Ispiranjem vodene turbine potencijalnom energijom ili kinetičkom energijom, vodena turbina počinje se okretati. Ako spojimo generator na vodenu turbinu, generator može početi proizvoditi električnu energiju. Ako podignemo razinu vode kako bismo isprali turbinu, brzina turbine će se povećati. Stoga, što je veća razlika u razini vode, veća je kinetička energija koju dobiva turbina i veća je konvertibilna električna energija. To je osnovni princip hidroenergije.
Proces pretvorbe energije je sljedeći: gravitacijska potencijalna energija uzvodne vode pretvara se u kinetičku energiju protoka vode. Kada voda teče kroz turbinu, kinetička energija se prenosi na turbinu, a turbina pokreće generator koji pretvara kinetičku energiju u električnu energiju. Stoga je to proces pretvaranja mehaničke energije u električnu energiju.
Zbog različitih prirodnih uvjeta hidroelektrana, kapacitet i brzina hidrogeneratorskih jedinica uvelike variraju. Općenito, mali hidrogeneratori i hidrogeneratori velike brzine pokretani impulsnim turbinama uglavnom usvajaju horizontalne strukture, dok generatori velike i srednje brzine uglavnom usvajaju vertikalne strukture. Budući da je većina hidroelektrana daleko od gradova, obično trebaju opskrbljivati potrošače energijom putem dugih dalekovoda, stoga elektroenergetski sustav postavlja veće zahtjeve za stabilnost rada hidrogeneratora: parametri motora moraju se pažljivo odabrati; zahtjevi za moment tromosti rotora su veliki. Stoga se izgled hidrogeneratora razlikuje od izgleda parne turbine. Promjer rotora mu je velik, a duljina kratka. Vrijeme potrebno za pokretanje i spajanje hidrogeneratorskih jedinica na mrežu relativno je kratko, a upravljanje radom je fleksibilno. Osim opće proizvodnje energije, posebno je prikladan za jedinice za uklanjanje vršnih opterećenja i jedinice za hitne slučajeve. Maksimalni kapacitet hidrogeneratorskih jedinica dosegao je 700 000 kilovata.
Što se tiče principa generatora, srednjoškolska fizika je vrlo jasna, a njegov princip rada temelji se na zakonu elektromagnetske indukcije i zakonu elektromagnetske sile. Stoga je opći princip njegove konstrukcije korištenje odgovarajuće magnetske vodljivosti i vodljivih materijala za formiranje magnetskog kruga i kruga za međusobnu elektromagnetsku indukciju kako bi se generirala elektromagnetska snaga i postigla svrha pretvorbe energije.
Generator vodene turbine pokreće vodena turbina. Njegov rotor je kratak i debeo, vrijeme potrebno za pokretanje jedinice i spajanje na mrežu je kratko, a upravljanje radom je fleksibilno. Osim opće proizvodnje energije, posebno je prikladan za jedinice za uklanjanje vršnih opterećenja i jedinice za hitne slučajeve. Maksimalni kapacitet jedinica generatora vodene turbine dosegao je 800 000 kilovata.
Dizel generator pokreće motor s unutarnjim izgaranjem. Brzo se pokreće i jednostavan je za korištenje, ali su mu troškovi proizvodnje energije visoki. Uglavnom se koristi kao rezervno napajanje u slučaju nužde ili u područjima gdje velika elektroenergetska mreža ne dopire do mobilnih elektrana. Kapacitet se kreće od nekoliko kilovata do nekoliko kilovata. Izlazni moment na osovini dizelskog motora podložan je periodičnim pulsacijama, stoga se moraju spriječiti rezonancija i nezgode s lomom osovine.
Brzina hidrogeneratora odredit će frekvenciju generirane izmjenične struje. Kako bi se osigurala stabilnost ove frekvencije, brzina rotora mora biti stabilizirana. Kako bi se stabilizirala brzina, brzina glavnog pogonskog motora (vodene turbine) može se kontrolirati u zatvorenoj petlji upravljanja. Frekvencijski signal izmjenične struje koja se šalje uzorkuje se i vraća u upravljački sustav koji kontrolira kut otvaranja i zatvaranja vodeće lopatice vodne turbine kako bi se kontrolirala izlazna snaga vodne turbine. Pomoću principa povratne veze, brzina generatora može se stabilizirati.
Vrijeme objave: 08.10.2022.
