טורבינות צינוריות: המפתח לפתיחת עתיד הכוח ההידרואלקטרי בעל גובה ראש נמוך

זרימת המים, שהייתה בעבר חלשה בין מישורים ועמקי נהרות, מומרת כעת לחשמל נקי באמצעות טורבינות צינוריות.
מבין ציוד הכוח הידרואלקטרי, טורבינות צינוריות, כעמוד התווך לפיתוח משאבי כוח הידרואלקטרי בעלי גובה הצפה נמוך, מציגות פוטנציאל יישום הולך וגובר. לארצי יש עתודות עצומות של משאבי כוח הידרואלקטרי בעלי גובה הצפה נמוך המתאימים לפיתוח טורבינות צינוריות. משאבים בעלי גובה הצפה של כ-10 מטרים מוערכים כייצבו מעל 20 ג'יגה-וואט. בשילוב עם מעל 21 ג'יגה-וואט של אנרגיית גאות ושפל ניתנת לניצול, זה מספק שוק עצום לטורבינות צינוריות.
01 יתרונות טכניים: פתרון יעיל לאנרגיה הידרואלקטרית בעלת גובה קדמי נמוך
כיחידה המסודרת אופקית עם זרימת מים במקביל לציר הראשי, טורבינות צינוריות מפגינות ביצועים מעולים בתנאי גובה ראש נמוך.
בהשוואה ליחידות אנכיות, טורבינות צינוריות מציעות יעילות המרת אנרגיה גבוהה משמעותית. טורבינה מסוג זה מסודרת אופקית, עם עומק חפירה נמוך יחסית, וכתוצאה מכך נדרשת פחות עבודות הנדסה אזרחית כוללות ומפחיתה משמעותית את ההשקעה בהנדסה אזרחית.
יתר על כן, הטורבינה הצינורית היא יחידה בעלת יכולת ויסות כפולה. מצב ייצור החשמל שלה נשלט על ידי להבי הנחיה, המכוונים את קצב זרימת המים, ועל ידי להבי מדחף, המכוונים את יעילות הטורבינה, ובכך מבטיחים פעולה בטווח היעילות הגבוה ביותר.
בטווח עומק של 3-20 מטר, טורבינות צינוריות מתפקדות היטב במיוחד, ומפתחות ביעילות משאבים בעלי עומק נמוך שבעבר היו קשים לניצול כלכלי. בפרט, טורבינות צינוריות הפכו לבחירה המועדפת לפיתוח אנרגיה הידרואלקטרית מתחת ל-25 מטר.
02 אפשרויות יישום: מנהרות לאוקיינוסים
ככל שמשאבי אנרגיה הידרואלקטרית בעלי גובה הצפה בינוני וגבוה הולכים ומתדלדלים, פיתוח משאבים בעלי גובה הצפה נמוך הופך לחשוב יותר ויותר, ולטורבינות צינוריות יש פוטנציאל גדול בתחום זה.
ארצי עשירה במשאבי אנרגיה הידרואלקטרית בעלי גובה מים נמוך, הממוקמים בעיקר במישורים או עמקי נהרות מפותחים כלכלית וצפופי אוכלוסין. באזורים אלה, טורבינות צינוריות יכולות להשיג פונקציות ניצול מקיפות כגון ייצור חשמל, בקרת שיטפונות וספנות, תוך תרומה להגנה על הסביבה האקולוגית ומשאבי הקרקע.
ראוי לציין, שלטורבינות צינוריות יש פוטנציאל יישום רחב בייצור אנרגיה מגאות ושפל. טורבינות משאבה צינוריות המתאימות לתחנות כוח מגאות ושפל נדרשות לא רק כדי לספק ייצור חשמל חד כיווני ושאיבה, אלא לעיתים גם כדי לספק ייצור חשמל דו כיווני, שאיבה ופריקה.
עם התקדמות יעדי "הפחמן הכפול", הדור החדש של טורבינות צינוריות, באמצעות חידושים טכנולוגיים כגון אופטימיזציה של CFD ובקרה חכמה, צפוי להשיג שיפורי יעילות של מעל 2% והארכת תוחלת חיים של 30%.
03 התקדמות טכנולוגית: מהשלמת פערים להובלה
ארצי עשתה התקדמות משמעותית בטכנולוגיית טורבינות צינוריות. כדי להתמודד עם בעיות תפעוליות בולטות כגון יעילות נמוכה, נזקי שחיקה חמורים וסטיות צימוד גדולות, צוותי מחקר סיניים, במהלך כמעט 30 שנות מחקר משותף בין התעשייה, האקדמיה והמחקר, חידשו את תורת התכנון של רכיבי זרימת הטורבינות והקימו מערכת טכנולוגית מקיפה נגד שחיקה עבור טורבינות זרימה צירית וצינוריות.
פריצות דרך טכנולוגיות ספציפיות כוללות: חלוצות בשיטת תכנון תלת-ממדית מלאה של צינור זרם עם היפוך סיבובי, השגת תכנון משולב של צינור זרם וצינור זרם; המצאת שיטה לזיהוי תחילת קוויטציה בטורבינות; ופיתוח מערכת טכנולוגית למניעת שחיקה של טורבינות מסוג מדחף.
הישגים טכנולוגיים אלה קיצרו את מחזור שיפוץ הצינורות בתחנות כוח עם זרימת מים בעלת תכולת משקעים גבוהה מ-2-3 שנים לכ-5 שנים, ובכך שיפרו משמעותית את היעילות הכלכלית של היחידות.
היעילות הגבוהה ביותר של מספר דגמים הידראוליים של טורבינות צינוריות שפותחו במדינתי עברה את ה-94%. דגם הטורבינה הצינורית טאוצ'ה משיג יעילות של 94.25%, הגבוהה בעולם, ומשיג מעבר מייבוא ​​טכנולוגיה לייצוא טכנולוגיה.