Un generador eléctrico es una máquina capaz de transformar algún tipo de energía en una corriente eléctrica. La fuente de energía puede ser muy variada: energía química, energía mecánica, energía luminosa o energía térmica.
Los mecanismos que realizan esta conversión energética pueden incluir turbinas de vapor, turbinas de gas, turbinas de agua, motores de combustión interna e incluso manivelas.
Los generador eléctricos son aparatos eléctricos capaces de mantener una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre dos puntos. Es decir, aparatos que producen energía eléctrica.
El primer generador electromagnético, el disco de Faraday, fue inventado en 1831 por el científico británico Michael Faraday. Los generadores proporcionan casi toda la energía para las redes eléctricas.
Hoy en día, es posible comprar un generador eléctrico para casi cualquier necesidad
¿Cuáles son los tipos de generador eléctrico?
Existen diferentes tipos de generadores eléctricos muy distintos entre ellos:
Generadores mecánicos que utilizan energía mecánica para producir electricidad. Habitualmente se utilizan en la industria. Estos grupos electrógenos son los más eficientes y diversificados. Entre ellos, aparecen los generadores diésel o el generador eléctrico de gasolina.
Generadores solares : tiene la capacidad de transformar la energía solar en energía eléctrica. Esta transformación la realizan los paneles fotovoltaicos que proporcionan una corriente continua.
Generadores térmicos : son generadores que transforman la energía térmica en electricidad.
Generadores químicos : convierten la energía química en energía eléctrica. Ejemplos de este tipo de generadores son las baterías.
¿Cómo funciona un generador eléctrico mecánico?
El principio de funcionamiento de un generador eléctrico es similar al de un motor eléctrico funcionando a la inversa. Funcionan mediante la inducción electromagnética.
Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos en bobinas sobre un armazón de chapas. Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se genera una fuerza electromotriz. Este descubrimiento es mérito del físico Michael Faraday. Esta fuerza electromotriz genera una corriente eléctrica.
Los generadores mecánicos pueden llegar a ser desde pequeños generadores eléctricos diésel a máquinas muy grandes. Muchos de los modelos comerciales llevan incorporado un arranque eléctrico.
La energía mecánica se puede obtener a través de diferentes medios. Por ejemplo, mediante un motor térmico, es decir de un motor de gasolina o diésel. Pero también se utilizan en las centrales termoeléctricas en general y en las nucleares en particular.
Una de las técnicas usadas en las centrales térmicas és la de generar vapor a alta presión y accionar una turbina de vapor.
La potencia de salida salida habitualmente se obtiene en corriente alterna.
En ocasiones, este tipo de generadores se utilizan para accionar bombas de agua.
¿Cómo funciona una dinamo?
El dínamo es el primer generador eléctrico capaz de producir electricidad para las necesidades industriales. En la actualidad, sigue siendo el generador más importante en uso en el siglo XXI.
El dínamo utiliza los principios del electromagnetismo para convertir la rotación mecánica en corriente eléctrica alterna. El primer dínamo, basado en el principio de Faraday, fue construida en 1832 por Hippolytus Pixie. Utilizaba un imán permanente girado por la manivela. El imán giratorio se coloca de modo que sus polos norte y sur pasen a un trozo de hierro envuelto en alambre.
Pixie descubrió que el imán giratorio producía un pulso de corriente en el cable cada vez que un polo pasa por la bobina. Además, los polos sur y norte del imán inducen corrientes en direcciones opuestas.
Al agregar un interruptor Pixie, puedo convertir la corriente alterna en corriente contínua.
¿Qué son los generadores termoeléctricos?
Un generador termoeléctrico , TEG (también generador de Seebeck ) es un dispositivo que
Un generador termoeléctrico (TEG) es un dispositivo que convierte la diferencia de temperatura directamente en electricidad. Al hacerlo, utiliza un fenómeno termoeléctrico llamado efecto Seebeck.
El rendimiento de los generadores termoeléctricos es del 5-8%.
Un generador termoeléctrico, a diferencia de los generadores ordinarios, no tiene partes móviles. En algunos casos, puede utilizar un ventilador o una bomba. Los TEG son relativamente fáciles de fabricar pero la eficiencia es baja y el precio es alto. Una mayor eficiencia requiere mayores diferencias de temperatura.
Con el progreso técnico, los generadores termoeléctricos podrán utilizarse en la industria automotriz en el futuro, donde utilizarán el calor de escape. Una diferencia de calor de 700 ° C (~ 1300 ° F) podría generar 500-750 W de electricidad.
TEG puede trabajar en combinación con energía fotovoltaica y así aumentar la eficiencia del sistema.
Generador termoeléctrico por radioisótopos (RTG)
Se utiliza en naves espaciales, donde se lo conoce como generador termoeléctrico de radioisótopos. En este último, la desintegración del combustible radiactivo se utiliza como fuente de calor.
Sin embargo, el principio de funcionamiento es diferente al de un reactor nuclear convencional.
Un generador termoeléctrico de radioisótopos es un generador eléctrico simple. Este tipo de generador obtiene la energía de la energía liberada por la desintegración radiactiva de determinados elementos.
Se pueden utilizar como combustible unos 30 isótopos radiactivos. Los rayos X se pueden utilizar donde no se puede utilizar la energía fotovoltaica debido a que están demasiado lejos del sol.
Los RTG son los dispositivos más adecuados en:
Situaciones donde no hay presencia humana,
Se necesitan potencias de varios cientos de vatios durante largos periodos de tiempo.
Los generadores convencionales como las pilas de combustible o las baterías no son viables económicamente.
Sitios donde no pueden usarse células fotovoltaicas que permitan aprovechar la energía solar.
Una alternativa a los rayos X podrían ser los motores Stirling, que tienen una mayor eficiencia pero contienen partes móviles.
¿Cómo funcionan los generadores solares?
Los generadores solares funcionan por llamado efecto fotovoltaico. Las placas fotovoltaicas están compuestas por un material que, al impactar con un fotón liberan un electrón. La suma de las cargas eléctricas de estos electrones forman una corriente eléctrica contínua.
El material más utilizado en las células fotovoltaicas es el silicio.
¿Para qué se utilizan los generadores eléctricos?
Central eléctrica
Una central eléctrica es una instalación industrial para la generación de electricidad. Este tipo de centrales utilizan generadores mecánicos. La corriente se crea mediante el movimiento relativo entre un flujo magnético y un conductor.
La energía de las centrales eléctricas se puede obtener de las formas siguientes:
Quemado combustibles fósiles que es la mayoría de las centrales del mundo.
Generando reacciones nucleares en las centrales nucleares.
Utilizando energías renovables como la solar, eólica e hidroeléctrica .
Generadores para vehículos
Los generadores se pueden utilizar para impulsar diferentes formas de transporte:
Vehículos de carretera. Los vehículos de motor requieren energía eléctrica para alimentar su instrumentación, mantener el motor en funcionamiento y recargar sus baterías.
Los barcos de vela pueden usar un generador de agua o viento para cargar las baterías. Una pequeña hélice , turbina eólica o impulsor se conecta a un generador de baja potencia para suministrar corrientes a velocidades típicas de viento o de crucero.
Patinetes eléctricos. Los scooters eléctricos con frenado regenerativo se han vuelto populares en todo el mundo.
Grupo electrógeno
Un motor-generador es la combinación de un generador eléctrico y un motor. Ambos elementos se montan juntos para formar una sola pieza de equipo autónomo.
Se acostumbra a utilizar motores alternativos de pistón, pero también existen los que utilizan turbinas de gas.
Generadores eléctricos de propulsión humana
Existen generadores cuya fuente de energía proviene de la fuerza de los músculos humanos.
Los generadores eléctricos impulsados por humanos están disponibles comercialmente y han sido el proyecto de algunos entusiastas del bricolaje. Por lo general, el principio de funcionamiento de estos generadores se realiza por medio de la potencia de
Una persona normal puede producir de promedio 75 vatios durante 8 horas. Por otro lado, un atleta de primera clase podría producir aproximadamente 298 vatios.
