Turbina hidraulică este o turbomașină din cadrul mașinilor cu fluide. Încă din jurul anului 100 î.Hr., a luat naștere prototipul turbinei hidraulice, roata hidraulică. La acea vreme, funcția principală era de a acționa utilaje pentru prelucrarea cerealelor și irigații. Roata hidraulică, ca dispozitiv mecanic care folosește fluxul de apă ca energie, s-a dezvoltat în turbina hidraulică actuală, iar domeniul său de aplicare a fost, de asemenea, extins. Așadar, unde sunt utilizate în principal turbinele hidraulice moderne?
Turbinele sunt utilizate în principal în centralele electrice cu acumulare prin pompare. Atunci când sarcina sistemului energetic este mai mică decât sarcina de bază, acestea pot fi utilizate ca pompe de apă pentru a utiliza capacitatea de generare a energiei în exces pentru a pompa apa din rezervorul din aval către rezervorul din amonte pentru a stoca energie sub formă de energie potențială; atunci când sarcina sistemului este mai mare decât sarcina de bază, acestea pot fi utilizate ca turbine hidraulice, generând electricitate pentru a regla sarcinile de vârf. Prin urmare, centralele electrice cu acumulare prin pompare pură nu pot crește puterea sistemului energetic, dar pot îmbunătăți economia de funcționare a unităților de generare a energiei termice și pot îmbunătăți eficiența generală a sistemului energetic. Încă din anii 1950, unitățile de acumulare prin pompare au fost apreciate pe scară largă și s-au dezvoltat rapid în țările din întreaga lume.
Majoritatea unităților de acumulare prin pompare dezvoltate în stadiu incipient sau cu înălțime mare a apei adoptă tipul cu trei mașini, adică sunt compuse dintr-un motor generator, o turbină de apă și o pompă de apă în serie. Avantajul lor este că turbina și pompa de apă sunt proiectate separat, ceea ce poate avea fiecare o eficiență mai mare, iar unitatea se rotește în aceeași direcție atunci când generează energie electrică și pompează apă și poate converti rapid de la generarea de energie la pompare sau de la pompare la generarea de energie. În același timp, turbina poate fi utilizată pentru a porni unitatea. Dezavantajul său este costul ridicat și investiția mare în centrala electrică.
Palele turbinei pompei cu flux oblic pot fi rotite, iar aceasta are în continuare performanțe bune de funcționare atunci când înălțimea apei și sarcina se modifică. Cu toate acestea, din cauza limitărilor caracteristicilor hidraulice și a rezistenței materialelor, la începutul anilor 1980, înălțimea netă a acesteia era de doar 136,2 metri. (Prima centrală electrică Takagen din Japonia). Pentru înălțimi mai mari, sunt necesare turbine pompe Francis.
Centrala electrică cu acumulare prin pompare are rezervoare superioare și inferioare. În condițiile stocării aceleiași energii, creșterea înălțimii poate reduce capacitatea de stocare, crește viteza unității și reduce costul proiectului. Prin urmare, centrala electrică cu acumulare de energie cu înălțime mare, peste 300 de metri, s-a dezvoltat rapid. Turbina-pompă Francis, cu cea mai mare înălțime de apă din lume, este instalată în Centrala Electrică Baina Basta din Iugoslavia, de un an încoace. Încă din secolul al XX-lea, unitățile hidroelectrice s-au dezvoltat în direcția unor parametri înalți și a unei capacități mari. Odată cu creșterea capacității de producție a energiei termice în sistemul energetic și dezvoltarea energiei nucleare, pentru a rezolva problema reglării rezonabile a vârfurilor, pe lângă dezvoltarea sau extinderea viguroasă a centralelor electrice la scară largă în sistemele majore de apă, țările din întreaga lume construiesc activ centrale electrice cu acumulare prin pompare, ceea ce duce la dezvoltarea rapidă a turbinelor-pompă.
Fiind o mașină electrică ce transformă energia curgerii apei în energie mecanică rotativă, o hidroturbină este o parte indispensabilă a unui grup hidrogenerator. În zilele noastre, problema protecției mediului devine din ce în ce mai serioasă, iar aplicarea și promovarea energiei hidroelectrice, care utilizează energie curată, este în creștere. Pentru a utiliza pe deplin diverse resurse hidraulice, mareele, râurile de câmpie cu căderi de nivel foarte mici și chiar valurile au atras, de asemenea, o atenție largă, rezultând în dezvoltarea rapidă a turbinelor tubulare și a altor unități mici.
Data publicării: 23 martie 2022
