העיקרון והיקף היישום של טורבינת מים

טורבינת המים היא מכונות טורבו במכונות הנוזליות.כבר בסביבות שנת 100 לפני הספירה נולד אב הטיפוס של טורבינת המים, גלגל המים.באותה תקופה, התפקיד העיקרי היה להניע מכונות לעיבוד תבואה והשקיה.גלגל המים, כמכשיר מכני המשתמש בזרימת מים ככוח, התפתח לטורבינת המים הנוכחית, וגם היקף היישום שלו הורחב.אז איפה משתמשים בעיקר בטורבינות מים מודרניות?
טורבינות משמשות בעיקר בתחנות כוח אגירה שאובה.כאשר העומס של מערכת החשמל נמוך מהעומס הבסיסי, ניתן להשתמש בה כמשאבת מים כדי להשתמש ביכולת ייצור החשמל העודפת לשאיבת מים מהמאגר במורד הזרם למאגר במעלה הזרם כדי לאגור אנרגיה בצורה של אנרגיה פוטנציאלית;כאשר עומס המערכת גבוה מהעומס הבסיסי, ניתן להשתמש בה כטורבינה הידראולית, מייצרת חשמל כדי לווסת עומסי שיא.לכן, תחנת כוח האגירה השאובה הטהורה אינה יכולה להגביר את הספק של מערכת החשמל, אך היא יכולה לשפר את משק התפעול של יחידות ייצור חשמל תרמי ולשפר את היעילות הכוללת של מערכת החשמל.מאז שנות ה-50, יחידות אחסון שאובות זכו להערכה רבה והתפתחו במהירות במדינות ברחבי העולם.

רוב יחידות האגירה השאובה שפותחו בשלב מוקדם או עם ראש מים גבוה מאמצות את סוג שלוש המכונות, כלומר מורכבות ממנוע גנרטור, טורבינת מים ומשאבת מים בסדרה.היתרון שלו הוא שהטורבינה ומשאבת המים מתוכננות בנפרד, שלכל אחת מהן יכולות להיות יעילות גבוהה יותר, והיחידה מסתובבת באותו כיוון בעת ​​הפקת חשמל ושאיבת מים, ויכולה להמיר במהירות מייצור חשמל לשאיבה, או משאיבה ל ייצור חשמל.במקביל, ניתן להשתמש בטורבינה כדי להפעיל את היחידה.החיסרון שלו הוא שהעלות גבוהה וההשקעה בתחנת הכוח גדולה.
ניתן לסובב את הלהבים של הרץ של טורבינת משאבת הזרימה האלכסונית, ועדיין יש לה ביצועי פעולה טובים כאשר ראש המים והעומס משתנים.עם זאת, בשל מגבלת המאפיינים ההידראוליים וחוזק החומר, בתחילת שנות ה-80, ראש הרשת שלו היה רק ​​136.2 מטר.(תחנת הכוח הראשונה של Takagen ביפן).עבור ראשים גבוהים יותר, נדרשות טורבינות משאבת פרנסיס.
לתחנת כוח האגירה השאובה יש מאגרים עליונים ותחתונים.בתנאי של אחסון אותה אנרגיה, הגדלת המעלית יכולה להפחית את קיבולת האחסון, להגביר את מהירות היחידה ולהפחית את עלות הפרויקט.לכן, תחנת הכוח לאחסון אנרגיה עם ראש גבוה מעל 300 מטר התפתחה במהירות.טורבינת המשאבה של פרנסיס בעלת ראש המים הגבוה ביותר בעולם מותקנת בתחנת הכוח באינה באסטה ביוגוסלביה.שנה לפעולה.מאז המאה ה-20 מתפתחות יחידות כוח הידרו בכיוון של פרמטרים גבוהים וקיבולת גדולה.עם הגדלת קיבולת הכוח התרמית במערכת החשמל ופיתוח הכוח הגרעיני, על מנת לפתור את בעיית ויסות שיא סביר, בנוסף לפיתוח נמרץ או הרחבת תחנות כוח בקנה מידה גדול במערכות מים מרכזיות, מדינות ברחבי העולם בונים באופן פעיל תחנות כוח לאחסון שאוב, וכתוצאה מכך לפיתוח מהיר של טורבינות משאבה.

כמכונת כוח הממירה את אנרגיית זרימת המים לאנרגיה מכנית מסתובבת, טורבינת הידרו היא חלק הכרחי ממערכת הידרו-גנרטורים.בימינו, בעיית השמירה על הסביבה הולכת ונעשית חמורה יותר והולכת וגוברת היישום והקידום של כוח הידרו, העושה שימוש באנרגיה נקייה.על מנת לעשות שימוש מלא במשאבים הידראוליים שונים, גם גאות ושפל, נהרות רגילים עם ירידה נמוכה מאוד ואפילו גלים משכו תשומת לב רחבה, וכתוצאה מכך התפתחה המהירה של טורבינות צינוריות ויחידות קטנות אחרות.