Güç istasyonu - Power station

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Gabčíkovo Barajı , Slovakya'daki hidroelektrik santrali
Glen Canyon Barajı ,
Page, Arizona'daki hidroelektrik santrali

Bir elektrik santrali ve bazen üretim istasyonu veya üretim tesisi olarak da adlandırılan bir elektrik santrali , elektrik enerjisi üretimi için endüstriyel bir tesistir . Güç istasyonları genellikle bir elektrik şebekesine bağlanır .

Çoğu elektrik santrali , mekanik gücü üç fazlı elektrik gücüne dönüştüren dönen bir makine olan bir veya daha fazla jeneratör içerir . Bir manyetik alan ile bir iletken arasındaki bağıl hareket , bir elektrik akımı oluşturur .

Jeneratörü döndürmek için kullanılan enerji kaynağı büyük ölçüde değişir. Dünyadaki çoğu elektrik santrali, elektrik üretmek için kömür , petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtları yakmaktadır . Temiz enerji kaynakları arasında nükleer enerji ve güneş , rüzgar , dalga , jeotermal ve hidroelektrik gibi yenilenebilir enerjinin artan kullanımı yer alıyor .

Tarih

1871'in başlarında Belçikalı mucit Zénobe Gramme , endüstri için ticari ölçekte güç üretecek kadar güçlü bir jeneratör icat etti.

1878 yılında, bir hidroelektrik santral tasarlandı ve yaptırdığı William Lord Armstrong de Craigside'da , İngiltere . Siemens dinamolarına güç sağlamak için mülkündeki göllerden su kullandı . Elektrik, ışıklara güç sağladı, ısıttı, sıcak su üretti, bir asansörün yanı sıra iş gücü tasarrufu sağlayan cihazlar ve çiftlik binalarını çalıştırdı.

1881 sonbaharında , İngiltere'nin Godalming kentinde kamu gücü sağlayan bir merkez istasyon inşa edildi . Tasarı, kasabanın gaz şirketi tarafından tahsil edilen oran üzerinde anlaşmaya varamaması üzerine önerildi, bu yüzden belediye meclisi elektrik kullanmaya karar verdi. Sokak aydınlatması ve ev aydınlatması için hidroelektrik güç kullandı. Sistem ticari bir başarı değildi ve kasaba gaza geri döndü.

1882'de dünyanın ilk kömür yakıtlı kamu elektrik santrali Edison Electric Light Station , Edward Johnson tarafından organize edilen Thomas Edison'un bir projesi olan Londra'da inşa edildi . Bir Babcock & Wilcox kazanı, 27 tonluk (27 uzun ton) bir jeneratörü çalıştıran 93 kW (125 beygir gücünde) bir buhar motoruna güç sağladı . Bu , gaz şirketlerinin tekeli olan yolu kazmadan viyadüğün menfezlerinden ulaşılabilen bölgedeki binalara elektrik sağlıyordu . Müşteriler arasında Şehir Tapınağı ve Eski Bailey vardı . Bir diğer önemli müşteri ise Genel Postane Telgraf Ofisi idi , ancak buna menfezlerden ulaşılamadı. Johnson, besleme kablosunun Holborn Tavern ve Newgate aracılığıyla yukarıdan geçmesini sağladı .

Eylül 1882'de New York'ta Pearl Street İstasyonu , aşağı Manhattan Adası bölgesinde elektrikli aydınlatma sağlamak için Edison tarafından kuruldu. İstasyon 1890'da yangınla yok olana kadar çalıştı. İstasyon, doğru akım jeneratörlerini döndürmek için pistonlu buhar motorları kullandı . DC dağıtımı nedeniyle, servis alanı küçüktü ve besleyicilerdeki voltaj düşüşü ile sınırlıydı. 1886'da George Westinghouse , uzun mesafeli iletim için voltajı yükseltmek için bir transformatör kullanan ve daha sonra modern sistemlere benzeyen daha verimli ve daha ucuz bir sistem olan iç mekan aydınlatması için geri adım atan bir alternatif akım sistemi kurmaya başladı . Akımların savaş bazı DC sistemleri 20. yüzyılın sonuna kadar devam rağmen sonunda, AC dağıtım ve kullanımında lehine çözüldü. Bir mil (kilometre) veya daha fazla bir servis yarıçapına sahip DC sistemleri, çok daha büyük merkezi AC üretim istasyonlarına göre zorunlu olarak daha küçük, yakıt tüketimi açısından daha az verimli ve çalıştırılması daha emek-yoğundu.

Edison General Electric Company'de dinamolar ve motor kuruldu, New York 1895

AC sistemleri , yük tipine bağlı olarak geniş bir frekans aralığı kullandı ; daha yüksek frekanslar kullanan aydınlatma yükü ve düşük frekansları tercih eden çekiş sistemleri ve ağır motor yükü sistemleri. Merkezi istasyon üretiminin ekonomisi, ortak bir frekansta çalışan birleşik ışık ve güç sistemleri geliştirildiğinde büyük ölçüde gelişti. Gün boyunca büyük endüstriyel yükleri besleyen aynı üretim tesisi, trafiğin yoğun olduğu saatlerde banliyö demiryolu sistemlerini besleyebilir ve ardından akşamları aydınlatma yüküne hizmet edebilir, böylece sistem yük faktörünü iyileştirir ve genel olarak elektrik enerjisi maliyetini düşürür. Birçok istisna vardı, üretim istasyonları frekans seçimiyle güç veya ışığa ayrılmıştı ve dönen frekans değiştiriciler ve dönen dönüştürücüler, genel aydınlatma ve güç ağından elektrikli demiryolu sistemlerini beslemek için özellikle yaygındı.

20. yüzyılın ilk birkaç on yılı boyunca, merkezi istasyonlar daha büyük hale geldi, daha fazla verimlilik sağlamak için daha yüksek buhar basınçları kullandı ve güvenilirliği ve maliyeti iyileştirmek için birden fazla üretim istasyonunun ara bağlantılarına güvenerek. Yüksek voltajlı AC iletimi, hidroelektrik enerjinin uzaktaki şelalelerden şehir pazarlarına rahatça taşınmasına izin verdi . Buhar türbininin merkez istasyon hizmetinde ortaya çıkışı, 1906 civarında, üretim kapasitesinin büyük ölçüde genişlemesine izin verdi. Jeneratörler artık kayışların güç aktarımı veya pistonlu motorların nispeten yavaş hızı ile sınırlı değildi ve muazzam boyutlara ulaşabilirdi. Örneğin, Sebastian Ziani de Ferranti , önerilen yeni bir merkez istasyon için şimdiye kadar yapılmış en büyük pistonlu buhar motorunu planladı, ancak türbinler gerekli boyutta mevcut olduğunda planları hurdaya çıkardı. Güç sistemlerini merkezden inşa etmek

2018'de kaynağa göre dünya elektrik üretimi. Toplam üretim 26,7 PWh oldu .

   Kömür (% 38)
   Doğal gaz (% 23)
   Hidro (% 16)
   Nükleer (% 10)
   Rüzgar (% 5)
   Yağ (% 3)
   Güneş (% 2)
   Biyoyakıtlar (% 2)
   Diğer (% 1)

istasyonlar, mühendislik becerisi ve mali zeka kombinasyonlarını eşit ölçüde gerektiriyordu. Merkez istasyon üretiminin öncüleri arasında Amerika Birleşik Devletleri'nde George Westinghouse ve Samuel Insull , Birleşik Krallık'ta Ferranti ve Charles Hesterman Merz ve diğerleri bulunmaktadır.

Termik santraller

Bir elektrik santralinde kullanılan modern bir buhar türbininin rotoru

Termik santrallerde mekanik güç , genellikle bir yakıtın yanmasından gelen termal enerjiyi dönme enerjisine dönüştüren bir ısı motoru tarafından üretilir . Çoğu termik santral buhar üretir, bu nedenle bazen buhar santralleri olarak adlandırılır. Termodinamiğin ikinci yasasına göre tüm termal enerji mekanik güce dönüştürülemez ; bu nedenle çevreye her zaman ısı kaybı olur. Bu kayıp endüstriyel prosesler veya bölgesel ısıtma için faydalı ısı olarak kullanılırsa , elektrik santrali kojenerasyon santrali veya CHP (kombine ısı ve güç) santrali olarak anılır . Bölgesel ısıtmanın yaygın olduğu ülkelerde, yalnızca ısı kazan istasyonları adı verilen özel ısı tesisleri vardır . Orta Doğu'daki önemli bir elektrik santrali sınıfı , suyun tuzdan arındırılması için yan ürün ısısını kullanır .

Bir termal güç çevriminin verimliliği, üretilen maksimum çalışma sıvısı sıcaklığı ile sınırlıdır. Verimlilik, doğrudan kullanılan yakıtın bir fonksiyonu değildir. Aynı buhar koşulları için, kömür, nükleer ve gaz santrallerinin tümü aynı teorik verime sahiptir. Genel olarak, bir sistem sürekli açıksa (temel yük), aralıklı olarak kullanılan sistemden (tepe yük) daha verimli olacaktır. Buhar türbinleri, tam kapasitede çalıştırıldığında genellikle daha yüksek verimlilikte çalışır.

Proses veya bölgesel ısıtma için reddedilen ısının kullanılmasının yanı sıra, bir enerji santralinin genel verimliliğini artırmanın bir yolu, bir kombine çevrim tesisinde iki farklı termodinamik çevrimi birleştirmektir . En yaygın olarak, bir gaz türbininden çıkan egzoz gazları , bir kazan ve bir buhar türbini için buhar üretmek için kullanılır. Bir "üst" döngü ve bir "alt" döngünün kombinasyonu, her iki döngünün tek başına elde edebileceğinden daha yüksek genel verimlilik üretir.

2018'de Inter RAO UES ve State Grid , Rusya'daki en büyük kömürlü termik santral inşaatı projesi olan 8 GW'lık bir termik santral inşa etmeyi planladı .

Sınıflandırma

Bir elektrik santralinin modüler bloğuna genel bakış. Kesikli çizgiler, birleşik döngü ve kojenerasyon veya isteğe bağlı depolama gibi özel eklemeleri gösterir.
St. Clair Elektrik Santrali ,
Amerika Birleşik Devletleri'nin Michigan kentinde bulunan büyük bir kömür yakıtlı üretim istasyonu
Martinlaakso , Vantaa , Finlandiya'da büyük bir gaz ve kömür santrali

Isı kaynağına göre

Prime Mover tarafından

  • Buhar türbini tesisleri, bir türbinin kanatlarını döndürmek için buharın genleştirilmesiyle üretilen dinamik basıncı kullanır. Hemen hemen tüm büyük hidro-olmayan santraller bu sistemi kullanır. Dünyada üretilen tüm elektrik enerjisinin yaklaşık yüzde 90'ı buhar türbinlerinden elde ediliyor.
  • Gaz türbini tesisleri, türbini doğrudan çalıştırmak için akan gazlardan (hava ve yanma ürünleri) gelen dinamik basıncı kullanır. Doğal gaz yakıtlı (ve petrol yakıtlı) yakma türbini tesisleri hızlı bir şekilde başlayabilir ve bu nedenle, temel yüklü tesislerden daha yüksek maliyetli olsa da, yüksek talebin olduğu dönemlerde "en yüksek" enerjiyi sağlamak için kullanılır. Bunlar nispeten küçük birimler olabilir ve bazen tamamen insansız, uzaktan çalıştırılır. Bu tip, 1959'da hizmete giren Princetown , dünyanın ilk olduğu Birleşik Krallık tarafından öncülük edildi .
  • Kombine çevrim santrallerinde hem doğal gazla ateşlenen bir gaz türbini hem de elektrik üretmek için gaz türbininden gelen sıcak egzoz gazını kullanan bir buhar kazanı ve buhar türbini bulunur. Bu, tesisin genel verimliliğini büyük ölçüde artırır ve birçok yeni temel yük enerji santrali, doğal gazla ateşlenen kombine çevrim santralleridir.
  • İçten yanmalı pistonlu motorlar , izole edilmiş topluluklara güç sağlamak için kullanılır ve sıklıkla küçük kojenerasyon tesisleri için kullanılır. Hastaneler, ofis binaları, endüstriyel tesisler ve diğer kritik tesisler de elektrik kesintisi durumunda yedek güç sağlamak için bunları kullanır. Bunlar genellikle mazot, ağır yağ, doğal gaz ve çöp gazı ile beslenir .
  • Mikro türbinler , Stirling motoru ve içten yanmalı pistonlu motorlar, çöp gazı , su arıtma tesislerinden gelen çürütücü gaz ve petrol üretiminden kaynaklanan atık gaz gibi fırsat yakıtlarının kullanımı için düşük maliyetli çözümlerdir .

Görev gereği

Bir sisteme enerji sağlamak için gönderilebilen (programlanan) enerji santralleri şunları içerir:

  • Baz yük enerji santralleri , bir gün veya hafta boyunca değişmeyen sistem yükü bileşenini sağlamak için neredeyse sürekli olarak çalışır. Temel yük tesisleri, düşük yakıt maliyeti için son derece optimize edilebilir, ancak sistem yükündeki değişiklikler sırasında hızlı bir şekilde başlayamaz veya durmayabilir. Baz yük santrallerinin örnekleri arasında büyük, modern kömürle çalışan ve nükleer üretim istasyonları veya öngörülebilir bir su kaynağı olan hidro santraller sayılabilir.
  • Zirve yapan santraller , her gün yalnızca bir veya iki saat olabilen günlük pik yükü karşılar. Artan işletme maliyetleri her zaman temel yük tesislerinden daha yüksek olsa da, yükün en yüksek olduğu zamanlarda sistemin güvenliğini sağlamaları gerekir. Zirve yapan tesisler, sistem zirveleri tahmin edildiğinde hızlı bir şekilde çalıştırılabilen basit çevrim gaz türbinlerini ve pistonlu içten yanmalı motorları içerir. Hidroelektrik santraller de yoğun kullanım için tasarlanabilir.
  • Enerji santrallerini takip eden yük, pik tesislere göre daha düşük maliyetle ve temel yük tesislerinden daha fazla esneklikle günlük ve haftalık yükteki değişiklikleri ekonomik olarak takip edebilir.

Sevk edilemeyen santraller arasında rüzgar ve güneş enerjisi gibi kaynaklar; Sistem enerji beslemesine uzun vadeli katkıları tahmin edilebilir iken, kısa vadeli (günlük veya saatlik) bir temelde, üretim ertelenemediğinden, enerjilerinin mevcut olarak kullanılması gerekir. Bağımsız güç üreticileriyle yapılan sözleşmeye dayalı düzenlemeler ("al veya öde") veya diğer ağlara sistem ara bağlantıları etkin bir şekilde gönderilemez olabilir.

Soğutma kuleleri

" Kamufle " doğal çekişli ıslak soğutma kulesi

Tüm termik santraller , üretilen faydalı elektrik enerjisinin bir yan ürünü olarak atık ısı enerjisi üretir . Atık ısı enerjisi miktarı, faydalı elektriğe dönüştürülen enerji miktarına eşittir veya bu miktarı aşmaktadır. Gazla çalışan elektrik santralleri yüzde 65'e varan dönüşüm verimliliği sağlayabilirken, kömür ve petrol santralleri yüzde 30 ila 49 civarında. Atık ısı, atmosferde aynı elektrik santralinden sera gazı emisyonlarının ürettiği ile karşılaştırıldığında küçük bir sıcaklık artışı üretir . Pek çok nükleer enerji santralindeki doğal çekişli ıslak soğutma kuleleri ve büyük fosil yakıtla çalışan elektrik santralleri , suyun buharlaşmasıyla atık ısıyı ortam atmosferine salan büyük hiperboloid baca benzeri yapılar (sağdaki resimde görüldüğü gibi) kullanır .

Ancak, mekanik kaynaklı üfleme veya basınç memesi çok büyük termal enerji santralleri, nükleer güç santralleri, fosil yakıtlı enerji santralleri, soğutma kuleleri ıslak petrol rafinerileri , petrokimya tesisleri , jeotermal , biyokütle ve atık-enerji tesisleri kullanımı fanlar için Aşağı gelen su boyunca yukarı doğru hava hareketi sağlar ve hiperboloid baca benzeri yapılar değildir. İndüklenmiş veya zorlamalı çekişli soğutma kuleleri, yukarı akan havanın ve aşağı akan suyun karışımını geliştiren bir malzeme ile doldurulmuş tipik olarak dikdörtgen, kutu benzeri yapılardır.

Kısıtlı su kullanımının olduğu alanlarda, buharlaştırmalı soğutma için takviye suyu elde etmenin maliyeti veya çevresel sonuçları engelleyici olacağından, bir kuru soğutma kulesi veya doğrudan hava soğutmalı radyatörler gerekli olabilir. Bu soğutucular, tipik ıslak, buharlaşmalı soğutma kulesine kıyasla fanları çalıştırmak için daha düşük verimliliğe ve daha yüksek enerji tüketimine sahiptir.

Hava soğutmalı kondenser (ACC)

Enerji santralleri, geleneksel olarak sınırlı veya pahalı su kaynağı olan alanlarda hava soğutmalı bir kondansatör kullanabilir. Hava soğutmalı kondenserler, su kullanmadan bir soğutma kulesi (ısı dağıtımı) ile aynı amaca hizmet eder. İlave yardımcı güç tüketirler, bu nedenle geleneksel bir soğutma kulesine kıyasla daha yüksek karbon ayak izine sahip olabilirler.

Once-through soğutma sistemleri

Elektrik şirketleri genellikle bir soğutma kulesi yerine okyanustan veya gölden, nehirden veya soğutma havuzundan gelen soğutma suyunu kullanmayı tercih ediyor. Bu tek geçişli veya tek geçişli soğutma sistemi, bir soğutma kulesinin maliyetinden tasarruf sağlayabilir ve soğutma suyunun tesisin ısı eşanjörlerinden pompalanması için daha düşük enerji maliyetlerine sahip olabilir . Ancak atık ısı , su boşaltılırken termal kirliliğe neden olabilir . Soğutma için doğal su kütleleri kullanan enerji santralleri , organizmaların soğutma makinelerine alımını sınırlandırmak için balık ızgaraları gibi mekanizmalarla tasarlanmıştır . Bu ekranlar yalnızca kısmen etkilidir ve sonuç olarak her yıl milyarlarca balık ve diğer suda yaşayan organizmalar enerji santralleri tarafından öldürülür. Örneğin, New York'taki Indian Point Enerji Merkezi'ndeki soğutma sistemi, yılda bir milyardan fazla balık yumurtası ve larvayı öldürüyor.

Diğer bir çevresel etki, bitki soğuk havalarda kapanırsa, daha sıcak deşarj suyuna uyum sağlayan su organizmalarının yaralanabilmesidir.

Santrallerin su tüketimi gelişmekte olan bir konudur.

Son yıllarda soğutma kulelerinde geri dönüştürülmüş atık su veya gri su kullanılmaktadır. Calpine Riverside ve Wisconsin'deki Calpine Fox elektrik santralleri ile Minnesota'daki Calpine Mankato elektrik santrali bu tesisler arasındadır.

Yenilenebilir enerjiden güç

Elektrik santralleri, yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretebilir .

Hidroelektrik enerji istasyonu

Bir hidroelektrik santralinde su, hidroelektrik üretmek için hidroelektrik kullanarak türbinlerden akar . Güç düşen suyun yerçekimi kuvveti yakalanır Penstok için su türbini bağlı jeneratörler . Mevcut güç miktarı, yükseklik ve akışın bir kombinasyonudur. Su seviyesini yükseltmek ve su depolamak için bir göl oluşturmak için çok çeşitli barajlar inşa edilebilir . Hidroelektrik, 150 ülkede üretilmektedir ve Asya-Pasifik bölgesi, 2010 yılında küresel hidroelektrik enerjinin yüzde 32'sini üretmektedir. Çin , 2010'da 721 terawatt saatlik üretimle, yurtiçi elektrik kullanımının yaklaşık yüzde 17'sini temsil eden en büyük hidroelektrik üreticisidir.

Güneş

Nellis Güneş Enerjisi Santrali , Nevada , Amerika Birleşik Devletleri

Güneş enerjisi , doğrudan güneş pillerinde veya yoğunlaştırıcı bir güneş enerjisi santralinde ışığı bir ısı motorunu çalıştırmak için odaklayarak elektriğe dönüştürülebilir .

Bir güneş fotovoltaik santrali, fotoelektrik etkiyi kullanarak güneş ışığını doğru akım elektriğine dönüştürür . İnvertörler , elektrik şebekesine bağlantı için doğru akımı alternatif akıma dönüştürür. Bu tür tesisler enerji dönüşümü için döner makineler kullanmaz.

Güneş enerjisi santralleri, güneş ışığını yağ gibi bir ısı transfer sıvısı içeren bir boruya yönlendirmek için parabolik oluklar veya helyostatlar kullanır. Isıtılmış yağ daha sonra suyu buhar haline getirmek için kullanılır ve bu da bir elektrik jeneratörünü çalıştıran bir türbini dönüştürür. Merkezi kule tipi güneş enerjisi santrali, güneş ışığını bir kulenin tepesindeki bir alıcıya yönlendirmek için boyutuna bağlı olarak yüzlerce veya binlerce ayna kullanır. Isı, elektrik jeneratörlerini çalıştıran türbinleri döndürmek için buhar üretmek için kullanılır.

Rüzgar

Teksas ,
ABD'deki rüzgar türbinleri

Rüzgar türbinleri , kuvvetli, sabit rüzgarların olduğu bölgelerde, bazen açık denizde elektrik üretmek için kullanılabilir . Geçmişte birçok farklı tasarım kullanılmış, ancak bugün üretilen neredeyse tüm modern türbinler üç kanatlı, rüzgar üstü bir tasarım kullanmaktadır. Şu anda inşa edilmekte olan şebekeye bağlı rüzgar türbinleri, 1970'lerde kurulan ünitelerden çok daha büyük. Bu nedenle, gücü önceki modellere göre daha ucuz ve güvenilir bir şekilde üretirler. Daha büyük türbinlerde (bir megawatt mertebesinde), kanatlar daha eski, daha küçük ünitelere göre daha yavaş hareket eder, bu da onları görsel olarak daha az dikkat dağıtıcı ve kuşlar için daha güvenli hale getirir.

Deniz

Deniz enerjisi veya deniz gücü (bazen okyanus enerjisi veya okyanus gücü olarak da adlandırılır ), okyanus dalgaları , gelgitler , tuzluluk ve okyanus sıcaklığı farklılıkları tarafından taşınan enerjiyi ifade eder . Suyun dünya okyanuslarındaki hareketi, devasa bir kinetik enerji deposu veya hareket halindeki enerji yaratır . Bu enerji, evler, ulaşım ve endüstrilere güç sağlamak için elektrik üretmek için kullanılabilir .

Deniz enerjisi terimi , büyük hareketli su kütlelerinin kinetik enerjisinden elde edilen hem dalga gücünü - yüzey dalgalarından gelen güç hem de gelgit gücünü kapsar . Offshore rüzgar enerjisi rüzgar enerjisi elde edilir olarak, deniz bir enerji formu değil rüzgar bile, rüzgar türbinleri su üzerine yerleştirilir.

Okyanuslar enerji muazzam miktarda ve değilse en yoğun nüfusları birçok yakındır. Okyanus enerjisi, dünya çapında önemli miktarda yeni yenilenebilir enerji sağlama potansiyeline sahiptir .

Ozmoz

Tofte (Hurum), Norveç'teki Ozmotik Güç Prototipi

Tuzluluk gradyan enerjisi, basınç gecikmeli ozmoz olarak adlandırılır. Bu yöntemde deniz suyu, tuzlu su ve tatlı su basınçları arasındaki farktan daha düşük bir basınçtaki bir basınç odasına pompalanır. Tatlı su ayrıca, haznenin hem hacmini hem de basıncını artıran bir membrandan basınç odasına pompalanır. Basınç farkları telafi edildiğinde, enerji üreten bir türbin döndürülür. Bu yöntem, Norveç'te 25 TWh / yıl'a kadar bu işlemden elde edilebileceğini hesaplayan Norveçli hizmet şirketi Statkraft tarafından özel olarak incelenmektedir. Statkraft, 24 Kasım 2009'da açılan Oslo fiyordunda dünyanın ilk prototip ozmotik elektrik santralini kurdu. Ancak 2014 Ocak ayında Statkraft bu pilot uygulamaya devam etmeyeceğini açıkladı.

Biyokütle

Metz biyokütle güç istasyonu

Biyokütle enerjisi, suyu buhara dönüştürmek ve bir buhar türbini çalıştırmak için atık yeşil malzemenin yanmasından üretilebilir. Biyoenerji ayrıca gazlaştırma , piroliz veya kavurma reaksiyonlarında bir dizi sıcaklık ve basınçla işlenebilir . Arzu edilen son ürüne bağlı olarak, bu reaksiyonlar daha fazla enerji yoğun ürünler ( sentez gazı , odun peletleri , biyokömür ) oluşturur ve daha sonra açık yakma ile karşılaştırıldığında çok daha düşük emisyon oranında elektrik üretmek için eşlik eden bir motora beslenebilir.

Depolama güç istasyonları

Pompalı depolu hidroelektrik , termal enerji depolama , volan enerji depolama , akü depolama güç istasyonu vb. Gibi daha sonra enerji depolamak ve elektrik enerjisi üretmek mümkündür .

Pompalı depolama

Fazla elektrik, pompalı depolama için dünyanın en büyük depolama şekli, tersinir bir hidroelektrik santralidir. Net bir enerji tüketicisidirler, ancak herhangi bir elektrik kaynağı için depolama sağlarlar, elektrik arz ve talebindeki iniş ve çıkışları etkili bir şekilde düzeltirler. Pompalanan depolama tesisleri, suyu bir alt rezervuardan bir üst rezervuara pompalamak için tipik olarak yoğun olmayan dönemlerde "yedek" elektrik kullanır. Pompalama "yoğun olmadığından", elektrik yoğun zamanlardan daha az değerlidir. Bu daha az değerli "yedek" elektrik , talep çok düşük olmasına rağmen yine de geceleri elektrik üreten kontrolsüz rüzgar enerjisi ve kömür, nükleer ve jeotermal gibi baz yük santrallerinden gelir . Gündüz vakti en yüksek talep sırasında, elektrik fiyatlarının yüksek olduğu zamanlarda, depolama, üst rezervuardaki suyun bir türbin ve jeneratör aracılığıyla daha düşük bir rezervuara geri akmasına izin verildiği zirve gücü için kullanılır . Soğuktan başlaması 12 saatten fazla sürebilen kömür santrallerinden farklı olarak, bir hidroelektrik jeneratör birkaç dakika içinde hizmete alınabilir ve bu, bir pik yük talebini karşılamak için idealdir. İki önemli pompalı depolama planı Güney Afrika'da, Palmiet Pompalı Depolama Planı ve diğeri Drakensberg, Ingula Pompalı Depolama Planı'nda bulunmaktadır .

Tipik güç çıkışı

Bir güç istasyonu tarafından üretilen güç adedi ölçülür watt , tipik olarak, megawatt (10 6 watt) ya da gigawatts (10 9 watt). Santrallerin kapasitesi, santralin türüne ve tarihi, coğrafi ve ekonomik faktörlere bağlı olarak büyük farklılıklar gösterir. Aşağıdaki örnekler ölçek hakkında bir fikir vermektedir.

En büyük operasyonel kara rüzgar çiftliklerinin çoğu ABD'de bulunmaktadır. 2011 yılı itibarıyla Roscoe Rüzgar Çiftliği , 781,5 MW güç üreten dünyanın ikinci büyük kara rüzgar çiftliğidir ve onu Horse Hollow Rüzgar Enerji Merkezi (735,5 MW) izlemektedir . Temmuz 2013 tarihinden itibaren, Londra Array içinde İngiltere'de 630 de dünyanın en büyük açık deniz rüzgar çiftliği MW ardından Thanet Offshore Rüzgar Projesi içinde İngiltere'de 300 MW .

2015 itibariyle, dünyadaki en büyük fotovoltaik (PV) enerji santralleri , 850 megawatt olarak derecelendirilen Çin'deki Longyangxia Barajı Solar Park tarafından yönetilmektedir .

ABD'deki güneş enerjisi santralleri aşağıdaki çıktılara sahiptir:

Kramer Junction'daki ülkenin en büyük güneş enerjisi tesisi 354 MW'lık bir güce sahiptir.
Blythe Güneş Enerjisi Projesi planlı üretim 485 MW olarak tahmin ediliyor

Büyük kömür yakıtlı, nükleer ve hidroelektrik santraller, yüzlerce megawatt ile birden fazla gigawatt üretebilir. Bazı örnekler:

Koeberg Nükleer Santrali Güney Afrika'da 1860 megavat nominal kapasiteye sahiptir.
Birleşik Krallık'taki kömür yakıtlı Ratcliffe-on-Soar Elektrik Santrali 2 gigawatt nominal kapasiteye sahiptir.
Aswan Barajı Mısır'da hidroelektrik tesisi 2.1 gigawattan kapasitesine sahiptir.
Üç Geçit Barajı Çin'de hidroelektrik bitki 22.5 gigawattan kapasitesine sahiptir.

Gaz türbini enerji santralleri onlarca ila yüzlerce megavat üretebilir. Bazı örnekler:

Hint Queens tek bir gaz türbini Cornwall İngiltere'de güç istasyonu zirve basit çevrim ya da açık çevrimli gaz türbini (OCGT), 140 megawatt derecelendirilmiştir.
İki gaz türbini ve bir buhar türbinine sahip Birleşik Krallık, Kent'teki bir kombine çevrim gaz türbini (CCGT) elektrik santrali olan Medway Power Station , 700 megawatt olarak derecelendirilmiştir.

Bir elektrik santralinin nominal kapasitesi, santralin üretebileceği neredeyse maksimum elektrik gücüdür. Bazı santraller, planlı veya plansız bakım zamanları dışında, yükü takip etmeyen bir baz yük santrali olarak her zaman neredeyse tam olarak nominal kapasitelerinde çalıştırılır .

Bununla birlikte, birçok elektrik santrali genellikle nominal kapasitelerinden çok daha az enerji üretir.

Bazı durumlarda bir elektrik santrali, aralıklı bir enerji kaynağı kullandığı için nominal kapasitesinden çok daha az enerji üretir . Operatörler , marjinal maliyetleri pratikte sıfır olduğu için bu tür enerji santrallerinden maksimum kullanılabilir gücü çekmeye çalışırlar , ancak mevcut güç büyük ölçüde değişiklik gösterir - özellikle geceleri şiddetli fırtınalarda sıfır olabilir.

Bazı durumlarda operatörler, ekonomik nedenlerle kasıtlı olarak daha az güç üretir. Enerji santralini takiben bir yükü çalıştırmak için yakıtın maliyeti nispeten yüksek olabilir ve zirve yapan bir elektrik santralini çalıştırmak için yakıt maliyeti daha da yüksektir - nispeten yüksek marjinal maliyetlere sahiptirler. Operatörler çoğu zaman enerji santrallerini kapalı ("işletim rezervi") veya minimum yakıt tüketiminde ("dönme rezervi") çalıştırır. Operatörler, yalnızca düşük maliyetli tesislerin (yani, kesintili ve temel yüklü tesislerin) üretebileceğinin üzerine çıktığında enerji santrallerini takiben yüke daha fazla yakıt besler ve daha sonra, yalnızca talep yükten daha hızlı yükseldiğinde zirveye çıkan enerji santrallerine daha fazla yakıt besler. aşağıdaki santraller takip edilebilir.

Çıkış ölçümü

Bir tesisin üretilen tüm gücünün bir dağıtım sistemine verilmesi zorunlu değildir. Enerji santralleri tipik olarak elektriğin bir kısmını kendileri de kullanır, bu durumda üretim çıktısı brüt üretim ve net üretim olarak sınıflandırılır .

Brüt üretim veya brüt elektrik çıktısı , bir elektrik santrali tarafından belirli bir süre boyunca üretilen toplam elektrik miktarıdır . Üretim terminalinde ölçülür ve kilowatt-saat (kW · h), megawatt-saat (MW · h), gigawatt-saat (GW · h) veya en büyük enerji santralleri için terawatt-saat (TW · h ) cinsinden ölçülür. ). Tesis yardımcılarında ve trafolarda kullanılan elektriği içerir.

Brüt üretim = net üretim + tesis içindeki kullanım (şirket içi yükler olarak da bilinir)

Net üretim , tüketici kullanımı için iletilen ve dağıtılan bir elektrik santrali tarafından üretilen elektrik miktarıdır . Üretilen enerjinin bir kısmı pompalar , motorlar ve kirlilik kontrol cihazları gibi yardımcı ekipmanlara güç sağlamak için tesis içinde tüketildiğinden, net üretim toplam brüt güç üretiminden daha azdır . Böylece

Net üretim = brüt üretim - tesis içi kullanım ( diğer bir deyişle şirket içi yükler)

Operasyonlar

Bir elektrik santralinin kontrol odası

Bir elektrik santralindeki işletme personelinin çeşitli görevleri vardır. Operatörler, mekanik ve elektrik teçhizatında sık sık onarım yapan iş ekiplerinin güvenliğinden sorumludur. Ekipmanın bakımını düzenli aralıklarla düzenli aralıklarla yaparlar ve sıcaklıkları, basınçları ve diğer önemli bilgileri kaydederler. Operatörler, ihtiyaca göre jeneratörlerin çalıştırılması ve durdurulmasından sorumludur . Eklenen neslin voltaj çıkışını, sistemi bozmadan çalışan elektrik sistemi ile senkronize edebilir ve ayarlayabilirler. Tesisteki sorunları gidermek için elektrik ve mekanik sistemleri bilmeli ve tesisin güvenilirliğine katkıda bulunmalıdırlar. Operatörler bir acil duruma müdahale edebilmeli ve bununla başa çıkmak için yürürlükte olan prosedürleri bilmelidir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar