Turbine ya maji ni mashine ya turbo katika mashine ya maji. Mapema kama mwaka 100 KK, mfano wa turbine ya maji, gurudumu la maji, ulizaliwa. Wakati huo, kazi kuu ilikuwa kuendesha mashine za usindikaji wa nafaka na umwagiliaji. Gurudumu la maji, kama kifaa cha mitambo kinachotumia mtiririko wa maji kama nguvu, limekua na kuwa turbine ya maji ya sasa, na wigo wake wa matumizi pia umepanuliwa. Kwa hivyo turbine za kisasa za maji hutumiwa wapi hasa?
Turbini hutumika zaidi katika vituo vya kuhifadhia umeme vinavyosukumwa. Wakati mzigo wa mfumo wa umeme uko chini kuliko mzigo wa msingi, unaweza kutumika kama pampu ya maji ili kutumia uwezo wa ziada wa kuzalisha umeme kusukuma maji kutoka kwenye hifadhi ya chini hadi kwenye hifadhi ya juu ili kuhifadhi nishati katika mfumo wa nishati inayowezekana; wakati mzigo wa mfumo uko juu kuliko mzigo wa msingi, unaweza kutumika kama turbine ya majimaji, hutoa umeme kudhibiti mizigo ya kilele. Kwa hivyo, kituo cha umeme cha kuhifadhia umeme kinachosukumwa hakiwezi kuongeza nguvu ya mfumo wa umeme, lakini kinaweza kuboresha uchumi wa uendeshaji wa vitengo vya kuzalisha umeme wa joto na kuboresha ufanisi wa jumla wa mfumo wa umeme. Tangu miaka ya 1950, vitengo vya kuhifadhia umeme vinavyosukumwa vimethaminiwa sana na kuendelezwa kwa kasi katika nchi kote ulimwenguni.
Vitengo vingi vya kuhifadhia vilivyotengenezwa katika hatua za mwanzo au vyenye kichwa cha maji mengi hutumia aina ya mashine tatu, yaani, vinaundwa na mota ya jenereta, turbine ya maji na pampu ya maji mfululizo. Faida yake ni kwamba turbine na pampu ya maji vimeundwa kando, ambavyo kila kimoja kinaweza kuwa na ufanisi mkubwa, na kitengo huzunguka katika mwelekeo mmoja wakati wa kutoa umeme na kusukuma maji, na kinaweza kubadilika haraka kutoka kwa uzalishaji wa umeme hadi kusukuma, au kutoka kwa kusukuma hadi uzalishaji wa umeme. Wakati huo huo, turbine inaweza kutumika kuanzisha kitengo. Hasara yake ni kwamba gharama ni kubwa na uwekezaji wa kituo cha umeme ni mkubwa.
Vipande vya kiendeshi cha turbine ya pampu ya mtiririko wa oblique vinaweza kuzungushwa, na bado ina utendaji mzuri wa uendeshaji wakati kichwa cha maji na mzigo vinabadilika. Hata hivyo, kutokana na ukomo wa sifa za majimaji na nguvu ya nyenzo, kufikia miaka ya mapema ya 1980, kichwa chake halisi kilikuwa mita 136.2 pekee. (Kituo cha Kwanza cha Umeme cha Takagen cha Japani). Kwa vichwa vya juu, turbine za pampu za Francis zinahitajika.
Kituo cha umeme cha kuhifadhia umeme kinachosukumwa kina hifadhi za juu na za chini. Chini ya hali ya kuhifadhi nishati hiyo hiyo, kuongeza lifti kunaweza kupunguza uwezo wa kuhifadhi, kuongeza kasi ya kitengo, na kupunguza gharama ya mradi. Kwa hivyo, kituo cha umeme cha kuhifadhia umeme chenye urefu wa juu zaidi ya mita 300 kimekua kwa kasi. Turbine ya pampu ya Francis yenye kichwa cha maji cha juu zaidi duniani imewekwa katika Kituo cha Umeme cha Baina Basta huko Yugoslavia. Tangu karne ya 20, vitengo vya umeme wa maji vimekuwa vikikua kuelekea vigezo vya juu na uwezo mkubwa. Kwa kuongezeka kwa uwezo wa nguvu ya joto katika mfumo wa umeme na maendeleo ya nguvu ya nyuklia, ili kutatua tatizo la udhibiti wa kilele unaofaa, pamoja na kuendeleza au kupanua kwa nguvu vituo vikubwa vya umeme katika mifumo mikubwa ya maji, nchi kote ulimwenguni zinajenga vituo vya umeme vya kuhifadhia umeme vinavyosukumwa, na kusababisha maendeleo ya haraka ya turbine za pampu.
Kama mashine ya umeme inayobadilisha nishati ya mtiririko wa maji kuwa nishati ya mitambo inayozunguka, turbine ya maji ni sehemu muhimu ya seti ya jenereta ya maji. Siku hizi, tatizo la ulinzi wa mazingira linazidi kuwa kubwa, na matumizi na uendelezaji wa umeme wa maji, ambao hutumia nishati safi, unaongezeka. Ili kutumia kikamilifu rasilimali mbalimbali za majimaji, mawimbi, mito tambarare yenye matone ya chini sana na hata mawimbi pia yamevutia umakini mkubwa, na kusababisha maendeleo ya haraka ya turbine za mirija na vitengo vingine vidogo.
Muda wa chapisho: Machi-23-2022
