Inhoud
- Dynamo's en generatoren
- Elektriciteit uit stoom
- Waterkracht: Vallend water
- Windmolens: energie uit wind
- Zonne-energie: energie uit zonneschijn
Elektrische stroomopwekking is typisch een tweestapsproces waarbij warmte water kookt; de energie van de stoom verandert een turbine, die op zijn beurt een generator draait, waardoor elektriciteit ontstaat. De beweging van stoom produceert kinetische energie, de energie van bewegende objecten. Je krijgt deze energie ook uit vallend water. Het is recht evenredig met de snelheid van het bewegende lichaam - hoe sneller het beweegt, hoe groter de energie. Elektriciteit wordt geproduceerd wanneer kinetische energie koperen spoelen (of draad) in de turbine verandert.
Dynamo's en generatoren
Een belangrijk onderdeel van de meeste elektrische centrales is de generator, een apparaat dat roterende beweging omzet in elektriciteit. In de generator draaien spoelen van koperdraad in een sterk magnetisch veld. Terwijl de spoelen bewegen, creëert het magnetische veld de stroom van wisselstroom (AC) elektriciteit in de draad. De bron van de roterende beweging, of het nu een windmolen, een turbine of een dieselmotor is, doet er niet toe; het moet gewoon sterk genoeg zijn om de generator te laten draaien. De dynamo, een "neef" van de generator, werkt op vrijwel dezelfde manier; het produceert echter gelijkstroom (DC).
Elektriciteit uit stoom
Een stoomkrachtcentrale (of generator) produceert elektriciteit door brandstoffen te verbranden, waaronder biomassa, steenkool of aardolie. Uit het proces gegenereerde stoom wordt in een turbine gevoerd. Het koperen anker (draad) in de generator draait mee met de rotatie van de turbine en produceert een elektrische stroom. Een voorbeeld van een stoomcentrale is de Big Bend Power Station in Tampa, Florida.
Waterkracht: Vallend water
Elektriciteit die wordt opgewekt uit water wordt hydro-elektriciteit genoemd. Vallend water roteert de bladen van een hydro-elektrische turbine, die op zijn beurt het koperen anker in de elektrische generator beweegt om elektriciteit te produceren. Een voorbeeld van een waterkrachtcentrale is de Great Hoover Dam (in de buurt van Las Vegas, VS). Het heeft in totaal 19 turbines die voldoende elektriciteit produceren om jaarlijks meer dan 1,3 miljoen mensen te bedienen.
Windmolens: energie uit wind
Een windenergie-installatie roteert de bladen van een turbine, die het koperen anker (dat in de generator ligt) beweegt om elektriciteit op te wekken. Windmolens zijn in het verleden gebruikt om de wielen van gekoppelde molens te roteren. Moderne windmolens zetten mechanische energie (gegenereerd door beweging) om in elektrische energie. Een voorbeeld van een door wind aangedreven elektriciteitscentrale is het windmolenpark van 107 megawatt (MW) in de buurt van Lake Benton, Minnesota.
Zonne-energie: energie uit zonneschijn
Fotovoltaïsche cellen gebruiken de energie van het zonlicht om elektriciteit te produceren. Gelijkstroom (DC) wordt gegenereerd uit stationaire zonnepanelen (die zijn samengesteld uit fotovoltaïsche cellen) en wordt vaak gebruikt voor lokale toepassingen, waaronder het uitvoeren van kleinschalige irrigatiepompen of voor het opladen van apparaten op batterijen. Zonne-energiecentrales op commerciële schaal winnen gestaag aan populariteit met de stijging van de prijs van fossiele brandstoffen. Ze functioneren door zonne-energie op te vangen door grote reflectoren. De gevangen energie wordt vervolgens gericht op ontvangers die verschillende technologieën gebruiken om elektriciteit op te wekken door gas- of stoomturbines aan te drijven. De Nellis Power Plant is de grootste zonne-energiecentrale in Noord-Amerika. Het bevindt zich op de Nellis Air Force Base in Clark County, Nevada, in de buurt van Las Vegas. De installatie bestaat uit meer dan 70.000 fotovoltaïsche zonnepanelen en de maximale elektrische capaciteit wordt geschat op 13 megawatt wisselstroom (13 MW AC).