Eng Waasserturbin, mat de Kaplan-, Pelton- a Francis-Turbinnen déi heefegst, ass eng grouss rotativ Maschinn, déi kinetesch an potenziell Energie an Hydroelektrizitéit ëmwandelt. Dës modern Equivalente vum Waasserrad gi scho méi wéi 135 Joer fir d'industriell Energieproduktioun a méi rezent fir d'Waasserkraaftproduktioun benotzt.
Fir wat gi Waasserturbinen hautdesdaags benotzt?
Hautdesdaags dréit Waasserkraaft zu 16% vun der weltwäiter Energieproduktioun bäi. Am 19. Joerhonnert goufen Waasserturbinnen haaptsächlech fir industriell Energie benotzt, ier d'Stroumnetzer wäit verbreet goufen. Hautdesdaags gi se fir d'Erzeugung vun elektrescher Energie benotzt a kënnen an Dämmen oder Gebidder fonnt ginn, wou et zu staarke Waasserstroum kënnt.
Mat dem rapiden Opschwong vum weltwäite Energiebedarf a Faktoren wéi dem Klimawandel an dem Ofbau vu fossile Brennstoffer huet d'Waasserkraaft de Potenzial, e groussen Impakt als Form vu grénger Energie op weltwäitem Niveau ze hunn. Well d'Sich no ëmweltfrëndleche a proppere Stroumquellen weidergeet, kéinte Francis-Turbinnen an de kommende Joren eng ganz populär a ëmmer méi adoptéiert Léisung sinn.
Wéi generéiere Waasserturbinnen Stroum?
Waasserdrock, deen duerch natierlecht oder künstlech fléissend Waasser entsteet, déngt als Energiequell fir Waasserturbinnen. Dës Energie gëtt agefaange an a Waasserkraaft ëmgewandelt. E Waasserkraaftwierk benotzt normalerweis en Damm op engem aktiven Floss fir Waasser ze späicheren. D'Waasser gëtt dann a Schrëtt fräigesat, fléisst duerch d'Turbin, rotéiert se an aktivéiert e Generator, deen dann Stroum produzéiert.
Wéi grouss sinn Waasserturbinen?
Jee no der Dréihöft, ënner där se funktionéieren, kënne Waasserturbinne a grouss, mëttel a kleng Dréihöft agedeelt ginn. Waasserkraaftwierker mat klenger Dréihöft si méi grouss, well d'Waasserturbinn grouss muss sinn, fir eng héich Duerchflussquote z'erreechen, während e klenge Waasserdrock op d'Blieder ugewannt gëtt. Waasserkraaftwierker mat héijer Dréihöft brauchen dogéint keen esou groussen Uewerflächenëmfang, well se benotzt gi fir Energie aus méi séier fléissende Waasserquellen ze notzen.
Tabelle déi d'Gréisst vun de verschiddenen Deeler vum Waasserkraaftwierk erkläert, dorënner d'Waasserturbin
Eng Tabelle déi d'Gréisst vun den ënnerschiddlechen Deeler vum Waasserkraaftwierk erkläert, dorënner d'Waasserturbin
Hei ënnendrënner erkläre mir e puer Beispiller vu verschiddenen Zorte vu Waasserturbinnen, déi fir verschidden Uwendungen a Waasserdrock benotzt ginn.
Kaplan-Turbin (0-60m Drockhéicht)
Dës Turbinne sinn als Axialstroumreaktiounsturbinne bekannt, well se den Drock vum Waasser änneren, wann et duerch si fléisst. D'Kaplan-Turbinn gläicht enger Propeller a weist verstellbar Blieder op, fir d'Effizienz iwwer eng Rei vu Waasser- an Drockniveauen ze maximéieren.
En Diagramm vun enger Kaplan-Turbin
Pelton-Turbin (300m-1600m Drockhéicht)
D'Pelton-Turbin – oder Pelton-Rad – ass bekannt als Impulsturbin, well se Energie aus fléissendem Waasser extrahéiert. Dës Turbin ass fir Uwendungen mat héijer Dréihöffnung gëeegent, well se en héije Waasserdrock brauch, fir Kraaft op déi läffelfërmeg Eemer auszeüben, an d'Scheif sech ze rotéieren a Stroum ze generéieren.
Pelton-Turbin
Francis-Turbin (Drockhéicht 60m-300m)
Déi lescht a bekanntst Waasserturbin, d'Francis-Turbin, stellt 60% vun der weltwäiter Waasserkraaft duer. Als Impakt- a Reaktiounsturbin, déi mat enger mëttlerer Dréihöft funktionéiert, kombinéiert d'Francis-Turbin axial a radial Stroumkonzepter. Doduerch fëllt d'Turbin d'Lück tëscht Turbinnen mat héijer an niddreger Dréihöft, wat en méi effizienten Design erstellt an d'Ingenieuren haut erausfuerdert, en weider ze verbesseren.
Méi spezifesch funktionéiert eng Francis-Turbinn doduerch, datt Waasser duerch e Spiralgehäuse a (statesch) Féierungsschienen fléisst, déi de Waasserstroum Richtung (beweegleche) Läiferbladen kontrolléieren. D'Waasser forcéiert de Läifer duerch de kombinéierten Impakt a Reaktioun vu Kräften ze rotéieren, ier en schliisslech de Läifer duerch e Loftzuchsrouer verléisst, deen de Waasserstroum an d'Ëmwelt ofgëtt.
Wéi wielen ech en Design fir eng Waasserturbin?
D'Wiel vum optimalen Turbinendesign hänkt dacks vun enger Saach of: d'Héicht vum Waasserdrock an den Duerchfluss, déi Iech zougänglech sinn. Soubal Dir festgestallt hutt, wéi eng Zort Waasserdrock Dir notze kënnt, kënnt Dir entscheeden, ob en zouenen "Reaktiounsturbinendesign" wéi d'Francis-Turbin oder en oppenen "Impulsturbinendesign", wéi d'Pelton-Turbin, besser passt.
Waasserturbinendiagramm
Schlussendlech kënnt Dir déi néideg Rotatiounsgeschwindegkeet vun Ärem proposéierten elektresche Generator festleeën.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 15. Juli 2022
