1. Combustione di combustibile o fonte di energia: Nelle centrali elettriche convenzionali, i combustibili fossili come carbone, gas naturale o petrolio vengono bruciati in una caldaia per produrre vapore ad alta pressione. In alcune centrali elettriche, il calore alternativo come quello solare o eolico o quello geotermico può essere utilizzato per generare vapore o azionare direttamente il generatore.
2. Turbina a vapore: Il vapore ad alta pressione viene convogliato verso una turbina a vapore, costituita da pale rotanti disposte a stadi. Quando il vapore passa attraverso le pale della turbina, le fa ruotare rapidamente a causa della forza del vapore che si espande e cambia direzione.
3. Accoppiamento generatore: L'albero della turbina a vapore è accoppiato al rotore del generatore, facendo girare il rotore.
4. Induzione elettromagnetica: All'interno del generatore, il rotore che gira è circondato da un insieme stazionario di conduttori noti come avvolgimenti dello statore. Quando il rotore gira all'interno dello statore, crea un campo magnetico variabile a causa del movimento dei magneti o della corrente elettrica che passa attraverso gli avvolgimenti del rotore.
5. Generazione di corrente elettrica: Il campo magnetico variabile generato dal rotore rotante induce una forza elettromotrice (EMF) negli avvolgimenti dello statore secondo la legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica. Questo EMF fa sì che una corrente alternata (AC) fluisca negli avvolgimenti dello statore.
6. Regolazione della tensione: La tensione CA prodotta dal generatore è generalmente nell'ordine di poche migliaia di volt, ma deve essere aumentata a livelli di tensione più elevati per una trasmissione efficiente su lunghe distanze. Pertanto, il generatore è collegato ad un trasformatore elevatore che aumenta la tensione al livello desiderato.
7. Sincronizzazione: Prima di collegare il generatore alla rete elettrica, è necessario sincronizzarlo con la frequenza e la tensione della rete per garantire un funzionamento stabile. Questo processo prevede la regolazione della velocità e della tensione del generatore per adattarle ai parametri della rete.
Una volta sincronizzato e collegato alla rete, il generatore continua a convertire l'energia meccanica proveniente dalla turbina a vapore in energia elettrica, contribuendo all'alimentazione della rete. La potenza erogata dal generatore è determinata da vari fattori, tra cui l'immissione di carburante, la pressione e la temperatura del vapore, l'efficienza della turbina e la progettazione del generatore.
In sintesi, il generatore di una centrale elettrica svolge un ruolo fondamentale nel processo di generazione dell'elettricità convertendo l'energia meccanica di una turbina rotante in energia elettrica attraverso l'induzione elettromagnetica, che immette la rete elettrica.
