Вадзяная турбіна — гэта від турбіннай машыны ў гідраўлічнай машынабудаванні. Прыкладна ў 100 г. да н.э. з'явіўся прататып вадзяной турбіны — вадзяная турбіна. У той час асноўнай функцыяй было прывад машын для апрацоўкі збожжа і арашэння. Вадзяная турбіна, як механічная прылада, якая працуе ад патоку вады, развілася да сучаснай вадзяной турбіны, і сфера яе прымянення таксама пашырылася. Дык дзе ж у асноўным выкарыстоўваюцца сучасныя вадзяныя турбіны?
Вадзяная турбіна ў асноўным выкарыстоўваецца для гідраакумулюючых электрастанцый. Калі нагрузка энергасістэмы ніжэйшая за базавую нагрузку, яе можна выкарыстоўваць як вадзяны помпа для выкарыстання лішку магутнасці выпрацоўкі энергіі для перапампоўвання вады з вадасховішча ніжэй па цячэнні ў вадасховішча вышэй па цячэнні і назапашвання энергіі ў выглядзе патэнцыяльнай энергіі; калі нагрузка сістэмы вышэйшая за базавую нагрузку, яе можна выкарыстоўваць як вадзяную турбіну для выпрацоўкі электраэнергіі для рэгулявання пікавай нагрузкі. Такім чынам, чыста гідраакумулюючая электрастанцыя не можа павялічыць магутнасць энергасістэмы, але можа палепшыць эканоміку эксплуатацыі цеплавых электраэнергетычных установак і павысіць агульную эфектыўнасць энергасістэмы. З 1950-х гадоў гідраакумулюючыя ўстаноўкі шырока цэняцца і хутка развіваюцца ва ўсім свеце.
Гідраакумулюючыя ўстаноўкі, распрацаваныя на ранняй стадыі або з высокім напорам вады, у асноўным выкарыстоўваюць трохмашынны тып, гэта значыць яны складаюцца з генератарнага рухавіка, вадзяной турбіны і вадзянога помпы, злучаных паслядоўна. Перавагай з'яўляецца тое, што вадзяная турбіна і вадзяны помпа распрацаваны асобна, што дазваляе дасягнуць высокай эфектыўнасці, а кірунак кручэння ўстаноўкі аднолькавы пры вытворчасці і перапампоўцы, што дазваляе хутка пераўтварыць яе з вытворчасці энергіі ў перапампоўку або з перапампоўкі ў вытворчасць электраэнергіі. У той жа час турбіна можа выкарыстоўвацца для запуску ўстаноўкі. Недахопамі з'яўляюцца высокі кошт і вялікія інвестыцыі ў электрастанцыю.
Лопаткі нахільнай турбіны помпы могуць круціцца і захоўваць добрыя эксплуатацыйныя характарыстыкі пры змене напору вады і нагрузкі. Аднак з-за абмежаванняў гідраўлічных характарыстык і трываласці матэрыялу яе максімальны напор у пачатку 1980-х гадоў складаў усяго 136,2 м (электрастанцыя Коген № 1 у Японіі). Для больш высокіх напораў патрабуюцца турбіны помпы Фрэнсіса.
Гідраакумулюючая электрастанцыя абсталявана верхнім і ніжнім рэзервуарамі. Пры ўмове захоўвання аднолькавай энергіі павелічэнне напору можа знізіць ёмістасць захоўвання, павялічыць хуткасць адзінкі і знізіць кошт праекта. Такім чынам, электрастанцыі з высокім напорам вышынёй больш за 300 метраў хутка развіваюцца. Турбіна Фрэнсіса з самым высокім напорам у свеце ўсталявана на электрастанцыі Бейнабашта ў Югаславіі. Яе адзінкавая магутнасць складае 315 МВт, а напорам турбіны — 600,3 метра; помпа мае напор 623,1 м і хуткасць кручэння 428,6 аб/мін. Яна была ўведзена ў эксплуатацыю ў 1977 годзе. З 20-га стагоддзя гідраагрэгаты развіваюцца ў напрамку высокіх параметраў і вялікай магутнасці. З павелічэннем магутнасці энергасістэмы і развіццём атамнай энергетыкі, каб вырашыць праблему разумнага зніжэння пікавай нагрузкі, краіны па ўсім свеце актыўна будуюць гідраакумулюючыя электрастанцыі, а таксама актыўна развіваюць або пашыраюць буйныя электрастанцыі ў буйных водных сістэмах. Такім чынам, помпавыя турбіны хутка развіваюцца.
Як энергетычная машына, якая пераўтварае энергію патоку вады ў механічную энергію кручэння, гідратурбіна з'яўляецца неад'емнай часткай гідратурбіннага генератара. У наш час праблема аховы навакольнага асяроддзя становіцца ўсё больш сур'ёзнай. Гідраэнергетыка, метад вытворчасці энергіі з выкарыстаннем чыстай энергіі, усё часцей ужываецца і прасоўваецца. Для таго, каб у поўнай меры выкарыстоўваць розныя гідраўлічныя рэсурсы, прылівы, раўнінныя рэкі з нізкім падзеннем вады і нават хвалі таксама прыцягнулі шырокую ўвагу, што прывяло да хуткага развіцця трубчастых турбін і іншых невялікіх агрэгатаў.
Час публікацыі: 06 красавіка 2022 г.
