Hidroelektrinė energija išlieka vienu tvariausių ir plačiausiai naudojamų atsinaujinančios energijos šaltinių visame pasaulyje. Tarp įvairių turbinų technologijų Kaplano turbina ypač tinka mažo slėgio ir didelio srauto taikymams. Specializuota šios konstrukcijos versija – S tipo Kaplano turbina – sulaukė dėmesio dėl savo kompaktiškos konstrukcijos ir didelio efektyvumo mažose ir vidutinio dydžio hidroelektrinėse.
Kas yra S tipo Kaplan turbina?
S tipo Kaplan turbina yra horizontalios ašies tradicinės Kaplan turbinos variantas. Ji pavadinta pagal S formos vandens kanalą, kuris nukreipia srautą iš horizontalios krypties per spiralinį korpusą į turbinos sraigtą ir galiausiai išeina per traukos vamzdį. Ši S forma leidžia sukurti kompaktišką konstrukciją, kuriai reikia mažiau civilinės inžinerijos darbų, palyginti su vertikalios ašies įrenginiais.
Pati Kaplano turbina yra sraigtinio tipo turbina su reguliuojamomis mentėmis ir varteliais. Ši savybė leidžia jai išlaikyti aukštą efektyvumą esant įvairioms srauto sąlygoms ir vandens lygiams, todėl ji idealiai tinka upėms ir kanalams su kintamu srauto greičiu.
Projektavimas ir eksploatavimas
S tipo Kaplano turbininėje elektrinėje vanduo į turbiną patenka horizontaliai ir praeina pro reguliuojamas kreipiamąsias mentes (vartelius), kurios nukreipia srautą į tekėjimo bėgelį. Taip pat reguliuojamos tekėjimo bėgelio mentės yra optimizuojamos realiuoju laiku, kad reaguotų į kintančias vandens sąlygas. Šis dvigubas reguliavimas vadinamas „dvigubo reguliavimo“ sistema, kuri maksimaliai padidina efektyvumą.
Generatorius paprastai yra įmontuotas į lemputės arba duobės tipo korpusą, esantį toje pačioje horizontalioje ašyje kaip ir turbina. Dėl šios integruotos konstrukcijos visas įrenginys yra kompaktiškas, lengviau prižiūrimas ir tinkamas negiliems įrengimams.
S tipo Kaplan turbinų privalumai
Didelis efektyvumas mažo slėgio vietose: idealiai tinka 2–20 metrų slėgio vietoms ir dideliems srautams, todėl tinka upėms, drėkinimo kanalams ir upių nuotėkiams.
Kompaktiškas dizainas: horizontali orientacija ir minimalūs statybos darbai sumažina įrengimo išlaidas ir poveikį aplinkai.
Lankstus veikimas: dėl reguliuojamų bėgelių menčių ir kreipiamųjų menčių gali efektyviai veikti esant skirtingoms srauto sąlygoms.
Mažai priežiūros reikalaujantis: horizontalus išdėstymas leidžia lengviau pasiekti mechanines dalis, todėl sumažėja priežiūros laikas ir išlaidos.
Ekologiškas: dažnai naudojamas žuvims draugiškuose dizainuose ir aprūpintas funkcijomis, kurios sumažina ekologinį trikdymą.
Taikymai ir pavyzdžiai
S tipo Kaplan turbinos plačiai naudojamos mažuose ir vidutinio masto hidroelektrinių projektuose, ypač Europoje ir Azijoje. Jos populiarios modernizuojant senas malūnas ir užtvankas arba statant naujas upių nuotėkio elektrines. Daugelis gamintojų, įskaitant „Voith“, „Andritz“ ir „GE Renewable Energy“, gamina modulinius S tipo Kaplan įrenginius, pritaikytus skirtingoms vietos sąlygoms.
Išvada
S tipo Kaplan turbininė hidroelektrinė siūlo novatorišką ir efektyvų sprendimą elektros energijos gamybai esant mažam slėgiui. Dėl savo pritaikomos konstrukcijos, suderinamumo su aplinka ir ekonomiško įrengimo ji atlieka labai svarbų vaidmenį pasauliniame perėjime prie švarių ir atsinaujinančių energijos šaltinių.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 29 d.
