سیستمهای تحریک درنیروگاهها

[anjello 2427]

سلام

سیستمهای تحریک برای راه اندازی اولیه ژنراتور درنیروگاهها استفاده میشن

درمقاله اموزشی زیر با سیستم تحریک نیروگاه سهند اشنا میشید

 

سیستم تحریک نیروگاه سهند

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[anjello 2427]

اینم سیستم تحریک نیروگاه شازند

البته تقریبا مشابه نیروگاه سهند هستش ولی برای مطالعه بیشتر جالبه

 

سیستم تحریک نیروگاه شازند

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[samaneh66 10265]

نیروگاه حرارتی:

از اواخر قرن نوزدهم بشر برای تولید الكتریسیته از نیروگاه های حرارتی استفاده می كند. در این نیروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف می شد و بعدها فرآورده های سنگین نفتی مورد استفاده قرار گرفت. اساس كار این نیروگاه ها بر گرم كردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهای تولید شده توربین های تولیدكننده الكتریسیته را به حركت در می آورند. عیب این نوع نیروگاه ها تولید گاز كربنیك فراوان و اكسیدهای ازت و گوگرد و غیره است كه در جو زمین رها شده و محیط زیست را آلوده می كنند. دانشمندان بر این باورند كه در اثر افزایش این گازها در جو زمین اثر گلخانه ای به وجود آمده و دمای كره زمین در حال افزایش است. در كنفرانس های متعددی كه درباره همین افزایش گازها و به ویژه گرم شدن كره زمین در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ریو دوژانیرو و همین سال گذشته در كیوتو) غالب كشورهای جهان جز ایالات متحده آمریكا موافق با كم كردن تولید این گازها بر روی كره زمین بودند و تاكنون تنها به علت مخالفت آمریكا موافقتی جهانی حاصل نشده است.

۲) نیروگاه های آبی:

در مناطقی از جهان كه رودخانه های پر آب دارند به كمك سد آب ها را در پس ارتفاعی محدود كرده و از ریزش آب بر روی پره های توربین انرژی الكتریكی تولید می كنند. كشورهای شمال اروپا قسمت اعظم الكتریسیته خود را از آبشارها و یا سدهایی كه ایجاد كرده اند به دست می آورند. در كشور فرانسه حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد الكتریسیته را از همین سدهای آبی به دست می آورند. متاسفانه در كشور ما چون كوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهای ساخته شده بر روی رودخانه ها در اثر ریزش كوه ها پر شده و بعد از مدتی غیر قابل استفاده می شوند.

۳) نیروگاه های اتمی:

در دهه اول و دوم قرن بیستم نظریه های نسبیت اینشتین امكان تبدیل جرم به انرژی را به بشر آموخت (فرمول مشهور اینشتین mc۲=E). متاسفانه اولین كاربرد این نظریه منجر به تولید بمب های اتمی در سال ۱۹۴۵ توسط آمریكا شد كه شهرهای هیروشیما و ناكازاكی در ژاپن را به تلی از خاك تبدیل كردند و چند صد هزار نفر افراد عادی را كشتند و تا سال های متمادی افراد باقی مانده كه آلوده به مواد رادیواكتیو شده بودند به تدریج درپی سرطان های مختلف با درد و رنج فراوان از دنیا رفتند. بعد از این مرحله غیر انسانی از كاربرد فرمول اینشتین، دانشمندان راه مهار كردن بمب های اتمی را یافته و از آن پس نیروگاه های اتمی متكی بر پدیده شكست اتم های اورانیم- تبدیل بخشی از جرم آنها به انرژی- برای تولید الكتریسیته ساخته شد.

اتم های سنگین نظیر ایزوتوپ اورانیم ۲۳۵ و یا ایزوتوپ پلوتونیم ۲۳۹ در اثر ورود یك نوترون شكسته می شود و در اثر این شكست، ۲۰۰ میلیون الكترون ولت انرژی آزاد شده و دو تكه حاصل از شكست كه اتم های سبك تر از اورانیم هستند تولید می شود. اتم های به وجود آمده درپی این شكست غالباً رادیواكتیو بوده و با نشر پرتوهای پر انرژی و خطرناك و با نیمه عمر نسبتاً طولانی در طی زمان تجزیه می شوند. این پدیده را شكست اتم ها (Fision) گویند كه بر روی اتم های بسیار سنگین اتفاق می افتد. در این فرایند همراه با شكست اتم، تعدادی نوترون به وجود می آید كه می تواند اتم های د

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ر را بشكند، لذا باید نوترون های اضافی را از درون راكتور خارج كرد و این كار به كمك میله های كنترل كننده در داخل راكتور انجام می گیرد و این عمل را مهار كردن راكتور گویند كه مانع از انفجار زنجیره ای اتم های اورانیم می گردد.

از آغاز نیمه دوم قرن بیستم ساخت نیروگاه های اتمی یا برای تولید الكتریسیته و یا برای تولید رادیو عنصر پلوتونیم كه در بمب اتم و هیدروژنی كاربرد دارد، شروع شد و ساخت این نیروگاه ها تا قبل از حوادث مهمی نظیر تری میل آیلند در آمریكا در سال ۱۹۷۹ میلادی و چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال ۱۹۸۶ همچنان ادامه داشت وتعداد نیروگاه های اتمی تا سال ۱۹۹۰ میلادی از رقم ۴۳۷ تجاوز می كرد. بعد از این دو حادثه مهم تا مدتی ساخت نیروگاه ها متوقف شد. در سال ۱۹۹۰ مقدار انرژی تولید شده در نیروگاه های صنعتی جهان از مرز ۳۰۰ هزار مگاوات تجاوز می كرد.

ولی متاسفانه در سال های اخیر گویا حوادث فوق فراموش شده و گفت وگو درباره تاسیس نیروگاه های اتمی جدید بین دولت ها و صنعتگران از یكسو و دانشمندان و مدافعان محیط زیست آغاز شده است. بدیهی است اغلب دانشمندان و مدافعان محیط زیست مخالف با این روش تولید انرژی هستند و محاسبات آنها نشان می دهد كه اگر قرار باشد تمام جهانیان از نیروگاه اتمی استفاده كنند، از یكسو احتمالاً تولید پلوتونیم از كنترل آژانس جهانی كنترل انرژی هسته ای خارج خواهد شد و امكان دارد هر دیكتاتور غیرمعقول و ناآشنا با مفاهیم علمی تعادل محیط زیست، دارای این سلاح خطرناك شود. از سوی دیگر افزایش مواد زاید این نیروگاه ها كه غالباً رادیوایزوتوپ های سزیم ۱۳۷ و استرانسیم ۹۰ و پلوتونیم ۲۳۹ است، سیاره زمین را مبدل به جهنمی غیر قابل سكونت خواهد كرد.

با وجود این، اخیراً ایالات متحده آمریكا مسائل فوق را فراموش كرده و برنامه ساخت نیروگاه های اتمی را مورد مطالعه قرار داده است. در كشورهای اروپایی نیز صنایع مربوطه و به ویژه شركت های تولیدكننده برق دولت های متبوع خود را برای تاسیس نیروگاه های اتمی تحت فشار قرار داده اند. ولی خوشبختانه در این كشورها با مقاومت شدید مدافعان محیط زیست روبه رو شده اند. اما در كشورهای آسیایی، در حال حاضر ۲۲ نیروگاه اتمی در دست ساخت است (تایوان ۲- چین ۴- هندوستان ۸- كره جنوبی ۲- ژاپن ۳- كره شمالی ۱- ایران ۲) و در كشورهای كمونیستی سابق ده نیروگاه در حال ساخت است (اوكـراین ۴- روسیه ۳- اسلواكی ۲- رومانی ۱)

مواد زاید نیروگاه های موجود و در حال بهره برداری از ۳۰۰ هزار تن در سال تجاوز می كند و تا سال ۲۰۲۰ كه ۳۳ نیروگاه در حال ساخت كنونی است به بهره برداری خواهند رسید، مواد زاید رادیواكتیو و خطرناك از مرز ۵۰۰ هزار تن در سال تجاوز خواهد كرد. (مجله كوریه اینترناسیونال ۱۷-۱۱ دسامبر ۲۰۰۳ صفحه ۱۲) اگر اروپایی ها و آمریكا و كانادا نیز ساخت نیروگاه های اتمی را شروع كنند، مواد زاید و رادیواكتیو جهان از حد میلیون تن در سال تجاوز خواهد كرد. باید توجه داشت كه برای از بین رفتن ۹۹ درصد رادیو اكتیویته این مواد باید حداقل ۳۰۰ سال صبر كرد.

۴) نیروگاه متكی بر پدیده پیوست اتم ها:

از اواسط قرن بیستم دانشمندان با جدیت فراوان مشغول پژوهش و آزمایش بر روی پدیده پیوست اتم های سبك هستند. در آغاز نیمه دوم قرن بیستم كشورهای غربی (آمریكا، فرانسه و انگلستان و...) و اتحاد جماهیر شوروی، از این پدیده برای مصارف نظامی و تولید بمب هیدروژنی استفاده كرده و به علت ارزان بودن فرآورده های نفتی، كشورهای پیشرفته كمك مالی چندانی به دانشمندان برای یافتن وسیله كنترل بمب هیدروژنی نكردند و اكنون كه قسمت اعظم ذخایر نفت و گاز مصرف شده، به فكر ساخت نیروگاهی براساس پدیده پیوست اتم ها افتاده اند كه در آغاز به آن اشاره شد و در زیر اصول آن تشریح می شود.

الف) بمب هیدروژنی:

بمب هیدروژنی در واقع یك بمب اتمی است كه در مركز آن ایزوتوپ های سنگین هیدروژن (دوتریم D و تریسیم T و یا فلز بسیار سبك لیتیم Li) را قرار داده اند. بمب اتمی به عنوان چاشنی شروع كننده واكنش است. با انفجار بمب اتمی دمایی معادل ده ها میلیون درجه (K۱۰۰۰۰۰۰۰) در مركز توده سوخت ایجاد می شود، همین دمای بالا سبب تحریك اتم های سبك شده و آنها را با هم گداخت می دهد. در اثر گداخت و یا در واقع پیوست اتم های سبك با یكدیگر انرژی بسیار زیادی تولید می شود. این است كه در موقع انفجار بمب هیدروژنی دو قارچ مشاهده می شود، قارچ اول مربوط به شكست اتم های اورانیم یا پلوتونیم است و قارچ دوم مربوط به پدیده پیوست اتم های سبك با یكدیگر است كه به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واكنشی كه در خورشید اتفاق می افتد نتیجه پیوست اتم های هیدروژن با یكدیگر است، دمای درونی خورشیدها میلیون درجه است. (دمای سطح خورشید ۶۰۰۰ درجه است).

در مركز خورشید از پیوست اتم های هیدروژن معمولی ایزوتوپ های دوتریم و تریسیم تولید می شود و سپس این ایزوتوپ به هم پیوسته شده و هسته اتم هلیم را به وجود می آ ورند. این واكنش ها انرژی زا هستند و در اثر واكنش اخیر ۶/۱۷میلیون الكترون ولت انرژی تولید می شود. و این واكنش ها همراه انفجار وحشتناك و مهیبی است كه همواره در درون خورشید به طور زنجیره ای ادامه دارد و دلیل اینكه خورشید از هم متلاشی نمی شود اثر نیروی گرانشی بر روی جرم بی نهایت زیاد درون خورشید است. وقتی كه ذخیره هیدروژن خورشید تمام شود، زمان مرگ خورشید فرا می رسد. (البته در ۵ تا ۶ میلیارد سال دیگر).

در مقایسه نسبی اوزان، در پدیده پیوست ۴ برابر انرژی بیشتر از پدیده شكست اتم های اورانیوم تولید می شود.

ب) نیروگاه متكی بر پدیده پیوست:

در این پدیده همانطور كه گفته شد اتم های سبك با یكدیگر پیوست حاصل كرده و اتمی سنگین تر از خود به وجود می آورند، در واقع همان واكنشی است كه در خورشید اتفاق می افتد ولی باید شرایط ایجاد آن را بدون كاربرد بمب اتمی به وجود آورد و به ویژه باید آن را تحت كنترل درآورد. از دهه ۱۹۵۰ تاكنون دانشمندان سعی در به وجود آوردن دمایی در حدود میلیون درجه كرده تا واكنش پیوست را به نحو متوالی در این دما نگه دارند، دستگاهی كه برای این كار ساخته اند توكاماك Tokamak نام دارد. تاكنون در آزمایشگاه ها توانسته اند به مدت حداكثر ۴ دقیقه این واكنش را ایجاد و كنترل كنند. در این دستگاه كه در شكل نمایش داده شده است، میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد كرده و شدت جریان الكتریكی در حدود ۱۵ میلیون آمپر از آن عبور می كند (برق منزل شما ۳۰ تا حداكثر ۹۰ آمپر است). در مركز این دستگاه اتم های سبك در اثر میدان مغناطیسی و الكتریكی، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روی زمین ما سه حالت از ماده را می شناسیم: جامد، مایع و بخ

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

ر، ولی در داخل ستارگان یا خورشید ماده به صورت پلاسما است، یعنی در این حالت هسته اتم ها در دریایی از الكترون ها غرق اند.) در چنین حالتی اتم های سبك آنقدر تحریك و نزدیك به هم شده اند كه در هم نفوذ می كنند و اتم جدیدی كه هلیم است به وجود می آید. (ستارگان بسیار حجیم تر از خورشید دمای درونی بیش صدها میلیون و یا حتی میلیارد درجه است و در آنها اتم های سنگین تر نظیر كربن، ازت و اكسیژن با هم پیوست می كنند و عناصری مانند سلیسیم و گوگرد و... را به وجود می آورند .

[salvador 1932]

OK

[am in 25041]

انواع نيروگاه‌هايی كه در سطح جهان به امر توليد برق اشتغال دارند عبارتند از:

1. نيروگاههای بخاری

2. نيروگاههای آبی

3. نيروگاههای گازی

4. نيروگاههای سيكل تركيبی

5. نيروگاههای اتمی

6. نيروگاههای خورشيدی

7. نيروگاههای بادی

8. نيروگاههای پمپ ذخيره ای

9. نيروگاههای جذر و مدی دريا

10. نيروگاههای زمين گرمايی ( ژئوترمال)

11. نيروگاههای موجی (موج دريا)

12. نيروگاههای ديزلی

13. نيروگاههای مگينتوهيدروديناميك mhd

14. نيروگاههای بيوماس

15. و…

به طوری كه از نام اين نيروگاهها بر می‌آيد هريك ازآنها برای توليد برق، فن آوری ويژه ای دارند كه درجای خود توضيح خواهيم داد. در حال حاضر انواع نيروگاههايی كه در كشور ما ايران دردست بهره برداری قراردارند عبارتند از: نيروگاههای آبی، گازی، ديزلی، بادی، خورشيدی، سيكل تركيبی و به زودی نوع اتمی آن نيز شروع به كارخواهد كرد. ولی قبل ازاينكه وارد بحث نيروگاهها، توليد، انتقال و توزيع برق شويم، بهتراست كمی درباره كاربردهای گوناگون انرژی ها و تبديل آنها به انرژی برق و روشهای توليد آن سخن بگوييم. استفاده از انرژيهای خدادادی موجود درطبيعت، هميشه مورد نظربوده است. مطالعات گوناگونی برای تغيير شكل انرژی، به طوری كه به كارگيری آن ساده باشد، صورت گرفته است. حاصل اين كوشش ها، انرژی الكتريكی است كه ازتبديل ساير انرژی ها به دست می آيد. امروزه يكی ازمهم ترين شكل های انرژی كه درتمام جهان مود استفاده قرار می گيرد ، انرژی برق است. همان طور كه دركتاب های علوم خوانده ايم، انرژيها قابل تبديل به يكديگرند. مثلاً انرژی مكانيكی را می توان به انرژی الكتريكی تبديل كرد. به همين ترتيب انرژی شيميايی و حرارتی را و برعكس. عوامل زيرسبب می شوند كه استفاده ازبرق ساده تر و راحت تر از ساير انرژيها باشد: 1. برق را می توان به سهولت از نقطه ای به نقطه ديگر انتقال داد. به عنوان مثال توسط دو رشته سيم انرژی الكتريكی به خانه ما راه می يابد. 2. كاركردن با برق ساده تر است. 3. دستگاههای متعددی می توان ساخت كه با برق كار كنند. 4. درتبديل انرژی الكتريكی به انرژيهای ديگرمواد زايد ايجاد نمی شودو… انرژی الكتريكی كاربردهای گوناگونی دارد كه اهم آنها عبارتند از: مصارف صنعتی تقريباً بيش از نصف برق توليدی برای رفع احنياجات صنعتی به كار می رود. موتورهای الكتريكی در اندازه های كوچك و بزرگ چرخ صنايع را به حركت درمی آورند. الكترومغناطيس های بزرگ در جرثقيل ها كار جابه‌جا كردن قطعات بزرگ فلزی را به عهده دارند. كاربرد در كشاورزی اگر شما فرزند يك كشاورز باشيد می توانيد بسياری از كاربردهای برق درمزارع را نام ببريد. می دانيم تا چندی قبل بسياری از كارهای مزرعه توسط كشاورزان و خانواده های آنان با كمك حيواناتی مثل اسب انجام می شد. اينك چه تغييری پيدا شده است؟ مواد غذايی با بهای كمتری از نظرهزينه نيروی انسانی تهيه می شود، كشاورزان از وسايل زندگی بهتر استفاده می كنند و انرژی برق در كشاورزی به كار گرفته شده است. برق ـ البته توع خاصی از آن ـ تراكتور كشاورز را راه می اندازد. باراو را حمل می كند. آب را به مزارع و محل مسكونی می رساند. بادبزن های الكتريكی هوای گرم تابستان را خنك می كنند. برق، گرمابخش زمستان سرد است. مانع فاسد شدن مواد غذايی می شود. صنايع غذايی را گسترش می دهد. كاربرد در شهرها شهرها معمولاً 10 درصد برق توليدی را مصرف می كنند. فروشگاهها، خانه ها ،‌ هتلها، مساجد، بيمارستانها،‌ ادارات و ديگرمراكز شهری برق مصرف می كنند. درشهر سيستم هوای مطبوع، هوای ادارات، بيمارستانها، هتل ها و آپارتمان ها را درتابستان خنك و سالم نگه می دارد. يك بيمارستان خوب بدون داشتن دستگاههای برقی نظير اشعة ايكس، آسانسورها،‌ تخت های جراحی‌، دستگاههای استرليزه كردن‌، لامپ های مخصوص و ديگر وسايل نمی تواند خدمت لازم را در اختيار بيماران قرار دهد. روشنايی اماكن و معابر در شب، كه نعمت بزرگی است فراموش نشود. كاربرد درحمل و نقل حمل و نقل زمينی، دريايی، هوايی به صورت پيشرفته امروزی فقط با استفاده از نيروی برق مقدور است. ماشين های سواری، اتوبوس ها، لكوموتيوها، مستقيم يا غير مستقيم از انرژی برق استفاده می كنند. در خطوط كشتيرانی از پختن غذا گرفته تا تهويه هوای كشتی از برق استفاده می شود. هواپيما های مسافربری يا نظامی، روشنايی، گرما، تهويه، كنترل فشار وقدرت خود را توسط نيروی برق تأمين می كنند. كاربرد ارتباطاتی ( مخابرات ) تلگراف، تلفن، راديو و برنامه های فضايی قدرت خود را از برق دريافت می كنند. بدون برق نفوذ به داخل فضا و شناخت ناديده های فضايی و ارتباط با كرات آسمانی امكان پذير نيست. امروزه كشورهای جهان توسط دستگاههای مخابراتی به هم وصل هستند. از ايستگاههای راديويی مختلف می توان اخبار را شنيد. فكر می كنيم همين مختصر توضيح دربارة اهميت صنعت برق و شناخت آن كافی باشد و حال به سروقت روش های توليد برق می رويم و سپس به درون نيروگاه گاه برمی داريم. به طوری كه می دانيم، انرژی الكتريكی قابل ديدن نيست. با وجود اين اطراف ما را پوشانيده است. می توان گفت الكتريسيته همه جا هست. در حقيقت قسمتی از ساختمان تمام مواد طبيعی الكتريسيته است. تنها كاری كه بايد انجام دهيم اين است كه الكتريسيته را از درون مواد بيرون بياوريم و به كارگيريم. همان طور كه گفتيم برق شكلی از انرژی است كه از تبديل ساير انرژی ها به وجود می آيد. دستگاهی را كه ساير انرژی ها را به انرژی برق تبديل می كند، مولد می نامند. پيل، يك مول برق است. اين مولد، انرژی شيميايی را به انرژی الكتريكی تبديل می كند. درباره پيل ( باتری ) دركتاب های علوم به طور مفصل بحث شده است. پيل به دو صورت،‌ پيل خشك و پيل تر موجود است. هريك از شما برای يك بار هم كه شده پيل را به كار برده ايد. پيل خشك برای به كار انداختن وسايل بازی، راديوها، چراغ قوه ها و ضبط صوت ها و گروه ديگری از وسايل الكتريكی مورد استفاده قرار می گيرند. پيل های مزبور در اندازه و شكل های مختلف ساخته می شوند. اين پيل ها پس از مدتی برق آنها تمام می‌شود و ديگر نمی‌توان از آنها استقاده كرد. يكی ديگر از انواع مولدهای شيميايی، انباره يا باتری اتومبيل است كه آن را باتری تر نيز می نامند. از اين باتری های تر امروزه علاوه بر اتومبيل، درمراكز صنعتی و از جمله در داخل نيروگاهها نيز برای موارد اضطراری استفاده می كنند. اين باتری ها طوری طراحی شده اند كه می توانند در دفعات زياد پر و خالی شوند. برقی كه به روشهای مختلف توليد می شود به نام برق جريان مستقيم يا برق d.c برق جريان متناوب a.c نامگذاری شده است . برق d.c مانند يك خيابان يك طرفه است. الكترون ها مانند وسايط نقليه فقط دريك جهت حركت دارند. برق a.c يا برق جريان متناوب در صنعت و مصارف خانگی مورد استفاده قرارمی گيرد. دستگاهی را كه برق a.c توليد می كند، مولد يا ژنراتور می نامند. برحسب اينكه انرژی لازم برای به حركت درآوردن مولد از چه منبعی دريافت شود،‌ مولد را با آن نام می خوانند. مانند نيروگاههايی كه قبلاً انواع آنها را نام برده ايم. به عنوان مثال اگر برای گرداندن مولد، از انرژی حرارتی استفاده شود، مولد را توربوژنراتور حرارتی می گويند كه از جمله آنها توربوژنراتورهای بخاری است. طرز كار اين نوع مولد به اين ترتيب است كه ابتدا آب را به وسيله سوختی مانند زغال سنگ، گاز و مواد نفتی مانند مازوت به بخارتبديل می كنند. بخارتوليد شده پس از عبور از لوله های مخصوص با فشارزياد به پره های توربين برخورد می كند و آن را به گردش درمی آورد. چون محور توربين و محور ژنراتور به هم متصلند، درنتيجه ژنراتور شروع به چرخيدن كرده و برق توليد می كند. مولد برقی كه به وسيلة موتور ديزلی به گردش درمی آيد به نام ديزل ژنراتور ناميده می شود. به همين ترتيب می توان برای توليد برق از انرژی باد، خورشيد، آب و همچنين از انرژی هسته ای استفاده كرد.

[am in 25041]

طراحی یک رآکتور

 

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می*شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می*شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می*شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می*شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می*کنند. در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می*کند و آن را به بخار تبدیل می*کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می*آورد ، توربین نیز ژنراتور را می*چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می*شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می*گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می*کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می*کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

انواع رآکتورهای گرمایی در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می*توان آنها را به سردسته تقسیم کرد. الف - کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می*شوند و می*توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد. ب - مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می*شود. این مخزن می*تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند. ج - خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می*شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می*گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می*شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می*کند که گاز خنک کن می*تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می*فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.

[am in 25041]

غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد. مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می*شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می*کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می*گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می*توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است. در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می*شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.

[am in 25041]

در طبیعت هم می*توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبیعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص u-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی u-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است. این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می*شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می*شدند و دوباره رآکتور به راه می*افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می*کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می*داشت. مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می*تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت*ها را شناسایی کنند، می*توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند.

[am in 25041]

الف - کند سازی با آب سبک: a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR) b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR) c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت: a- ماگنوس Magnox b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR) c- RBMK d- PBMR

ج - کند کنندگی با آب سنگین: a - SGHWR b - CANDU

[am in 25041]

رآکتور pwr یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می*کند. در یک pwr، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می*کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می*آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می*کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می*کند. دراین چرخه آب جوش می*آید و بخار داغ تشکیل می*شود، بخار داغ یک توربین بخار را می*چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می*کند. Pwr به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با bwr تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در pwr به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می*گیرند.

[am in 25041]

همان طور که می*دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می*شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می*کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می*دهند. ) در pwr، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می*کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می*کند و به شدت گرم می*شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می*شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می*کند تا توربین را بچرخاند.

[am in 25041]

نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد. در یک pwr، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می*دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می*شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته u-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته u-236 جدید دچار شکافت می*شود. مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می*کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می*شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته u-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می*شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می*دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می*شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می*کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می*کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می*شوند و سبب می*شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند. یکی از مزیت های استفاه از آب در pwr، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می*یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می*رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می*شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می*یابد، حرارت کمتری تولید می*شود و دما پایین می*آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می*یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می*یابد؛ پس خود سیستم pwr دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می*کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است. در اغلب رآکتورهای pwr، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می*کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای pwr معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می*توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می*کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است. یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می*شود و حرارت زیادی آزاد می*شود که می*تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است.

[am in 25041]

در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می*شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) bwr اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در bwr فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می*آید. فشار آب در bwr کمتر از pwr است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می*رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می*آید. رآکتور bwr به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می*گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می*گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است. در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل bwr وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور. الف - بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می*شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می*دهد. ب - تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می*گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می*کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می*شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می*شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب*ها بیشتر در رآکتور باقی می*مانند، سطح آب کاهش می*یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می*یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می*یابد. بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می*کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می*شوند، می*رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند n16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می*دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می*توان به قسمت توربین وارد شد. در رآکتور bwr، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می*شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می*شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می*شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می*شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در pwr سبب می*شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور bwr جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می*گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می*گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می*شود.

[am in 25041]

رآکتور هسته ای D2G را می*توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می*توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست: رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor نس دوم 2=Second Geneation ساخت جنرال الکتریک G= General - Electric built بدین ترتیب، D2G را می*توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است. در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می*رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین*ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین*ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.

[am in 25041]

نيروگاه هاى توليد الكتريسيته در اعماق آب درياها با استفاده از قدرت جزر و مد مى توانند كمكى براى مسئله انرژى جامعه بشرى باشند. نخستين پروژه از اين نمونه با يك سيستم نوين، در حال حاضر مشغول به كار است.

پره هاى 11 مترى يك توربين زير آبى به آرامى و بدون سر و صدا در حال گردشند. اين نخستين پروژه توليد الكتريسيته از نيروى جزر و مد در عمق درياست كه به شيوه اى نوين به كار گرفته شده است. توربين هاى توليد انرژى، كه در عمق 20 مترى در فاصله 2 كيلومترى ساحل «دوون» واقع در جنوب غربى انگليس كار مى كنند حاصل 4 سال تلاش مهندسان و كارشناسان دانشگاه كاسل آلمان است. اين تنها نيروى جزر و مد است كه پروانه هاى عظيم اين توربين هاى زيرآبى، با نام «جريان دريايى» را به چرخش درمى آورد. اين توربين ها، برخلاف توربين هاى بادى كه وابسته به شرايط آب و هوايى هستند مى توانند در اعماق دريا و به دور از تغيير و تحولات جوى به طور دائم به كار خود ادامه داده و به توليد الكتريسيته بپردازند.

در واقع، اينجا، صحبت از يك منبع انرژى پايان ناپذير است. البته بايد خاطرنشان شد كه استفاده از اين نيرو، ايده جديدى نيست. در قرن يازدهم ميلادى نيز آسيابان هاى سواحل ولز، سنگ هاى آسياب خود را با كمك نيروى جزر و مد به كار مى انداختند و بر همين اساس هم يك نيروگاه بهره بردارى از قدرت جزر و مد در «سانت متلو»ى فرانسه از 35 سال پيش تاكنون به كار مشغول است. اما از اين روش، تنها در شمار اندكى از سواحل جهان مى توان استفاده كرد. يعنى در سواحلى كه تفاوت ارتفاع سطح آب، در حين جزر و مد بيش از چندين متر است.

توربين موسوم به «جريان دريايى» نيز، از اين تفاوت ارتفاع استفاده مى كند. اما كار اين توربين، بر اصل ديگرى استوار است. اين چرخ آسياب زير دريايى، مانند نمونه هايى كه قبلاً از آنها ياد كرديم از نيروهاى عمودى بالا و پائين رفتن سطح آب استفاده نمى كند بلكه از جريان هاى افقى اى بهره مى گيرد كه بر اثر جزر و مد به وجود مى آيند. به همين دليل اين توربين جديد مى تواند در مكان هاى ديگر با ميزان كمتر جزر و مد نيز به كار گرفته شود.

از مزيت هاى ديگر اين توربين ها مى توان به اين نكته اشاره كرد كه براى به حركت درآوردن اين توربين ها نيروى زيادى لازم نبوده و اين توربين ها قادرند با سرعت هاى بسيار پائين نيز به حركت درآيند. ميزان كار مفيد به دست آمده از اين توربين ها 2 برابر ميزان كار مفيد توربين هاى بادى بر روى زمين است چرا كه جرم حجمى آب 700 بار بيشتر از جرم حجمى هواست و به همين علت نيروهاى انتقال يافته بزرگتر هستند. بايد يادآورى كنيم كه توربين «جريان دريايى» هنوز به صورت آزمايشى و با ميزان توليد حداكثر 300 كيلووات كار مى كند اما قرار است به زودى توربين ديگرى به كار گرفته شود كه حداقل 2 برابر توربين كنونى است.

متخصصان امر، تنها در اروپا 100 محل را شناسايى كرده اند كه مى توان در آنها با كمك نيروى جريان هاى دريايى، اختلاف ارتفاع سطح آب در هنگام جزر و مد و امواج، جمعاً 12 هزار مگاوات الكتريسيته توليد كرد: يعنى به ميزان 10 نيروگاه بزرگ اتمى. انرژى توليد شده 15 تا 20 درصد انرژى مورد نياز كشورهاى اروپايى است.

در سواحل نروژ توربين هاى مشابهى به كار گرفته شده اند. اين توربين ها قرار است به صورت آزمايشى، ابتدا تامين كننده برق ،50 سپس 1000 و سرانجام 20 هزار خانه مسكونى باشند. در سواحل جزيره «شتلند» توربين ديگرى به توليد الكتريسيته مشغول است. در مقابل سواحل كاليفرنيا، فلوريدا و كرانه شرقى كانادا پروژه اى مشابه به كار گرفته شده است. كارشناسان معتقدند طى 30 سال آينده مى توان از اين توربين ها براى توليد 40 درصد از انرژى مورد نياز خانه هاى مسكونى بهره جست.

در سواحل اسكاتلند براى توليد الكتريسيته تنها از نيروى امواج استفاده مى شود. باله ها جريان امواج را به درون تونلى منتقل كرده و به اين ترتيب توده هوا را به جلو مى رانند و با كمك اين توده هوا توربينى به گردش در مى آيد. اما ساده ترين سيستم بهره بردارى از انرژى جزر و مد سيستمى است كه دانماركى ها به كار مى گيرند. در اين سيستم، امواج مستقيماً توسط يك سطح شيب دار به سوى پره هاى توربين رانده مى شوند و آن را به حركت درمى آورند. طبق محاسبات شوراى مشورتى انرژى جهانى، حركت هاى دريايى از اين پتانسيل برخوردارند كه تمامى نياز جهان به انرژى را تامين سازند. البته سواحل كشور آلمان به خاطر رفت و آمد زياد كشتى ها و سرعت اندك جريان هاى آبى براى اين منظور مناسب نيستند.

در حال حاضر تقريباً 86 درصد از انرژى مورد نياز جهانيان توسط زغال سنگ، گاز طبيعى و نفت خام تامين مى گردد. اين سوخت هاى فسيلى نه تنها اثر گلخانه اى را در اتمسفر زمين تشديد مى كنند كه به نوبه خود تغييرات آب و هوايى را به دنبال دارد، بلكه منابع پايان ناپذيرى نبوده و سرانجام، روزى به پايان خواهند رسيد. طبق ارزيابى كارشناسان امر منابع نفت خام زمين كه به تنهايى 40 درصد از انرژى جهان را تامين مى كنند طى 50 تا 70 سال آينده به پايان خواهند رسيد.

[am in 25041]

این نیورگاهها از انرژی موجهای دریاها و اقیانوسها استفاده می‌کنند. این انرژی عبارت است از ، کل انرژی در یک موج که برابر با جمع انرژی پتانسیل آب جابجا شده از یک سطح بی جنبش و آرام و انرژی جنبشی ذرات آب متحرک می‌باشد. انرژی موج به نیروهای باد نسبت داده می‌شود که آن هم وابسته به انرژی خورشیدی است. این انرژی بوسیله دستگاه انرژی گیر از موج ، می‌تواند انرژی مکانیکی را تبدیل به انرژی الکتریکی نماید و از طریق کابل دریایی انرژی برق را به ساحل انتقال دهد. ژنراتورهای موجی دارای انواع شناور ، چرخ پره دار ، پارویی و توربین هوایی می‌باشند.

[am in 25041]

از سال 1959 یک کوشش اساسی برای کشف شرایط مناسب که به سیال هادی مخصوصا گاز پلاسما یا فلز مذاب در حال حرکت در یک میدان مغناطیسی ، بتواند تولید قدرت الکتریکی مفید نماید به عمل آمده است تحقیقات در این فن آوری همچنان ادامه دارد.

اصول کلی ژنراتورهای mhd بر این اساس است که جریان گاز پلاسما از میان میدان مغناطیسی قوی عبور داده می‌شود و یونهای مثبت و منفی بر روی الکترود که در بالا و پایین جریان گاز پلاسما قرار دارند، تجمع می‌نمایند و در حقیقت یک ژنراتور جریان مستقیم را بوجود می‌آورند، قدرت الکتریکی این ژنراتور جریان مستقیم را با اینورترهای الکترونیک قدرت ، بصورت برق جریان متناوب ، مناسب با شبکه در می‌آورند.

[am in 25041]

این نیروگاهها از انرژی نهفته شده در جزر و مد استفاده می‌کنند، این انرژی عبارت است از انرژی پتانسیل (انرژی نهان یا ساکن) حاصل از جابجایی عمودی توده آب ساکن و یا انرژی جنبشی وابسته به شدت جریان (انرژی جریان جزر و مدی) که هر به دلیل پدیده جزر و مد که خود ناشی از نیروهای گرانشی (جاذبه) ماه و خورشید می‌باشند، بوجود می‌آید. در بعضی از انواع این نیروگاههای از جریان آب هم در جزر و هم در مد استفاده می‌نمایند.

[am in 25041]

به هر ماده آلی غیر فسیلی با منشأ حیاتی که بخشی از آن یک منبع انرژی زای قابل بهره برداری را تشکیل دهد، بیوماس گویند. انرژیهای بدست آمده از اغلب سیستمهای بیوماس را به عنوان انرژی تجدید پذیر به شمار می‌آورند. در سیستمهای بیوماس که گاز t10 قابل سوختن تولید می‌شود، می‌توان از این گاز به عنوان منبع حرارتی نیروگاههای کوچک حرارتی استفاده نمود، به این نوع نیروگاهها ، نیروگاههای بیوماس می‌گویند. نیروگاههای زباله سوز بخاری یکی از مشکلات بزرگ زیست محیط تولید حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای بزرگ می‌باشد، که در این زمینه تحقیقات وسیعی صورت گرفته است و تا کنون عمده‌ترین راه حل ، سوزاندن زباله و در برخی موارد تبدیل زباله به کود و بازیابی زباله می‌باشد، می‌توان کوره‌های زباله سوز را بصورت بویلر نیروگاه بخاری طراحی نمود و از حرارت ایجاد شده و احتراق مخلوط سوخت و زباله می‌توان بوسیله این بویلر توربو ژنراتورهای بخار را به حرکت در آورد و انرژی الکتریکی تولید نمود. البته آلودگی گازهای حاصله از سوخت این نیروگاهها را بایستی با *****های مدرن و پیشرفته تا حد قابل قبول کاهش داد، تا آسیبی به محیط زیست وارد نیابد. نیروگاههای گازی با سوخت خرده چوب این نیروگاهها معمولا در نزدیکی مناطق جنگلی که خرده چوب و خاک اره زیاد ، بخاطر تولید چوب ایجاد می‌شود، برای استفاده از این محصولات جانبی و تولید انرژی مفید از آنها نصب می‌شود. در اطاق سوخت نوع نیروگاهها مکانیزمهایی بکار گرفته شده که خرده چوب و خاک اره با هوا بطور کامل سوخته شود و گازهای حاصل از این احتراق ، توربو ژنراتور گاز را به حرکت در آورده و انرژی الکتریکی تولید نماید.

[am in 25041]

با وجود تنوع در راکتور‌ها ، تقریبا همه آنها از اجزای یکسانی تشکیل شده‌اند. این اجزا شامل سوخت ، پوشش برای سوخت ، کند کننده نوترونهای حاصله از شکافت ، خنک کننده‌ای برای حمل انرژی حرارتی حاصله از فرآیند شکافت ماده کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت می‌باشد. در این نوع نیروگاهها هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود.

اگر نوترون منفردی به یک قطعه ایزوتوپ 235U نفوذ کند در اثر برخورد به هسته اتم 235U ، اورانیوم به دو قسمت شکسته می‌شود. مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد در حدود (200Mev). اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته 235U آزادی دو نوترون است که می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته 235U را می‌شکند.

چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می‌کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می‌باشند. سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر می‌شود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود به خودی شکست هسته‌ای شروع می‌گردد. در واکنشهای کنترل شده تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی به تدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می‌شود.