نیروگاه (power generation plant) چیست؟

نیروگاه، مجموعه ای از تجهیزات صنعتی برای تولید برق یا انرژی الکتریکی است که در آن، از انواع انرژی های دیگر برای تبدیل به انرژی الکتریکی استفاده می شود. همچنین بنا به تعریف وزارت نیرو، نیروگاه عبارت است از: “محل استقرار مولدهاي نيروي برق و تجهيزات وابسته” که مولدهای برق، به هر نوع وسيله برای تبديل انرژي غيرالكتريكي به انرژي الكتريكي گفته می شود. اغلب نیروگاه ها (از جمله کلیه نیروگاه‌های حرارتی، آبی و بادی، جزر و مدی، زمین گرمایی و خورشیدی حرارتی) از یک یا چند توربین (Turbine) و ژنراتور (Generator) برای تولید انرژی مکانیکی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده می کنند. اما نیروگاه های خورشیدی فتوولتاییک، فاقد توربین و ژنراتور هستند و از سلول های فتوولتاییک (Photo Voltaic یا PV) استفاده می کنند. در ادامه مطلب، انواع نیروگاه ها شرح داده خواهد شد.

انواع نیروگاه ها:

منابع انرژی به دو دسته منابع حرارتی و غيرحرارتی تقسيم می شوند. نیروگاه‌های تولید برق نیز بر اساس عامل محرک اولیه خود، انواع مختلفی دارند. در ادامه به انواع نیروگاه‌های تولید برق و زیرمجموعه های هر یک از آن ها پرداخته می شود:

انواع نیروگاه‌ های حرارتی یا تجدیدناپذیر: (Thermal Power Plants)

به نیروگاهی گفته می شود که در آن از انرژی حرارتی موجود در سوخت‌های جامد، مایع، گاز یا سوخت‌های هسته‌ای، برای تولید برق استفاده می شود. در این نیروگاه‌ها با سوزاندن سوخت های فسیلی، انرژی حرارتی یا گرمایی تولید می شود. انرژی گرمایی تولید شده، برای تولید گاز یا بخار به کار گرفته می شود. سپس گاز یا بخار وارد توربین ها شده و با چرخاندن پره های توربین، انرژی مکانیکی تولید می شود و در نهایت انرژی مکانیکی حاصل شده، از طریق ژنراتورها به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

انواع نیروگاه‌ های حرارتی به شرح زیر می باشد:

• نیروگاه‌ های بخار (Steam power plants) :

نیروگاه‌هایی که از انرژی حرارتی ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی برای تولید بخار و به کارگیری آن برای گردش توربین های بخار (Steam Turbine/ST) و در نهایت ژنراتورها استفاده می کنند.

• نیروگاه‌های گازی (Gas power plants) :

نیروگاه‌هایی که از انرژی حرارتی ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی برای تولید گاز داغ و به کارگیری آن برای گردش توربین های گازی (Gas Turbine/GT) و در نهایت ژنراتورها استفاده می کنند.

• نیروگاه‌های سیکل ترکیبی گاز و بخار (Combined Cycle power plant) :

نیروگاه‌هایی که ترکیبی از واحدهای بخار و گازی هستند. توربین های گازی در ابتدا قرار می گیرند و علاوه بر تولید شدن انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهای آنها، انرژی حرارتی موجود در گازهای خروجی آن ها برای تولید بخار و استفاده در توربین های بخار به کار می روند. در نتیجه راندمان سیکل افزایش می یابد. بخار مورد نیاز برای گردش توربین های بخار توسط بویلرهای HRSG تولید می شوند.

• نیروگاه‌های هسته‌ای (Nuclear power plants) :

نیروگاه‌هایی که از انرژی حرارتی ناشی از واکنش سوخت های هسته ای در درون راکتورها برای تولید بخار آب و به کارگیری آن برای گردش توربین های بخار و در نهایت ژنراتورها استفاده می کنند. بنابراین عملکردی مشابه نیروگاه‌های بخار دارد اما از سوخت های هسته ای به جای سوخت های فسیلی برای تولید حرارت استفاده می شود.

• نیروگاه‌های دیزلی (Diesel power plants) :

نیروگاه‌هایی که از احتراق موتورهای دیزلی برای گردش توربین ها و تولید برق استفاده می شود.

انواع نیروگاه‌ های انرژی تجدیدپذیر: (Renewable energy power plants)

در این بخش به معرفی انواع نیروگاه های تجدیدپذیر پرداخته شده است:

• نیروگاه‌های آبی (Hydroelectric power plants) :

نیروگاه‌هایی که با احداث سد بر روی رودخانه ها، از انرژی پتانسیل گرانشی آب پشت سد برای گردش توربین و تولید برق استفاده می کنند.

• نیروگاه‌های بادی (Wind power plants) یا مزرعه بادی (wind farm) :

نیروگاه‌هایی که از انرژی جنبشی باد برای چرخاندن پره های توربین های بادی استفاده می کنند. توربین ها متصل به ژنراتورها هستند و در نهایت انرژی مکانیکی حاصل شده، از طریق ژنراتورها به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

• نیروگاه‌های خورشیدی (Solar power plants) :

نیروگاه‌هایی که با استفاده از پنل‌های خورشیدی از انرژی خورشیدی برای تولید برق استفاده می کنند. انرژی خورشیدی شامل انرژی نورانی و انرژی حرارتی است. نیروگاه های خورشیدی خود به دو دسته نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک (Photo Voltaic Power plant) و نیروگاه خورشیدی حرارتی (Solar Thermal Power Plant) تقسیم می شوند. نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک انرژی نورانی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و نیروگاه خورشیدی حرارتی نیز انرژی حرارتی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

در نیروگاه‌های حرارتی سنتی (تجدیدناپذیر) از حرارت ناشی از سوختن سوخت ‌های فسیلی برای تولید بخار، عمل کردن توربین ‌ها و ژنراتور و تولید برق استفاده می ‌شود؛ اما در نیروگاه‌های خورشیدی حرارتی، حرارت خورشید برای تولید بخار، عمل کردن توربین ها و ژنراتور و در نهایت تولید برق به کار گرفته می شود.

• نیروگاه‌ های زمین گرمایی (Geothermal power plants) :

نیروگاه‌هایی که از انرژی های زمین گرمایی برای تولید برق استفاده می کنند.  انرژی های زمین گرمایی، به انرژی گرمایی لایه‌های داخلی پوسته زمین گفته می شود. نیروگاه های زمین گرمایی به دو دسته اصلی نیروگاه زمین گرمایی با سیال دو فاز و نیروگاه زمین گرمایی با سیال تک فاز تقسیم می شوند.

• نیروگاه‌ های جزر و مدی (Tidal power plant) :

نیروگاه‌هایی که با احداث سد بر روی رودخانه ها، از انرژی جزر و مد آب و حرکت آب در دو طرف سد برای چرخاندن توربین و تولید برق استفاده می کنند.

در ادامه تصاویری از نیروگاه سیکل ترکیبی پرند را مشاهده می کنید که در کیلومتر ۳۰ اتوبان تهران- ساوه واقع شده است که احداث آن، از سال ۱۳۸۳ شمسی توسط شرکت مپنا آغاز شد. قرارداد این نیروگاه از نوع قراردادهای EPC است (جهت مطالعه در خصوص قراردادهای EPC در قسمت مطالب آموزشی سایت، کلیک کنید). کارفرمای پروژه سیکل ترکیبی پرند، شرکت مادر تخصصی تولید نیروی برق حرارتی و همچنین پیمانکار این پروژه شرکت مپنا (توسعه 1) بوده است.