برق یا الکتریسیته چیست؟+چگونگی تولید و عملکرد آن در دنیای مدرن

در این قسمت از سری مقاله‌های جذاب سایت شرکت جنرال کنترل سوپیتا، به طور تخصصی به موضوع قابل بحث تحت عنوان برق یا الکتریسیته چیست می‌پردازیم و به سفری در دنیای شگفت‌انگیز برق می‌رویم تا راز قدرت پنهان آن را رمزگشایی کنیم.

تجهیزات شبکه، تضمینی برای توسعه و پایداری دنیای مدرن

برق چیست و چگونه تولید می شود؟

اگر بخواهیم به زبانی شفاف و ساده این مبحث را پیش بگیریم این‌گونه شروع می‌کنیم که همه چیز در جهان هستی از اتم تشکیل شده و تمام ذرات سازنده اجسام، در درون خود شبکه‌ای پیچیده ومنظم از اتم‌هایی با زیر مجموعه پروتون، الکترون و نوترون را برخوردار هستند. پروتون‌ها داراری بار مثبت، الکترون‌ها بار منفی و نوترون‌ها بدون بار هستند.

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، در مرکز هسته اتم، پروتون‌ها و نوترون‌ها قرار دارند و اطراف آن مدارهایی از الکترون با بار منفی در حال گردش می‌باشند. هرچقدر الکترون‌ها به مرکز هسته نزدیک‌تر باشند جابجایی و جدا شدنشان از مدار سخت‌تر است. بنابراین آخرین لایه که لایه ظرفیت نامیده می‌شود راحت‌ترین مدار برای خروج الکترون‌هاست.

در موادی که اصطلاحا هادی یا رسانا شناخته می‌شوند، جدا شدن الکترون از این لایه آسان‌تر و در مواد عایق مانند چوب به مراتب سخت‌تر خواهد بود. با توجه به آنچه که در بالا اشاره شد، لایه ظرفیت یا والانس بیرونی‌ترین لایه الکترونی اتم است که در پیوند شیمیایی و تولید برق نقش کلیدی دارد. در این لایه، الکترون‌ها با انرژی و آرایش خاصی قرار می‌گیرند که رفتار شیمیایی اتم را تعیین می‌کنند.

از طرفی تولید برق از طریق جریان الکتریسیته اتفاق می‌افتد. جریان الکتریسیته، حرکت بار الکتریکی یا همان الکترون‌ها است. در فلزات و مواد رسانا مانند مس، الکترون‌های لایه ظرفیت به راحتی از اتم جدا می‌شوند و به الکترون‌های آزاد تبدیل می‌شوند. این الکترون‌های آزاد می‌توانند در مدار یا سیم حرکت کنند و جریان الکتریسیته را ایجاد کنند.

بنابراین با توجه به آشنایی با چگونگی فرایند تولید برق می‌توان اینگونه گفت که برق یا الکتریسیته در واقع انرژی حاصل از حرکت ذرات باردار مانند الکترون‌ها و پروتون‌هاست. در واقع عامل اصلی به جریان افتادن الکتریسیته الکترون‌ها بوده که بسته به میزان آن‌ها در یک فلز یا نیمه فلز، رسانا بودن جسم نمایان می‌شود.

خرید پاور ماژول در سوپیتا با کیفیتی کم‌نظیر

تولید برق به وسیله توربین

توربین‌ها ماشین‌های مکانیکی هستند که از انرژی جنبشی سیالات مانند آب، باد یا بخار برای چرخش استفاده می‌کنند. این چرخش به ژنراتور متصل شده و ژنراتور نیز با تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی، برق تولید می‌کند.

انواع مختلفی از توربین‌ها برای استفاده از منابع مختلف انرژی وجود دارد:

• توربین‌های بادی: از انرژی باد برای چرخش پره‌ها و تولید برق استفاده می‌کنند.
• توربین‌های آبی: از انرژی جنبشی آب مانند آب در رودخانه‌ها یا سدها برای به حرکت درآوردن پره‌ها و تولید برق استفاده می‌کنند.
• توربین‌های بخار: از بخار آب با فشار و دمای بالا برای چرخش پره‌ها و تولید برق استفاده می‌کنند.

تولید برق به وسیله زغال سنگ:

نیروگاه‌های زغال سنگ از سوختن زغال سنگ برای تولید بخار با دمای بالا استفاده می‌کنند. این بخار توربین را به چرخش در می‌آورد و ژنراتور متصل به توربین، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

در مرحله اول زغال سنگ به قطعات کوچک‌تر تقسیم شده و به سیلوهای ذخیره‌سازی منتقل می‌شوند. سپس در بویلر یا دیگ بخار با دمای بالا سوزانده می‌شوند. گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ، آب را به بخار با فشار و دمای بالا تبدیل می‌کند.

محیطی امن و محافظت شده با خرید ترانکینگ باکیفیت در سوپیتا

تولید برق به وسیله نیروگاه های اتمی

از دیگر روش‌های بسیار پیچیده و البته موثر در تولید برق می‌توان به روش تولید برق در نیروگاه ‌ها اشاره نمود. در این روش با دو متد فیسیون و فوزیون انرژی اتم آزاد می‌گردد.

در رآکتور هسته‌ای، هسته‌های اتم اورانیوم با نوترون بمباران می‌شوند و شکافت هسته‌ای اتفاق می‌افتد. در فرآیند شکافت هسته‌ای، گرما تولید می‌کنند و از این گرما برای تولید بخار و به حرکت درآوردن توربین و در نهایت تولید برق استفاده می‌شود.

 

مطالعه مقاله اپل ویژن پرو و عملکرد آن توصیه می‌شود.

تولید برق با بیومس

به طور کلی بیومس به مواد آلی گفته می‌شود که از موجوداتی مانند گیاهان یا حیوانات که تازه مرده‌اند به دست می‌آید. برخی از منابع بیومس عبارتند از چوب‌های حنگلی، گیاهان زراعی و باقیمانده آن‎‌ها، زباله‌های شهری و فضولات حیوانی.

احتراق یکی از روش‌هایی‌ست که در فرایند بیومس به واسطه آن برق تولید می‌شود. به این صورت که با سوزاندن بیومس مستقیما گرما و بخارحاصل می‌شود و با استفاده از ان می‌توان توربین‌ها را برای تولید برق به حرکت درآورد.

مراحل تولید برق به روش بیومس

فرایند تولید به برق به روش بیومس، طبق مراحل زیر پیش می‌رود.

• جمع‌آوری و آماده‌سازی: منابع بیومس مانند ضایعات کشاورزی، درختان جنگلی و فضولات دامی جمع‌آوری می‌شوند. سپس تمیز، خرد و خشک می‌شوند تا برای مراحل بعدی آماده شوند.
• تبدیل: بیومس آماده شده به روش‌های مختلفی به انرژی قابل استفاده تبدیل می‌شود. متداول‌ترین روش‌ها عبارتند از:
• احتراق مستقیم: بیومس در کوره سوزانده می‌شود و گرمای حاصل برای تولید بخار آب استفاده می‌شود. این بخار آب توربین را به حرکت در می‌آورد و ژنراتور برق تولید می‌کند.
• بیوگاز: بیومس در شرایط بی‌هوازی تجزیه می‌شود و متان، نوعی گاز قابل احتراق، تولید می‌شود. متان می‌تواند برای تولید برق یا گرمایش مورد استفاده قرار گیرد.
• سوخت زیستی: بیومس به مایع یا گاز تبدیل می‌شود که می‌تواند موتورها را به حرکت درآورد یا برق تولید کند.تولید برق: انرژی حاصل از تبدیل بیومس، توربین را به حرکت در می‌آورد و ژنراتور برق تولید می‌کند. این برق به شبکه برق منتقل و توزیع می‌شود.

پیشنهاد سوپیتا: کار مودم چیست؟