Numa central eléctrica, um gerador é um componente crucial responsável pela conversão de energia mecânica em energia eléctrica. O processo de geração de eletricidade normalmente envolve as seguintes etapas:
1.
Combustão de Combustível ou Fonte de Energia: Nas usinas convencionais, combustíveis fósseis como carvão, gás natural ou petróleo são queimados em uma caldeira para produzir vapor de alta pressão. Em algumas usinas de energia, alternativas como energia solar ou eólica, ou calor geotérmico, podem ser usadas para gerar vapor ou acionar o gerador diretamente.
2.
Turbina a Vapor: O vapor de alta pressão é direcionado para uma turbina a vapor, composta por pás rotativas dispostas em estágios. À medida que o vapor passa pelas pás da turbina, faz com que elas girem rapidamente devido à força do vapor que se expande e muda de direção.
3.
Acoplamento do Gerador: O eixo da turbina a vapor é acoplado ao rotor do gerador, fazendo com que o rotor gire.
4.
Indução eletromagnética: Dentro do gerador, o rotor giratório é cercado por um conjunto estacionário de condutores conhecidos como enrolamentos do estator. À medida que o rotor gira dentro do estator, ele cria um campo magnético variável devido ao movimento dos ímãs ou da corrente elétrica que passa pelos enrolamentos do rotor.
5.
Geração de Corrente Elétrica: O campo magnético variável gerado pelo rotor giratório induz uma força eletromotriz (EMF) nos enrolamentos do estator de acordo com a Lei de indução eletromagnética de Faraday. Este EMF faz com que uma corrente alternada (CA) flua nos enrolamentos do estator.
6.
Regulação de tensão: A tensão CA produzida pelo gerador está normalmente na faixa de alguns milhares de volts, mas precisa ser aumentada para níveis de tensão mais elevados para uma transmissão eficiente em longas distâncias. Portanto, o gerador é conectado a um transformador elevador que aumenta a tensão até o nível desejado.
7.
Sincronização: Antes de conectar o gerador à rede elétrica, ele deve ser sincronizado com a frequência e tensão da rede para garantir uma operação estável. Este processo envolve o ajuste da velocidade e da tensão do gerador para corresponder aos parâmetros da rede.
Uma vez sincronizado e conectado à rede, o gerador continua a converter a energia mecânica da turbina a vapor em energia elétrica, contribuindo para o fornecimento de energia à rede. A potência de saída do gerador é determinada por vários fatores, incluindo entrada de combustível, pressão e temperatura do vapor, eficiência da turbina e projeto do gerador.
Resumindo, um gerador numa central eléctrica desempenha um papel vital no processo de geração de electricidade, convertendo a energia mecânica de uma turbina rotativa em energia eléctrica através de indução electromagnética, que alimenta a rede de energia eléctrica.
