A turbina hidráulica é um tipo de turbina hidráulica em máquinas de fluidos. Já por volta de 100 a.C., o protótipo da turbina hidráulica – a turbina hidráulica – surgiu. Naquela época, sua principal função era acionar máquinas para processamento de grãos e irrigação. A turbina hidráulica, como um dispositivo mecânico acionado pelo fluxo de água, evoluiu para a turbina hidráulica atual, e seu escopo de aplicação também foi expandido. Então, onde as turbinas hidráulicas modernas são principalmente utilizadas?
A turbina hidráulica é usada principalmente em usinas hidrelétricas reversíveis. Quando a carga do sistema é menor que a carga básica, ela pode ser usada como uma bomba d'água para usar o excesso de capacidade de geração de energia para bombear água do reservatório a jusante para o reservatório a montante e armazenar energia na forma de energia potencial; quando a carga do sistema é maior que a carga básica, ela pode ser usada como uma turbina hidráulica para gerar eletricidade e ajustar a carga de pico. Portanto, uma usina hidrelétrica reversível pura não pode aumentar a potência do sistema, mas pode melhorar a economia operacional das unidades de geração de energia térmica e melhorar a eficiência geral do sistema. Desde a década de 1950, as unidades hidrelétricas reversíveis têm sido amplamente valorizadas e desenvolvidas rapidamente em todo o mundo.
As unidades de armazenamento bombeado desenvolvidas em estágio inicial ou com alta queda d'água adotam, em sua maioria, o tipo de três máquinas, ou seja, são compostas por um motor gerador, uma turbina hidráulica e uma bomba d'água em série. Sua vantagem é que a turbina hidráulica e a bomba d'água são projetadas separadamente, o que pode proporcionar alta eficiência, e o sentido de rotação da unidade é o mesmo durante a geração e o bombeamento, permitindo a rápida conversão de geração de energia para bombeamento, ou de bombeamento para geração de energia. Ao mesmo tempo, a turbina pode ser usada para dar partida na unidade. Suas desvantagens são o alto custo e o alto investimento na usina.
As pás do rotor da turbina da bomba de fluxo inclinado podem girar e ainda apresentar bom desempenho operacional quando a carga e a altura manométrica variam. No entanto, limitada pelas características hidráulicas e pela resistência do material, sua altura manométrica máxima era de apenas 136,2 m no início da década de 1980 (usina elétrica Kogen nº 1 no Japão). Para alturas manométricas maiores, são necessárias turbinas-bomba Francis.
A usina hidrelétrica reversível é equipada com reservatórios superior e inferior. Sob a condição de armazenar a mesma energia, o aumento da altura manométrica pode reduzir a capacidade de armazenamento, aumentar a velocidade da unidade e reduzir o custo do projeto. Portanto, usinas hidrelétricas com altura manométrica acima de 300 metros estão se desenvolvendo rapidamente. A turbina bomba Francis com a maior altura manométrica do mundo está instalada na usina hidrelétrica de Beinabashta, na Iugoslávia. Sua potência unitária é de 315 MW e a altura manométrica da turbina é de 600,3 metros; a bomba tem uma altura manométrica de 623,1 m e uma velocidade de rotação de 428,6 R/min. Foi colocada em operação em 1977. Desde o século XX, as usinas hidrelétricas vêm se desenvolvendo em direção a parâmetros elevados e grande capacidade. Com o aumento da capacidade de fogo no sistema elétrico e o desenvolvimento da energia nuclear, a fim de resolver o problema do corte razoável de picos, países em todo o mundo estão construindo ativamente usinas hidrelétricas reversíveis, além de desenvolver ou expandir vigorosamente usinas de grande porte em grandes sistemas hídricos. Portanto, as turbinas de bomba se desenvolveram rapidamente.
Como uma máquina geradora de energia que converte a energia do fluxo de água em energia mecânica rotativa, a turbina hidráulica é uma parte indispensável de um conjunto gerador de turbina hidráulica. Atualmente, a questão da proteção ambiental está se tornando cada vez mais grave. A energia hidrelétrica, um método de geração de energia que utiliza energia limpa, está aumentando sua aplicação e divulgação. Para aproveitar ao máximo os diversos recursos hidráulicos, marés, rios planos com baixa queda d'água e até mesmo ondas também têm atraído ampla atenção, o que levou ao rápido desenvolvimento de turbinas tubulares e outras unidades de pequeno porte.
Horário da publicação: 06/04/2022
