Ang Prinsipyo at Saklaw ng Aplikasyon ng Water Turbine

Ang turbina ng tubig ay isang turbomachinery sa fluid machinery. Noon pa mang bandang 100 BC, isinilang ang prototype ng turbina ng tubig, ang gulong ng tubig. Noong panahong iyon, ang pangunahing tungkulin ay ang pagpapaandar ng makinarya para sa pagproseso ng butil at irigasyon. Ang gulong ng tubig, bilang isang mekanikal na aparato na gumagamit ng daloy ng tubig bilang kuryente, ay umunlad at naging kasalukuyang turbina ng tubig, at ang saklaw ng aplikasyon nito ay lumawak din. Kaya saan pangunahing ginagamit ang mga modernong turbina ng tubig?
Ang mga turbine ay pangunahing ginagamit sa mga pumped storage power station. Kapag ang karga ng sistema ng kuryente ay mas mababa kaysa sa basic load, maaari itong gamitin bilang water pump upang gamitin ang sobrang kapasidad ng pagbuo ng kuryente upang magbomba ng tubig mula sa downstream reservoir patungo sa upstream reservoir upang mag-imbak ng enerhiya sa anyo ng potensyal na enerhiya; kapag ang karga ng sistema ay mas mataas kaysa sa basic load, maaari itong gamitin bilang hydraulic turbine, na bumubuo ng kuryente upang makontrol ang mga peak load. Samakatuwid, ang purong pumped storage power station ay hindi maaaring magpataas ng lakas ng sistema ng kuryente, ngunit maaari nitong mapabuti ang operating economy ng mga thermal power generating unit at mapabuti ang pangkalahatang kahusayan ng sistema ng kuryente. Mula noong 1950s, ang mga pumped storage unit ay malawakang pinahahalagahan at mabilis na binuo sa mga bansa sa buong mundo.

Karamihan sa mga pumped storage unit na binuo sa maagang yugto o may mataas na water head ay gumagamit ng three-machine type, ibig sabihin, binubuo ang mga ito ng generator motor, water turbine, at water pump nang sunud-sunod. Ang bentahe nito ay ang turbine at water pump ay dinisenyo nang hiwalay, na maaaring magkaroon ng mas mataas na kahusayan, at ang unit ay umiikot sa parehong direksyon kapag bumubuo ng kuryente at nagbobomba ng tubig, at maaaring mabilis na mag-convert mula sa power generation patungo sa pumping, o mula sa pumping patungo sa power generation. Kasabay nito, maaaring gamitin ang turbine upang simulan ang unit. Ang disbentahe nito ay mataas ang gastos at malaki ang puhunan sa power station.
Maaaring paikutin ang mga talim ng runner ng oblique flow pump turbine, at mayroon pa rin itong mahusay na pagganap sa pagpapatakbo kapag nagbago ang water head at load. Gayunpaman, dahil sa limitasyon ng mga katangiang haydroliko at lakas ng materyal, pagsapit ng mga unang taon ng 1980s, ang net head nito ay 136.2 metro na lamang. (Takagen First Power Station ng Japan). Para sa mas matataas na head, kinakailangan ang mga Francis pump turbine.
Ang pumped storage power station ay may mga upper at lower reservoir. Sa ilalim ng kondisyon ng pag-iimbak ng parehong enerhiya, ang pagtaas ng lift ay maaaring makabawas sa kapasidad ng imbakan, mapataas ang bilis ng unit, at mabawasan ang gastos ng proyekto. Samakatuwid, ang high-head energy storage power station na higit sa 300 metro ay mabilis na umuunlad. Ang Francis pump-turbine na may pinakamataas na water head sa mundo ay naka-install sa Baina Basta Power Station sa Yugoslavia. Taon na ang nakalipas nang magsimulang gumana. Mula noong ika-20 siglo, ang mga hydropower unit ay umuunlad patungo sa mataas na parameter at malaking kapasidad. Sa pagtaas ng thermal power capacity sa power system at pag-unlad ng nuclear power, upang malutas ang problema ng makatwirang peak regulation, bilang karagdagan sa masigasig na pagbuo o pagpapalawak ng malalaking power station sa mga pangunahing water system, ang mga bansa sa buong mundo ay aktibong nagtatayo ng mga pumped-storage power station, na nagreresulta sa mabilis na pag-unlad ng mga pump-turbine.

Bilang isang makinang pang-enerhiya na nagko-convert ng enerhiya ng daloy ng tubig tungo sa umiikot na mekanikal na enerhiya, ang hydro turbine ay isang kailangang-kailangan na bahagi ng isang hydro-generator set. Sa kasalukuyan, ang problema ng pangangalaga sa kapaligiran ay nagiging mas seryoso, at ang aplikasyon at pagtataguyod ng hydropower, na gumagamit ng malinis na enerhiya, ay tumataas. Upang lubos na magamit ang iba't ibang haydroliko na mapagkukunan, ang pagtaas at pagbaba ng tubig, mga ilog na may napakababang pagbaba at maging ang mga alon ay nakakuha rin ng malawakang atensyon, na nagresulta sa mabilis na pag-unlad ng mga tubular turbine at iba pang maliliit na yunit.