Vodní elektrárny zůstávají jedním z nejudržitelnějších a nejrozšířenějších zdrojů obnovitelné energie na světě. Mezi různými technologiemi turbín je Kaplanova turbína obzvláště vhodná pro aplikace s nízkým spádem a vysokým průtokem. Specializovaná varianta této konstrukce – Kaplanova turbína typu S – si získala pozornost díky své kompaktní konstrukci a vysoké účinnosti v malých až středních vodních elektrárnách.
Co je Kaplanova turbína typu S?
Kaplanova turbína typu S je variantou tradiční Kaplanovy turbíny s horizontální osou. Je pojmenována podle svého vodního kanálu ve tvaru S, který přesměrovává tok z horizontálního směru přes spirálovou skříň k oběžnému kolu turbíny a nakonec ven přes sací trubku. Tento tvar S umožňuje kompaktní konstrukci, která vyžaduje méně stavebních prací ve srovnání s instalacemi s vertikální osou.
Kaplanova turbína samotná je vrtulová turbína s nastavitelnými lopatkami a brankami. Tato vlastnost jí umožňuje udržovat vysokou účinnost v širokém rozsahu proudění a hladin vody – což ji činí ideální pro řeky a kanály s proměnlivými průtoky.
Návrh a provoz
V elektrárně s Kaplanovou turbínou typu S vstupuje voda do turbíny horizontálně a prochází nastavitelnými rozváděcími lopatkami (uzávěry), které směrují tok k oběžnému kolu. Lopatky oběžného kola, rovněž nastavitelné, jsou v reálném čase optimalizovány tak, aby reagovaly na měnící se vodní podmínky. Tato dvojitá nastavitelnost je známá jako systém „dvojité regulace“, který maximalizuje účinnost.
Generátor je obvykle umístěn v pouzdře baňkového nebo jámového typu, které je umístěno podél stejné horizontální osy jako turbína. Tato integrovaná konstrukce činí celou jednotku kompaktní, snadněji se udržuje a je vhodná pro mělké instalace.
Výhody Kaplanových turbín typu S
Vysoká účinnost v lokalitách s nízkým spádem: Ideální pro spády od 2 do 20 metrů a vysoké průtoky, díky čemuž je vhodný pro řeky, zavlažovací kanály a aplikace v říčních tocích.
Kompaktní konstrukce: Horizontální orientace a minimální stavební práce snižují náklady na instalaci a dopad na životní prostředí.
Flexibilní provoz: Schopnost efektivního provozu za proměnlivých podmínek proudění díky nastavitelným lopatkám oběžného kola a vodicím lopatkám.
Nízká údržba: Horizontální uspořádání umožňuje snadnější přístup k mechanickým částem, což snižuje dobu údržby a náklady.
Ekologický: Často se používá v provedeních šetrných k rybám a je vybaven prvky, které minimalizují narušení životního prostředí.
Aplikace a příklady
Kaplanovy turbíny typu S se široce používají v malých a středních vodních elektrárnách, zejména v Evropě a Asii. Jsou oblíbené při modernizaci starých mlýnů a přehrad nebo při výstavbě nových průtokových elektráren. Mnoho výrobců, včetně společností Voith, Andritz a GE Renewable Energy, vyrábí modulární Kaplanovy jednotky typu S přizpůsobené různým podmínkám na místě.
Závěr
Vodní elektrárna s Kaplanovou turbínou typu S představuje inovativní a efektivní řešení pro nízkotlakovou výrobu energie. Díky své přizpůsobivé konstrukci, ekologické kompatibilitě a nákladově efektivní instalaci hraje klíčovou roli v globálním přechodu na čisté a obnovitelné zdroje energie.
Čas zveřejnění: 29. dubna 2025
