La turbina hidráulica es una turbomáquina dentro del sistema de fluidos. Ya alrededor del año 100 a. C., nació el prototipo de la turbina hidráulica: la rueda hidráulica. En aquel entonces, su función principal era impulsar maquinaria para el procesamiento de granos y el riego. La rueda hidráulica, como dispositivo mecánico que utiliza el flujo de agua como energía, ha evolucionado hasta convertirse en la turbina hidráulica actual, y su ámbito de aplicación también se ha ampliado. Entonces, ¿dónde se utilizan principalmente las turbinas hidráulicas modernas?
Las turbinas se utilizan principalmente en centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo. Cuando la carga del sistema eléctrico es inferior a la carga básica, pueden utilizarse como bombas de agua para aprovechar el exceso de capacidad de generación de energía y bombear agua desde el embalse aguas abajo hasta el embalse aguas arriba para almacenar energía en forma de energía potencial. Cuando la carga del sistema es superior a la carga básica, pueden utilizarse como turbinas hidráulicas para generar electricidad y regular los picos de demanda. Por lo tanto, una central eléctrica de almacenamiento por bombeo pura no puede aumentar la potencia del sistema eléctrico, pero sí puede mejorar la economía operativa de las unidades generadoras de energía térmica y la eficiencia general del sistema. Desde la década de 1950, las unidades de almacenamiento por bombeo han gozado de gran popularidad y se han desarrollado rápidamente en países de todo el mundo.
La mayoría de las unidades de almacenamiento por bombeo desarrolladas en etapas iniciales o con alta caída de agua adoptan el modelo de tres máquinas, es decir, están compuestas por un motor generador, una turbina hidráulica y una bomba de agua en serie. Su ventaja es que la turbina y la bomba de agua están diseñadas por separado, lo que permite una mayor eficiencia. La unidad gira en el mismo sentido al generar electricidad y bombear agua, y puede pasar rápidamente de generación de energía a bombeo, o viceversa. Al mismo tiempo, la turbina puede utilizarse para arrancar la unidad. Su desventaja es el alto coste y la gran inversión en la central.
Las palas del rodete de la turbina de la bomba de flujo oblicuo pueden girar, y su rendimiento operativo se mantiene óptimo cuando la carga y la altura de agua varían. Sin embargo, debido a las limitaciones de las características hidráulicas y la resistencia del material, a principios de la década de 1980, su altura neta era de tan solo 136,2 metros (Primera Central Eléctrica de Takagen, Japón). Para alturas mayores, se requieren turbinas de bomba Francis.
La central eléctrica de almacenamiento por bombeo cuenta con embalses superior e inferior. Con la condición de almacenar la misma energía, aumentar la elevación puede reducir la capacidad de almacenamiento, aumentar la velocidad de la unidad y reducir el costo del proyecto. Por lo tanto, la central eléctrica de almacenamiento de energía de alta caída por encima de los 300 metros se ha desarrollado rápidamente. La turbina-bomba Francis con la mayor caída de agua del mundo está instalada en la central eléctrica de Baina Basta en Yugoslavia. año en operación. Desde el siglo XX, las unidades hidroeléctricas se han desarrollado en la dirección de altos parámetros y gran capacidad. Con el aumento de la capacidad de energía térmica en el sistema eléctrico y el desarrollo de la energía nuclear, para resolver el problema de la regulación razonable de picos, además del vigoroso desarrollo o expansión de centrales eléctricas a gran escala en los principales sistemas hídricos, países de todo el mundo están construyendo activamente centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, lo que resulta en un rápido desarrollo de turbinas-bomba.
Como máquina generadora de energía que convierte la energía del flujo de agua en energía mecánica rotatoria, una turbina hidroeléctrica es un componente indispensable de un grupo electrógeno. Hoy en día, la protección del medio ambiente es cada vez más importante, y la aplicación y promoción de la energía hidroeléctrica, que utiliza energía limpia, está en auge. Para aprovechar al máximo los diversos recursos hidráulicos, las mareas, los ríos de llanura con poca pendiente e incluso las olas han atraído una gran atención, lo que ha impulsado el rápido desarrollo de turbinas tubulares y otras unidades pequeñas.
Hora de publicación: 23 de marzo de 2022
