ເຄື່ອງສ້າງພະລັງງານທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ: ວິທີແກ້ໄຂດ້ານພະລັງງານຂັ້ນສູງສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ

ລັກສະນະທີ່ເດັ່ນຊັດທີ່ສຸດຂອງເຄື່ອງປ່ອຍໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ແກັດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນຢູ່ທີ່ເຕັກໂນໂລຊີວົງຈອນຮວມທີ່ສຸກເສີນ, ເຊິ່ງເປັນການປະດິດສ້າງທີ່ສຳຄັນໃນດ້ານປະສິດທິພາບຂອງການຜະລິດພະລັງງານ ແລະ ສະເໜີຄຸນຄ່າທີ່ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນໃຫ້ແກ່ລູກຄ້າທີ່ຕ້ອງການຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນການດຳເນີນງານ ແລະ ຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ລະບົບທີ່ມີນະວັດຕະສາດນີ້ເຮັດວຽກຕາມຫຼັກການຜະລິດພະລັງງານສອງລະດັບ: ໂດຍທີ່ເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ແກັດເປັນຕົ້ນຕໍຈະເຜົາແກັດທຳມະຊາດເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າ, ໃນຂະນະດຽວກັນກໍຈະຈັບຈຸ່ມໄອຮ້ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງທີ່ຈະຖືກສູນເສຍໄປໃນລະບົບທຳມະດາ. ໄອຮ້ອນທີ່ຮ້ອນນີ້, ເຊິ່ງມັກຈະມີອຸນຫະພູມເຖິງ 1,000 ອົງສາຟາເຣນໄຮດ໌ ຫຼື ສູງກວ່າ, ຈະຖືກສ่งໄປຍັງເຄື່ອງຜະລິດໄອທີ່ຟື້ນຟູຄວາມຮ້ອນ (HRSG) ເພື່ອຜະລິດໄອທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ. ໄອນີ້ຈະຂັບເຄື່ອນເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ໄອເປັນຕົ້ນຕໍທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຜະລິດໄຟຟ້າອີກເຄື່ອງໜຶ່ງ, ເຊິ່ງເປັນການດຶງເອົາພະລັງງານໄຟຟ້າເພີ່ມເຕີມຈາກເຊື້ອເພີງເດີມ. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນການປັບປຸງປະສິດທິພາບທີ່ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ, ໂດຍສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງເຄື່ອງຜະລິດໄຟຟ້າໄດ້ເຖິງ 60% ຫຼື ສູງກວ່າ, ເທື່ອນີ້ເທື່ອກັບລະບົບວົງຈອນງ່າຍໆທີ່ປົກກະຕິຈະບັນລຸໄດ້ເພີ່ງ 35-40% ເທົ່ານັ້ນ. ປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ລູກຄ້າປະຢັດຕົ້ນທຶນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງຜະລິດໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ແກັດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດນີ້ຕ້ອງການເຊື້ອເພີງໜ້ອຍລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າໃນປະລິມານທີ່ເທົ່າກັນ. ສຳລັບການຕິດຕັ້ງຂະໜາດໃຫຍ່ທົ່ວໄປ, ປະສິດທິພາບທີ່ດີຂຶ້ນນີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ປະຢັດຕົ້ນທຶນເຊື້ອເພີງໄດ້ເຖິງຫຼາຍລ້ານດອລາລາວຕໍ່ປີ, ໃນຂະນະດຽວກັນກໍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍກາຊີນີ້ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດອາກາດຮ້ອນໄດ້ເຖິງ 30% ເມື່ອທຽບກັບທາງເລືອກອື່ນທີ່ມີປະສິດທິພາບຕ່ຳກວ່າ. ການອອກແບບວົງຈອນຮວມຍັງປະກອບດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ວິທີການວິສະວະກຳທີ່ທັນສະໄໝ, ລວມທັງອະລໍຢ່າທີ່ຕ້ານອຸນຫະພູມສູງໃນແຜ່ນພັດເວີ່ນ, ລະບົບການເຢັນທີ່ສຸກເສີນ, ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອຮັບມືກັບສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງເປັນເວລາດົນນານ. ລະບົບຄວບຄຸມທີ່ທັນສະໄໝຈະເຮັດວຽກເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງວົງຈອນແກັດ ແລະ ວົງຈອນໄອຢ່າງເຕັມທີ່, ໂດຍການປັບຄ່າເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກອັດຕະໂນມັດເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບສູງສຸດໃນທຸກສະພາບການຂອງການໃຊ້ງານ ແລະ ອຸນຫະພູມແວດລ້ອມ, ເພື່ອໃຫ້ລູກຄ້າບັນລຸຜົນຕອບແທນສູງສຸດຈາກການລົງທຶນຂອງເຂົາເຈົ້າໃນທັງໝົດຂອງອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງຜະລິດໄຟຟ້າ.

ເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ ແມ່ນເດັ່ນດ້ວຍຄວາມຫຼາກຫຼາຍທາງດ້ານການເຮັດວຽກທີ່ບໍ່ມີໃຜເທີຍເທົ່າ ເຊິ່ງຊ່ວຍຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ປ່ຽນແປງຢູ່ຕະຫຼອດເວລາຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ ໂດຍສະເໜີຄຸນຄ່າທີ່ສຳຄັນຜ່ານຄວາມສາມາດໃນການຕອບສະຫນອງຢ່າງໄວວາຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານ ແລະ ສະເໜີບໍລິການທີ່ຈຳເປັນຕໍ່ຄວາມສະຖຽນຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ. ຕ່າງຈາກເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະດັບການຜະລິດທີ່ຄົງທີ່ (baseload power plants) ເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝເຫຼົ່ານີ້ສາມາດປັບການຜະລິດພະລັງງານຈາກລະດັບຕ່ຳສຸດໄປຫາຄວາມສາມາດສູງສຸດພາຍໃນບໍ່ເຖິງສີ່ໆນາທີ ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງເຫຼົ່ານີ້ມີຄຸນຄ່າຢ່າງຍິ່ງໃນການຮັກສາດຸນດີລະຫວ່າງການສະໜອງ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການທີ່ປ່ຽນແປງໄປຕະຫຼອດມື້. ຄວາມສາມາດໃນການປັບການຜະລິດຢ່າງໄວວານີ້ມີຄວາມສຳຄັນເປັນຢ່າງຍິ່ງເມື່ອເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າເລີ່ມນຳເຂົ້າເອົາແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ບໍ່ຄົງທີ່ຈາກທຳມະຊາດ (intermittent renewable energy sources) ເຊັ່ນ: ພະລັງງານລົມ ແລະ ພະລັງງານແສງຕາເວັນ ເຊິ່ງອາດຈະມີການປ່ຽນແປງການຜະລິດຢ່າງທັນທີທັນໃດເນື່ອງຈາກສະພາບອາກາດ. ເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດເປັນສ່ວນເ Ergonomic ທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດຕໍ່ກັບພະລັງງານທີ່ມາຈາກທຳມະຊາດ ໂດຍສາມາດເຕີມຊ່ອງຫວ່າງໃນການຜະລິດໄດ້ຢ່າງໄວວາເມື່ອລົມຢຸດພັດ ຫຼື ເມື່ອເມຶກເຮືອງບັງແສງຕາເວັນ ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງການສະໜອງໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ຄວາມຫຼາກຫຼາຍນີ້ບໍ່ໄດ້ຈຳກັດຢູ່ເທົ່າກັບການຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງການໃຊ້ພະລັງງານເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງລວມເຖິງຄວາມສາມາດໃນການເລີ່ມຕົ້ນການເຮັດວຽກໃໝ່ (black start capabilities) ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າສາມາດເລີ່ມຕົ້ນການເຮັດວຽກຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າໃໝ່ຫຼັງຈາກເກີດການຂັດຂ້ອງຢ່າງຮຸນແຮງໂດຍບໍ່ຕ້ອງການແຫຼ່ງພະລັງງານພາຍນອກ. ລະບົບຄວບຄຸມທີ່ທັນສະໄໝຊ່ວຍໃຫ້ເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດສາມາດສະເໜີບໍລິການເພີ່ມເຕີມທີ່ສຳຄັນ ເຊັ່ນ: ການຄວບຄຸມຄວາມຖີ່, ການສະໜັບສະໜູນຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage support), ແລະ ການຮັກສາພະລັງງານສຳ dự (spinning reserves) ເພື່ອຮັກສາຄວາມສະຖຽນຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງໄຟຟ້າ. ບໍລິການເຫຼົ່ານີ້ມີຄຸນຄ່າເພີ່ມຂື້ນເລື່ອຍໆ ເມື່ອຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໄຟຟ້າຕ້ອງປະເຊີນກັບມາດຕະຖານຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ເຂັ້ມງວດຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂື້ນຕໍ່ໄຟຟ້າທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ ແລະ ມີຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ສຳລັບລູກຄ້າທີ່ເປັນອຸດສາຫະກຳ ຄວາມຫຼາກຫຼາຍນີ້ເຮັດໃຫ້ເຂົາເຈົ້າສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນການໃຊ້ຈ່າຍພະລັງງານ ໂດຍການເຮັດວຽກໃນຊ່ວງເວລາທີ່ມີລາຄາສູງ, ສະໜອງໄຟຟ້າສຳລັບການສຳຮອງເວລາເກີດການຂັດຂ້ອງ, ແລະ ປັບການຜະລິດໃຫ້ເຂົ້າກັບເວລາການຜະລິດຂອງໂຮງງານ. ການອອກແບບແບບປະກອບ (modular design) ຂອງເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າເຮັດໃຫ້ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ຫຼາຍໆ ເຄື່ອງເຂົ້າດ້ວຍກັນ ເພື່ອສະເໜີຄວາມສາມາດທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງລູກຄ້າ ໂດຍຍັງຮັກສາຄວາມຫຼາກຫຼາຍໃນການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງແຕ່ລະເຄື່ອງໄດ້ຕາມທີ່ຕ້ອງການ. ຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວນີ້ຮັບປະກັນວ່າການລົງທຶນໃນເຄື່ອງປ່ອນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຈະຍັງຄົງມີຄຸນຄ່າ ແລະ ສອດຄ່ອງກັບສະພາບການທີ່ປ່ຽນແປງຢູ່ຕະຫຼອດເວລາຂອງຕະຫຼາດພະລັງງານ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຂອງລູກຄ້າ ໂດຍສະເໜີປະໂຫຍດທັງດ້ານການເຮັດວຽກ ແລະ ດ້ານການເງິນໃນໄລຍະຍາວ.

ເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ ປະກອບດ້ວຍຄຸນລັກສະນະຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ເຕັກໂນໂລຢີການບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ເຄື່ອງບໍ່ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ (downtime), ຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນໃນການດຳເນີນງານ, ແລະ ຮັບປະກັນການປະຕິບັດງານທີ່ສົມໆເທົ່າກັນເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ, ໂດຍໃຫ້ຄວາມສະດວກສະບາຍແລະຄຸນຄ່າດ້ານເສດຖະກິດທີ່ບໍ່ມີໃຜເທືອງ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຖືກອອກແບບດ້ວຍສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນທີ່ມີຄວາມສຳຮັບ (redundant) ວັດສະດຸທີ່ທັນສະໄໝ, ແລະ ລະບົບການຕິດຕາມທີ່ສຸກເສີນ ເຊິ່ງເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອບັນລຸອັດຕາການມີໃຊ້ງານ (availability rates) ທີ່ສູງກວ່າ 95 ເປີເຊັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໝາຍຄວາມວ່າ ເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າຈະພ້ອມທີ່ຈະເຮັດວຽກເມື່ອຕ້ອງການໄດ້ຫຼາຍກວ່າ 95 ເປີເຊັນຂອງເວລາທັງໝົດ. ພື້ນຖານຂອງຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ນີ້ແມ່ນຢູ່ທີ່ການກໍ່ສ້າງທີ່ແຂງແຮງ ໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ ແລະ ໄດ້ຮັບການເລືອກຢ່າງລະອຽດເພື່ອໃຫ້ສາມາດຕ້ານທານອຸນຫະພູມທີ່ສູງຫຼາຍ, ຄວາມກົດດັນ, ແລະ ຄວາມເຄື່ອນໄຫວທາງກົາຍທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນການຜະລິດພະລັງງານ. ສ່ວນປະກອບທີ່ເຄື່ອນໄຫວທີ່ສຳຄັນຖືກຖ່ວງດຸນຢ່າງແນ່ນອນ ແລະ ຖືກຮັບຮອງໂດຍລະບົບເບີຣິງທີ່ທັນສະໄໝ ເຊິ່ງສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ເປັນເວລາຫຼາຍພັນຊົ່ວໂມງລະຫວ່າງການບໍາຮຸງຮັກສາ. ເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດມີລະບົບການຕິດຕາມສະພາບການຢ່າງຄົບຖ້ວນ ເຊິ່ງຕິດຕາມເປັນປະຈຸບັນເຖິງຮ້ອຍໆຂອງປັດໄຈການເຮັດວຽກ ເຊັ່ນ: ລະດັບການສັ່ນ, ອຸນຫະພູມ, ຄວາມກົດດັນ, ແລະ ມາດຕະການການປະຕິບັດງານທັງໝົດໃນລະບົບ. ການຕິດຕາມເປັນປະຈຸບັນນີ້ເຮັດໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ຍຸດທະສາດການບໍາຮຸງຮັກສາແບບທຳนายໄດ້ (predictive maintenance) ເຊິ່ງສາມາດຈັບຈຸດບັນຫາທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ຫຼາຍອາທິດ ຫຼື ຫຼາຍເດືອນກ່ອນທີ່ຈະເກີດການຢຸດເຮັດວຽກທີ່ບໍ່ໄດ້ວາງແຜນ, ເຮັດໃຫ້ການບໍາຮຸງຮັກສາສາມາດຈັດຕັ້ງໄດ້ໃນເວລາທີ່ໄດ້ວາງແຜນໄວ້. ອັລກົຣິດທຶມການວິເຄາະຂັ້ນສູງຈະວິເຄາະຂໍ້ມູນການເຮັດວຽກເພື່ອຈັບຈຸດການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ເດັ່ນຊັດໃນການປະຕິບັດງານ ເຊິ່ງອາດເປັນສັນຍານຂອງບັນຫາທີ່ກຳລັງເກີດຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບການປ້ອງກັນອັດຕະໂນມັດສາມາດປິດເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງປອດໄພ ຖ້າຈັບຈຸດສະພາບການທີ່ອັນຕະລາຍ, ເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫາທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ອາດຈະຕ້ອງໃຊ້ເວລາແລະຕົ້ນທຶນໃນການຊ່ວຍແກ້ໄຂຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໂປຣແກຣມການບໍາຮຸງຮັກສາສຳລັບເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກາຊສະຫຼາດທຳມະຊາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ ແມ່ນອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ມີໄລຍະເວລາບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ຍາວນານ, ໂດຍການກວດສອບຫຼັກໆມັກຈະຕ້ອງເຮັດທຸກໆ 8,000 ຫຼື 24,000 ຊົ່ວໂມງຂອງການເຮັດວຽກ ຂຶ້ນກັບຮູບແບບເຄື່ອງ ແລະ ສະພາບການໃຊ້ງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນໄລຍະເວລາເຫຼົ່ານີ້, ການບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ເຮັດເປັນປະຈຳຈະປະກອບດ້ວຍການຕິດຕາມ, ການປັບແຕ່ງເລັກນ້ອຍ, ແລະ ການປ່ຽນຊິ້ນສ່ວນທີ່ເສື່ອມສະຫຼາຍໄດ້ເຊັ່ນ: ໄຟລ໌ເຕີ ແລະ ນ້ຳມັນລ້ອນ. ການອອກແບບແບບມົດູນ (modular design) ຂອງເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າຊ່ວຍໃຫ້ການບໍາຮຸງຮັກສາເປັນໄປຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ໂດຍສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນສາມາດເຂົ້າໄປກວດສອບ ແລະ ບໍາຮຸງຮັກສາໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງຖອດລະບົບທັງໝົດອອກ. ຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມຈາກໄລຍະໄກ (remote monitoring) ໃຫ້ຜູ້ຜະລິດ ແລະ ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການສາມາດຕິດຕາມການປະຕິບັດງານຂອງເຄື່ອງສ້າງໄຟຟ້າຈາກທຸກບ່ອນທົ່ວໂລກ, ໂດຍໃຫ້ການວິເຄາະ ແລະ ການຊ່ວຍເຫຼືອຈາກຜູ້ຊ່ຽວຊານເພື່ອເຮັດໃຫ້ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ ແລະ ການປະຕິບັດງານດີທີ່ສຸດຕະຫຼອດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງ.