Turbines tubulars: la clau per desbloquejar el futur de l'energia hidroelèctrica de baixa pressió

Els fluxos d'aigua, abans febles, entre les planes i les valls dels rius ara s'estan convertint en electricitat neta mitjançant turbines tubulars.
Entre els equips hidroelèctrics, les turbines tubulars, com a pilar principal per al desenvolupament de recursos hidroelèctrics de baixa alçada, mostren una perspectiva d'aplicació cada cop més àmplia. El meu país té vastes reserves de recursos hidroelèctrics de baixa alçada adequats per al desenvolupament de turbines tubulars. S'estima que els recursos amb una alçada d'aproximadament 10 metres produeixen més de 20 gigawatts. Combinat amb més de 21 gigawatts d'energia mareomotriu explotable, això proporciona un vast mercat per a les turbines tubulars.
01 Avantatges tècnics: una solució eficient per a l'energia hidroelèctrica de baixa pressió
Com a unitat disposada horitzontalment amb un flux d'aigua paral·lel a l'eix principal, les turbines tubulars presenten un rendiment superior en condicions de baixa pressió.
En comparació amb les unitats verticals, les turbines tubulars ofereixen una eficiència de conversió d'energia significativament més alta. Aquest tipus de turbina està disposada horitzontalment, amb una profunditat d'excavació relativament baixa, cosa que resulta en menys treball total d'enginyeria civil i redueix significativament la inversió en enginyeria civil.
A més, la turbina tubular és una unitat de doble regulació. La seva condició de generació d'energia es controla mitjançant àleps guia, que ajusten el cabal d'aigua, i mitjançant àleps de l'hèlix, que ajusten l'eficiència de la turbina, garantint així el funcionament dins del rang d'eficiència més alt.
En el rang de 3 a 20 metres de salt, les turbines tubulars tenen un rendiment particularment bo, explotant eficaçment recursos de baix salt que abans eren difícils d'utilitzar econòmicament. En particular, les turbines tubulars s'han convertit en l'opció preferida per al desenvolupament hidroelèctric per sota dels 25 metres.
02 Perspectives d'aplicació: dels rius als oceans
A mesura que els recursos hidroelèctrics de mitjana i alta caiguda s'esgoten cada cop més, el desenvolupament de recursos de baixa caiguda és cada cop més important, i les turbines tubulars tenen un gran potencial en aquest àmbit.
El meu país és ric en recursos hidroelèctrics de baixa pressió, principalment situats en planes o valls fluvials econòmicament desenvolupades i densament poblades. En aquestes zones, les turbines tubulars poden aconseguir funcions d'utilització integrals com ara la generació d'energia, el control d'inundacions i el transport marítim, alhora que contribueixen a la protecció del medi ambient i els recursos terrestres.
Cal destacar que les turbines tubulars tenen àmplies perspectives d'aplicació en la generació d'energia mareomotriu. Les turbines-bomba tubulars adequades per a les centrals mareomotrius no només han de proporcionar generació i bombament d'energia unidireccionals, sinó que de vegades també han de proporcionar generació, bombament i descàrrega d'energia bidireccionals.
Amb l'avanç dels objectius de "doble carboni", s'espera que la nova generació de turbines tubulars, mitjançant innovacions tecnològiques com l'optimització CFD i el control intel·ligent, aconsegueixi millores d'eficiència de més del 2% i extensions de la vida útil del 30%.
03 Progrés tecnològic: d'aconseguir el nivell actual al lideratge
El meu país ha fet progressos significatius en la tecnologia de turbines tubulars. Per abordar problemes operatius destacats com la baixa eficiència, els danys greus per erosió i les grans desviacions d'acoblament, equips de recerca xinesos, al llarg de gairebé 30 anys de recerca col·laborativa entre la indústria, el món acadèmic i la recerca, han innovat la teoria de disseny dels components del flux de les turbines i han establert un sistema tecnològic antierosió integral per a turbines de flux axial i tubulars.
Entre els avenços tecnològics específics s'inclouen: la introducció d'un mètode de disseny de rodets completament tridimensionals amb inversió rotacional, aconseguint un disseny integrat de rodets i tubs d'estirament; la invenció d'un mètode per identificar la iniciació de la cavitació en turbines; i el desenvolupament d'un sistema tecnològic per a la lluita contra l'erosió de turbines de tipus hèlix.
Aquests assoliments tecnològics han reduït el cicle de revisió general del rodet per a centrals elèctriques amb un cabal d'aigua amb alt contingut de sediments de 2-3 anys a aproximadament 5 anys, millorant significativament l'eficiència econòmica de les unitats.
La màxima eficiència de diversos models hidràulics de turbines tubulars desenvolupats al meu país ha superat el 94%. El model de turbina tubular Taocha aconsegueix una eficiència del 94,25%, la més alta del món, aconseguint un canvi de la importació de tecnologia a l'exportació de tecnologia.