La generazione di energia elettrica è tipicamente un processo in due fasi in cui il calore fa bollire l'acqua; l'energia del vapore fa girare una turbina, che a sua volta fa girare un generatore, creando elettricità. Il moto del vapore produce energia cinetica, l'energia degli oggetti in movimento. Ottieni questa energia anche dall'acqua che cade. È direttamente proporzionale alla velocità del corpo in movimento: più veloce si muove, maggiore è l'energia. L'elettricità viene prodotta quando l'energia cinetica fa girare bobine di rame (o filo) all'interno della turbina.
Dinamo e Generatori
Una parte fondamentale della maggior parte delle centrali elettriche è il generatore, un dispositivo che trasforma il movimento rotatorio in elettricità. All'interno del generatore, bobine di filo di rame ruotano all'interno di un forte campo magnetico. Mentre le bobine si muovono, il campo magnetico crea il flusso di corrente alternata (AC) all'interno del filo. La fonte del moto rotatorio, che sia un mulino a vento, una turbina o un motore diesel, non ha importanza; deve solo essere abbastanza forte da far girare il generatore. La dinamo, "cugina" del generatore, funziona più o meno allo stesso modo; tuttavia, produce corrente continua (DC).
Elettricità dal vapore
Una centrale elettrica a vapore (o generatore) produce elettricità bruciando combustibili, tra cui biomassa, carbone o petrolio. Il vapore generato dal processo viene immesso in una turbina. L'armatura di rame (filo) nel generatore ruota con la rotazione della turbina, producendo una corrente elettrica. Un esempio di centrale elettrica a vapore è la Big Bend Power Station situata a Tampa, in Florida.
Energia idroelettrica: acqua che cade
L'elettricità generata dall'acqua è chiamata idroelettricità. L'acqua che cade fa ruotare le pale di una turbina idroelettrica, che a sua volta muove l'armatura di rame all'interno del generatore elettrico per produrre elettricità. Un esempio di centrale idroelettrica è la Great Hoover Dam (situata vicino a Las Vegas, negli Stati Uniti). Ha un totale di 19 turbine che producono elettricità sufficiente per servire più di 1,3 milioni di persone all'anno.
Mulini a vento: energia dal vento
Un impianto eolico fa ruotare le pale di una turbina, che muovono l'armatura di rame (che si trova all'interno del generatore) per generare elettricità. I mulini a vento sono stati utilizzati in passato per ruotare le ruote dei mulini collegati. I moderni mulini a vento trasformano l'energia meccanica (generata dal movimento) in energia elettrica. Un esempio di impianto elettrico a energia eolica è il parco eolico da 107 Mega Watt (MW) situato vicino al lago Benton, nel Minnesota.
Energia solare: energia dal sole
Le celle fotovoltaiche utilizzano l'energia della luce solare per produrre elettricità. La corrente continua (DC) è generata da pannelli solari stazionari (che sono costituiti da celle fotovoltaiche) ed è comunemente usato per applicazioni locali, inclusa l'esecuzione di pompe di irrigazione su piccola scala o per caricare a batteria dispositivi. Le centrali solari su scala commerciale stanno guadagnando costantemente popolarità con l'aumento del prezzo dei combustibili fossili. Funzionano intrappolando l'energia solare attraverso grandi riflettori. L'energia intrappolata viene quindi diretta su ricevitori che utilizzano varie tecnologie per generare elettricità alimentando turbine a gas oa vapore. La Nellis Power Plant è la più grande centrale solare del Nord America. Si trova nella Nellis Air Force Base nella Contea di Clark, Nevada, vicino a Las Vegas. L'impianto è composto da oltre 70.000 pannelli solari fotovoltaici e la sua potenza elettrica massima è stimata in 13 megawatt di corrente alternata (13 MW AC).
