نیروگاه محل تولید انرژی الکتریکی می باشد .نیروگاه های مدرن بر حسب نوع انرژی مورد مصرف عبارتند از : نیروگاه های حرارتی ، آبی ، هسته ای و نیروگاه هایی که از انرژی باد و یا حرارت درونی زمین استفاده می کنند . در این میان نیروگاه های حرارتی ( TPS ) و آبی ( HEPS ) از معمولترین انواع در صنعت تولید برق می باشند .
نیروگاه حرارتی
نیروگاه حرارتی به کلیه ی نیروگاه هایی اطلاق می شود که در واحدهای آن با احتراق سوخت های جامد ، مایع و یا گاز در بویلر و یا در خود محرک اولیه ( مانند دیزل ها و توربین های گازی ) تولید انرژی حرارتی و سپس الکتریکی صورت می پذیرد . انواع نیروگاه حرارتی بر حسب نوع سوخت عبارتند از : ذغال سوز ( اعم از ذغال به لاشه ای یا پودر شده ) ، گازوئیل سوز ( دیزل ) ، نفت سوز ، گاز سوز و توربین گازی ( که در آن احتراق گاز مستقیما در توربین صورت می گیرد .
قسمت عمدهای از نیروگاه های حرارتی که به عنوان تولید کننده های اصلی انرژی الکتریکی طراحی می شوند از نوع کندانسوردار می باشند . این نیروگاه ها عموما مجهز به واحدهایی با قدرت 200 تا 800 مگا وات بوده و راندمان حرارتی آن ها از میزان 40 تا 42 درصد تجاوز نمی کند ، و معمولا در هر کشور پرقدرت ترین نیروگاه ها را تشکیل می دهند .
نوع دیگری از نیروگاه های حرارتی که به نام ترموالکتریک مشهورند جهت تولید مشترک انرژی حرارتی ( به صورت بخار یا آب داغ ) و انرژی الکتریکی طراحی و نصب می شوند . این تولید مشترک موجب افزایش راندمان حرارتی واحدهای مذکور تا میزان 65 الی 70 درصد می باشند .
نیروگاه آبی
از قدیم استفاده از انرژی ذخیره شده در آب به صورت های مختلف از جمله آسیاب های آبی مرسوم بوده است . با پیدایش صنعت برق کوشش های زیادی در جهت به کارگیری هر چه بیشتر انرژی آبی و تبدیل آن به انرژی الکتریکی معطوف گردیده و در این راه پیشرفت های زیادی هم حاصل شده است . ارزش نیروگاه های آبی بر این است که از تاسیسات ایجاد شده عمدتا می تواند در جهت اهداف صنعتی و کشاورزی نیز استفاده برد . معمول ترین نوع ذخیره و کنترل آب ، ایجاد سدها و آب بندها می باشد .
گرانی قیمت تاسیسات ذخیره و انتقال آب با مسایل خاص سیاسی و اجتماعی آن ( زیر آب رفتن روستاهای مجاور ، از بین رفتن مقداری از زمین های کشاورزی و ... ) معمولا ایجاد سد صرفا جهت گرفتن انرژی الکتریکی را توجیه اقتصادی نمی نماید . چنانچه مطالعات ایجاد چنین تاسیساتی را توجیه نماید ، ارزش نیروگاه آبی دو چندان می گردد .
نیروگاه های آبی در مقایسه با سایر نیروگاه ها ( حرارتی ، گازی ، دیزلی ) دارای مزایای بسیاری می باشد که از جمله بالا بردن راندمان ، نداشتن هزینه های مربوط به مسایل سوخت ، قرار گرفتن سریع در مدار و نداشتن مسایل آلودگی هوا را می توان نام برد .
در مناطقی که منابع آب امکان خارج ساختن دائمی آب را از سدها را بدهد ، این نیروگاه ها به طور دائم مورد استفاده واقع می شوند وحتی در بعضی موارد به عنوان پایه تولید انرژی الکتریکی به علت داشتن قابلیت اطمینان بالا قرار می گیرد . اما در مواردی که استفاده آب در صنعت و کشاورزی و شرب در اولویت بالاتری نسبت به تولید انرژی الکتریکی باشد برنامه را بر اساس نیاز های آب مشروب و کشاورزی تنظیم می نمایند . بدین معنی که نیازهای آبی در یک پریود مشخص مثلا 24 ساعت را در ظرف چند ساعتی که شبکه به انرژی الکتریکی بیشتری نیازمند است ، از سد اصلی خارج ساخته وارد سد تنظیمی می نمایند یعنی توربین های آبی به کار می افتد . سپس با برنامه ریزی که می شود آب از سد تنظیمی به تدریج جهت دیگر اهداف ( کشاورزی ، صنعت و شرب ) وارد شبکه های انتقال و توزیع با تصفیه خانه های مربوط می گردد .
چنانچه که گفته شد می توان با استفاده از انرژی آب رودخانه ها و آبشارها و احداث سد در مسیر رودخانه توسط توربین های آبی ، ژنراتور را چرخاند و الکتریسیته تولید نمود .
سدهای آبی که ساختمان های مختلفی دارند می توانند در مسیر رودخانه احداث شده و با نصب تجهیزات یک نیروگاه آبی علاوه بر مصارف کشاورزی برای تولید برق استفاده کرد .
آب دریاچه در صورت اضافه شده از قسمت بالای سد سر ریز می کند . به علت آن که مصارف آب کشاورزی و تقاضای برق در زمان های مختلفی صورت می گیرد برای جلوگیری از هدر رفتن آب پس از سد اصلی یک سد کوچک به نام سد تنظیمی استفاده می گردد و در صورت نیاز به آب کشاورزی دریچه های این سد تنظیمی باز می گردد . معمولا تاسیسات نیروگاه داخل ساختمان سد می باشد .
با توجه به دبی آب و ارتفاع آن نوع توربین نصب شده فرق می کند که می توان از انواع پلتون ، فرانسیس یا کاپلان باشد .
راندمان نیروگاه های آبی بالا می باشد ( حدود 80 الی 90 درصد ) و راه اندازی آن ساده ( 14 الی 15 دقیقه ) انجام می گیرد .