Điện năng là một sản phẩm được sản xuất được sản xuất ra từ các nhà máy điện. Hiện nay các nhà máy điện lớn đều phát ra năng lượng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà máy phát năng lượng dòng điện một chiều. Trong công nghiệp muốn dùng năng lượng dòng điện một chiều thì người ta dùng chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Nguyên lý chung để sản xuất ra điện ở các nhà máy điện là từ một dạng năng lượng sơ cấp nào đó muốn chuyển thành điện năng đều phải biến đổi qua một cấp trung gian là cơ năng làm quay máy phát điện để phát ra điện năng. Nguồn năng lượng thường dùng trong đa số các nhà máy điện hiện nay vẫn là năng lượng các chất đốt và năng lượng nước. Từ năm 1954, ở một số nước tiên tiến đã bắt đầu xây dựng một số nhà máy điện dùng năng lượng nguyên tử.
Nhà máy thủy điện
Nhà máy thủy điện dùng năng lượng của dòng nước để sản xuất ra điện năng. Động cơ sơ cấp để quay máy phát thủy điện là các tuabin nước trục ngang hay trục đứng.
Nguyên lý hoạt động
Nước từ đập xả, xả qua đường ống làm quay tuabin được gắn đồng trục với rotor dây quấn máy phát đồng bộ tạo ra điện theo nguyên lý cảm ứng điện từ.
Phân loại
Nhà máy thủy điện trục đứng:
- Độ cao cột nước thấp.
- Lưu lượng nước nhiều.
Nhà máy thủy điện trục ngang:
Ưu điểm
- Không tốn nhiên liệu ⇒ chi phí thấp.
- Phụ tải địa phương thường khá nhỏ.
- Thời gian phát điện hay khả năng điều chỉnh công suất nhanh.
- Hiệu suất cao.
- Vận hành đơn giản ⇒ đảm bảo khả năng tự động hóa cao.
- Lượng điện tự dùng nhỏ.
Nhược điểm
- Chi phí truyền tải lớn do xa trung tâm phụ tải.
- Thời gian xây dựng lâu và tốn nhiều chi phí.
- Gây mất cân bằng hệ sinh thái ⇒ ô nhiễm môi trường.
Nhà máy nhiệt điện
Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt, trong đó than đá được sử dụng rộng rãi nhất.
Nguyên lý hoạt động
Vận chuyển nguyên liệu đến buồng đốt, đun nóng nước tạo ra khí có áp suất lớn xả qua tuabin làm quay rotor máy phát.
Phân loại
- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: Hơi sau khi đi qua tuabin sẽ được ngưng tụ thành nước rồi cho lại vào bồn nun tiếp.
- Nhà máy nhiệt điện rút hơi: Hơi sau khi đi qua tuabin sẽ được đưa ra bên ngoài sử dụng sinh hoạt mà không ngưng tụ lại thành nước.
Ưu điểm
- Có thể xây dựng gần khu công nghiệp.
- Thời gian xây dựng ngắn.
- Có thể sử dụng nguyên liệu rẻ tiền.
Nhược điểm
- Giá thành điện năng cao.
- Ô nhiễm môi trường.
- Thời gian khởi động chậm.
- Hiệu suất thấp.
Về cơ bản, điện được sản xuất khi năng lượng cơ học được khai thác và sử dụng để quay tuabin.
Năng lượng cơ học để quay tuabin có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm: nguồn nước, nguồn gió, nguồn nhiệt được tạo ra bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch [ví dụ như: than đá,…] hoặc bởi phản ứng hạt nhân.
Quy trình phát điện cho người tiêu dùng:
– Sản xuất điện
– Truyền tải [di chuyển điện qua các đường dây cao thế từ các nhà máy phát điện đến cộng đồng].
– Phân phối [cung cấp điện cho khách hàng cá nhân].
2. Con người sản xuất điện như thế nào?
Có rất nhiều cách để tạo ra điện, tùy từng vị trí địa lý, khí hậu, khoáng sản,… mà con người có nhiều cách sản xuất điện khác nhau:
2.1. Sản xuất điện từ nước [Thủy điện]:
Hệ thống thủy điệnNăng lượng thủy điện [còn được gọi là thủy điện], là một dạng năng lượng khai thác sức mạnh của nước trong chuyển động, chẳng hạn như nước chảy qua thác để tạo ra điện. Người ta đã sử dụng năng lượng thủy điện trong nhiều thiên niên kỷ. Hơn hai nghìn năm trước, người dân ở Hy Lạp đã sử dụng dòng nước chảy qua bánh xe nước của họ để nghiền bột mì.
Thủy điện sử dụng sức mạnh dòng chảy của nước để tạo ra điện. Đây là một nguồn tài nguyên sạch và có thể tái tạo được. Do khả năng lưu trữ và hoạt động linh hoạt nên có thể phụ thuộc và sản xuất điện năng từ thủy điện liên tục.
Năng lượng thủy điện là nguồn điện tái tạo được sử dụng phổ biến nhất. Trung Quốc là nhà sản xuất thủy điện lớn nhất. Các nhà sản xuất thủy điện hàng đầu khác trên khắp thế giới bao gồm Hoa Kỳ, Brazil, Canada, Ấn Độ và Nga. Khoảng 71% tổng số điện tái tạo được tạo ra trên Trái đất là từ thủy điện.
Đập Tam Hiệp ở Trung Quốc, giữ lại sông Dương Tử, là đập thủy điện lớn nhất thế giới, về sản xuất điện. Con đập dài 2.335 mét [7.660 feet] và cao 185 mét [607 feet], và có đủ máy phát điện để sản xuất 22.500 megawatt điện.
Đập thủy điện cản dòng nướcMột đập thủy điện làm chậm dòng chảy của một dòng sông ở Slovenia tạo ra năng lượng cho người dân địa phương.
2.2. Sản xuất điện nguyên tử [Năng lượng hạt nhân]:
Năng lượng hạt nhânNăng lượng hạt nhân đến từ quá trình phân hạch hạt nhân tạo ra nhiệt, được sử dụng để tạo ra hơi nước làm quay các tuabin để tạo ra điện.
2.3. Sản xuất điện từ than [Nhiệt điện]:
Sản xuất điện từ than đáThan là một nguồn năng lượng dồi dào và rẻ tiền với một lịch sử lâu dài. Nó cung cấp 40% điện năng của thế giới.
2.4. Sản xuất điện từ khí tự nhiên:
Sản xuất điện từ khí tự nhiênKhí tự nhiên, nhiên liệu hóa thạch được tìm thấy trong các hồ chứa dưới lòng đất, thải ra khoảng một nửa lượng khí thải carbon của than khi được sử dụng để sản xuất điện.
2.5. Sản xuất điện sinh khối [Năng lượng sinh khối]:
Sản xuất điện sinh khốiĐốt các vật liệu hữu cơ tạo ra hơi nước áp suất cao điều khiển một máy phát tua bin để tạo ra điện. Hơi nước được chiết xuất từ nhà máy điện cũng có thể được đưa vào sử dụng.
2.6. Sản xuất điện từ gió [Năng lượng gió]:
Sản xuất điện từ gió [năng lượng gió]Tua bin thu được động năng từ gió và chuyển đổi thành điện năng. Lượng năng lượng được xác định bởi tốc độ của gió.
Gió là một nguồn năng lượng tái tạo có tác động tương đối ít đến khu vực xung quanh, ngoài những lo ngại về thẩm mỹ và tiếng ồn. Phát triển thành công công nghệ lưu trữ năng lượng sẽ có tác động đáng kể đến khả năng kết hợp các nguồn cung cấp điện không liên tục như điện gió của chúng tôi.
2.7. Sản xuất điện từ dầu:
Sản xuất điện từ dầu [Năng lượng dầu]2.8. Sản xuất điện đồng phát [Đồng phát nhiệt điện]:
Đồng phát là khi nhiệt thải từ phát điện được thu hồi và sử dụng cho các ứng dụng, chẳng hạn như sưởi ấm không gian và làm mát, sưởi ấm nước và nhiệt quá trình công nghiệp.
2.9. Sản xuất điện mặt trời [Năng lượng mặt trời – Quang điện]:
Sản xuất điện mặt trời [Năng lượng mặt trời]Hai công nghệ khai thác năng lượng mặt trời. Quang điện mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện trực tiếp sử dụng chất bán dẫn, trong khi nhiệt mặt trời sử dụng nhiệt của mặt trời.
2.10. Sản xuất điện từ thủy triều [Năng lượng thủy triều]:
Sản xuất điện thủy triều [Năng lượng thủy triều]Năng lượng thủy triều được tạo ra khi thủy triều xoay tua bin ngập nước. Năng lượng kết quả được chuyển đổi thành điện. Tua bin thủy triều kết nối lưới đầu tiên của Bắc Mỹ là ở Nova Scotia.
2.11. Sản xuất điện địa nhiệt [Năng lượng địa nhiệt]:
Sản xuất điện địa nhiệt [Năng lượng địa nhiệt]Năng lượng địa nhiệt sử dụng nhiệt bên trong của vỏ Trái đất để sản xuất điện. Sản xuất địa nhiệt tập trung ở các khu vực có hoạt động núi lửa và kiến tạo.
3. Chọn nguồn sản xuất điện phù hợp
Điện được tạo ra bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các nguồn lực để sản xuất năng lượng như: khí hậu, địa hình,…
Ví dụ:
– Việt Nam có rất nhiều sông phù hợp để sản xuất thủy điện
– Phía đông và phía tây được bao bọc bởi biển Đông phù hợp cho sản xuất năng lượng thủy triều
– Việt Nam có sản lượng dầu khí khá cao phù hợp cho nhiệt điện
4. Kinh tế và môi trường
Hệ thống điện của Canada đã tương đối sạch và ít carbon. Tỷ lệ năng lượng tái tạo trong hỗn hợp điện dự kiến sẽ tăng lên 12% vào năm 2035, do sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, giảm chi phí sản xuất năng lượng tái tạo và nỗ lực chung của chúng tôi để bảo vệ môi trường.
Cảm ơn các bạn đã quan tâm đến bài viết này !!
Một số bài viết khác:
👉 Bảo dưỡng máy phát điện
👉 Máy phát điện Đà Nẵng
👉 Máy phát điện Doosan
👉 Máy phát điện công nghiệp
👉 Máy phát điện tại Quảng Bình