El La generación MHD o, también conocido como generación de energía magnetohidrodinámica es un sistema de conversión directa de energía que convierte la energía térmica directamente en energía eléctrica, sin ninguna conversión mecánica intermedia de energía, a diferencia de lo que ocurre en todas las demás plantas de generación de energía. Por lo tanto, en este proceso se puede lograr un ahorro sustancial de combustible debido a la eliminación del proceso de enlace de producción de energía mecánica y luego de nuevo convertirla en energía eléctrica.
Historia de la generación MHD
El concepto de generación de energía MHD fue introducido por primera vez por Michael Faraday en el año 1832 en su conferencia de Baker a la Royal Society. De hecho, llevó a cabo un experimento en el puente de Waterloo en Gran Bretaña para medir la corriente, del flujo del río Támesis en las tierras campo magnético.
Este experimento, de alguna manera, esbozó el concepto básico detrás de La generación MHD A lo largo de los años entonces, se habían realizado varios trabajos de investigación sobre este tema, y más tarde, el 13 de agosto de 1940, este concepto de generación de energía magnetohidrodinámicafue imbuido como el proceso más ampliamente aceptado para la conversión de energía térmica directamente en energía eléctrica sin un subenlace mecánico.
Principio de la generación de MHD
El director de Generación de energía MHD es muy simple y se basa en La ley de inducción electromagnética de Faradayque establece que cuando un director y un campo magnético se mueve en relación con el otro, entonces voltaje es inducido en el conductor, lo que resulta en el flujo de actual a través de las terminales.
Como su nombre indica, el generador magnetohidrodinámico que se muestra en la siguiente figura, se ocupa del flujo de un fluido conductor en presencia de campos magnéticos y eléctricos. En el generador convencional o alternadorEl conductor consiste en bobinas o tiras de cobre, mientras que en un generador MHD el gas ionizado caliente o el fluido conductor reemplaza al conductor sólido.
Un fluido presurizado, conductor de electricidad, fluye a través de un campo magnético transversal en un canal o conducto. Un par de electrodos están situados en las paredes del canal en ángulo recto con el campo magnético y conectado a través de un circuito externo para entregar energía a una carga conectada a ella. Los electrodos del generador MHD realizan la misma función que los cepillos en un sistema convencional Generador de corriente continua. El generador MHD desarrolla la energía de DC y la conversión a AC se hace con un inversor.
La potencia generada por unidad de longitud por el generador MHD viene dada aproximadamente por,
Donde, u es la velocidad del fluido, B es la densidad de flujo magnético, es la conductividad eléctrica de fluido conductor y P es la densidad del fluido.
Es evidente a partir de la ecuación anterior, que para la mayor densidad de potencia de un generador MHD debe haber un fuerte campo magnético de 4-5 tesla y una alta velocidad de flujo de fluido conductor además de una adecuada conductividad.
Ciclos de MHD y fluidos de trabajo
El Los ciclos de MHD pueden ser de dos tipos, a saber
- Ciclo abierto MHD.
- Ciclo cerrado MHD.
A continuación se detallan los tipos de ciclos de MHD y los fluidos de trabajo utilizados.
Sistema MHD de ciclo abierto
En el sistema MHD de ciclo abierto, el aire atmosférico a muy alta temperatura y presión pasa a través del fuerte campo magnético. El carbón se procesa primero y se quema en la cámara de combustión a una alta temperatura de alrededor de 2700oC y la presión alrededor de 12 ATP con aire precalentado del plasma. Luego se inyecta un material de siembra como carbonato de potasio en el plasma para aumentar la conductividad eléctrica. La mezcla resultante, que tiene una conductividad eléctrica de alrededor de 10 Siemens/m, se expande a través de una boquilla, para tener una alta velocidad y luego pasa a través de la campo magnético del generador MHD. Durante la expansión del gas a alta temperatura, los iones positivos y negativos se mueven hacia los electrodos y así constituyen una corriente eléctrica. El gas se hace entonces para que se escape a través del generador. Como el mismo aire no puede ser reutilizado de nuevo, por lo tanto, forma un ciclo abierto y por lo tanto se denomina como ciclo abierto MHD.
Sistema MHD de ciclo cerrado
Como el nombre sugiere, el fluido de trabajo en un ciclo cerrado MHD circula en un circuito cerrado. Por lo tanto, en este caso el gas inerte o el metal líquido se utiliza como fluido de trabajo para transferir el calor. El metal líquido tiene típicamente la ventaja de una alta conductividad eléctrica, por lo que el calor proporcionado por el material de combustión no tiene por qué ser demasiado alto. Al contrario que en el sistema de circuito abierto, no hay entrada ni salida para el aire atmosférico. Por lo tanto, el proceso se simplifica en gran medida, ya que el mismo fluido circula una y otra vez para una transferencia de calor efectiva.
Ventajas de la generación MHD
A continuación se exponen las ventajas de la generación de MHD sobre los demás métodos convencionales de generación.
- Aquí sólo circula el fluido de trabajo, y no hay partes mecánicas móviles. Esto reduce las pérdidas mecánicas a cero y hace que la operación sea más fiable.
- La temperatura del fluido de trabajo es mantenida por las paredes del MHD.
- Tiene la capacidad de alcanzar el nivel de potencia total casi directamente.
- El precio de Generadores MHD es mucho menor que los generadores convencionales.
- El MHD tiene una eficiencia muy alta, que es superior a la mayoría de los otros métodos de generación convencionales o no convencionales.
