Kaplan-turbino

Kiel ni scias, por generi hidraŭlikan energion ni devas verŝi grandan kvanton da akvo tra akvofalo por movi turbinon. Unu el la plej uzataj turbinoj en hidraŭlika energio estas la Kaplan-turbino. Ĝi estas hidraŭlika jeto-turbino, kiu estas uzata kun malgrandaj deklivoj ĝis kelkaj dekoj da metroj. Fluo ĉiam bezonas estas granda tiel ke granda kvanto da energio povas esti generita.

En ĉi tiu artikolo ni diros al vi, el kio konsistas la turbino Kaplan, kiaj estas ĝiaj karakterizaĵoj kaj kiel ĝi estas uzata por generi hidraŭlikan energion.

Kio estas la turbino Kaplan

Ĝi estas hidraŭlika jeto-turbino, kiu uzas malgrandajn gradientojn en alteco de kelkaj metroj ĝis kelkaj dekoj. Unu el la ĉefaj karakterizaĵoj estas, ke ĝi ĉiam funkcias kun altaj fluoj. Fluoj de 200 ĝis 300 kubaj metroj sekunde. Ĝi estas vaste uzata por la generado de hidraŭlika energio, tio estas speco de renovigebla energio.

La turbino Kaplan estis inventita en 1913 de aŭstra profesoro Víktor Kaplan. Ĝi estas speco de helicforma hidraŭlika turbino, kie ili havas klingojn orienteblajn al la malsama akvofluo. Ni scias, ke la fluo de akvo varias laŭ la intenseco de la volumo. Povante havi klingojn orientitajn al la fluo de akvo, ni povas pliigi rendimenton tenante ĝin alte ĝis flukvantoj de 20-30% de la nominala fluo.

Lin pli normala estas, ke ĉi tiu turbino venas ekipita kun fiksaj statoraj deflankiloj, kiuj helpas gvidi la akvofluon. Tiel oni optimumigas la generadon de elektra energio. La efikeco de la turbino Kaplan povas esti uzata por pli vasta fluo depende de la bezonoj. Ideale, la turbino estu preparita per orienta sistemo, en kiu ni metas la statorajn deflankojn kiam la fluo ŝanĝiĝas. Ni ne ĉiam havas la saman akvan fluon, ĉar ni dependas de pluvoj kaj rezervujaj niveloj.

Kiam la fluido atingas la turbinon Kaplan, danke al spiralforma akvokonduktilo, ĝi servas por nutri la tutan cirkonferencon tute. Post kiam la fluido atingis la turbinon ĝi trapasas distribuiston, kiu donas al la fluido sian rotacian rotacion. Ĉi tie la rotor estas respondeca deturni la fluon 90 gradojn por inversigi ĝin akse.

Ĉefaj karakterizaĵoj

Kiam ni havas helican turbinon, ni scias, ke la regulado estas preskaŭ nula. Ĉi tio signifas, ke la turbino povas funkcii nur en certa gamo, do la distribuanto eĉ ne estas ĝustigebla. Kun la turbino Kaplan ni ricevas la orientiĝon de la palisaj klingoj por adapti al la akvofluo. Krome la movado adaptiĝas al la nuna fluo. Ĉi tio estas ĉar ĉiu distribuista agordo respondas al malsama orientiĝo de la klingoj. Danke al ĉi tio, eblas labori kun pli altaj rendimentoj ĝis 90% en vasta gamo de fluoj.

La kampo de uzo de ĉi tiuj turbinoj atingas maksimumajn falojn de ĉirkaŭ 80 metroj kaj fluas ĝis fluo de 50 kubaj metroj sekunde. Ĉi tio parte interkovras la kampon de uzo de la Francis-turbino. Ĉi turbinoj ili nur atingis 10-metran falon kaj superis 300 kubajn metrojn en sekundo en fluo.

Por optimumigi la generadon de hidraŭlika energio estas tre ofte vidi turbinojn Kaplan. Ili estas helicaj turbinoj, kiuj funkcias je plena kapablo kaj bone respondas al iu ekscesa fluido. Danke al ĉi tiuj turbinoj ili forigas grandan koston de instalado, ĉar ĉi tiu turbino estas pli multekosta ol helica turbino sed la instalado fariĝas multe pli efika longtempe.

Kiel funkcias turbinoj en akvoenergio

Se ni volas konservi tensian produktaĵon konstanta en hidrelektra instalaĵo, la rapido de la turbino devas ĉiam esti konstanta. Ni scias, ke akvopremo varias depende de la fluo kaj de la intenseco, ĉe kiu ĝi falas. Tamen la turbina rapido devas esti konstanta sendepende de ĉi tiuj premaj variadoj. Por resti stabila, granda nombro da kontroloj necesas kaj en la Francis-turbino kaj en la Kaplan-turbino.

Pelton-radinstalaĵoj ofte estas faritaj en kiuj la fluo de akvo estas helpita kontroli malfermante kaj fermante la elĵetajn ajutojn. Kiam estas Kaplan-turbino en la instalaĵo, malŝarĝa kromangia cigaredingo estas uzata por helpi deturni rapidajn aktualajn ŝanĝojn en la gutaj kanaloj, kiuj povas subite pliigi la akvan premon. Tiel ni certigas, ke la helicoj estas ĉiam konservataj konstante kaj ne influas ŝanĝojn de akva premo. Ĉi tiuj pliigoj de akvopremo estas nomataj akvomarteloj. Ili povas tre damaĝi instalaĵojn.

Tamen kun ĉiuj ĉi tiuj agordoj, konstanta akvofluo tra la ajutoj estas konservata, tiel ke la movado de la turbinklingoj restos stabila. Por eviti akvomartelojn, la malŝarĝaj ajutoj fermiĝas malrapide. La turbinoj uzataj por la generado de hidraŭlika energio varias laŭ iuj specoj:

• Por la grandaj saltoj kaj malgrandaj fluoj Pelton-turbinoj estas uzataj.
• Por tiuj pli malgrandaj kapoj sed kun pli alta fluo Francis-turbinoj estas uzataj.
• En tre malgrandaj akvofaloj sed kun tre granda fluo Kaplan kaj helicaj turbinoj estas uzataj.

Hidrelektraj centraloj dependas de granda kvanto da akvo enhavita en rezervujoj. Ĉi tiu fluo devas esti kontrolita kaj povas esti preskaŭ konstanta, por ke la akvo povu esti transportita tra la duktoj aŭ akvokondukiloj. La fluo estas kontrolata per valvoj por adapti la fluon de akvo, kiu trapasas la turbinon. La kvanto de akvo, kiu rajtas trairi la turbinon, dependas de la elektropostulo en ĉiu momento. La resto de la akvo eliras tra la malŝarĝaj kanaloj.

Mi esperas, ke per ĉi tiuj informoj vi povas lerni pli pri la generacio de turbinoj kaj akvoenergio Kaplan.