کتاب تولید انرژی الکتریکی و نیروگاه

کتاب
آپدیت شده در : 21/ 08/ 1402
نویسنده : تیم تولید محتوا
بدون دیدگاه

انرژی الکتریکی نقش پر رنگی در زندگی بشر بازی می‌کند و برای تامین این نوع انرژی در حال حاضر روش‌های بسیار متنوع وجود دارد و بشر هر روز روشی جدید را به خدمت می‌گیرد تا این انرژی جدایی ناپذیر از زندگی روزمره خود را تولید نماید.

نیروگاه‌های تولید انرژی الکتریکی

انرژی‌های نو، آب، گاز، سوخت‌های مختلفی چون نفت خام، انرژی زمین گرمایی، انرژی بخار، انرژی هسته‌ای و حتی زباله از منابعی هستند که در نیروگاه‌ها به کار گرفته می شوند تا انرژی الکتریکی تولید شود.

انرژی‌های نو در تولید انرژی الکتریکی

انرژی باد و خورشید دو دسته از انرژی‌های نویی هستند که از آن‌ها در تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. انرژی باد به کار انداختن توربین‌های بادی در نیروگاه بادی، ایجاد توان مکانیکی و در پایان آنچه هدف از این کار است یعنی تولید انرژی الکتریکی را میسر میسازد. سلول‌های خورشیدی هم نام آشنایی است که از قطعات نیمه رسانایی تشکیل شده که رسانندگی آن‌ها به ناخالصی، میدان مغناطیسی، دما و روشنایی بستگی دارد و نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. راندمان این سلول‌های خورشیدی با حداکثر توان منتقل شده به بار الکتریکی متناسب است و با چگالی تابش و سطح مقطع ماژول خورشیدی نسبت عکس دارد.

نیروگاه برق آبی

همانطور که از نام آن پیداست تولید انرژِی برق یا همان انرژی الکتریکی از آب است و از مزایای این نیروگاه آن است که نه به سوخت نیاز دارد و نه برای محیط زیست آلودگی ایجاد می کند و جز نیروگاه‌های پاک محسوب می‌شود و علاوه بر این‌ها ساختمان ساده ای دارد و با کاهش راندمان در طول زمان مواجه نمی‌شود. در ایران نیز 26 هزار مگاوات ظرفیت تولید برق آبی وجود دارد و توان تولیدی در نیروگاه آبی به دبی آب، ارتفاع سد و چگالی آب وابسته است

نیروگاه گازی

سه جز اصلی تشکیل دهنده نیروگاه‌های گازی از کمپرسور، اتاق احتراق و توربین گاز هستند و راندمان نیروگاه گازی بر اساس نسبت انرژی الکتریکی تولیدی به انرژی ورودی یعنی همان سوخت مصرفی نیروگاه محاسبه می‌گردد.

نیروگاه دیزل

دیزل ژنراتورها در سه دسته‌ی اضطراری، پرایم و دائم دسته بندی می شوند. نوع اضطراری آن در ساختمان‌های مجهز به آسانسور، سردخانه‌ها بزرگ، مراکز صنعتی، بیمارستان‌ها و … در مواقعی که قطع برق ممکن است عواقب خطرناکی در پی داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد اما نوع پرایم قابل استفاده از 8 الی 12 ساعت در شبانه روز می‌باشد و نوع مدوام همانطور که از نام آن مشخص است توانایی تولید انرژی الکتریکی به صورت مداوم را دارد.

انرژی زمین گرمایی

پیشرفت علم و تکنولوژی سبب شده تا بشر از تولید انرژی الکتریکی به هیچ طریقی صرف نظر نکند و انرژی حرارتی حاصل از فوران آتشفشان، آب‌های موجود در سیستم‌های زمین گرمایی و یا رسانایی از بخش‌های درونی به سطح زمین از این قاعده مستثنی نیست. در نیروگاه‌های زمین گرمایی از هیچ ماده سوختنی استفاده نمی شود و اساس کار آن‌ها با به چرخش درآوردن توربین توسط آب‌های داغ یا بخارات داغ طبیعی صورت می پذیرد و از مزایای آن به عدم ایجاد آلودگی، صرفه جویی اقتصادی اشاره نمود.

نیروگاه بخار

راندمان این نوع نیروگاه به 33 تا 48 درصد محدود می شود اما افزایش کارایی آن‌ها با افزایش حرارت تا حدی امکان پذیر می‌باشد. در نیروگاه‌های گرمایی معمولا از زغال سنگ استفاده می‌شود اما ممکن است در برخی موارد از نفت نیز استفاده شود.

نیروگاه هسته ای

از اهمیت ساخت نیزوگاه‌ هسته‌ای همین بس که انرژی آزاد شده در اثر شکافت نیم کیلوگرم اورانیوم با انرژی 1500 تن زغال سنگ برابری می‌کند. در نیروگاه‌های هسته ای اورانیوم و پلوتونیوم توسط نوترون‌ها شکافته شده و انرژ گرمایی آزاد می‌شود که برای تولید بخار از آن استفاده می‌شود و از مزایای آن می توان به ارزان بودن، سازگاری با محیط زیست و زباله‌ها کم اشاره نمود اما این زباله‌های کم خطرناک هستند و بازگشت آن‌ها به طبیعت بسیار زمان بر است.

نیروگاه زباله سوز

زباله سوزی علاوه برتولید انرژی به دلیل مسائل زیست محیطی و دفن آن نیز انجام می پذیرد و در این نیروگاه‌ها تنها راندمان احتراق مهم نیست بلکه باید شرایط به گونه ای باشد که مقررات زیست محیطی را نیز زیر پا نگذارد.

نیروگاه CHP

در نیروگاه‌ CHP نیمی از انرژی خروجی حاصل از تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی به صورت انرژی الکتریکی و نیمی از آن به صورت حرارت اتلاف می شود که میتوان با فراهم ساختن شرایط لازم انرژی گرمایی که هدر می رود را نیز بازیافت نمود. از مزایای CHP می توان به بهره وری آن در مصرف انرژی سوخت را نام برد که اگر هم از مولد برق و هم بویلر استفاده شود تا 85 درصد و بیشتر کارایی خواهد داشت.

نیروگاه پیل سوختی

در پیل‌های سوختی به طور کلی فارغ از نوع آن‌ها انرژی الکتروشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و این عمل به صورت دائمی انجام می‌پذیرد زیرا مواد داخل پیل ها بر خلاف باتری‌ها در انجام این فرآیند مصرف نمی‌شوند.

نیروگاه CSP

در نیروگاه CSP آینه‌هایی با متمرکز کردن نور خورشید در یک نقطه و ایجاد دمای بسیار بالا تولید بخار را میسر می‌سازند که در پس این عمل هدف مورد نظر یعنی تولید انرژی الکتریکی تحقق می‌یابد.

کتاب تولید انرژی الکتریکی و نیروگاه نوشته مسعود یوسفیان مدرس دانشگاه شهید رجایی کاشان است که در دوازده فصل و 109 صفحه گرد آوری شده و به تفصیل در آن به تشریح نیروگاه‌ها و معایب و مزایای آن‌ها و حتی مقایسه‌ی آن‌ها با هم پرداخته شده است.