Eri tapoja sähkön tuottamiseksi

Sähköntuotanto on tyypillisesti kaksivaiheinen prosessi, jossa lämpö kiehuu vettä; höyrystä tuleva energia kääntää turbiinin, joka puolestaan ​​pyörittää generaattoria, mikä luo sähköä. Höyryn liike tuottaa liike-energiaa, liikkuvien esineiden energiaa. Saat tämän energian myös putoavasta vedestä. Se on suoraan verrannollinen liikkuvan kehon nopeuteen - mitä nopeammin se liikkuu, sitä suurempi energia. Sähköä syntyy, kun kineettinen energia kääntää kuparikäämit (tai langan) turbiinin sisällä.

Keskeinen osa useimmissa sähkövoimaloissa on generaattori, laite, joka muuttaa kiertoliikkeen sähköksi. Generaattorin sisällä kuparilangan kelat pyörivät voimakkaan magneettikentän sisällä. Kelojen liikkuessa magneettikenttä luo vaihtovirta (AC) -sähkön virtauksen langan sisälle. Pyörivän liikkeen lähde, onko tuulimylly, turbiini tai dieselmoottori, ei ole väliä; sen on vain oltava tarpeeksi vahva kääntämään generaattoria. Dynamo, generaattorin "serkku", toimii suunnilleen samalla tavalla; se tuottaa kuitenkin tasavirtaa (DC).

Höyryvoimala (tai generaattori) tuottaa sähköä polttamalla polttoaineita, mukaan lukien biomassa, hiili tai öljy. Prosessista syntynyt höyry syötetään turbiiniin. Generaattorin kupari-ankkuri (lanka) pyörii turbiinin pyörimisen myötä tuottaen sähkövirtaa. Esimerkki höyryvoimalasta on Big Bendin voimala, joka sijaitsee Tampassa Floridassa.

Vedestä syntyvää sähköä kutsutaan vesivoimaksi. Putoava vesi kiertää vesivoimalaitoksen siipiä, mikä puolestaan ​​liikuttaa sähkögeneraattorin sisällä olevaa kupariarkkia tuottamaan sähköä. Esimerkki vesivoimalaitoksesta on suuri Hooverin pato (sijaitsee lähellä Las Vegasia, USA). Siinä on yhteensä 19 turbiinia, jotka tuottavat tarpeeksi sähköä palvelemaan yli 1,3 miljoonaa ihmistä vuodessa.

Tuulivoimalaitos pyörittää turbiinin siipiä, jotka liikuttavat kuparirunkoa (joka on generaattorin sisällä) sähkön tuottamiseksi. Tuulimyllyjä on käytetty aiemmin kiinnitettyjen tehtaiden pyörien pyörittämiseen. Nykyaikaiset tuulimyllyt muuttavat mekaanisen energian (syntyvän liikkumisesta) sähköenergiaksi. Esimerkki tuulivoimalaitoksesta on 107 Mega Watin (MW) tuulipuisto, joka sijaitsee lähellä Bentonjärveä, Minnesota.

Aurinkokennot käyttävät auringonvalon energiaa sähkön tuottamiseen. Tasavirta (DC) syntyy kiinteistä aurinkopaneeleista (jotka koostuvat aurinkokennoista) ja on käytetään yleisesti paikallisiin sovelluksiin, mukaan lukien pienikokoisten kastelupumppujen käyttäminen tai akkukäyttöisten lataamiseen laitteet. Kaupallisen mittakaavan aurinkovoimalat ovat jatkuvasti saamassa suosiota fossiilisten polttoaineiden hintojen nousun myötä. Ne toimivat vangitsemalla aurinkoenergiaa suurten heijastimien läpi. Loukkuun jäänyt energia ohjataan sitten vastaanottimiin, jotka käyttävät erilaisia ​​tekniikoita sähkön tuottamiseen kaasu- tai höyryturbiinien avulla. Nellisin voimala on Pohjois-Amerikan suurin aurinkovoimala. Se sijaitsee Nellisin ilmavoimien tukikohdassa Clarkin piirikunnassa Nevadassa, lähellä Las Vegasia. Laitos koostuu yli 70 000 aurinkosähköpaneelista ja sen suurimmaksi sähköiseksi kapasiteetiksi arvioidaan 13 megawattia vaihtovirtaa (13 MW AC).