تولید برق با روش متمركز

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: تولید برق با روش متمركز زمانی امكان.پذیر شد كه معلوم شد با استفاده از ترانسفورماتورهای قدرت و تغییر ولتاژ برق، خطوط جریان متناوب می.توانند نیروی برق را با هزینه كم به مسافت.های دور انتقال دهند. با تأمین برق از طریق فن.آوری.های مورد استفاده انسان حداقل به مدت ۱۲۰ سال نیروی برق از منابع مختلف انرژی تولید شده است. اولین نیروگاهها با مصرف چوب برق تولید كردند در حالیكه اكنون برای تولید برق بطور عمده ما به ذغال سنگ، انرژی هسته.ای، گاز طبیعی، نیروی برق آبی و نفت و به مقدار كم انرژی خورشیدی، انرژی حاصل از كنترل جذر و مد، ژنراتورهای بادی و منابع زمین گرمائی متكی هستیم.
بسیاری از نیروگاههای ذغال سنگی مانند نیروگاه Laughlin در نوادا به دلیل كنترل آلودگی محیط زیست تعطیل شده.اند.
● تقاضای برق
نیاز یا تقاضای برق را به دو طریق مختلف می.توان تأمین كرد. روش اول برای شركت.های خدماتی دولتی و یا خصوصی. در این روش شركت.های خدماتی به منظور تولید و انتقال برق لازم پروژه.های متمركز با مقیاس بزرگ اجرا می.كنند. تعداد بسیاری از این پروژه.ها اثرات ناخوش.آیند زیست محیطی مانند آلودگی هوا و یا آلودگی تشعشعات مضر داشته و یا منطقه وسیعی از زمین را دچار سیلاب كرده.اند.
سیستم تولید برق و توزیع آن در مكان.های مسیر شبكه با مقیاس كوچك.تر. این مكان.ها غالباً از برق تولیدی به عنوان محصول فرعی برای سایر فرآیندهای صنعتی استفاده می.كنند مانند استفاده از گاز حاصل از دفن ذباله برای به حركت درآوردن توربین.ها.
● روش.های تولید برق
سدهای بزرگ مانند سد هور Hoover Dam می.توانند مقادیر قابل توجهی نیروی برق آبی تولید كنند. توربین.های در حال چرخش كه به ژنراتورهای الكتریكی متصل هستند حجم زیادی برق تولید می.كنند كه از نظر تجاری بسیار قابل توجه است. در این روش توربین.ها به وسیله مایعی (آب) به حركت درمی.آیند كه این مایع مانند حامل و واسطه انرژی عمل می.كند. مایعاتی كه نوعاً مورد استفاده قرار می.گیرند عبارتند از:
▪ بخار آب مایع
آب با حرارت حاصل از گداخت هسته.ای (شكافت اتمی) یا احتراق سوخت.های فسیلی از جمله ذغال.سنگ، گاز طبیعی یا نفت می.جوشد. بعضی از نیروگاههای جدیدتر از نور خورشید به عنوان منبع حرارت استفاده می.كنند. تجهیزات نیروگاههای خورشیدی نور خورشید را برای گرم كردن مایع ناقل حرارت كه سپس برای تولید بخار استفاده می.شود متمركز می.كنند.
▪ آب
تیغه.های توربین بوسیله آب در حال جریان كه توسط سدهای برق آبی یا نیروهای مدی تولید می.شود حركت می.كنند و برق تولید می.كنند.
▪ باد
اغلب توربین.های بادی از بادی كه به طور طبیعی می.وزد برق تولید می.كنند. برج.های خورشیدی برای تولید برق از انرژی باد مصنوعی استفاده می.كنند. با گرم كردن دودكش بوسیله نور خورشید باد مصنوعی در داخل دودكش تولید می.شود.
▪ گازهای گرم
توربین. نیروگاهها مستقیماً به وسیله گازهای تولید شده از طریق احتراق گاز طبیعی یا نفت می.چرخند.
توربین.های گازی نیروگاههای سیكل تركیبی به وسیله بخار آب و همچنین توسط گاز حركت می.كنند. این گونه توربین.ها با احتراق گاز طبیعی در توربین گازی نیروی برق تولید می.كنند و از حرارت مازاد (باقیمانده) برای تولید برق بیشتر از بخار آب استفاده می.كنند.
● موتورهای پیستونی (رفت و برگشتی)
ژنراتورهای كوچك تولید برق غالباً به وسیله موتورهای پیستونی كه از سوخت.های گازوئیل، بیوگاز (زیست توده) یا گاز طبیعی استفاده می.كنند برق تولید می.كنند. موتورهای دیزلی غالباً برای پشتیبانی تولید برق معمولاً با ولتاژ پائین استفاده می.شوند. بیوگاز در محل تولید آن یعنی محل دفن ذباله یا تصفیه خانه.های فاضلاب به وسیله موتورهای پیستونی یا میكروتوربین.ها (توربین.های گازی كوچك) می.سوزد و برق تولید می.كند.
● پانل.های فتوولتائیك
برخلاف سیستم.های متمركزكننده حرارت خورشیدی فوق.الذكر، پانل.های فتوولتائیك نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل می.كنند. اگرچه نور خورشید مجانی است و به اندازه وفور در طبیعت وجود دارد ولی تولید برق از طریق انرژی خورشیدی به دلیل هزینه زیاد پانل.ها هنوز معمولاً تا اندازه.ای گران.تر از نیروگاههای بزرگ كه به طریق مكانیكی برق تولید می.كنند است. اگرچه هزینه سلول.های خورشیدی سیلیكون با راندمان پائین در حال كاهش است. سلول.های خورشیدی كه دارای چند انشعاب هستند و راندمان تبدیل آنها نزدیك به ۳۰ درصد است اكنون به صورت تجاری در دسترس می.باشد. از این نوع سلول.های خورشیدی در سیستم.های تجربی بیش از ۴۰ درصد راندمان نشان داده شده است. تا چند سال اخیر از انرژی خورشیدی در قالب فتوولتائیك اغلب در نقاط دورافتاده استفاده می.شد جائیكه به شبكه برق تجاری دسترسی وجود نداشت و یا از این سیستم.ها به عنوان منبع برق مكمل برای خانه.های تكی یا محل كار جدا از سایرین استفاده می.شد. پیشرفت.های اخیر در راندمان ساخت و فن.آوری نیروگاههای فتوولتائیك همراه با یارانه.های تخصیص یافته مربوط به نگرانی.های زیست محیطی باعث آماده.سازی پانل.های خورشیدی با سرعت هرچه بیشتر شده است. ظرفیت خورشیدی نصب شده با سرعت ۳۰ درصد در سال در چندین منطقه از جمله آلمان، ژاپن، كالیفرنیا و نیوجرسی در حال افزایش است.
● سایر روش.های تولید برق
برای تولید برق فن.آوری های مختلف دیگری مطالعه شده و توسعه یافته است. تولید برق به صورت یكپارچه و بدون سنجش.های متحرك در كاربردهای قابل حمل بسیار جالب توجه است. در این زمینه دستگاههای ترموالكتریك (TE) تا حد زیادی شایع شده است، اگرچه سیستم.های ترمویونیك (TI) و ترموفتوولتائیك (TPV) نیز ساخته شده و گسترش یافته است.
در مقایسه با سیستم.های TI و TPV تجهیزات TE نوعاً در درجات حرارت پائین.تری مورد استفاده قرار می.گیرند. تجهیزات پنروالكتریك روش دیگری برای تولید برق با سیستم مكانیكی مخصوصاً برای جمع كردن نیروی برق است. بتاولتائیك.ها Betavoltaics نوع دیگری از ژنراتورهای یكپارچه هستند كه از متلاشی كردن اتم.های رادیواكتیو، برق تولید می.كنند.
تولید برق مگنتوهیدرودینامیك Magnetohydrodynamic (MHD) به عنوان روشی برای دریافت نیروی برق از رآكتورهای هسته.ای و همچنین از سیستم.های احتراق سوخت سنتی مورد مطالعه قرار گرفته است.
تولید برق به روش الكتروكمیكال Electrochemical نیز در كاربردهای قابل حمل و متحرك حائز اهمیت است. هم اكنون در اغلب روش.های تولید برق الكتروكمیكال از فن.آوری سلول.های الكتروكمیكال مسدود (باطری) استفاده می.شود كه بیشتر به عنوان سیستم.های ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می.گیرد. درمورد سیستم.های الكتروكمیكال باز كه به عنوان پیل سوختی (Fuel cells) مشهور هستند مطالعات گسترده.ای به عمل آمده و در سال.های اخیر توسعه یافته است. پیل.های سوختی را می.توان برای دریافت و مصرف برق از سوخت.های طبیعی یا از سوخت.های مصنوعی (عمدتاً هیدروژن الكترولیتیك) مورد استفاده قرار داد و بنابراین می.توان آنها را از دیدگاه سیستم.های تولید برق یا سیستم.های ذخیره برق مورد توجه قرار داد كه به مورد استفاده آنها نیز بستگی دارد.

منبع: منبع : Wikipedia
مجله بولتن بین الملل

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 312]