Peltonova turbina (prevedeno tudi: Peltonovo vodno kolo ali Bourdainova turbina, angleško: Peltonovo kolo ali Peltonova turbina) je vrsta udarne turbine, ki jo je razvil ameriški izumitelj Lester W. Razvil jo je Alan Pelton. Peltonove turbine uporabljajo vodo za pretok in udarjanje v vodno kolo za pridobivanje energije, kar se razlikuje od tradicionalnega vodnega kolesa z vbrizgom navzgor, ki ga poganja sama teža vode. Pred objavo Peltonove zasnove je obstajalo več različnih različic udarne turbine, vendar so bile manj učinkovite od Peltonove zasnove. Ko voda zapusti vodno kolo, ima običajno še vedno hitrost, kar zapravlja veliko kinetične energije vodnega kolesa. Peltonova geometrija lopatice je taka, da rotor zapusti rotor le z zelo nizko hitrostjo, potem ko teče s polovično hitrostjo vodnega curka; zato Peltonova zasnova skoraj v celoti zajame energijo udarca vode, tako da ima visoko učinkovita vodna turbina.
Ko visokozmogljiv in hiter vodni tok vstopi v cevovod, se močan vodni steber skozi igelni ventil usmeri na lopatice ventilatorja v obliki vedra na gibljivem kolesu, da poganjajo gibljivo kolo. To je znano tudi kot lopatice ventilatorja z udarcem, ki obdajajo obod pogonskega kolesa in se skupaj imenujejo pogonsko kolo. (Za podrobnosti glejte fotografijo, starinska Peltonova turbina). Ko vodni curek udari v lopatice ventilatorja, se smer toka vode spremeni zaradi oblike vedra. Sila udarca vode bo delovala na vedro z vodo in sistem gibljivega kolesa z momentom, ki ga bo uporabila za vrtenje gibljivega kolesa; smer toka vode je sama po sebi "nepovratna", izhod vodnega toka pa je nameščen zunaj vedra z vodo, pretok vode pa se bo zmanjšal na zelo nizko hitrost. Med tem postopkom se bo gibalna količina curka tekočine prenesela na gibalno kolo in od tam na vodno turbino. Tako lahko "udarec" dejansko opravi delo za turbino. Da bi povečali moč in učinkovitost dela turbine, je sistem rotorja in turbine zasnovan tako, da podvoji hitrost curka tekočine na vedro. Zelo majhen delež prvotne kinetične energije curka tekočine ostane v vodi, zaradi česar se vedro prazni in polni z enako hitrostjo (glej ohranitev mase), tako da se lahko visokotlačna vhodna tekočina še naprej vbrizgava nemoteno. Energije ni treba zapravljati. Običajno sta na rotorju nameščeni dve vedri drug ob drugem, kar omogoča razdelitev vodnega toka v dve enaki cevi za brizganje (glej sliko). Ta konfiguracija uravnava sile stranske obremenitve na rotorju in pomaga zagotavljati gladkost, hkrati pa se kinetična energija iz curkov tekočine prenaša tudi na rotor hidroturbine.
Ker so voda in večina tekočin skoraj nestisljive, se skoraj vsa razpoložljiva energija zajame v prvi fazi, potem ko tekočina steče v turbino. Peltonove turbine pa imajo za razliko od plinskih turbin, ki delujejo na stisljive tekočine, le en gibljivi del kolesa.
Praktična uporaba Peltonove turbine so ena najboljših vrst turbin za proizvodnjo hidroelektrarne in so najprimernejša vrsta turbin za okolje, kjer ima razpoložljivi vodni vir zelo visoke višine padcev in nizke pretoke. Zato je Peltonova turbina v okolju z visokimi padci in nizkimi pretoki najučinkovitejša, saj tudi če je razdeljena na dva toka, teoretično še vedno vsebuje enako energijo. Tudi kanali, ki se uporabljajo za oba vbrizgalna toka, morajo biti primerljive kakovosti, pri čemer eden zahteva dolgo tanko cev, drugi pa kratko široko cev. Peltonove turbine je mogoče namestiti na lokacijah vseh velikosti. V razredu ton že obstajajo hidroelektrarne s hidravličnimi Peltonovimi turbinami z navpično gredjo. Njihova največja instalacijska enota lahko doseže moč do 200 MW. Najmanjše Peltonove turbine pa so široke le nekaj centimetrov in se lahko uporabljajo za pridobivanje energije iz tokov, ki tečejo le nekaj galon na minuto. Nekateri gospodinjski vodovodni sistemi za dovod vode uporabljajo vodna kolesa tipa Pelton. Te majhne Peltonove turbine so priporočljive za uporabo pri višinah vode 9,1 m ali več za proizvodnjo znatne energije. Trenutno je glede na pretok vode in zasnovo višina vode na mestu namestitve Peltonove turbine prednostno v območju od 14,9 do 1799,8 metra, vendar trenutno ni teoretične omejitve.
Čas objave: 2. april 2022
