درس آشنایی با مهندسی برق

)گرایش سیستمهای قدرت الکتریکی(

بخش سوم –شرکتهای تولید، انتقال و توزیع برق

مسعود علی اکبر گلکار

بخشهای مختلف يک سيستم قدرت الکتر.يکی

تولید انرژی الکتریکی

انتقال انرژی الکتریکی

توزیع انرژی الکتریکی

مشخصه های تأثيرگذار بر توليد و انتقال

سه شاخص اصلي در تغذيه برق وجود دارد كه اگر چه واضح

است،اثر قابل توجهي در مهندسي تغذيه برق دارد. آنها عبارتند

از:

-برق، برخالف آب و گاز قابل ذخيره سازي نيست و الف

توليد كننده در هر زمان كنترل كمی روی بار دارد. مهندسان

كنترل ملزم هستند تا توان خروجي ژنراتورها را برابر با بار

متصل شده با ولتاژ و فركانس معين تنظیم کنند. سختي اين

كار با مطالعه نمودارهاي تغييرات روزانه بار مشخص مي شود.

مشخصه های تأثيرگذار بر توليد و انتقال )ادامه(

-يك افزايش پيوسته در تقاضا براي برق ساالنه وجود ب

دارد. اگر چه در بسياري از كشورهاي صنعتي نرخ افزايش

مصرف برق در سالهاي اخير كاهش يافته است، ولي حتي

در كشورهاي با كمترين رشد مصرف، برق مصرفي به

مقدار قابل توجهي در حال افزايش است. بنابراين يك

روند افزاینده و پيوسته در مقدار تجهیزات تولید برق وجود

دارد.

مشخصه های تأثيرگذار بر توليد و انتقال )ادامه(

-مسئله توزيع برق و طبيعت سوخت موجود از اهميت ج

بااليي برخوردار است.از آنجائيكه سوخت های فسیلی و زغال

_ در مركز باراصلي سنگ در نواحي استخراج مي شود كه لزوما

_ از نواحي نيست و برق هيدروالكتريك توليدي از سدها معموال

مراكز بارهاي بزرگ دور است، شركتهای برق با مشكل برپا

كردن پستهاي برق روبرو شده و مجبور به انتقال توان در

فواصل طوالني و مشكالت اقتصادي مربوط به آن را خواهند

داشت.

مشخصه های تأثيرگذار بر توليد و انتقال )ادامه(

-در سالهاي اخير مالحظات زيست محيطي تأثير قابل د

توجهي در جايابي محل پستهاي برق، هزينه ساخت، و

بهره برداري از واحدهاي توليد برق داشته است.

طراحي شبكه برق از تأثيرهاي حاصل از طي مراحل

قانوني قبل از شروع پروژه نيز تأثير پذيرفته است.

_ امروزه سئوال اينكه اثر زيست محيطي مخصوصا

واحدهاي تولید برق چقدر اهميت دارد، مطرح شده است.

کیيتبديل انرژي الکتر

انرژی از حالتهای مختلف:

)مکانیکی ،حرارتی، پتانسیل، جنبشی، شیمیایی، فسیلی....(

استانرژی الکتریکی قابل تبدیل به

تبديل انرژي بوسيله بخار )نيروگاه های بخاری(

احتراق سوختهای فسیلی نظیر زغال سنگ ، گاز، يا نفت

در مولد بخار باعث ايجاد بخار با درجه حرارت و فشار باال

شده كه به توربين بخار هدايت ميشود. نفت داراي مزيت

هاي اقتصادي است چرا كه ميتواند از محل تصفيه از

طريق خط لوله به طرف مولد هاي بخار در ايستگاه توليد

برق تلمبه زده شود.

Combustion gases to precipitator and stack Stop valve Preh eat ed air St ep-up t ransio rmer Tran smi ssio n system Coo ling to wer Circuit brea ker Con t rol valve Feed water Steam Bo iler Fu rn ace

Feed wat er pu mp

تبديل انرژي بوسيله بخار )نيروگاه -ادامه های بخاری(

افزايش بازده حرارتي در اثر استفاده از بخار در باالترين فشار و دماي ممكن

به وجود ميآيد. همچنين، براي ساختن اقتصادي توربين ها، از توربينهاي با

اندازه هر چه بزرگتر و در نتيجه هزينه سرمايه گذاری اوليه بیشتر و هزینه

بهره برداری كمتر استفاده شود.

در نتيجه واحدهاي توربين با ژنراتور بااندازهMW500 و بيشتر در حال حاضر

و MW100مورد استفاه قرار مي گيرند. راندمان توربين هاي بخار با ظرفيت

بيشتر بااستفاده از حرارت دادن دوباره بخاري كه تا حدودي منبسط شده

است توسط يك واحد باز گرمکن افزايش مي يابد. بخار دوباره حرارت داده

شده سپس به سمت توربين بازگردانده ميشود و وارد قسمت ديگر توربين با

فشار كمترشده در آنجا منبسط و انرژی آن تبدیل به انرژی مکانیکی ميشود.

تبديل انرژي به وسيله آب )نيروگاه های آبی(

قديمي ترين روش تبديل انرژي استفاده از قدرت آب است. در _ احتماال

ايستگاه هيدروالكتريك انرژي آب بصورت رايگان در دسترس است. اين

ويژگي جذاب هميشه به گونه اي توسط هزينه های باالي سرمايه گذاری اولیه

جهت ساخت نیروگاه، بخصوص هزینه های ساختمانی نیروگاه، تحت تاثیر قرار

گرفته است. متاسفانه شرايط جغرافيايي الزم براي نیروگاه هيدروالكتريك

بطور معمول پيدا نميشوند.

نیروگاه آبی به دوصورت استفاده از ” ذخیره آب پشت سد“ و“ نیروگاه

جریانی ” مورد استفاده قرار می گیرند

اي است كه ذخيره-يك راه معمول استفاده از انرژي آب،سیستم تلمبه

استفاده ازانرژی آب در شرايط غیر معمول را قادر مي سازد.

توربين هاي گازي )نيروگاه های گازی(

استفاده از توربين گازی به عنوان محرك اوليه داراي مزيت

هاي خاصي نسبت به نیروگاههای بخاري است،اگرچه استفاده

از آنها در حالت کار دایم کمتر اقتصادی است.

مهمترين مزيت توربين گازی در توانايي آن در راه اندازي و

تغذیه سريع بار است. بنابراين توربين های گازی می توانند

مورد استفاده براي مقابله با قله هاي بار قرار گیرند.

از نقطه نظر اقتصادي مطلوب تر است كه با راه اندازي

دقیقه بعد از راه اندازی 2توربين هاي گازي که قادر هستند

قله هاي بار را تغذیه کنند استفاده کنیم .

نيروگاه اتمي

استفاده از انرژي اتمي در توليد برق بطور چشم گيري در حال

_ براي گسترش است. در اکثر این نیروگاه ها انرژي اتمی اساسا

توليد بخار براي توربين ها استفاده مي شود.

با افزایش ظرفیت توربینها،استفاده از توربينهاي بخار با محور

افقي چند مرحله اي با سطوح فشار متفاوت روي يك محور

معمول شده است.

استفاده از انرژی اتمی در نیروگاه اتمی به دو روش قابل بهره

برداری است

توليد انرژی اتمی بروش شكست (Fission)هسته

تا به حال توان به صورت موفقيت آميز فقط از طريق عمل شكستن

هسته كه مربوط به تقسیم هسته يك اتم است بدست آمده است.

در مقايسه با فرآيندهاي شيميایي مقدار زيادي انرژي به ازاي هر بار فعل

و انفعال روي يك اتم باهر یک از دو عمل تركيب ویا شکستن هسته

بدست مي آيد

فلز تجزيه شده از سنگ معدن اورانیم عموما از دو ايزوتوپ تشكيل شده

درصدU( 0.7 .)-235درصدوزني(و99.3)بمیزان - 238Uاست، اورانيوم

قابل شكستن مي باشد. یعنی وقتي با نوترون های -235Uتنها اورانيوم

متحرك با سرعت كم برخورد مي كند هسته اتم آن به دو جزء کوچکتر و

تعدادی نوترون و انرژي جنبشي زیادی تجزيه ميشود)ميشكند(.

توليد انرژی اتمی بروش شكست هسته (Fission)ادامه -

اجزای کوچکتر تولید شده، كه در حال حركت با سرعت زياد هستند، قبل از

ساكن شدن با اتم هاي اطراف برخورد كرده و حرارت توليد مي كنند.

نوترون ها مجددا ادامه مسير داده و با اتم هاي ديگر برخورد كرده و شكست

هاي هسته بيشتري را موجب ميشوند.

همانطور که تعداد نوترون ها افزايش می يابد، موجب مي شود كه در شرايط

درست زنجيره هايی از واكنش به وجود آيد. در راكتورهاي معمولی نظر به

اینکه برای شکست هسته نیاز به نوترون ها با سرعت كم می باشد،از تعديل

كننده يا كنترل كننده برای كاهش سرعت حركت نوترون ها بمنظور بدست

آوردن تجزيه هاي اتمي مفيدتر استفاده می شود.

(Fusionجوش هسته) تركيب دو هسته اتم سبك و ايجاد يك هسته اتم سنگين تر را جوش یا

( نامند که در اثر این واكنش انرژی بسیار زیادی fusionتركيب هسته)

نیز ایجاد می شود.

در این عمل احتیاج به انتشار نوترون نبوده وبرای تداوم عمليات تركيب

هسته نیاز به دماي بسيار باال برای ايجاد برخوردهاي پيوسته مي باشد.

مطلوب ترين سوخت ها در عمليات جوش هسته تركيب ايزوتوپ هاي

( مي باشند. 3 )جرم (T)( و تريتيوم 2 )جرم (D)هيدروژن كه ديوترويم

(، هيدروژن، نوترون و 3محصول تركيب هسته، ايزوتوپ هليم )جرم

گرما مي باشد.

(-ادامهFusionجوش هسته) از آنجائيكه ايزوتوپ تریتيوم بطور طبيعي ساخته نميشود آنرا در راكتور

6در اثر فعل و انفعاالت )تركيب( تركيب نوترون و ايزوتوب ليتيم جرم

)توليد ميشود(.

تركيب ديوتريم- دوتريوم(dueterium-deuterium) احتياج به دماي،

دارد و (dueterium-tritium)بيشتري نسبت به ديوترميم- تريتيوم

دومي در حال حاضر بيشتر احتمال مورد استفاده قرار گرفتن دارد.

مساوي با مقدار ذخایر سوخت هاي فسيلي _ ذخایر ليتيم موجود تقريبا

تقريب زده شده است. از طرف ديگر، دوتريوم در آب دريا با ميزان

در هر يك ميليون قسمت وجود دارد. در نتيجه پتانسيل 34تمركز حدود

منابع انرژي وسيع است.

(-ادامهFusionجوش هسته) ،براي عمليات موفقيت آميز تركيب ديوتريم – تريتيم راكتور ترکیب هسته

دما بايد به اندازه كافي باال باشد تا توان خارج شده بيشتر از توان ورودي

بعالوه تلفات انرژی باشد.

همچنين تعداد هسته هاي شرکت کننده در واكنش بايد به اندازه كافي زیاد

باشد تا واكنش تداوم یابد.

8دما بايد بيش از107 1015 درجه کلوین باشد و چگالي اتم ها حدود/Cm3

باشد. براي داشتن چنين دماي بااليي در پالسما، بايد از ديوارهاي محفظه

دور نگه داشته شود زيرا یک تمایل طبيعي براي انبساط پالسماو خاموش

شدن آن وجود دارد.

اين عمل با ایجاد یک ميدان مغناطيسي محوری كه توسط یک هسته در

اطراف يك لوله مارپيچي به وجود آمده است،مطابق با سيستم توكاماك

روسي ایجاد می شود.

(-ادامهFusionجوش هسته)

.در اين دماها سوخت به شكل گاز يوني شده يا پالسما وجود دارد

یعنی الكترون هاي مدار خارجي از اتم خود آزاد شده و گاز هادی

الکتریسته است. براي بدست آوردن مقدار الزم انرژي، پالسما بايد

در دماي مناسب براي بيشتر از يك زمان بحراني باشد. حاصل

ضرب چگالي پالسما و زمان محبوس بودن همگي مهم هستند.

در راكتور در شرايط پايدار، سوخت بطور پيوسته به پالسما تغذيه

ميشود و سوخت استفاده شده بطور پيوسته خارج ميشود.

، در یک طرح پيشنهاد شده، انرژي توسط دو حلقه انتقال حرارت

در جهت تأمين گرما براي يك سيستم بخار معمول منتقل مي شود.

(-ادامهFusionجوش هسته)

از نقطه نظر مالحظات راديواكتيوی،تشعشع راكتورهاي جوش

هسته ای بسيار كمتر از راكتورهاي شكست هسته ای اتمي

ميباشد.

درصد از هزينه راکتورهای جوش هسته ای هزينه 90در حدود

سرمايه گذاری اولیه است.

توليد برق توسط روش جوش هسته اي اتمي كمبود سوخت _ مطمئنا

را در طویل المدت با حداقل مشکالت زیست محیطی حل ميكند.

منابع انرژي پاک

تالشهاي بين المللي قابل توجهي در ایجاد منابع انرژي ديگر

براي جایگزینی و تكميل انرژی حاصل از سوختهاي فسيلي انجام

گرفته است. بسياري از منابع جديد )که بعضي از آنها در حقيقت

( در حقيقت از انرژي !قرن هاست كه مورد استفاده قرار ميگيرد

خورشيدي بوجودآمده اند، مانند باد، امواج دريا، تغییرات درجه

حرارت اقيانوس و فتوسنتز.

مقدار متوسط انرژي خورشيدي دريافت شده در سطح زمين در

_ مقدار واقعی 600حدود وات در هر متر مربع مي باشد، اما مطمئنا

آن به مقدار قابل توجهي متغير است.

انرژي خورشيدي- تبديل مستقيم به برق

به الکتریکی بروش فتوولتائيك دريك اليه نازك از مواد مناسب ، مثال خورشيدي تبديل انرژی

سيليكون، صورت ميگيرد.

وقتي جفت هاي الكترون–حفره به وسيله تابش فتونهای خورشيدي به مثال سيليكون حاصل

میشود، جدا شدن اين الكترون و حفره ها در پتانسيل الكتروشيميايي بصورت ناپيوسته يك

اختالف پتانسيلي ايجاد ميكند.

درصد است، مقدار آن در عمل كمتر است. كريستالهاي 25در حاليكه راندمان تئوري حدود

% ساخته شده اند. 16 و 10تك سلولی سيليكون و گاليم–آرسناد با بازده به ترتيب %

هزينه ساخت و اتصاالت داخلي سلولها باال است )امروزه در سفينه هاي فضايي

بیشتراستفاده مي شود(. غشاي سيليكون چند كريستالي، داراي دانه ها درشت )یعنی

درصد، با تكنيك هايی بصورت تولید انبوه قابل 10كريستال پيوسته دراز( با بازده بيش از

توليدهستند.

اگر چه اين دستگاهها تولید آلودگي نمي كنند، برای تولید زیاد انرژی، فضاي زيادي را اشغال

ميكنند.

انرژي خورشيدي- تبادل حرارتي

در این روش کاربرد، انرژی خورشید باعث گرم شدن آب و

تولید بخار آب و سپس افزایش درجه حرارت بخار آب و

استفاده از آن براي توليد برق؛در یک نيروگاه مركزي می شود

در بعضي شرايط آب و هوايي خاص که احتياج به مقدار زيادي

برق می باشد، شرکت برق ملزم به داشتن ذخيره مناسب

است.

توربين های بادی

توربین بادي از قدیم ابتدا بصورت آسيابهای بادي براي

منظورهای مختلف مخصوصا توليد برق، مورد استفاده

قرار گرفته اند.

تبديل انرژي حرارتي دريا میالدی 1881در سال D'Arsonval پيشنهاد استفاده از تفاوت انرژي بين سطح و

اليه هاي زيرين درياهاي استوایی را داد. براي اهداف عملي اليه ها الزم است كه تا

حد معقولي در نزديكي يكديگر قرار داشته باشند، جذب انرژي خورشيدي بوسيله

(ايجاد كرده ( Thermal-syphonاليه هاي سطحی آب دریا عمل کششی حرارتي)

و آب گرم سطح دریا به سمت قطب هاي زمين جريان مي يابند كه در نتیجه آب

سرد از طرف قطبها در عمق زیاد به سمت استوا بر ميگردد.

جريانGulf Stream کیلومتر مکعب در دقیقه 2 در غرب کشور انگلستان حدود

آب گرم را به حریان می اندازد و مقدار انرژی آن فوق العاده زیاد است.

در نتيجه براي توليد توانهاي بزرگ، مقدار وسيعي از آب، و واحد های تبدیل انرژی

بزرگ مورد نياز هستند. به همین طریق میتوان دراقيانوس منجمد شمالي از تفاضل

_ درجه( و دماي هواي زیر صفرآن نواحی استفاده کرد. 2دماي بين الیه های آن )مثال

انرژي ژئوترمال )زمين گرمايی(

در بسياري قسمت هاي زمین مقدار وسيع حرارت در داخل زمين در عمق بسيار زيادي

قرار دارد. در بعضي نقاط، با اين وجود، چشمه هاي داغ يا چشمه هاي آبگرم و رودهاي

مواد )توده هاي( مذاب و گداخته به اندازه كافي به سطح زمین نزديك هستند تا مورد

استفاده قرار گيرند.

در 1904انرژي حرارتي از چشمه هاي داغ براي سالهاي زيادي براي توليد برق ، از آغاز

ايتاليا مورد استفاده گرفته است. در آمریکا واحد های اصلي تولید توان بروش ژئوترمال در

)چشمه آبگرم، جوشان( ناميده Geysersشمال كاليفرنيا، در يك محيط بخاري طبيعي كه

ميشود، قرار گرفته اند. بخار از تعدادي چشمه به داخل توربين ها فرستاده ميشود. توان

مگاوات قدرت دارد و كل ظرفيت آنهاحدود 500مورداستفاده در حال حاضر در حدود

مگاوات پيش بيني شده است. به علت فشار و دماي پايينتر نسبت به واحد های با 2000

سوخت فسیلی،راندمان آنها كمتر از واحد های تولید برق با سوخت فسيلي است، اما هزينه

_ سوخت در اين حالت رايگان است. سرمايه گذاری كمتر است و مطمئنا

انرژي ژئوترمال )زمين گرمايی(

چشمه هاي آبگرم يك محيط بخاري خشك ارایه ميكنند كه براي توليد

توان توسط توربينهاي بخار مناسبتر هستند. انواع ديگر منابع انرژي

ژئوترمال: آب داغ، صخره خشك داغ، آب تحت فشار در زمین و الیه

های با تفاوت درجه حرارتي طبيعي در پوسته سخت زمين هستند.عموما

چشمه های فوق تركيبي از بخار و آب داغ توليد كرده که اين تركيب

بسيار كمتر از چشمه های با بخار خشك مورد استفاده قرار میگیرد.تولید

برق از چشمه هاي آب داغ با فرستادن آب تحت فشار بداخل يك مبدل

حرارتی می تواند انجام شود. آب تحت فشار موجب تبخير مايع فراري

مانند فرئون ميشود که در داخل توربين انبساط مييابد.

Magneto Hydro (MHD )توليدبرق بروش Dynamic

اي از داخل محفظه درجه سانتیگراد2500 در روش فوق، گازها در دماي

كه در آن یک ميدان مغناطيسي قوي ایجاد شده است عبور داده ميشود.

اگر گاز به اندازه كافي داغ باشد،از نظر الكتريكي تا حدودي هادي خواهد

بود )از پتاسيم مخلوط در گاز برای افزايش درجه هدايت استفاده می

شود(.این عمل مشابه حرکت يك هادي در یک میدان مغناطيسي خواهد

)نيروي الكترومغناطيسي(بوجود ميآيد كه ميتوان e.m.fبود. در نتیجه يك

آن را توسط الكترودها در محلهای مناسب خارج کرد.

تالشهاي زيادي در حال حاضر در بعضي از كشورها در حال انجام است تا

بزرگ اقتصادي ساخته شود. در شكل عملي آن اين MHDيك ژنراتور

سيستم در كنار نیروگاههای سنتي مورد استفاده قرار ميگيرد.

Tidal Energyاستفاده از انرژي موج

مقدار انرژي امواج دريا بسيار باال است. امواج اقيانوس اطلس در

کیلووات 80شمال غربي سواحل بريتانيا داراي متوسط مقدار توان

در متررا دارد. مسلما انرژي حاصل خيلي متغير است.

.استفاده از انرژي موج در كانال ها از ديرباز مطرح بوده است

مشكالت تكنيكی و اقتصادي وجغرافیایی بسيار زيادی در استفاده

ازاین انرژي وجود دارند.

يك واحد استفاده از انرژي موج درLa Rance در شمال فرانسه

مترمکعب در 18000 متر و جريان آن 9.2جايي كه ارتفاع موج به

ثانیه تقريب زده شده، ساخته شده است.

-Tidal Energyاستفاده از انرژي موج ادامه

يك روش سودمند در استفاده كردن از موج دریا، هدایت امواج دریا به

داخل یک محفظه وهمزمان استفاده از این جريان آب در یک توربين

برای تولید برق است. سپس در زماني كه ارتفاع موج كم است با

جریان برگشت آب ذخيره شده بدریا از طریق يك سري دیگر از توربين

ها تولید برق مي كنند. اين عمل باعث پيوستگی در استفاده از توربين

های مختلف برای تولید برق در ارتفاعهای آب متفاوت ميشود

در نتيجه،در بيش از صدها كيلومتراز ساحل، يك منبع انرژي وسيع

وجود دارد.

استفاده از انرژي جذر و مد دريا

،استفاده از يك روش دیگر در استفاده كردن از موج دریا

انرژي جذر و مد دريا است.

به داخل یک محفظه هدایت در ساعات مد دریا، آب را

میکنند و سپس در زمان مد دریا كه ارتفاع آب كم است با

جریان برگشت آب ذخيره شده به دریا، با استفاده از این

جريان آب در چند توربين برای تولید برق استفاده می شود.

ذخيره سازي انرژي

مشکالت وسیع در ذخيره سازي برق در هر مقدار زيادي موجب

شكل دهي تكنولوژي سيستم هاي قدرت، به صورتي که امروزه وجود

دارد، شده است. روشهای گوناگوني براي ذخيره سازي انرژي در ابعاد بزرگ، كه

ميتواند به انرژی برق تبديل شود، وجود دارد. هر نوع ذخيره سازي ، به هر حال گران است و محاسبات اقتصادي

بايد مورد توجه قرار گيرد. روشهای معمول ذخیره سازی انرژی برای تبدیل به انرژی برق

امروزه به اين ترتيب هستند: روشهای ذخيره- تلمبه اي ،هواي

متراكم شده، حرارت، گاز هيدروژن، باتري هاي ثانويه.

ذخيره سازي انرژي-نيروگاه تلمبه ذخيره اي

يك روش استفاده از مزيت نیروگاه آبی در جايي كه منابع آب

مناسب در دسترس نيست استفاده از روش تلمبه-ذخيره اي

ميباشد. اين نیروگاه شامل مخزن آب دردو سطح باال و پايين

است و واحد توربین ژنراتورها به بصورت پمپ-موتوري مورد

استفاده قرار میگيرد. مخزن آب بااليي داراي ذخيره سازي

_ ساعت برای توليد در بار كامل با يك مخزن 6-4كافي معموال

ساعتی مي باشد. 2-1رزرو

ذخيره سازي انرژي-نيروگاه تلمبه ذخيره اي-ادامه

روش کار به اين ترتيب است:

در طول زمانهاي قله بار در شبكه،جریان آب از مخزن آب بااليي بسمت مخزن آب پاییینی

حرکت کرده توربين ها را در شرايط طبيعي می چرخاند.ژنراتور های چرخانیده شده توسط

توربین توليد برق می کنند.

در طول شب در حالي كه تنها نيروگاههاي بار پايه زیر بار هستند و برق به صورت ارزانترين

حالت توليد ميشود، ژنراتور ها سپس به بصورت موتور سنكرون مورد بهره برداری قرار

گرفته و توربين ها را كه اکنون به صورت تلمبه كار ميكند مي چرخانند و آب در مخزن آب

پايين تر تلمبه زده شده و به مخزن بااليي برگردانیده ميشود و براي قله بار روز بعد آماده

ميشود.

بازده معمول این واحد هابصورت زیر است:

برای لوله كشي و تونل 77%،برای تلمبه و توربين 96برای موتور و ژنراتور، %

درصد مي شود. 67% كه بازده كل %95%،وبرای انتقال توان 97

ذخيره سازي انرژي-ذخيره سازي هواي فشرده شده

هوا به داخل محفظه های بزرگ )مثال غار های زير زميني يا معدن

هاي قديمي( در شب تلمبه زده مي شود و براي قله هاي بارهاي

روز براي چرخانیدن توربين هاي گازی استفاده ميشود.

1975 مگاولت آمپر در آلمان، در سال 290برای نصب یک واحد

دالر بر کیلووات هزينه شد. اين واحد انرژی 100مبلغی در حدود

مگاوات-ساعت مربوط به ساعات قله برق را توليد ميكند.580

انرژي ذخيره شده مساوي با حاصل ضرب فشار در حجم هوای

ذخیره شده است. هواي متراكم شده موجب سوختن سوخت در

برابر بازده معمول مي شود. 2توربينهاي گاز به ميزان

ذخيره سازي انرژی – ذخيره سازي حرارت

هيچ ذخيره سازي در مقياس بزرگ كه حرارت در آن دخيره

شود هنوز بصورت عملی مورد بهره برداری قرار نگرفته

است. آب داراي مزيت هاي زيادي است. مثال آب می تواند

بعنوان یک ابزار جهت ذخيره سازي حرارت استفاده شود.

سديم مايع همچنين برای ذخيره سازي حرارت پيشنهاد شده

است

ذخيره سازي انرژی – ذخيره سازي حرارت-ادامه

در يك نیروگاه بخاری، اگر بار كم باشد، قدرت ديگ هاي بخار

را میتوان برای قدرت خروجي بار كامل نگهداشته و از بخار

ناخواسته برای گرم كننده هاي آب و ذخیره سازی حرارت

استفاده کرد.

در طول زمانی که ژنراتور در بار كامل کار میکند،گرمای

ذخیره شده برای گرم کردن آب ورودی به دیگ بخار استفاده

می شود.

ذخيره سازي انرژی-باتری های ثانويه

استفاده از باتري در مقياس بزرگ اقتصادی نبوده و دو محلي كه استفاده از باتري هاي ثانويه زیاد است

در اتومبیل و منابع انرژي با تولید برق نوساني محلي مانند توربین های بادی و واحد های خورشيدی

است.

وات-15باتری اسيد سربي معمول، با وجود آنكه قيمت معقولي دارد داراي چگالي انرژي كم حدود

ساعت برای هر کیلوگرم است.

وات-ساعت برای هر کیلوگرم(، اما بسيار گرانتر هستند. 40باتري هاي نيكل-كادميم بهتر هستند)حدود

وات-ساعت برای هر کیلوگرم(در حال توسعه به مقدار زیادی هستند. 200باتري سديم–سولفور)حدود

درجه كار مي كند.300این باطریها داراي يك الكتروليت جامد و الكترودهاي مايع است و در دماي

تحقیقات در جهت ساخت باطری از تركيبات ديگر مواد برای افزايش قدرت خروجي و ذخيره سازي

بیشتر در واحد وزن در حال انجام است.

ذخيره سازي انرژي-پيل های سوختي يك پيل سوختي انرژي شيميايي را به انرژي الكتريكي با استفاده از واكنش هاي

الكتروشيميايي تبديل ميكند.

سوخت)هيدروژن(بطور پيوسته به يك الكترود تغذیه میشود و یک اکسید

_ اكسيژن(، در الكترود ديگر توليد ميشود. کننده)معموال

در يك پيل سوختي هيدروژن-اكسيژن ، گاز هيدروژن در يك الكترود فلزي پر

در سطح H2منفد پخش ميشود)نيكل(. يك كاتاليز در الكترود اجازه جذب

الكترود را بصورت يون هاي هيدروژن می دهد. يون هاي هيدروژن با يونهاي

هيدروكسيل در الكتروليت واكنش ميدهند و آب تولید می شود

در حال حاضر هزينه پيل هاي سوختي بسيار باال است و استفاده آنها در آينده به

كاهش اساسي در هزينه بستگي دارد. 

ذخيره سازي انرژي-سيستمهاي انرژي هيدروژن

در سالهاي اخيراستفاده از هيدروژن به عنوان واسطه براي انتقال و

ذخيره انرژي انجام شده است.

میلیون ژول در 12گرما زایی گاز هيدروژن زیاد و در شرایط متعارف

مترمکعب است.

استفاده از هیدروژن برای سوخت هواپیما و اتومبیل نیز مطرح است

فاکتورهای امنیتی و قابل انفجار بودن مخازن هیدروژن دلیلی برای

استفاده غیر عمومی از آن می باشد

ذخيره سازي انرژي-سيستمهاي انرژي هيدروژن-ادامه

اين است كه ميتواند ذخيره شود و _ مزيت اساسي هيدروژن مطمئنا

عيب اساسي نيز اين است كه از آب با عمل الكتروليز بدست ميآيد.

روشهاي ديگر توليد تحت بررسی آزمايشگاهي هستند.مثال استفاده از

حرارت نيروگاهاي اتمي براي شكستن اتم ملکول آب و آزاد سازي

درجه است. 3000هيدروژن وجود دارد، ولی اشکال آن نیاز به دماي

60الكتروليز كننده هاي بسيار بزرگ مي توانند بازدهي در حدود

درصد بدست آورند. این بازده جمعا با بازده توليد برق يك نیروگاه

درصد را ميدهد. 21اتمي رویهم، بازده توليد هيدروژن حدود

با تشکر از توجه شما