معظم محطات توليد الطاقة تعمل على استخدام او أكثر من المولدات التي تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية من أجل إمداد الطاقة إلى الشبكة الكهربائية لتلبية كافة احتياجات المجتمع الكهربائية، انالاستثناء فقط هو محطات الطاقة الشمسية، التي تستخدم الخلايا الكهروضوئية بدلاً من التوربينات لتوليد هذه الكهرباء، حيث تحصل البلدان المختلفة على الكهرباء من أنواع مختلفة من محطات توليد الطاقة.
محطات توليد الطاقة التقليدية
توجد بعض محطات توليد الطاقة داخل مبنى قائم أو فوقه أو بجواره، وبالتالي فإن المساحة صغيرة إلى حد ما، تتطلب معظم محطات توليد الطاقة الكبيرة تنظيف الأرض لبناء محطة الطاقة، قد تحتاج البعض من محطات توليد الطاقة طرق وصول وخطوط أنابيب وخطوط سكك حديدية أيضا لتتمكن من توصيل الوقود وخطوط نقل الكهرباء، قد تحتوي محطات الطاقة التي تحرق الوقود الصلب على مناطق لتخزين رماد الاحتراق.
آلة الدينامو
آلة الدينامو 1866، طور (Werner von Siemens) آلة الدينامو وهي من أهم اختراعاته من خلال إعادة تكوين مغناطيسي مع محرك مزدوج (T)، يتولد الجهد الكهربائي عندما يتحرك السلك داخل مجال مغناطيسي، كان المبدأ قيد الاستخدام بالفعل في الجيل الأول من المغناطيسات ذات المغناطيس الدائم أو المغناطيسات الكهربائية التي تعمل بالبطارية، ولكن كان هناك عيبًا واحدًا ان هذه الآلات لا يمكنها توليد الكثير من الطاقة.
في عام 1866، وجد (Werner von Siemens) حلاً رائدًا، حيث مكنت الدائرة المصممة بشكل مناسب الآلة من استخدام ما يعرف بـالإثارة الذاتية لتوليد الكهرباء التي من شأنها إثارة المغناطيسات الكهربائية، وهكذا تم اكتشاف مبدأ الدينامو والكهرباء واختراع الدينامو، الآن سيكون من الممكن توليد طاقة كهربائية على نطاق غير مسبوق.
ومع ذلك، فقد استغرق الأمر أكثر من عقد لإيصال المنتج إلى السوق، فقد كان هناك الكثير من العقبات التي يجب التغلب عليها بدءًا من العزل إلى التحكم في الظواهر الفيزيائية مثل التيارات الدوامة، والتي تسببت في ارتفاع درجة الحرارة وفقدان مفرط.
غلاية بنسون
غلاية بنسون في عام 1927، حيث ثبت أن تشغيل الغلايات البخارية الكبيرة أمر خطير للغاية مع وجود الكثير من الماء في مثل هذا الحجم، يمكن أن تؤدي العيوب في المواد أو التصنيع إلى انفجار المرجل عند الضغط العالي
كرافتويرك ويست
كرافتويرك ويست، برلين عام 1931، ارتفع استهلاك الطاقة الكهربائية بعد الحرب العالمية الأولى، ولهذا السبب وجدت شركة برلينر إلكتريزيتسويرك للطاقة في برلين أنه من الضروري بناء محطة طاقة جديدة في الجزء الغربي من المدينة، في المنطقة المجاورة مباشرة لموقع سيمينز في برلين الواسع لشركة سيمنز، حيث تم منح العقد لشركة (Siemens-Schuckertwerke).
بدأ البناء في عام 1928، بعد مرور أربع سنوات، بدأت (Kraftwerk West) الجديدة اليوم (Heizkraftwerk Reuter)، وهي محطة مشتركة للحرارة والطاقة بتزويد الجانب الغربي من المدينة بالكهرباء، بقدرة 228 ميجا واط، كانت تعتبر ثاني أكبر محطة للطاقة في برلين، وأحدث محطة طاقة حرارية في أوروبا، بفضل التقنيات الجديدة، يمكن للمصنع استخدام غلايات ذات طاقة أعلى بشكل ملحوظ، ويمكنهم حرق الفحم ذي الدرجة المنخفضة، مع تقليل الرماد المتطاير السيئ إلى الصفر تقريبًا.
المصنع الجديد أيضا وضع معايير جديدة معماريا، بالاعتماد على مفهوم من المهندس المعماري (Siemens Hans Hertlein)، الذي لا تزال هياكله تهيمن على مظهر (Siemensstadt) الى اليوم، اعتمد المصنع اللغة الرسمية للموضوعية الجديدة، مع مكونات هيكلية غير مزخرفة تركز على الوظيفة.
محطة بيبليس للطاقة النووية
محطة بيبليس للطاقة النووية 1974، عندما تم رفع الحظر المفروض على الأبحاث في عام 1955، بعد أن استعادت جمهورية ألمانيا الاتحادية حقوقًا مهمة في السيادة بعد احتلال الحلفاء، وجدت شركة سيمنز أيضًا الطريق مفتوحًا لتطوير محطات الطاقة النووية، وبعد مرور أربع سنوات فقط بدأ تشغيل مفاعل أبحاث صغير في منطقة جارشينج بميونيخن تبعه مفاعل أبحاث متعدد الأغراض في كارلسروه في عام 1965، ويهدف بالمثل إلى جمع الخبرة في السلوك طويل الأجل للمواد وتكاليف المعدات والتشغيل والتلوث البيئي في محطات الطاقة النووية.
أخيرًا، وصل النجاح التجاري الأول في عام 1972 مع 660 ميجا واط من محطة (Stade) للطاقة النووية وهي أول محطة من هذا القبيل قادرة على توليد الكهرباء بسعر أرخص من محطات الطاقة التقليدية، حيث كان حافزا لوضع أرقام قياسية جديدة.
كانت أكبر محطة للطاقة النووية في العالم حتى الآن، في تلك الأيام، كان إنتاجها البالغ حوالي 1200 ميجا واط كافياً لتزويد مدينة يزيد عدد سكانها عن مليوني نسمة بالكهرباء، إلى جانب المنشآت الصناعية المرتبطة بها.
محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة
محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة من راي هاوس في عام 1993، باستخدام النفط والغاز، تعتبر تقنية توربينات الدورة المركبة التي تجمع بين توربينات الغاز والبخار فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة بشكل خاص، إنه أيضًا يعتبر نجاح عالمي، حيث تستخدم الحرارة المتبقية من التوربينات الغازية لتوليد البخار، والذي بدوره يدير التوربينات البخارية في اتجاه مجرى النهر، اليوم يمكن لهذه التكنولوجيا أن تحقق كفاءات أفضل من 60 بالمائة.
في عام 1993، سلمت شركة سيمنز محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة (Rye House) في إنجلترا إلى العميل قبل الموعد المحدد، بعد 30 شهرًا فقط من البناء. مع توفر أكثر من 90 في المائة، كان للمحطة أداء تشغيلي أعلى من المتوسط مقارنة بمحطات الطاقة الأخرى التي تعمل بالغاز في إنجلترا.
وفي عام 1995، أصبحت (Rye House) محطة الطاقة الأوروبية الوحيدة التي فازت بجائزة مشروع العام، من مجلة (Power Engineering International) الأمريكية.
أقوى توربين غازي في العالم
أقوى توربين غازي في العالم في عام 2009، أكملت شركة سيمنز التشغيل التجريبي لأقوى توربين غازي في العالم، في محطة توليد الكهرباء في بافاريا (Irsching) في الموعد المحدد وبألوان متطايرة، بعد أكثر من 1500 ساعة من التشغيل أكثر من 1200 منها بالحمل الكامل، وبعد تحليل جميع بيانات القياس، تم رفع السعة المقدرة للتوربين من 340 ميجا واط (MW) إلى 375 ميجا واط في عملية التوربينات الغازية الخالصة، وقد أدى ذلك إلى زيادة قدرة محطة الطاقة ذات الدورة المركبة إلى أكثر من 570 ميجا واط وهو ما يكفي لتزويد 2.2 مليون نسمة في مدينة رئيسية مثل هامبورغ.
عندما تم تشغيل وحدة الدورة المركبة الكاملة أخيرًا في عام 2011، سجلت محطة (Irsching) ذات الدورة المركبة رقمًا قياسيًا عالميًا آخر، في التشغيل التجريبي، حققت كفاءة بنسبة 60.75 بالمائة وهي علامة لم تتجاوزها محطة تعمل بالوقود الأحفوري على الإطلاق.
محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة
محطة توليد الكهرباء ذات الدورة المركبة (lausward) 2016، تعد محطات الطاقة ذات الدورة المركبة عالية الكفاءة والمرنة مكملاً مثالياً لمصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس، والتي لها نواتج متذبذبة، في عام 2016، سلمت شركة سيمنز محطة لوسورد لتوليد الطاقة ذات الدورة المركبة، والتي تم بناؤها على أساس تسليم المفتاح مع توربين غازي، إلى مالكها ومشغلها، شركة المرافق البلدية (Stadtwerke Dusseldorf AG).
حيث سجل المصنع على الفور ثلاثة أرقام قياسية عالمية جديدة، خلال قياسات القبول، بلغ الحد الأقصى لصافي الإنتاج 603.8 ميجا واط، وتم قياس الكفاءة الكهربائية بنحو 61.5٪. علاوة على ذلك، كانت وحدة (Fortuna) قادرة على نقل حرارة تصل إلى حوالي 300 ميجا واط إلى شبكة التدفئة المركزية في دوسلدورف وهي قيمة دولية أخرى لمحطة توليد كهرباء تعمل بالغاز واحد وتوربينات بخارية واحدة.
وبالتالي، ارتفع إجمالي استخدام وقود الغاز الطبيعي للمحطة إلى 85 بالمائة، كان جوهر محطة الدورة المركبة هو التوربينات الغازية عالية الأداء من سيمنز.
