Водена турбина је турбомашина у флуидним машинама. Већ око 100. године пре нове ере, рођен је прототип водене турбине, водени точак. У то време, главна функција је била покретање машина за прераду житарица и наводњавање. Водени точак, као механички уређај који користи проток воде као снагу, развио се у тренутну водену турбину, а његов обим примене је такође проширен. Па где се углавном користе модерне водене турбине?
Турбине се углавном користе у пумпно-акумулативним електранама. Када је оптерећење електроенергетског система ниже од основног оптерећења, могу се користити као водена пумпа за коришћење вишка капацитета за производњу електричне енергије за пумпање воде из низводног резервоара у узводни резервоар ради складиштења енергије у облику потенцијалне енергије; када је оптерећење система веће од основног оптерећења, могу се користити као хидраулична турбина, генеришући електричну енергију за регулисање вршних оптерећења. Стога, чиста пумпно-акумулациона електрана не може повећати снагу електроенергетског система, али може побољшати оперативну економију термоелектрана и побољшати укупну ефикасност електроенергетског система. Од 1950-их, пумпно-акумулационе јединице су широко цењене и брзо се развијају у земљама широм света.
Већина пумпно-акумулационих јединица развијених у раној фази или са високим водостајем усваја тип са три машине, односно састоје се од генераторског мотора, водене турбине и водене пумпе повезаних серијски. Њихова предност је што су турбина и водена пумпа пројектоване одвојено, што може имати већу ефикасност, а јединица се окреће у истом смеру када производи електричну енергију и пумпа воду, и може се брзо пребацити са производње електричне енергије на пумпање или са пумпе на производњу електричне енергије. Истовремено, турбина се може користити за покретање јединице. Њихова мана је што су високи трошкови и велика инвестиција у електрану.
Лопатице радног кола турбине пумпе са косим протоком могу се ротирати, а она и даље има добре радне перформансе када се промене водени притисак и оптерећење. Међутим, због ограничења хидрауличних карактеристика и чврстоће материјала, почетком 1980-их, њен нето притисак је био само 136,2 метра (Прва електрана Такаген, Јапан). За веће падове потребне су Франсисове пумпне турбине.
Пумпно-акумулациона електрана има горње и доње резервоаре. Под условом складиштења исте енергије, повећање подизања може смањити капацитет складиштења, повећати брзину јединице и смањити трошкове пројекта. Стога се електрана за складиштење енергије са високим притиском изнад 300 метара брзо развијала. Франсисова пумпно-турбина са највећим воденим притиском на свету инсталирана је у електрани Баина Башта у Југославији. године је пуштена у рад. Од 20. века, хидроенергетске јединице се развијају у правцу високих параметара и великог капацитета. Са повећањем капацитета термоенергије у електроенергетском систему и развојем нуклеарне енергије, како би се решио проблем разумне регулације вршне снаге, поред енергичног развоја или проширења великих електрана у главним водоводним системима, земље широм света активно граде пумпно-акумулационе електране, што резултира брзим развојем пумпно-турбинских електрана.
Као погонска машина која претвара енергију протока воде у ротирајућу механичку енергију, хидротурбина је неопходан део хидрогенераторског сета. Данас проблем заштите животне средине постаје све озбиљнији, а примена и промоција хидроенергије, која користи чисту енергију, је у порасту. Да би се у потпуности искористили различити хидраулични ресурси, плима, равничарске реке са веома малим падом, па чак и таласи, такође су привукли широку пажњу, што је резултирало брзим развојем цевастих турбина и других малих јединица.
Време објаве: 23. март 2022.
