Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
La generación MHD o, también conocida como generación de energía magnetohidrodinámica, es un sistema de conversión de energía directa que convierte la energía térmica directamente en energía eléctrica, sin ninguna conversión de energía mecánica intermedia, a diferencia de lo que ocurre en todas las demás plantas generadoras de energía. Por lo tanto, en este proceso, se puede lograr una economía de combustible sustancial debido a la eliminación del proceso de enlace de producir energía mecánica y luego convertirla nuevamente en energía eléctrica.
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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 Bakerian ante 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 el campo magnético terrestre .
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 magnetohidráulica fue asimilado como el más ampliamente aceptado. proceso para la conversión de energía térmica directamente en energía eléctrica sin un subenlace mecánico.
Principio de generación MHD
El principio de generación de energía MHD es muy simple y se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday , que establece que cuando un conductor y un campo magnético se mueven uno en relación con el otro, se induce voltaje en el conductor, lo que da como resultado un flujo de corriente a través las terminales.
Como su nombre lo indica, el generador de magnetohidráulica que se muestra en la figura siguiente se ocupa del flujo de un fluido conductor en presencia de campos magnéticos y eléctricos. En generador o convencional alternador, el conductor consta de 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 y eléctricamente conductor fluye a través de un campo magnético transversal en un canal o conducto. Un par de electrodos están ubicados en las paredes del canal en ángulo recto con el campo magnético y conectados a través de un circuito externo para entregar energía a una carga conectada a él. Los electrodos del generador MHD realizan la misma función que las escobillas de un generador de CC convencional . El generador MHD desarrolla energía CC y la conversión a CA se realiza mediante 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, σ es la conductividad eléctrica del 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 campo magnético fuerte de 4-5 tesla y una alta velocidad de flujo del fluido conductor además de una conductividad adecuada.
Ciclos MHD y fluidos de trabajo
Los ciclos MHD pueden ser de dos tipos, a saber
- Ciclo abierto MHD.
- Ciclo cerrado MHD.
La descripción detallada de los tipos de ciclos MHD y los fluidos de trabajo utilizados se dan a continuación.
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 temperatura alta de aproximadamente 2700 o C y una presión de aproximadamente 12 ATP con aire precalentado del plasma. Luego, se inyecta al plasma un material de siembra como el carbonato de potasio para aumentar la conductividad eléctrica. La mezcla resultante que tiene una conductividad eléctrica de aproximadamente 10 Siemens / m se expande a través de una boquilla, para tener una alta velocidad y luego pasa a través del campo magnético.del generador MHD. Durante la expansión del gas a alta temperatura, los iones positivos y negativos se mueven hacia los electrodos y constituyen así una corriente eléctrica. A continuación, se hace que el gas se escape a través del generador. Dado que el mismo aire no se puede reutilizar nuevamente, forma un ciclo abierto y, por lo tanto, se denomina MHD de ciclo abierto.
Sistema MHD de ciclo cerrado
Como su nombre indica, el fluido de trabajo en un ciclo cerrado MHD circula en un circuito cerrado. Por tanto, en este caso se utiliza gas inerte o metal líquido 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 necesita ser demasiado alto. A diferencia del 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 se hace circular una y otra vez para una transferencia de calor eficaz.
Ventajas de la generación MHD
Las ventajas de la generación de MHD sobre los otros métodos convencionales de generación se detallan a continuación.
- Aquí solo circula fluido de trabajo y no hay partes mecánicas móviles. Esto reduce las pérdidas mecánicas a cero y hace que la operación sea más confiable.
- La temperatura del fluido de trabajo se mantiene mediante las paredes de MHD.
- Tiene la capacidad de alcanzar el nivel máximo de potencia casi directamente.
- El precio de los generadores MHD es mucho más bajo que el de los generadores convencionales.
- MHD tiene una eficiencia muy alta, que es más alta que la mayoría de los otros métodos de generación convencionales o no convencionales.
