Basiskennis van waterkrachtprojecten

Hoe herkent u kwaliteit en duurzaamheid?
Zoals we hebben aangetoond, is een waterkrachtsysteem zowel eenvoudig als complex. De concepten achter waterkracht zijn simpel: het draait allemaal om opvoerhoogte en debiet. Maar een goed ontwerp vereist geavanceerde technische vaardigheden, en een betrouwbare werking vereist een zorgvuldige constructie met hoogwaardige componenten.

Wat maakt een kwalitatief turbinesysteem?
Denk aan een turbinesysteem in termen van efficiëntie en betrouwbaarheid. In een ideale wereld zou de efficiëntie 100% zijn. Alle energie in het water zou worden omgezet in de roterende as. Er zou geen lucht- of waterturbulentie zijn, en geen weerstand van de lagers. De turbine zou perfect in balans zijn. De tekenen van energieverlies – hitte, trillingen en lawaai – zouden afwezig zijn. Natuurlijk zou de perfecte turbine ook nooit kapot gaan of onderhoud nodig hebben.

Fijn bewerkt Pelton-wiel
Hoogwaardige componenten en zorgvuldige bewerking maken een groot verschil in de efficiëntie en betrouwbaarheid van turbines.
Uiteraard zal geen enkel turbinesysteem ooit deze mate van perfectie bereiken. Maar het is goed om deze doelen in gedachten te houden, want een hogere efficiëntie en betrouwbaarheid vertalen zich in meer vermogen en lagere kosten per watt. Hier zijn slechts enkele punten om te overwegen bij het kiezen van een turbinesysteem:

Turbine Runner
De geleider is het hart van de turbine. Hier wordt de waterkracht omgezet in de rotatiekracht die de generator aandrijft. Ongeacht het type geleider zijn de schoepen of bladen verantwoordelijk voor het opvangen van zoveel mogelijk energie uit het water. De kromming van elk oppervlak, voor en achter, bepaalt hoe het water zich voortbeweegt totdat het wegvalt. Houd er ook rekening mee dat elke geleider het meest efficiënt presteert bij een specifieke opvoerhoogte en stroming. De geleider moet nauw aansluiten bij de kenmerken van uw locatie.
Zoek naar volledig metalen geleiders met gladde, gepolijste oppervlakken om water- en luchtturbulentie te elimineren. Uit één stuk vervaardigde, zorgvuldig bewerkte geleiders werken doorgaans efficiënter en betrouwbaarder dan geleiders die met bouten aan elkaar zijn bevestigd. Brons-mangaan geleiders werken goed voor kleine systemen met schoon water en opvoerhoogtes tot ongeveer 150 meter. Geleiders van roestvrij staal met hoge treksterkte zijn uitstekend geschikt voor grotere systemen of schurend water. Alle geleiders moeten zorgvuldig worden gebalanceerd om trillingen te minimaliseren, een probleem dat niet alleen de efficiëntie beïnvloedt, maar na verloop van tijd ook schade kan veroorzaken.

Turbinebehuizing
De turbinebehuizing moet degelijk gebouwd en stevig zijn, omdat deze de krachten van zowel het inkomende water als het uitgaande asvermogen beheert. Bovendien hebben de vorm en afmetingen een aanzienlijke invloed op de efficiëntie. Neem bijvoorbeeld een Pelton-turbine. Als impulsturbine wordt deze aangedreven door een of meer waterstralen, maar draait in de lucht. Dit betekent dat bij het ontwerp van de behuizing rekening moet worden gehouden met zowel hydrodynamische als aerodynamische krachten. De behuizing moet de weerstand tegen spatwater minimaliseren en het staartwater soepel afvoeren, maar ook de juiste afmetingen en vorm hebben om verliezen door luchtturbulentie te minimaliseren. Evenzo moeten behuizingen voor high-flow-ontwerpen zoals crossflow- en Francis-turbines nauwkeurig ontworpen zijn om grote hoeveelheden water soepel door de turbine te leiden zonder turbulentie te veroorzaken.
Zoek naar een gladgelaste behuizing die zorgvuldig is afgestemd op de juiste geleider voor uw locatie. Houd er rekening mee dat zowel de waterdruk als de geleider een aanzienlijke torsie zullen veroorzaken, dus het materiaal van de behuizing en alle fittingen moeten robuust zijn. Aansluitende oppervlakken, zoals buisflenzen en toegangsdeksels, moeten vlak en lekvrij zijn. Omdat water roest en corrosie bevordert, moet u ervoor zorgen dat alle kwetsbare oppervlakken worden beschermd met hoogwaardige poedercoating of epoxyverf. Alle bouten moeten van roestvrij staal zijn.

Andere turbine-overwegingen
Alle oppervlakken die water transporteren, kunnen de efficiëntie beïnvloeden, van de inlaat tot uw leiding en het racekanaal dat het water uit uw centrale afvoert. Zoek naar gladde oppervlakken zonder scherpe bochten. Jets en stroomregelvinnen moeten nauwkeurig bewerkt zijn, zonder zichtbare rimpelingen of putjes.
Efficiëntie is belangrijk, maar duurzaamheid en betrouwbaarheid net zo. Uw waterkrachtproject moet ononderbroken schone energie leveren. De kwaliteit van de componenten – en de installatie ervan – kan een groot verschil maken voor uw levenskwaliteit in de komende jaren.
Let op zorgvuldig vakmanschap bij het ontwerp en de constructie van afdichtingssystemen, het materiaal en de bewerking van de as, en alle bijbehorende componenten. Besteed bijzondere aandacht aan de selectie en montage van lagers; ze moeten soepel draaien, zonder te schuren of vast te lopen.

Turbineleverancier
Als het om leveranciers gaat, is er geen vervanging voor ervaring. Hoewel de principes van waterkracht binnenshuis kunnen worden geleerd, is het de praktijkervaring die zowel de voor- als nadelen leert van het afleiden van water uit een beek, het onder druk zetten ervan en het door een turbine persen. Een turbineleverancier met jarenlange praktijkervaring is van onschatbare waarde voor u bij het ontwerpen en bouwen van uw waterkrachtcentrale.
Zoek een ervaren leverancier die gespecialiseerd is in de grootte en het type waterkrachtcentrale dat u wilt bouwen. Een goede leverancier werkt met u samen, te beginnen met het meten van opvoerhoogte en debiet, om u te helpen bij het bepalen van de juiste leidingdiameter, netto opvoerhoogte, ontwerpdebiet, turbinespecificaties, aandrijfsysteem, generator en lastbeheersysteem. U kunt erop rekenen dat uw leverancier suggesties doet voor het optimaliseren van efficiëntie en betrouwbaarheid, inclusief de effecten hiervan op kosten versus prestaties.
Een goede turbineleverancier is uw partner en zou zich persoonlijk betrokken moeten voelen bij uw succes. Een tevreden klant is immers zeer goed voor de zaken.