Vodna turbina je vrsta turbinske mašine u fluidnim mašinama. Već oko 100. godine prije nove ere rođen je prototip vodene turbine - vodene turbine. U to vrijeme, glavna funkcija je bila pogon mašina za preradu žitarica i navodnjavanje. Vodna turbina, kao mehanički uređaj pokretan protokom vode, razvila se u današnju vodenu turbinu, a njen opseg primjene je također proširen. Gdje se onda uglavnom koriste moderne vodene turbine?
Vodna turbina se uglavnom koristi za pumpno-akumulacijske elektrane. Kada je opterećenje elektroenergetskog sistema niže od osnovnog opterećenja, može se koristiti kao vodena pumpa za korištenje viška kapaciteta za proizvodnju energije za pumpanje vode iz nizvodnog rezervoara u uzvodni rezervoar i skladištenje energije u obliku potencijalne energije; Kada je opterećenje sistema veće od osnovnog opterećenja, može se koristiti kao vodna turbina za proizvodnju električne energije radi prilagođavanja vršnog opterećenja. Stoga, čista pumpno-akumulacijska elektrana ne može povećati snagu elektroenergetskog sistema, ali može poboljšati ekonomičnost rada termoelektrana i poboljšati ukupnu efikasnost elektroenergetskog sistema. Od 1950-ih, pumpno-akumulacijske jedinice su široko cijenjene i brzo se razvijaju širom svijeta.
Reverzibilne hidroelektrane razvijene u ranoj fazi ili s visokim vodostajem uglavnom koriste tip triju mašina, odnosno sastoje se od generatorskog motora, vodene turbine i vodene pumpe u seriji. Prednost je u tome što su vodena turbina i vodena pumpa dizajnirane odvojeno, što može imati visoku efikasnost, a smjer rotacije jedinice je isti prilikom proizvodnje i pumpanja, što se može brzo pretvoriti iz proizvodnje energije u pumpanje ili iz pumpanja u proizvodnju energije. Istovremeno, turbina se može koristiti za pokretanje jedinice. Nedostaci su visoki troškovi i velika ulaganja u elektranu.
Lopatice rotora pumpne turbine s nagnutim protokom mogu se rotirati i dalje imati dobre radne performanse kada se promijeni visina vode i opterećenje. Međutim, ograničen hidrauličkim karakteristikama i čvrstoćom materijala, njen maksimalni visina vode bila je samo 136,2 m početkom 1980-ih (elektrana Kogen br. 1 u Japanu). Za veće visine vode potrebne su Francis pumpne turbine.
Reverzibilna hidroelektrana opremljena je gornjim i donjim rezervoarima. Pod uslovom skladištenja iste energije, povećanje pada može smanjiti kapacitet skladištenja, povećati brzinu jedinice i smanjiti troškove projekta. Stoga se elektrane za skladištenje energije visokog pada iznad 300 metara brzo razvijaju. Francisova pumpna turbina sa najvećim vodenim padom na svijetu instalirana je u elektrani Beinabašta u Jugoslaviji. Njena snaga pojedinačnog agregata je 315 MW, a vodeni pad turbine je 600,3 metra; pumpa ima pad od 623,1 m i brzinu rotacije od 428,6 o/min. Puštena je u rad 1977. godine. Od 20. vijeka, hidroelektrane se razvijaju prema visokim parametrima i velikom kapacitetu. S povećanjem kapaciteta požara u elektroenergetskom sistemu i razvojem nuklearne energije, kako bi se riješio problem razumnog smanjenja vršnih opterećenja, zemlje širom svijeta aktivno grade reverzibilne hidroelektrane, pored snažnog razvoja ili širenja velikih elektrana u glavnim vodnim sistemima. Stoga su se pumpne turbine brzo razvijale.
Kao pogonska mašina koja pretvara energiju protoka vode u rotirajuću mehaničku energiju, vodena turbina je neizostavan dio generatora s vodenom turbinom. Danas problem zaštite okoliša postaje sve ozbiljniji. Hidroenergija, metoda proizvodnje energije korištenjem čiste energije, sve je popularnija i sve popularnija. Kako bi se u potpunosti iskoristili različiti hidraulični resursi, plime i oseka, rijeke s malim padom, pa čak i valovi, privukli su široku pažnju, što je dovelo do brzog razvoja cjevastih turbina i drugih malih jedinica.
Vrijeme objave: 06.04.2022.
