כיצד לשפר את היעילות של ייצור חשמל?

כמעט בלתי אפשרי לחיות חיים נורמליים ללא חשמל. לא פלא שלמרות האיומים על הסביבה, ייצור החשמל, במיוחד ייצור החשמל, עדיין מתמשך. אך כולנו זקוקים לתעשיית החשמל אפילו לטורבינת הקיטור כדי ליצור חשמל לחיים "הרגילים שלנו". אם לא, העולם בוודאי יפסיק את חיי היום יום הרגילים שלו.

למרות הסכנות הסביבתיות, אין ספק שיש תעשיית חשמל שלא דואגת יותר לייצור חשמל, כוח תרמי או כוח גיבוי. עליו לטפל גם בייצור חשמל יעיל יותר. בדרך זו, תחנות כוח יכולות להפיק את המרב מההקרבה של אמא טבע בשביל שיהיה לנו חשמל באמצעות רוח או אנרגיה סולארית. עם יעילות ייצור חשמל מוגברת, אנו יכולים ליהנות מכוח חשמלי רב יותר מבלי להגדיל את הפגיעה בסביבה.

תחנות הכוח משתפרות

אך כיצד תחנות כוח יכולות לשפר את יעילות ייצור החשמל? למעשה, השיטות תלויות במקור החשמל. שיפור יעילות ייצור החשמל מהרוח יהיה שונה מאוד מהאנרגיה הסולארית.

ישנן שתי דרכים כלליות לשיפור יעילות ייצור החשמל באמצעות שיפור היעילות של תחנות כוח או על ידי שיפור תכנון הטורבינה. כאשר תחנת הכוח בוחרת לשפר את יעילותה לייצור חשמל טוב יותר, התהליכים הדרושים עדיין יהיו תלויים בסוג תחנת הכוח.

להלן מספר דרכים לשיפור יעילות ייצור החשמל לתחנות כוח פחמיות:

• הגדלת הפרש הטמפרטורה בין האדים הנכנסים לטורבינות היוצאות. תהליך זה יכול להגביר את התהליך הנקרא יעילות תרמודינמית, אשר יכול לסייע בהפקת עבודה רבה יותר מהאדים.
• הימנעות משינוי שלב נוזלי לאדי. שלב זה זקוק ליותר אנרגיה כדי שניתן יהיה לשבור קשרים נוזליים בין מולקולריים. אך כאשר נמנעים משינוי השלב, האנרגיה, שהייתה צריכה להיות בשימוש לשינוי השלב, יכולה לתרום להגברת הטמפרטורה כמו גם ללחץ הנוזל.
• העלאת טמפרטורת הקיטור בדוד האולטרה-קריוקרטי. בדרך זו הטמפרטורה נדחפת אל מעבר לטמפרטורה הנדרשת וניתן להשתמש בחום העולה על גדותיה לייצור החשמל.

ייצור חשמל יעיל

בינתיים, מפעלי גז משתמשים בתא הבעירה שלהם לייצור חשמל. עם זאת, תהליך זה מוציא לאוויר גם גזי פליטה בטמפרטורה גבוהה. במקום לבזבז את האנרגיה, תחנת הכוח יכולה להשתמש בגזי הפליטה לייצור קיטור לייצור חשמל יעיל יותר.

עבור תחנות כוח המשלבות חום וכוח, עליהם לוודא שהחום המשמש באתר או ליתר דיוק קרוב לאתר, כך שהאנרגיה מהחום לא תועבר ותהיה בזבוז. מלבד שיפור תחנות כוח, שיפור תכנון הטורבינה יכול לסייע גם ביעילות ייצור החשמל.

מחקרים נערכו כדי להוכיח את הקשר בין ייצור חשמל יעיל יותר לבין תכנון טורבינות. לדוגמא, נמצא כי שימוש בסגסוגות-על ללהבי טורבינה יכול לסייע בהפקת יותר חשמל. בשיטות אלה, שיפור יעילות ייצור החשמל אפשרי מאוד. העתיד שלנו תלוי בשיטות יעילות יותר לייצור חשמל, כך שהסביבה שלנו לא תצטרך לסבול כל כך הרבה עבור מה שנקרא החיים הרגילים שלנו.