Come riconoscere la qualità e la durata
Come abbiamo dimostrato, un sistema idroelettrico è allo stesso tempo semplice e complesso. I concetti alla base dell'energia idrica sono semplici: tutto si riduce a salto e portata. Ma una buona progettazione richiede competenze ingegneristiche avanzate e un funzionamento affidabile richiede un'attenta costruzione con componenti di qualità.
Cosa rende un sistema di turbina di qualità
Pensate a un sistema di turbine in termini di efficienza e affidabilità. In un mondo perfetto, l'efficienza sarebbe del 100%. Tutta l'energia contenuta nell'acqua verrebbe trasformata nell'albero rotante. Non ci sarebbero turbolenze d'aria o d'acqua, né resistenza da parte dei cuscinetti. La girante sarebbe perfettamente bilanciata. I segni di perdita di energia – calore, vibrazioni e rumore – sarebbero assenti. Naturalmente, la turbina perfetta non si romperebbe mai né richiederebbe manutenzione.
Ruota Pelton finemente lavorata
Componenti di qualità e una lavorazione accurata fanno una grande differenza nell'efficienza e nell'affidabilità della turbina.
Ovviamente nessun sistema a turbina raggiungerà mai questo livello di perfezione. Ma è bene tenere a mente questi obiettivi, perché una maggiore efficienza e affidabilità si traducono in maggiore potenza e un costo per watt inferiore. Ecco solo alcuni degli aspetti da considerare nella scelta di un sistema a turbina:
Turbina a pale
La girante è il cuore della turbina. È qui che l'energia idrica viene trasformata nella forza rotazionale che aziona il generatore. Indipendentemente dal tipo di girante, le sue pale o pale sono responsabili della cattura della massima energia possibile dall'acqua. La curvatura di ogni superficie, anteriore e posteriore, determina il modo in cui l'acqua si muoverà fino a ritirarsi. È inoltre importante tenere presente che ogni girante funzionerà in modo più efficiente a una specifica portata e prevalenza. La girante deve essere perfettamente adattata alle caratteristiche del sito.
Cercate giranti interamente in metallo con superfici lisce e lucidate per eliminare la turbolenza dell'acqua e dell'aria. Le giranti monoblocco, accuratamente lavorate, in genere funzionano in modo più efficiente e affidabile di quelle imbullonate. Le giranti in bronzo e manganese sono adatte a piccoli impianti con acqua pulita e prevalenze fino a circa 150 metri. Le giranti in acciaio inossidabile ad alta resistenza sono eccellenti per impianti più grandi o in condizioni di acqua abrasiva. Tutte le giranti devono essere accuratamente bilanciate per ridurre al minimo le vibrazioni, un problema che non solo influisce sull'efficienza, ma può anche causare danni nel tempo.
Alloggiamento della turbina
La carcassa della turbina deve essere ben costruita e robusta, poiché deve gestire sia le forze dell'acqua in ingresso che la potenza dell'albero in uscita. Inoltre, la sua forma e le sue dimensioni influiscono significativamente sull'efficienza. Ad esempio, si consideri una turbina di tipo Pelton. Essendo una turbina a impulso, è azionata da uno o più getti d'acqua, ma ruota in aria. Ciò significa che nella progettazione della carcassa devono essere considerate sia le forze idrodinamiche che quelle aerodinamiche. Deve ridurre al minimo la resistenza da spruzzi e spruzzi e scaricare uniformemente l'acqua di coda, ma deve anche essere dimensionata e sagomata correttamente per minimizzare le perdite dovute alla turbolenza dell'aria. Analogamente, le carcasse per progetti ad alta portata come le turbine a flusso incrociato e Francis devono essere progettate con precisione per incanalare uniformemente grandi volumi d'acqua attraverso la turbina senza causare sacche di turbolenza.
Cercate un alloggiamento saldato in modo uniforme e accuratamente abbinato alla girante adatta al vostro sito. Tenete presente che sia la forza dell'acqua che la girante produrranno una coppia considerevole, quindi il materiale dell'alloggiamento e tutti i raccordi devono essere resistenti. Le superfici di contatto, come le flange dei tubi e i coperchi di accesso, devono essere lavorate a macchina e piatte, senza perdite. Poiché l'acqua favorisce la ruggine e la corrosione, assicuratevi che tutte le superfici vulnerabili siano protette con una vernice a polvere o epossidica di alta qualità. Tutti i bulloni devono essere in acciaio inossidabile.
Altre considerazioni sulla turbina
Tutte le superfici che trasportano acqua possono influire sull'efficienza, dalla presa d'aria alla conduttura fino al canale che trasporta l'acqua di scarico lontano dalla centrale elettrica. Cercate superfici lisce e senza curve strette. Getti e palette di controllo del flusso devono essere lavorati con precisione, senza increspature o avvallamenti visibili.
L'efficienza è importante, ma lo sono anche la durata e l'affidabilità. Il tuo progetto idroelettrico dovrebbe fornire energia pulita senza interruzioni. La qualità dei componenti, e la loro installazione, può fare una grande differenza sulla qualità della tua vita negli anni a venire.
Prestate particolare attenzione alla progettazione e alla costruzione meticolosa dei sistemi di tenuta, dei materiali e delle lavorazioni degli alberi, nonché di tutti i componenti correlati. Prestate particolare attenzione alla selezione e al montaggio dei cuscinetti: devono ruotare fluidamente, senza stridii o inceppamenti.
Fornitore di turbine
Quando si tratta di fornitori, l'esperienza è fondamentale. Sebbene i principi dell'energia idroelettrica possano essere appresi in contesti indoor, è l'esperienza pratica a insegnare i punti di forza e le insidie della deviazione dell'acqua da un corso d'acqua, della sua pressurizzazione e del suo passaggio attraverso una turbina. Un fornitore di turbine con molti anni di esperienza sul campo sarà prezioso per voi nella progettazione e nella costruzione del vostro impianto idroelettrico.
Cercate un fornitore esperto e specializzato nelle dimensioni e nel tipo di impianto idroelettrico che intendete costruire. Un buon fornitore collaborerà con voi, a partire dalle misurazioni di salto e portata, per aiutarvi a determinare le dimensioni corrette della condotta, il salto netto, la portata di progetto, le specifiche della turbina, il sistema di azionamento, il generatore e il sistema di gestione del carico. Potrete contare sul vostro fornitore per suggerimenti su come ottimizzare l'efficienza e l'affidabilità, inclusi i loro effetti sul rapporto costo/prestazioni.
Un buon fornitore di turbine è il vostro partner e dovrebbe interessarsi personalmente al vostro successo. Dopotutto, un cliente soddisfatto è un ottimo affare.
Data di pubblicazione: 24 maggio 2021
