Эң кеңири таралгандары Каплан, Пелтон жана Фрэнсис турбиналары болгон суу турбинасы - бул кинетикалык жана потенциалдык энергияны гидроэнергияга айландыруу үчүн иштеген чоң айланма машина. Суу дөңгөлөгүнүн бул заманбап эквиваленттери 135 жылдан ашык убакыттан бери өнөр жайлык электр энергиясын өндүрүүдө, ал эми жакында эле гидроэнергия энергиясын өндүрүүдө колдонулуп келет.
Бүгүнкү күндө суу турбиналары эмне үчүн колдонулат?
Бүгүнкү күндө гидроэнергетика дүйнөлүк электр энергиясын өндүрүүнүн 16% түзөт. 19-кылымда электр тармактары кеңири тарала электе суу турбиналары негизинен өнөр жай энергиясы үчүн колдонулган. Учурда алар электр энергиясын өндүрүү үчүн колдонулат жана дамбаларда же катуу суу агымы болгон жерлерде кездешет.
Дүйнөлүк энергияга болгон суроо-талаптын тездик менен өсүшү жана климаттын өзгөрүшү жана казылып алынган отундун азайышы сыяктуу факторлор менен гидроэнергетика дүйнө жүзү боюнча жашыл энергиянын бир түрү катары чоң таасирин тийгизиши мүмкүн. Экологиялык жактан таза жана таза энергия булактарын издөө уланып жаткандыктан, Фрэнсис турбиналары алдыдагы жылдары абдан популярдуу жана барган сайын кеңири колдонулуп келе жаткан чечим болуп калышы мүмкүн.
Суу турбиналары кантип электр энергиясын өндүрөт?
Суу турбиналары үчүн энергия булагы катары табигый же жасалма жол менен агып жаткан суудан пайда болгон суунун басымы бар. Бул энергия кармалып, гидроэлектростанцияга айланат. Гидроэлектростанция, адатта, сууну сактоо үчүн активдүү дарыядагы дамбаны колдонот. Андан кийин суу этап-этабы менен бошотулуп, турбина аркылуу агып, аны айлантып, андан кийин электр энергиясын өндүргөн генераторду иштетет.
Суу турбиналарынын көлөмү канчалык?
Суу турбиналары иштеген басымына жараша жогорку, орто жана төмөнкү басымга бөлүнүшү мүмкүн. Төмөнкү басымдагы гидроэнергетикалык системалар чоңураак, анткени суу турбинасы жогорку агым ылдамдыгына жетүү үчүн чоң болушу керек, ал эми калактарга төмөн суу басымы колдонулат. Өз кезегинде, жогорку басымдагы гидроэнергетикалык системалар үчүн мындай чоң беттик айлананын кереги жок, анткени алар тез кыймылдаган суу булактарынан энергия алуу үчүн колдонулат.
Суу турбинасын кошо алганда, гидроэнергетикалык системанын ар кандай бөлүктөрүнүн өлчөмүн түшүндүргөн диаграмма
Суу турбинасын кошо алганда, гидроэнергетикалык системанын ар кандай бөлүктөрүнүн өлчөмүн түшүндүргөн диаграмма
Төмөндө биз ар кандай колдонмолор жана суунун басымы үчүн колдонулган ар кандай типтеги суу турбиналарынын бир нече мисалдарын түшүндүрөбүз.
Каплан турбинасы (0-60 м басымдуу баш)
Бул турбиналар октук агым реакциясынын турбинасы деп аталат, анткени алар суунун агып өтүүсүндөгү басымын өзгөртөт. Каплан турбинасы пропеллерге окшош жана суунун жана басымдын ар кандай деңгээлдеринде натыйжалуулукту максималдуу түрдө жогорулатуу үчүн жөнгө салынуучу бычактарга ээ.
Каплан турбинасынын схемасы
Пелтон турбинасы (300м-1600м басымдуу башы)
Пельтон турбинасы — же Пельтон дөңгөлөгү — импульстук турбина катары белгилүү, анткени ал кыймылдагы суудан энергия алат. Бул турбина жогорку басымдагы колдонууларга ылайыктуу, анткени ал кашык сымал чакаларга күч колдонуу жана дисктин айланышын жана энергия өндүрүүсүн шарттоо үчүн суунун жогорку басымын талап кылат.
Пелтон турбинасы
Фрэнсис турбинасы (60м-300м басымдуу башы)
Акыркы жана эң белгилүү суу турбинасы, Фрэнсис турбинасы, дүйнөдөгү гидроэнергетиканын 60% түзөт. Орточо басымда иштеген сокку жана реакция турбинасы катары иштеген Фрэнсис турбинасы октук жана радиалдык агым түшүнүктөрүн айкалыштырат. Муну менен турбина жогорку жана төмөнкү басымдагы турбиналардын ортосундагы боштукту толтуруп, натыйжалуураак дизайнды түзөт жана бүгүнкү күндөгү инженерлерге аны андан ары өркүндөтүү тапшырмасын берет.
Тактап айтканда, Фрэнсис турбинасы спираль корпус аркылуу суунун (кыймылдуу) чуркоочу калактарга карай агымын башкарган (статикалык) жетектөөчү калактарга агып кириши менен иштейт. Суу чуркоочуну күчтөрдүн айкалышкан соккусу жана реакциясы аркылуу айланууга мажбурлайт, акырында чуркоочудан суу агымын тышкы чөйрөгө агызуучу тартуу түтүгү аркылуу чыгат.
Суу турбинасынын дизайнын кантип тандоо керек?
Оптималдуу турбинанын дизайнын тандоо көп учурда бир нерсеге байланыштуу болот; сиз үчүн жеткиликтүү болгон басымдын көлөмү жана агым ылдамдыгы. Кандай суу басымын колдоно алаарыңызды аныктагандан кийин, сиз Фрэнсис турбинасы сыяктуу жабык "реакция турбинасы" же Пельтон турбинасы сыяктуу ачык "импульстук турбинанын дизайны" жакшыраак туура келерин чече аласыз.
Суу турбинасынын схемасы
Акырында, сиз сунуштаган электр генераторуңуздун айлануу ылдамдыгын аныктай аласыз.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 15-июлу
