انواع نیروگاه ها

یکی از بخش مهم سیستم قدرت نیروگاه است.وظیفه نیروگاه تولید مناسب انرژی الکتریکی می باشد. نیروگاه ها براساس محرک اولیه خود دسته بندی یا نامگذاری می شوند.
انواع نیروگاه ها به شرح زیرمی باشد
1) نیروگاه حرارتی
2) نیروگاه آبی
3)نیروگاه بادی
4)نیروگاه خورشیدی
نیروگاه حرارتی نیزخود به چند دسته تقسیم می شود
1.1)نیروگاه بخار
1.2)نیروگاه گازی
1.3)نیروگاه سیکل ترکیبی
1.4)نیروگاه هسته ای
نیروگاه (آبی _ بادی _ خورشیدی) منابع انرژی تجدید پذیر می باشد
درذیل به توضیح نیروگاه بخار می پردازیم:
قسمت های مهم نیروگاه بخار عبارت است از:
بویلر:باحرارت مشعل هاآب مقطررا به بخارتبدیل می کند.ازلوله های بسیارزیاد بادومخزن به نام درام تشکیل شده است.
سوپرهیتر:بخاررا به بخار خشک تبدیل می کند تاقطرات ریزبخار باعث خوردگی پره های توربین نشود.
مشعل :سوخت مشعل می تواند(گاز طبیعی یامایع _ ذغال سنگ _ ذغال چوب) وحتی زباله می توان استفاده کرد.
توربین:وظیفه آن تبدیلانرژی جنبشی بخار به حرکت دورانی وچرخاندن ژنراتور
از نظر عملکرد ژنراتور به دوقسمت تقسیم می شود
1)توربین ضربه ای
2)توربین عکس العملی (توربین های بخارمعمولا ازنوع عکس العملی هستند )
کندانسور: نقش منبع سرد را دراین سیکل دارد یعنی بخا خروجی توربین رامیعان نموده و دوباره به آب مقطر تبدیل می کند .
کندانسور ها از نوع ساخته می شود
الف)کنداسور سطحی
ب)کندانسور فواره ای
_کندانسور سطحی: بخاربابرخورد در لوله های آب سرد میعان می شود آب کندانسور با آب سیکل از یک دیگر جداست
_کنداسور فواره ای :آب سرد به درون بخار به وسیله فواره های پاشیده می شود وآن را میعان می کند آب کندانسور وآب سیکل یکی است
_ برج خنک کننده : آب کندانسور پس میعان کردن بخارداغ می شود وباید خنک شود واین کارتوسط برج خنک کننده انجام می شود
برج خنک کننده به دو دسته تقسیم می شود:
الف)برج تر:باریزش آب ازارتفاع به تور طبیعی خنک می شود وکاربرد آن درمناطق پرآب به کار می رود.مانند نیروگاه نکا_ نیروگاه زرکان اهواز
ویژگی های نیروگاه بخار به شرح زیر می باشد:
1_ راندمان نیروگاه بخار نسبتا بالاست وحدود 45% می باشد
2_هزینه احداث نسبتا بالا وهزینه جاری (سوخت) متوسط می باشد
3_زمان احداث این نیروگاه نسبتا زیاد است
4_عمر این نوع نیوگاه نسبتا طولانی است
5_آهنگ تغییر باراین نیروگاه متوسط است(سرعت تغییرتوان تولیدی نیروگاه)
6_ازنظر زیست محیطی نسبتا آتودکی زیادی دارد

نیروگاه گازی
اساس کار توربین گازی شبیه به موتورهواپیمای جت است
اجزای تشکیل دهنده نیروگاه گازی: فیلتر _ کمپوسور _ سوخت _ محفظه سوخت _ توربین و اگزوز  می باشد
ممکن است ژنراتور سمت توربین کوبل شده باشد یا سمت کمپرسور سوخت به توربین های گاز معمولا گاز طبیعی یا گازوئیل است

ویژگی های نیروگاه گازی
1_ راندمان نیروگاه گازی نسبتا پایین است حدود 30%_25%
2_هزینه تاسیس متوسط ولی هزینه جاری زیادی دارد
3_سوخت گران تر و هزینه تعمر ونگهداری آن بشتر است
4_زمان احداث نسبتا کوتاهی دارد
5_عمر آن نسبت به نیروگاه بخارکمتر است چون توربین دردمای بالایی کار می کند
6_ازنظر زیست محیطی نسبتا آلودگی بالایی دارد ولی نسبتا به نیروگاه بخار سوخت مازوت یاذغال سنگ دارند آلودگی اش کمتر است

نیروگاه سیکل ترکیبی :
برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی گازهای داغ خروجی ازاگزوز توربین گاز می توان این گازهای داغ رابرای تولید بخار یک واحدبخار بکار برد به این مجموعه که ازترکیب نیروگاه گازی وبخاری تشکیل شده راسیکل ترکیبی گفته می شود
اجزای تشکیل دهنده سیکل ترکیبی (دودکش _ بویلر _ واحد بخاری _ اگزوز واحد گازی 1 واگزوز واحد2 ) تشکیل می دهد
ویژگی های نیروگاه سیکل ترکیبی
1) راندمان این نیروگاه حدود 55% است
2) هزینه تاسیس آن نسبتا زیاد است (بخاطر واحد بخاری)وهزینه جاری آن نسبتا زیاد است
3) زمان احداث نسبتا زیاد است
4) عمرآن نسبت به نیروگاه بخارکمتراست چون توربین گازی دردمای بالایی کار میکند
5) نرخ یاآهنگ تغییربارآن متوسط است
6)ازنظر زیست محیطی نسبتا آلودگی بالایی دارد ولی نسبت به نیروگاه بخار که سوخت مازوت یاذغال سنگ دارند آلودگی اش کمتراست
نیروگاه آبی
توان توربین آبی به فشار  ورودی آب عبوری ازآن بستگی دارد یعنی به ارتفاع آب پشت سدبه همین دلیل نوع توربین آبی باتوجه به ارتفاع سد انتخاب می شود به صورت زیر
1)برای سد های باارتفاع کم(کمتر از 100 متر) ازتوربین های کاپلان استفاده می شود این توربین ازنوع عکس العملی می باشد ومحور آن می تواند عمودی یا افقی باشد
2) برای سدهای باارتفاع متوسط (حدود 100تا 300 متر)ازتوربین های فرانسیس استفاده می شود محور توربین فرانسیس عمودی وگردش آن افقی است
نکته: درنیوگاه های ایران عمدتا ازتوربین های فرانسیس استفاده می شود
3)برای سدهای باارتفاع زیادبیش از 300 متر از توربین های پلتون استفاده می شود این توربین ازنوع ضربه ای می باشد محور این توربین هم می تواند افقی باشد وهم عمودی
نکته :توربین های کاپلان تند گردهستن وسرعت چرخش آن ها حتی بیشتراز 1000 دور بر دقیقه است و توربین های پلتون آهسته گرد هستن وسرعت چرخش  آن ها کمتراز100 دور بردقیقه می باشد
4)توربین های بانکی برای سدها ونیروگاه های کوچک به کار می رود
نکته: تنظیم توان نیروگاه باتنظیم دبی آب توربین با استفاده از پره های هدایت کننده آب انجام می شود

ویژگی های نیروگاه آبی
1_راندمان نیروگاه آبی بالا وبیش از 80% است
2_هزینه احداث بسیار زیادی دارد ولی هزینه جاری آن ناچیز است
3_عمر آن نسبتا طولانی استوبستگی به عمر سد آن دارد یعنی به میزانرسوب گذاری پشت سد بستگی دارد
4_آهنگ تغییر بار نیروگاه آبی بسیا سریع است به همین دلیل معمولا این نیروگاه به عنوان تنظیم کننده فرکانس شبکه بکار می رود  (مانند نیروگاه سد دز)
5_ از نظرزیست محیطی آلودگی خاصی ندارد ولی ممکن است ازنظر منابع آبی مشکلاتی را ایجاد کند
6_امکان احداث سدبه موقعیت جغرافیای بستگی دارد

نیروگاه هسته ای
نیروگاه هسته ای نیز جزء نیروگاه حرارتی است بااین تنفاوت که سوخت ان هسته ای است
جمع شدن پروتونها درون هسته اتم بیانگر وجود نیروی قویتر از نیروی الکترواستاتیک است که به آن نیروی هسته ای گفته می شود
واکنش هسته ای به دوشکل می باشد
1_شکاف هسته ای: در این واکنش با برخورد نوترون به هسته اتم سنگین هسته آن شکافته شده و به اتم های سبکتر مانند باریم,کریپتون وتعدادی نوترون به انرژی تبدیل می شود
2_گداخت هسته ای (هم جوشی) :گداخت هسته ای واکنش دون ستارگان وخورشید است که عناصر سبک به هم جوش خورده وعنصر سنگین ایجاد می شود وانرژی زیادی در این واکنش تولید می شود
ایزوتوپ:در طبیعت بعضی از عناصر باوزن  اتممی های مختلف یافت می شوند که از نظر شیمیایی اختلافی باهم ندارند ولی بخاطر تعداد نوترونهای نابرابر درهسته آنها جرم های اتمی متفاوت دارند به هرکدام ازاین عناصر یک ایزوتوپ گفته می شود
آب سنگین :ترکیب اکسیژن بادوتریم آب سنگین تولید می کند
ویژگی های نیروگاه هسته ای
1) راکتور کوچک مقرون به صرفه نیست
2) هزینه اولیه آن بسیار زیاد وهزینه جاری بسیار کمی دارد
3) آهنگ تغییر بارآن بسیار کند بوده وبهتر است برای تامین بار پایه به کار رود
4) آلودگی جوی ندارد ولی زباله های هسته ای یکی از مشکلات عمده کشورهای دارای این نوع نیروگاه است
این مطلب توسط سایت تخصصی برق تهیه شده وهرگونه کپی برداری بدون ذکر لینک ونام منبع غیر مجاز می باشد