Водена турбина је врста турбинске машине у флуидним машинама. Већ око 100. године пре нове ере, рођен је прототип водене турбине - водене турбине. У то време, главна функција је била покретање машина за прераду житарица и наводњавање. Водена турбина, као механички уређај покретан протоком воде, развила се до данашње водене турбине, а њен обим примене је такође проширен. Где се онда углавном користе модерне водене турбине?
Водна турбина се углавном користи за пумпно-акумулационе електране. Када је оптерећење електроенергетског система ниже од основног оптерећења, може се користити као водена пумпа за коришћење вишка капацитета за производњу електричне енергије за пумпање воде из низводног резервоара у узводни резервоар и складиштење енергије у облику потенцијалне енергије; када је оптерећење система веће од основног оптерећења, може се користити као водена турбина за производњу електричне енергије ради прилагођавања вршног оптерећења. Стога, чиста пумпно-акумулациона електрана не може повећати снагу електроенергетског система, али може побољшати економичност рада термоелектрана и побољшати укупну ефикасност електроенергетског система. Од 1950-их, пумпно-акумулационе јединице су широко цењене и брзо се развијају широм света.
Пумпно-акумулационе јединице развијене у раној фази или са високим водостајем углавном усвајају тип три машине, односно састоје се од генераторског мотора, водене турбине и водене пумпе у серији. Њихова предност је у томе што су водена турбина и водена пумпа пројектоване одвојено, што може имати високу ефикасност, а смер ротације јединице је исти при производњи и пумпању, што се може брзо претворити са производње енергије на пумпање или са пумпања на производњу енергије. Истовремено, турбина се може користити за покретање јединице. Њихови недостаци су високи трошкови и велика улагања у електрану.
Лопатице ротора турбине пумпе са нагнутим протоком могу се окретати и даље имати добре радне перформансе када се промене висина воде и оптерећење. Међутим, ограничен хидрауличним карактеристикама и чврстоћом материјала, њен максимални висина воде је била само 136,2 м почетком 1980-их (електрана Коген бр. 1 у Јапану). За веће висине воде, потребне су Франсисове пумпне турбине.
Пумпно-акумулациона електрана је опремљена горњим и доњим резервоарима. Под условом складиштења исте енергије, повећање притиска може смањити капацитет складиштења, повећати брзину јединице и смањити трошкове пројекта. Стога се електране са великим притиском изнад 300 метара брзо развијају. Франсисова пумпна турбина са највећим воденим притиском на свету инсталирана је у електрани Беинабашта у Југославији. Њена снага појединачне јединице је 315 MW, а водени притисак турбине је 600,3 метра; пумпа има притиск од 623,1 м и брзину ротације од 428,6 обртаја у минути. Пуштена је у рад 1977. године. Од 20. века, хидроенергетске јединице се развијају ка високим параметрима и великом капацитету. Са повећањем капацитета ватре у електроенергетском систему и развојем нуклеарне енергије, како би се решио проблем разумног смањења вршних оборота, земље широм света активно граде пумпно-акумулационе електране, поред тога што енергично развијају или проширују велике електране у главним водоводним системима. Стога су се пумпне турбине брзо развијале.
Као погонска машина која претвара енергију протока воде у ротирајућу механичку енергију, водна турбина је неопходан део у генераторском сету водне турбине. Данас, проблем заштите животне средине постаје све озбиљнији. Хидроенергија, метода производње електричне енергије коришћењем чисте енергије, све више се примењује и промовише. Да би се у потпуности искористили различити хидраулични ресурси, плима, равничарске реке са малим падом, па чак и таласи, такође су привукли широку пажњу, што је довело до брзог развоја цевастих турбина и других малих јединица.
Време објаве: 06.04.2022.
