انرژی الکتریکی - تولید انرژی الکتریکی سه فاز

۴۸۸ بازديد

انرژی مورد نیاز برای چرخاندن یک ژنراتور از راه‌های مختلفی تأمین می‌شود و عموماً به میزان دسترسی به منابع مختلف انرژی در آن منطقه و دانش فنی گروه سازنده بستگی دارد. نیروگاه که با نام « کارخانه برق » هم شناخته می‌شود، مجموعه‌ای از تأسیسات صنعتی است که از آن برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. وظیفه اصلی در تقریباً همه نیروگاه‌ها بر عهده مولد یا ژنراتور است؛ ماشینی دوار که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. وظیفه اصلی یک نیروگاه تبدیل انرژی از دیگر شکل‌های آن مانند انرژی شیمیایی، انرژی هسته‌ای، انرژی پتانسیل گرانشی و. طبقه‌بندی نیروگاه‌ها براساس نوع مصرفی و عامل محرک به صورت زیر است:.

 

ژنراتور (تولید انرژی الکتریکی سه فاز)

از آنجایی که ولتاژ تولید شده در ژنراتورهای سه فاز دارای محدودیت می باشد و نمی تواند بیش از حد مجاز باشد انتقال انرژی الکتریکی با جریان های بالا اتلاف بسیار زیادی دارد و موجب افت ولتاژ در انتهای خط می شود بنابراین در ابتدای خط به وسیله ی ترانسفورماتورها ولتاژ افزایش می یابد و در انتهای خط جهت استفاده ی مصرف کننده در چندین مرحله در حد ولتاژ مجاز کاهش می یابد. انرژی الکتریکی در ژنراتورهای بزرگ در استاتور (قسمت ثابت) تولید می شود و در ژنراتورهای کوچک در روتور (قسمت متحرک) تولید می شود. قسمت چرخنده ی ژنراتور دارای هسنه ی آهنی شیار دار می باشد که داخل این شیار ها سیم های مسی قرار می گیرد.

ولتاژ الکتریکی تولید شده در ژنراتورهای سه فاز به شکل سینوسی و با اختلاف فاز 120 درجه ی الکتریکی است. انرژی الکتریکی سه فاز تولید شده از طریق استاتور به مدارهای خارج منتقل می شود. تولید انرژی الکتریکی در نیروگاهها به وسیله ی ژنراتور سه فاز انجام می شود. داخل شیارها سه گروه کلاف با اختلاف فاز 120 درجه ی الکتریکی قرار دارند. به قسمتی که انرژی الکتریکی در آن تولید می شود آرمیچر گفته می شود. در نیروگاه ها انرژی الکتریکی به صورت سه فاز تولید می شود زیرا :. از یک هسته ی آهنی شیاردار که به صورت ثابت می باشد تشکیل می شود. با اعمال ولتاژ DC به سیم پیچ روتور فوران مغناطیسی ایجاد می شود.

طرز قرارگیری سیم پیچ های استاتور در شکل 2 نشان داده شده است. ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی می‌نویسم.

انواع روش‌های تولید انرژی الکتریکی (برق)

همچنین در صنایع و کارگاه‌های صنعتی و فنی و مهندسی مختلف مثل کارگاه‌های ماشین ابزار، طراحی و ساخت انواع ماشین آلات صنعتی از روشنایی اتاق‌ها، کارگاه‌ها، تا راه اندازی ماشین‌های سی ان سی – CNC، تراش، فرز، انواع دریل‌ها، کمپرسور‌های بادی و همه تجهیزاتی هستند که در آن‌ها انرژی الکتریکی به کار رفته است. یک توربین گاز معمولاً از یک کمپرسور هوای جریان محوری و یک یا چند محفظه احتراق تشکیل شده است که در آن سوخت مایع یا گاز سوزانده می‌شود و گازهای داغ به توربین منتقل می‌شوند و در آنجا گازهای داغ منبسط می‌شوند، ژنراتور را به حرکت در می‌آورند و سپس برای راه‌اندازی انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نفت خام و سوخت‌های فسیلی نفت را به این دلیل به این نام می‌نامیم که مخلوطی از هیدروکربن‌هایی هستند که از بقایای جانوران و گیاهان (دیاتومه‌ها) که میلیون‌ها سال پیش در محیط‌های دریایی قبل از وجود دایناسورها زندگی می‌کردند، تشکیل شده‌اند. میلیون‌ها تا صدها میلیون سال پیش و طی دوره‌های زمانی طولانی، بقایای گیاهان و حیوانات (مانند دیاتوم‌ها (diatoms)) در لایه‌های ضخیم روی سطح زمین و کف اقیانوس‌ها ساخته می‌شوند که گاهی با ماسه، سیلت و کربنات کلسیم مخلوط می‌شوند. منابع انرژی تجدیدپذیر سهم فزاینده‌ای از برق ایالات متحده را فراهم می‌کند بسیاری از منابع انرژی تجدیدپذیر برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند و منبع حدود 20 درصد از کل تولید برق ایالات متحده در سال 2020 بودند.

قبل از شروع به توضیح روش های مختلف تولید برق (انرژی الکتریکی) نمودار افزایش یا کاهش انواع روش های تولید انرژی الکتریکی از سال 1950 تا سال 2020 میلادی در آمریکا را مشاده و بررسی کنید و سپس به ادامه خواندن مقاله بپردازید. استفاده از سوخت‌های زیست توده برای حمل و نقل و برای تولید برق در بسیاری از کشورهای توسعه یافته به عنوان وسیله‌ای برای جلوگیری از انتشار دی اکسید کربن ناشی از استفاده از سوخت‌های فسیلی در حال افزایش است. دستگاهی که بخار با فشار بالای تولید شده در دیگ بخار را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند که می‌تواند برای تولید الکتریسیته با وادار کردن تیغه‌های یک سیلندر به چرخش و چرخاندن شفت ژنراتور استفاده شود.

 

تحلیل انواع روش های تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی

در شبکۀ برق رسانی برای انتقال انرژی الکتریکی در فاصلۀ بین نیروگاه ها تا شهرها (محل مصرف) از خطوطی استفاده می شود که دارای سطح ولتاژ بالایی هستند و معمولاً از پایه های فلزی و یا تیرهای بتونی بزرگ استفاده می شود چراکه توان انتقالی زیاد بوده و به دلیل بالا بودن جریان انتقالی و بزرگ بودن سطح مقطع یا زیاد بودن تعداد رشته سیم ها و هم چنین افزایش وزن سیمی که پایه سیم ها باید تحمل کنند از پایه های محکم فلزی به نام دکل استفاده می شود. با توجه به مزیت های مهم انرژی الکتریکی بر سایر انرژی ها، به دلیل سادگی و راحتی توزیع و قابلیت انتقال برای مسافت های طولانی، امروزه پیش بینی می گردد که بیشترین مصرف انرژی در قرن آینده کماکان به صورت انرژی الکتریکی باشد و شبکۀ توزیع که عهده دار ارائه انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان می باشد، به عنوان یکی از اجزای اصلی سیستم قدرت از اهمیت و ارزش قابل ملاحظه ای برخوردار می گردد.

اولین مولدهای الکتریکی با انرژی آب و ذغال سنگ کار می‌کردند و امروزه بخش عظیمی از انرژی الکتریکی به وسیلۀ انرژی حاصل از سوخت های فسیلی (حرارت)، انرژی هسته‌ای، انرژی حاصل از هوای فشرده (گاز طبیعی)، هیدروالکتریک و نفت تولید می‌شود که البته در این میان منابعی مانند انرژی خورشیدی، انرژی حاصل از جزر و مد آب دریا، انرژی جنبشی باد و انرژی زمین گرمایی نیز نقش کوچکی ایفا می‌کنند. نتیجه آن که خطوط انتقال هوایی به سبب هزینه ها، در نظر گرفتن راکتانس بالا، مناسب بودن با چگالی بار کم و آسیب به زیبایی محیط اطراف بایستی در مناطق کم جمعیت، دور افتاده و بین شهری و خطوط انتقال زمینی به سبب راکتانس پایین، مناسب بودن برای چگالی های بالای بار، زیبایی و دیگر مزیت های ذکر شده در مناطق پر ازدحام و شهری به کار گرفته شوند.

به طور کلی سیستم های هوایی برخلاف سیستم های زمینی، بسیار کم هزینه تر و ارزان ترند زیرا به کندن کانال، هزینه های اخذ مجوزهای حفاری، لوله های مخصوص و … نیازی نداشته و در مورد خود کابل ها نیز حفاظ و عایق گران قیمت، اتصالات و غلاف های آب بندی گران جهت امکانات ویژۀ ضد آب کردن تجهیزات زیرزمینی وجود ندارد. راه اندازی خطوط زمینی انتقال برق به علت هزینه های فراوان حفاری و ایجاد کانال های زمینی و زیر زمینی بسیار گران تر از راه اندازی خطوط هوایی است و گرفتن انشعاب از این خطوط مستلزم وجود ایستگاه های توزیع، جعبه های انشعاب و تابلو های برق می باشد. شبکه های فشار متوسط عمومی در ایران، با ولتاژهای ۳۳ ، ۲۰ و ۱۱ کیلو ولتی کار می کنند،که در این میان، ولتاژ ۲۰ کیلو ولت رایج ترین آنها است و امروزه نیز، ایجاد و توسعۀ شبکه های فشار متوسط به طور اساسی با ولتاژ ۲۰ کیلو ولت صورت می گیرد.

 

منبع

تا كنون نظري ثبت نشده است
ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در فارسی بلاگ ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.