Ur-turbina bat, Kaplan, Pelton eta Francis turbinak ohikoenak izanik, energia zinetikoa eta potentziala hidroelektrizitate bihurtzeko lan egiten duen makina birakari handi bat da. Ur-gurpilaren baliokide moderno hauek 135 urte baino gehiagoz erabili izan dira industria-energia sortzeko, eta duela gutxi energia hidroelektrikoa sortzeko.
Zertarako erabiltzen dira ur-turbinak gaur egun?
Gaur egun, energia hidroelektrikoak munduko energia-sorkuntzaren % 16ri laguntzen dio. XIX. mendean, ur-turbinak batez ere industria-energiarako erabiltzen ziren, sare elektrikoak zabaldu aurretik. Gaur egun, energia elektrikoa sortzeko erabiltzen dira eta urtegietan edo ur-fluxu handia dagoen eremuetan aurki daitezke.
Mundu mailako energia-eskaria azkar hazten ari denez eta klima-aldaketa eta erregai fosilen agortzea bezalako faktoreak kontuan hartuta, energia hidroelektrikoek eragin handia izan dezakete energia berde gisa mundu osoan. Ingurumena errespetatzen duten eta energia-iturri garbien bilaketa jarraitzen duen heinean, Francis turbinak oso irtenbide ezaguna eta gero eta gehiago onartua izan daitezke datozen urteetan.
Nola sortzen dute ur-turbinek elektrizitatea?
Ur-turbinen energia-iturri gisa, modu naturalean edo artifizialean isurtzen den uraren ondorioz sortutako ur-presioa dago. Energia hori hartu eta energia hidroelektriko bihurtzen da. Zentral hidroelektriko batek, oro har, ibai aktibo batean dagoen presa bat erabiltzen du ura biltegiratzeko. Ondoren, ura pixkanaka askatzen da, turbina zeharkatuz, biraraziz eta sorgailu bat aktibatuz, eta honek elektrizitatea sortzen du.
Zenbaterainokoak dira ur-turbinak?
Funtzionatzen duten ur-mailaren arabera, ur-turbinak ur-maila altu, ertain eta baxukoetan sailka daitezke. Ur-maila baxuko sistema hidroelektrikoek handiagoak dira, ur-turbina handia izan behar baita emari handia lortzeko, eta ur-presio baxua paletan zehar aplikatzen da. Era berean, ur-maila handiko sistemek ez dute gainazal-zirkunferentzia hain handirik behar, azkarrago mugitzen diren ur-iturrietatik energia aprobetxatzeko erabiltzen baitira.
Ur-turbina barne, sistema hidroelektrikoko atal desberdinen tamaina azaltzen duen taula
Ur-turbina barne, zentral hidroelektrikoko sistemaren atal desberdinen tamaina azaltzen duen taula
Jarraian, aplikazio eta ur-presio desberdinetarako erabiltzen diren ur-turbina mota desberdinen adibide batzuk azalduko ditugu.
Kaplan Turbina (0-60m Presio-Goialdea)
Turbina hauek erreakzio-turbina axialak dira, uraren presioa aldatzen baitute bertatik igarotzean. Kaplan turbinak helize baten antza du eta pala erregulagarriak ditu ur eta presio maila desberdinetan eraginkortasuna maximizatzeko.
Kaplan turbinaren diagrama
Pelton Turbina (300m-1600m Presio-ardatza)
Pelton turbina —edo Pelton gurpila— bulkada-turbina bezala ezagutzen da, uraren mugimendutik energia ateratzen baitu. Turbina hau egokia da goi-mailako aplikazioetarako, koilara itxurako ontzietan indarra aplikatzeko ur-presio handia behar baitu, eta diskoa birarazi eta energia sortu dezan.
Pelton turbina
Francis turbina (60m-300m presio-gora)
Azken eta ospetsuena den ur-turbina, Francis turbina, munduko energia hidroelektrikoaren % 60a osatzen du. Erdi mailako altueran funtzionatzen duen inpaktu eta erreakzio turbina gisa funtzionatzen duen Francis turbinak fluxu axial eta erradialaren kontzeptuak konbinatzen ditu. Horrela, turbinak altuera handiko eta baxuko turbinen arteko hutsunea betetzen du, diseinu eraginkorragoa sortuz eta gaur egungo ingeniariei erronka egiten die hura are gehiago hobetzeko.
Zehatzago esanda, Francis turbina batek funtzionatzen du ura espiral-karkasa batetik zehar gida-paleta (estatikoetara) igarotzean, eta hauek uraren fluxua kontrolatzen dute (mugitzen ari diren) errodagailu-paletarantz. Urak errodagailua biratzera behartzen du indarren inpaktu eta erreakzio konbinatuaren bidez, eta azkenean errodagailutik irteten da hodi batetik, eta honek ur-fluxua kanpoko ingurunera isurtzen du.
Nola aukeratu ur-turbina baten diseinua?
Turbina-diseinu optimoa aukeratzea askotan gauza bakar baten araberakoa da: eskura duzun ur-presioaren eta -tasaren araberakoa. Behin aprobetxa dezakezun ur-presio mota zehaztu ondoren, erabaki dezakezu ea Francis turbina bezalako "erreakzio-turbina" diseinu itxia edo Pelton turbina bezalako "bulkada-turbina" diseinu irekia egokiagoa den.
Ur-turbinaren diagrama
Azkenik, proposatutako sorgailu elektrikoaren beharrezko biraketa-abiadura ezarri dezakezu.
Argitaratze data: 2022ko uztailak 15
