เนื่องจากกระแสไฟฟ้าไม่สามารถผลิตเก็บไว้ได้ หรือหากต้องการเก็บจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่มีราคาแพง การผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในแต่ละวัน จึงใช้การผสมสานการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าประเภทต่างๆ ตามลักษณะความต้องการไฟฟ้า เช่น โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน เดินเครื่องผลิตไฟฟ้าเป็นฐาน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ก๊าซธรรมชาติ เดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าในช่วงความต้องการไฟฟ้าปานกลาง และโรงไฟฟ้าพลังน้ำเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าในช่วงความต้องการสูง ขณะที่โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน เช่น ลมและแดด จะเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าตลอดเวลา

โรงไฟฟ้าสูบกลับมีมานานแล้ว แต่ปัจจุบันมีบทบาทมากขึ้น

         ปัจจุบันเทคโนโลยีการกักเก็บไฟฟ้า เช่น แบตเตอรี่ มีราคาถูกลง ประกอบกับการส่งเสริมให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนมากยิ่งขึ้น จึงมีการพัฒนาระบบกักเก็บไฟฟ้าประเภทต่างๆ โดยเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าประเภทพลังน้ำแบบสูบกลับมีการพัฒนามากว่า 70 – 80 ปี ก็จัดเป็นแหล่งเก็บสำรองไฟฟ้าอีกประเภทหนึ่งที่มีการเพิ่มการใช้ทั่วโลกกว่า 150,000 เมกะวัตต์ ประเทศที่มีการนำมาใช้มากกว่า 2 หมื่นเมกะวัตต์ ได้แก่ ญี่ปุ่น จีน และสหรัฐอเมริกา โดยการนำมาใช้จะพิจารณาให้สอดคล้องกับสภาวะของระบบไฟฟ้านั้นๆ

10 อันดับกำลังผลิตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับในประเทศต่างๆ ทั่วโลก

         การทำงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ มีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไป ก็คือ การปล่อยน้ำจากอ่างเก็บน้ำเขื่อนที่อยู่ด้านบน ลงมาอ่างที่อยู่ในระดับต่ำกว่า โดยกระแสน้ำจะไปหมุนกันหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนที่แตกต่างกันจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไป คือ จะต้องมีการสร้างอ่างเก็บน้ำเพิ่มขึ้นอีก 1 อ่าง อาจจะเป็นการสร้างอ่างบนใหม่เหนืออ่างเก็บน้ำ เช่นที่โรงไฟฟ้าลำตะคอง หรือมีการสร้างอ่างล่างใหม่ที่ท้ายน้ำ เช่น ที่โรงไฟฟ้าเขื่อนภูมิพล หรือ โรงไฟฟ้าเขื่อนศรีนครินทร์ และมีปั้มน้ำที่ทำหน้าที่ดูดน้ำกลับขึ้นไปยังอ่างบน

         ข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ คือ จ่ายไฟฟ้าได้รวดเร็วจึงมักจะผลิตไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้ามาก นอกจากนี้ ยังเป็นพลังงานสะอาด ที่ไม่ปล่อยมลสารสู่สิ่งแวดล้อม

         ส่วนข้อเสียคือ มีการสูญเสียพลังงานราวร้อยละ 15 – 30 ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมของการออกแบบ เนื่องจากพลังงานที่ใช้การสูบน้ำกลับขึ้นมาอ่างบน จะมากกว่าพลังงานที่ได้จากการปล่อยน้ำลงไปสู่อ่างล่าง

เขื่อนท่าทุ่งนา ทำหน้าที่เป็นอ่างล่างของเขื่อนศรีนครินทร์

พลังน้ำสูบกลับ ที่แท้คือ แบตเตอรี่พลังน้ำ

         โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ ทำหน้าที่เป็นระบบการกักเก็บพลังงานประเภทหนึ่ง โดยถือเป็นระบบเก็บกับพลังงานที่มีต้นทุนต่ำสุดในปัจจุบันสำหรับระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่(Grid System) เมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่ หรือเก็บในรูปของไฮโดรเจน ซึ่งนอกจากประโยชน์ที่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้รวดเร็ว และช่วงความต้องการสูงแล้ว โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับยังมีข้อดีอีกมาก ได้แก่

         •  ช่วยควบคุมความถี่และแรงดันของระบบ (Frequency regulation & Voltage support) ทำหน้าที่เดียวกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

         •  ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโรงไฟฟ้า โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าพลังความร้อน เพราะช่วยให้สามารถเดินเครื่อง ได้เต็มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

         •  ช่วยสร้างเสถียรภาพให้ระบบไฟฟ้าที่มีสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น โดยการใช้ไฟฟ้าส่วนเกินสูบน้ำกลับไปไว้บนอ่างเก็บน้ำ และจ่ายไฟฟ้ากลับคืนในช่วงที่ผลิตไม่ได้

         •  จ่ายกระแสไฟฟ้าช่วงที่โรงไฟฟ้าหยุดฉุกเฉิน หรือช่วงเริ่มต้นจ่ายไฟฟ้าหลังเกิดไฟฟ้าดับ(Black Start)

อ่างบนโรงไฟฟ้าลำตะคองชลภาวัฒนา

การพัฒนาพลังน้ำสูบกลับของ กฟผ.

          กฟผ. ได้พัฒนาการนำโรงไฟฟ้าประเภทนี้มาใช้อย่างต่อเนื่อง โดยการพัฒนาปรับปรุงตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้มีศักยภาพสูบน้ำกลับมาตั้งแต่ปี 2530 หรือ 30 ปีที่แล้ว ซึ่งปัจจุบัน ประเทศไทยมีโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับทั้งหมด 3 แห่ง ได้แก่

         •  เขื่อนศรีนครินทร์ เครื่องที่ 4 -5 กำลังผลิตรวม 360 เมกะวัตต์

         •  เขื่อนภูมิพล เครื่องที่ 8 กำลังผลิต 171 เมกะวัตต์

         •  โรงไฟฟ้าลำตะคองชลภาวัฒนา เครื่องที่ 1-2 กำลังผลิต 500 เมกะวัตต์

อุโมงค์โรงไฟฟ้าลำตะคองชลภาวัฒนา

         นอกจากนี้แล้ว ในอนาคต กฟผ. จะมีการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังน้ำชนิดนี้เพิ่มเติมอีกในอนาคต ซึ่งจะมีกำลังผลิตรวมอีกถึง 2,100 เมกะวัตต์ อันได้แก่

         •  โรงไฟฟ้าลำตะคองชลภาวัฒนา เพิ่มกำลังผลิตอีก 500 เมกะวัตต์ รวมเป็น 1,000 เมกะวัตต์ กำหนดจ่ายไฟปี 2562

         •  เขื่อนจุฬาภรณ์ เพิ่มกำลังผลิตอีก 800 เมกะวัตต์ กำหนดจ่ายไฟปี 2569

         •  เขื่อนศรีนครินทร์ เพิ่มกำลังผลิตอีก 800 เมกะวัตต์ กำหนดจ่ายไฟปี 2571

         ทั้งนี้ การติดตั้งหรือสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับนั้นจำเป็นต้องเป็นพื้นที่ที่เหมาะสม ที่ต้องมีระยะความสูงระหว่างอ่างบน และอ่างล่างที่แตกต่างกันตามข้อกำหนด

         การพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับของ กฟผ. ในปัจจุบัน นอกจากวัตถุประสงค์ดังที่กล่าวมาแล้วยัง เป็นอีกทางหนึ่งที่ช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์จาการผลิตไฟฟ้า เนื่องจากส่งเสริมให้สามารถนำพลังงานหมุนเวียนที่มีความไม่แน่นอน มาผลิตไฟฟ้าได้มากยิ่งขึ้น