Технологии

Кручу-верчу, дать электричество хочу: как устроен генератор

Слушать аудиоверсию 04:26
Альберт Берташев

Автор

Альберт Берташев

Опубликовано

16 января 2023

Опубликовано

16 января 2023

Электрогенератор — сердце практически любой электростанции: газотурбинной, атомной, ветряной, гидроэлектростанции. Каждая преобразует природные ресурсы в механическую энергию, которая превращается в электричество с помощью генератора.

Семь лет назад Сергей Армянинов был электромехаником. Его дети выросли и перестали нуждаться в опеке, поэтому, проработав 23 года в электросетях города Нефтекамска республики Башкортостан, Сергей решил круто изменить свою жизнь: он впервые сел в вертолет и полетел на Крайний Север — строить, запускать и эксплуатировать электростанцию.

Сергей Армянинов

инженер-энергетик

Первый запуск газотурбинной станции на Новопортовском месторождении нефти и газа напоминал пуск ракеты: шум, гул, жесткий контроль параметров. Сначала запустили авиадвигатель, подали газ. Потом началась выработка энергии на электрогенераторе.

Станция, на которой работает Сергей, использует попутный газ, который добывают вместе с нефтью. Такие электростанции относятся к газотурбинным (ГТЭС), в них энергию получают за счет сжигания полезных ископаемых.

Газотурбинная электростанция на месторождении углеводородов

ГТЭС — это огромное сооружение, в нем три машинных зала, каждый из которых размером с мини-стадион. В одном машинном зале расположено три агрегата, в которых сжигается смесь газа и воздуха. Раскаленные продукты сгорания с высокой скоростью устремляются к турбине и закручивают ее. Похожим образом работают атомные электростанции, где вместо продуктов сгорания газовоздушной смеси турбину крутит пар, гидроэлектростанции, в которых турбину заставляет вращаться напор воды, а также ветряные электростанции: вращение лопастей ветряков передается лопаткам турбины. Через вал вращение турбины передается генератору, который и производит электричество.

Как вращение превращается в ток

Представьте два металлических провода: если с одной стороны они подсоединены к плюсу и минусу батарейки, а с другой — к лампочке, то по получившемуся контуру побежит электрический ток, и лампочка засияет ярким светом. Такой ток называют постоянным: он течет в одном направлении, а его амплитуда не меняется.

Если из металлического провода сделать кольцо, подключив его концы к лампочке, то зажечь ее можно даже без батарейки. Для этого нужно поместить внутрь образовавшегося круга с лампочкой магнит и начать двигать его туда-сюда: в проводе появится ток. Возникнет он только в тот момент, когда магнитное поле изменится, то есть магнит начнет двигаться. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Механическая энергия продуктов сгорания газа с помощью генератора превращается в электричество

Чтобы ток в замкнутом контуре сохранялся, магнит должен двигаться без остановки, например вращаться. В электрогенераторе магниты расположены на вращающемся роторе, а провода — на неподвижном статоре. В такой схеме магнитное воздействие то возрастает, то уменьшается. Это приводит к тому, что заряды периодически меняют направление движения. Такой ток называют переменным.

«Основные части электрогенератора — это ротор и статор, — рассказывает Сергей Армянинов. — Ротор повторяет вращение турбины и крутится одновременно с ней. Статор же остается неподвижным, но между ним и ротором все же существует невидимое взаимодействие, рождающее электрический ток, — электромагнитная индукция».

Из электрогенератора переменный электрический ток передается по высоковольтным линиям потребителям: городам, предприятиям. Однако бытовым устройствам требуется постоянный ток: его преобразование происходит, например, в блоке питания зарядного устройства смартфона.

«Электростанция нашего месторождения работает на добытом здесь газе и с помощью генератора производит достаточно электричества, чтобы добыча нефти и газа велась эффективно. Более того, излишки электроэнергии мы направляем в ближайшие населенные пункты. Главное — минимизировать затраты на производство электроэнергии и повысить КПД станции. В нашем случае он составляет 36%», — подытожил Сергей Армянинов.

2
Haha
Haha
0
0
Love
Love
1
0
0
Читайте также
Горбатый кит. Фото: Magnific
  • Картинка

Хвост или плавники — что общего у турбин и горбатых китов? Узнайте из квиза о технологиях, вдохновленных природой!

3 мин. чтения
  • Картинка

Инженер пишет — система считает: ИИ-помощник ускорит разработку нефтяных месторождений

3 мин. чтения
Березовская теплоэлектростанция. Фото: Shutterstock
  • Картинка

Уголь 2.0: на Дальнем Востоке и в Сибири строят новые угольные теплоэлектростанции мощностью свыше двух гигаватт

3 мин. чтения
  • Картинка

Зарядка на колесах: в России создали беспилотную зарядную станцию для электромобилей

3 мин. чтения
Грузовое судно в море. Изображение сгенерировано нейросетью
  • Картинка

Из земли в море: что известно о новом топливе для кораблей

3 мин. чтения
  • Картинка

В России нашли способ превращать пластик в сырье для автомобильного топлива

3 мин. чтения
Саяно-Шушенская ГЭС. Фото: Shutterstock
  • Картинка

От каньона до мерзлоты: семь необычных ГЭС России

3 мин. чтения
  • Картинка

В Москве обсудили новые механизмы поддержки инфраструктурных проектов в энергетике и промышленности

3 мин. чтения
Фото: iStock
  • Картинка

В России представили АЭС для Луны и Арктики размером с морской контейнер

3 мин. чтения
Сотрудник научно-исследовательского центра Геосфера в Тюмени с образцом керна в руках
  • Картинка

Двойник из глубины: в России напечатали высокоточную модель земных недр на 3D-принтере

3 мин. чтения
X 1