Veeturbiin on vedelike masinate turboagregaat. Juba umbes 100. aastal eKr sündis veeturbiini prototüüp, vesiratas. Sel ajal oli selle peamine ülesanne teravilja töötlemise ja niisutamise masinate käitamine. Vesiratas kui mehaaniline seade, mis kasutab jõuallikana veevoolu, on arenenud praeguseks veeturbiiniks ja selle rakendusala on samuti laienenud. Kus siis tänapäevaseid veeturbiine peamiselt kasutatakse?
Turbiine kasutatakse peamiselt pump-akumulatsioonelektrijaamades. Kui elektrisüsteemi koormus on madalam kui baaskoormus, saab seda kasutada veepumbana, et ära kasutada liigset elektritootmisvõimsust vee pumpamiseks allavoolu reservuaarist ülesvoolu reservuaari, et salvestada energiat potentsiaalse energia kujul; kui süsteemi koormus on suurem kui baaskoormus, saab seda kasutada hüdraulilise turbiinina, mis toodab elektrit tippkoormuste reguleerimiseks. Seega ei saa puhas pump-akumulatsioonelektrijaam suurendada elektrisüsteemi võimsust, kuid see võib parandada soojuselektrijaamade töö ökonoomsust ja elektrisüsteemi üldist efektiivsust. Alates 1950. aastatest on pump-akumulatsioonüksused laialdaselt hinnatud ja kiiresti arenenud paljudes maailma riikides.
Enamik varajases staadiumis või suure veesurvega väljatöötatud pump-akumulatsiooniseadmeid on kolme masina tüübi, st need koosnevad järjestikku ühendatud generaatormootorist, veeturbiinist ja veepumbast. Selle eeliseks on see, et turbiin ja veepump on eraldi konstrueeritud, mis võimaldab suuremat efektiivsust, ning seade pöörleb elektri tootmisel ja vee pumpamisel samas suunas ning saab kiiresti üle minna elektri tootmiselt pumpamisele või pumpamiselt elektri tootmisele. Samal ajal saab turbiini kasutada seadme käivitamiseks. Selle puuduseks on kõrge hind ja suur investeering elektrijaama.
Kaldvoolupumba turbiini jooksuratta labasid saab pöörata ja see töötab endiselt hästi ka siis, kui veesurve ja koormus muutuvad. Hüdrauliliste omaduste ja materjali tugevuse piiratuse tõttu oli selle netotõus 1980. aastate alguseks aga vaid 136,2 meetrit. (Jaapani Takageni esimene elektrijaam). Suuremate tõstekõrguste jaoks on vaja Francise pumbaturbiine.
Pumpelektrijaamal on ülemised ja alumised reservuaarid. Sama energia salvestamise tingimustes võib tõstejõu suurendamine vähendada salvestusmahtu, suurendada seadme kiirust ja vähendada projekti maksumust. Seetõttu on üle 300 meetri kõrgusel töötavad suure veesurvega energiasalvestuselektrijaamad kiiresti arenenud. Jugoslaavias asuvas Baina Basta elektrijaamas on paigaldatud maailma suurima veesurvega Francise pump-turbiin. See võeti kasutusele aastal. Alates 20. sajandist on hüdroenergiaüksused arenenud kõrgete parameetrite ja suure võimsuse suunas. Elektrisüsteemi soojusvõimsuse suurenemise ja tuumaenergia arenguga, et lahendada mõistliku tippkoormuse reguleerimise probleemi, lisaks suurte elektrijaamade jõulisele arendamisele või laiendamisele suuremates veesüsteemides, ehitavad riigid üle maailma aktiivselt pump-elektrijaamu, mille tulemuseks on pump-turbiinide kiire areng.
Hüdroturbiin on jõumasinana, mis muundab veevoolu energia pöörlevaks mehaaniliseks energiaks, hüdrogeneraatori komplekti lahutamatu osa. Tänapäeval muutub keskkonnakaitse probleem üha tõsisemaks ning puhast energiat kasutava hüdroenergia rakendamine ja edendamine kasvab. Erinevate hüdrauliliste ressursside täielikuks ärakasutamiseks on laialdast tähelepanu pälvinud ka looded, väga madala langusega jõed ja ühtlased lained, mille tulemuseks on torukujuliste turbiinide ja muude väikeste seadmete kiire areng.
Postituse aeg: 23. märts 2022
