طرق مختلفة لتوليد الكهرباء

عادة ما يكون توليد الطاقة الكهربائية عملية من خطوتين تغلي فيها الحرارة الماء ؛ تعمل الطاقة المنبعثة من البخار على تشغيل التوربينات ، والتي بدورها تقوم بتدوير مولد توليد الكهرباء. تنتج حركة البخار طاقة حركية ، طاقة الأجسام المتحركة. تحصل أيضًا على هذه الطاقة من الماء المتساقط. إنه يتناسب طرديًا مع سرعة الجسم المتحرك - فكلما زادت سرعة حركته ، زادت الطاقة. يتم إنتاج الكهرباء عندما تتحول الطاقة الحركية إلى ملفات نحاسية (أو أسلاك) داخل التوربين.

يعد المولد جزءًا أساسيًا من معظم محطات الطاقة الكهربائية ، وهو جهاز يحول الحركة الدورانية إلى كهرباء. تدور ملفات الأسلاك النحاسية داخل المولد داخل مجال مغناطيسي قوي. أثناء تحرك الملفات ، يخلق المجال المغناطيسي تدفق التيار المتناوب (AC) داخل السلك. لا يهم مصدر الحركة الدورانية سواء كانت طاحونة أو توربين أو محرك ديزل. يجب أن تكون قوية بما يكفي لتشغيل المولد. الدينامو ، "ابن عم" المولد ، يعمل بنفس الطريقة إلى حد كبير. ومع ذلك ، فإنه ينتج تيارًا مباشرًا (DC).

تنتج محطة الطاقة البخارية (أو المولد) الكهرباء عن طريق حرق الوقود ، بما في ذلك الكتلة الحيوية أو الفحم أو البترول. يتم تغذية البخار المتولد من العملية في التوربينات. يتحول المحرك النحاسي (السلك) في المولد مع دوران التوربين ، مما ينتج عنه تيار كهربائي. مثال لمحطة الطاقة البخارية هي محطة Big Bend Power Station الموجودة في تامبا ، فلوريدا.

الكهرباء التي يتم توليدها من الماء تسمى الطاقة الكهرومائية. تقوم المياه المتساقطة بتدوير شفرات التوربينات الكهرومائية ، والتي بدورها تحرك المحرك النحاسي داخل المولد الكهربائي لإنتاج الكهرباء. مثال على محطة الطاقة الكهرومائية هو سد جريت هوفر (يقع بالقرب من لاس فيجاس ، الولايات المتحدة). لديها إجمالي 19 توربينة تنتج كهرباء تكفي لخدمة أكثر من 1.3 مليون شخص سنويًا.

تقوم محطة طاقة الرياح بتدوير شفرات التوربينات التي تحرك المحرك النحاسي (الموجود داخل المولد) لتوليد الكهرباء. تم استخدام طواحين الهواء في الماضي لتدوير عجلات الطواحين الملحقة. تعمل طواحين الهواء الحديثة على تحويل الطاقة الميكانيكية (المتولدة من الحركة) إلى طاقة كهربائية. مثال على محطة كهرباء تعمل بالرياح هي مزرعة الرياح 107 ميغا واط (MW) الواقعة بالقرب من بحيرة بينتون ، مينيسوتا.

تستخدم الخلايا الكهروضوئية طاقة ضوء الشمس لإنتاج الكهرباء. يتم توليد التيار المباشر (DC) من الألواح الشمسية الثابتة (التي تتكون من الخلايا الكهروضوئية) وهي يشيع استخدامه للتطبيقات المحلية ، بما في ذلك تشغيل مضخات الري صغيرة الحجم أو لشحن البطاريات الأجهزة. تكتسب محطات الطاقة الشمسية على نطاق تجاري شعبية متزايدة مع زيادة أسعار الوقود الأحفوري. تعمل عن طريق محاصرة الطاقة الشمسية من خلال عاكسات كبيرة. يتم بعد ذلك توجيه الطاقة المحاصرة إلى أجهزة استقبال تستخدم تقنيات مختلفة لتوليد الكهرباء عن طريق تشغيل توربينات الغاز أو البخار. محطة نيليس للطاقة هي أكبر محطة للطاقة الشمسية في أمريكا الشمالية. وهي تقع في قاعدة نيليس الجوية في مقاطعة كلارك ، نيفادا ، بالقرب من لاس فيغاس. تتكون المحطة من أكثر من 70000 لوحة شمسية ضوئية وتقدر سعتها الكهربائية القصوى بـ 13 ميجاوات من التيار المتردد (13 ميجاوات تيار متردد).