¿Por qué se utilizan turbinas en casi todas las formas de producción de energía?

Hay varias formas de generar electricidad: electroquímica, electricidad estática, efecto fotoeléctrico, inducción electromagnética, etc.

Para generar una gran cantidad de electricidad, la inducción electromagnética es principalmente una forma preferida y, por lo tanto, la más utilizada en la que la electricidad se genera por el movimiento de un bucle de alambre o disco de cobre entre los polos de un imán.

Entonces, estamos hablando de una energía mecánica, un movimiento de alambre dentro de un área contenida de imanes, por lo que el movimiento más efectivo y eficiente sería tener un movimiento de rotación en lugar de un movimiento longitudinal.

Las turbinas hacen exactamente lo mismo, transformando una energía cinética longitudinal del fluido en un movimiento de rotación.
Las turbinas extraen energía del fluido (agua, vapor, viento, etc.) que se mueve con fuerza.

Ya sea una generación de energía térmica (p. Ej., Motores de calor), generación de energía hidroeléctrica o generación de energía eólica (o incluso generación de energía de las mareas), todos se reducen a convertir una energía cinética de fluido en una energía rotacional a través de turbinas y esta energía rotacional. luego se pasa a los generadores eléctricos conectados.

Hemos evolucionado durante un período de tiempo diseñando las turbinas más efectivas con el estudio de la mecánica de fluidos.
Y hay varios tipos de principios de turbina utilizados en función del tipo de energía disponible en el fluido (presión, altura, velocidad, etc.)

Una turbina de vapor de súper alta eficiencia aprovecha aproximadamente el 40% de la energía térmica, mientras que la energía restante se desperdicia como pérdida.

La única alternativa a las turbinas son los motores alternativos (pistón). En comparación con esos, las turbinas son

• Más eficiente
• Más pequeño y ligero
• Menos mantenimiento
• Menos partes móviles (una)
• Escala a tamaños más grandes
• Combustión más completa.
• Menores emisiones

Al principio son un poco más caros, pero el ahorro de combustible se pone al día bastante rápido.

En el futuro, la conversión de calor en electricidad en estado sólido puede convertirse en una mejor opción que las turbinas. Sin embargo, los termoeléctricos tienen mucho progreso que hacer antes de llegar allí.

Dos buenas respuestas Solo agregaré que las plantas de energía basadas en turbinas más eficientes hasta ahora son el diseño de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) de clase H de GE (y equivalente a Siemens) que quema gas natural en la turbina primaria y hace funcionar la corriente de escape a través de un generador de vapor conducir una segunda turbina de vapor. Estas plantas han estado produciendo una eficiencia del 60% durante algún tiempo, pero más recientemente, GE ha alcanzado el 61% de rendimiento. Desplácese hacia abajo en esta página web para ver más sobre la Turbina de Gas 7HA | Turbinas de gas de servicio pesado | GE Power