พลังงานน้ำ

Q: ข้อเสียและข้อจำกัด

มีการระบุข้อเสียบางประการของพลังงานน้ำแล้ว การพังทลายของเขื่อน อาจส่งผลกระทบร้ายแรง รวมถึงการสูญเสียชีวิต ทรัพย์สิน และมลพิษทางดิน

Q: แอปพลิเคชัน

ชิงช้า ไม้ไผ่ ที่ใช้พลังงานจากน้ำตกทำลายความเงียบสงบของสวนญี่ปุ่นด้วยเสียงโยกที่กระทบกับก้อนหิน

พลังงานน้ำ (จากภาษากรีกโบราณὑδρο -, "น้ำ") หรือที่รู้จักกันในชื่อพลังงานน้ำคือการใช้พลังงานจากน้ำตกหรือน้ำไหลเร็วเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าหรือเพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักร โดยทำได้โดยการแปลงพลังงานศักย์โน้มถ่วงหรือพลังงานจลน์ของแหล่งน้ำให้เป็นพลังงาน^{[ 1 ]}พลังงานน้ำเป็นวิธี การผลิต พลังงานที่ยั่งยืนปัจจุบันพลังงานน้ำถูกนำมาใช้เป็นหลักในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำและยังถูกนำมาใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบกักเก็บพลังงานที่เรียกว่าไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับอีก ด้วย

พลังงานน้ำเป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลเนื่องจากไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือมลพิษทางอากาศ อื่นๆ โดยตรง และเป็นแหล่งพลังงานที่ค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม พลังงานน้ำมีข้อเสียทางเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม และต้องใช้แหล่งน้ำที่มีพลังงานเพียงพอ เช่นแม่น้ำหรือทะเลสาบ ที่มีระดับความ สูง^{[ 2 ]}สถาบันระหว่างประเทศ เช่นธนาคารโลกมองว่าพลังงานน้ำเป็นวิธีการพัฒนาเศรษฐกิจที่ มีคาร์บอนต่ำ ^{[ 3 ]}

ตั้งแต่สมัยโบราณ พลังงานน้ำจากโรงสีน้ำถูกใช้เป็น แหล่ง พลังงานหมุนเวียนสำหรับการชลประทานและการทำงานของเครื่องจักรกล เช่นโรงสีข้าวโรงเลื่อยโรงงานทอผ้า ค้อนตอก เสาเข็ม เครนยกของลิฟต์บ้านและโรงบดแร่ บางครั้งมีการใช้ เครื่อง เป่าลมแบบ ทรอมป์ซึ่งผลิตอากาศอัดจากน้ำตก เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรอื่นๆ ในระยะไกล^{[ 4 ]}^{[ 1 ]}

การคำนวณปริมาณพลังงานที่มีอยู่

ทรัพยากรพลังงานน้ำสามารถประเมินได้จากกำลัง ไฟฟ้าที่มีอยู่ กำลังไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของ ระดับน้ำ และอัตราการไหลเชิงปริมาตร ระดับน้ำคือพลังงานต่อหน่วยน้ำหนัก (หรือหน่วยมวล) ของน้ำ^{[ 5 ]}ระดับน้ำสถิตเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของความสูงที่น้ำตกลงมา ระดับน้ำพลวัตเกี่ยวข้องกับความเร็วของน้ำที่เคลื่อนที่ น้ำแต่ละหน่วยสามารถทำงานได้เท่ากับน้ำหนักคูณด้วยระดับน้ำ

เครื่องคิดเลข
ประสิทธิภาพ	85 %
อัตราการไหล	1ม. ^³ /วินาที
ศีรษะ	10ม.
ความหนาแน่น	999.4กก./ ^ลบ.ม.
การเร่งความเร็ว	9.80665ม./วินาที^²
พลัง	83.307กิโลวัตต์
ปัจจัยความจุ	65 %
กำลังการผลิตไฟฟ้าประจำปี	474.665เมกะวัตต์ชั่วโมง

พลังงานที่ได้จากน้ำตกสามารถคำนวณได้จากอัตราการไหลและความหนาแน่นของน้ำ ความสูงของการตก และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในบริเวณนั้น:

{\dot {W}}_{\text{out}}=-\eta \ {\dot {m}}g\ \Delta h=-\eta \ \rho {\dot {V}}\ g\ \Delta h

ที่ไหน

${\dot {W}}_{\text{out}}$ ( อัตราการไหล ของงานขาออก) คือกำลังไฟฟ้าที่มีประโยชน์ (หน่วย SI: วัตต์ )
$\eta$ (" eta ") คือประสิทธิภาพของกังหัน ( ไม่มีหน่วย )
${\dot {m}}$ คืออัตราการไหลของมวล (หน่วย SI: กิโลกรัมต่อวินาที)
$\rho$ (" โร ") คือความหนาแน่นของน้ำ (หน่วย SI: กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร )
${\dot {V}}$ คืออัตราการไหลเชิงปริมาตร (หน่วย SI: ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที)
$g$ คือความเร่งโน้มถ่วง (หน่วย SI: เมตรต่อวินาทีต่อวินาที)
$\Delta h$ (" เดลต้า h") คือความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างทางออกและทางเข้า (หน่วย SI: เมตร)

เพื่อเป็นตัวอย่าง กำลังไฟฟ้าที่ได้จากกังหันน้ำที่มีประสิทธิภาพ 85% โดยมีอัตราการไหล 80 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที (2800 ลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที) และระดับความสูงของน้ำ145 เมตร (476 ฟุต)จะอยู่ที่ประมาณ 97 เมกะวัตต์: ^{[หมายเหตุ 1 ]}

{\dot {W}}_{\text{out}}=0.85\times 1000\ ({\text{kg}}/{\text{m}}^{3})\times 80\ ({\text{m}}^{3}/{\text{s}})\times 9.81\ ({\text{m}}/{\text{s}}^{2})\times 145\ {\text{m}}\approx 97\times 10^{6}\ ({\text{kg}}\ {\text{m}}^{2}/{\text{s}}^{3})=97\ {\text{MW}}

ผู้ดำเนินการสถานีไฟฟ้าพลังน้ำเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตได้กับพลังงานศักยภาพเชิงทฤษฎีของน้ำที่ไหลผ่านกังหันเพื่อคำนวณประสิทธิภาพ ขั้นตอนและคำจำกัดความสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพมีอยู่ในรหัสการทดสอบ เช่นASME PTC 18 และIEC 60041 การทดสอบภาคสนามของกังหันใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของการรับประกันประสิทธิภาพของผู้ผลิต การคำนวณประสิทธิภาพของกังหันพลังน้ำอย่างละเอียดจะคำนึงถึงหัวที่สูญเสียไปเนื่องจากแรงเสียดทานของการไหลในคลองส่งน้ำหรือท่อส่งน้ำ ระดับน้ำท้ายน้ำที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการไหล ตำแหน่งของสถานีและผลกระทบของแรงโน้มถ่วงที่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิอากาศและความดันบรรยากาศ ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิแวดล้อม และระดับความสูงสัมพัทธ์ของอ่างเก็บน้ำด้านหน้าและด้านท้ายน้ำ สำหรับการคำนวณที่แม่นยำจะต้องพิจารณา ข้อผิดพลาดเนื่องจากการปัดเศษและจำนวน หลักสำคัญ ของค่าคงที่ ^{[ 6 ]}

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังน้ำบางระบบ เช่นกังหานน้ำสามารถดึงพลังงานจากการไหลของน้ำโดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนระดับความสูง ในกรณีนี้ พลังงานที่มีอยู่คือพลังงานจลน์ของน้ำที่ไหล กังหานน้ำแบบโอเวอร์ช็อตสามารถดักจับพลังงานทั้งสองประเภทได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 7 ]}การไหลในลำธารอาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละฤดูกาล การพัฒนาแหล่งผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์บันทึกการไหลซึ่งบางครั้งครอบคลุมหลายทศวรรษ เพื่อประเมินปริมาณพลังงานที่เชื่อถือได้ในแต่ละปี เขื่อนและอ่างเก็บน้ำเป็นแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้มากกว่าโดยการลดการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของการไหลของน้ำ อย่างไรก็ตาม อ่างเก็บน้ำมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อย่างมาก เช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงการไหลของลำธารตามธรรมชาติ การออกแบบเขื่อนต้องคำนึงถึงกรณีที่เลวร้ายที่สุด "น้ำท่วมสูงสุดที่อาจเกิดขึ้นได้" ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในพื้นที่นั้น มักจะมี ทางระบายน้ำเพื่อระบายน้ำท่วมรอบเขื่อนแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของลุ่มน้ำและบันทึกปริมาณน้ำฝนและหิมะจะถูกนำมาใช้เพื่อทำนายน้ำท่วมสูงสุด

ข้อเสียและข้อจำกัด

โครงการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำที่ใช้ประโยชน์จากพลังงานน้ำที่ไหลลงมาจากเทือกเขาเบรคอนบีคอนส์ประเทศเวลส์ ; ปี 2017

มีการระบุข้อเสียบางประการของพลังงานน้ำแล้วการพังทลายของเขื่อนอาจส่งผลกระทบร้ายแรง รวมถึงการสูญเสียชีวิต ทรัพย์สิน และมลพิษทางดิน

เขื่อนและอ่างเก็บน้ำอาจส่งผลกระทบเชิงลบอย่างมากต่อระบบนิเวศ ของแม่น้ำ เช่น ขัดขวางไม่ให้สัตว์บางชนิดเดินทางขึ้นไปต้นน้ำ ทำให้น้ำที่ปล่อยลงสู่ปลายน้ำเย็นลงและขาดออกซิเจน และทำให้สูญเสียสารอาหารเนื่องจากการตกตะกอนของอนุภาค^{[ 8 ]}ตะกอนในแม่น้ำก่อให้เกิดดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ และเขื่อนจะขัดขวางการฟื้นฟูสิ่งที่สูญเสียไปจากการกัดเซาะ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}นอกจากนี้ การศึกษายังพบว่าการสร้างเขื่อนและอ่างเก็บน้ำอาจส่งผลให้สูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์น้ำบางชนิด^{[ 11 ]}เขื่อนและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่และลึกครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ ทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากพืชที่เน่าเปื่อยใต้น้ำ นอกจากนี้ แม้ว่าจะอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าแหล่งพลังงานหมุนเวียน อื่นๆ ^{[ 12 ]}พบว่าพลังงานน้ำผลิตก๊าซมีเทน (CH เกือบหนึ่งพันล้านตันต่อปี^{[ 13 ]}ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อสารอินทรีย์สะสมอยู่ที่ก้นอ่างเก็บน้ำเนื่องจากการขาดออกซิเจนในน้ำซึ่งกระตุ้นให้เกิดการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน^{[ 14 ]}

ผู้ที่อาศัยอยู่ใกล้บริเวณโรงไฟฟ้าพลังน้ำจะถูกย้ายออกไปในระหว่างการก่อสร้างหรือเมื่อ ตลิ่ง อ่างเก็บน้ำไม่มั่นคง^{[ 11 ]}ข้อเสียเปรียบอีกประการหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นคือสถานที่ทางวัฒนธรรมหรือศาสนาอาจขัดขวางการก่อสร้าง^{[ 11 ]}^{[หมายเหตุ 2 ]}

แอปพลิเคชัน

กำลังเชิงกล

โรงสีน้ำ

โรงสีน้ำ หรือโรงสี พลังน้ำ คือโรงสีที่ใช้พลังงานน้ำ เป็นโครงสร้างที่ใช้ล้อน้ำหรือกังหันน้ำในการขับเคลื่อนกระบวนการทางกล เช่นการโม่ การ รีดหรือการตีขึ้นรูปกระบวนการเหล่านี้จำเป็นในการผลิตสินค้าหลายชนิด รวมถึงแป้งไม้แปรรูปกระดาษสิ่ง ทอและผลิตภัณฑ์โลหะ หลายชนิด โรงสีน้ำเหล่านี้อาจประกอบด้วย โรงโม่แป้งโรงเลื่อยโรงงานกระดาษโรงงานสิ่งทอโรงโม่ค้อน โรงโม่ค้อนแบบใช้แรงเหวี่ยง โรงรีดและโรงดึงลวด

วิธีหลักวิธีหนึ่งในการจำแนกประเภทโรงสีน้ำคือ การจำแนกตามทิศทางของล้อ (แนวตั้งหรือแนวนอน) โดยแบบหนึ่งใช้ล้อน้ำแนวตั้งที่ขับเคลื่อนด้วย กลไก เฟืองและอีกแบบหนึ่งใช้ล้อน้ำแนวนอนโดยไม่มีกลไกดังกล่าว แบบแรกสามารถแบ่งย่อยออกไปได้อีก โดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่น้ำกระทบกับใบพัดล้อ ได้แก่ โรงสีน้ำแบบใต้ใบพัด (undershot), แบบบนใบพัด (overshot), แบบหน้าใบพัด (breastshot) และแบบหลังใบพัด (pitchback หรือ reverse shot) อีกวิธีหนึ่งในการจำแนกประเภทโรงสีน้ำคือการจำแนกตามลักษณะสำคัญเกี่ยวกับสถานที่ตั้ง: โรงสีน้ำขึ้นน้ำลงใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลง และโรงสีน้ำบนเรือเป็นโรงสีน้ำที่ติดตั้งอยู่บนเรือ (และเป็นส่วนประกอบของ) เรือ

โรงสีน้ำส่งผลกระทบต่อพลวัตของแม่น้ำในบริเวณที่ติดตั้งโรงสีน้ำนั้น ในช่วงเวลาที่โรงสีน้ำทำงาน ช่องทางน้ำมักจะเกิดการตกตะกอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณน้ำนิ่ง [ ^{15 ] นอกจาก}นี้ ในบริเวณน้ำนิ่งเหตุการณ์น้ำท่วมและการตกตะกอนของที่ราบน้ำท่วม ถึงที่อยู่ติดกัน ก็เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ผลกระทบเหล่านี้จะถูกหักล้างด้วยระดับตลิ่งแม่น้ำที่สูงขึ้น^{[ 15 ]}ในบริเวณที่โรงสีน้ำถูกรื้อ ถอน การกัดเซาะของแม่น้ำจะเพิ่มขึ้นและช่องทางน้ำจะลึกขึ้น^{[ 15 ]}

การขนส่งทางราง

รถไฟ ลอยฟ้าแบบ ใช้น้ำหนักคือรถรางลอยฟ้าหรือรถไฟเคเบิลที่ใช้น้ำหนักของน้ำในการเคลื่อนย้ายตู้โดยสาร

อากาศอัด

สามารถสร้างแรงดันน้ำจำนวนมากเพื่อสร้างอากาศอัดได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ ในการออกแบบเหล่านี้ คอลัมน์น้ำที่ตกลงมาจะถูกผสมกับฟองอากาศที่เกิดจากการปั่นป่วนหรือ ตัวลดแรงดัน เวนทูรีที่ทางเข้าสูงอย่างจงใจ ซึ่งจะทำให้น้ำตกลงมาตามปล่องลงไปยังห้องใต้ดินที่มีหลังคาสูง ซึ่งอากาศอัดจะแยกออกจากน้ำและถูกกักไว้ ความสูงของคอลัมน์น้ำที่ตกลงมาจะรักษาแรงดันอากาศที่ด้านบนของห้อง ในขณะที่ทางออกที่จมอยู่ใต้น้ำในห้องจะทำให้น้ำไหลกลับขึ้นสู่ผิวดินในระดับที่ต่ำกว่าทางเข้า ทางออกแยกต่างหากที่หลังคาของห้องจะจ่ายอากาศอัด โรงงานที่ใช้หลักการนี้ถูกสร้างขึ้นบนแม่น้ำมอนทรีออลที่แร็กเก็ดชูทส์ใกล้กับโคบอลต์ รัฐออนแทรีโอในปี 1910 และจ่ายพลังงาน 5,000 แรงม้าให้กับเหมืองใกล้เคียง^{[ 16 ]}

ไฟฟ้า

พลังงานน้ำเป็นการประยุกต์ใช้พลังงานน้ำที่ใหญ่ที่สุด พลังงานน้ำผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 15% ของไฟฟ้าทั่วโลก และจัดหาไฟฟ้าอย่างน้อย 50% ของปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดให้กับกว่า 35 ประเทศ^{[ 17 ]} ในปี 2021 กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำที่ติดตั้งทั่วโลกสูงถึงเกือบ 1400 GW ซึ่งสูงที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนทั้งหมด^{[ 18 ]}

การผลิต ไฟฟ้าพลังน้ำเริ่มต้นด้วยการแปลงพลังงานศักยภาพของน้ำที่มีอยู่เนื่องจากระดับความสูงของพื้นที่หรือพลังงานจลน์ของน้ำที่เคลื่อนที่ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า^{[ 19 ]}

โรงไฟฟ้าพลังน้ำมีวิธีการเก็บเกี่ยวพลังงานที่แตกต่างกันไป ประเภทหนึ่งประกอบด้วยเขื่อนและอ่างเก็บน้ำน้ำในอ่างเก็บน้ำจะพร้อมใช้งานตามความต้องการเพื่อนำไปผลิตไฟฟ้าโดยไหลผ่านช่องทางที่เชื่อมต่อเขื่อนกับอ่างเก็บน้ำ น้ำจะหมุนกังหันซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า^{[ 19 ]}

โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบอื่นเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่าน ในกรณีนี้ จะมีการสร้างเขื่อนเพื่อควบคุมการไหลของน้ำ โดยไม่มีอ่างเก็บน้ำโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบไหลผ่านต้องการการไหลของน้ำอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงมีความสามารถในการจ่ายพลังงานตามความต้องการได้น้อยกว่า พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลเป็นแหล่งพลังงานหลัก^{[ 19 ]}

การออกแบบทั้งสองแบบมีข้อจำกัด ตัวอย่างเช่น การสร้างเขื่อนอาจก่อให้เกิดความไม่สะดวกแก่ผู้อยู่อาศัยในบริเวณใกล้เคียง เขื่อนและอ่างเก็บน้ำใช้พื้นที่ค่อนข้างมากซึ่งอาจได้รับการต่อต้านจากชุมชนใกล้เคียง^{[ 20 ]}นอกจากนี้ อ่างเก็บน้ำอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง เช่น การทำลายแหล่งที่อยู่อาศัยปลายน้ำ^{[ 19 ]}ในทางกลับกัน ข้อจำกัดของโครงการผลิตไฟฟ้าจากน้ำไหลตามธรรมชาติคือประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าที่ลดลง เนื่องจากกระบวนการขึ้นอยู่กับความเร็วของการไหลของแม่น้ำตามฤดูกาล ซึ่งหมายความว่าฤดูฝนจะเพิ่มการผลิตไฟฟ้าเมื่อเทียบกับฤดูแล้ง^{[ 21 ]}

ขนาดของโรงไฟฟ้าพลังน้ำอาจแตกต่างกันไป ตั้งแต่โรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่เรียกว่าไมโครไฮโดรไปจนถึงโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่จ่ายพลังงานให้กับทั้งประเทศ ณ ปี 2019 โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุด 5 แห่งในโลกเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิมที่มีเขื่อน^{[ 22 ]}

พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำยังสามารถใช้ในการกักเก็บพลังงานในรูปของพลังงานศักยภาพระหว่างอ่างเก็บน้ำสองแห่งที่ระดับความสูงต่างกันด้วยระบบสูบน้ำโดยจะสูบน้ำขึ้นไปบนอ่างเก็บน้ำในช่วงที่มีความต้องการต่ำ เพื่อปล่อยออกมาใช้ในการผลิตเมื่อความต้องการสูงหรือการผลิตของระบบต่ำ^{[ 23 ]}

รูปแบบอื่นของการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานน้ำ ได้แก่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสน้ำขึ้นลงที่ใช้พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงที่เกิดจากมหาสมุทร แม่น้ำ และระบบคลองที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อผลิตไฟฟ้า^{[ 19 ]}

โรง ไฟฟ้าพลังน้ำแบบสร้างเขื่อน ทั่วไป (เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ) เป็นรูปแบบการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำที่พบได้บ่อยที่สุด
เขื่อนชีฟโจเซฟใกล้เมืองบริดจ์พอร์ต รัฐวอชิงตันเป็นสถานีผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ ขนาดใหญ่ ที่ไม่มีอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่
พลังน้ำขนาดเล็กในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของเวียดนาม
อ่างเก็บน้ำและเขื่อนส่วนบนของโครงการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับเฟสติเนียกในเวลส์โรงไฟฟ้าส่วนล่างสามารถผลิต กระแสไฟฟ้าได้ 360 เมกะวัตต์

พลังแห่งสายฝน

น้ำฝนหลายพันล้านลิตรสามารถตกลงมาได้ ซึ่งสามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าได้มหาศาลหากนำไปใช้อย่างถูกวิธี^{[ 24 ]}กำลังมีการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการต่างๆ ในการผลิตพลังงานจากฝน เช่น การใช้พลังงานจากการกระทบของเม็ดฝน ซึ่งยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น โดยมีเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่กำลังได้รับการทดสอบ สร้างต้นแบบ และสร้างขึ้น พลังงานดังกล่าวเรียกว่าพลังงานจากฝน^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}วิธีหนึ่งที่ได้ทดลองใช้คือการใช้แผงโซลาร์เซลล์แบบไฮบริดที่เรียกว่า "แผงโซลาร์เซลล์ทุกสภาพอากาศ" ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ทั้งจากแสงอาทิตย์และฝน^{[ 27 ]}

ตามที่นักสัตววิทยาและนักการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Luis Villazon กล่าวไว้ การศึกษาของฝรั่งเศสในปี 2008 ประมาณการว่าคุณสามารถใช้ อุปกรณ์ เพียโซอิเล็กทริกซึ่งสร้างพลังงานเมื่อเคลื่อนที่เพื่อสกัดพลังงาน 12 มิลลิวัตต์จากหยดน้ำฝนได้ในหนึ่งปี จะมีปริมาณน้อยกว่า 1 วัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตร ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับเซ็นเซอร์ระยะไกล Villazon แนะนำว่าการใช้งานที่ดีกว่าคือการเก็บน้ำจากฝนที่ตกลงมาและนำไปใช้ขับเคลื่อนกังหัน โดยคาดว่าจะผลิตพลังงานได้ 3 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปีสำหรับหลังคา^{ขนาด 185 ตารางเมตร}^{[ 28 ]}ระบบไมโครเทอร์ไบน์ที่สร้างโดยนักศึกษา 3 คนจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีแห่งเม็กซิโกถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า ระบบ Pluvia "ใช้กระแสน้ำฝนที่ไหลลงมาจากรางน้ำฝนบนหลังคาบ้านเพื่อหมุนไมโครเทอร์ไบน์ในตัวเรือนทรงกระบอก ไฟฟ้าที่ผลิตโดยกังหันนั้นใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ 12 โวลต์" ^{[ 29 ]}

คำว่าพลังงานจากน้ำฝนยังถูกนำมาใช้กับระบบพลังงานน้ำซึ่งรวมถึงกระบวนการกักเก็บน้ำฝนด้วย^{[ 24 ]}^{[ 28 ]}

ประวัติศาสตร์

ประวัติศาสตร์โบราณ

ลูกสูบน้ำจากหนังสือ*หนงซู่* ผลงาน ของหวังเจิ้น (มีชีวิตอยู่ในช่วงปี ค.ศ. 1290–1333)

น้ำตกเซนต์แอนโทนี สหรัฐอเมริกา ; ที่นี่เคยใช้พลังงานน้ำในการบดแป้ง

หลักฐานชี้ให้เห็นว่าพื้นฐานของพลังงานน้ำมีมาตั้งแต่สมัยอารยธรรมกรีกโบราณ [ ^{30 ] หลักฐาน}อื่นๆ ชี้ให้เห็นว่ากังหานน้ำเกิดขึ้นเองในประเทศจีนในช่วงเวลาเดียวกัน^{[ 30 ]}หลักฐานเกี่ยวกับกังหานน้ำและโรงสีน้ำมีมาตั้งแต่สมัยตะวันออกใกล้โบราณในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 31 ]} นอกจากนี้ หลักฐานยังบ่งชี้ถึงการใช้พลังงานน้ำโดยใช้เครื่องจักรชลประทานในอารยธรรม โบราณเช่นสุเมเรียนและบาบิโลเนีย^{[ 11 ]}การศึกษาชี้ให้เห็นว่ากังหานน้ำเป็นรูปแบบเริ่มต้นของพลังงานน้ำ^{[ 11 ]}

ในจักรวรรดิโรมัน วิทรูเวียสได้บรรยายถึงโรงสีที่ใช้พลังงานน้ำไว้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 32 ]}โรงสีบาร์เบกัลซึ่งตั้งอยู่ในประเทศฝรั่งเศสในปัจจุบัน มีกังหานน้ำ 16 ตัวที่สามารถแปรรูปธัญพืชได้มากถึง 28 ตันต่อวัน^{[ 4 ]}กังหานน้ำของโรมันยังถูกใช้สำหรับการเลื่อยหินอ่อน เช่นโรงเลื่อยเฮียราโพลิสในช่วงปลายศตวรรษที่ 3 หลังคริสต์ศักราช^{[ 33 ]}โรงเลื่อยเหล่านี้มีกังหานน้ำที่ขับเคลื่อนข้อเหวี่ยงและก้านเชื่อมต่อสองชุดเพื่อขับเคลื่อนใบเลื่อยสองใบ กลไกนี้ยังปรากฏในโรงเลื่อย โรมันตะวันออก สองแห่งในศตวรรษที่ 6 ที่ขุดพบที่เอเฟซัสและเกราซาตามลำดับ กลไกข้อเหวี่ยงและก้านเชื่อมต่อของกังหานน้ำโรมัน เหล่านี้ จะแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนของกังหานน้ำเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นของใบเลื่อย^[³⁴^]

ค้อนและเครื่องเป่าลมที่ใช้พลังงานน้ำในประเทศจีนสมัยราชวงศ์ฮั่น (202 ปี ก่อนคริสต์ศักราช – 220 ปีคริสต์ศักราช) ในตอนแรกคิดว่าใช้พลังงานจาก ที่ ตักน้ำ^{[ 35 ]}อย่างไรก็ตาม นักประวัติศาสตร์บางคนเสนอว่าใช้พลังงานจากกังหานน้ำ เนื่องจากมีทฤษฎีว่าที่ตักน้ำคงไม่มีแรงขับเคลื่อนเพียงพอที่จะใช้งานเครื่องเป่าลมของเตาหลอม^{[ 36 ]}มีตำราหลายเล่มที่อธิบายถึงกังหานน้ำของชาวฮั่น ตำราที่เก่าแก่ที่สุดบางเล่ม ได้แก่ พจนานุกรม Jijiupianในปี 40 ก่อนคริสต์ศักราชตำราของYang Xiong ที่รู้จักกันในชื่อ Fangyanในปี 15 ก่อนคริสต์ศักราช รวมถึงXin Lunที่เขียนโดยHuan Tanประมาณปี 20 หลังคริสต์ศักราช^{[ 37 ]}ในช่วงเวลานี้เองที่วิศวกรDu Shi (ประมาณปี 31 หลัง คริสต์ศักราช ) ได้นำพลังงานจากกังหานน้ำ มาใช้ กับลูกสูบและเครื่องเป่าลมในการตีเหล็กหล่อ^{[ 37 ]}

ตำราอินเดียโบราณที่ย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช กล่าวถึงคำว่าcakkavattaka (วงล้อหมุน) ซึ่งคำอธิบายระบุว่าเป็นarahatta-ghati-yanta (เครื่องจักรที่มีหม้อล้อติดอยู่) อย่างไรก็ตาม นักวิชาการยังถกเถียงกันอยู่ว่าเครื่องจักรนี้ใช้พลังงานน้ำหรือพลังงานมือ^{[ 31 ]}จากพื้นฐานนี้โจเซฟ นีดแฮมเสนอว่าเครื่องจักรดังกล่าวคือnoriaอย่างไรก็ตาม เทอร์รี เอส. เรย์โนลด์ส โต้แย้งว่า "คำที่ใช้ในตำราอินเดียนั้นคลุมเครือและไม่ได้บ่งชี้อย่างชัดเจนว่าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานน้ำ" ธอร์คิลด์ ชิโอเลอร์ โต้แย้งว่า "เป็นไปได้มากกว่าที่ข้อความเหล่านี้จะหมายถึงอุปกรณ์ยกน้ำแบบใช้เท้าเหยียบหรือมือ มากกว่าที่จะเป็นล้อยกน้ำที่ใช้พลังงานน้ำ"

ตามแหล่งข้อมูลของกรีก อินเดียได้รับโรงสีน้ำและห้องอาบน้ำของโรมันในช่วงต้นศตวรรษที่ 4 หลังคริสต์ศักราช^{[ 38 ]}เขื่อน ทางระบายน้ำ อ่างเก็บน้ำ คลอง และการรักษาสมดุลน้ำจะพัฒนาขึ้นในอินเดียในช่วงจักรวรรดิเมารยะคุปตะและโชลา^{[ 39 ]}^{[ 40 ]}^{[ 41 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้พลังงานน้ำในยุคแรกๆ พบได้ในวิธีการขุดแร่แบบโบราณที่ใช้น้ำท่วมหรือกระแสน้ำเพื่อเปิดเผยสายแร่ วิธีนี้ถูกนำมาใช้ครั้งแรกที่เหมืองทองคำโดลาอูโคธีในเวลส์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 75 เป็นต้นไป วิธีนี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในสเปนในเหมืองต่างๆ เช่นลาส เมดูลัส การขุดแร่แบบ ฮัชชิ่งยังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในสหราชอาณาจักรในยุคกลางและยุคต่อมาเพื่อสกัดแร่ตะกั่ว และดีบุกต่อมาได้พัฒนาเป็นการทำเหมืองแบบไฮดรอลิกเมื่อใช้ในช่วงยุคตื่นทองแคลิฟอร์เนียในศตวรรษที่ 19 ^{[ 42 ]}

จักรวรรดิอิสลามครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่อยู่ในเอเชียและแอฟริกา รวมทั้งพื้นที่โดยรอบอื่นๆ^{[ 43 ]}ในช่วงยุคทองของอิสลามและการปฏิวัติเกษตรกรรมของชาวอาหรับ (ศตวรรษที่ 8-13) พลังงานน้ำถูกนำมาใช้และพัฒนาอย่างกว้างขวาง การใช้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง ในยุคแรกๆ เกิดขึ้นพร้อมกับโรงงาน ไฮดรอลิ ก ขนาดใหญ่ ^{[ 44 ]}โรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานน้ำหลากหลายประเภทถูกนำมาใช้ในภูมิภาคนี้ รวมถึงโรงงานฟอกผ้าโรง สี ข้าวโรงงานกระดาษโรงงานปอกเปลือกโรง เลื่อย โรงงานต่อเรือโรงบด โรงงานเหล็ก โรงงานน้ำตาลและโรงสีน้ำขึ้นน้ำลงภายในศตวรรษที่ 11 ทุกจังหวัดทั่วจักรวรรดิอิสลามมีโรงงานอุตสาหกรรมเหล่านี้ใช้งานอยู่ ตั้งแต่แอลอันดาลุสและแอฟริกาเหนือไปจนถึงเอเชียตะวันตกและเอเชียกลาง^{[ 45 ]}^{วิศวกร}มุสลิมยังใช้กังหันน้ำในขณะที่ใช้เกียร์ในโรงสีน้ำและเครื่องจักรยกน้ำ^ด้วยนอกจากนี้พวกเขายังเป็นผู้บุกเบิกการใช้เขื่อนเป็นแหล่งพลังงานน้ำ ซึ่งใช้ในการเพิ่มพลังงานให้กับโรงสีน้ำและเครื่องจักรสูบน้ำ^[⁴⁶^]เทคนิคการชลประทานแบบอิสลาม รวมถึงล้อเปอร์เซียจะถูกนำเข้ามาในอินเดีย และจะผสมผสานกับวิธีการท้องถิ่น ในสมัยสุลต่านเดลีและจักรวรรดิมุกล^[⁴⁷^]

นอกจากนี้ ในหนังสือของเขาชื่อ "หนังสือแห่งความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์กลไกอันชาญฉลาด " วิศวกรเครื่องกลชาวมุสลิมอัล-จาซารี (ค.ศ. 1136–1206) ได้อธิบายการออกแบบอุปกรณ์ 50 ชิ้น อุปกรณ์เหล่านี้หลายชิ้นใช้พลังงานน้ำ รวมถึงนาฬิกา อุปกรณ์สำหรับเสิร์ฟไวน์ และอุปกรณ์ยกน้ำจากแม่น้ำหรือสระน้ำ 5 ชิ้น ซึ่ง 3 ชิ้นใช้พลังงานจากสัตว์ และอีก 1 ชิ้นสามารถใช้พลังงานจากสัตว์หรือน้ำก็ได้ ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีสายพานที่ไม่มีที่สิ้นสุดพร้อมเหยือกติดอยู่ชาดูฟ ที่ใช้พลังงานจากวัว (เครื่องมือชลประทานคล้ายเครน) และอุปกรณ์แบบลูกสูบที่มีวาล์วแบบบานพับ^{[ 48 ]}

ศตวรรษที่ 19

ในศตวรรษที่ 19 วิศวกรชาวฝรั่งเศสBenoît Fourneyronได้พัฒนาเครื่องกังหันน้ำเครื่องแรก อุปกรณ์นี้ถูกนำไปใช้ในโรงงานเชิงพาณิชย์ของน้ำตกไนแอการาในปี 1895 และยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน^{[ 11 ]}ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 วิศวกรชาวอังกฤษWilliam Armstrongได้สร้างและดำเนินการสถานีไฟฟ้าเอกชนแห่งแรกซึ่งตั้งอยู่ในบ้านของเขาในCragsideในNorthumberlandประเทศอังกฤษ^{[ 11 ]}ในปี 1753 วิศวกรชาวฝรั่งเศสBernard Forest de Bélidorได้ตีพิมพ์หนังสือArchitecture Hydrauliqueซึ่งอธิบายเครื่องจักรไฮดรอลิกแกนตั้งและแกนนอน^{[ 49 ]}

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรมจะผลักดันการพัฒนาเช่นกัน^{[ 50 ]}ในช่วงเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมในบริเตน น้ำเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ เช่นเครื่องปั่นด้ายพลังน้ำของริชาร์ด อาร์คไรท์ [ ⁵¹^]^{แม้ว่า}พลังงานน้ำจะถูกแทนที่ด้วยพลังงานไอน้ำในโรงงานและโรงสีขนาดใหญ่หลายแห่ง แต่ก็ยังคงใช้ในช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 สำหรับการดำเนินงานขนาดเล็กหลายแห่ง เช่น การขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมในเตาหลอม ขนาดเล็ก (เช่นเตาหลอม Dyfi ) และโรงสีข้าวเช่น โรงสีที่สร้างขึ้นที่น้ำตกเซนต์แอนโทนีซึ่งใช้ประโยชน์จาก^ความ สูง 50 ฟุต (15 เมตร)ของแม่น้ำมิสซิสซิปปี^[ 52 ^]^[⁵¹^]

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้กังหานน้ำแบบเปิดกลายเป็นกังหาน น้ำแบบปิด หรือมอเตอร์ไฟฟ้าในปี ค.ศ. 1848 วิศวกรชาวอังกฤษ-อเมริกันเจมส์ บี. ฟรานซิสหัวหน้าวิศวกรของบริษัท Lowell's Locks and Canals ได้ปรับปรุงการออกแบบเหล่านี้เพื่อสร้างกังหานน้ำที่มีประสิทธิภาพ 90% ^{[ 53 ]}เขานำหลักการทางวิทยาศาสตร์และวิธีการทดสอบมาใช้กับปัญหาการออกแบบกังหานน้ำ วิธีการคำนวณทางคณิตศาสตร์และกราฟิกของเขาทำให้สามารถออกแบบกังหานน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างมั่นใจเพื่อให้ตรงกับสภาพการไหลเฉพาะของสถานที่นั้นๆกังหานน้ำแบบปฏิกิริยาของฟรานซิสยังคงใช้งานอยู่จนถึงปัจจุบัน ในช่วงปี ค.ศ. 1870 เลสเตอร์ อัลลัน เพลตัน ได้ พัฒนา กังหานน้ำแบบแรงกระตุ้นเพลตันที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้พลังงานน้ำจากลำธารที่มีระดับน้ำสูงซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเทือกเขาเซียร์ราเนวาดา โดยได้มาจากการใช้งานในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ใน แคลิฟอร์เนีย

ศตวรรษที่ 20

ประวัติศาสตร์สมัยใหม่ของพลังงานน้ำเริ่มต้นในช่วงทศวรรษ 1900 โดยมีการสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ไม่เพียงแต่เพื่อจ่ายพลังงานให้กับโรงงานหรือโรงสีที่อยู่ใกล้เคียง^{[ 54 ]}แต่ยังเพื่อจัดหาไฟฟ้าอย่างกว้างขวางให้กับกลุ่มคนในพื้นที่ห่างไกลมากขึ้น การแข่งขันเป็นแรงผลักดันสำคัญของกระแสความนิยมพลังงานน้ำทั่วโลก: ยุโรปแข่งขันกันเองเพื่อสร้างระบบไฟฟ้าก่อน และโรงไฟฟ้าพลังน้ำของสหรัฐอเมริกาในน้ำตกไนแอการาและเทือกเขาเซียร์ราเนวาดาเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่และกล้าหาญมากขึ้นทั่วโลก^{[ 55 ]}นักการเงินและผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานน้ำชาวอเมริกันและสหภาพโซเวียตยังได้เผยแพร่แนวคิดเรื่องเขื่อนและพลังงานน้ำไปทั่วโลกในช่วงสงครามเย็นโดยมีส่วนร่วมในโครงการต่างๆ เช่นเขื่อนสามหุบเขาและ เขื่อน อัสวานสูง^{[ 56 ]} การตอบสนองความต้องการการใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ด้วยน้ำจำเป็นต้องมีเขื่อนขนาดใหญ่ข้ามแม่น้ำที่มีกระแสน้ำแรง^{[ 57 ]}ซึ่งส่งผลกระทบต่อผลประโยชน์สาธารณะและเอกชนในพื้นที่ปลายน้ำและในเขตน้ำท่วม^{[ 58 ]}ชุมชนขนาดเล็กและกลุ่มคนชายขอบย่อมได้รับผลกระทบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ พวกเขาไม่สามารถต่อต้านบริษัทต่างๆ ที่เข้ามาสร้างน้ำท่วมบ้านของพวกเขาหรือปิดกั้นเส้นทางสัญจร ของ ปลาแซลมอน ได้สำเร็จ ^{[ 59 ]}น้ำนิ่งที่เกิดจากเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของศัตรูพืชและเชื้อโรคทำให้เกิดโรคระบาดใน ท้องถิ่น ^{[ 60 ]}อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี ความต้องการพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำร่วมกันอาจนำไปสู่ความร่วมมือระหว่างประเทศที่เป็นศัตรูกันได้^{[ 61 ]}

เทคโนโลยีและทัศนคติเกี่ยวกับพลังงานน้ำเริ่มเปลี่ยนแปลงในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ในขณะที่ประเทศต่างๆ ได้ละทิ้งระบบพลังงานน้ำขนาดเล็กไปเกือบหมดแล้วในช่วงทศวรรษที่ 1930 โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กเริ่มกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงทศวรรษที่ 1970 โดยได้รับการสนับสนุนจากเงินอุดหนุนของรัฐบาลและการผลักดันให้มีผู้ผลิตพลังงานอิสระมากขึ้น^{[ 57 ]}นักการเมืองบางคนที่เคยสนับสนุนโครงการพลังงานน้ำขนาดใหญ่ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 เริ่มออกมาต่อต้านโครงการเหล่านั้น และกลุ่มประชาชนที่จัดตั้งองค์กรต่อต้านโครงการเขื่อนก็เพิ่มมากขึ้น^{[ 62 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ขบวนการต่อต้านเขื่อนระหว่างประเทศทำให้การหาผู้ลงทุนจากภาครัฐหรือเอกชนสำหรับโครงการพลังงานน้ำขนาดใหญ่ใหม่เป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง และก่อให้เกิดองค์กรพัฒนาเอกชนที่อุทิศตนเพื่อต่อต้านเขื่อน^{[ 63 ]}นอกจากนี้ ในขณะที่ต้นทุนของแหล่งพลังงานอื่นๆ ลดลง ต้นทุนในการสร้างเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำใหม่กลับเพิ่มขึ้น 4% ต่อปีระหว่างปี 1965 ถึง 1990 อันเนื่องมาจากทั้งต้นทุนการก่อสร้างที่เพิ่มขึ้นและการลดลงของพื้นที่ก่อสร้างคุณภาพสูง^{[ 64 ]}ในช่วงทศวรรษ 1990 มีเพียง 18% ของไฟฟ้าทั่วโลกเท่านั้นที่มาจากพลังงานน้ำ^{[ 65 ]} การผลิต พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงก็เกิดขึ้นในทศวรรษ 1960 ในฐานะระบบพลังงานน้ำทางเลือกที่กำลังเติบโต แม้ว่าจะยังไม่เป็นที่ยอมรับในฐานะแหล่งพลังงานที่แข็งแกร่งก็ตาม^{[ 66 ]}

สหรัฐอเมริกา

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของการทดลองพลังงานน้ำของอเมริกา วิศวกรและนักการเมืองได้เริ่มโครงการพลังงานน้ำขนาดใหญ่เพื่อแก้ปัญหา 'ศักยภาพที่สูญเปล่า' มากกว่าที่จะผลิตไฟฟ้าเพื่อประชากรที่ต้องการไฟฟ้า เมื่อบริษัท Niagara Falls Power Companyเริ่มพิจารณาการสร้างเขื่อนกั้นน้ำตกไนแอการา ซึ่งเป็นโครงการพลังงานน้ำขนาดใหญ่แห่งแรกในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1890 พวกเขาประสบปัญหาในการขนส่งไฟฟ้าจากน้ำตกไปไกลพอที่จะส่งไปถึงผู้คนจำนวนมากพอและคุ้มค่ากับการติดตั้ง โครงการนี้ประสบความสำเร็จส่วนใหญ่เนื่องจากการประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ของ Nikola Tesla ^[⁶⁷^]^[⁶⁸^]อีกด้านหนึ่งของประเทศวิศวกรของซานฟรานซิสโก สโมสรเซียร์ราและรัฐบาลกลางได้ต่อสู้กันเกี่ยวกับการใช้หุบเขาHetch Hetchy ที่ยอมรับ ได้ แม้จะมีการคุ้มครองอย่างเป็นทางการภายในอุทยานแห่งชาติ วิศวกรของเมืองก็ประสบความสำเร็จในการได้รับสิทธิ์ในการใช้น้ำและพลังงานในหุบเขาเฮทช์เฮทช์ในปี พ.ศ. 2456 หลังจากชัยชนะ พวกเขาได้ส่งพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำและน้ำจากเฮทช์เฮทช์ไปยังซานฟรานซิสโกในอีก 10 ปีต่อมาในราคาที่สูงกว่าที่สัญญาไว้ถึงสองเท่า โดยขายไฟฟ้าให้กับPG&Eซึ่งขายต่อให้กับผู้อยู่อาศัยในซานฟรานซิสโกเพื่อทำกำไร^[⁶⁹^]^[⁷⁰^]^[⁷¹^]

ภูมิภาคตะวันตกของอเมริกา ซึ่งมีแม่น้ำบนภูเขาและขาดแคลนถ่านหิน หันมาใช้พลังงานน้ำตั้งแต่เนิ่นๆ และบ่อยครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามแม่น้ำโคลัมเบียและสาขาต่างๆสำนักงานการฟื้นฟูที่ดินได้สร้างเขื่อนฮูเวอร์ในปี 1931 ซึ่งเป็นการเชื่อมโยงเชิงสัญลักษณ์ระหว่างการสร้างงานและลำดับความสำคัญของการเติบโตทางเศรษฐกิจของนิวดีล [ ^{72 ] รัฐบาล}กลางได้สร้างเขื่อนชาสตาและเขื่อนแกรนด์คูเล ตามมาอย่างรวดเร็ว ความต้องการพลังงานในโอเรกอนไม่ได้มากพอที่จะสร้างเขื่อนกั้นแม่น้ำโคลัมเบียจนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่ 1 เผยให้เห็นจุดอ่อนของเศรษฐกิจพลังงานที่ใช้ถ่านหินเป็นหลัก จากนั้นรัฐบาลกลางจึงเริ่มให้ความสำคัญกับพลังงานที่เชื่อมต่อกัน และเป็นจำนวนมาก^{[ 73 ]}ไฟฟ้าจากเขื่อนทั้งสามแห่งถูกส่งเข้าสู่การผลิตเพื่อสงครามในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ^{[ 74 ]}

หลังสงครามเขื่อนแกรนด์คูเลและโครงการไฟฟ้าพลังน้ำที่เกี่ยวข้องได้จ่ายไฟฟ้าให้กับพื้นที่ชนบทเกือบทั้งหมดของลุ่มแม่น้ำโคลัมเบียแต่ล้มเหลวในการปรับปรุงชีวิตของผู้ที่อาศัยและทำการเกษตรในบริเวณนั้นตามที่ผู้สนับสนุนสัญญาไว้ และยังสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศของแม่น้ำและประชากรปลาแซลมอนที่อพยพอีกด้วย ในช่วงทศวรรษที่ 1940 รัฐบาลกลางได้ใช้ประโยชน์จากพลังงานและน้ำที่ไหลจากเขื่อนแกรนด์คูเลจำนวนมหาศาลที่ไม่ได้ใช้ เพื่อสร้าง โรงงาน นิวเคลียร์บนฝั่งแม่น้ำโคลัมเบีย โรงงานนิวเคลียร์ดังกล่าวได้ปล่อยสารกัมมันตรังสีลงสู่แม่น้ำ ทำให้พื้นที่ทั้งหมดปนเปื้อน^{[ 75 ]}

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง ชาวอเมริกัน โดยเฉพาะวิศวกรจากหน่วยงาน Tennessee Valley Authorityได้เปลี่ยนเป้าหมายจากการสร้างเขื่อนภายในประเทศไปเป็นการส่งเสริมพลังงานน้ำในต่างประเทศ^{[ 76 ]}^{[ 77 ]}ในขณะที่การสร้างเขื่อนภายในประเทศยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทศวรรษ 1970 โดยสำนักงานการชลประทานและกองทัพวิศวกรได้สร้างเขื่อนใหม่มากกว่า 150 แห่งทั่วภาคตะวันตกของอเมริกา^{[ 76 ]}การต่อต้านเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำได้เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1950 และ 1960 โดยมีสาเหตุมาจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม ขบวนการสิ่งแวดล้อมประสบความสำเร็จในการปิดกั้นเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำที่เสนอไว้ในอุทยานแห่งชาติไดโนเสาร์และแกรนด์แคนยอนและได้รับเครื่องมือต่อต้านพลังงานน้ำมากขึ้นด้วยกฎหมายสิ่งแวดล้อมในทศวรรษ 1970 เมื่อพลังงานนิวเคลียร์และเชื้อเพลิงฟอสซิลเติบโตขึ้นในทศวรรษ 1970 และ 1980 และนักเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมผลักดันให้มีการฟื้นฟูแม่น้ำ พลังงานน้ำจึงค่อยๆ ลดความสำคัญลงในอเมริกา^{[ 78 ]}

แอฟริกา

มหาอำนาจต่างชาติและองค์กร ระหว่างประเทศ มักใช้โครงการพลังงานน้ำในแอฟริกาเป็นเครื่องมือในการแทรกแซงการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศในแอฟริกา เช่นธนาคารโลกกับเขื่อน คาริบาและ อะโคซอมโบ และสหภาพโซเวียตกับเขื่อนอัสวาน [ ⁷⁹^]^โดย เฉพาะอย่างยิ่ง แม่น้ำไนล์ได้รับผลกระทบจากการที่ประเทศต่างๆ ทั้งที่อยู่ริมแม่น้ำไนล์และประเทศต่างชาติที่อยู่ห่างไกลใช้แม่น้ำเพื่อขยายอำนาจทางเศรษฐกิจหรือกำลังของชาติ หลังจากที่อังกฤษเข้ายึดครองอียิปต์ในปี 1882 อังกฤษได้ร่วมมือกับอียิปต์ในการสร้างเขื่อนอัสวานแห่งแรก^[⁸⁰^]ซึ่งพวกเขาได้เพิ่มความสูงในปี 1912 และ 1934 เพื่อพยายามกั้นน้ำท่วมจากแม่น้ำไนล์ วิศวกรชาวอียิปต์Adriano Daninosได้วางแผนสำหรับเขื่อนอัสวานสูง โดยได้รับแรงบันดาลใจจากเขื่อนอเนกประสงค์ของหน่วยงานหุบเขาเทนเนสซี

เมื่อกามัล อับเดล นัสเซอร์ขึ้นครองอำนาจในช่วงทศวรรษ 1950 รัฐบาลของเขาตัดสินใจดำเนินโครงการเขื่อนสูง โดยประชาสัมพันธ์ว่าเป็นโครงการพัฒนาเศรษฐกิจ^{[ 77 ]}หลังจากที่สหรัฐอเมริกาปฏิเสธที่จะช่วยสนับสนุนเงินทุนในการสร้างเขื่อน และความรู้สึกต่อต้านอังกฤษในอียิปต์และผลประโยชน์ของอังกฤษในซูดาน ที่อยู่ใกล้เคียง รวมกันทำให้สหราชอาณาจักรถอนตัวออกไป สหภาพโซเวียตจึงให้ทุนสนับสนุนเขื่อนอัสวานสูง^{[ 81 ]}ระหว่างปี 1977 ถึง 1990 กังหันของเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้าได้หนึ่งในสามของไฟฟ้าทั้งหมดของอียิปต์^{[ 82 ]}การสร้างเขื่อนอัสวานก่อให้เกิดข้อพิพาทระหว่างซูดานและอียิปต์เกี่ยวกับการแบ่งปันแม่น้ำไนล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเขื่อนทำให้บางส่วนของซูดานถูกน้ำท่วมและลดปริมาณน้ำที่มีอยู่สำหรับพวกเขาเอธิโอเปียซึ่งตั้งอยู่บนแม่น้ำไนล์เช่นกัน ได้ใช้ประโยชน์จากความตึงเครียดของสงครามเย็นเพื่อขอความช่วยเหลือจากสหรัฐอเมริกาสำหรับการลงทุนด้านการชลประทานและพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำของตนเองในช่วงทศวรรษ 1960 ^{[ 83 ]}แม้ว่าความคืบหน้าจะหยุดชะงักเนื่องจากการรัฐประหารในปี 1974 และหลังจาก สงครามกลางเมืองเอธิโอเปียที่ยาวนาน 17 ปีเอธิโอเปียก็เริ่มก่อสร้างเขื่อนแกรนด์เอธิโอเปียนเรเนสซานซ์ในปี 2011 ^{[ 84 ]}

นอกเหนือจากแม่น้ำไนล์แล้ว โครงการไฟฟ้าพลังน้ำยังครอบคลุมแม่น้ำและทะเลสาบต่างๆ ในแอฟริกาโรงไฟฟ้าพลังน้ำอินกาบนแม่น้ำคองโกได้รับการกล่าวถึงมาตั้งแต่สมัยอาณานิคมเบลเยียมในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และได้รับการสร้างสำเร็จหลังได้รับ เอกราช รัฐบาลของ โมบูตูไม่สามารถบำรุงรักษาโรงไฟฟ้าเหล่านี้ได้อย่างสม่ำเสมอ ทำให้กำลังการผลิตลดลง จนกระทั่งการก่อตั้งSouthern African Power Pool ในปี 1995 ได้สร้างโครงข่ายไฟฟ้าข้ามชาติและโครงการบำรุงรักษาโรงไฟฟ้า^{[ 85 ]}ประเทศที่มีพลังงานน้ำเหลือเฟือ เช่นสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกและกานามักจะขายพลังงานส่วนเกินให้กับประเทศเพื่อนบ้าน^{[ 86 ]}ผู้มีบทบาทจากต่างประเทศ เช่น บริษัทพลังน้ำของจีน ได้เสนอโครงการพลังน้ำใหม่จำนวนมากในแอฟริกา^{[ 63 ]}และได้ให้ทุนสนับสนุนและให้คำปรึกษาในโครงการอื่นๆ อีกมากมายในประเทศต่างๆ เช่นโมซัมบิกและกานา^{[ 86 ]}

พลังน้ำขนาดเล็กยังมีบทบาทสำคัญในการจ่ายไฟฟ้าทั่วแอฟริกาในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในแอฟริกาใต้ กังหันขนาดเล็กได้ให้พลังงานแก่เหมืองทองคำและทางรถไฟไฟฟ้าสายแรกในช่วงทศวรรษ 1890 และเกษตรกรชาวซิมบับเวได้ติดตั้งสถานีพลังน้ำขนาดเล็กในช่วงทศวรรษ 1930 แม้ว่าความสนใจจะลดลงเมื่อโครงข่ายไฟฟ้าของประเทศดีขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษ แต่รัฐบาลของประเทศต่างๆ ในศตวรรษที่ 21 รวมถึงแอฟริกาใต้และโมซัมบิก ตลอดจนองค์กรพัฒนาเอกชนที่ให้บริการประเทศต่างๆ เช่น ซิมบับเว ได้เริ่มสำรวจพลังน้ำขนาดเล็กอีกครั้งเพื่อกระจายแหล่งพลังงานและปรับปรุงการจ่ายไฟฟ้าในชนบท^{[ 87 ]}

ยุโรป

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ปัจจัยสำคัญสองประการที่กระตุ้นให้เกิดการขยายตัวของพลังงานน้ำในยุโรป ได้แก่ ในประเทศนอร์เวย์และสวีเดน ทางตอนเหนือ ปริมาณน้ำฝนที่สูงและภูเขาได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นทรัพยากรที่ยอดเยี่ยมสำหรับพลังงานน้ำที่อุดมสมบูรณ์ และในทางใต้ การขาดแคลนถ่านหินทำให้รัฐบาลและบริษัทสาธารณูปโภคต้องแสวงหาแหล่งพลังงานทางเลือก^{[ 88 ]}

ในช่วงต้นสวิตเซอร์แลนด์ ได้สร้าง เขื่อนกั้นแม่น้ำแอลป์และแม่น้ำไรน์ของสวิตเซอร์ แลนด์ ทำให้เกิด การแข่งขันด้านพลังงานน้ำในยุโรปใต้ร่วมกับอิตาลีและ สแกนดิเน เวีย^{[ 89 ]}ในหุบเขาโป ของอิตาลี การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในศตวรรษที่ 20 ไม่ใช่การสร้างพลังงานน้ำ แต่เป็นการเปลี่ยนจากพลังงานน้ำเชิงกลไปเป็นพลังงานน้ำไฟฟ้า โรงสีน้ำ 12,000 แห่งทำงานในลุ่มน้ำโปในช่วงทศวรรษ 1890 แต่โรงไฟฟ้าพลังน้ำเชิงพาณิชย์แห่งแรกที่สร้างเสร็จในปี 1898 เป็นสัญญาณบ่งบอกถึงจุดสิ้นสุดของยุคพลังงานเชิงกล^{[ 90 ]}โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่แห่งใหม่เหล่านี้ได้ย้ายพลังงานจากพื้นที่ภูเขาในชนบทไปยังศูนย์กลางเมืองในที่ราบต่ำ อิตาลีให้ความสำคัญกับการใช้ไฟฟ้าเกือบทั้งประเทศในช่วงแรก โดยส่วนใหญ่มาจากพลังงานน้ำ ซึ่งเป็นพลังขับเคลื่อนการเติบโตของอิตาลีในฐานะมหาอำนาจยุโรปและจักรวรรดิ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่สามารถบรรลุมาตรฐานที่ชัดเจนในการกำหนดสิทธิในน้ำก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 ^{[ 91 ]}^{[ 90 ]}

การก่อสร้างเขื่อนพลังน้ำสมัยใหม่ของเยอรมนีสร้างขึ้นบนพื้นฐานประวัติศาสตร์ของเขื่อนขนาดเล็กที่ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเหมืองและโรงสีในศตวรรษที่ 15 อุตสาหกรรมบางส่วนของเยอรมนีพึ่งพาพลังงานจากกังหานน้ำมากกว่าไอน้ำจนกระทั่งถึงทศวรรษ 1870 ^{[ 92 ]}รัฐบาลเยอรมนีไม่ได้ตั้งใจที่จะสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ เช่น เขื่อน Urft , MohneและEder ก่อนสงคราม เพื่อขยายพลังน้ำ แต่ส่วนใหญ่ต้องการลดน้ำท่วมและปรับปรุงการชลประทาน^{[ 93 ]}อย่างไรก็ตาม พลังน้ำกลับกลายเป็นผลพลอยได้จากเขื่อนเหล่านี้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในภาคใต้ที่ขาดแคลนถ่านหิน บาวาเรียถึงกับสร้างโครงข่ายไฟฟ้าทั่วรัฐได้โดยการสร้างเขื่อนกั้นทะเลสาบWalchenseeในปี 1924 ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจส่วนหนึ่งจากการสูญเสียแหล่งถ่านหินหลังสงครามโลกครั้งที่ 1 ^{[ 94 ]}

พลังงานน้ำกลายเป็นสัญลักษณ์ของความภาคภูมิใจในภูมิภาคและความไม่พอใจของ 'เจ้าพ่อถ่านหิน' ทางเหนือ แม้ว่าทางเหนือจะมีความกระตือรือร้นอย่างมากต่อพลังงานน้ำ ก็ตาม ^{[ 95 ]}การสร้างเขื่อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มพลังงานน้ำ^{[ 96 ]}อย่างไรก็ตาม ความขัดแย้งเกิดขึ้นควบคู่ไปกับการสร้างเขื่อนและการแพร่กระจายของพลังงานน้ำ ผลประโยชน์ทางการเกษตรได้รับผลกระทบจากการชลประทานที่ลดลง โรงสีขนาดเล็กสูญเสียปริมาณน้ำ และกลุ่มผลประโยชน์ต่างๆ ต่อสู้กันเพื่อแย่งชิงตำแหน่งที่ตั้งของเขื่อน ควบคุมว่าใครจะได้ประโยชน์และบ้านของใครจะจมอยู่ใต้น้ำ^{[ 97 ]}

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

↑โดยกำหนดให้ความหนาแน่นของน้ำเท่ากับ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (62.5 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต) และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 9.81 เมตรต่อวินาทีต่อวินาที
↑ดูข้อมูลจากคณะกรรมการเขื่อนโลก (World Commission on Dams - WCD) สำหรับมาตรฐานสากลเกี่ยวกับการพัฒนาเขื่อนขนาดใหญ่

6 7 Breeze 2018 , หน้า.

↑ "พลังงานน้ำเป็นแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนที่ซ่อนเร้นอยู่ คนเหล่านี้ต้องการแก้ไขปัญหานี้" www.bbc.com 27มีนาคม 2024 สืบค้นเมื่อ1 กรกฎาคม 2026

↑ "พลังงานน้ำเป็นแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนที่ซ่อนเร้นอยู่ คนเหล่านี้ต้องการแก้ไขปัญหานี้" www.bbc.com 27มีนาคม 2024 สืบค้นเมื่อ30 มีนาคม 2024

↑ Breeze 2019 , หน้า 116.

1 2 3 Maaß, Anna-Lisa; Schüttrumpf, Holger (2019). "ที่ราบน้ำท่วมถึงที่ยกสูงขึ้นและการกัดเซาะร่องน้ำสุทธิอันเป็นผลมาจากการก่อสร้างและการรื้อถอนโรงสีน้ำ" Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography . 101 (2): 157– 176. Bibcode : 2019GeAnA.101..157M . doi : 10.1080/04353676.2019.1574209 . S2CID 133795380 .

↑เมย์นาร์ด, แฟรงค์ (พฤศจิกายน 1910). "ห้าพันแรงม้าจากฟองอากาศ" . นิตยสาร Popular Mechanics : 633.

↑ Kaygusuz, K. (4 มิถุนายน 2016). "พลังงานน้ำเป็นแหล่งพลังงานสะอาดและหมุนเวียนสำหรับการผลิตไฟฟ้า"วารสารวิจัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ 5 ( 1): 359– 369.

↑ IEA (2022), พลังงานหมุนเวียน 2022, IEA, ปารีส https://www.iea.org/reports/renewables-2022 , ใบอนุญาต: CC BY 4.0

1 2 3 4 5 Breeze 2019 , หน้า.

↑ Towler, Brian F. (2014). "พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ" อนาคตของพลังงานหน้า215–235 . doi : 10.1016/B978-0-12-801027-3.00010-5 . ISBN 978-0-12-801027-3.

↑ Førsund, Finn R. (2015). "พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ" เศรษฐศาสตร์พลังน้ำชุดนานาชาติในการวิจัยเชิงปฏิบัติการและวิทยาการจัดการ เล่มที่217 หน้า183–206 doi : 10.1007/978-1-4899-7519-5_8 ISBN 978-1-4899-7518-8.

↑เดวิส, สก็อตต์ (2003). ไมโครไฮโดร: พลังงานสะอาดจากน้ำ . เกาะกาบริโอลา, บริติชโคลัมเบีย: สำนักพิมพ์นิวโซไซตี. ISBN 978-0-86571-484-7.

↑ Semadeni, Marco (2004). "การจัดเก็บพลังงาน ภาพรวม" สารานุกรมพลังงานหน้า719–738 . doi : 10.1016/B0-12-176480-X/00104-2 . ISBN 978-0-12-176480-7.

1 2นาซาร์ลี, อามินา (16 มิถุนายน 2561). "'ถ้าเราสามารถผลิตพลังงานจากลมได้ ทำไมจะผลิตพลังงานจากฝนไม่ได้ล่ะ?'" . เดอะ ไอริช ไทมส์. สืบค้นเมื่อ 18 กรกฎาคม 2021 .

↑แคร์ริงตัน, เดเมียน (13 มีนาคม 2018). "ไม่ว่าฝนตกหรือแดดออก: เซลล์แสงอาทิตย์แบบใหม่ดักจับพลังงานจากหยาดฝน"เดอะการ์เดียน. สืบค้นเมื่อ18 กรกฎาคม 2021 .

↑ฟิงกัส, จอน (9 กุมภาพันธ์ 2020). "ฝนอาจเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีประสิทธิภาพในเร็ววัน" Engadget . สืบค้นเมื่อ18 กรกฎาคม 2021 .

↑ Nichols, Megan (21 พฤษภาคม 2018). "นักวิทยาศาสตร์ออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบใหม่เพื่อดักจับพลังงานจากฝน" . EuroScientist . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 9 เมษายน 2022 . สืบค้นเมื่อ19 กรกฎาคม 2021 .

1 2 Villazon, Luis (28 เมษายน 2557). "เป็นไปได้หรือไม่ที่จะควบคุมพลังงานจากฝนที่ตกลงมา?" . BBC Science Focus . สืบค้นเมื่อ19 กรกฎาคม 2564 .

↑ Coxworth, Ben (26 มีนาคม 2014). "การใช้น้ำฝนในการผลิตไฟฟ้า" . New Atlas . สืบค้นเมื่อ19 กรกฎาคม 2021 .

1 2 Munoz-Hernandez, German Ardul; Mansoor, Sa'ad Petrous; Jones, Dewi Ieuan (2013). การสร้างแบบจำลองและการควบคุมโรงไฟฟ้าพลังน้ำ . ลอนดอน: Springer London. ISBN 978-1-4471-2291-3.

1 2เรย์โนลด์ส 1983หน้า 14

↑ Oleson, John Peter (1984). อุปกรณ์ยกน้ำเชิงกลของกรีกและโรมัน: ประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีสปริงเกอร์ หน้า373 ISBN 90-277-1693-5JSTOR 10.3138 / j.ctvcj2t2n ASIN 9027716935

↑ Greene, Kevin (1990). "มุมมองเกี่ยวกับเทคโนโลยีโรมัน". Oxford Journal of Archaeology . 9 (2): 209– 219. doi : 10.1111/j.1468-0092.1990.tb00223.x .

↑ Magnusson, Roberta J. (2002). เทคโนโลยีน้ำในยุคกลาง: เมือง อาราม และระบบประปาหลังจักรวรรดิโรมันบัลติมอร์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นส์ ฮอปกินส์ ISBN 978-0-8018-6626-5.

↑เรย์โนลด์ส 1983หน้า 26–30

↑ Lucas, Adam (2006). ลม น้ำ งาน: เทคโนโลยีการโม่แป้งในสมัยโบราณและยุคกลางไลเดน: Brill. หน้า55.

1 2 นีดแฮม, โจเซฟ (1986). วิทยาศาสตร์และอารยธรรมในประเทศจีน เล่ม 4: ฟิสิกส์และเทคโนโลยีทางกายภาพ ภาค 2 วิศวกรรมเครื่องกลไทเป: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า370 ISBN 0-521-05803-1.

↑ Wikander 2000 , หน้า400 :

นี่เป็นช่วงเวลาที่โรงสีน้ำเริ่มแพร่หลายออกไปนอกอาณาจักรเดิม ตามที่เซเดรนัส (Historiarum compendium) กล่าวไว้ว่า เมโทรโดรอสคนหนึ่งซึ่งเดินทางไปยังอินเดียราวปี ค.ศ. 325 "ได้สร้างโรงสีน้ำและห้องอาบน้ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่เคยมีมาก่อนในหมู่พราหมณ์"

↑ Christopher V. Hill (2008). เอเชียใต้: ประวัติศาสตร์สิ่งแวดล้อม . ABC-CLIO. หน้า33–. ISBN 978-1-85109-925-2.

↑ Jain, Sharad; Sharma, Aisha; Mujumdar, PP (2022). "วิวัฒนาการของแนวทางการจัดการน้ำในอินเดีย" ระบบแม่น้ำหน้า325–349 . doi : 10.1007/978-3-030-87067-6_18 . ISBN 978-3-030-87066-9.

↑ Singh, Pushpendra Kumar; Dey, Pankaj; Jain, Sharad Kumar; Mujumdar, Pradeep P. (5 ตุลาคม 2020). "อุทกวิทยาและการจัดการทรัพยากรน้ำในอินเดียโบราณ" . อุทกวิทยาและวิทยาศาสตร์ระบบโลก . 24 (10): 4691– 4707. Bibcode : 2020HESS...24.4691S . doi : 10.5194/hess-24-4691-2020 .

↑ Nakamura, Tyler K.; Singer, Michael Bliss; Gabet, Emmanuel J. (2018). "ซากของศตวรรษที่ 19: การเก็บรักษาตะกอนปนเปื้อนจากการทำเหมืองไฮดรอลิกในระดับลึกตามแม่น้ำยูบาตอนล่าง รัฐแคลิฟอร์เนีย" . Elem Sci Anth . 6 (1): 70. Bibcode : 2018EleSA...6...70N . doi : 10.1525/elementa.333 .

↑ ฮอยแลนด์, โรเบิร์ต จี. (2015). ในเส้นทางของพระเจ้า: การพิชิตของชาวอาหรับและการสร้างจักรวรรดิอิสลาม . อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด. ISBN 978-0-19-991636-8.

↑อัล-ฮัสซัน, อะห์มัด วาย. (1976). ตะกี-อัล-ดีนและวิศวกรรมเครื่องกลอาหรับ ด้วยวิธีการอันสูงส่งของเครื่องจักรทางจิตวิญญาณ ต้นฉบับภาษาอาหรับในศตวรรษที่สิบหกสถาบันประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์อาหรับ มหาวิทยาลัยอเลปโปหน้า34–35 . OCLC 7902681

↑ Lucas, Adam Robert (2005). "การโม่แป้งแบบอุตสาหกรรมในโลกยุคโบราณและยุคกลาง: การสำรวจหลักฐานสำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรมในยุโรปยุคกลาง" เทคโนโลยีและวัฒนธรรม 46 ( 1): 1– 30. doi : 10.1353/tech.2005.0026 . JSTOR 40060793 .

↑อัล-ฮัสซัน, อะห์มัด วาย. "การถ่ายทอดเทคโนโลยีอิสลามสู่ตะวันตก ตอนที่ 2: การส่งต่อวิศวกรรมอิสลาม" . ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในอิสลาม . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2551

↑ซิดดิคี

↑ Jones, RV (ตุลาคม 1974). "หนังสือความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์กลไกอัจฉริยะ". Physics Bulletin . 25 (10): 474. doi : 10.1088/0031-9112/25/10/040 .

↑ "ประวัติศาสตร์พลังงานน้ำ"กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 26 มกราคม 2553

↑ "พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ"สารานุกรมเกี่ยวกับน้ำ

1 2 เพอร์กิน, ฮาโรลด์ เจมส์ (1969). ที่มาของสังคมอังกฤษสมัยใหม่ ค.ศ. 1780-1880 . ลอนดอน: รูทเลดจ์ แอนด์ คีแกน พอล พีแอลซี. ISBN 978-0-7100-4567-6.

↑แอนฟินสัน, จอห์น. " แม่น้ำแห่งประวัติศาสตร์: การศึกษาทรัพยากรทางประวัติศาสตร์ของพื้นที่แม่น้ำมิสซิสซิปปีแห่งชาติและพื้นที่พักผ่อนหย่อนใจ"แม่น้ำแห่งประวัติศาสตร์ระบบอุทยานแห่งชาติสืบค้นเมื่อ12 กรกฎาคม 2023

↑ Lewis, BJ; Cimbala; Wouden (2014). "การพัฒนาทางประวัติศาสตร์ที่สำคัญในการออกแบบกังหานน้ำและกังหานไฮโดรเทอร์ไบน์ฟรานซิส" . IOP Conference Series: Earth and Environmental Science . 22 (1). IOP: 5– 7. Bibcode : 2014E & ES...22a2020L . doi : 10.1088/1755-1315/22/1/012020 .

↑ Montrie, C., พลังงานน้ำ การผลิตทางอุตสาหกรรม และการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมในนิวอิงแลนด์ศตวรรษที่ 19สืบค้นเมื่อ7 พฤษภาคม 2022

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 217–218.

↑ McCully, P (2001). แม่น้ำที่เงียบงัน: นิเวศวิทยาและการเมืองของเขื่อนขนาดใหญ่ . Zed Books. หน้า18–19 . ISBN 978-1-85649-901-9.

1 2 McCully 2001 , หน้า 227.

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 222–24.

↑ DamNation , Patagonia Films, Felt Soul Media, Stoecker Ecological, 2014

↑แมคคัลลี 2001 , หน้า 93.

↑ Frey, Felix (7 สิงหาคม 2020). "ม่านเหล็กเหลว: ความร่วมมือด้านพลังงานน้ำระหว่างนอร์เวย์และโซเวียตในหุบเขาปาสวิก, 1955–1965". วารสารประวัติศาสตร์สแกนดิเนเวีย 45 ( 4): 506– 526. doi : 10.1080/03468755.2019.1629336 .

↑ D'Souza, R. (7 กรกฎาคม 2551). "การกำหนดกรอบวิกฤตการณ์ด้านไฮดรอลิกของอินเดีย: การเมืองของเขื่อนขนาดใหญ่สมัยใหม่". Monthly Review . 60 (3): 112– 124. doi : 10.14452/MR-060-03-2008-07_7 .

1 2 Gocking, Roger (มิถุนายน 2021). "เขื่อน Bui ของกานาและการแข่งขันด้านพลังงานน้ำในแอฟริกา" . African Studies Review . 64 (2): 339– 362. doi : 10.1017/asr.2020.41 .

↑แมคคัลลี 2001หน้า 274

↑แมคคัลลี 2001หน้า 134

↑ Charlier, RH (ธันวาคม 2007). "กระแสน้ำขึ้นลงของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแม่น้ำแรนซ์จำนวน 40 กระแส ให้พลังงานหมุนเวียนและยั่งยืน". บทวิจารณ์พลังงานหมุนเวียนและยั่งยืน . 11 (9): 2032– 2057. Bibcode : 2007RSERv..11.2032C . doi : 10.1016/j.rser.2006.03.015 .

↑เบอร์ตัน 2010 , หน้า 203–209.

↑เบอร์ตัน 2010 , หน้า 216.

↑ Sinclair, B. (2006). "การต่อสู้เหนือเขื่อน Hetch Hetchy: เขื่อนที่เป็นข้อถกเถียงมากที่สุดของอเมริกาและการกำเนิดของลัทธิสิ่งแวดล้อมนิยมสมัยใหม่ (บทวิจารณ์)" เทคโนโลยีและวัฒนธรรม 47 ( 2). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย Johns Hopkins: 444– 445. doi : 10.1353/tech.2006.0153 .

↑ Hetch Hetchy , 2020 , สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2022

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 218.

↑ลี, จี., ยุคเขื่อนใหญ่ , สืบค้นเมื่อ 8 พฤษภาคม 2022

↑ไวท์ 1995หน้า 48–58

↑แมคคัลลี 2001หน้า 16

↑ไวท์ 1995หน้า 71–72, 85, 89–111

1 2ลี, จี., ยุคเขื่อนใหญ่ , สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2022

1 2 Shokr, Ahmad (ฤดูใบไม้ผลิ 2009). "การเมืองเรื่องน้ำ เศรษฐกิจ และเขื่อนอัสวานในอียิปต์ช่วงกลางศตวรรษ". วารสารการศึกษาอาหรับ; วอชิงตัน . 17 (1): 9– 31. ProQuest 742434774 .

↑ลี, จี., จุดจบของยุคเขื่อนขนาดใหญ่ , สืบค้นเมื่อ8 พฤษภาคม 2022

↑ Gocking, R. (มิถุนายน 2021). "เขื่อนบุยของกานาและการโต้แย้งเรื่องพลังงานน้ำในแอฟริกา" . African Studies Review . 64 (2). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์: 339– 362. doi : 10.1017/asr.2020.41 .

↑ Ross, C. (2017). นิเวศวิทยาและอำนาจในยุคจักรวรรดิ: ยุโรปและการเปลี่ยนแปลงของโลกเขตร้อน สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟ อร์ด หน้า37–38 ISBN 978-0-19-182990-1.

↑ Dougherty, James E. (1959). "การตัดสินใจอัสวานในมุมมอง". Political Science Quarterly . 74 (1): 21– 45. doi : 10.2307/2145939 . JSTOR 2145939 .

↑ McNeill 2001 , หน้า 169–170.

↑ Swain, Ashok (ธันวาคม 1997). "เอธิโอเปีย ซูดาน และอียิปต์: ข้อพิพาทแม่น้ำไนล์" วารสารการศึกษาแอฟริกาสมัยใหม่ 35 ( 4): 675– 694. doi : 10.1017/S0022278X97002577 .

↑ Gebreluel, Goitom (3 เมษายน 2557). "เขื่อนแกรนด์เรเนสซองส์ของเอธิโอเปีย: ยุติการแข่งขันทางภูมิรัฐศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดของแอฟริกาหรือไม่?" The Washington Quarterly . 37 (2): 25– 37. doi : 10.1080/0163660X.2014.926207 .

↑ Gottschalk, Keith (3 พฤษภาคม 2016). "การเมืองพลังน้ำและพลังงานน้ำ: มหากาพย์โครงการอินกาที่ยาวนานนับศตวรรษ". Canadian Journal of African Studies . 50 (2): 279– 294. doi : 10.1080/00083968.2016.1222297 .

1 2 Adovor Tsikudo, Kwame (2 มกราคม 2021). "ความท้าทายในการสร้างเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำบุยและการเชื่อมโยงของกานา" Forum for Development Studies . 48 (1): 153– 174. doi : 10.1080/08039410.2020.1858953 .

↑ Klunne, Qim Jonker (สิงหาคม 2013). "พลังงานน้ำขนาดเล็กในแอฟริกาตอนใต้ – ภาพรวมของห้าประเทศในภูมิภาค"วารสารพลังงานในแอฟริกาตอนใต้ 24 ( 3): 14– 25. doi : 10.17159/2413-3051/2013/v24i3a3138 (ไม่ใช้งาน 1 กรกฎาคม 2025). รหัสผลลัพธ์ CORE 231111067 {{cite journal}}: CS1 maint: DOI ไม่ใช้งานแล้วตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2025 ( ลิงก์ )

↑บาร์โตโลเม โรดริเกซ, อิซาเบล (30 ธันวาคม 2554). "¿Fue el Sector eléctrico un gran beneficiario de «la politica hidráulica» anterior a la Guerra Civil? (1911-1936)" [ภาคไฟฟ้าเป็นผู้ได้รับผลประโยชน์หลักของ 'นโยบายไฮดรอลิก' ก่อนเกิดสงครามกลางเมืองหรือไม่? (พ.ศ. 2454–2479) ] . ฮิสปาเนีย (ในภาษาสเปน) 71 (239): 789– 818. ดอย : 10.3989 / hispania.2011.v71.i239.360

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 217.

1 2 Parrinello, Giacomo (2018). "ระบบพลังงาน: แนวทางด้านสิ่งแวดล้อมเชิงพื้นที่ต่อพลังงานน้ำและการพัฒนาอุตสาหกรรมในหุบเขาโปของอิตาลี ประมาณปี 1880–1970" เทคโนโลยีและวัฒนธรรม 59 ( 3): 652– 688. doi : 10.1353/tech.2018.0062 . PMID 30245498 .

↑ McNeill 2001 , หน้า 174–175.

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 198–207

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 212–213.

↑ Landry, Marc (กรกฎาคม 2015). "ผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมของสันติภาพ: มหาสงคราม ทะเลสาบที่ถูกกั้นด้วยเขื่อน และประวัติศาสตร์ไฮดรอลิกในเทือกเขาแอลป์ตะวันออก" ประวัติศาสตร์สิ่งแวดล้อม20 (3): 422– 448. doi : 10.1093/envhis/emv053 .

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 219.

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 327.

↑แบล็กเบิร์น 2006 , หน้า 222–236.

[6] โดยกำหนดให้ความหนาแน่นของน้ำเท่ากับ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (62.5 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต) และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 9.81 เมตรต่อวินาทีต่อวินาที

[16] ดูข้อมูลจากคณะกรรมการเขื่อนโลก (World Commission on Dams - WCD) สำหรับมาตรฐานสากลเกี่ยวกับการพัฒนาเขื่อนขนาดใหญ่

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[หมายเหตุ 1 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[หมายเหตุ 2 ]

15 ] นอกจาก

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

30 ] หลักฐาน

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[

[

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

51

[

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[

[

[

[

[

72 ] รัฐบาล

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

[ 78 ]

79

[

[ 81 ]

[ 82 ]

[ 83 ]

[ 84 ]

[ 85 ]

[ 86 ]

[ 87 ]

[ 88 ]

[ 89 ]

[ 90 ]

[ 91 ]

[ 92 ]

[ 93 ]

[ 94 ]

[ 95 ]

[ 96 ]

[ 97 ]

พลังงานน้ำ

พลังงานน้ำ

การคำนวณปริมาณพลังงานที่มีอยู่

ข้อเสียและข้อจำกัด

แอปพลิเคชัน

กำลังเชิงกล

โรงสีน้ำ

การขนส่งทางราง

อากาศอัด

ไฟฟ้า

พลังแห่งสายฝน

ประวัติศาสตร์

ประวัติศาสตร์โบราณ

ศตวรรษที่ 19

ศตวรรษที่ 20

สหรัฐอเมริกา

แอฟริกา

ยุโรป

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

แหล่งที่มา

ลิงก์ภายนอก

ข้อมูลสำคัญจากบทความ