การผลิตไฟฟ้ามีกระบวนการ และขั้นตอน อย่างไรมาดูกัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือเครื่องปั่นไฟ อุปกรณ์ที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์ดังกล่าวจะบังคับกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านวงจรภายนอก แหล่งที่มีของพลังงานกลอาจจะเป็นลูกสูบหรือเครื่องยนต์กังหันไอน้ำ หรือ แรงน้ำตกผ่านกังหันหรือล้อน้ำ หรือเครื่องยนต์สันดาปภายใน หรือกังหันลม หรือข้อเหวี่ยงมือ หรืออากาศอัด หรือแหล่งพลังงานกลอื่นๆ โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นจะเป็นวิธีหลักที่ใช้ในการกำเนิดไฟฟ้าเพื่อจ่ายเข้าโครงข่ายพลังงานไฟฟ้าของประเทศ การแปลงย้อนกลับของพลังงานไฟฟ้ากลับไปเป็นพลังงานกลจะกระทำได้โดยมอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความคล้ายคลึงกันมาก มอเตอร์หลายตัวสามารถขับเคลื่อน เครื่องจักรหรือผลิตไฟฟ้าและหลายครั้งที่ได้รับการยอมรับใช้ให้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ประวัติ ก่อนที่จะค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตถูกนำมาใช้อุปกรณ์ดังกล่าวทำงานบนหลักของไฟฟ้าสถิต มันจะผลิตไฟฟ้าแรงดันสูงมากแต่กระแสต่ำ มันทำงานโดยการเคลื่อนย้ายเข็มขัด จานหรือแผ่นดิสก์ที่ถูกชาร์จด้วยประจุไฟฟ้า ที่จะขนส่งประจุไฟฟ้าไปยังขั้วไฟฟ้าที่มี ศักย์สูง ประจุไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้สองกลไกอย่างหนึ่งคือ

  1. เหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต
  2. Triboelectric Effect ที่หน้าสัมผัสระหว่างสองฉนวนจะถูกชาร์จด้วย

เนื่องจากการขาดประสิทธิภาพและความยากลำบากของเครื่องที่เป็นฉนวน ที่ผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ สูงมากของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต ทำให้มันมีระดับเรทติ้งของพลังงานที่ต่ำและไม่เคยถูกนำมาใช้ในการผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ สูงมากของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต ทำให้มันมีระดับเรทติ้งของพลังงานต่ำและไม่เคยถูกนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าในปริมาณที่มีนัยสำคัญในเชิงพาณิชย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Wimshurst และ แวนดอ Graaff เป็นตัวอย่าง ของเครื่องเหล่านี้ที่ยังมีชีวิตอยู่

 

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยมนุษย์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังสามารถขับเคลื่อนด้วยพลังกล้ามเนื้อของมนุษย์ (อุปกรณ์ สถานีวิทยุสนาม) เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์มีใช้ในเชิงพาณิชย์และได้เป็นโครงการของผู้ที่ชื่นชอบ DIY บางคน โดยทั่วไปการทำงานโดยการใช้พลังการเหยียบแป้น การปั่น จักรยานอยู่กับที่ หรือการใช้เท้าปั๊ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในทางปฏิบัติในชาร์จแบตเตอรี่ ในบางกรณีได้รับการออกแบบด้วยอินเวอร์เตอร์ ผู้ใหญ่โดยเฉลี่ยจะสามารถสร้างพลังงานได้ประมาณ 125 – 200 วัตต์บนเครื่องกำเนิดเหยียบแป้น แต่ที่กำลังไฟ 200 W สุขภาพของมนุษย์โดยทั่วไปจะเข้าถึงความอ่อนเพลียที่สมบูรณ์และล้มเหลวที่จะผลิตไฟฟ้าได้อีกหลังจากนั้นประมาณ 1.3 ชั่วโมง เครื่องรับวิทยุแบบพกพาที่ทำงานด้วยข้อเหวี่ยงถูกผลิตมา เพื่อลดความต้องการซื้อแบตเตอรี่ (ดูวิทยุนาฬิกา) ในช่วงกลางทศวรรษที่ 20 วิทยุพลังเหยียบ ถูกนำมาใช้ทั่วชนบทของออสเตรเลียเพื่อให้การศึกษา (โรงเรียนในอากาศ) การแพทย์ และความต้องการอื่นในสถานีและเมืองระยะไกล

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวราบ

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวราบ แม่เหล็กที่เลื่อนได้เคลื่อนที่ไปมาผ่านขดลวดโซลีนอยด์ (หลอดลวดทองแดง) กระแสสลับได้ถูกเหนี่ยวนำในลูปของลวดตามกฎของฟาราเดย์ ทุกครั้งที่แม่เหล็กเลื่อนผ่านมัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้จะถูกใช้ในไฟฉายฟาราเดย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวราบขนาดใหญ่ถูกใช้ในโครงการพลังงานคลื่นในมหาสมุทร

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบัน

ปัจจุบันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบ่งได้มากมายหลายชนิด โดยเราสามารถ จำแนกได้จากแหล่งพลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนไดนาโม

  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้เครื่องยนต์ โดยเครื่องรูปแบบนี้จำแนกได้ 3 รูปแบบคือใช้น้ำมันดีเซล และใช้เครื่องจักรไอน้ำในการขับเคลื่อน
  • เซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องรูปแบบนี้จะดูดพลังงานจากแสงอาทิตย์มาเก็บไว้ในแบตเตอรี่ แล้วนำกลับมาใช้ ขับเคลื่อนไดนาโมให้หมุนและสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นมา
  • แบตเตอรี่ ปัจจุบันได้รับการพัฒนาให้สามารถเก็บไฟฟ้าได้นานขึ้น เพราะเทคโนโลยีของตัวแบตเตอรี่เองที่สูงขึ้น จึงทำให้สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ระยะเวลานานขึ้น จากการชาร์จต่อครั้ง