Un générateur à turbine est utilisé pour produire de l’énergie électrique à partir d’une turbine en rotation. Aujourd’hui, le générateur à turbine est largement utilisé pour transférer le mouvement d’un fluide en énergie électrique dans les centrales électriques fixes. La turbine peut être accélérée avec de nombreux types de fluides en mouvement, naturels ou artificiels. L’écoulement naturel des fluides comprend les rivières et le vent, tandis que l’écoulement artificiel peut être généré par la chaleur. Enfin, un générateur électrique est utilisé pour transformer le mouvement de la turbine en énergie électrique.
Une turbine doit être accélérée par un fluide qui passe, un peu comme la façon dont le vent qui passe pousse sur les pales d’un moulin à vent. Pour obtenir des quantités raisonnables d’énergie d’un générateur à turbine, ce fluide doit se déplacer rapidement. Les turbines éoliennes et hydrauliques exploitent un débit de fluide plus lent, mais disponible. Les turbines à vapeur et à gaz créent un écoulement de fluide en augmentant la température et la pression des gaz. Cette chaleur provient généralement de réactions chimiques ou atomiques dans un combustible.
Le charbon est une source de chaleur utilisée dans de nombreux pays pour la production d’électricité. Le carburant est brûlé dans une chambre de combustion, produisant de la chaleur qui est transférée à l’eau. L’eau se transforme en vapeur, qui se dilate ensuite sous haute pression. La vapeur est forcée de passer à travers les pales d’une turbine. Comme un moulin à vent, ce flux de fluide fait démarrer la turbine.
Brûler du charbon pour créer de la vapeur est une façon de faire tourner une turbine, qui est une forme d’énergie mécanique. Cependant, la source de chaleur ne doit pas nécessairement être le charbon. Les centrales nucléaires fonctionnent de la même manière fondamentale, sauf que la fission nucléaire de l’uranium ou du plutonium remplace la combustion du charbon pour produire de la chaleur.
Une centrale hydroélectrique utilise une rivière qui coule pour faire tourner une turbine. Cette eau, bien sûr, se déplace parce que l’énergie potentielle des terres plus élevées a été convertie en énergie cinétique du mouvement. De même, de nombreux endroits sur Terre ont beaucoup de mouvement naturel du vent. Ceci est dû aux différences thermiques régionales induites par les variations d’ensoleillement.
L’étape finale d’un générateur à turbine consiste à convertir l’énergie de rotation de la turbine en énergie électrique. Cela peut être accompli avec un générateur électrique, un appareil qui utilise des aimants mobiles pour créer un courant électrique. Pour qu’un générateur fonctionne, un arbre doit relier la turbine en rotation à un composant appelé rotor. Les aimants montés sur le rotor passent devant un ensemble d’enroulements métalliques appelé armature. Cette interaction génère de l’électricité dans un générateur à turbine.