¿Por qué necesitamos generadores enormes para producir electricidad? ¿No es posible usar un pequeño generador para producir un pequeño voltaje y luego usar varios transformadores para aumentar el rendimiento?
¿Por qué necesitamos generadores enormes para producir electricidad? ¿No es posible usar un pequeño generador para producir un pequeño voltaje y luego usar varios transformadores para aumentar el rendimiento?
Los transformadores pasan la potencia (voltaje por la corriente). La potencia de salida siempre será ligeramente menor que la potencia de entrada debido a las pérdidas en el transformador.
Si el transformador aumenta el voltaje, la corriente disponible se reducirá en la misma proporción (ignorando las pérdidas).
El generador promedio de la estación de energía puede ser de más de 100 megavatios (¡Hay generadores únicos que funcionan en un Gigawatt!) Los voltajes de 25'000V no son infrecuentes, por lo que eso significa que puedes obtener unos 4000 amperios de uno ... solo uno , una gran central eléctrica podría tener una docena. La presa de las Tres Gargantas en China puede producir algunos 20'000 Megavatios en su punto máximo.
Su tamaño depende de una combinación de aislamiento de voltaje, con espacio suficiente para todos los devanados (piense en una barra sólida de 30 mm), restricciones de enfriamiento, incluso vida útil, porque aunque es bastante posible hacer generadores más compactos, su vida útil puede degradarse. debido a cosas como mayor flujo de calor, mayor carga mecánica debido a rodamientos más pequeños, etc.
En cuanto a la razón por la que se utilizan tales voltajes altos, la pérdida de potencia resistiva se escala con el cuadrado de la corriente, por lo que si reduce a la mitad el voltaje, necesitará el doble de corriente para la misma capacidad de potencia (P = I * V) pero tendría 4 veces la pérdida de potencia resistiva (P_loss = I ^ 2 * R). En cuanto a por qué los generadores pueden ser de 25 kV y no de 50 kV, eso se reduce a la cantidad de aislamiento que se puede colocar prácticamente en el generador. Una corriente más alta necesita devanados más gruesos y más enfriamiento, un voltaje más alto requiere un aislamiento más grueso (y agregar más aislamiento puede hacer que el enfriamiento sea más difícil, ya que los aisladores eléctricos tienden a ser también aislantes térmicos )
En cuanto a por qué se usan generadores más grandes en lugar de múltiples etapas incrementales ... ¿cuál crees que cuesta más? ¿Un generador de 100 MW o un generador de 100 MW y varios transformadores elevadores? El mundo es un lugar hambriento de energía, por lo que necesitamos grandes generadores y, como la mayoría de las cosas, es más barato construir en grande gracias a las economías de escala.
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