Die Stromerzeugung ist typischerweise ein zweistufiger Prozess, bei dem Wasser durch Hitze zum Kochen gebracht wird; Die Energie aus dem Dampf dreht eine Turbine, die wiederum einen Generator antreibt und Strom erzeugt. Die Bewegung von Dampf erzeugt kinetische Energie, die Energie sich bewegender Objekte. Sie erhalten diese Energie auch aus fallendem Wasser. Sie ist direkt proportional zur Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers – je schneller er sich bewegt, desto größer ist die Energie. Elektrizität wird erzeugt, wenn kinetische Energie Kupferspulen (oder Drähte) in der Turbine dreht.
Dynamos und Generatoren
Ein wesentlicher Bestandteil der meisten Kraftwerke ist der Generator, ein Gerät, das Drehbewegungen in Strom umwandelt. Im Inneren des Generators drehen sich Spulen aus Kupferdraht in einem starken Magnetfeld. Wenn sich die Spulen bewegen, erzeugt das Magnetfeld den Fluss von Wechselstrom (AC) im Draht. Die Quelle der Drehbewegung, sei es eine Windmühle, eine Turbine oder ein Dieselmotor, spielt keine Rolle; Es muss nur stark genug sein, um den Generator zu drehen. Der Dynamo, ein "Cousin" des Generators, funktioniert ähnlich; es erzeugt jedoch Gleichstrom (DC).
Strom aus Dampf
Ein Dampfkraftwerk (oder Generator) erzeugt Strom durch die Verbrennung von Brennstoffen, einschließlich Biomasse, Kohle oder Erdöl. Der dabei entstehende Dampf wird einer Turbine zugeführt. Der Kupferanker (Draht) im Generator dreht sich mit der Drehung der Turbine und erzeugt einen elektrischen Strom. Ein Beispiel für ein Dampfkraftwerk ist die Big Bend Power Station in Tampa, Florida.
Wasserkraft: Fallendes Wasser
Strom, der aus Wasser gewonnen wird, nennt man Wasserkraft. Fallendes Wasser dreht die Schaufeln einer Wasserkraftturbine, die wiederum den Kupferanker im Inneren des Stromgenerators bewegt, um Strom zu erzeugen. Ein Beispiel für ein Wasserkraftwerk ist der Great Hoover Dam (in der Nähe von Las Vegas, USA). Es verfügt über insgesamt 19 Turbinen, die jährlich genug Strom produzieren, um mehr als 1,3 Millionen Menschen zu versorgen.
Windmühlen: Energie aus Wind
Eine Windkraftanlage dreht die Flügel einer Turbine, die den Kupferanker (der sich im Generator befindet) bewegen, um Strom zu erzeugen. Windmühlen wurden in der Vergangenheit verwendet, um die Räder von angeschlossenen Mühlen zu drehen. Moderne Windmühlen wandeln mechanische Energie (aus Bewegung erzeugt) in elektrische Energie um. Ein Beispiel für ein windbetriebenes Kraftwerk ist der 107 Megawatt (MW) Windpark in der Nähe von Lake Benton, Minnesota.
Solarstrom: Energie aus Sonnenschein
Photovoltaikzellen nutzen die Energie des Sonnenlichts zur Stromerzeugung. Gleichstrom (DC) wird von stationären Sonnenkollektoren (die aus Photovoltaikzellen bestehen) erzeugt und ist Wird häufig für lokale Anwendungen verwendet, einschließlich des Betriebes kleiner Bewässerungspumpen oder zum Aufladen batteriebetriebener Geräte. Solarkraftwerke im kommerziellen Maßstab gewinnen mit steigenden Preisen für fossile Brennstoffe stetig an Popularität. Sie funktionieren, indem sie Sonnenenergie durch große Reflektoren einfangen. Die eingeschlossene Energie wird dann auf Empfänger geleitet, die verschiedene Technologien verwenden, um Strom durch den Antrieb von Gas- oder Dampfturbinen zu erzeugen. Das Kraftwerk Nellis ist das größte Solarkraftwerk Nordamerikas. Es befindet sich auf der Nellis Air Force Base im Clark County, Nevada, in der Nähe von Las Vegas. Die Anlage besteht aus mehr als 70.000 Photovoltaik-Solarzellen und ihre maximale elektrische Leistung wird auf 13 Megawatt Wechselstrom (13 MW AC) geschätzt.
