Các loại nhà máy điện

Các loại nhà máy điện

Có rất nhiều phương pháp biến đổi điện năng từ các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, thuỷ năng, năng lượng hạt nhân… vì vậy có nhiều kiểu nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử, trạm điện gió, điện Diezen…

1. Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ)

Nhà máy nhiệt điện bao gồm:

Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: Là nhà máy nhiệt điện mà việc thải nhiệt của môi chất làm việc (hơi nước) được thực hiện qua bình ngưng.

Nhà máy nhiệt điện rút hơi: đồng thời sản xuất điện năng và nhiệt điện. Về nguyên lý hoạt động giống như nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, song ở đây lượng hơi rút ra đáng kể từ một số tầng của tuốc bin để cấp cho các phụ tải nhiệt công nghiệp và sinh hoạt. Do đó hiệu suất chung của nhà máy tăng lên.

Nhà máy nhiệt điện sự biến đổi năng lượng được thực hiện theo nguyên lý:

Nhiệt năng → Cơ năng → Điện năng.

Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau:

  • Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu và nguồn nước.
  • Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng phụ tải chậm.
  • Hiệu suất thấp (h = 30 ÷ 40%)
  • Khối lượng nhiên liệu sử dụng lớn, khói thải và ô nhiễm môi trường.
Hình 1: Hệ thống nhà máy nhiệt điện
Hình 1: Hệ thống nhà máy nhiệt điện

2. Nhà máy thủy điện (NMTĐ):

Nguyên lý của nhà máy thủy điện là sử dụng năng lượng dòng nước để làm quay trục tuốc bin thủy lực để chạy máy phát điện. ở đây, quá trình biến đổi năng lượng là:

Thủy năng → Cơ năng → Điện năng.

Công suất của nhà máy thủy điện phụ thuộc vào hai yếu tố chính là lưu lượng dòng nước Q qua các tuốc bin và chiều cao cột nước H, đó là:

P = 9,81QH [MW]

 

Chính xác hơn: P = 9,81 QHη [MW]

Trong đó:

  • Q: lưu lượng nước (m3/sec)
  • H:chiều cao cột nước (m)
  • η: hiệu suất tuốc bin
Hình 2: Hệ thống nhà máy thủy điện
Hình 2: Hệ thống nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện có những đặc điểm sau:

  • Xây dựng gần nguồn nước nên thường xa phụ tải.
  • Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn, chủ yếu thuộc về các công trình như đập chắn, hồ chứa.
  • Thời gian xây dựng kéo dài.
  • Chi phí sản xuất điện năng thấp.
  • Thời gian khởi động máy ngắn.
  • Hiệu suất cao (h = 80 ÷ 90%).
  • Tuổi thọ cao.

3. Nhà máy điện nguyên tử (NMĐNT)

Hình 3: Hệ thống nhà máy điện nguyên tử
Hình 3: Hệ thống nhà máy điện nguyên tử

Nhà máy điện nguyên tử cũng tương tự như nhà máy nhiệt điện về phương diện biến đổi năng lượng: Tức là nhiệt năng do phân hủy hạt nhân sẽ biến thành cơ năng và từ cơ năng sẽ biến thành điện năng.

Nhà máy điện nguyên tử, nhiệt năng thu được không phải bằng cách đốt cháy các nhiên liệu hữu cơ mà thu được trong quá trình phá vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của các chất Urani-235 hay Plutoni-239… trong lò phản ứng. Do đó nếu như NMNĐ dùng lò hơi thì NMĐNT dùng lò phản ứng và những máy sinh hơi đặc biệt.

Ưu điểm của NMĐNT:

  • Chỉ cần một số lượng khá bé vật chất phóng xạ đã có thể đáp ứng được yêu cầu của nhà máy.
  • Một nhà máy có công suất 100MW, một ngày thường tiêu thụ không nhiều hơn 1kg chất phóng xạ.
  • Công suất một tổ Máy phát điện-Tuốc bin của nhà máy điện nguyên tử sẽ đạt đến 500, 800, 1200 và thậm chí đến

Nhà máy điện nguyên tử có những đặc điểm sau:

  • Có thể xây dựng trung tâm phụ tải.
  • Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn và thời gian xây dựng kéo dài.
  • Chi phí sản xuất điện năng thấp nên thường làm việc ở đáy đồ thị phụ tải.
  • Thời gian sử dụng công suất cực đại lớn khoảng 7000giờ/năm hay cao hơn.

4. Nhà máy điện dùng sức gió (động cơ gió phát điện)

Hình 4: Hệ thống quạt điện gió
Hình 4: Hệ thống quạt điện gió

Lợi dụng sức gió để quay hệ thống cánh quạt đặt đối diện với chiều gió. Hệ thống cánh quạt được truyền qua bộ biến đổi tốc độ để làm quay máy phát điện, sản xuất ra điện năng, điện năng sản xuất ra được tích trữ nhờ các bình ắc quy.

Động cơ gió phát điện gặp khó khăn trong điều chỉnh tần số do vận tốc gió luôn luôn thay đổi. Động cơ gió phát điện thường có hiệu suất thấp, công suất đặt nhỏ do đó chỉ dùng ở những vùng hải đảo, những nơi xa xôi không có lưới điện đưa đến hoặc ở những nơi thật cần thiết như ở các đèn hải đăng.

5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời

Thường có dạng như nhà máy nhiệt điện, ở đây lò hơi được thay bằng hệ thống kính hội tụ để thu nhận nhiệt lượng bức xạ mặt trời để tạo hơi nước quay tuốc bin.

Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời có những đặc điểm sau:

  • Sử dụng nguồn năng lượng không cạn kiệt.
  • Chi phí phát điện thấp và đặc biệt hiệu quả ở các vùng mà việc kéo các lưới điện quốc gia quá đắt.
  • Độ tin cậy vận hành cao.
  • Chi phí bảo trì ít.
  • Không gây ô nhiễm môi trường.
Hình 5: Hệ thống nhà máy điện mặt trời
Hình 5: Hệ thống nhà máy điện mặt trời

6. Nhà máy năng lượng địa nhiệt:

Hình 6: Hệ thống nhà máy điện địa nhiệt
Hình 6: Hệ thống nhà máy điện địa nhiệt

Nhà máy năng lượng địa nhiệt sử dụng sức nóng của lòng đất để gia nhiệt làm nước bốc hơi. Hơi nước với áp suất cao làm quay tuốc bin hơi nước. Tuốc bin này kéo một máy phát điện, từ đó năng lượng địa nhiệt biến thành năng lượng điện. Có hai loại nhà máy năng lượng địa nhiệt: loại chu kỳ kép và loại phun hơi. Nước nóng địa nhiệt có nhiệt độ vào khoảng 3500F và áp suất khoảng 16.000psi.

Trên đây là các loại nhà máy điện, phục vụ cho việc sản xuất điện năng. Hiện nay, nhà máy nhiệt điện và thuỷ điện vẫn là những nguồn điện chính sản xuất ra điện trên thế giới dù cho sự phát triển của nhà máy điện nguyên tử ngày càng tăng.

Share this post

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *