Rhedwyr Tyrbinau Dŵr: Mathau a Manylebau Technegol

Mae tyrbinau dŵr yn gydrannau allweddol mewn systemau ynni dŵr, gan drosi ynni dŵr sy'n llifo neu'n cwympo yn ynni mecanyddol. Wrth wraidd y broses hon mae'rrhedwr, y rhan gylchdroi o'r tyrbin sy'n rhyngweithio'n uniongyrchol â llif y dŵr. Mae dyluniad, math a manylebau technegol y rhedwr yn hanfodol wrth bennu effeithlonrwydd, ystod pen gweithredol a senarios cymhwysiad y tyrbin.

1. Dosbarthiad Rhedwyr Tyrbinau Dŵr

Yn gyffredinol, caiff rhedwyr tyrbinau dŵr eu dosbarthu i dair prif gategori yn seiliedig ar y math o lif dŵr maen nhw'n ei drin:

A. Rhedwyr Byrbwyll

Mae tyrbinau byrbwyll yn gweithredu gyda jetiau dŵr cyflymder uchel yn taro llafnau'r rhedwr mewn pwysau atmosfferig. Mae'r rhedwyr hyn wedi'u cynllunio ar gyferpen uchel, llif iselceisiadau.

• Rhedwr Pelton:

  • StrwythurBwcedi siâp llwy wedi'u gosod ar gyrion olwyn.

  • Ystod Pen: 100–1800 metr.

  • CyflymderCyflymder cylchdro isel; yn aml mae angen cynyddu cyflymder.

  • CymwysiadauArdaloedd mynyddig, micro-ynni dŵr oddi ar y grid.

B. Rhedwyr Adwaith

Mae tyrbinau adwaith yn gweithio gyda phwysedd dŵr yn newid yn raddol wrth iddo basio drwy'r rhedwr. Mae'r rhedwyr hyn wedi'u boddi ac yn gweithredu o dan bwysedd dŵr.

• Francis Runner:

  • StrwythurLlif cymysg gyda symudiad rheiddiol ac echelinol i mewn.

  • Ystod Pen: 20–300 metr.

  • EffeithlonrwyddUchel, fel arfer uwchlaw 90%.

  • CymwysiadauDefnyddir yn helaeth mewn gorsafoedd hydro pen canolig.

• Rhedwr Kaplan:

  • StrwythurRhedwr llif echelinol gyda llafnau addasadwy.

  • Ystod Pen: 2–30 metr.

  • NodweddionMae llafnau addasadwy yn caniatáu effeithlonrwydd uchel o dan lwythi amrywiol.

  • CymwysiadauAfonydd pen isel, llif uchel a chymwysiadau llanw.

• Rhedwr Propeller:

  • StrwythurTebyg i Kaplan ond gyda llafnau sefydlog.

  • Effeithlonrwydd: Optimal o dan amodau llif cyson yn unig.

  • CymwysiadauSafleoedd hydro bach gyda llif a phen sefydlog.

C. Mathau Eraill o Rhedwyr

• Rhedwr Turgo:

  • StrwythurMae jetiau dŵr yn taro'r rhedwr ar ongl.

  • Ystod Pen: 50–250 metr.

  • MantaisCyflymder cylchdro uwch na Pelton, adeiladwaith symlach.

  • CymwysiadauGorsafoedd pŵer dŵr bach i ganolig.

• Rhedwr Llif Traws (Tyrbin Banki-Michell):

  • StrwythurMae dŵr yn llifo drwy'r rhedwr yn draws, ddwywaith.

  • Ystod Pen: 2–100 metr.

  • NodweddionDa ar gyfer pŵer dŵr bach a llif amrywiol.

  • CymwysiadauSystemau oddi ar y grid, hydro mini.

2. Manylebau Technegol Allweddol Rhedwyr

Mae angen rhoi sylw manwl i baramedrau technegol gwahanol fathau o redwyr er mwyn sicrhau perfformiad gorau posibl:

3. Meini Prawf Dethol

Wrth ddewis math o redwr, rhaid i beirianwyr ystyried:

• Pen a Llif: Yn pennu a ddylid dewis ysgogiad neu adwaith.

• Amodau'r SafleAmrywioldeb afonydd, llwyth gwaddod, newidiadau tymhorol.

• Hyblygrwydd GweithredolAngen addasu'r llafn neu addasu'r llif.

• Cost a Chynnal a ChadwMae rhedwyr symlach fel Pelton neu Propeller yn haws i'w cynnal.

4. Tueddiadau'r Dyfodol

Gyda datblygiadau mewn dynameg hylifau cyfrifiadurol (CFD) ac argraffu metel 3D, mae dylunio rhedwyr tyrbinau yn esblygu tuag at:

• Effeithlonrwydd uwch mewn llifau amrywiol

• Rhedwyr wedi'u haddasu ar gyfer amodau safle penodol

• Defnyddio deunyddiau cyfansawdd ar gyfer llafnau ysgafnach a gwrthsefyll cyrydiad

Casgliad

Rhedwyr tyrbin dŵr yw conglfaen trosi ynni ynni dŵr. Drwy ddewis y math priodol o redwr ac optimeiddio ei baramedrau technegol, gall gweithfeydd ynni dŵr gyflawni effeithlonrwydd uchel, oes gwasanaeth hir, a llai o effaith amgylcheddol. Boed ar gyfer trydaneiddio gwledig ar raddfa fach neu weithfeydd mawr sy'n gysylltiedig â'r grid, y rhedwr yw'r allwedd i ddatgloi potensial llawn ynni dŵr.