Водената турбина, од кои најчести се турбините Каплан, Пелтон и Франсис, е голема ротациона машина која работи на претворање на кинетичката и потенцијалната енергија во хидроелектрична енергија. Овие современи еквиваленти на воденото тркало се користат повеќе од 135 години за индустриско производство на енергија, а во поново време и за производство на хидроенергија.
За што се користат водните турбини денес?
Денес, хидроенергијата придонесува за 16% од светското производство на електрична енергија. Во 19 век, водните турбини претежно се користеле за индустриска енергија пред електричните мрежи да станат широко распространети. Во моментов, тие се користат за производство на електрична енергија и може да се најдат во брани или области каде што има силен проток на вода.
Со брзото зголемување на глобалната побарувачка за енергија и фактори како што се климатските промени и осиромашувањето на фосилните горива, хидроелектричната енергија има потенцијал да има големо влијание како форма на зелена енергија на светско ниво. Со продолжувањето на потрагата по еколошки и чисти извори на енергија, Францис турбините би можеле да се покажат како многу популарно и сè повеќе прифатено решение во наредните години.
Како водните турбини произведуваат електрична енергија?
Притисокот на водата создаден од природно или вештачки течечка вода постои како извор на енергија за водните турбини. Оваа енергија се апсорбира и се претвора во хидроелектрична енергија. Хидроцентралата генерално ќе користи брана на активна река за складирање на вода. Водата потоа се ослободува постепено, течејќи низ турбината, ротирајќи ја и активирајќи генератор кој потоа произведува електрична енергија.
Колку се големи водните турбини?
Врз основа на притисокот под кој работат, водните турбини можат да се класифицираат на висок, среден и низок притисок. Хидроенергетските системи со низок притисок се поголеми, бидејќи водената турбина мора да биде голема за да се постигне висок проток, додека низ лопатките се применува низок притисок на водата. За возврат, хидроенергетските системи со висок притисок не бараат толку голем површински обем, бидејќи се користат за искористување на енергијата од извори на вода што се движат побрзо.
Табела што ја објаснува големината на различните делови од хидроенергетскиот систем, вклучувајќи ја и водената турбина
Табела што ја објаснува големината на различните делови од хидроенергетскиот систем, вклучувајќи ја и водената турбина
Подолу, ќе објасниме неколку примери на различни типови водни турбини што се користат за различни намени и притисок на водата.
Каплан турбина (притисок од 0-60 м)
Овие турбини се познати како аксијални реакциони турбини, бидејќи го менуваат притисокот на водата додека тече низ неа. Капланската турбина наликува на пропелер и има прилагодливи лопатки за да се максимизира ефикасноста во различни нивоа на вода и притисок.
Дијаграм на Капланова турбина
Пелтон турбина (притисок од 300m-1600m)
Пелтонската турбина - или Пелтоновото тркало - е позната како импулсна турбина, односно турбина која извлекува енергија од водата во движење. Оваа турбина е погодна за апликации со висок притисок, бидејќи бара голема количина на притисок на водата за да се примени сила врз кофите во облик на лажица и да се предизвика ротација на дискот и генерирање енергија.
Пелтонска турбина
Франсис турбина (притисок од 60м-300м)
Последната и најпозната водена турбина, Франсисовата турбина, сочинува 60% од светската хидроенергија. Работејќи како ударна и реактивна турбина што работи на среден притисок, Франсисовата турбина ги комбинира концептите на аксијален и радијален проток. Со ова, турбината ја пополнува празнината помеѓу турбините со висок и низок притисок, создавајќи поефикасен дизајн и предизвикувајќи ги денешните инженери дополнително да ја подобрат.
Поконкретно, Францис турбината работи така што водата тече низ спирално куќиште во (статични) водилки кои го контролираат протокот на водата кон (подвижните) лопатки на роторот. Водата го принудува роторот да ротира преку комбинираниот удар и реакција на силите, конечно излегувајќи од роторот преку цевка за влечење што го испушта протокот на вода во надворешната средина.
Како да изберам дизајн на водена турбина?
Изборот на оптимален дизајн на турбина честопати се сведува на едно нешто; количината на притисок и проток што ви се достапни. Откако ќе утврдите каков притисок на водата можете да искористите, можете да одлучите дали е подобар избор затворен „дизајн на реактивна турбина“ како што е Францис турбината или отворен „дизајн на импулсна турбина“, како што е Пелтон турбината.
Дијаграм на водна турбина
Конечно, можете да ја одредите потребната брзина на ротација на вашиот предложен електричен генератор.
Време на објавување: 15 јули 2022 година
