Hur man identifierar kvalitet och hållbarhet
Som vi har visat är ett vattenkraftsystem både enkelt och komplext. Koncepten bakom vattenkraft är enkla: allt handlar om tryckhöjd och flöde. Men god design kräver avancerade ingenjörskunskaper, och tillförlitlig drift kräver noggrann konstruktion med kvalitetskomponenter.
Vad kännetecknar ett turbinsystem av hög kvalitet
Tänk på ett turbinsystem i termer av effektivitet och tillförlitlighet. I en perfekt värld skulle effektiviteten vara 100 %. All energi i vattnet skulle omvandlas till den roterande axeln. Det skulle inte finnas någon luft- eller vattenturbulens, och inget motstånd från lager. Löphjulet skulle vara perfekt balanserat. Tecken på energiförlust – värme, vibrationer och buller – skulle saknas. Naturligtvis skulle den perfekta turbinen aldrig gå sönder eller kräva underhåll.
Finbearbetat Pelton-hjul
Kvalitetskomponenter och noggrann bearbetning gör stor skillnad för turbinens effektivitet och tillförlitlighet.
Självklart kommer inget turbinsystem någonsin att uppnå denna grad av perfektion. Men det är bra att ha dessa mål i åtanke, eftersom bättre effektivitet och tillförlitlighet leder till mer effekt och en lägre kostnad per watt. Här är bara några saker att tänka på när du väljer ett turbinsystem:
Turbinlöpare
Löpröret är turbinens hjärta. Det är här vattenkraften omvandlas till den rotationskraft som driver generatorn. Oavsett löprörstyp är dess skopor eller blad ansvariga för att fånga upp mest möjliga energi från vattnet. Krökningen på varje yta, fram och bak, avgör hur vattnet kommer att pressa sig runt tills det faller bort. Tänk också på att varje given löprör kommer att prestera mest effektivt vid en specifik tryckhöjd och ett flöde. Löpröret bör vara noggrant anpassat till din anläggnings egenskaper.
Leta efter löpare helt i metall med släta, polerade ytor för att eliminera vatten- och luftturbulens. Löpare i ett stycke, noggrant bearbetade, fungerar vanligtvis mer effektivt och tillförlitligt än de som är ihopbultade. Löpare i brons och mangan fungerar bra för små system med rent vatten och tryckhöjder upp till cirka 150 meter. Löpare i höghållfast rostfritt stål är utmärkta för större system eller sträva vattenförhållanden. Alla löpare bör balanseras noggrant för att minimera vibrationer, ett problem som inte bara påverkar effektiviteten utan också kan orsaka skador över tid.
Turbinhus
Turbinhuset måste vara välbyggt och robust, eftersom det hanterar krafterna från det inkommande vattnet såväl som den utgående axelkraften. Dessutom har dess form och dimensioner en betydande inverkan på verkningsgraden. Tänk dig till exempel en Pelton-turbin. Som impulsturbin drivs den av en eller flera vattenstrålar, men roterar i luft. Detta innebär att både hydrodynamiska och aerodynamiska krafter måste beaktas vid husets konstruktion. Det måste minimera motståndet från stänk och vatten och smidigt leda ut bakvatten, men också vara korrekt dimensionerat och format för att minimera förluster på grund av luftturbulens. På liknande sätt måste hus för högflödeskonstruktioner som Crossflow- och Francis-turbiner vara exakt konstruerade för att smidigt kanalisera stora volymer vatten genom turbinen utan att orsaka turbulensfickor.
Leta efter ett slättsvetsat hus som är noggrant anpassat till rätt löpare för din plats. Tänk på att både vattenkrafterna och löparen kommer att producera ett betydande vridmoment, så husets material och alla kopplingar bör vara kraftiga. Mot varandra liggande ytor, såsom rörflänsar och åtkomstluckor, bör bearbetas plana och läckagefria. Eftersom vatten främjar rost och korrosion, se till att alla känsliga ytor skyddas med högkvalitativ pulverlack eller epoxifärg. Alla bultar bör vara av rostfritt stål.
Andra överväganden gällande turbiner
Alla ytor som transporterar vatten kan påverka effektiviteten, från intaget till din rörledning till kanalen som leder bort svansvattnet från ditt kraftverk. Leta efter släta ytor utan skarpa böjar. Munstycken och flödeskontrollvingar bör vara finbearbetade utan synliga krusningar eller gropar.
Effektivitet är viktigt, men det är även hållbarhet och tillförlitlighet. Ditt vattenkraftsprojekt bör leverera ren energi utan avbrott. Komponenternas kvalitet – och deras installation – kan göra stor skillnad för din livskvalitet under de kommande åren.
Var noggrann med utförandet av tätningssystem, axelmaterial och bearbetning, samt alla relaterade komponenter. Var särskilt uppmärksam på val och montering av lager; de ska rotera smidigt, utan att skava eller binda.
Turbinleverantör
När det gäller leverantörer finns det inget som ersätter erfarenhet. Även om principerna för vattenkraft kan bemästras inomhus, är det praktisk erfarenhet som lär ut både höjdpunkterna och fallgroparna med att avleda vatten från en bäck, trycksätta det och tvinga det genom en turbin. En turbinleverantör med många års erfarenhet av arbete inom fältet kommer att vara ovärderlig för dig när du designar och bygger ditt vattenkraftsystem.
Leta efter en erfaren leverantör som specialiserar sig på den storlek och typ av vattenkraftsystem du avser att bygga. En bra leverantör kommer att samarbeta med dig, med början i dina mätningar av tryckhöjd och flöde, för att hjälpa dig att bestämma rätt rörledningsstorlek, nettotryck, dimensionerande flöde, turbinspecifikationer, drivsystem, generator och lasthanteringssystem. Du bör kunna lita på att din leverantör kommer med förslag för att optimera effektivitet och tillförlitlighet, inklusive deras effekter på kostnad kontra prestanda.
En bra turbinleverantör är din partner och bör ta ett personligt intresse i din framgång. En nöjd kund är trots allt mycket bra för affärerna.
Publiceringstid: 24 maj 2021
