Akvoturbino, kun la Kaplan-, Pelton- kaj Francis-turbinoj kiel la plej oftaj, estas granda rotacia maŝino, kiu funkcias por konverti kinetan kaj potencialan energion en hidrelektron. Ĉi tiuj modernaj ekvivalentoj de la akvorado estas uzataj dum pli ol 135 jaroj por industria elektroproduktado, kaj pli lastatempe por akvoenergia produktado.
Por kio oni uzas akvoturbinojn hodiaŭ?
Hodiaŭ, akvoenergio kontribuas al 16% de la monda elektroproduktado. En la 19-a jarcento, akvoturbinoj estis ĉefe uzataj por industria energio antaŭ ol elektraj retoj fariĝis ĝeneraligitaj. Nuntempe, ili estas uzataj por elektroproduktado kaj troveblas en digoj aŭ areoj kie okazas peza akvofluo.
Kun tutmonda energibezono rapide kreskanta kaj faktoroj kiel klimata ŝanĝo kaj malplenigo de fosiliaj brulaĵoj, akvoelektro havas la potencialon fari grandan efikon kiel formo de verda energio je tutmonda skalo. Dum la serĉado de ekologie sanaj kaj puraj energifontoj daŭras, Francis-turbinoj povus montriĝi tre populara kaj ĉiam pli adoptita solvo en la venontaj jaroj.
Kiel Akvoturbinoj Generas Elektron?
Akvopremo kreita de nature aŭ artefarite fluanta akvo ekzistas kiel la energifonto por akvoturbinoj. Ĉi tiu energio estas kaptita kaj transformita en akvoelektran energion. Akvocentralo ĝenerale uzas digon sur aktiva rivero por stoki akvon. La akvo tiam estas liberigita laŭgrade, fluante tra la turbino, rotaciante ĝin, kaj aktivigante generatoron, kiu poste produktas elektron.
Kiom Grandaj Estas Akvoturbinoj?
Surbaze de la alteco sub kiu ili funkcias, akvoturbinoj povas esti klasifikitaj en altajn, mezajn kaj malaltajn altecojn. Malalt-altaj akvoenergiaj sistemoj estas pli grandaj, ĉar la akvoturbino devas esti granda por atingi altan flukvanton, dum malalta akvopremo estas aplikata trans la klingojn. Siavice, alt-altaj akvoenergiaj sistemoj ne bezonas tian grandan surfacan cirkonferencon, ĉar ili estas uzataj por utiligi energion de pli rapide moviĝantaj akvofontoj.
Diagramo klariganta la grandecon de la diversaj partoj de la akvoenergia sistemo, inkluzive de la akvoturbino
Diagramo klariganta la grandecon de la diversaj partoj de la akvoenergia sistemo, inkluzive de la akvoturbino
Sube, ni klarigos kelkajn ekzemplojn de malsamaj tipoj de akvoturbinoj uzataj por malsamaj aplikoj kaj akvopremo.
Kaplan-turbino (0-60m prema alteco)
Ĉi tiuj turbinoj estas konataj kiel aksfluaj reakciaj turbinoj, ĉar ili ŝanĝas la premon de la akvo dum ĝi fluas tra ĝi. La Kaplan-turbino similas al heliko kaj havas alĝustigeblajn klingojn por maksimumigi efikecon super gamo da akvo- kaj premniveloj.
Diagramo de Kaplan-turbino
Pelton-turbino (300m-1600m prema alteco)
La Pelton-turbino — aŭ Pelton-rado — estas konata kiel impulsturbino, ĉar ĝi ĉerpas energion el moviĝanta akvo. Ĉi tiu turbino taŭgas por aplikoj kun alta premo, ĉar ĝi postulas altan kvanton da akvopremo por apliki forton sur la kulerformajn sitelojn, kaj igi la diskon rotacii kaj generi potencon.
Pelton-turbino
Francis Turbino (60m-300m Premalto)
La fina kaj plej fama akvoturbino, la Francis-turbino, respondecas pri 60% de la monda akvoenergio. Funkciante kiel frapa kaj reakcia turbino, kiu funkcias je meza premo, la Francis-turbino kombinas aksajn kaj radialajn fluajn konceptojn. Farante tion, la turbino plenigas la interspacon inter turbinoj kun alta kaj malalta premo, kreante pli efikan dezajnon, kaj defiante inĝenierojn hodiaŭ plu plibonigi ĝin.
Pli specife, Francis-turbino funkcias per akvo fluanta tra spirala enfermaĵo en (senmovajn) gvidajn alojn, kiuj kontrolas la fluon de la akvo al la (moviĝantaj) klingoj de la kurento. Akvo devigas la kurenton rotacii per la kombinita efiko kaj reago de fortoj, fine elirante el la kurento tra ŝpructubo, kiu eligas la akvofluon en la eksteran medion.
Kiel mi elektas akvoturbindezajnon?
Elekti la optimuman turbinan dezajnon ofte dependas de unu afero; la kvanto da premo kaj flukvanto alireblaj por vi. Post kiam vi establis, kian akvopremon vi povas utiligi, vi povas decidi, ĉu enfermita "reakcia turbina dezajno" kiel la Francis-turbino aŭ malferma "impulsa turbina dezajno", kiel la Pelton-turbino, pli bone taŭgas.
Diagramo de akvoturbino
Fine, vi povas establi la necesan rotacian rapidon de via proponita elektra generatoro.
Afiŝtempo: 15-a de Julio, 2022
