انواع نیروگاههایی كه در سطح جهان تولید برق میکنند
نیروگاه
انواع نیروگاههایی كه در سطح جهان به امر تولید برق اشتغال دارند عبارتند از:
1) نیروگاههای بخاری
2) نیروگاههای آبی
3) نیروگاههای گازی
4) نیروگاههای سیكل تركیبی
5) نیروگاههای اتمی
6) نیروگاههای خورشیدی
7) نیروگاههای بادی
8) نیروگاههای پمپ ذخیره ای
9) نیروگاههای جذر و مدی دریا
10) نیروگاههای زمین گرمایی ( ژئوترمال )
11) نیروگاههای موجی ( موج دریا )
12) نیروگاههای دیزلی
13) نیروگاههای مگینتوهیدرودینامیكMHD
14) نیروگاههای بیوماس
انواع نیروگاههایی كه در سطح جهان تولید برق میکنند.
که به چند نمونه به اختصار میپردازیم.
به طوری كه از نام این نیروگاهها بر می‌آید هریك ازآنها برای تولید برق، فن آوری ویژه ای دارند كه درجای خود توضیح خواهیم داد.
در حال حاضر انواع نیروگاههایی كه در كشور ما ایران دردست بهره برداری قراردارند عبارتند از: نیروگاههای آبی، گازی، دیزلی، بادی، خورشیدی، سیكل تركیبی و به زودی نوع اتمی آن نیز شروع به كارخواهد كرد.ولی قبل ازاینكه وارد بحث نیروگاهها، تولید، انتقال و توزیع برق شویم، بهتراست كمی درباره كاربردهای گوناگون انرژی ها و تبدیل آنها به انرژی برق و روشهای تولید آن سخن بگوییم.استفاده از انرژیهای خدادادی موجود درطبیعت، همیشه مورد نظربوده است. مطالعات گوناگونی برای تغییر شكل انرژی، به طوری كه به كارگیری آن ساده باشد، صورت گرفته است. حاصل این كوشش ها، انرژی الكتریكی است كه ازتبدیل سایر انرژی ها به دست می آید.امروزه یكی ازمهم ترین شكل های انرژی كه درتمام جهان مود استفاده قرار می گیرد ، انرژی برق است.
همان طور كه دركتاب های علوم خوانده ایم، انرژیها قابل تبدیل به یكدیگرند .مثلاً انرژی مكانیكی را می توان به انرژی الكتریكی تبدیل كرد. به همین ترتیب انرژی شیمیایی و حرارتی را و برعكس.
عوامل زیرسبب می شوند كه استفاده ازبرق ساده تر و راحت تر از سایر انرژیها باشد:
1 ) برق را می توان به سهولت از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال داد. به عنوان مثال توسط دو رشته سیم انرژی الكتریكی به خانه ما راه می یابد.
2 ) كاركردن با برق ساده تر است.
3 ) دستگاههای متعددی می توان ساخت كه با برق كار كنند.
4 ) درتبدیل انرژی الكتریكی به انرژیهای دیگرمواد زاید ایجاد نمی شودو…
انرژی الكتریكی كاربردهای گوناگونی دارد كه اهم آنها عبارتند از: مصارف صنعتی
تقریباً بیش از نصف برق تولیدی برای رفع احنیاجات صنعتی به كار می رود. موتورهای الكتریكی در اندازه های كوچك و بزرگ چرخ صنایع را به حركت درمی آورند. الكترومغناطیس های بزرگ در جرثقیل ها كار جابه‌جا كردن قطعات بزرگ فلزی را به عهده دارند. كاربرد دركشاورزی
اگر شما فرزند یك كشاورز باشید می توانید بسیاری از كاربردهای برق درمزارع را نام ببرید. می دانیم تا چندی قبل بسیاری از كارهای مزرعه توسط كشاورزان و خانواده های آنان با كمك حیواناتی مثل اسب انجام می شد. اینك چه تغییری پیدا شده است؟ مواد غذایی با بهای كمتری از نظرهزینه نیروی انسانی تهیه می شود، كشاورزان از وسایل زندگی بهتر استفاده می كنند و انرژی برق در كشاورزی به كار گرفته شده است.
برق ـ البته توع خاصی از آن ـ تراكتور كشاورز را راه می اندازد. باراو را حمل می كند.
آب را به مزارع و محل مسكونی می رساند. بادبزن های الكتریكی هوای گرم تابستان را خنك می كنند. برق، گرمابخش زمستان سرد است. مانع فاسد شدن مواد غذایی می شود. صنایع غذایی را گسترش می دهد. كاربرد در شهرها
شهرها معمولاً 10 درصد برق تولیدی را مصرف می كنند. فروشگاهها، خانه ها ، هتلها، مساجد، بیمارستانها، ادارات و دیگرمراكز شهری برق مصرف می كنند. درشهر سیستم هوای مطبوع، هوای ادارات، بیمارستانها، هتل ها و آپارتمان ها را درتابستان خنك و سالم نگه می دارد. یك بیمارستان خوب بدون داشتن دستگاههای برقی نظیر اشعة ایكس، آسانسورها، تخت های جراحی، دستگاههای استرلیزه كردن، لامپ های مخصوص و دیگر وسایل نمی تواند خدمت لازم را در اختیار بیماران قرار دهد.روشنایی اماكن و معابر در شب، كه نعمت بزرگی است فراموش نشود. كاربرد درحمل و نقل
حمل و نقل زمینی، دریایی، هوایی به صورت پیشرفته امروزی فقط با استفاده از نیروی برق مقدور است. ماشین های سواری، اتوبوس ها، لكوموتیوها، مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی برق استفاده می كنند. در خطوط كشتیرانی از پختن غذا گرفته تا تهویه هوای كشتی از برق استفاده می شود.هواپیما های مسافربری یا نظامی، روشنایی، گرما، تهویه، كنترل فشار وقدرت خود را توسط نیروی برق تأمین می كنند. كاربرد ارتباطاتی ( مخابرات )
تلگراف، تلفن، رادیو و برنامه های فضایی قدرت خود را از برق دریافت می كنند. بدون برق نفوذ به داخل فضا و شناخت نادیده های فضایی و ارتباط با كرات آسمانی امكان پذیر نیست.
امروزه كشورهای جهان توسط دستگاههای مخابراتی به هم وصل هستند. از ایستگاههای رادیویی مختلف می توان اخبار را شنید.فكر می كنیم همین مختصر توضیح دربارة اهمیت صنعت برق و شناخت آن كافی باشد و حال به سروقت روش های تولید برق می رویم و سپس به درون نیروگاه گاه برمی داریم.به طوری كه می دانیم، انرژی الكتریكی قابل دیدن نیست. با وجود این اطراف ما را پوشانیده است.
می توان گفت الكتریسیته همه جا هست. در حقیقت قسمتی از ساختمان تمام مواد طبیعی الكتریسیته است. تنها كاری كه باید انجام دهیم این است كه الكتریسیته را از درون مواد بیرون بیاوریم و به كارگیریم.همان طور كه گفتیم برق شكلی از انرژی است كه از تبدیل سایر انرژی ها به وجود می آید. دستگاهی را كه سایر انرژی ها را به انرژی برق تبدیل می كند، مولد می نامند.پیل، یك مول برق است. این مولد، انرژی شیمیایی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كند. درباره پیل ( باتری ) دركتاب های علوم به طور مفصل بحث شده است. پیل به دو صورت، پیل خشك و پیل تر موجود است. هریك از شما برای یك بار هم كه شده پیل را به كار برده اید. پیل خشك برای به كار انداختن وسایل بازی، رادیوها، چراغ قوه ها و ضبط صوت ها و گروه دیگری از وسایل الكتریكی مورد استفاده قرار می گیرند. پیل های مزبور در اندازه و شكل های مختلف ساخته می شوند. این پیل ها پس از مدتی برق آنها تمام می‌شود و دیگر نمی‌توان از آنها استقاده كرد.
یكی دیگر از انواع مولدهای شیمیایی، انباره یا باتری اتومبیل است كه آن را باتری تر نیز می نامند. از این باتری های تر امروزه علاوه بر اتومبیل، درمراكز صنعتی و از جمله در داخل نیروگاهها نیز برای موارد اضطراری استفاده می كنند. این باتری ها طوری طراحی شده اند كه می توانند در دفعات زیاد پر و خالی شوند.برقی كه به روشهای مختلف تولید می شود به نام برق جریان مستقیم یا برق D.C و برق جریان متناوب A.C نامگذاری شده است . برق D.C مانند یك خیابان یك طرفه است. الكترون ها مانند وسایل نقلیه فقط دریك جهت حركت دارند. برق A.C یا برق جریان متناوب در صنعت و مصارف خانگی مورد استفاده قرارمی گیرد.دستگاهی را كه برق A.C تولید می كند، مولد یا ژنراتور می نامند. برحسب اینكه انرژی لازم برای به حركت درآوردن مولد از چه منبعی دریافت شود، مولد را با آن نام می خوانندمانند نیروگاههایی كه قبلاً انواع آنها را نام برده ایم.
به عنوان مثال اگر برای گرداندن مولد، از انرژی حرارتی استفاده شود، مولد را توربوژنراتور حرارتی می گویند كه از جمله آنها توربوژنراتورهای بخاری است.طرز كار این نوع مولد به این ترتیب است كه ابتدا آب را به وسیله سوختی مانند زغال سنگ، گاز و مواد نفتی مانند مازوت به بخارتبدیل می كنند. بخارتولید شده پس از عبور از لوله های مخصوص با فشارزیاد به پره های توربین برخورد می كند و آن را به گردش درمی آورد. چون محور توربین و محور ژنراتور به هم متصلند، درنتیجه ژنراتور شروع به چرخیدن كرده و برق تولید می كند.مولد برقی كه به وسیلة موتور دیزلی به گردش درمی آید به نام دیزل ژنراتور نامیده می شود. به همین ترتیب می توان برای تولید برق از انرژی باد، خورشید، آب و همچنین از انرژی هسته ای استفاده كرد كه دراین باره، هنگام توضیح دربارة كار این نوع نیروگاهها مفصل تر صحبت خواهیم داشت.
یادمان نرود كه دینام دوچرخه هم یك ژنراتور كوچك برق است كه محور آن توسط انرژی پاهایمان هنگام ركاب زدن به حركت درمی آید و مقداری از انرژی ما به برق تبدیل می شود و ما می توانیم در روشنایی لامپ دوچرخه، به حركت خود در شب ادامه دهیم.
نیروگاه هایبخاری
در اين نوع نيروگاه ها که عموما داراي ظرفيت توليد برق بالايي ميباشند، ازسوخت مازوت و يا گاز طبيعي براي توليد بخار توسط بويلر جهت به حرکتدرآوردن پره هاي توربين و روتور ژنراتور استفاده شده و در نهايت موجبتوليد برق ميگردد. در اين نيروگاه ها از سيستم خنک کننده خشک و تر جهت خنککردن آب حاصل از چگالش بخار خروجي از توربين بخار استفاده ميگردد. اين نيروگاه ها معمولا به يکي از دو منظور ذيل مورد استفاده قرار مي گيرند:
1 ) نيروگاه هاي بخاري جهت توليد برق
2 ) نيروگاه هاي بخاري جهت مصارف صنعتي
درشبکه سراسري برق ايران حدود 65 % از برق توليدي توسط نيروگاه هاي بخارتأمين ميشود.
بزرگترين نيروگاه بخاري ايران نيروگاه رامين اهواز است.
نيروگاه هاي بخار به منظور تامين انرژي الکتريکي به سه نوع تبديل انرژي نياز دارند:
1 ) انرژي شيميايي موجود در سوخت هاي فسيلي به انرژي حرارتي تبديل مي شود وتوسط حرارت توليد شده آب مايع به بخار تبديل مي شود. اين کار در ديگ بخارانجام مي شود.
2 ) تبديل انرژي حرارتي بخار به انرژي مکانيکي، اين کار توسط توربين انجام مي شود.
3 ) تبديل انرژي مکانيکي به انرژي الکتريکي، اين کار توسط ژنراتور انجام مي شود.
در ديگ بخار با استفاده از حرارت منبع حرارتي، بخار مورد نياز تآمين ميشود. اين بخار با فشار و دماي بالا وارد توربين شده و توربين را به حرکت در مي آورد؛ بخار خروجي از توربين بايد به نحوي وارد سيکل نيروگاه شود که از آنجايي که امکان پمپ نمودن بخار وجود ندارد، بخار خروجي توربين ابتدا در سيستم خنک کننده تبديل به مايع شود و توسط پمپ آب مجدداً وارد سيکل نيروگاه شود.
اين نوع نيروگاهها ( توربين ها ) از نظر فشار بخار توليدي در بويلر و بخار مصرفي در توربين بدو دسته عمده تقسيم مي گردند .درتوربين هاي از نوع فشار ثابت (constant pressure) بويلر و توربين هيچ نوع انعطافي از خودنشان نمي دهند و لذا از اين نوع توربين ها ( نيروگاهها ) درجهت توليد بار پايه استفاده مي گردد.در توربين هاي از نوع فشارمتغير (sliding pressure ) مي توان بر روي بويلر و توربين ، تغييرات فشاررا اعمال نمود .
اين نوع مولدها معمولا جهت توليد بار مياني هفته بکار ميروند .قدرت قابل دسترسي اين نوع مولدها از چند مگا وات تا يک هزارمگاوات متغير است . هزينه سرمايه گذاري براي هر کيلو وات قدرت نصب شدهمتناسب با حجم تجهيزات کمکي و قدرت واحد و نوع آن از پانصد تا يک هزاردلار متغير است و مدت زمان اجراي آن معمولاٌ پنج سال طول مي کشد .ازآنجائي که در اين نوع نيروگاهها هزينه قدرت نصب شده به ازاي هر کيلو وات با افزايش قدرت واحد ، کاهش مي يابد ِ، از اين رو سير افزايش قدرت قابلساخت و نصب اين نوع واحدها از سرعت بيشتري برخوردار است .
لازم به توضيح است که راندمان اين نوع نيروگاهها تا 40 درصد هم مي رسد .روش توليد برق در اين نوع نيروگاهها به اين ترتيب است که سوخت فسيلي ) ذغالسنگ ،گاز، گازوئيل، مازوت ) بوسيله مشعل هاي خاصي ، به محفظه اي بنام کوره، پاشيده مي گردد و با اشتعال آن در مجاورت هوا که بوسيله فن هاي بزرگي تامين مي شود ، حرارت قابل توجهي در اين محفظه توليد مي گردد. حرارت حاصله، آب ( گرمي ) راکه با پمپ از داخل لوله هاي تعبيه شده در آن عبور ميکند پس از طي مراحلي به بخاري با درجه حرارت بالا و فشار زياد که دراصطلاح به آن بخار خشک مي گويند ، تبديل مي نمايد. بخار خشک حاصله پس ازخروج از کوره وارد توربين مي شود.
بخار وارده به توربين آن را به حرکت در مي آورد و ژنراتور را که با توربين هم محور و کوپله است به همراه آن به گردش در مي آيد و جريان برق توليد مي شود . بخار ورودي به توربين با از دست دادن بخش عمده اي از حرارت و فشار خود وارد محوطه اي بنام کندانسورمي شود .در کندانسور اين بخار به لحاظ تماس با سطح سرد ، تقطير مي شود وبه آب تبديل مي گردد .آب تقطير شده مجدداً از هيتر هاي متعددي عبور داده شده و گرم مي شود و در نهايت توسط پمپ مجدداً به درون کوره هدايت مي شود وسيکل خود را دوباره طي مي کند .
آب خنک کن ( آبي که جهت ايجاد سطوح سرد در کنداسور بکار مي رود ) که خود ضمن سرد کن بخار خروجي از توربين ، گرم شده است به برج خنک کن هدايت مي شود و پس از خنک شدن دوباره به مدار خودباز مي گردد.راندمان نيروگاههاي بخاري در حدود 40 درصد است . تقريبا 10 درصد انرژي در اگزوز و 50 درصد نيز از طريق کندانسور تلف مي شود . نیروگاه های آبی
اینگونه مولدها در مناطقی که دارای آب جاری فراوان باشند بکار گرفته می گردد. متناسب با میزان آب جاری رودخانه در طول سال و حداقل و حداکثر دبی آب رودخانه ، سدی بر روی رودخانه احداث می گردد و این سد توسط مجاری خاصی آب را از توربین عبور می دهد و محور آن را به گردش در می آورد .
این محور گردان به نوبه خود ژنراتوری را که با آن کوپله است به چرخش در می آورد و بدین ترتیب جریان الکتریسیته تولید می شود.ظرفیت قابل بهره برداری از نیروگاههای آبی علاوه بر عامل نگهداری صحیح ، تابعی از میزان دبی رودخانه می باشد که آنهم متاثر از میزان ریزش باران است . ارتفاع موثر نیز عامل غیر قابل انکاری در این زمینه به شمار می آید .
ظرفیت نیروگاههای آبی را سریعاٌ– که از چند دقیقه تجاوز نمی کند – می توان در اختیار شبکه قرار داد، در حالیکه این امر در مورد نیروگاههای حرارتی به مدت زمان بیشتری نیاز دارد .از این نیروگاهها با توجه به میزان قدرت و انرژی قابل تولید و لزوم یا عدم لزوم و چگونگی کنترل آب برای مصارف کشاورزی ، صنعتی و شهری ، به عنوان مولد یکی از بارهای پایه ، میانی و یا پیک استفاده می گردد.
هزینه احداث اینگونه نیروگاهها در حدود هزار تا هزار و پانصد دلار به ازاء هر کیلو وات قدرت نصب شده می باشد ، لیکن به لحاظ ناچیز بودن هزینه های بهره برداری و نگهداری و تعمیرات ، هزینه تولید هر کیلو وات ساعت انرژی در این نوع نیروگاهها نصف هزینه تولید همین مقدار انرژی در نیروگاههای بخاری است .( با احتساب کلیه هزینه های تولید همچون هزینه استهلاک ، سود ، سوخت ، دستمزد و تعمیرات و …)در اینجا شایسته است مقایسه ای اجمالی پیرامون نیروگاههای حرارتی و آبی صورت پذیرد:
1) نیروگاههای آبی به سوخت فسیلی یا هسته ای نیاز نداشته و از این رو با مشکل سوخت رسانی مواجه نمی باشند.
2) هر چند که هزینه سرمایه گذاری اولیه در اینگونه نیروگاهها از نیروگاههای حرارتی بیشتر است ، لیکن نیروگاههای آبی بواسطه ایجاد دریاچه پشت سد ، کنترل سیلاب ، فراهم آوردن فضای سبز . مکانی برای استراحت و انجام تفریحات آبی و غیره موارد استفاده دیگری نیز در بر خواهند داشت .
3) در یک ظرفیت مشخص ، زمان اجرای پروژه نیروگاه آبی معمولاً بیشتر از نیروگاههای بخاری می باشد . علت این امر طولانی بودن فاز مطالعات هیدرولوژیکی می باشد .
4) عمر مفید نیروگاههای آبی ، بخصوص بخش تاسیسات مربوط به سد ، بیش از نیروگاههای حرارتی است .
5) نگهداری و بکارگیری نیروگاههای آبی در مقایسه با نیروگاههای حرارتی به پرسنل کمتری نیاز دارد.
نیروگاه های گازی :
کاربرد روز افزون توربین های گازی در صنایع مختلف ، به خصوص در صنایع نفت و الکترونیک، از قبیل به حرکت در آوردن پمپ های بزرگ در داخل خطوط لوله نفت و گاز ، تامین انرژی مورد نیاز کارخانجات و مناطق خاص جدا از شبکه بسیار چشم گیر و قابل توجه است .همچنین در صنعت تولید نیروی برق شبکه های سراسری ، با عنوان واحدهایی قادرند سریعاٌ در مدار قرار گیرند بسیار مورد توجه هستند .این نوع مولدها با چند صد کیلووات تا دویست مگاوات به صورت سری سازی ساخته می شود.
قدرت و مدل این نوع مولدها و مولدهای دیزلی که متعاقبا، معرفی خواهند شد،تابعیت چندانی از خریدار ندارد بلکه کلیه انواع آن از قبیل طراحی شده و به صورت سری با قبول سفارش ساخت ، تا حد امکان در کارخانه سازنده به صورت کامل بر روی شاسی سوار و سپس برای نصب به محل احداث حمل می گردد.نصب این نوع مولدها پس از ورود به کارگاه بسیار سریع صورت می گیرد و سرعت راه اندازی آنها به لحاظ حداقل بودن تجهیزات کمکی بسیار زیاد است .از آنجایی که قدرت های قابل ساخت این مولدها گسترده می باشد ، لذا متناسب با گستردگی شبکه از آن در تامین گونه های مختلف نیاز شبکه استفاده می گردد، بدین معنی که در شبکه های کوچک و متوسط به عنوان تولید کننده بار پایه و در شبکه های بزرگ به عنوان تولید کننده بار میانی و بار پیک مورد استفاده قرار می گیرد.
لازم به توضیح است که در مجتمع های تولیدی بزرگ که قطع برق شبکه باعث به وجود آمدن خسارت های زیاد می شود ، از این نوع مولدها به عنوان تولید کننده برق اضطراری نیز ، استفاده می شود. نیروگاههایخورشیدی
خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است.
این کره نورانی را میتوان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.قطر خورشید ۶۱۰ × ۳۹/۱ کیلومتر است و از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن – کربن – نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.
زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدود از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.
جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژیهای باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد. کاربردهای نیروگاه خورشیدی
تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شود این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
* نیروگاههایی که گیرنده آنها آینه‌های سهموی ناودانی هستند
* نیروگاههایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود. (دریافت کننده مرکزی )
* نیروگاههایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد.
نیروگاه هایبادی
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.
با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
*قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژی های نو
*کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور
عدم آلودگی محیط زیست در کشورهای پیشرفته نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا،اسپانیا، انگلستان، و بسیاری کشورهای دیگر، توربینهای بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هایی نیز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه می باشد.
در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم می باشد.
مولدهای برق بادی می تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه های گازی و بخاری باشند. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بیش از 45 سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33%، در حدود 6500 مگاوات می باشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات می باشد.
در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.
از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد. توربینهای بادیکوچک
از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند. توربینهای بادیمتوسط
عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود. توربینهای بادیبزرگ ( مزارع بادی )
این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.
1) نیروگاه خشک:
این نیروگاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در 90 مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق ترین پروژه های تولید انرژی جایگزین محسوب می شود.
2 ) نیروگاه بخار حاصل از آب داغ:
این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود این بخار برای چرخاندن توربین به کار می رود چنین نیرگاه هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.
3 ) نیروگاه ترکیبی بخار و آب داغ:
در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد مایع دوم در نتیجه ی گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره های توربین را می چرخاند سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می گیرد آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می شود این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه ی کافی گرم نیستند که بخار با فشار تولید کنند، به کار می رود.
4 ) نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی:
در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.
5)نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری):
در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند. در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند.
از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.
