برق چگونه تولید می شود و چطور میتوان از منابع انرژی اولیه به این نیروی عجیب دست یافت؟ نیروی برق به طور آزاد در طبیعت وجود ندارد و نیاز به تولید دارد. به این معنا که یک انرژی باید به برق تبدیل شود. این همان کاری است که در نیروگاه های برق به وسیله ژنراتورهای الکترومکانیکی صورت می گیرد. از آنجا که زندگی امروز بدون برق ممکن نیست، با بالا رفتن تقاضای مصرف برق از منابع مختلفی مثل باد و خورشید نیز می توان برق به دست آورد.
برق چگونه تولید می شود؟ یه نگاه به مواد اولیه این انرژی شگفت انگیز
خب، اول از همه بریم سراغ این سوال که برق از کجا میاد و اصلا جنسش چیه؟ بذار یه جور ساده برات بگم: برق یه جورایی مثل یه سیل عظیمی از یه چیز خیلی کوچولو به اسم الکترون هستش که داره تو یه مسیر مشخص حرکت میکنه. حالا این الکترون ها از کجا میان؟
اتم ها، خونه های الکترون ها: همه چی تو این دنیا از یه سری ذرات ریز به اسم اتم درست شده. هر اتم یه هسته داره و دورش یه عالمه الکترون داره میچرخه، درست مثل سیاره ها دور خورشید. این الکترون ها یه جور بار منفی دارن و عاشق اینن که از یه اتم به یه اتم دیگه بپرن!
مواد هادی، اتوبان های الکترون ها: بعضی از مواد مثل فلزات (مخصوصا مس و آلومینیوم) یه جورایی خیلی مهمون نوازن برای این الکترون ها. یعنی الکترون ها تو این مواد خیلی راحت میتونن از یه اتم به اتم بغلی سر بخورن و حرکت کنن. به این مواد میگیم هادی. سیم های برقی که تو خونه هاتون میبینین، معمولا از همین جنسن.
پس فهمیدیم که برق یه جور حرکت دسته جمعی الکترون هاست و این الکترون ها هم تو دل اتم ها قایم شدن و مواد هادی هم مثل یه اتوبان صاف و صوف، راه رو برای حرکتشون باز میکنن.
منابع اولیه تولید برق
منابع اولیه ای که می توان از آنها تولید برق کرد به دو دسته تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم می شوند. آب، جزر و مد، باد و خورشید را می توان در دسته منابع اولیه تجدیدپذیر قرار داد. در صورتی که زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی در دسته تجدیدناپذیرها قرار می گیرند. برق انرژی ارزانی نیست و از هر طریقی که تولید شود و هر مکانی که اقدام به تولید انرژی برق کند، به طور قطع برای این که آن را در اختیار مصرف کننده قرار دهد هزینه آن را دریافت خواهد کرد.
نیروگاه چگونه برق تولید میکند؟ از بخار غول پیکر تا توربین های رقصان!
اینجاست که پای نیروگاه میاد وسط! نیروگاه ها در واقع یه جور کارخونه های بزرگ و پیچیده ان که با یه سری روش های هوشمندانه، این الکترون ها رو به حرکت درمیارن و به اون نیروی برقی که ما میخوایم تبدیل میکنن. حالا این “روش های هوشمندانه” چیا هستن؟
بازی با گرما (نیروگاه های حرارتی): یکی از رایج ترین روش ها، استفاده از گرماست. تو این نیروگاه ها، یه چیزی رو میسوزونن تا آب رو بجوشونن و بخار خیلی داغ و پرفشار تولید کنن. این “یه چیزی” میتونه زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی یا حتی انرژی هسته ای باشه.
قدرت بخار غول پیکر: این بخار پرفشار مثل یه فواره خیلی قوی میخوره به یه جور چرخ بزرگ پره دار به اسم توربین. فشار بخار باعث میشه این توربین با سرعت خیلی زیادی شروع به چرخیدن کنه.
رقص توربین و ژنراتور: حالا این توربین مستقیما وصله به یه دستگاه دیگه به اسم ژنراتور. ژنراتور یه جورایی مثل یه دینام خیلی بزرگه. وقتی توربین میچرخه، ژنراتور هم میچرخه و با استفاده از یه سری اصول فیزیکی پیچیده (که خیلی وارد جزئیاتش نشیم بهتره!)، این حرکت چرخشی رو به جریان الکتریکی تبدیل میکنه! انگار داری یه هندل بزرگ رو میچرخونی و اون طرف برق تولید میشه.
پس تو نیروگاه های حرارتی، ما اول گرما تولید می کنیم، بعد با اون گرما بخار درست می کنیم، بخار توربین رو میچرخونه و در نهایت ژنراتور، حرکت توربین رو به برق تبدیل می کنه. یه جور زنجیره پیچیده ولی خیلی کاربردی!
مراحل تولید برق
برق چگونه تولید می شود ممکن است سؤالی باشد که برای هر مصرف کننده ای پیش بیاید. می توان به طور ساده این طور بیان کرد که وجود بارهای منفی و بارهای مثبت در مواد هادی در نهایت موجب تولید برق می شود. این بارهای مخالف همدیگر را جذب می کنند و به ایجاد دو الکتریسیته ساکن و متحرک منجر می شوند. برق برای رسیدن به پریز راه بسیار طولانی را با سرعت زیاد پشت سر می گذارد.
از زمانی که مصرف لامپ های رشته ای بیشتر شده، مصرف برق نیز بالاتر رفته است. تحولاتی که همان ابتدا در برق به وجود آمد موجب شود که قسمتی از زندگی روزانه شود. به خصوص از وقتی که وسایل برقی بیشتری اختراع و مورد استقبال مصرف کننده ها قرار گرفتند. تولیدکننده ها با مشاهده این افزایش مصرف بیشتر ترغیب به سرمایه گذاری در این حوزه شدند.
شرکت هایی زیادی به سراغ توزیع برق رفتند و به طور مستقل مشغول به کار شدند. مصرف کننده ها به طور معمول برق را از تولیدکننده با پرداخت هزینه دریافت می کنند و تولیدکننده ها برق را از طریق شبکه برق توزیع می کنند. با گسترده شدن فناوری بهره وری و کارایی برق روز به روز افزایش پیدا کرد. اختراع توربین برق بر این که برق چگونه تولید می شود تأثیر بسیاری گذاشت و آن را به یک صنعت اقتصادی بدل کرد. ضمن این که نیروگاه ها در فرآیند تولید برق بزرگ تر و بزرگ تر شدند.
شیوه های تولید برق
برای این که بدانید برق چگونه تولید می شود باید با شیوه های تولید آن آشنا شوید. چند روش مهم برای تبدیل کردن شکل های دیگر انرژی به برق وجود دارد:
- توربین های بادی به طور معمول تولید برق را هم زمان با دیگر شیوه های تولید نیرو بر عهده می گیرند. ژنراتورهای برق انرژی جنبشی را به برق بدل می کنند. این شیوه از بقیه شیوه ها کاربرد بیشتری دارد و بسیار رایج است. برای مشاهده این انرژی در مقیاس کوچک می توان آهنربا را در یک حلقه سیم مسی به چرخش در آورد.
- برای تولید برق از سدهای آبی نیز استفاده می کنند. برای این کار به طور مستقیم انرژی شیمیایی به برق تبدیل می شود.
- اثر فتوولتائیک نیز یکی دیگر از این شیوه ها است که در آن انرژی نور به برق تبدیل می شود؛ مثل تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی. پانل های خورشیدی نور آفتاب را به طور مستقیم به برق تبدیل می کنند.
مرحله انتقال برق
برق چگونه تولید می شود و چه مراحلی را طی می کند تا به دست مصرف کننده برسد؟ وقتی برق از منابع طبیعی اولیه به دست می آید باید به وسیله ابزارهای مختلف به ایستگاه های برق منتقل شود. منتقل کردن برق به دو شکل زمینی و هوایی صورت می گیرد. ترانسفورماتورها نقش تأمین ولتاژ مناسب برق را بر عهده دارند. در واقع ترانسفورماتورها در ایستگاه های برق کار گذاشته می شوند که در حاشیه شهرها و نزدیکی نیروگاه ها و بالاتر از سطح زمین هستند. در صورتی که اندازه بزرگی نداشته باشند در داخل شهر نیز می توان آنها را استفاده کرد.
ایستگاه ها برای توزیع برق به خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. می توان آن را یکی از بخش های مهم تولید برق به شمار آورد. محل سکونت مصرف کننده تعیین کننده این است که از کدام ایستگاه می تواند برق بگیرد. شرکت های توزیع برق باید مسئولیت رساندن برق به منازل را بر عهده بگیرند. آنها موظف اند که در زمان بروز مشکلات در کابل های انتقال برای تعمیراتشان اقدام کنند. ما تو بهنیکو همیشه سعی کردیم بهترین ها رو براتون به ارمغان بیاوریم، خیالت راحت با بهنیکو طرفی!