تولید انرژی الکتریکی از طریق روش‌های مختلف صورت می‌گیرد و هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خود را دارند. برای آشنایی بیشتر با انواع نیروگاه های تولید برق، با تامین برق ایران همراه شوید تا بدانید چگونه کار می‌کنند. انرژی نقش مهمی در رشد اقتصادی، رفاه اجتماعی، بهبود کیفیت زندگی و ثبات اجتماعی دارد. تحقیقات جهانی نشان می دهد که بین توسعه کشور و انرژی مصرفی رابطه مستقیمی وجود دارد، بنابراین کشورهای در حال توسعه منابع جدیدی از انرژی را به دست می آورند که برای توسعه و بهبود اقتصاد آنها بسیار مهم است.
در حال حاضر برق یکی از عوامل اصلی رشد و توسعه بخش های صنعتی، اقتصادی و اجتماعی است، به طوری که می توان گفت یکی از شاخص های تحقیق و توسعه کشور، شاخص موفقیت کشور است. ظرفیت تولید و توزیع برق برای تولید برق از نیروگاه ها و فناوری های مختلفی استفاده می شود. نیروگاه برق مجموعه ای از تاسیسات صنعتی است که در آن از انرژی های دیگر برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. نیروگاه ها از ژنراتورها برای تبدیل انرژی از اشکال دیگر مانند انرژی سوخت فسیلی، انرژی شیمیایی، انرژی تجدیدپذیر، انرژی هسته ای و انرژی پتانسیل گرانشی به برق استفاده می کنند.
انواع رایج نیروگاه برق
نیروگاه‌ها مکان‌های صنعتی هستند که برای تولید برق و توزیع انرژی در مقیاس بزرگ تأسیس شده‌اند. اغلب در مقابل نام نیروگاه از چند هزار وات استفاده می کنند که نشان دهنده حداکثر ظرفیت نیروگاه است. علاوه بر این، نیروگاه ها معمولاً در حومه شهرها یا چندین کیلومتر دورتر از مراکز شهر ساخته می شوند. زیرا نیروگاه ها بسته به نوع فعالیت خود دارای محدودیت هایی مانند نیاز به فضاهای بزرگ، آب و حتی ذخیره زباله هستند. علاوه بر این، به دلایل ذکر شده، انواع نیروگاه ها باید حجم تولید خود را حفظ کرده و در نظر داشته باشند که خطوط انتقال طولانی بر ظرفیت تأثیر می گذارد. بنابراین سرعت سوئیچینگ نیروگاه برای تنظیم ولتاژ باید به عنوان قسمت اصلی نیروگاه در نظر گرفته شود. با این حال، در قلب هر نیروگاهی یک ژنراتور AC یا آلترناتور وجود دارد. این ماشین ها با چرخش، انرژی مکانیکی ایجاد شده توسط توربین را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. البته این کار به وسیله حرکت‌های مرتبط بین یک میدان مغناطیسی و کنداکتور نیروگاه‌ها ایجاد می‌شود. از انواع نیروگاه های تولید برق می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. نیروگاه خورشیدی
تاسیساتی که انرژی گرمایی جذب شده توسط خورشید را به برق تبدیل می کند، نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می شود. در نیروگاه های حرارتی خورشیدی، وظیفه اصلی قسمت های خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تامین انرژی توربین ها است. این نیروگاه ها شامل دو قسمت زیر است:
– سیستم شمسی که نور خورشید را جذب می کند و با استفاده از گرمای جذب شده بخار تولید می کند.
– سیستمی معروف به سیستم معمولی که مانند سایر نیروگاه های حرارتی بخار تولید شده توسط توربین ها و ژنراتورها را به برق تبدیل می کند.
2. نیروگاه زمین گرمایی
انرژی زمین گرمایی انرژی حرارتی موجود در پوسته جامد زمین است. این نوع انرژی اغلب برای تولید الکتریسیته زمین گرمایی استفاده می شود که با چرخه تولید برق از انرژی زمین گرمایی مرتبط است. فناوری مورد استفاده در پروژه های تولید برق زمین گرمایی شامل نیروگاه های بخار خشک، نیروگاه های تبدیل بخار مایع و نیروگاه های دو سیکله است. انرژی زمین گرمایی، بر خلاف سایر منابع انرژی تجدیدپذیر، محدود به فصول، آب و هوا یا شرایط نیست و می تواند به طور مداوم کار کند. علاوه بر این، هزینه برق نیروگاه های زمین گرمایی قابل رقابت با برق تولید شده توسط سایر نیروگاه های متعارف (فسیلی) بوده و حتی ارزان تر از سایر انواع انرژی های نو است.
3. نیروگاه هسته ای
نیروگاه های گرمایی از سوخت های مختلفی برای تولید گرما استفاده می کنند، مانند گاز طبیعی، زغال سنگ یا نفت. در یک نیروگاه هسته ای، این گرما از شکافت هسته ای در داخل راکتور تامین می شود. هنگامی که یک هسته شکافت پذیر نسبتاً بزرگ توسط یک نوترون برخورد می کند، به دو یا چند قطعه کوچکتر تقسیم می شود و در فرآیندی به نام شکافت، تعدادی نوترون و مقدار نسبتاً زیادی انرژی آزاد می کند. نوترون های آزاد شده از مرحله بعدی واکنش شکافت هسته ای با برخورد با هسته های دیگر باعث شکافت بیشتر می شوند و به این ترتیب یک فرآیند زنجیره ای ایجاد می شود. هنگامی که این فرآیند زنجیره ای کنترل می شود، انرژی آزاد شده در هر شکافت (بیشتر آن به شکل گرما) می تواند برای تبخیر آب، چرخاندن توربین های بخار و در نهایت تولید برق استفاده شود.
4. نیروگاه حرارتی
در نیروگاه های سوخت فسیلی، انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت کوره، گاز طبیعی یا شیل قطران به طور مداوم به انرژی حرارتی تبدیل می شود. این انرژی حرارتی توسط توربین ها به انرژی مکانیکی تبدیل می شود و در نهایت انرژی مکانیکی توسط ژنراتورهای الکتریکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که از طریق شبکه انتقال در محدوده جغرافیایی وسیعی توزیع می شود. تقریباً تمام نیروگاه‌های سوخت فسیلی به‌جای مایع از بخار استفاده می‌کنند، به جز توربین‌های گازی و موتورهای احتراق داخلی که در مقادیر کم برای تولید برق استفاده می‌شوند.
5. نیروگاه جزر و مدی
استفاده از نیروی جزر و مد برای تولید انرژی قدمتی 90 ساله دارد. برای این کار سدی در رودخانه یا قسمتی از دریاچه ساخته می شود. در زمان مد در یك طرف سد آب ذخیره شده و سپس در هنگام جزر، آب از داخل توربین های سد عبور کرده و بدین وسیله انرژی تولید می شود.
6. نیروگاه CHP
مجموعه ای از تاسیسات صنعتی که برای تولید همزمان برق، سرما و گرما استفاده می شوند CHP و CCHP نامیده می شوند که از انواع نیروگاه ها محسوب می شوند. در نیروگاه های CHP، گرمای حاصل از تولید برق در ژنراتور برای تولید انرژی حرارتی مورد نیاز استفاده می شود.
