U. S. Energy Information Administration – EIA-Independent Statistics and Analysis

een elektrische generator is een apparaat dat een vorm van energie omzet in elektriciteit. Er zijn veel verschillende soorten elektriciteit generatoren. Het grootste deel van de wereld elektriciteitsproductie is van generatoren die zijn gebaseerd op wetenschapper Michael Faraday ‘ s ontdekking in 1831 dat het verplaatsen van een magneet in een spoel van draad maakt (induceert) een elektrische stroom te stromen in de draad., Hij maakte de eerste elektrische generator genaamd een Faraday disk, die werkt op deze relatie tussen magnetisme en elektriciteit en die leidde tot het ontwerp van de elektromagnetische generatoren die we vandaag gebruiken.

elektromagnetische generatoren gebruiken een elektromagneet—een magneet die door elektriciteit wordt geproduceerd-en geen traditionele magneet. Een elementaire elektromagnetische generator heeft een reeks geïsoleerde spoelen van draad die een stationaire cilinder—genoemd een stator—rond een elektromagnetische as—genoemd een rotor vormen., Het draaien van de rotor zorgt voor een elektrische stroom in elk deel van de draadspoel, die een aparte elektrische geleider wordt. De stromingen in de afzonderlijke secties vormen samen één grote stroom. Deze stroom is de elektriciteit die van generatoren via elektriciteitsleidingen naar consumenten gaat. Elektromagnetische generatoren aangedreven door kinetische (mechanische) prime movers zijn verantwoordelijk voor bijna de gehele Amerikaanse elektriciteitsopwekking.

Turbine-aangedreven generatoren

Het grootste deel van de elektriciteitsproductie in de VS en de wereld is afkomstig van elektriciteitscentrales die een turbine gebruiken om elektriciteitsproducenten aan te drijven., In een turbinegenerator duwt een bewegende vloeistof—water, stoom, verbrandingsgassen of lucht—een reeks bladen gemonteerd op een rotoras. De kracht van de vloeistof op de bladen draait/roteert de rotoras van een generator. De generator zet op zijn beurt de mechanische (kinetische) energie van de rotor om in elektrische energie. Verschillende soorten turbines omvatten stoomturbines, verbranding (gas) turbines, hydro-elektrische turbines, en windturbines.,

stoomturbines worden gebruikt om het grootste deel van de elektriciteit in de wereld op te wekken. De meeste stoomturbines hebben een ketel waarin een brandstof wordt verbrand om warm water en stoom te produceren in een warmtewisselaar, en de stoom voedt een turbine die een generator aandrijft. Kernreactoren gebruiken splijtstofstaven om stoom te produceren. Thermische zonne-energiecentrales gebruiken zonne-energie om stoom te produceren. Van de top 10 U. S., elektriciteitscentrales in 2019, 9 hebben stoomturbines aangedreven door kernenergie, kolen en aardgas.

Verbrandingsgasturbines, die vergelijkbaar zijn met straalmotoren, verbranden gasvormige of vloeibare brandstoffen om hete gassen te produceren om de bladen in de turbine te draaien.

stoom – en verbrandingsturbines kunnen worden gebruikt als zelfstandige generatoren in één cyclus of gecombineerd in een opeenvolgende gecombineerde cyclus. Systemen met een gecombineerde cyclus maken gebruik van verbrandingsgassen van de ene turbine om meer elektriciteit op te wekken in een andere turbine. De meeste gecombineerde-cyclus systemen hebben afzonderlijke generatoren voor elke turbine., In systemen met één as kunnen beide turbines één generator aandrijven. Kom meer te weten over verschillende soorten Gecombineerde elektriciteitscentrales. In 2019 leverden gecombineerde elektriciteitscentrales ongeveer 33% van de elektriciteitsopwekking in de VS.

warmtekrachtkoppelingsinstallaties (WKK), die als warmtekrachtgeneratoren kunnen worden aangeduid, gebruiken de warmte die niet rechtstreeks in elektriciteit wordt omgezet in een stoomturbine, een verbrandingsturbine of een generator met een verbrandingsmotor, voor industriële proceswarmte of voor ruimte-en waterverwarming., De meeste van de grootste WKK-installaties in de Verenigde Staten bevinden zich in industriële installaties zoals pulp-en papierfabrieken, maar ze worden ook gebruikt op veel hogescholen, universiteiten en overheidsfaciliteiten. WKK en gecombineerde elektriciteitscentrales zijn de meest efficiënte manieren om een enkele brandstof om te zetten in nuttige energie.

hydro-elektrische turbines gebruiken de kracht van bewegend water om turbinebladen te laten draaien om een generator aan te drijven. De meeste waterkrachtcentrales gebruiken water dat is opgeslagen in een reservoir of omgeleid van een rivier of beek. Deze conventionele waterkrachtcentrales waren goed voor ongeveer 7% van de VS., elektriciteitsopwekking in 2019. Waterkrachtcentrales met pompaccumulatie gebruiken dezelfde soorten waterturbines als conventionele waterkrachtcentrales, maar ze worden beschouwd als elektriciteitsopslagsystemen (zie hieronder). Andere types van hydro-elektrische turbines genoemd hydrokinetische turbines worden gebruikt in getijdenenergie en golfenergie systemen. Meer informatie over de verschillende soorten hydro-elektrische turbines.

windturbines gebruiken de kracht in wind om de bladen van een rotor te bewegen om een generator aan te drijven. Er zijn twee algemene soorten windturbines: horizontale as (de meest voorkomende) en verticale-as turbines., Windturbines waren de bron van ongeveer 7% van de Amerikaanse elektriciteitsproductie in 2019.

geothermische energiecentrales gebruiken geothermische bronnen om elektrische generatoren aan te drijven.

Otec-systemen (Ocean thermal energy conversion) gebruiken een temperatuurverschil tussen oceaanwater op verschillende diepten om een turbine aan te drijven om elektriciteit te produceren. Er is een demonstratie otec systeem in Hawaii.

andere typen generatoren

Er zijn veel verschillende typen elektriciteitsproducenten die geen turbines gebruiken om elektriciteit op te wekken., De meest voorkomende in gebruik vandaag zijn zonne-fotovoltaïsche (PV) systemen en interne verbrandingsmotoren.

fotovoltaïsche zonnecellen zetten zonlicht direct om in elektriciteit. Ze worden gebruikt om apparaten zo klein als Polshorloges aan te drijven en kunnen met elkaar worden verbonden in panelen die in arrays met elkaar worden verbonden om individuele huizen van stroom te voorzien of grote energiecentrales te vormen. PV – centrales zijn nu een van de snelst groeiende bronnen van elektriciteitsopwekking wereldwijd.,

interne verbrandingsmotoren, zoals dieselmotoren, worden over de hele wereld gebruikt voor elektriciteitsopwekking, ook in veel afgelegen dorpen in Alaska. Ze worden ook veel gebruikt voor mobiele stroomvoorziening op bouwplaatsen en voor nood-of noodstroomvoorziening voor gebouwen en energiecentrales. Dieselmotor generatoren kunnen gebruik maken van een verscheidenheid aan brandstoffen, waaronder petroleum diesel, biomassa-gebaseerde vloeibare brandstoffen en biogas, aardgas en propaan., Kleine verbrandingsmotor generatoren gevoed met benzine, aardgas of propaan worden vaak gebruikt door de bouw bemanningen en handelaren en voor noodstroomvoorziening voor huizen.

andere soorten elektriciteit generatoren zijn brandstofcellen, Stirling motoren (gebruikt in zonne-thermische parabolische schotelgeneratoren), en thermo-elektrische generatoren .

laatst bijgewerkt: 9 November 2020