النباتاتكهربائي هي منشآت صناعية مخصصة لتوليد كهرباء. تستخدم محطات الطاقة مولدات قادرة على تحويل الطاقة الميكانيكية من قوة دافعة خارجية إلى طاقة كهربائية.
أنت مولدات كهرباء توجد في محطات الطاقة آلات قادرة على الدوران بسرعات عالية. في الداخل هناك كبيرة مغناطيس هو حلزوني (لف الأسلاك مع عدد كبير من المنعطفات). عندما يكون هناك حركةنسبيا بين المجال المغناطيسي للمغناطيس والملف ، أ التيار الكهربائي. يتم جمع هذا التيار الكهربائي ثم توزيعه على الصناعات والمناطق الريفية والمنازل ، من خلال أسلاك موصلة عالية الجهد.
يغطي مصطلح محطات الطاقة جميع أنواع محطات الطاقة التي تنتج الكهرباء ، مثل محطات الطاقة محطات توليد الطاقة الكهرومائية, الكهروحرارية, شمسي, ريح, نووي، من بين أمور أخرى.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
كيف تعمل محطات توليد الكهرباء؟
على الرغم من وجود أنواع مختلفة من محطات الطاقة ، إلا أن جميعها تقريبًا تنتج الكهرباء وفقًا لنفس المبدأ المادي: الحث الكهرومغناطيسي، المعروف أيضًا باسم قانون فاراداي لينز.
ينص هذا القانون على أنه كلما كان هناك اختلاف في تدفقفيمجالمغناطيسي، يجب أن ينشأ تيار كهربائي مستحث للتعويض عن هذا الاختلاف. من الناحية العملية ، تؤدي الحركة الدورانية للملف المحاط بمغناطيسات قوية إلى تغير تدفق المجال المغناطيسي بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى تدفق تيار كهربائي كبير عبر الملف. تعمل جميع محطات توليد الطاقة التي تحول الحركة إلى كهرباء وفقًا لهذا المبدأ.
واحدة من محطات الطاقة القليلة التي تنتج الطاقة من خلال ظاهرة فيزيائية ، بخلاف الحث الكهرومغناطيسي ، هي محطة الطاقة الشمسية في الكهروضوئية. في هذا النوع من النباتات ، طاقة موجات كهرومغناطيسية المنبعثة من الشمس يتم تحويلها مباشرة إلى تيار كهربائي بواسطة عدد كبير من الألواح الشمسية.
نظرةأيضا: افهم كيف يحدث التأثير الكهروضوئي
محطات توليد الكهرباء في البرازيل
يوجد في البرازيل عدة أنواع من المصانع التي تركز على إنتاج الكهرباء. من بينها ، النبات الطاقة الكهرومائية إلى حد بعيد هو الأكثر جمع، بسبب الإمكانات الهيدروليكية الهائلة للبلاد. يتم تشغيل هذا النوع من النباتات بواسطة حركة الماء المتساقط من الأنهار المسدودة. ثم تأتي النباتات الكهروحرارية، التي يتم توفير طاقتها من قبل حرق غاز طبيعيأو الفحم المعدني; وأخيرًا النباتات نووي، والتي تولد الطاقة الكهربائية من الحرارة المنبعثة من الانشطار النووي من الذرات الثقيلة، مثل اليورانيوم.
أنواع محطات توليد الكهرباء
وفقًا لنوع مصفوفة الطاقة ، التي تستخرج منها محطة توليد الطاقة طاقتها ، يمكن تمييز الأخيرة بأنواع مختلفة. اطلع على بعض أهم أنواع الطاقة وتعريفها ، وكذلك الأسماء التي تطلق على المصانع التي تستغلها للحصول على الكهرباء:
الطاقة الهيدروليكية: هي طاقة الجاذبية الكامنة الموجودة في كتل الماء التي لها ارتفاع أو تفاوت. خلال الشلال ، يتم تحويل هذه الطاقة إلى طاقة حركية ، وتحريك مولدات النباتات. يتم استغلال هذا النوع من الطاقة بواسطة النباتات محطات توليد الطاقة الكهرومائية و موجات المد والجزر.
طاقة حرارية: يرتبط ارتباطًا مباشرًا بدرجة حرارة النظام. كلما ارتفعت درجة حرارة النظام ، زادت القوة التي تصل بها جزيئاته إلى الحدود التي تحيط به. وبالتالي ، فإن هذا النوع من الطاقة يجعل من الممكن تحريك التوربينات المولدة الكبيرة باستخدام بخار الماء ، على سبيل المثال. النباتات الكهروحرارية و الحرارة الأرضية الاستفادة من هذا النوع من الطاقة من خلال حرق الفحم وللاستخدام نفاثات البخار المنبعثة من السخانات، على التوالى.
طاقة شمسية: يأتي من الاشعاع الكهرومغناطيسي أصدرت من قبل شمس. يمكن استخدام هذه الطاقة لإنتاج زيادة كبيرة في درجة حرارة الماء من أجل تبخيرها وتشغيل التوربينات الكبيرة. استخدام آخر للطاقة الشمسية هو تحويلها مباشرة إلى طاقة كهربائية باستخدام الألواح الشمسية ، من خلال ظاهرة تسمى التأثير الكهروضوئي. النباتات التي تستخدم هذا النوع من الطاقة هي النباتات الشمسية من الأنواع الحرارية و الكهروضوئية.
طاقة الرياح: هو الاسم الذي يطلق على الطاقة الحركيةمن الرياح. ينتج هذا النوع من الطاقة دوران المطاحن وحركة السفن وما إلى ذلك. النباتات التي تستخدم هذا النوع من الطاقة بشكل مباشر ، من خلال دواليب كبيرة ، هي النباتات ريح.
الطاقة النووية: يتم الحصول عليها من خلال الانشطار النووي في ذرات ثقيلة و غير مستقر، مثل اليورانيوم. أثناء الانشطار النووي ، يتم تحويل جزء من كتلة الذرات إلى كمية هائلة من الطاقة ، هذه الطاقة تستخدم لتسخين المياه ، والتي تتبخر تحت ضغوط عالية ، وعند إطلاقها تنتج توربينات دوارة مولدات كهرباء.
محطات الطاقة الشمسية ، مثل تلك الموجودة في الصورة ، هي أحد التطبيقات التكنولوجية للتأثير الكهروضوئي.
اقرأ أيضا: كيف تعمل محطات الطاقة الشمسية
كيف تعمل المحطة الكهرومائية
تعمل محطات الطاقة الكهرومائية من خلال قمع على واحد حجم كبير في ماء. بشكل عام ، يمكن أن يصل عمق الأنهار المسدودة إلى مئات الأمتار. مثل هذا الإجراء يجعل الماء يكتسب حجمًا كبيرًا طاقة الجاذبية الكامنة. عند فتح بوابات هذه النباتات ، يكتسب الماء الطاقة الحركية بسرعة ، وينتج عن مروره عبر التوربينات المولدة كهرباء.
1 - خزان
2 - سد
3 - عنفة
4 - مولد كهرباء
5 - محول
6 - توزيع
يسمى التيار الكهربائي الناتج عن مولدات محطات الطاقة الكهرومائية التيار المتناوب، حيث يتم عكس معناه بسرعة ، في كثير من الأحيان 60 هرتز. في وقت توليده ، يكون لهذا التيار الكهربائي كثافة عالية جدًا ، لذلك ، من أجل تجنب الخسائر الكبيرة في الطاقة المنتجة ، يتم توجيهه إلى مجموعة من محولات مما يقلل من شدة أقل ، مما يقلل من الخسائر الناتجة عن تأثير الجول. لذلك ، فإن هذا التيار الكهربائي قد زاد من إمكاناته الكهربائية إلى قيم الجهد العالي.
نظرةأيضا:اكتشف أكبر 10 محطات لتوليد الطاقة الكهرومائية في العالم
محطات الطاقة الكهرومائية في البرازيل
البرازيل هي الدولة الثالثة مع أكبر إمكانات مائية في العالم. محطات الطاقة الكهرومائية تتوافق مع أكثر من 60% من جميع الكهرباء المولدة في الأراضي البرازيلية. إنه أكثر أنواع النباتات شيوعًا في البلاد ، نظرًا لوفرة الأنهار التي تتمتع بإمكانيات هيدروليكية كبيرة.
تحقق من قائمة أكبر محطات الطاقة الكهرومائية في البرازيل ، يليها إنتاج الطاقة بالميغاواط (ميجاوات):
محطة إيتايبو للطاقة الكهرومائية - 14000 ميغاواط
محطة بيلو مونتي للطاقة الكهرومائية - 11233 ميغاواط
محطة الطاقة الكهرومائية في ساو لويز دو تاباجوس - 8381 ميغاواط
محطة توكوروي لتوليد الطاقة الكهرومائية - 8370 ميغاواط
وفقًا لوكالة الطاقة الكهربائية الوطنية (ثعبان) ، المحطات الكهرومائية هي تلك منشآت توليد الطاقة القادرة على الإنتاج قوى أعلى ال 1 ميغاواط. في البرازيل ، هناك ما مجموعه 217 نباتات بمثل هذه المواصفات. ومع ذلك ، تعتبر محطات توليد الطاقة الكهرومائية من التركيبات التي الفاعلية é الأصغر ماذا او ما 1 ميغاواط. هناك حوالي 698 منشآت من هذا النوع في الأراضي الوطنية.
تتشكل توربينات توليد الطاقة الكهرومائية من خلال لفات ضخمة من الأسلاك والمغناطيسات القوية.
كيف تعمل المحطة الكهروحرارية
في محطات توليد الطاقةالكهروحرارية إنتاج الكهرباء عن طريق تسخين المياه وما يترتب على ذلك من حركة لشفرات المولدات في الغلايات ، حيث المنتجات عالية الاحتراق مثل الفحم المعدني, خشب, غاز طبيعي, زيت الديزل و اخرين. ومع ذلك ، هناك بعض أنواع محطات الطاقة الحرارية التي لا تحرق الوقود ، مثل محطات الطاقة الحرارية، والتي تركز ضوء الشمس على خزانات المياه الكبيرة باستخدام مجموعة من المرايا المقعرة.
نظرةأيضا:تعرف على المزيد حول كيفية عمل محطات الطاقة الشمسية
عندما يتبخر الماء ويبقى محصوراً في خزان ، يزداد ضغطه بشكل كبير بعد إطلاقه يتمتع بخار الماء بسرعة كافية لتحريك الشفرات الكبيرة للمولد ، وبالتالي إنتاج الطاقة كهربائي.
تستخدم محطات الطاقة الحرارية الشمسية ضوء الشمس لإنتاج تبخر المسطحات المائية الكبيرة وتشغيل توربينات المولدات.
محطات الطاقة الحرارية البرازيلية
النباتات الكهروحرارية شائعة جدًا في البرازيل بسبب تكلفتها المنخفضة. أكثر بقليل من 24% من كل الكهرباء المولدة في البرازيل تأتي من هذا النوع من النباتات. حتى عام 2019، البرازيل لديها عدد من 3008 محطات كهروحرارية قادرة على توليد حوالي 40.000 ميغاواط من القوة.
كيف تعمل المحطة النووية
ال محطة توليد الكهرباءنووي يستخدم الطاقة التي تنتجها انشطار الذرات في اليورانيوم لتسخين المسطحات المائية الكبيرة وتحريك توربينات المولدات ، تمامًا كما تفعل المحطات الكهروحرارية. ومع ذلك ، على عكس المحطات الكهروحرارية ، لا يمكن أن تكون المحطات النووية ببساطة أطفئ، لأن التفاعل النووي الذي ينتج طاقة هذه المحطات هو أ تفاعل تسلسلي لا يمكن إيقافه.
في الواقع ، ما يحدث هو أنه يتم بشكل دوري إدخال قضبان كبيرة مع أقراص من بعض العناصر الكيميائية ، قادرة على امتصاص عدد كبير من المواد الكيميائية. النيوترونات المنبعثة من الانشطار النووي داخلها المفاعلات. نتيجة لذلك ، هناك انخفاض حاد في كمية الطاقة المنبعثة كل ثانية.
تعتبر المداخن الكبيرة المميزة لمحطات الطاقة النووية جزءًا من نظام التبريد ولا تنبعث منها أي تلوث.
نظرةأكثر:تعرف على المزيد حول تشغيل محطات الطاقة النووية
محطات الطاقة النووية في البرازيل
لا يوجد سوى اثنين محطات الطاقة النووية العاملة في البرازيل والتي تنتج معًا حوالي 1,2% من جميع الكهرباء الوطنية ، وتوليد حوالي 2007 ميغاواط من القوة. يقع كلاهما في ولاية ريو دي جانيرو ، في انجرا دوس ريس. الوحدة الثالثة ، المعروفة باسم Angra-3 ، والتي هي قيد الإنشاء ، يجب أن يكون لها طاقة حوالي 1350 ميجاوات.
بي. رافائيل هيلربروك
