توان حرارتی چیست؟

توان حرارتی، الکتریسیته‌ای است که با استفاده از گرما تولید می‌شود. در اکثر مواقع، از این گرما برای تبدیل آب به بخار فشار بالا استفاده می‌شود که سپس توربینی را که به یک ژنراتور متصل است، می‌چرخاند و برق تولید می‌کند.

نکته کلیدی که باید به خاطر داشته باشید این است که توان حرارتی، انرژی حرارتی (گرما) را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

یک نیروگاه حرارتی چگونه کار می‌کند؟ (فرآیند اساسی)

این فرآیند که به عنوان چرخه رانکین شناخته می‌شود، می‌تواند به چهار مرحله اصلی تقسیم شود:

تولید گرما: سوختی در دیگ بخار سوزانده می‌شود تا گرمای شدیدی تولید کند. سوخت‌های رایج عبارتند از:

زغال سنگ

گاز طبیعی

نفت (نفت)

زیست توده (مثلاً چوب، ضایعات کشاورزی)

شکافت هسته‌ای (اتم‌های اورانیوم شکافته می‌شوند و به جای سوزاندن سوخت، گرمای عظیمی آزاد می‌کنند)

تولید بخار: از این گرما برای جوشاندن آب در دیگ‌های بخار غول‌پیکر استفاده می‌شود و بخار با فشار بالا تولید می‌شود.

چرخش توربین: بخار پرفشار از طریق یک توربین - مجموعه‌ای از پره‌های نصب‌شده روی یک محور - به گردش در می‌آید. فشار بخار باعث می‌شود پره‌ها و محور با سرعت بسیار بالایی بچرخند.

تولید برق: شفت چرخان به یک ژنراتور متصل است. در داخل ژنراتور، انرژی چرخشی (انرژی مکانیکی) از طریق القای الکترومغناطیسی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. سپس این برق به شبکه برق ارسال می‌شود.

پس از عبور از توربین، بخار در یک کندانسور (اغلب با استفاده از آب خنک رودخانه، دریا یا برج‌های خنک‌کننده) خنک می‌شود تا دوباره به آب تبدیل شود، بنابراین چرخه می‌تواند دوباره شروع شود.

منابع انرژی حرارتی

نیروگاه‌های حرارتی بر اساس منبع تولید گرما به دو دسته تقسیم می‌شوند:

مزایا و معایب

نکته کلیدی

انرژی حرارتی ستون فقرات تامین برق جهان است و با استفاده از گرما - عمدتاً از سوختن سوخت‌های فسیلی یا واکنش‌های هسته‌ای - برای به حرکت درآوردن توربین‌ها، برق تولید می‌کند. اگرچه این یک روش قابل اعتماد و اثبات شده است، اما تأثیر زیست‌محیطی آن، به ویژه از سوخت‌های فسیلی، بزرگترین نقطه ضعف آن است و باعث تغییر جهانی به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و آبی شده است.