Điện năng là một sản phẩm được sản xuất được sản xuất ra từ các nhà máy điện. Hiện nay các nhà máy điện lớn đều phát ra năng lượng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà máy phát năng lượng dòng điện một chiều. Trong công nghiệp muốn dùng năng lượng dòng điện một chiều thì người ta dùng chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Nguyên lý chung để sản xuất ra điện ở các nhà máy điện là từ một dạng năng lượng sơ cấp nào đó muốn chuyển thành điện năng đều phải biến đổi qua một cấp trung gian là cơ năng làm quay máy phát điện để phát ra điện năng. Nguồn năng lượng thường dùng trong đa số các nhà máy điện hiện nay vẫn là năng lượng các chất đốt và năng lượng nước. Từ năm 1954, ở một số nước tiên tiến đã bắt đầu xây dựng một số nhà máy điện dùng năng lượng nguyên tử.

Nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện dùng năng lượng của dòng nước để sản xuất ra điện năng. Động cơ sơ cấp để quay máy phát thủy điện là các tuabin nước trục ngang hay trục đứng.

 

Nhà máy thủy điện Hòa Bình
Hình ảnh: Nhà máy thủy điện Hòa Bình

Nguyên lý hoạt động

Nước từ đập xả, xả qua đường ống làm quay tuabin được gắn đồng trục với rotor dây quấn máy phát đồng bộ tạo ra điện theo nguyên lý cảm ứng điện từ.

Mô hình sản xuất điện của nhà máy thủy điện
Hình ảnh: Mô hình sản xuất điện của nhà máy thủy điện

Phân loại

Nhà máy thủy điện trục đứng:

  • Độ cao cột nước thấp.
  • Lưu lượng nước nhiều.

Nhà máy thủy điện trục ngang:

  • Độ cao cột nước lớn

Ưu điểm

  • Không tốn nhiên liệu ⇒ chi phí thấp.
  • Phụ tải địa phương thường khá nhỏ.
  • Thời gian phát điện hay khả năng điều chỉnh công suất nhanh.
  • Hiệu suất cao.
  • Vận hành đơn giản ⇒ đảm bảo khả năng tự động hóa cao.
  • Lượng điện tự dùng nhỏ.

Nhược điểm

  • Chi phí truyền tải lớn do xa trung tâm phụ tải.
  • Thời gian xây dựng lâu và tốn nhiều chi phí.
  • Gây mất cân bằng hệ sinh thái ⇒ ô nhiễm môi trường.

Nhà máy nhiệt điện

Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt, trong đó than đá được sử dụng rộng rãi nhất.

Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4
Hình ảnh: Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 4

Nguyên lý hoạt động

Vận chuyển nguyên liệu đến buồng đốt, đun nóng nước tạo ra khí có áp suất lớn xả qua tuabin làm quay rotor máy phát.

Phân loại

  • Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: Hơi sau khi đi qua tuabin sẽ được ngưng tụ thành nước rồi cho lại vào bồn nun tiếp.
  • Nhà máy nhiệt điện rút hơi: Hơi sau khi đi qua tuabin sẽ được đưa ra bên ngoài sử dụng sinh hoạt mà không ngưng tụ lại thành nước.

Ưu điểm

  • Có thể xây dựng gần khu công nghiệp.
  • Thời gian xây dựng ngắn.
  • Có thể sử dụng nguyên liệu rẻ tiền.

Nhược điểm

  • Giá thành điện năng cao.
  • Ô nhiễm môi trường.
  • Thời gian khởi động chậm.
  • Hiệu suất thấp.