El hidrógeno se utiliza para enfriar generadores principalmente debido a sus excelentes propiedades de transferencia de calor y su baja densidad en comparación con el aire. El hidrógeno tiene una alta conductividad térmica, lo que significa que puede eliminar eficazmente el calor generado durante el funcionamiento de grandes generadores. Esta eficiente transferencia de calor ayuda a mantener temperaturas de funcionamiento más bajas en los componentes del generador, lo que reduce el estrés térmico y mejora la eficiencia y confiabilidad generales.
Además, la baja densidad del hidrógeno reduce las pérdidas por viento, donde se minimiza la resistencia del aire dentro del generador, lo que permite un funcionamiento más suave y una menor pérdida de energía.
El hidrógeno se considera un agente refrigerante superior para generadores grandes debido a varias ventajas sobre el agua o el aire. A diferencia del agua, que puede provocar corrosión y requiere complejos mecanismos de sellado para evitar fugas, el hidrógeno no es corrosivo y no degrada los componentes del generador con el tiempo.
Su baja viscosidad y alta difusividad permiten que el hidrógeno penetre y enfríe áreas dentro del generador donde los refrigerantes tradicionales podrían tener dificultades para llegar de manera efectiva.
Además, los sistemas de enfriamiento de hidrógeno generalmente requieren menos energía para circular en comparación con los sistemas enfriados por agua, lo que contribuye a la eficiencia general y al ahorro de costos operativos.
En alternadores grandes, la refrigeración por hidrógeno ofrece varias ventajas que la hacen preferible a la refrigeración por agua.
En primer lugar, la alta conductividad térmica del hidrógeno permite una disipación de calor más eficiente, manteniendo temperaturas de funcionamiento más bajas y reduciendo el estrés térmico en los componentes del generador. Esta eficiencia contribuye a prolongar la vida útil del equipo y aumentar la confiabilidad. En segundo lugar, la naturaleza no corrosiva del hidrógeno elimina el riesgo de daños a los componentes internos debido a la corrosión relacionada con el refrigerante, lo que garantiza un funcionamiento continuo sin comprometer el rendimiento.
Además, los sistemas de enfriamiento de hidrógeno son inherentemente más seguros en caso de una fuga, ya que el hidrógeno se dispersa rápidamente y no presenta los mismos riesgos ambientales o de seguridad que los refrigerantes a base de agua o aceite.
La comparación de generadores refrigerados por hidrógeno con los refrigerados por agua depende de los requisitos de aplicación específicos y las condiciones operativas.
En general, los generadores refrigerados por hidrógeno ofrecen ventajas como una mayor eficiencia debido a una mejor transferencia de calor, menores costos de mantenimiento debido a la reducción de problemas de corrosión y una mayor confiabilidad. Los generadores enfriados por agua, si bien son efectivos en muchas aplicaciones, pueden requerir un mantenimiento y protección más extensos contra la corrosión, especialmente en ambientes con condiciones variables de temperatura y humedad.
Por lo tanto, para la generación de energía a gran escala, donde la eficiencia, la confiabilidad y el rendimiento a largo plazo son críticos, el enfriamiento con hidrógeno a menudo proporciona beneficios superiores.
El proceso de enfriamiento de hidrógeno en generadores de CA (corriente alterna) implica hacer circular gas hidrógeno a través de conductos de enfriamiento especialmente diseñados dentro del generador. Por lo general, el hidrógeno se purifica y se seca para eliminar las impurezas y la humedad, lo que garantiza un rendimiento y una seguridad óptimos.
A medida que el hidrógeno fluye a través de estos conductos, absorbe el calor generado por la resistencia eléctrica en los devanados del generador y otros componentes. Luego, el hidrógeno calentado se enfría a través de intercambiadores de calor, donde el exceso de calor se transfiere a un medio de enfriamiento secundario o se disipa a la atmósfera. Este proceso mantiene temperaturas de funcionamiento estables dentro del generador, evitando el sobrecalentamiento y garantizando una generación de energía eficiente.
En general, los sistemas de refrigeración por hidrógeno en los generadores de CA desempeñan un papel fundamental a la hora de mejorar el rendimiento, la confiabilidad y la longevidad en aplicaciones de generación de energía a gran escala.