צמחיםחשמלי הם מתקנים תעשייתיים המיועדים לייצור חַשְׁמַל. תחנות כוח משתמשות בגנרטורים המסוגלים להמיר את אנרגיה מכנית מכוח מניע חיצוני כלשהו לאנרגיה חשמלית.
אתה גנרטורים קיימות בתחנות כוח הן מכונות המסוגלות להסתובב במהירות גבוהה. בפנים, יש גדולים מגנטים הוא סְלִילִי (סלילה של חוטים עם מספר גדול של סיבובים). כשיש תְנוּעָהקרוב משפחה בין השדה המגנטי של המגנטים לסליל, א זרם חשמלי. זרם חשמלי זה נאסף ואז מופץ לתעשיות, אזורים כפריים ובתים, באמצעות חוטי מוליכים במתח גבוה.
המונח תחנות כוח מכסה את כל סוגי תחנות הכוח המייצרות חשמל, כגון תחנות כוח מפעלים הידרואלקטריים, תרמו-חשמל, סוֹלָרִי, רוּחַ, גַרעִינִי, בין היתר.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
כיצד פועלות תחנות כוח?
למרות שישנם סוגים שונים של תחנות כוח, כמעט כולם מייצרים חשמל על פי אותו עיקרון פיזיקלי: השראות אלקטרומגנטית, מוכר גם בשם חוק פאראדיי-לנץ.
חוק זה קובע כי בכל פעם שיש שינוי ב זְרִימָהבשדהמַגנֶטִי, זרם חשמלי מושרה חייב להתעורר כדי לפצות על וריאציה זו. מבחינה מעשית, תנועת הסיבוב של סליל המוקף במגנטים חזקים גורמת לשטף השדה המגנטי להשתנות לאורך זמן, ובכך זורם זרם חשמלי גדול דרך הסליל. כל תחנות הכוח שהופכות תנועה לחשמל עובדות על פי עיקרון זה.
אחת מתחנות הכוח המעטות המייצרות אנרגיה באמצעות תופעה פיזיקלית, למעט אינדוקציה אלקטרומגנטית, היא תחנת הכוח הסולארית של פוטו וולטאי. בסוג זה של צמח, האנרגיה של גלים אלקטרומגנטיים הנפלט על ידי השמש מומר ישירות לזרם חשמלי על ידי מספר גדול של לוחות סולאריים.
תראהגַם: הבן כיצד מתרחש האפקט הפוטואלקטרי
תחנות כוח בברזיל
בברזיל מספר סוגים של מפעלים המתמקדים בייצור חשמל. ביניהם, הצמח הידרואלקטרית הוא ללא ספק הכי הרבה פופולרי, בגלל הפוטנציאל ההידראולי העצום של המדינה. סוג זה של צמח מופעל על ידי תנועת מים נופלים של נהרות מסותרים. ואז מגיעים הצמחים תרמו-חשמל, שאת האנרגיה שלו מספקת ה- צריבה של גז טבעיאוֹ פחם מינרלי; ולבסוף הצמחים גַרעִינִי, שמייצרים אנרגיה חשמלית מהחום שמשחרר ביקוע של אטומים כבדים, כמו אורניום.
סוגי תחנות כוח
על פי סוג מטריצת האנרגיה, שממנה מפיק תחנת כוח את האנרגיה שלה, ניתן לאפיין את האחרונים בסוגים שונים. בדוק כמה מסוגי האנרגיה החשובים ביותר והגדרתם, וכן את השמות שניתנו למפעלים המנצלים אותם, על מנת להשיג חשמל:
אנרגיה הידראולית: היא האנרגיה הפוטנציאלית של כוח המשיכה הכלולה במאסות מים בעלות גובה, או חוסר אחידות. במהלך מפל אנרגיה זו מומרת לאנרגיה קינטית, המניעה את מחוללי הצמחים. סוג זה של אנרגיה מנוצל על ידי הצמחים מפעלים הידרואלקטריים ו גלי גאות.
אנרגיית תרמית: קשור ישירות לטמפרטורה של מערכת. ככל שהטמפרטורה של מערכת גבוהה יותר, כך כוחה בה המולקולות שלה מגיעות לגבולות המקיפים אותה. לפיכך, צורת אנרגיה זו מאפשרת להזיז טורבינות מייצרות גדולות באמצעות אדי מים, למשל. הצמחים תרמו-חשמל ו גיאותרמית לעשות שימוש בסוג זה של אנרגיה דרך שריפת פחם ולשימוש ב- סילוני קיטור הנפלטים על ידי גייזר, בהתאמה.
אנרגיה סולארית: בא מ קרינה אלקטרומגנטית הונפק על ידי שמש. ניתן להשתמש באנרגיה זו כדי לייצר עלייה גדולה בטמפרטורת המים על מנת לאדות אותה ולהניע טורבינות גדולות. שימוש נוסף באנרגיה סולארית הוא להמיר אותה ישירות לאנרגיה חשמלית באמצעות פאנלים סולאריים, באמצעות תופעה הנקראת אפקט פוטואלקטרי. הצמחים המשתמשים באנרגיה מסוג זה הם צמחי השמש מהסוגים תרמוסולרי ו פוטו וולטאי.
אנרגיית רוח: הוא השם שניתן ל- אנרגיה קינטיתשל הרוחות. סוג זה של אנרגיה מייצר סיבוב טחנות, תנועת ספינות וכו '. הצמחים המשתמשים ישירות בסוג זה של אנרגיה, באמצעות גלגלים גדולים, הם הצמחים רוּחַ.
אנרגיה גרעינית: מתקבל באמצעות ביקוע גרעיני ב אטומים כבדים ו לֹא יַצִיב, כמו אורניום. במהלך ביקוע גרעיני, חלק ממסת האטומים מומרת לכמות אנרגיה עצומה, אנרגיה זו היא משמש לחימום מים שמתאדים בלחצים גבוהים וכאשר הם משוחררים מייצרים טורבינות מסתובבות גנרטורים.
צמחי שמש, כמו זה שבתצלום, הם אחד היישומים הטכנולוגיים של האפקט הפוטואלקטרי.
קרא גם: כיצד פועלות תחנות כוח סולאריות
איך עובד המפעל ההידרואלקטרי
המפעלים ההידרואלקטיים פועלים דרך הַדחָקָה על אחד נפח גדול ב מים. ככלל, עומק הנהרות המסולרים יכול להגיע למאות מטרים. אמצעי כזה גורם למים לרכוש גדול אנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה. בעת פתיחת שערי הצפה של צמחים אלה, המים רוכשים אנרגיה קינטית במהירות, ומעברו, דרך הטורבינות המייצרות, מייצר חַשְׁמַל.
1 - מאגר
2 סכר
3 טורבינה
4 גנרטור
5 שנאי
6 - הפצה
הזרם החשמלי המופק על ידי גנרטורים של מפעלים הידרואלקטריים נקרא זרם חליפין, מכיוון שמשמעותו מתהפכת במהירות, לעיתים קרובות 60 הרץ. בזמן ייצורו, זרם חשמלי זה הוא בעל עוצמה גבוהה מאוד, ולכן, על מנת למנוע הפסדים גדולים של האנרגיה המיוצרת, הוא מכוון למערכת של רוֹבּוֹטרִיקִים מה שמוריד אותו לעוצמות נמוכות יותר, ומפחית הפסדים הנובעים מה- אפקט ג'ול. לכן, לזרם חשמלי זה פוטנציאל החשמל שלו גדל לערכי מתח גבוה.
תראהגַם:גלה את 10 המפעלים ההידרואלקטריים הגדולים בעולם
תחנות כוח הידרואלקטריות בברזיל
ברזיל היא המדינה השלישית עם פוטנציאל המים הגדול ביותר בעולם. המפעלים ההידרואלקטריים תואמים ליותר מ 60% מכל החשמל שנוצר בשטח ברזיל. זהו סוג הצמחים הנפוץ ביותר במדינה, בשל שפע הנהרות עם פוטנציאל הידראולי רב.
בדוק את רשימת המפעלים ההידרואלקטריים הגדולים ביותר בברזיל, ואחריהם ייצור האנרגיה שלהם, ב- MW (megaWats):
מפעל הידרואלקטרי איטאיפו - 14000 מגה וואט
מפעל הידרו-אלקטרי של בלו מונטה - 11233 מגה וואט
המפעל ההידרואלקטרי של סאו לואיז דו טאפאיס - 8381 מגה וואט
תחנת כוח הידרואלקטרית Tucuruí - 8370 מגה וואט
על פי הסוכנות הלאומית לאנרגיה חשמלית (צלופח), מתקנים הידרואלקטריים הם אותם מתקנים לייצור אנרגיה המסוגלים לייצר כוחות עליונים ה 1 מגה וואט. בברזיל יש בסך הכל 217 צמחים עם מפרט כזה. עם זאת, מפעלי ייצור הידרואלקטריים נחשבים למתקנים שלהם פּוֹטֵנצִיָה é קטן יותר מה 1 מגה וואט. יש בערך 698 מתקנים מסוג זה בשטח לאומי.
הטורבינות המייצרות תחנות כוח הידרואלקטריות נוצרות על ידי פיתולי ענק של חוטים ומגנטים חזקים.
איך עובד המפעל התרמו-אלקטרי
בְּ תחנות כוחתרמו-חשמל לייצר חשמל על ידי חימום מים וכתוצאה מכך להבי גנרטור בדודים, שם מוצרים דליקים מאוד כגון פחם מינרלי, עץ, גז טבעי, דלק דיזל ואחרים. ישנם, עם זאת, סוגים מסוימים של תחנות כוח תרמו-חשמל שאינן שורפות דלק, כגון תחנות כוח תרמוסולרי, שממקדים את אור השמש במאגרי מים גדולים באמצעות סט מראות קעורות.
תראהגַם:למידע נוסף על אופן הפעולה של תחנות כוח סולאריות
כאשר מים מתאדים ונותרים מרותקים במאגר, הלחץ שלהם עולה מאוד לאחר שחרורם לאדי מים יש מספיק מהירות כדי להזיז את הלהבים הגדולים של הגנרטור, וכך לייצר אנרגיה חשמלי.
תחנות כוח תרמיות סולאריות משתמשות באור שמש כדי לייצר אידוי של גופי מים גדולים ולהניע טורבינות גנרטור.
תחנות כוח תרמו-חשמל בברזיל
מפעלים תרמואלקטריים שכיחים מאוד בברזיל בשל עלותם הנמוכה. קצת יותר מ 24% מכל האנרגיה החשמלית שנוצרת בברזיל מגיעה מסוג זה של צמח. עד שנת 2019, בברזיל יש מספר 3008 צמחים תרמו-חשמליים, המסוגלים לייצר בערך 40,000 מגה וואט של כוח.
איך עובד תחנת הגרעין
ה תחנת כוחגַרעִינִי משתמשת באנרגיה שמייצרת ביקוע אטומים ב אוּרָנִיוּם לחמם גופי מים גדולים ולהעביר טורבינות גנרטורים, בדיוק כמו שעושים מפעלים תרמו-חשמליים. עם זאת, בניגוד למפעלים תרמו-חשמליים, מפעלי גרעין אינם יכולים להיות פשוט כבוי, מכיוון שהתגובה הגרעינית המייצרת את האנרגיה של מפעלים אלה היא א תגובת שרשרת שאי אפשר לעצור.
למעשה, מה שקורה הוא שמדי פעם מוחדרים פסים גדולים עם טבליות של כמה יסודות כימיים המסוגלים לספוג את המספר הגדול של נויטרונים הנפלטים על ידי ביקוע גרעיני בתוכם כורים. כתוצאה מכך ישנה ירידה דרסטית בכמות האנרגיה המשתחררת בכל שנייה.
הארובות הגדולות האופייניות לתחנות כוח גרעיניות הן חלק ממערכת הקירור שלהן ואינן פולטות זיהום.
תראהיותר:למידע נוסף על הפעלת תחנות כוח גרעיניות
תחנות כוח גרעיניות בברזיל
יש רק שתיים תחנות כוח גרעיניות הפועלות בברזיל המייצרות יחד בערך 1,2% מכל החשמל הלאומי, המייצר בערך 2007 MW של כוח. שניהם ממוקמים במדינת ריו דה ז'ניירו, ב אנגרה דוס רייז. יחידה שלישית, המכונה אנגרה -3, שנמצאת בבנייה, אמורה להיות בעלת הספק של כ- 1350 מגוואט.
על ידי רפאל הלרברוק
