انواع نیروگاه ها
برق یکی از بخشهای مهم سیستم قدرت نیروگاه است.وظیفه انواع نیروگاهها تولید مناسب انرژی الکتریکی میباشد. نیروگاهها براساس محرک اولیه خود دسته بندی یا نامگذاری میشوند.
انواع نیروگاه ها به شرح زیرمیباشد:
۱) نیروگاه حرارتی
۲) نیروگاه آبی
۳) نیروگاه بادی
۴) نیروگاه خورشیدی
نیروگاه حرارتی نیزخود به چند دسته تقسیم میشود:
۱.۱) نیروگاه بخار
۱.۲) نیروگاه گازی
۱.۳) نیروگاه سیکل ترکیبی
۱.۴) نیروگاه هستهای
نیروگاه (آبی، بادی، خورشیدی) منابع انرژی تجدید پذیر میباشد.
نیروگاه بخار
قسمتهای مهم نیروگاه بخار عبارت است از:
- بویلر: باحرارت مشعلها آب مقطر را به بخارتبدیل میکند. از لولههای بسیارزیاد با دومخزن به نام درام تشکیل شدهاست.
- سوپرهیتر: بخار را به بخار خشک تبدیل میکند تا قطرات ریز بخار باعث خوردگی پرههای توربین نشود.
- مشعل: سوخت مشعل میتواند (گاز طبیعی یامایع ، زغال سنگ، ذغال چوب) وحتی زباله میتوان استفاده کرد.
- توربین: وظیفه آن تبدیل انرژی جنبشی بخار به حرکت دورانی و چرخاندن ژنراتور

از نظر عملکرد ژنراتور به دوقسمت تقسیم میشود:
۱) توربین ضربهای
۲) توربین عکس العملی (توربینهای بخار معمولا ازنوع عکس العملی هستند)
کندانسور: نقش منبع سرد را دراین سیکل دارد یعنی بخار خروجی توربین رامیعان نموده و دوباره به آب مقطر تبدیل میکند.
کندانسورها از 2 نوع ساخته میشود:
الف) کنداسور سطحی
ب) کندانسور فوارهای
- کندانسور سطحی: بخاربابرخورد در لولههای آب سرد میعان میشود آب کندانسور با آب سیکل از یک دیگر جداست
- کنداسور فوارهای: آب سرد به درون بخار به وسیله فوارههای پاشیده میشود وآن را میعان میکند آب کندانسور وآب سیکل یکی است
برج خنک کننده:
آب کندانسور پس میعان کردن بخارداغ میشود وباید خنک شود واین کارتوسط برج خنک کننده انجام میشود.
ویژگیهای نیروگاه بخار به شرح زیر میباشد:
- راندمان نیروگاه بخار نسبتا بالاست وحدود ۴۵% میباشد.
- هزینه احداث نسبتا بالا وهزینه جاری (سوخت) متوسط میباشد.
- زمان احداث این نیروگاه نسبتا زیاد است.
- عمر این نوع نیروگاه نسبتا طولانی است.
- آهنگ تغییر باراین نیروگاه متوسط است. (سرعت تغییرتوان تولیدی نیروگاه)
- ازنظر زیست محیطی نسبتا آلودگی زیادی دارد.

نیروگاه گازی
اساس کار توربین گازی شبیه به موتور هواپیمای جت است.
اجزای تشکیل دهنده نیروگاه گازی: فیلتر، کمپوسور، سوخت، محفظه سوخت، توربین و اگزوز میباشد.
ممکن است ژنراتور سمت توربین وصل شدهباشد یا سمت کمپرسور سوخت به توربینهای گاز معمولا گاز طبیعی یا گازوئیل است.
ویژگیهای نیروگاه گازی
- راندمان نیروگاه گازی نسبتا پایین است حدود ۳۰%_۲۵%.
- هزینه تاسیس متوسط، ولی هزینه جاری زیادی دارد.
- سوخت گرانتر و هزینه تعمیر ونگهداری آن بشتر است.
- زمان احداث نسبتا کوتاهی دارد.
- عمر آن نسبت به نیروگاه بخارکمتر است، چون توربین دردمای بالایی کار میکند.
- ازنظر زیست محیطی نسبتا آلودگی بالایی دارد، ولی نسبتا به نیروگاه بخار سوخت مازوت یا زغال سنگ دارند آلودگیاش کمتر است.

نیروگاه سیکل ترکیبی
برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی گازهای داغ خروجی از اگزوز توربین گاز میتوان این گازهای داغ را برای تولید بخار یک واحدبخار بکار برد به این مجموعه که ازترکیب نیروگاه گازی وبخاری تشکیل شده راسیکل ترکیبی گفته میشود.
اجزای تشکیل دهنده سیکل ترکیبی (دودکش، بویلر، واحد بخاری، اگزوز واحد گازی ۱ و اگزوز واحد ۲) تشکیل میدهد.
ویژگیهای نیروگاه سیکل ترکیبی
- راندمان این نیروگاه حدود ۵۵% است.
- هزینه تاسیس آن نسبتا زیاد است (بخاطر واحد بخاری) وهزینه جاری آن نسبتا زیاد است.
- زمان احداث نسبتا زیاد است.
- عمر آن نسبت به نیروگاه بخار کمتر است، چون توربین گازی دردمای بالایی کار میکند.
- نرخ یا آهنگ تغییر بار آن متوسط است.
- ازنظر زیست محیطی نسبتا آلودگی بالایی دارد، ولی نسبت به نیروگاه بخار که سوخت مازوت یا زغال سنگ دارند آلودگیاش کمتراست.

نیروگاه آبی
توان توربین آبی به فشار ورودی آب عبوری ازآن بستگی دارد یعنی به ارتفاع آب پشت سد به همین دلیل نوع توربین آبی باتوجه به ارتفاع سد انتخاب میشود به صورت زیر:
- برای سدهای باارتفاع کم (کمتر از ۱۰۰ متر) ازتوربینهای کاپلان استفاده میشود این توربین ازنوع عکس العملی میباشد ومحور آن میتواند عمودی یا افقی باشد.
- برای سدهای باارتفاع متوسط (حدود ۱۰۰ تا ۳۰۰ متر) ازتوربینهای فرانسیس استفاده میشود محور توربین فرانسیس عمودی وگردش آن افقی است.
نکته: درنیروگاههای ایران عمدتا از توربینهای فرانسیس استفاده میشود. - برای سدهای باارتفاع زیادبیش از ۳۰۰ متر از توربینهای پلتون استفاده میشود این توربین ازنوع ضربهای میباشد محور این توربین هم میتواند افقی باشد وهم عمودی.
نکته:توربینهای کاپلان تند گردهستن وسرعت چرخش آنها حتی بیشتراز ۱۰۰۰ دور بر دقیقه است و توربینهای پلتون آهسته گرد هستن وسرعت چرخش آنها کمتراز ۱۰۰ دور بردقیقه میباشد. - توربینهای بانکی برای سدها ونیروگاههای کوچک به کار میرود.
نکته: تنظیم توان نیروگاه باتنظیم دبی آب توربین با استفاده از پرههای هدایت کننده آب انجام میشود.
ویژگیهای نیروگاه آبی
- راندمان نیروگاه آبی بالا وبیش از ۸۰% است.
- هزینه احداث بسیار زیادی دارد، ولی هزینه جاری آن ناچیز است.
- عمر آن نسبتا طولانی است و بستگی به عمر سد آن دارد یعنی به میزان رسوب گذاری پشت سد بستگی دارد.
- آهنگ تغییر بار نیروگاه آبی بسیار سریع است به همین دلیل معمولا این نیروگاه به عنوان تنظیم کننده فرکانس شبکه بکار میرود (مانند نیروگاه سد دز).
- از نظرزیست محیطی آلودگی خاصی ندارد، ولی ممکن است ازنظر منابع آبی مشکلاتی را ایجاد کند.
- امکان احداث سد به موقعیت جغرافیای بستگی دارد.

نیروگاه هسته ای
نیروگاه هستهای نیز جزء نیروگاه حرارتی است بااین تفاوت که سوخت آن هستهای است.
جمع شدن پروتونها درون هسته اتم بیانگر وجود نیروی قویتر از نیروی الکترواستاتیک است که به آن نیروی هستهای گفته میشود.
واکنش هستهای به دوشکل میباشد:
- شکاف هستهای: در این واکنش با برخورد نوترون به هسته اتم سنگین هسته آن شکافته شده و به اتمهای سبکتر مانند باریم، کریپتون وتعدادی نوترون به انرژی تبدیل میشود.
- گداخت هستهای (هم جوشی):گداخت هستهای واکنش درون ستارگان وخورشید است که عناصر سبک به هم جوش خورده وعنصر سنگین ایجاد میشود وانرژی زیادی در این واکنش تولید میشود.
ایزوتوپ: در طبیعت بعضی از عناصر باوزن اتمیهای مختلف یافت میشوند که از نظر شیمیایی اختلافی باهم ندارند، ولی بخاطر تعداد نوترونهای نابرابر درهسته آنها جرمهای اتمی متفاوت دارند به هرکدام ازاین عناصر یک ایزوتوپ گفته میشود
آب سنگین: ترکیب اکسیژن با دوتریوم آب سنگین تولید میکند.
ویژگیهای نیروگاه هستهای:
- راکتور کوچک مقرون به صرفه نیست.
- هزینه اولیه آن بسیار زیاد وهزینه جاری بسیار کمی دارد.
- آهنگ تغییر بار آن بسیار کند بوده و بهتر است برای تامین بار پایه به کار رود.
- آلودگی جوی ندارد، ولی زبالههای هستهای یکی از مشکلات عمده کشورهای دارای این نوع نیروگاه است.
