Vodno turbino speremo s potencialno energijo ali kinetično energijo in vodna turbina se začne vrteti. Če generator priključimo na vodno turbino, lahko generator začne proizvajati električno energijo. Če dvignemo gladino vode za speritev turbine, se bo hitrost turbine povečala. Večja kot je razlika v gladini vode, večja je kinetična energija, ki jo pridobi turbina, in večja je pretvorljiva električna energija. To je osnovno načelo hidroenergije.
Postopek pretvorbe energije je naslednji: gravitacijska potencialna energija vode v zgornjem toku se pretvori v kinetično energijo vodnega toka. Ko voda teče skozi turbino, se kinetična energija prenese na turbino, turbina pa poganja generator, ki kinetično energijo pretvori v električno energijo. Gre torej za postopek pretvorbe mehanske energije v električno energijo.
Zaradi različnih naravnih pogojev hidroelektrarn se zmogljivost in hitrost hidrogeneratorjev zelo razlikujeta. Na splošno imajo majhni hidrogeneratorji in visokohitrostni hidrogeneratorji, ki jih poganjajo impulzne turbine, večinoma horizontalne strukture, medtem ko veliki in srednjehitrostni generatorji večinoma vertikalne strukture. Ker je večina hidroelektrarn daleč od mest, morajo običajno napajati bremena prek dolgih daljnovodov, zato elektroenergetski sistem postavlja višje zahteve glede stabilnosti delovanja hidrogeneratorjev: parametre motorja je treba skrbno izbrati; zahteve glede vztrajnostnega momenta rotorja so velike. Zato se hidrogenerator po videzu razlikuje od parnoturbinskega generatorja. Njegov premer rotorja je velik, dolžina pa kratka. Čas, potreben za zagon in priključitev hidrogeneratorjev na omrežje, je relativno kratek, upravljanje delovanja pa je fleksibilno. Poleg splošne proizvodnje električne energije je še posebej primeren za enote za zmanjšanje konic in enote za nujne primere. Največja zmogljivost vodnoturbinskih generatorjev je dosegla 700.000 kilovatov.
Kar zadeva načelo generatorja, je fizika v srednji šoli zelo jasna, njegovo načelo delovanja pa temelji na zakonu elektromagnetne indukcije in zakonu elektromagnetne sile. Zato je splošno načelo njegove konstrukcije uporaba ustrezne magnetne prevodnosti in prevodnih materialov za oblikovanje magnetnega vezja in vezja za medsebojno elektromagnetno indukcijo za ustvarjanje elektromagnetne energije in doseganje namena pretvorbe energije.
Vodno turbino poganja vodna turbina. Njen rotor je kratek in debel, čas, potreben za zagon enote in priključitev na omrežje, je kratek, dispečiranje delovanja pa je fleksibilno. Poleg splošne proizvodnje električne energije je še posebej primerna za enote za zmanjševanje konic in enote za nujne primere. Največja zmogljivost enot vodnih turbin je dosegla 800.000 kilovatov.
Dizelski generator poganja motor z notranjim zgorevanjem. Hitro se zažene in je enostaven za uporabo, vendar so stroški proizvodnje električne energije visoki. Uporablja se predvsem kot rezervni vir napajanja v sili ali na območjih, kjer veliko električno omrežje ne doseže, in v mobilnih elektrarnah. Zmogljivost se giblje od nekaj kilovatov do nekaj kilovatov. Izhodni navor na gredi dizelskega motorja je podvržen periodičnim pulzacijam, zato je treba preprečiti resonanco in poškodbe gredi.
Hitrost hidrogeneratorja določa frekvenco ustvarjenega izmeničnega toka. Za zagotovitev stabilnosti te frekvence je treba stabilizirati hitrost rotorja. Za stabilizacijo hitrosti je mogoče hitrost glavnega pogonskega agregata (vodne turbine) krmiliti v zaprtozančnem načinu krmiljenja. Frekvenčni signal oddane izmenične moči se vzorči in vrne v krmilni sistem, ki krmili kot odpiranja in zapiranja vodilne lopatice vodne turbine za krmiljenje izhodne moči vodne turbine. Z načelom krmiljenja z povratno zanko je mogoče stabilizirati hitrost generatorja.
Čas objave: 8. oktober 2022
