของโรงไฟฟาสรุปไดดังนี้

1. สถานที่สรางโรงไฟฟาที่จะทําใหประหยัดในการสงจําหนายกําลังไฟฟา

โรงไฟฟาควรตั้งอยูในใจกลางเมือง (Center of gravity of the load) แตในความเปนจริงจะเปนไปไดเฉพาะโรงไฟฟาดีเซล สวนโรงไฟฟาไอน้ําจะนิยมตั้งบริเวณชานเมือง สวนโรงไฟฟาพลังน้ําจะอยูไกลจากเมือง จึงทําใหตองมีสายสงระยะไกล

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

2. ราคาที่ดินและภาษี

ราคาที่ดินและภาษีภายในเมืองใหญจะมีราคาที่สูงกวาเมืองเล็ก และ

ราคาที่ดินในเมืองจะสูงกวานอกเมือง ดังนั้นจะตองเลือกจุดที่เหมาะสม

3. ขนาดที่วางที่ตองใช

โรงไฟฟาดีเซลจะใชพื้นที่นอยที่สุด รองมาคือโรงไฟฟาไอน้ํา และ

โรงไฟฟาพลังน้ําจะใชที่มากที่สุด

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

4. ดอกเบี้ยและคาเสื่อมราคา

ดอกเบี้ยจะขึ้นอยูกับสภาวะทางเศรษฐกิจในชวงเวลานั้นๆ สวนคาเสื่อม

ราคาจะเปนดังนี้

ดีเซล 6% ใชไดนาน 15-16 ป

ไอน้ํา 3.5-4% ใชไดนาน 20-25 ป

พลังน้ํา 1-2% ใชไดนานมาก

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

5. ขนาดและคาใชจายของโรงไฟฟา

คาใชจายตอ kW จะลดลงเมื่อขนาดโรงไฟฟาใหญขึ้น ดังนั้นการสราง

โรงไฟฟาขนาดใหญจํานวนนอยดีกวาการสรางโรงไฟฟาขนาดเล็ก

หลายๆ โรง แตอยางไรก็ตามจะตองดูขนาดที่เปนไปได

ดีเซลขนาดใหญสุด 94.5 MW

ไอน้ําขนาดใหญสุดประมาณ 1200 MW

พลังน้ําขนาดใหญสุด 3300 MW

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

6. ราคาเชื้อเพลิง

ราคาเชื้อเพลิงขึ้นอยูกับระยะทางระหวางแหลงเชื้อเพลิงกับโรงไฟฟา

ถาใกลแหลงน้ํามัน ก็อาจจะใชโรงไฟฟาดีเซล ถาใกลถานหินก็จะใช

โรงไฟฟาไอน้ํา หรือถาน้ํามันราคาถูกก็จะใชแทนถานหิน สวน

โรงไฟฟาพลังน้ําไมตองใชเชื้อเพลิง แตก็ตองมีปริมาณน้ําเพียงพอที่จะ

ผลิตกระแสไฟฟาเมื่อตองการ

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

7. ความพอเพียงของน้ําสําหรับโรงไฟฟาพลังน้ํา

จะตองมีการศึกษาแหลงน้ําเพื่อหาพื้นที่ที่เหมาะสมในการกักเก็บน้ําให

พอเพียง คาใชจายในการกอสรางจะรวมถึงคาใชจายในการสรางสายสง

ดวย เนื่องจากโรงไฟฟาพลังน้ําจะอยูไกลจากจุดศูนยกลางของ Load

มาก

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

8. ฐานรากของโรงไฟฟา

จะตองคํานึงถึงการสรางฐานรากของโรงไฟฟาที่ตําแหนงพื้นดินที่

เหมาะสม เพื่อใหรับน้ําหนักของ Machine ได สําหรับโรงไฟฟาดีเซล

และโรงไฟฟาไอน้ํา จะตองคํานึงถึงโครงสรางที่กําจัดเสียงรบกวนดวย

นอกจากนี้ไอเสียของโรงไฟฟาดีเซลจะตองจัดการกําจัดดวย

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

9. พื้นที่เก็บเชื้อเพลิง

โรงไฟฟาไอน้ําจะตองมีที่เก็บถานหินเพียงพอที่จะใชไดอยางนอย 2-3

สัปดาห ทั้งนี้ขึ้นอยูกับระยะทางระหวางเหมือง ถาไกลก็จะตองสํารอง

ไวมาก

สวนน้ํามันจะใชพื้นที่นอยกวา

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

10. ความสะดวกในการขนสง

โรงไฟฟาไอน้ําควรจะตองอยูริมน้ํา หรือมีรางรถไฟ เพื่อที่จะสะดวกใน

การขนสงเครื่องจักรขนาดใหญและถานหิน

โรงไฟฟาดีเซลใชการขนสงทางถนน

สวนโรงไฟฟาพลังน้ํานั้นอยุหางจากเมือง จึงตองมีถนนของตนเอง และ

เครื่องจักรขนาดใหญจะขนสงแบบแยกชิ้นแลวไปประกอบที่สถานที่

กอสราง

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

11. น้ําสําหรับหลอเย็นเครื่องจักร

โรงไฟฟาไอน้าํควรจะตองอยูริมแมน้ํา เพราะ

ตองการน้ําหลอเย็นปริมาณมาก แตถาไมมี

แหลงน้ําจะตองใช cooling tower แทน และ

น้ําที่ใชตองไมเปนน้ํากระดาง

สวนโรงไฟฟาดีเซลมีขนาดเล็กจึงไมตองการ

น้ําหลอเย็นมาก ดังนั้นจึงใชเพียง Spray Pond

ก็เพียงพอ

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

12. ธรรมชาติของ Load

ถา Load ของโรงไฟฟาที่จะจายมีการเปลี่ยนแปลงมาก นั่นคือ Load Factor ต่ํา และปริมาณ Load ไมมากนัก ควรใชโรงไฟฟาดีเซลและพลังน้ํา เนื่องจากสามารถเดินเครื่องและหยุดไดอยางรวดเร็ว

ในขณะที่โรงไฟฟาไอน้ําจะใชเวลานานกวามาก เนื่องจากตองมีการเก็บไอน้ําไวใน Boiler จนถึงระดับหนึ่งจึงจะใชได

แตในความเปนจริงจะใชโรงไฟฟาหลายชนิดผสมกันเพื่อใหผลิตไฟฟาไดตาม Load Curve

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

13. ความแนนอน

ถาโรงไฟฟาเดียวจาย Load ทั้งหมด โรงไฟฟานั้นจะตองจายไดเต็ม

Maximum Demand

แตในความเปนจริงจะตองมีโรงไฟฟา Stand by อยางเพียงพอ เชนใน

กรณีโรงไฟฟาใหญสุดหยุดเดิน เพื่อทําการซอมบํารุง ซึ่งสวนใหญจะ

ทําในตอนที่ Load นอยที่สุดของป

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

14. คาใชจายในการซื้อไฟฟา

บางครั้งการซื้อไฟฟาจากสถานที่ใกลเคียง อาจคุมคากวาการสราง

โรงไฟฟาใหม ซึ่งตองมีการลงทุนสูง จึงตองมีการพิจารณาเปรียบเทียบ

วา ระหวางสรางโรงไฟฟาใหมกับการซื้อไฟฟาจากที่อื่น อันไหนจะมี

ความแนนอนและมีราคาถูกกวากัน

การเลือกชนิดของโรงไฟฟา

15. กระบวนการผลิตไอน้ํา

บางครั้งอุตสาหกรรมที่ตองใชไอน้ํา เชน อุตสาหกรรมสิ่งทอ จะตองใช

ไอน้ําในการรักษาความชื้นตลอดเวลา อุตสาหกรรมเหลานี้จึงนิยมที่จะ

สรางโรงไฟฟาไอน้ําของตนเอง และใชไอน้ําที่เหลือจากการผลิตไฟฟา

มาใชในอุตสาหกรรม แตในบางครั้งจะตองเปรียบเทียบคาใชจายกับ

การซื้อไฟฟาดวยวาคุมคาหรือไม

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

วิธีที่ ๑

เลือก Generator 1 ชุด ที่มีคา Capacity อยางนอยเทากับ Maximum Demand

เนื่องจาก Load จะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นถาใช Generator ชุดเดียว

ทํางานตลอดเวลาจะทําใหไมประหยัด เพราะบางครั้งจะตองทํางาน Half Load

หรือ No Load ซึ่งประสิทธิภาพจะต่ํา ทําใหสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง

โดยปกติจะมี Generator สํารองที่มี Capacity เทากันอีก 1 ชุด เพื่อใชในกรณีที่

Generator อีกชุดเสียหาย

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

วิธีที่ ๒

การเลือกใหพอดีกับ Load Curve และให Generator ทุกตัวทํางานเกือบ Full Load

จะไดประสิทธิภาพสูงสุด

Generator สํารองจะมีตัวเดียวที่มีขนาดเทากับ Generator ตัวที่ใหญที่สุดที่เลือกไว

คา Capacity ของ Generator จะนอยกวา Maximum Demand

วิธีนี้จะตองลงทุนสูงเนื่องจากมี Generator จํานวนมาก ทําใหเสียพื้นที่ และเสียคา

กอสรางมาก พรอมกับคาบํารุงรักษา และตองมีระบบการทํางานตอขนานอีกดวย

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

ดังนั้นวิธีในการเลือกขนาดและจํานวนของ Generators ใน

โรงไฟฟาจะตองประนีประนอมกัน ระหวางทั้ง 2 วิธี คือใช

Generator ใหนอยที่สุดใหพอดีกับ Load Curve

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

เนื่องจาก Load Factor และ Diversity Factor ไมสามารถนํามาใชได

เนื่องจากไมไดคิด Reserve Capacity ดังนั้นจึงนิยามใหมไดดังนี้

Plants Capacity Factor (PCF)

หมายถึง “อัตราสวนระหวางพลังงานไฟฟาที่ผลิตไดจริงตอพลังงาน

ไฟฟาสูงสุด (กําลังผลิตติดตั้ง)”

periodsametheduringproducedbeenhavecouldthatEnergyPossibleMaximum

oducedpEnergyActualFactorCapacityPlant

r =

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

Plant Use Factor (PUF)

หมายถึง “อัตราสวนระหวางพลังงานไฟฟาที่ผลิตไดจริงตอพลังงาน

ไฟฟาสูงสุด (กําลังผลิตติดตั้ง) ภายในชวงเวลาที่โรงไฟฟาทํางาน

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

year duringoperation in isPlant hours ofNumber

(kW)Plant ofCapacity

(kWh) ProducedEnergy Annual Factor Plant Use Annual

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

ตัวอยางที่ ๑

จากตารางให วาดกราฟ Load Curve, คํานวณหา Load Factor เลือก

ขนาดและจํานวน Generator ที่จะจาย Load หา Reserve Capacity,

คํานวณหา Plant Capacity Factor, ตารางการทํางานของแตละ

Generator, คํานวณหา Plant Use Factor

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

ตัวอยางที่ ๑ (ตอ)

kW kW23.00-05.00 500 12.00-13.00 1500

05.00-06.00 750 13.00-17.00 2500

06.00-07.00 1000 17.00-19.00 2000

07.00-09.00 2000 19.00-21.00 2500

09.00-12.00 2500 21.00-23.00 1000

การเลือกขนาดและจํานวนของ Generator

โดยปกติโรงไฟฟาที่เริ่มและหยุดเดินบอยๆ จะเปนโรงไฟฟา

ดีเซล และพลังน้ํา

ดังนั้นจึงตองมีการพิจารณาการสูญเสียพลังงานของไฟฟา

ในชวงเริ่มและหยุดเดินดวย

Load Duration Curve

เนื่องจาก Load Curve ในแตละวันแตละฤดูกาลจะไมเหมือนกัน จะตองมีการ

รวบรวมขอมูลตลอดป เพื่อศึกษา Demand ตลอดทั้งปดังนั้นจึงนิยมใช Load

Duration Curve ศึกษาและวิเคาระหการใชพลังงานไฟฟา เพื่อใหทราบถึงความ

ตองการการใชพลังงาน

Load Duration Curve หมายถึง “กราฟที่แสดงความสัมพันธระหวางกําลังไฟฟา

ของโหลดกับจํานวนชั่วโมงที่เกิดโหลด โดยนําขอมูลโหลดจากการาฟแตละวัน

มาใช Load Duration Curve สามารถแสดงเปนแบบแทงหรือแบบเสนก็ได”

การ Plot Load Duration Curve จะทําไดดังแสดงในตัวอยางตอไป

Load Duration Curve

ตัวอยางที่ ๒

จากตารางที่ใหมาจง Plot Load Duration Curve

Load Duration Curve

Day Load

kW

Time

Hours

Load

kW

Time

Hours

Load

kW

Time

Hours

Load

kW

Time

Hours

Load

kW

Time

Hours

1 1000 4 5000 3 500 8 3000 4 2000 5

2 2000 3 4000 4 1000 6 500 5 1000 6

3 3000 5 5000 6 2000 4 1000 5 500 4

4 2000 7 3000 5 6000 1 1000 8 500 3

5 1000 6 5000 4 2000 3 1000 7 200 4

6 3000 5 2000 7 3000 7 5000 2 1000 3

7 4000 4 5000 3 2000 4 3000 7 500 6

Load Duration Curve

ตัวอยางที่ ๓

จาก Annual Load Duration Curve ที่ใหมา คา Maximum Demand

20000 kW, Load ถูกจายดวยโรงไฟฟา 2 โรง คือ 12.5 MW และ 10

MW โดยที่ โรงที่ ๑ ใชงานตลอดป สวนโรงที่ ๒ ใชงานเมื่อ Capacity

ของ Load เกินจากโรงที่ ๑ จงคํานวณหา Load Factor, Plant Capacity

Factor และ Use Factor ของแตละโรงไฟฟา

Load Duration Curve

พื้นที่ใตกราฟ aqprefa มีคาเทากับ

98x106 kWh

พื้นที่ใตกราฟ abqa มีคาเทากับ

9.9x106 kWh

คาใชจายของการผลิตไฟฟา

คาใชจายคงที่ (Fixed Cost)

• คากอสราง (Capital Cost)

• ดอกเบี้ยจากการลงทุนสราง ภาษี และคาประกัน (Interest on Capital,

Taxes and Insurance)

• คาเสื่อมราคาของอุปกรณ (Depreciation of Equipment)

• คาบริหารจัดการทั่วไป แมไมมีการผลิตไฟฟา (General Managerial

Cost)

คาใชจายของการผลิตไฟฟา

คาใชจายสําหรับพลังงาน (Cost for Energy)

• น้ํามันเชื้อเพลิง (Cost of Fuel)

• คาบํารุงรักษา (Maintenance Cost)

• คาดําเนินงาน และคาจางพนักงานประจําโรงไฟฟา (Operation Cost)

• คาน้ําสําหรับตมและหลอเย็น (Cost of Water)

• คาวัสดุสิ้นเปลือง (Cost of Consumable Stores and Materials)

คาใชจายของการผลิตไฟฟา

คาใชจายสําหรับพลังงานที่จายใหลูกคา (Charges for Energy

supplied to Consumers)

ไดแก คาใชจายในสวนของระบบจําหนาย (Distribution System)

รวมถึงสํานักงานที่จะตองสรางเพื่อที่จะจายไฟฟาใหลูกคา ดังนั้น

คาใชจายของลุกคาแตละรายจะเทากับคาใชจายทั้งหมดหารดวยจํานวน

ลูกคาที่ใชระบบนี้

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

มีวิธีคิดอยู ๒ วิธีคือ

• Straight-line Method

เปนวิธีที่คิดวาคาเสื่อมราคาเกิดขึ้นคงที่ทุกปเปนเสนตรงโดยไมคํานึงถึง

ดอกเบี้ย

• Sinking-fund Method

คิดรวมดอกเบี้ยตลอดเวลาปกติจะเปนรายป

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

Straight-line Method

จาก Diagram จะเห็นวา ราคาของอุปกรณ 100% ลดลงเปน 15% เมื่อ

เวลา 100% ของอายุใชงาน เสนตรง AD คือ ราคาที่เสื่อม สวน Slope

คืออัตราการเสื่อม, EF คือราคาที่เสื่อมที่ 50% ของอายุใชงาน และ BD

คือที่ 100%, OC คือคาเสื่อมราคาที่ตองสํารองสะสมไวเรื่อยๆ จนถึง

อายุใชงานมีคาเทากับ CK ซึ่งเทากับคาเสื่อมราคา BD, อัตราการเสื่อม

ราคาที่สํารองไวคือ Slop OC

life usefulyear ofnumber Totalondepreciati Totalrate reserveon depreciati Annual =

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

Sinking fund Method

จาก Diagram เสนโคง OCG คือ Sinking-fund สะสมรวมกับดอกเบี้ย

เปนจํานวนเทากับ KC ที่อายุใชงาน ซึ่งมีคาเทากับราคาเริ่มตนของ

โรงไฟฟาลบดวย Salvage Value (ราคาคงเหลือ) ที่อายุใชงาน อัตราของ

เงินสํารองจะไมเปนเสนตรง เพราะรวมคิดเอาดอกเบี้ยแตละงวดป

ตลอดทั้งชวงดวย, KC=BD, EF คือราคาที่เสื่อมที่ 50% ของอายุใชงาน,

GH คือ Sinking fund ที่ 50% ของอายุใชงาน

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

เมื่อ r เปนดอกเบี้ย และ n เปนจํานวนปของ Sinking fund

( )( ) 11

valueSalvage- valueInitial fund sinking payment to Annual−+

= nrr

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

ตัวอยางที่ ๔

หมอแปลง 100 kVA และอุปกรณราคา 13000 Euro ถาอายุใชงานของ

หมอแปลงนี้ 20 ป คา Salvage value ที่อายุใชงาน 1000 Euro จงหาเงิน

สํารองสําหรับคาเสื่อมราคา โดยใช (1) Straight Line Method, (2)

Sinking fund Method โดยคิดดอกเบี้ย 10%

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

Reducing Balance Method

เปนการคิดคาเสื่อมราคาตายตัว ทําใหชวงแรกคาเสื่อมราคาจะสูง แต

ตอไปจะนอยลง ซึ่งจะไปชดเชยพอดีกับคาบํารุงรักษาซึ่งชวงแรกจะ

นอย แตยิ่งนานไปจะยิ่งมากขึ้น

คาเสื่อมราคาของโรงไฟฟา

ตัวอยางที่ ๕

อุปกรณชิ้นหนึ่งราคา 50000 Euro อัตราเสื่อมราคาเปน 10% ตอป จงหา

ราคาอุปกรณชิ้นนี้เมื่อสิ้นปที่ 1, 2 และ 3 โดยวิธี Reducing Balance

Method

ผลกระทบของ Load Factor ตอคาใชจาย/kWh

จากที่กลาวมาแลววาคาใชจายของโรงไฟฟาจะประกอบดวย Fixed

Cost ซึ่งคงที่ไมวาโรงไฟฟาจะถูกใชงานหรือไม และ Operation Cost ที่

ขึ้นอยูกับการใชงาน

ที่ Load Factor 100% โรงไฟฟาทํางานเต็มที่ ทําให Fixed Cost ถูกหาร

ดวย kWh ที่ผลิต ซึ่งมีคามาก ทําใหคาใชจายตอ kWh ต่ํา

ที่ Load Factor ต่ําโรงไฟฟาทํางานไมเต็มที่ทําให Fixed Cost ที่มีคาเทา

เดิมถูกหารดวย kWh ที่ผลิต ซึ่งมีคานอย ทําใหคาใชจายตอ kWh สูง

ผลกระทบของ Load Factor ตอคาใชจาย/kWh

ตัวอยางที่ ๖

Fixed Cost ของโรงไฟฟาความรอน 262.8 Euro/kW ที่ติดตั้งตอป คา

เชื้อเพลิงและดําเนินงาน 3 c/kWh ที่ผลิต จงหาคาใชจายตอ kWh เมื่อ

Load Factor เปน 100%, 75%, 50%, และ 25% จงวาดกราฟแสดง

ความสัมพันธระหวางคาใชจาย ตอ kWh กับ Load Factor

แบบฝกหัดทายบท

1. โรงไฟฟาแหงหนึ่ง มี Max. Demand 10000 kW และมีการใชโหลด

รายวันดังนี้

23-06.00 2000 kW 13-17.00 7500 kW

06-8.00 3500 kW 17-19.00 8500 kW

08-12.00 8000 kW 19-21.00 10000 kW

12-13.00 3000 kW 21-23.00 4500 kW

แบบฝกหัดทายบท

จงหา

1. จํานวน Generator และ ขนาด

2. ขนาด Reserve Generator

3. Load Factor

4. Plant Capacity Factor

5. Plant Use Factor

6. ตารางการเดินเครื่องของโรงไฟฟา

แบบฝกหัดทายบท

2. โรงไฟฟาแหงหนึ่งมีคา Max. Demand 15000 kW, Load Factor 70

%, Plant Capacity Factor 52.5%, Plant use Factor 85% จงหา

• daily Energy produced

• Reserve Capacity of Plant

• Max. Energy that could be produced daily if the plant were in use all

the time

• Max. Energy that could be produced daily if the palnt, operating in

accordance with operating schedule, is fully loaded when in operation

แบบฝกหัดทายบท

3. โรงไฟฟาขนาดเล็ก มีราคาอุปกรณทั้งสิ้น 65000 Euro อายุการใชงาน

15 ป ใหหาเงินสํารองสําหรับคาเสื่อมราคาโดยใช

• Straight Line Method

• Sinking Fund Method โดยคิดดอกเบี้ย 5%

และกําหนดให Salvage Value มีคาเทากับ 5000 Euro

C U Next Week