Vamzdinės turbinos: raktas į žemo slėgio hidroenergijos ateitį

Kadaise silpni vandens srautai tarp lygumų ir upių slėnių dabar vamzdinėmis turbinomis paverčiami švaria elektros energija.
Tarp hidroenergetikos įrangos vamzdinės turbinos, kaip pagrindinis mažo slėgio hidroenergijos išteklių plėtros ramstis, rodo vis platesnį pritaikymo potencialą. Mano šalis turi didžiulius mažo slėgio hidroenergijos išteklių, tinkamų vamzdinių turbinų plėtrai, rezervus. Apskaičiuota, kad maždaug 10 metrų aukščio ištekliai gali pagaminti daugiau nei 20 gigavatų. Kartu su daugiau nei 21 gigavatu išnaudojamos potvynių energijos tai sukuria didžiulę vamzdinių turbinų rinką.
01 Techniniai privalumai: efektyvus sprendimas mažo slėgio hidroenergijai
Kadangi vamzdinės turbinos yra horizontaliai išdėstytas įrenginys, kurio vandens srautas yra lygiagretus pagrindinei ašiai, jos pasižymi geresniu našumu esant mažam slėgiui.
Palyginti su vertikaliais agregatais, vamzdinės turbinos pasižymi žymiai didesniu energijos konversijos efektyvumu. Šio tipo turbina yra horizontaliai išdėstyta, su santykinai mažu iškasos gyliu, todėl reikia mažiau bendrų civilinės inžinerijos darbų ir gerokai sumažėja investicijos į civilinę inžineriją.
Be to, vamzdinė turbina yra dvigubo reguliavimo įrenginys. Jos energijos gamybos būseną kontroliuoja kreipiamosios mentės, kurios reguliuoja vandens srautą, ir sraigto mentės, kurios reguliuoja turbinos efektyvumą, taip užtikrindamos veikimą didžiausio efektyvumo diapazone.
3–20 metrų slėgio diapazone vamzdinės turbinos veikia ypač gerai, efektyviai išgaudamos mažo slėgio išteklius, kuriuos anksčiau buvo sunku ekonomiškai panaudoti. Vamzdinės turbinos tapo pageidaujamu pasirinkimu hidroenergetikai plėtoti žemiau 25 metrų.
02 Taikymo perspektyvos: nuo upių iki vandenynų
Kadangi vidutinio ir didelio slėgio hidroenergijos ištekliai vis labiau senka, vis svarbesnė tampa mažo slėgio išteklių plėtra, o vamzdinės turbinos turi didelį potencialą šioje srityje.
Mano šalis turtinga žemo slėgio hidroenergijos ištekliais, daugiausia esančiais ekonomiškai išsivysčiusiose ir tankiai apgyvendintose lygumose arba upių slėniuose. Šiose vietovėse vamzdinės turbinos gali atlikti visapusiškas panaudojimo funkcijas, tokias kaip elektros energijos gamyba, potvynių kontrolė ir laivyba, kartu prisidėdamos prie ekologinės aplinkos ir žemės išteklių apsaugos.
Pažymėtina, kad vamzdinės turbinos turi plačias taikymo galimybes potvynių ir atoslūgių energijos gamyboje. Vamzdinės siurblinės turbinos, tinkamos potvynių ir atoslūgių elektrinėms, reikalingos ne tik vienakrypčiam energijos generavimui ir pumpavimui, bet kartais ir dvikrypčiam energijos generavimui, pumpavimui ir išleidimui.
Tobulėjant „dvigubo anglies dioksido“ tikslams, tikimasi, kad naujos kartos vamzdinės turbinos, pasitelkus tokias technologines inovacijas kaip CFD optimizavimas ir išmanus valdymas, pasieks daugiau nei 2 % didesnį efektyvumą ir 30 % pailgins jų tarnavimo laiką.
03 Technologinė pažanga: nuo pasivijimo iki lyderystės
Mano šalis padarė didelę pažangą vamzdinių turbinų technologijų srityje. Siekdamos išspręsti tokias svarbias eksploatavimo problemas kaip mažas efektyvumas, dideli erozijos pažeidimai ir dideli sujungimo nuokrypiai, Kinijos tyrėjų komandos, beveik 30 metų bendradarbiaudamos su pramone, akademine bendruomene ir tyrėjais, atnaujino turbinų srauto komponentų projektavimo teoriją ir sukūrė išsamią ašinio srauto ir vamzdinių turbinų apsaugos nuo erozijos technologijų sistemą.
Konkretūs technologiniai proveržiai apima: visiškai trimačio bėgelio projektavimo metodo su rotacine inversija sukūrimą, siekiant integruoto bėgelio ir traukos vamzdžio dizaino; kavitacijos pradžios turbinose nustatymo metodo išradimą; ir sraigtinio tipo turbinų erozijos prevencijos technologinės sistemos sukūrimą.
Šie technologiniai pasiekimai sutrumpino elektrinių, kuriose debituoja didelis nuosėdų kiekis vandenyje, važiuoklės remonto ciklą nuo 2–3 metų iki maždaug 5 metų, o tai žymiai pagerino blokų ekonominį efektyvumą.
Mano šalyje sukurtų kelių hidraulinių vamzdinių turbinų modelių didžiausias efektyvumas viršijo 94 %. „Taocha“ vamzdinės turbinos modelis pasiekia 94,25 % efektyvumą – aukščiausią pasaulyje, taip pasiekdamas perėjimą nuo technologijų importo prie technologijų eksporto.