Su türbinini potansiyel enerji veya kinetik enerji ile beslersek, su türbini dönmeye başlar. Jeneratörü su türbinine bağlarsak, jeneratör elektrik üretmeye başlayabilir. Türbini beslemek için su seviyesini yükseltirsek, türbin hızı artar. Bu nedenle, su seviyesi farkı ne kadar büyük olursa, türbin tarafından elde edilen kinetik enerji o kadar büyük olur ve dönüştürülebilir elektrik enerjisi o kadar yüksek olur. Bu, hidroelektrik enerjisinin temel prensibidir.
Enerji dönüşüm süreci şu şekildedir: Yukarı akıştaki suyun yerçekimi potansiyel enerjisi, su akışının kinetik enerjisine dönüştürülür. Su türbinden geçerken, kinetik enerji türbine aktarılır ve türbin, kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için jeneratörü çalıştırır. Dolayısıyla, mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi işlemidir.
Hidroelektrik santrallerinin farklı doğal koşulları nedeniyle, hidro jeneratör ünitelerinin kapasitesi ve hızı büyük ölçüde değişmektedir. Genellikle, küçük hidro jeneratörler ve darbe türbinleriyle çalışan yüksek hızlı hidro jeneratörler çoğunlukla yatay yapılara sahipken, büyük ve orta hızlı jeneratörler çoğunlukla dikey yapılara sahiptir. Çoğu hidroelektrik santrali şehirlerden uzakta olduğundan, genellikle uzun iletim hatları aracılığıyla yüklere güç sağlamaları gerekir; bu nedenle, elektrik sistemi hidro jeneratörlerin çalışma kararlılığı için daha yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır: motor parametrelerinin dikkatlice seçilmesi gerekir; rotorun atalet momenti gereksinimleri büyüktür. Bu nedenle, hidro jeneratörün görünümü buhar türbinli jeneratörden farklıdır. Rotor çapı büyük ve uzunluğu kısadır. Hidro jeneratör ünitelerinin çalıştırılması ve şebekeye bağlanması için gereken süre nispeten kısadır ve işletme planlaması esnektir. Genel güç üretimine ek olarak, özellikle pik yük dengeleme üniteleri ve acil durum yedek üniteleri için uygundur. Su türbinli jeneratör ünitelerinin maksimum kapasitesi 700.000 kilovata ulaşmıştır.
Jeneratörün çalışma prensibine gelince, lise fiziğinde oldukça açık bir şekilde anlatılır ve çalışma prensibi elektromanyetik indüksiyon yasasına ve elektromanyetik kuvvet yasasına dayanır. Bu nedenle, genel yapım prensibi, uygun manyetik iletkenlik ve iletken malzemeler kullanarak manyetik bir devre ve karşılıklı elektromanyetik indüksiyon devresi oluşturmak, elektromanyetik enerji üretmek ve enerji dönüşümü amacına ulaşmaktır.
Su türbinli jeneratör, su türbini ile tahrik edilir. Rotoru kısa ve kalındır, ünitenin devreye alınması ve şebekeye bağlanması için gereken süre kısadır ve işletme planlaması esnektir. Genel güç üretimine ek olarak, özellikle pik yük dengeleme ünitesi ve acil durum yedek ünitesi olarak uygundur. Su türbinli jeneratör ünitelerinin maksimum kapasitesi 800.000 kilovata ulaşmıştır.
Dizel jeneratör, içten yanmalı bir motorla çalışır. Çalıştırılması hızlı ve kullanımı kolaydır, ancak güç üretim maliyeti yüksektir. Esas olarak acil durum yedek güç kaynağı olarak veya büyük elektrik şebekesinin ulaşmadığı bölgelerde ve mobil güç istasyonlarında kullanılır. Kapasitesi birkaç kilovattan birkaç kilovata kadar değişir. Dizel motor şaftındaki tork çıkışı periyodik titreşimlere maruz kaldığından, rezonans ve şaft kırılması kazalarının önlenmesi gerekir.
Hidrojeneratörün hızı, üretilen alternatif akımın frekansını belirleyecektir. Bu frekansın kararlılığını sağlamak için rotorun hızı sabitlenmelidir. Hızı sabitlemek için, ana tahrik motorunun (su türbini) hızı kapalı döngü kontrol modunda kontrol edilebilir. Gönderilecek AC gücünün frekans sinyali örneklenir ve su türbininin kılavuz kanadının açılıp kapanma açısını kontrol eden kontrol sistemine geri beslenir; bu sayede su türbininin çıkış gücü kontrol edilir. Geri besleme kontrol prensibi sayesinde jeneratörün hızı sabitlenebilir.
Yayın tarihi: 08.10.2022
