Precio de la turbina hidráulica
La electricidad tiene cinco eslabones: generación, transmisión, transformación y distribución, entre los cuales la generación de energía se refiere al uso de dispositivos de generación de energía para convertir energía hidráulica, energía térmica a partir de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, etc.), energía nuclear, energía solar, energía eólica, energía geotérmica, etc. La energía térmica, la energía oceánica, etc. se convierten en energía eléctrica.
Se necesitan generadores para generar electricidad. Los más comunes incluyen generadores impulsados por turbinas hidráulicas, turbinas de vapor, motores diesel u otra maquinaria eléctrica, que convierten la energía generada por el flujo de agua, el flujo de aire, la combustión de combustible o la fisión nuclear en energía mecánica y la transmiten al generador, que luego se convierte. en energía eléctrica.
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Los generadores suelen estar compuestos por estatores, rotores, tapas finales, cojinetes y otros componentes. El estator consta del núcleo del estator, los devanados de alambre, la base de la máquina y otras partes estructurales que fijan estas partes. El rotor se compone de un devanado del núcleo del rotor (o polo magnético, yugo magnético), un anillo de retención, un anillo central, un anillo colector, un ventilador y un eje giratorio.
El estator y el rotor del generador están conectados y ensamblados mediante los cojinetes y las cubiertas de los extremos, de modo que el rotor puede girar en el estator y realizar el movimiento de cortar las líneas de fuerza magnéticas, generando así una fuerza inducida. potencial eléctrico, que sale a través de los terminales y se conecta al circuito, se genera una corriente eléctrica.
El generador se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday, lo que significa que cuando una pieza de metal, como un alambre de cobre, se mueve en un campo magnético, se generará un campo eléctrico en el interior del metal.
Las cargas del interior del metal fluirán a lo largo del campo eléctrico. Si la pieza de metal no es un anillo, la carga se acumulará en ambos extremos y existirá en forma de voltaje si la pieza de metal está conectada en un bucle (otras partes del bucle, excepto el metal, no están en el campo magnético). , se generará una corriente, por lo que el generador generó electricidad.
Por tanto, el principio básico de un generador es fijar el imán permanente o metal y permitir que el metal o imán permanente se mueva continuamente. El movimiento es relativo, de modo que la pieza esté constantemente en el campo magnético. El metal en movimiento generará electricidad continuamente.
A partir de este punto se pueden distinguir diferentes generadores. Los generadores hidráulicos utilizan la energía del agua que cae desde lugares altos para mantener el movimiento del metal. movimiento de metales.
Existen muchos tipos de grupos electrógenos, y se dividen en distintos tipos según diferentes normas, por ejemplo:
1. Según la fuente de energía
Existen grupos electrógenos diésel, generadores de gas, generadores de gasolina, turbinas eólicas, generadores solares, generadores hidroeléctricos, generadores de carbón, etc.
2. Modo de energía eléctrica
Según el modo de energía eléctrica convertida, se puede dividir en dos categorías: generador de CA y generador de CC.
Los alternadores se dividen en dos tipos: generadores síncronos y generadores asíncronos. Los generadores síncronos se dividen en dos tipos: generadores síncronos de polos ocultos y generadores síncronos de polos salientes. Los generadores síncronos se utilizan con mayor frecuencia en las centrales eléctricas modernas y los generadores asíncronos rara vez se utilizan.
El más utilizado es el grupo electrógeno diésel.
A continuación, presentaremos los principios de funcionamiento de varios generadores comunes.
El generador síncrono es el alternador más utilizado. En la industria energética moderna, se utiliza ampliamente en la generación de energía hidroeléctrica, térmica, nuclear y con motores diésel.
Dado que los generadores síncronos generalmente utilizan excitación de CC, cuando el generador funciona de forma independiente, el voltaje del generador se puede ajustar fácilmente ajustando la corriente de excitación. Si está conectado a la red eléctrica para su funcionamiento, dado que el voltaje lo determina la red eléctrica y no se puede cambiar, el resultado de ajustar la corriente de excitación en este momento es ajustar el factor de potencia y la potencia reactiva del motor. ?
Las estructuras del estator y del rotor de los generadores síncronos son las mismas que las de los motores síncronos. Generalmente adoptan una forma trifásica, solo que en algunos generadores síncronos pequeños, el devanado del inducido adopta una sola fase.
Las principales características que caracterizan el rendimiento de los generadores síncronos son las características en vacío y las características de funcionamiento en carga. Estas características son una base importante para que los usuarios elijan generadores.
Principio de funcionamiento:
El principio de funcionamiento básico del generador síncrono incluye los siguientes aspectos.
1. Establecimiento del campo magnético.
Cuando el generador está en funcionamiento, el devanado de excitación pasa la corriente de excitación de CC para establecer un campo magnético de excitación con la misma polaridad, es decir, se establece el campo magnético principal.
2. Movimiento cortante. El motor primario, el grupo electrógeno diésel o el grupo electrógeno de gasolina hace girar el rotor, y el campo magnético de excitación del mismo modelo gira con el eje y corta secuencialmente los devanados de fase del estator.
3. Después de que el generador conductor portador de corriente esté en funcionamiento, el grupo de corriente simétrico trifásico actúa como devanado de potencia, lo que se denomina fuerza electromotriz inducida o portador de la corriente inducida.
4. Generación de fuerza electromotriz alterna.
El principio de funcionamiento de un generador síncrono es en realidad el principio de inducción electromagnética. Mediante el movimiento relativo del campo magnético del rotor y el devanado del estator se convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Cuando el rotor es impulsado por el motor primario, el campo magnético del rotor y el conductor del estator se mueven entre sí, es decir, el conductor corta la trayectoria magnética, por lo que se genera una fuerza electromotriz inducida en el conductor, y su dirección puede ser determinado según la regla de la mano derecha de u. Debido a la posición de los polos del rotor, el conductor corta las líneas del campo magnético en dirección perpendicular. Por lo tanto, la fuerza electromotriz inducida en el devanado del estator es mayor en este momento. Cuando el polo magnético gira 90 grados, el polo magnético pasa a una posición horizontal, el conductor no corta las líneas de fuerza magnética y su fuerza electromotriz inducida es. cero. Cuando el rotor gira 90 grados, la fuerza electromotriz inducida por el devanado del estator corta las líneas del campo magnético en dirección vertical, haciendo que la fuerza electromotriz inducida alcance el valor máximo, pero en dirección opuesta a la anterior. Cuando el rotor gira otros 90 grados. La fuerza electromotriz inducida vuelve a ser cero. De esta manera, el rotor gira una vez y la fuerza electromotriz inducida por el devanado del estator también cambia positiva y negativamente. Si el rotor gira de forma continua y uniforme, se inducirá una fuerza electromotriz de CA que cambia periódicamente en el devanado del estator y se podrá emitir corriente CA a través del cable conductor.
Un grupo electrógeno hidroeléctrico también es llamado "grupo electrógeno hidráulico". Su función es mover agua con energía potencial desde lugares altos como ríos y lagos hacia lugares bajos, donde se convierte en energía mecánica mediante. la turbina de agua. La turbina de agua a su vez impulsa el generador genera electricidad y convierte la energía mecánica en energía eléctrica. (Por ejemplo: las Tres Gargantas de China).
Principio de funcionamiento:
El proceso de conversión de energía de la unidad generadora hidroeléctrica se divide en dos etapas:
Primero, la turbina hidráulica convierte la energía potencial perdida de el agua en energía mecánica; el generador convierte entonces la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.
El proceso específico es: bajo el impacto del flujo de agua, la turbina hidráulica comienza a girar, convirtiendo la energía potencial del agua en energía mecánica, a su vez impulsa el generador conectado coaxialmente para girar; Y bajo la acción de la corriente de excitación, el rotor giratorio hace girar el campo magnético de excitación y el devanado del estator del generador corta las líneas del campo magnético de excitación para generar una fuerza electromotriz inducida mientras emite energía eléctrica, un par de frenado electromagnético. se genera en el rotor en la dirección opuesta a su rotación. Dado que el flujo de agua actúa continuamente sobre la turbina, el par de rotación obtenido por la turbina de agua a partir del flujo de agua se utiliza para superar el par de frenado electromagnético generado en el rotor del motor. Cuando los dos pares están equilibrados, el grupo electrógeno hidroeléctrico funcionará a. una cierta velocidad constante, emite electricidad de manera estable y realiza la conversión de energía. Por tanto, la turbina y el generador son los dos componentes más críticos de la unidad de generación de energía hidroeléctrica.
La turbina eólica convierte la energía eólica en trabajo mecánico y acciona el generador para generar electricidad. Es un nuevo sistema de generación de energía de bajo precio, funcionamiento confiable y sin emisiones de gases de efecto invernadero.
Principio de funcionamiento:
La energía eólica se utiliza para hacer girar las aspas del molino de viento, y luego el aumentador de velocidad se utiliza para aumentar la velocidad de rotación y hacer que el generador genere electricidad. Según la tecnología actual de turbinas eólicas, la generación de energía puede comenzar con una velocidad de brisa de aproximadamente tres metros por segundo (el nivel de brisa).
Principio de funcionamiento:
El principio de generación de corriente mediante alternador y generador de CC es el mismo. Ambos son "líneas de campo magnético en movimiento" que están "cortando" cables fijos, o "los". "Cable en movimiento" está cortando las líneas fijas del campo magnético. Siempre que el cable que puede generar corriente se mueva en relación con el campo magnético del generador, el generador puede generar electricidad. El movimiento relativo aquí es depender de la potencia para arrastrar la parte giratoria (rotor ) del generador se logra haciéndolo girar, pero el generador de CC rectifica la corriente alterna en salida de corriente continua a través de un dispositivo llamado conmutador (también llamado conmutador), mientras que el alternador no tiene conmutador y directamente genera salida alterna. actual.
El generador asíncrono también se denomina "generador de inducción".
Principio de funcionamiento:
Un alternador que utiliza la interacción entre el campo magnético giratorio en el entrehierro entre el estator y el rotor y la corriente inducida en el devanado del rotor. La rotación del rotor es la misma que la del campo magnético giratorio, pero la velocidad es ligeramente mayor que la velocidad sincrónica del campo magnético giratorio. Comúnmente utilizado como generador hidroeléctrico de pequeña potencia.
Un grupo electrógeno diésel es un equipo de generación de energía independiente, que se refiere a una máquina eléctrica que utiliza diésel como combustible y un motor diésel como motor principal para impulsar un generador para generar electricidad.
Principio de funcionamiento:
En resumen, el generador diésel hace funcionar el generador.
En el cilindro, el aire limpio filtrado por el filtro de aire se mezcla completamente con el combustible diésel atomizado a alta presión inyectado desde el inyector. Bajo la presión hacia arriba del pistón, el volumen se contrae y la temperatura aumenta. rápidamente, alcanzando el punto de ignición del diésel. Se enciende el diésel, la mezcla de gases arde violentamente, aumenta rápidamente de volumen y empuja el pistón hacia abajo, lo que se denomina "trabajo". Cada cilindro realiza el trabajo en un orden determinado, y el empuje que actúa sobre el pistón se convierte en una fuerza que hace que el cigüeñal gire a través de la biela, lo que hace que el cigüeñal gire. Al instalar el alternador síncrono sin escobillas coaxialmente con el cigüeñal del generador diésel, la rotación del generador diésel se puede utilizar para impulsar el rotor del generador. Utilizando el principio de "inducción electromagnética", el generador generará una fuerza electromotriz inducida. Un circuito de carga cerrado puede producir corriente.
El tacogenerador es un microgenerador que mide la velocidad de rotación. Convierte la velocidad de rotación mecánica de entrada en una señal de voltaje de salida y requiere que la señal de voltaje de salida sea proporcional a la velocidad de rotación. El principio no se describirá en detalle.
A finales de 2020, la capacidad instalada de energía térmica a gran escala del país era de 1.250 millones de kilovatios, la energía hidroeléctrica de 370 millones de kilovatios, la energía nuclear de 49,89 millones de kilovatios, la energía eólica conectada a la red de 280 millones de kilovatios y la energía eólica conectada a la red de 280 millones de kilovatios. La capacidad instalada de generación de energía solar conectada es de 250 millones de kilovatios y la generación de energía de biomasa es de 29,52 millones de kilovatios.
Desde la perspectiva de la estructura del suministro de energía, la proporción de capacidad instalada de generación de energía fósil tradicional en mi país ha seguido disminuyendo durante la última década, mientras que la proporción de capacidad instalada de nueva energía ha aumentado significativamente. La proporción de capacidad instalada de energía térmica en 2020 cayó 15,7 puntos porcentuales en comparación con 2011, mientras que la proporción de capacidad instalada de energía eólica y solar aumentó en casi 20 puntos porcentuales y la estructura de capacidad instalada de generación de energía se optimizó aún más.