Jak rozpoznat kvalitu a trvanlivost
Jak jsme ukázali, vodní systém je jednoduchý i složitý zároveň. Koncepty vodní energie jsou jednoduché: vše se redukuje na spád a průtok. Dobrý návrh však vyžaduje pokročilé inženýrské dovednosti a spolehlivý provoz vyžaduje pečlivou konstrukci s kvalitními komponenty.
Co dělá turbínový systém kvalitním
Představte si turbínový systém z hlediska účinnosti a spolehlivosti. V ideálním světě by účinnost byla 100 %. Veškerá energie ve vodě by se transformovala na rotující hřídel. Nedocházelo by k turbulencím vzduchu ani vody ani k odporu ložisek. Oběžné kolo by bylo dokonale vyvážené. Nebyly by se projevovat žádné ztráty energie – teplo, vibrace a hluk. Dokonalá turbína by se samozřejmě nikdy neporouchala ani nevyžadovala údržbu.
Jemně opracované Peltonovo kolo
Kvalitní komponenty a pečlivé obrábění mají velký vliv na účinnost a spolehlivost turbíny.
Žádný turbínový systém samozřejmě nikdy nedosáhne tohoto stupně dokonalosti. Je však dobré mít tyto cíle na paměti, protože lepší účinnost a spolehlivost se promítají do vyššího výkonu a nižších nákladů na watt. Zde je jen několik věcí, které je třeba při výběru turbínového systému zvážit:
Turbínový oběžník
Oběžné kolo je srdcem turbíny. Právě zde se vodní energie přeměňuje na rotační sílu, která pohání generátor. Bez ohledu na typ oběžného kola jsou jeho lopatky neboli lopatky zodpovědné za zachycení co největšího množství energie z vody. Zakřivení každé plochy, přední i zadní, určuje, jak se voda bude tlačit, dokud nespadne. Mějte také na paměti, že dané oběžné kolo bude fungovat nejefektivněji při určitém spádu a průtoku. Oběžné kolo by mělo být co nejpřesnější a nejlépe sladěno s charakteristikami vašeho místa.
Hledejte celokovové oběžné dráhy s hladkým, leštěným povrchem, aby se eliminovaly turbulence vody a vzduchu. Jednodílné, pečlivě opracované oběžné dráhy obvykle běží efektivněji a spolehlivěji než ty, které jsou sešroubovány. Bronzové manganové oběžné dráhy fungují dobře pro malé systémy s čistou vodou a spádem až do výšky asi 150 metrů. Vysokopevnostní nerezové oběžné dráhy jsou vynikající pro větší systémy nebo abrazivní vodní podmínky. Všechny oběžné dráhy by měly být pečlivě vyváženy, aby se minimalizovaly vibrace, což je problém, který nejen ovlivňuje účinnost, ale může časem také způsobit poškození.
Těleso turbíny
Těleso turbíny musí být dobře zkonstruované a robustní, protože zvládá síly vstupující vody i výkon vycházející z hřídele. Kromě toho mají jeho tvar a rozměry významný vliv na účinnost. Uvažujme například turbínu Peltonova typu. Jako impulzní turbína je poháněna jedním nebo více proudy vody, ale otáčí se ve vzduchu. To znamená, že při návrhu skříně je třeba zohlednit jak hydrodynamické, tak aerodynamické síly. Musí minimalizovat odpor proti stříkající vodě a hladce odvádět zbytkovou vodu, ale zároveň musí být správně dimenzováno a tvarováno, aby se minimalizovaly ztráty v důsledku turbulence vzduchu. Podobně musí být skříně pro vysokoprůtokové konstrukce, jako jsou turbíny Crossflow a Francis, přesně navrženy tak, aby plynule vedly velké objemy vody turbínou, aniž by způsobovaly turbulentní kapsy.
Hledejte hladce svařované pouzdro, které je pečlivě sladěno s vhodným oběžným kolem pro vaše místo. Mějte na paměti, že jak síly vody, tak oběžné kolo budou vytvářet značný točivý moment, takže materiál pouzdra a všech armatur by měl být odolný. Dotykové plochy, jako jsou příruby potrubí a přístupové kryty, by měly být opracovány rovně a bez úniků. Protože voda podporuje rezivění a korozi, ujistěte se, že všechny zranitelné povrchy jsou chráněny vysoce kvalitním práškovým lakem nebo epoxidovou barvou. Všechny šrouby by měly být z nerezové oceli.
Další aspekty turbín
Všechny povrchy, kterými proudí voda, mohou ovlivnit účinnost, od sání do potrubí až po oběžnou dráhu, která odvádí odpadní vodu od vašeho elektrárny. Hledejte hladké povrchy bez ostrých ohybů. Trysky a regulační lopatky by měly být jemně opracované bez znatelných vlnek nebo prohlubní.
Důležitá je účinnost, ale stejně tak trvanlivost a spolehlivost. Váš hydroelektrárna by měla dodávat čistou energii bez přerušení. Kvalita komponentů – a jejich instalace – může v nadcházejících letech výrazně ovlivnit kvalitu vašeho života.
Hledejte pečlivé zpracování při návrhu a konstrukci těsnicích systémů, materiálu hřídelí a jejich obrábění a všech souvisejících součástí. Zvláštní pozornost věnujte výběru a montáži ložisek; měla by se otáčet hladce, bez skřípání nebo zadrhávání.
Dodavatel turbín
Pokud jde o dodavatele, zkušenosti se nenahradí. Zatímco principy vodní energie lze zvládnout v interiéru, právě zkušenosti z reálného světa naučí jak přednosti, tak i úskalí odvádění vody z proudu, jejího natlakování a protlačování turbínou. Dodavatel turbín s dlouholetými zkušenostmi v terénu bude pro vás neocenitelný při návrhu a výstavbě vašeho vodního systému.
Hledejte zkušeného dodavatele, který se specializuje na velikost a typ vodního systému, který chcete postavit. Dobrý dodavatel s vámi bude spolupracovat, počínaje měřením spádu a průtoku, aby vám pomohl určit správnou velikost potrubí, čistý spád, návrhový průtok, specifikace turbíny, pohonný systém, generátor a systém řízení zátěže. Měli byste se na svého dodavatele spolehnout, že vám poskytne návrhy na optimalizaci účinnosti a spolehlivosti, včetně jejich vlivu na náklady vs. výkon.
Dobrý dodavatel turbín je vaším partnerem a měl by mít osobní zájem na vašem úspěchu. Koneckonců, spokojený zákazník je pro podnikání velmi dobrý.
Čas zveřejnění: 24. května 2021
