ייצור חשמל ביתי – תעשייתי הוא תהליך המשתמש באמצעים שונים כדי להפוך סוגים שונים של אנרגיה לחשמל. זהו השלב הראשון בסדרת תהליכים הכוללים גם העברת חשמל והפצת חשמל לצרכנים הן אישיים והן תעשייתיים, כמו גם אספקת מוצרי חשמל עם האנרגיה הדרושה להפעלתם ומניעת תקלות חשמל בבית.
ייצור חשמל יכול להיעשות במגוון שיטות, כולל שימוש בדלקים מאובנים ושימוש באנרגיה ירוקה.
חשמל מוכן לפעול בכל עת – פשוט הפעלו את המתג והאור נדלק, הרדיו פועל, התנור מתחמם בחורף, המזגן מתקרר בקיץ והמחשב פועל. אז איך אנחנו מקבלים חשמל למעשה? כמובן יש לייצר חשמל אשר עובר דרך חוט חשמל ומגיע עד למכשיר החשמל בביתנו.
בשנת 2015 הייצור החשמלי העולמי היה סביב 23.093 מיליארד קוט"ש, כולל 15,152 דלקים מאובנים, 5,530 מתחדשים ו -2,440 אנרגיה גרעינית.
מרבית החשמל בעולם כיום מיוצר באמצעות גנרטורים.
גנרטור מספק אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.
מקור האנרגיה מגוון – הידרואלקטרי (תנועת מים), גיאותרמית, הידרותרמית, רוח, בעירת דלקים, בעירת פחם, בעירת גז ואפילו ביקוע גרעיני, אך בכל מקרה נעשה שימוש בעקרון זה.
כיצד מייצרים חשמל מפחם?
פחם נכרך מהאדמה במכרות פחם גדולים. משם הוא נלקח לתחנות כוח בהן הופכים פחם לחשמל. מדי יום משתמשים ביותר מ -20,000 טון פחם לייצור חשמל.
פחם זה מועבר על מסועים לתחנה, שם הפחם הופך לאבקה. אבקה זו מבושלת בדודים המייצרים קיטור והופכים טורבינות המייצרות חשמל עד היום אשר מספיק אפילו לחיבור תלת פאזי / חיבור שקע שוקו ואף לשקע סיקון מבחינת צריכת חשמל.
עכשיו על העיקרון:
הגנרטור מבוסס על עיקרון ההשראה האלקטרומגנטית, שהתגלה על ידי מיקל פאראדי בשנת 1831.
העיקרון אומר ששינוי בשדה מגנטי ליד מעגל חשמלי מביא זרם במעגל.
השינוי עשוי לנבוע משינוי השדה, עקירת מקור השדה או בעקירת המעגל.
זרם הוא למעשה תנועת אלקטרונים (בדרך כלל).
משמעות ההשראה בהקשר עליו אנו מדברים היא אפוא אנרגיה מכנית זו הניתנת להמרה לאנרגיה חשמלית.
לב הגנרטור הוא אזור גלילי, בו ממוקמים מגנטים, היוצרים מעין מעטפת יחסית למרכז הגנרטור.
במרכז הגליל נמצא ציר מרכזי שבו חוטים חשמליים מתפתלים בסלילים.
כתוצאה מתנועת הסיבוב של הציר, חל שינוי בשדה המגנטי הפועל על הסלילים ולכן זרם חשמלי מתחיל לזרום.
אפשר גם לסובב את המגנטים במקום את הסלילים.
דרך נוספת שקיימת כיום היא לייצר חשמל מאנרגיית השמש.
אין הכוונה לאנרגיה סולארית תרמית בה מחממים נוזלים או גזים, אלא לייצור אנרגיה באמצעות תאים הפוטו-וולטאית (תאים סולאריים).
עקרון פעולתם מבוסס על האפקט הפוטו-וולטאית שהוא היבט אחד של האפקט הפוטואלקטרי.
היינריך הרץ גילה את האפקט הפוטואלקטרי בשנת 1887, אלברט איינשטיין הסביר זאת בשנת 1905 (עליו קיבל את פרס נובל).
ההשפעה הפוטואלקטרית היא שחרור מטענים מחומר כאשר הוא נפגע מקרינה.
ההשפעה הפוטו-וולטאית נצפתה למעשה לפניך, בשנת 1839 על ידי אלכסנדר בקר), שהבחין כי על ידי הקרנת אור על תמיסה המכילה מלח (מתכת הליד), זרם החל לזרום בין שתי אלקטרודות פלטינה שהיו שקועות בתמיסת האלקטרוליטים.
תא הפוטו-וולטאית עשוי מחומרים מוליכים למחצה. האור הנספג בתא יוצר הפרדה של מטענים חשמליים. הפרדה זו גורמת להפרש פוטנציאל חשמלי ולזרם זרם חשמלי במהלך זרם מעגל.
מרבית החשמל בעולם מיוצר על ידי תחנות כוח אלקטרומכניות המופעלות על ידי דלקים מאובנים, כגון נפט, גז טבעי או פחם. דלקים אלה משמשים לבעירה ובעירה לייצור קיטור או אוויר חם הנע במהירות. תנועה זו היא מקור לאנרגיה קינטית המשמשת לסיבוב לולאות המוליכים הנמצאים בתוך שדה מגנטי. על פי חוק ההשראה של פאראדי, נוצר זרם חשמלי בתוך לולאה העשויה מחומר מוליך מכיוון שהוא נמצא בשטף שדה מגנטי. אם הלולאה ממשיכה לנוע ולהסתובב בשטף המגנטי, נוצר זרם רציף וממושך.
טורבינה
הטורבינה היא מכשיר הדומה לגלגל, המורכב מלהבים המחוברים לסרן. הקיטור שנוצר בדוד הבעירה פועל בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה על רגלי הטורבינה, וגורם להם להסתובב לאורך הציר. פיר הטורבינה מחובר לגנרטור ומסובב את המגנט שלו
גנרטור
הגנרטור אחראי על הפקת זרם חשמלי. עיקרון העבודה שלו הוא אלקטרומגנטיות: יש בו סלילי חוטים חשמליים ומגנט בפנים. הטורבינה מסובבת את המגנט ונוצר זרם חשמלי.
כיצד מועבר החשמל המיוצר במפעל לצרכנים השונים?
כבלי חשמל מעבירים חשמל המיוצר בתחנת הכוח לכל הצרכנים בכל חלקי הארץ הן בצד העסקי והן בפרטי ע"י עמודי חשמל מסודרים בכל אזור בישראל ומספקים חשמל מוסדר באופן תדיר.
השירותים ניתנים בכלל אזורי המרכז לפרטים נוספים באזורי השירות ניתן להיעזר במאמר בנושא חשמלאי 24 שעות תל אביב ובנוסף במאמר חשמלאי בראשון לציון אשר עם כל הפרטים לאזורי פעילות ספציפיים וזכרו תמיד להשתמש בשירות מקצועי ולכן כדאי להיעזר בשירותים ע"י חשמלאי מוסמך תל אביב.