Ở trong bài này sẽ trình bày về các loại nhà máy điện đang được sử dụng phổ biến hiện nay. Các nguyên lý làm việc cơ bản, đặc điểm kỹ thuật cũng như ưu và nhược điểm của các loại nhà máy này.

Ở nhà máy nhiệt điện, các năng lượng hóa thạch như than đá, khí hóa lỏng sẽ được đốt để sinh ra nhiệt, từ đó làm nóng hơi nước làm quay tua bin, các tua bin quay sẽ kéo theo các động cơ điện quay theo và sinh ra dòng điện.

・Được xây dựng gần với các nguồn nhiên liệu nhằm tiết kiệm chi phí vận chuyển. Gần nguồn nước như là các khu vực ven biển để dễ dàng cho việc xử lý chất thải cũng như vận chuyển các thiết bị máy móc hạng nặng ra vào nhà máy.

・Để thay đổi công suất của nhà máy khi vận hành thì cần phải thay đổi nhiệt độ của các lò hơi, việc này diễn ra rất nhiều công đoạn nên tính linh hoạt trong vận hành kém. Việc khởi động các động cơ phải sử dụng các loại máy phát dieizen để kích hoạt nên chi phí khá tốn kém.

・Hiệu suất của nhà máy nhiệt điện là không cao khoảng 30% đến 40%.

・Sử dụng rất nhiều nhiên liệu hóa thạch nên thải ra lượng khói lớn dẫn tới gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm không khí. Vì thế các nhà máy thường phải đặt xa các khu dân cư.

Nhà máy nhiệt điện thường có những đặc điểm là:

a. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Là nhà máy nhiệt điện mà việc thải nhiệt của môi chất làm việc (hơi nước) được thực hiện qua bình ngưng.

b. Nhà máy nhiệt điện rút hơi

Nhà máy đồng thời sản xuất điện năng và nhiệt điện. Về nguyên lý hoạt động giống như nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, song ở đây lượng hơi rút ra đáng kể từ một số tầng của tuốc bin để cấp cho các phụ tải nhiệt công nghiệp và sinh hoạt. Do đó hiệu suất chung của nhà máy tăng lên.

Nguyên lý của nhà máy thủy điện là sử dụng năng lượng dòng nước để làm quay trục tuốc bin thủy lực để chạy máy phát điện.

Đặc điểm của nhà máy thủy điện:

・Xây dựng gần nguồn nước nên thường xa phụ tải.

・Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn, chủ yếu thuộc về các công trình như đập chắn, hồ chứa.

・Thời gian xây dựng kéo dài do việc dựng đập chắn nước rất tốn kém. Chưa kể các nhà máy thường phải đặt ở những nơi đồi núi, có vị trí cao, hiểm trở để có thể đạt được cột nước cho phép phát điện.

・Chi phí sản xuất điện năng thấp. Do tua bin chạy bằng sức nước nên gần như chi phí nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất điện bằng không. Nhà máy chỉ cần chi phí cho đội ngũ kỹ sư vận hành cũng như sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị.

・Thời gian khởi động máy ngắn.

・Hiệu suất cao. Quá trình làm quay tua bin được chuyển đổi trực tiếp từ thế năng của nước sang, sau tua bin quay kéo theo động cơ quay, điều này hạn chế được sự tổn hao năng lượng tron quá trình sản xuất điện.

・Tuổi thọ cao. Do tua bin và động cơ nhà máy thủy điện quay ở tốc độ chậm hơn so với nhà máy phát điện, do đó giảm được sự hỏng hóc từ đó nâng cao tuổi thọ của thiết bị trong nhà máy.

Nhà máy điện nguyên tử cũng tương tự như nhà máy nhiệt điện về phương diện biến đổi năng lượng: Tức là nhiệt năng do phân hủy hạt nhân sẽ biến thành cơ năng và từ cơ năng sẽ biến thành điện năng. Trong nhà máy điện nguyên tử, năng lượng được thu được không phải bằng cách sử dụng nhiên liệu hữu cơ mà là thông qua việc phá vỡ liên kết hạt nhân của chất Urani-235 hoặc Plutoni-239 trong lò phản ứng. Vì vậy, trong khi nhà máy điện hơi sử dụng lò hơi, nhà máy điện nguyên tử sử dụng lò phản ứng và các máy sinh hơi đặc biệt.

Ưu điểm của nhà máy điện nguyên tử:

・Chỉ cần một lượng vật chất phóng xạ nhỏ đã có thể đáp ứng được nhu cầu của nhà máy.

・Một nhà máy có công suất 100MW, một ngày thường tiêu thụ không nhiều hơn 1kg chất phóng xạ.

・Công suất của một tổ máy phát điện của nhà máy điện nguyên tử có thể đạt đến 500, 800, 1200, và thậm chí lên đến 1500MW.

Nhà máy điện nguyên tử có những đặc điểm sau:

・Đầu tư xây dựng ban đầu lớn và thời gian xây dựng dài.

・Chi phí sản xuất điện năng thấp nên thường hoạt động trong khoảng đáy đồ thị phụ tải.

・Thời gian sử dụng công suất cực đại lớn khoảng 7000 giờ/năm hoặc cao hơn.

Sự gió được sử dụng để quay hệ thống cánh quạt đặt đối diện với chiều gió. Hệ thống cánh quạt được truyền qua bộ biến đổi tốc độ để quay máy phát điện, sản xuất ra điện năng. Điện năng được sản xuất được lưu trữ bằng cách sử dụng các bình ắc quy. Động cơ gió phát điện có khó khăn trong việc điều chỉnh tần số do vì tốc độ gió luôn thay đổi. Động cơ gió phát điện thường có hiệu suất thấp và công suất nhỏ, vì vậy chỉ được sử dụng trong các vùng hải đảo, những nơi xa xôi không có lưới điện hoặc trong các trường hợp cần thiết như đèn hải đăng.

Nhà máy điện mặt trời, còn được gọi là nhà máy năng lượng mặt trời hoặc nhà máy điện quang, là một dạng nhà máy sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra nguồn điện. Hiện nay, năng lượng mặt trời được xem là một nguồn năng lượng tái tạo sạch và cần được hỗ trợ phát triển. Vì nó không chỉ góp phần vào việc cung cấp điện cho sản xuất và cuộc sống con người mà còn giúp ngăn chặn hiện tượng biến đổi khí hậu trên toàn cầu.

Nhà máy điện mặt trời là một trong những cách tiên tiến để tạo ra nguồn điện sạch và đáng tin cậy. Sử dụng mặt trời làm nguồn năng lượng, nó giúp tiết kiệm nguồn năng lượng hữu cơ và giảm thiểu tác động đến môi trường. Nó cũng có thể giúp giảm chi phí điện và giúp người dân đạt được tính tự do về nguồn điện.