Ako rozpoznať kvalitu a trvanlivosť
Ako sme ukázali, hydroelektrický systém je jednoduchý aj zložitý zároveň. Koncepty vodnej energie sú jednoduché: všetko sa redukuje na tlak a prietok. Dobrý návrh si však vyžaduje pokročilé inžinierske zručnosti a spoľahlivá prevádzka si vyžaduje starostlivú konštrukciu s kvalitnými komponentmi.
Čo robí turbínový systém kvalitným
Predstavte si turbínový systém z hľadiska účinnosti a spoľahlivosti. V ideálnom svete by bola účinnosť 100 %. Všetka energia vo vode by sa premieňala na rotujúci hriadeľ. Neexistovali by žiadne turbulencie vzduchu ani vody a ani odpor ložísk. Obežné koleso by bolo dokonale vyvážené. Chýbali by známky straty energie – teplo, vibrácie a hluk. Samozrejme, dokonalá turbína by sa nikdy nepokazila ani by nevyžadovala údržbu.
Jemne opracované Peltonovo koleso
Kvalitné komponenty a starostlivé opracovanie majú veľký vplyv na účinnosť a spoľahlivosť turbíny.
Je zrejmé, že žiadny turbínový systém nikdy nedosiahne takýto stupeň dokonalosti. Je však dobré mať tieto ciele na pamäti, pretože lepšia účinnosť a spoľahlivosť sa premieta do vyššieho výkonu a nižších nákladov na watt. Tu je len niekoľko vecí, ktoré treba zvážiť pri výbere turbínového systému:
Turbínový bežec
Obežné koleso je srdcom turbíny. Tu sa vodná energia premieňa na rotačnú silu, ktorá poháňa generátor. Bez ohľadu na typ obežného kolesa sú jeho lopatky alebo lopatky zodpovedné za zachytenie čo najväčšieho množstva energie z vody. Zakrivenie každého povrchu, predného a zadného, určuje, ako sa voda bude pretlačovať, kým neodpadne. Majte tiež na pamäti, že každé dané obežné koleso bude fungovať najefektívnejšie pri konkrétnom spáde a prietoku. Obežné koleso by malo byť čo najpresnejšie prispôsobené charakteristikám vášho miesta.
Hľadajte celokovové žľaby s hladkými, leštenými povrchmi, aby sa eliminovali turbulencie vody a vzduchu. Jednodielne, starostlivo opracované žľaby zvyčajne bežia efektívnejšie a spoľahlivejšie ako tie, ktoré sú spojené skrutkami. Bronzovo-mangánové žľaby fungujú dobre pre malé systémy s čistou vodou a spádom až do výšky približne 150 metrov. Vysokopevnostné nerezové žľaby sú vynikajúce pre väčšie systémy alebo abrazívne vodné podmienky. Všetky žľaby by mali byť starostlivo vyvážené, aby sa minimalizovali vibrácie, čo je problém, ktorý nielen ovplyvňuje účinnosť, ale môže časom spôsobiť aj poškodenie.
Kryt turbíny
Kryt turbíny musí byť dobre skonštruovaný a pevný, pretože riadi sily pritekajúcej vody, ako aj výkon odtekajúceho hriadeľa. Okrem toho jeho tvar a rozmery majú významný vplyv na účinnosť. Zoberme si napríklad turbínu Peltonovho typu. Ako impulzná turbína je poháňaná jedným alebo viacerými prúdmi vody, ale otáča sa vo vzduchu. To znamená, že pri návrhu krytu je potrebné zohľadniť hydrodynamické aj aerodynamické sily. Musí minimalizovať odpor voči striekajúcej vode a plynulo odvádzať zvyškovú vodu, ale zároveň musí byť správne dimenzovaný a tvarovaný, aby sa minimalizovali straty spôsobené turbulenciami vzduchu. Podobne musia byť kryty pre vysokoprietokové konštrukcie, ako sú prietokové a Francisove turbíny, presne navrhnuté tak, aby plynule usmerňovali veľké objemy vody cez turbínu bez toho, aby spôsobovali turbulenčné oblasti.
Hľadajte hladko zvárané puzdro, ktoré je starostlivo zladené s vhodným obežným kolesom pre vaše miesto. Majte na pamäti, že vodné sily aj obežné koleso budú vytvárať značný krútiaci moment, takže materiál puzdra a všetkých spojovacích prvkov by mal byť odolný. Dosadacie plochy, ako sú príruby potrubí a prístupové kryty, by mali byť opracované plocho a bez únikov. Keďže voda podporuje hrdzavenie a koróziu, uistite sa, že všetky zraniteľné povrchy sú chránené vysoko kvalitným práškovým náterom alebo epoxidovou farbou. Všetky skrutky by mali byť z nehrdzavejúcej ocele.
Ďalšie úvahy o turbínach
Všetky povrchy, ktoré vedú vodu, môžu ovplyvniť účinnosť, od nasávania do potrubia až po obežnú dráhu, ktorá odvádza odpadovú vodu z vášho zdroja energie. Hľadajte hladké povrchy bez ostrých ohybov. Trysky a regulačné lopatky prietoku by mali byť jemne opracované bez viditeľných vlniek alebo jamiek.
Dôležitá je účinnosť, ale rovnako dôležitá je aj odolnosť a spoľahlivosť. Váš hydroelektrárenský projekt by mal dodávať čistú energiu bez prerušenia. Kvalita komponentov – a ich inštalácia – môže v nasledujúcich rokoch výrazne ovplyvniť kvalitu vášho života.
Pri návrhu a konštrukcii tesniacich systémov, materiálu hriadeľa a jeho obrábaní a všetkých súvisiacich komponentov hľadajte precízne spracovanie. Venujte zvláštnu pozornosť výberu a montáži ložísk; mali by sa otáčať hladko, bez škrípania alebo zasekávania.
Dodávateľ turbín
Pokiaľ ide o dodávateľov, skúsenosti sa nenahradia. Zatiaľ čo princípy vodnej energie sa dajú zvládnuť v interiéri, práve skúsenosti z reálneho sveta vás naučia o hlavných aj ťažkých aspektoch odvádzania vody z potoka, jej natlakovania a pretlačenia cez turbínu. Dodávateľ turbín s dlhoročnými skúsenosťami v teréne bude pre vás neoceniteľný pri navrhovaní a výstavbe vášho vodného systému.
Hľadajte skúseného dodávateľa, ktorý sa špecializuje na veľkosť a typ hydroelektrického systému, ktorý chcete postaviť. Dobrý dodávateľ s vami bude spolupracovať, počnúc meraniami spádu a prietoku, aby vám pomohol určiť správnu veľkosť potrubia, čistý spád, projektovaný prietok, špecifikácie turbíny, pohonný systém, generátor a systém riadenia záťaže. Mali by ste sa môcť spoľahnúť, že váš dodávateľ vám poskytne návrhy na optimalizáciu účinnosti a spoľahlivosti vrátane ich vplyvu na náklady a výkon.
Dobrý dodávateľ turbín je vaším partnerom a mal by mať osobný záujem o váš úspech. Spokojný zákazník je koniec koncov veľmi dobrý pre podnikanie.
Čas uverejnenia: 24. mája 2021
