Një turbinë uji, ku turbinat Kaplan, Pelton dhe Francis janë më të zakonshmet, është një makinë e madhe rrotulluese që punon për të shndërruar energjinë kinetike dhe potenciale në energji hidroelektrike. Këto ekuivalente moderne të rrotës së ujit janë përdorur për më shumë se 135 vjet për prodhimin e energjisë industriale dhe, së fundmi, për prodhimin e energjisë hidroelektrike.
Për çfarë përdoren turbinat e ujit sot?
Sot, energjia hidroelektrike kontribuon në 16% të prodhimit të energjisë në botë. Në shekullin e 19-të, turbinat e ujit përdoreshin kryesisht për energji industriale përpara se rrjetet elektrike të përhapeshin gjerësisht. Aktualisht, ato përdoren për prodhimin e energjisë elektrike dhe mund të gjenden në diga ose zona ku ndodh rrjedhje e madhe uji.
Me kërkesën globale për energji që rritet me shpejtësi dhe faktorë të tillë si ndryshimi i klimës dhe pakësimi i lëndëve djegëse fosile, hidroelektrika ka potencialin të ketë një ndikim të madh si një formë e energjisë së gjelbër në shkallë botërore. Ndërsa kërkimi për burime energjie miqësore me mjedisin dhe të pastra vazhdon, turbinat Francis mund të jenë një zgjidhje shumë popullore dhe gjithnjë e më e përdorur në vitet e ardhshme.
Si gjenerojnë energji elektrike turbinat e ujit?
Presioni i ujit i krijuar nga uji që rrjedh natyrshëm ose artificialisht ekziston si burim energjie për turbinat e ujit. Kjo energji kapet dhe shndërrohet në energji hidroelektrike. Një hidrocentral në përgjithësi do të përdorë një digë në një lumë aktiv për të ruajtur ujin. Uji më pas lirohet në rritje, duke rrjedhur nëpër turbinë, duke e rrotulluar atë dhe duke aktivizuar një gjenerator që më pas prodhon energji elektrike.
Sa të mëdha janë turbinat e ujit?
Bazuar në rënien nën të cilën funksionojnë, turbinat e ujit mund të klasifikohen në rënie të lartë, të mesme dhe të ulët. Sistemet hidroenergjetike me rënie të ulët janë më të mëdha, pasi turbina e ujit duhet të jetë e madhe për të arritur një shkallë të lartë rrjedhjeje, ndërsa presioni i ulët i ujit aplikohet nëpër fletë. Nga ana tjetër, sistemet hidroenergjetike me rënie të lartë nuk kanë nevojë për një perimetër kaq të madh sipërfaqeje, pasi ato përdoren për të shfrytëzuar energjinë nga burimet e ujit që lëvizin më shpejt.
Grafiku që shpjegon madhësinë e pjesëve të ndryshme të sistemit të hidrocentraleve, përfshirë turbinën e ujit
Një tabelë që shpjegon madhësinë e pjesëve të ndryshme të sistemit të hidrocentraleve, përfshirë turbinën e ujit
Më poshtë, do të shpjegojmë disa shembuj të llojeve të ndryshme të turbinave të ujit të përdorura për aplikime dhe presione të ndryshme të ujit.
Turbina Kaplan (Kokë Presioni 0-60m)
Këto turbina njihen si turbina me reaksion me rrjedhje aksiale, pasi ato ndryshojnë presionin e ujit ndërsa ai rrjedh nëpër të. Turbina Kaplan i ngjan një helike dhe ka fletë të rregullueshme për të maksimizuar efikasitetin në një gamë të niveleve të ujit dhe presionit.
Një diagram i turbinës Kaplan
Turbina Pelton (Koka e presionit 300m-1600m)
Turbina Pelton—ose rrota Pelton—njihet si turbinë impulsive, që nxjerr energji nga uji në lëvizje. Kjo turbinë është e përshtatshme për aplikime me kokë të lartë, pasi kërkon një sasi të lartë presioni uji për të ushtruar forcë mbi kovat në formë luge dhe për të bërë që disku të rrotullohet dhe të gjenerojë energji.
Turbina Pelton
Turbina Francis (Kokë Presioni 60m-300m)
Turbina e fundit dhe më e famshme e ujit, turbina Francis, përbën 60% të energjisë hidroelektrike në botë. Duke punuar si një turbinë me impakt dhe reagim që vepron me një kokë të mesme, turbina Francis kombinon konceptet e rrjedhës aksiale dhe radiale. Duke vepruar kështu, turbina mbush boshllëkun midis turbinave me kokë të lartë dhe të ulët, duke krijuar një dizajn më efikas dhe duke sfiduar inxhinierët e sotëm që ta përmirësojnë më tej atë.
Më konkretisht, një turbinë Francis funksionon me ujë që rrjedh përmes një mbulese spirale në fletë udhëzuese (statike) të cilat kontrollojnë rrjedhën e ujit drejt fletëve të rrotulluesit (lëvizës). Uji e detyron rrotulluesin të rrotullohet përmes ndikimit dhe reagimit të kombinuar të forcave, duke dalë përfundimisht nga rrotulluesi përmes një tubi tërheqës që shkarkon rrjedhën e ujit në mjedisin e jashtëm.
Si mund të zgjedh një dizajn të turbinës me ujë?
Zgjedhja e dizajnit optimal të turbinës shpesh varet nga një gjë; sasia e kokës dhe shkalla e rrjedhjes që mund të keni në dispozicion. Pasi të keni përcaktuar se çfarë lloj presioni uji mund të shfrytëzoni, mund të vendosni nëse një "dizajn turbine reaktive" e mbyllur si turbina Francis apo një "dizajn turbine impulsive" i hapur, si turbina Pelton, është më i përshtatshëm.
Diagrami i turbinës së ujit
Së fundmi, mund të përcaktoni shpejtësinë e nevojshme të rrotullimit të gjeneratorit elektrik që dëshironi të krijoni.
Koha e postimit: 15 korrik 2022
