Πώς αποθηκεύεται η χημική ενέργεια στο καύσιμο στην ηλεκτρική ενέργεια;
1. Καύση και παραγωγή θερμότητας:
* καύση καυσίμου: Η διαδικασία ξεκινά με την καύση του καυσίμου (όπως ο άνθρακας, το φυσικό αέριο ή το πετρέλαιο) σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον. Αυτή η αντίδραση καύσης απελευθερώνει θερμική ενέργεια.
* Μεταφορά θερμότητας: Η παραγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για να βράσει νερό σε λέβητα υψηλής πίεσης, δημιουργώντας ατμό.
2. Ατμοστρόβιλος:
* Μηχανική ενέργεια: Ο ατμός υψηλής πίεσης κατευθύνεται σε ατμοστρόβιλο, προκαλώντας την περιστροφή του. Αυτή η περιστροφή είναι μια μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια.
3. Γεννήτρια:
* Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: Ο περιστρεφόμενος ατμοστρόβιλος συνδέεται με μια γεννήτρια, η οποία είναι ουσιαστικά ένα πηνίο καλωδίου που περιστρέφεται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτή η περιστροφή προκαλεί ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο.
* Ηλεκτρική ενέργεια: Το επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα είναι η επιθυμητή έξοδος - ηλεκτρική ενέργεια.
4. Μετάδοση και διανομή:
* Μετασχηματισμός τάσης: Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται είναι συνήθως σε υψηλή τάση για να ελαχιστοποιηθεί οι απώλειες ενέργειας κατά τη διάρκεια της μετάδοσης.
* Δίκτυο διανομής: Η ηλεκτρική ενέργεια υψηλής τάσης στη συνέχεια μεταδίδεται μέσω γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και μετασχηματιστών για να μειώσει την τάση για διανομή σε σπίτια και επιχειρήσεις.
Βασικές έννοιες:
* Χημική ενέργεια: Αποθηκεύονται στους δεσμούς των μορίων εντός του καυσίμου.
* Ενέργεια θερμότητας: Κυκλοφόρησε κατά τη διάρκεια της καύσης.
* Μηχανική ενέργεια: Η ενέργεια της κίνησης, που χρησιμοποιείται για να γυρίσει τον στρόβιλο.
* Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: Η διαδικασία δημιουργίας ενός ηλεκτρικού ρεύματος μετακινώντας έναν αγωγό μέσω ενός μαγνητικού πεδίου.
* Ηλεκτρική ενέργεια: Η ενέργεια που μεταφέρεται από τη μετακίνηση ηλεκτρόνων.
Στην ουσία, η διαδικασία μετατρέπει τη χημική ενέργεια που αποθηκεύεται στο καύσιμο σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω μιας σειράς βημάτων που περιλαμβάνουν θερμότητα, μηχανική κίνηση και ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
Τύποι μονάδων ηλεκτροπαραγωγής:
* καύση άνθρακα: Χρησιμοποιεί άνθρακα ως καύσιμο.
* Φυσικό αέριο: Χρησιμοποιεί φυσικό αέριο ως καύσιμο.
* Πυρηνικό: Χρησιμοποιεί πυρηνική σχάση για να παράγει θερμότητα.
* Υδροηλεκτρικά: Χρησιμοποιεί τη δύναμη του κινούμενου νερού για να μετατρέψει τους στροβίλους.
Αποδοτικότητα:
Η αποτελεσματικότητα της μετατροπής της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής και τις συνθήκες λειτουργίας της. Οι σύγχρονοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι συνήθως περίπου 30-40% αποτελεσματικοί, πράγμα που σημαίνει ότι μόνο το 30-40% της ενέργειας που αποθηκεύεται στο καύσιμο μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα υπόλοιπα χάνονται ως απόβλητα.
