Opwekking van elektrische energie is typisch een proces in twee stappen waarbij water door warmte wordt gekookt; de energie van de stoom laat een turbine draaien, die op zijn beurt een generator laat draaien, waardoor elektriciteit ontstaat. De beweging van stoom produceert kinetische energie, de energie van bewegende objecten. Deze energie haal je ook uit vallend water. Het is recht evenredig met de snelheid van het bewegende lichaam - hoe sneller het beweegt, hoe groter de energie. Elektriciteit wordt geproduceerd wanneer kinetische energie koperen spoelen (of draad) in de turbine draait.
Dynamo's en generatoren
Een belangrijk onderdeel van de meeste elektriciteitscentrales is de generator, een apparaat dat roterende beweging omzet in elektriciteit. In de generator draaien spoelen van koperdraad in een sterk magnetisch veld. Terwijl de spoelen bewegen, creëert het magnetische veld de stroom van wisselstroom (AC) elektriciteit in de draad. De bron van de roterende beweging, of het nu een windmolen, een turbine of een dieselmotor is, doet er niet toe; het moet alleen sterk genoeg zijn om de generator te laten draaien. De dynamo, een "neef" van de generator, werkt op vrijwel dezelfde manier; het produceert echter gelijkstroom (DC).
Elektriciteit van stoom
Een stoomkrachtcentrale (of generator) produceert elektriciteit door verbranding van brandstoffen, waaronder biomassa, steenkool of aardolie. Stoom die tijdens het proces wordt gegenereerd, wordt in een turbine gevoerd. Het koperen anker (draad) in de generator draait mee met de rotatie van de turbine en produceert een elektrische stroom. Een voorbeeld van een stoomkrachtcentrale is de Big Bend Power Station in Tampa, Florida.
Waterkracht: vallend water
Elektriciteit die wordt opgewekt uit water wordt hydro-elektriciteit genoemd. Vallend water laat de wieken van een hydro-elektrische turbine draaien, die op zijn beurt het koperen anker in de elektrische generator beweegt om elektriciteit te produceren. Een voorbeeld van een waterkrachtcentrale is de Great Hoover Dam (in de buurt van Las Vegas, VS). Het heeft in totaal 19 turbines die genoeg elektriciteit produceren om jaarlijks meer dan 1,3 miljoen mensen te bedienen.
Windmolens: energie uit wind
Een windenergiecentrale laat de wieken van een turbine draaien, die het koperen anker (dat zich in de generator bevindt) bewegen om elektriciteit op te wekken. Windmolens zijn in het verleden gebruikt om de wielen van aangesloten molens te laten draaien. Moderne windmolens zetten mechanische energie (opgewekt uit beweging) om in elektrische energie. Een voorbeeld van een door wind aangedreven elektriciteitscentrale is het 107 Mega Watt (MW) windpark in de buurt van Lake Benton, Minnesota.
Zonne-energie: energie uit zonneschijn
Fotovoltaïsche cellen gebruiken de energie van het zonlicht om elektriciteit te produceren. Gelijkstroom (DC) wordt opgewekt door stationaire zonnepanelen (die bestaan uit fotovoltaïsche cellen) en is vaak gebruikt voor lokale toepassingen, waaronder het laten draaien van kleinschalige irrigatiepompen of om op batterijen te laden apparaten. Zonne-energiecentrales op commerciële schaal winnen gestaag aan populariteit met de stijging van de prijs van fossiele brandstoffen. Ze werken door zonne-energie op te vangen via grote reflectoren. De gevangen energie wordt vervolgens naar ontvangers geleid die verschillende technologieën gebruiken om elektriciteit op te wekken door gas- of stoomturbines aan te drijven. De Nellis Power Plant is de grootste zonne-energiecentrale in Noord-Amerika. Het is gelegen in de Nellis Air Force Base in Clark County, Nevada, in de buurt van Las Vegas. De installatie bestaat uit meer dan 70.000 fotovoltaïsche zonnepanelen en het maximale elektrische vermogen wordt geschat op 13 megawatt wisselstroom (13 MW AC).
