برق چگونه تولید می‌شود؟ – بررسی 9 روش تولید برق

با توجه به پیشرفت روزافزون علم و تولید ابزارهای جدید، مصرف انرژی الکتریکی نیز رو به افزایش است. ما می‌توانیم با استفاده از برق و الکتریسیته، منزل خود را روشن کنیم، اخبار را چک کنیم، به موسیقی گوش دهیم، ظرف‌ها و لباس‌ها را بشوییم و غذا درست کنیم. با وجود کاربردهای بی‌شمار برق، می‌توان آن را عضو جدا نشدنی زندگی امروزی انسان‌ها دانست.

اما آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که برای تولید انرژی الکتریکی، چه روش‌هایی وجود دارد؟ این انرژی چگونه تولید شده و چگونه به مصرف ما انسان‌ها می‌رسد؟ ما در این مقاله قصد داریم به بررسی روش تولید برق پرداخته و انواع این روش‌ها را بررسی کنیم. با ما همراه باشید.

الکتریسیته چیست؟

الکتریسیته، انرژی‌ای است که به وسیله حرکت ذرات باردار از جمله الکترون‌ها (بارهای منفی) و پروتون‌ها (بارهای مثبت) در مواد رسانا، تولید می‌شود. این انرژی، مهم‌ترین عضو در صنایع مختلف بوده و نقش حیاتی را در زندگی ما، ایفا می‌کند. الکتریسیته و انرژی الکتریکی با واحدهای مختلفی نشانه‌گذاری می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به ولت (V) اشاره کرد. یک ولت نشان‌دهنده تفاوت پتانسیل بین دو نقطه از یک سیم رسانا با جریان 1 آمپر است زمانی که توان تلف شده بین آن دو نقطه، وات باشد. برای درک بهتر این واحد می‌توانید مقاله “تفاوت وات و ولت چیست؟” را مطالعه کنید. 

الکتریسیته، می‌تواند به روش‌های مختلف تولید شود که از جمله آن‌ها می‌توان به انرژی هیدروالکتریکی، انرژی خورشیدی، انرژی باد و انرژی هسته‌ای اشاره کرد. شما می‌توانید انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی و در باتری‌ها نیز تولید کنید. پس از تولید، برق را می‌توان با استفاده از خطوط برق در فواصل طولانی حمل و توزیع کرد. هرچند روش تولید، هزینه‌های تولید، موارد استفاده و میزان انرژی تولید شده در هر روش متفاوت است، اما می‌توان از هر یک در حوزه‌های خاصی، بهره‌برداری کرد. 

برق چگونه در دسترس ما قرار می‌گیرد؟

پیش از هر چیز می‌خواهیم ببینیم برق برای رسیدن به دست ما، باید از چه مسیری عبور کند. برق از تولید به مصرف، شامل چهار مرحله تولید برق، انتقال برق، توزیع برق و تجاری‌سازی برق است که در ادامه به توضیح هر یک می‌پردازیم.

1. تولید برق

الکتریسیته در نیروگاه‌هایی تولید می‌شود که می‌توانند صورت اولیه این انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. این صورت اولیه ممکن است مانند انرژی باد، خورشید، جزر و مد و… تجدیدپذیر بوده یا مانند انرژی زغال سنگ، گاز طبیعی،‌نفت و… غیرقابل‌تجدید باشند. مجموعه‌هایی که به طور کامل یا جزئی، صاحب نیروگاه‌های مختلف هستند، می‌توانند انرژی تولید شده را به شرکت‌های عرضه‌کننده برق، بفروشند. به عنوان مثال، وقتی برق در نیروگاه‌های نفتی جنوب کشور تولید می‌شود، قبل از رسیدن به دست ما، به نیروگاه برق منتقل می‌شود.

2. انتقال برق

زمانی که صورت اولیه انرژی، به انرژی برق تبدیل شدند، از طریق کابل‌های مخصوص، از نیروگاه‌ها به پست‌های برق ارسال می‌شوند. در این محل‌ها، ترانسفورماتورها ولتاژ الکتریکی کافی را تضمین می‌کنند. پست‌های برق، معمولا روی زمین بوده و نزدیک نیروگاه‌ها یا در حومه شهرها قرار دارند. البته اگر این مراکز بزرگ نباشند، ممکن است داخل یک شهر نیز، ساخته شوند.

3. توزیع برق

بعد از اینکه برق به پست‌ها انتقال داده شد، می‌بایست در خانه‌ها، اداره‌ها، فروشگاه‌ها، محیط‌های عمومی و… نیز توزیع شود. ما به عنوان یک مصرف‌کننده برق، نمی‌توانید توزیع‌کننده برق منزل خود را انتخاب کنید. این موضوع با توجه به محل زندگی‌تان تعیین می‌شود. توزیع‌کننده برق نزدیک به منزل شما، مسئول اطمینان از رسیدن برق سالم به خانه شما و انجام تعمیرات در صورت لزوم است. همچنین این شرکت کد کنتور برق شما را در اختیار داشته و می‌تواند مصرف برق شما به نیروگاه‌ها و مراکز بالاتر برق، گزارش دهد.

4. تجاری‌سازی برق

چیزی که شما می‌توانید خودتان آن را انتخاب کنید، محلی‌ست که قبض‌های شما را صادر می‌کند. این تامین‌کننده‌ها، انرژی برق را از شرکت‌های تولید کننده خریداری کرده و آن را مصرف‌کنندگان یعنی مردم، می‌فروشند. 

روش‌های مختلف تولید برق

در ادامه به بررسی روش‌های مختلف تولید برق، می‌پردازیم.

1. تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی

یکی از مرسوم‌ترین روش‌های تولید انرژی الکتریکی، استفاده از انرژی‌های غیرقابل‌تجدید مانند نفت و گاز است که در نیروگاه‌های ویژه خود تولید می‌شوند. الکتریسیته در این نیروگاه‌ها، با سوزاندن منابع برق تولید شده و باعث گرم شدن یک تانکر بسیار بزرگ آب می‌شود. زمانی که آب گرم می‌شود، شروع به تولید بخار می‌کند که این بخار باعث حرکت توربین‌های موجود در نیروگاه می‌شود. بعد از این فرایند، بخار از یک کندانسور عبور کرده، دوباره به مایع تبدیل می‌شود و چرخه را از نو شروع می‌کند.

2. انرژی هسته‌ای

در این روش، از گرمای آزاد شده توسط شکافت هسته‌ای در یک راکتور، برای گرم کردن مقدار زیادی آب با فشار بالا استفاده می‌شود. بخار تولید شده در این فرایند، از توربین بزرگی که به ژنراتور متصل است عبور کرده و آن را به حرکت در می‌آورد. هسته عنصری که در این روش مورد شکافت قرار می‌گیرد، اورانیوم است.

3. روش زمین-گرمایی (ژئوترمال)

این روش نیز، مانند روش‌های قبل بوده و با استفاده از گرم و بخار شدن آب و حرکت توربین برق تولید می‌شود. با این تفاوت که گرمای استفاده شده در این فرایند، همان گرمای طبیعی موجود در سیاره زمین است که از طریق خطوط لوله در زیر خاک به نیروگاه می‌رسد. 

4. انرژی بیومس (زیست‌توده)

در این روش، گرما از طریق سوزاندن منابع طبیعی انرژی از جمله بازماندگان گیاهان و حیوانات، تولید شده و طی بخار شدن آب، برق را تولید می‌کند.

5. انرژی هیدروالکتریک

نیروگاه‌های تولید کننده انرژی الکتریکی به روش هیدروالکتریک، از گرما برای به حرکت درآوردن توربین استفاده نمی‌کنند. در این روش، به جای گرما، از ریزش حجم قابل‌توجهی از آب برای به حرکت در آوردن توربین هیدرولیک استفاده می‌کنند. به همین دلیل معمولا در مکان‌هایی ساخته می‌شوند که احتمال بارش باران وجود دارد.

6. انرژی باد

احتمالا با این روش آشنایی بیشتری دارید. در روش تولید انرژی برق از طریق باد، توربین‌های بزرگی را در مسیر باد قرار می‌دهند تا با حرکت آن‌ها، برق تولید شود.

7. انرژی خورشیدی

برای استفاده از خورشید جهت تولید انرژی الکتریکی، دو روش وجود دارد. در روش اول، از گرمای تولید شده توسط خورشید، برای گرم کردن آن، ایجاد بخار و در نهایت به حرکت درآوردن توربین‌ها به وسیله این بخار استفاده می‌کنیم. در روش دوم، با استفاده از پنل‌های مخصوصی که برای جذب انرژی تولید شده توسط خورشید ساخته شده‌اند، برای تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به الکتریکی استفاده می‌کنیم.

8. انرژی جزر و مدی

حرکت آب ناشی از جزر و مد، توربین را به حرکت در آورده و با استفاده از یک ژنراتور برق تولید می‌کند.

9. انرژی موج

تولید انرژی با استفاده از امواج درست مانند روش قبل است با این تفاوت که به جای جزر و مد، از حرکت امواج برای این کار استفاده می‌کنیم.

منابع:

• endesa