Современные генераторы энергии и их виды
Генераторы бывают синхронные и асинхронные.
Синхронные и асинхронные генераторы
В двигателе синхронного генератора частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля статора. Магнитное поле, создаваемое ротором, вращается, пересекая обмотку статора, и создает в ней электроэнергию. Двигатель асинхронного генератора работает в режиме торможения, при котором ротор вращается в одном направлении с магнитным полем статора, но с опережением.
Бензиновые и дизельные генераторы
Бывают также бензиновые и дизельные генераторы, которые используются в сельскохозяйственной и строительной отрасли, на промышленных предприятиях, в бытовых электростанциях и тд. Дизельный генератор может служить автономным источником электроэнергии, который отличается надежностью, экономичностью и непрерывным длительным сроком службы. Бензиновые электростанции используют строительные и телевизионные компании, при отключении электроэнергии, аварийных или ремонтных работах, а также для работы переносных объектов. Топливом для бензинового генератора служит естественно бензин. Применение смеси бензина со спиртом или антидетонационных присадок в таком генераторе возможно только после согласования с производителем бензиновой электростанции, так как состав топлива для работы этой электростанции определяет изготовитель двигателя.
Отличаются: компактностью, удобством в использовании и надежностью. Дизельные генераторы необходимо использовать в хорошо отапливаемом помещении с температурой не ниже +5°С с соблюдением всех противопожарных и сантехнических нормы. Зона обслуживания прибора – не меньше одного метра, так как генератор необходимо периодически заправлять дизтопливом и менять масло. Для предотвращения вибрации и повторного попадания в помещение горячего воздуха между стеной и радиатором устанавливают мягкую вставку.
Проемы в наружных стенах, где установлен генератор, необходимы для обеспечения постоянного притока воздуха, а также выхлопная труба, которая будет выводить наружу выхлопные газы, вырабатываемые во время работы дизельным генератором. Генератор устанавливают на фундамент массой не меньше 1,5 всего оборудования на специальный изоляционный материал. Для подключения дизельного генератора устанавливают распределительный щит, который снабжен защитными автоматами. Дизельные электростанции приобрели большую популярность благодаря низкой стоимости вырабатываемой ими энергии, а, следовательно, и быстрой окупаемости дизельного генератора.
В дизельных электростанциях используют двигатели внутреннего сгорания, топливо в которых загорается от сжатия воздуха. При этом выделяемая энергия производит тепло и механическую работу. Затем для выработки электричества дизельный генератор использует на валу двигателя эту механическую работу.
Для дизельных генераторов используют топливо двух видов: дистиллятное и остаточное. Определенным преимуществом перед другими генераторами пользуются газовые генераторы.
Газовые электростанции
Газовые электростанции можно использовать не только для производства электроэнергии, но и для обогрева целых зданий и сооружений, так как при работе газового генератора вырабатывается тепло. Дополнительными функциями газовых электростанций является когенерация – производство горячей воды, которая получается при утилизации тепла и тригенерация – преобразование вторичной тепловой энергии в холод. Систему тригенерации используют в морозильных камерах и кондиционерах. Газовые электростанции при производстве электроэнергии максимально бесшумны, поэтому их можно устанавливать рядом с жилыми домами и различными учреждениями. При этом такие электростанции экологически безопасны и отвечают всем мировым стандартам, так как работают на природном газе, которое является экологически чистым топливом. Управлять газовой электростанцией может минимальное количество людей за счет высокого уровня ее автоматизации и простоты в управлении.
Солнечные генераторы
В скором будущем на смену дорожающим энергоносителям придет гелиоэнергетика, генераторы которой работают на солнечной энергии. Солнечные батареи или коллекторы солнечной энергии, которые преобразуют солнечную радиацию в электричество, обладают неоспоримым преимуществом перед генераторами, работающими на топливе или газе – неисчерпаемостью ресурсов. Такая энергия совершенно бесплатна и равномерно распределена между всем населением планеты. Солнечные или фотоэлектрические генераторы не загрязняют окружающую среду, работают бесшумно и практически не изнашиваются. Принцип работы солнечной батареи состоит в том что она создает эффект линзы, которая собирает солнечные лучи в одну точку или пучок, только в данном случае линза заменяется вогнутым зеркалом или полированным металлом. Эти зеркала следуют за движением Солнца, фокусируя солнечный свет на специальных трубках с поглощающим покрытием, которые размещены вдоль фокальной линии. При этом по приемникам течет термомасло, которое нагревается до 750°F и в теплообменниках происходит выделение пара, который герметизируется в турбинах, приводящих в движение генераторы. Таким образом, на сегодняшний день с помощью солнечных генераторов уже начали нагревать и опреснять воду, отапливать и вентилировать помещения, а также строить экспериментальный транспорт, который работает на солнечных батареях. Это различные солнцемобили, солнцелеты, яхты и лодки, работающие на солнечной энергии и тд.
Ветрогенераторы
Еще одним видом электростанций являются ветрогенераторы, которые добывают энергию за счет ветра.
Для того чтобы ветряная электростанция с горизонтальной осью вырабатывала энергию мощностью в 100 кВт, скорость ветра должна быть 2-3 м/с, а для производства энергии в 200 кВт, скорость ветра должна быть не менее 4 м/с. Ветряная электростанция представляет собой мачту на вершине которой размещен контейнер, в котором расположен редуктор с генератором. Контейнер ищет направление ветра и проворачивается в нужном направлении, а к оси редуктора ветрогенератора присоединены лопасти. Наименее востребованы ветрогенераторы с вертикальной осью, так как им для нормального функционирования необходима большая скорость ветра, а также внешний источник энергии для предварительного запуска установки. Плюсом таких генераторов является отсутствие необходимости ориентирования на ветер, так как сам генератор расположен под мачтой. Ветряные электростанции используют в основном страны с дефицитом природных ресурсов, а также подходящим климатом и невысоким рельефом. Ветряные электростанции экологически безопасны, так как не загрязняют окружающую среду вредными выбросами и соответствуют всем нормам мировых стандартов экологической безопасности. Кроме того ветрогенераторы достаточно экономичны потому что ветер является неисчерпаемым источником энергии.