תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- איך עובד מחולל טורבינות
- כיצד נבנות טורבינות וגנרטורים באופן שונה
- הבדלים ביישומי טורבינות וגנרטורים
טורבינות וגנרטורים משמשים שניהם בייצור כוח חשמלי, אך הטורבינה ממירה צורות אנרגיה זמינות לסיבוב ואילו הגנרטור ממיר סיבוב לחשמל. תלוי בסוג האנרגיה שהם משתמשים, בתחנות כוח יש סוגים שונים של טורבינות ומשתמשות בהן לגנרטורים חשמליים. לטורבינות שימושים רבים אחרים מלבד הפעלת גנרטורים, אך כל הגנרטורים מייצרים חשמל. בנוסף לבעלי מטרות ופונקציות שונות, טורבינות וגנרטורים בנויים בצורה שונה לחלוטין. הדבר היחיד המשותף להם הוא ששניהם מסתובבים.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
טורבינות משמשות להמרת סוגים שונים של אנרגיה לסיבוב ואילו גנרטורים ממירים סיבוב לחשמל. לטורבינות יישומים רבים אחרים, כמו הפעלת אוניות ומטוסים, אך כל הגנרטורים מייצרים חשמל.
איך עובד מחולל טורבינות
מחוללי טורבינות משמשים לייצור חשמל. סוג הטורבינה המשמשת תלוי בסוג האנרגיה המשמשת להפעלת הטורבינה. לדוגמה, מנוע סילון משתמש בדלק סילון בכדי להפעיל את הטורבינה שלו ואילו טורבינת רוח משתמשת באנרגיית רוח. אפילו כאשר טורבינות דומות, הן עשויות להשתמש בדלקים שונים. לדוגמא, ההבדל בין טורבינות דלק וגז הוא שטורבינת גז שורפת גז טבעי ואילו טורבינת קיטור מופעלת על ידי קיטור מדוודים. בכל מקרה, מקור האנרגיה החיצוני גורם לטורבינה להסתובב.
פיר הטורבינה מחובר לפיר הגנרטור והטורבינה גורמת לגנרטור להסתובב. כמה טורבינות, כמו אלה המשמשות למחוללי מנועי סילון, מסתובבות במהירות רבה. במקרה כזה יתכן שיהיה צורך להפחית את המהירות באמצעות תיבת הילוכים לפני ההתחברות לגנרטור. כאשר הגנרטור מסתובב, סלילי חוט עוברים דרך שדה מגנטי, ומופק זרם חשמלי בחוטים. הזרם החשמלי עובר דרך קווי העברה לבתים בהם הוא מפעיל אורות, תנורי חימום חשמליים ומכשירים חשמליים.
כיצד נבנות טורבינות וגנרטורים באופן שונה
טורבינות מורכבות מהלהבים המסתובבים סביב פיר מרכזי, קצת כמו מאווררים. טורבינות רוח הן דוגמה טובה לטורבינות גדולות המסתובבות באטיות. עבור טורבינות מים ישנם רק כמה להבים גדולים ואילו לטורבינות גז וקיטור ישנם שכבות רבות של להבים קטנים המסתובבים במהירות. בכל מקרה, נוזל או גז כמו מים או אוויר זורמים דרך הלהבים כדי לגרום להם להסתובב ולהניע את פיר הטורבינה.
לגנרטורים יש גם פיר מרכזי, אך מונחים עליו מגנטים עטופים בחוט. הפיר והמגנטים מהווים את רוטור הגנרטור. סביב המוט והמגנטים נמצאים סלילי חוט נייחים המרכיבים את סטטור הגנרטור. כאשר הפיר מסתובב, מגנטים של הרוטור מייצרים שדות מגנטיים העוברים על סלילי החוט בסטטור, ויוצרים זרם חשמלי בתוכם. בחלק מהגנרטורים המגנטים נשארים קבועים, וסלילי החוט מותקנים על המוט. בשני המקרים, לגנרטורים יש תמיד שדות מגנטיים העוברים על סלילי חוט לייצור זרם חשמלי.
הבדלים ביישומי טורבינות וגנרטורים
ניתן להשתמש בטורבינות למחוללי חשמל, אך הן משמשות גם ביישומים רבים אחרים לייצור כוח מסתובב, בעיקר לתחבורה. מנועי סילון הם טורבינות הפועלות על נפט ומייצרים כוח מסתובב כדי להפוך מדחפים או להאיץ גזים חמים לייצור דחף למטוס הסילון. טורבינות גז שורפות גז טבעי לספינות כוח וטורבינות קיטור משתמשות בלחץ של דוודים כדי לייצר כוח מסתובב לתעשיות. ניתן להשתמש בכוח הסיבוב מטורבינות בכל מקום בו יש צורך בנהיגה של פירים מסתובבים.
תפקידם היחיד של גנרטורים הוא ייצור חשמל, אך הם משמשים בדרכים רבות ושונות. בנוסף לייצור חשמל לרשת החשמלית בתחנות כוח, הם משמשים באוניות, בפלטפורמות נפט ימיות ובמטוסים לייצור החשמל הנדרש לאורות ומערכות בקרה חשמליות. במכוניות יש גנרטורים קטנים הנקראים אלטרנטורים לייצור חשמל לטעינת מצבר הרכב, גנרטורים לשעת חירום משמשים כאשר הכוח העיקרי נכשל.
מכיוון שטורבינות וגנרטורים משמשים לרוב יחד באזורים כמו תחנות כוח וטורבינות רוח, נראה שהם קשורים ונראה שהם עובדים באותה צורה. למעשה, מדובר בשתי מכונות שונות הממלאות פונקציות שונות ופועלות על בסיס עקרונות שונים לחלוטין.