توربین کاپلان

انرژی تجدیدپذیر توربین کاپلان

همانطور که می دانیم ، برای تولید انرژی هیدرولیکی ، باید مقدار زیادی آب را از طریق یک آبشار به منظور جابجایی یک توربین بریزیم. یکی از توربین های پرکاربرد در انرژی هیدرولیک ، توربین است توربین کاپلان. این یک توربین جت هیدرولیک است که با شیب های کوچک تا چند ده متر استفاده می شود. جریان همیشه مورد نیاز است زیاد است تا بتوان مقدار زیادی انرژی تولید کرد.

در این مقاله قصد داریم به شما بگوییم توربین کاپلان از چه چیزهایی تشکیل شده است ، چه خصوصیاتی دارد و چگونه برای تولید انرژی هیدرولیکی استفاده می شود.

توربین کاپلان چیست

توربین کاپلان

این یک توربین جت هیدرولیک است که از شیب های کوچک از چند متر تا چند ده استفاده می کند. یکی از مشخصه های اصلی این است که همیشه با دبی بالا کار می کند. دبی از 200 تا 300 متر مکعب در ثانیه است. به طور گسترده ای برای تولید انرژی هیدرولیکی استفاده می شود ، این نوعی انرژی تجدید پذیر است.

توربین کاپلان در سال 1913 توسط پروفسور اتریشی ویکتور کاپلان اختراع شد. این نوعی توربین هیدرولیکی پروانه ای شکل است که در آن تیغه هایی وجود دارد که می تواند به سمت جریان متفاوت آب هدایت شود. می دانیم که جریان آب بسته به شدت حجم متفاوت است. با داشتن پره هایی که جهت جریان آب باشد ، می توانیم عملکرد را با بالا نگه داشتن آن تا میزان جریان 20-30٪ جریان اسمی افزایش دهیم.

طبیعی ترین چیز این است که این توربین مجهز باشد با منحرف کننده های استاتور ثابت که به هدایت جریان آب کمک می کنند. به این ترتیب تولید انرژی الکتریکی بهینه می شود. از بازده توربین کاپلان بسته به نیاز می توان برای جریان وسیع تری استفاده کرد. در حالت ایده آل ، توربین باید با استفاده از یک سیستم جهت دهی تهیه شود که در آن هنگام تغییر جریان ، منحرف کننده های استاتور را قرار دهیم. ما همیشه جریان آب یکسانی نداریم زیرا به میزان بارندگی و مخزن بستگی داریم.

وقتی مایع به توربین کاپلان می رسد ، به لطف یک مجرا به شکل مارپیچ ، برای تغذیه کامل کل محیط کار می کند. هنگامی که مایع به توربین رسید ، از طریق یک توزیع کننده عبور می کند که چرخش چرخشی به سیال می دهد. این جایی است که پروانه وظیفه منحرف کردن جریان 90 درجه را دارد تا محوری آن را معکوس کند.

ویژگی های کلیدی

وقتی توربین پروانه داریم ، می دانیم که تنظیم عملاً صفر است. این بدان معنی است که توربین فقط در یک محدوده خاص می تواند کار کند ، بنابراین توزیع کننده حتی قابل تنظیم نیست. با توربین Kaplan جهت پره های پروانه را می گیریم تا با جریان آب سازگار شویم. علاوه بر این ، حرکت با جریان فعلی سازگار است. این بدان دلیل است که هر تنظیمات توزیع کننده با جهت گیری متفاوت تیغه ها مطابقت دارد. با تشکر از این ، امکان کار با وجود دارد بازده بالاتر تا 90٪ در طیف گسترده ای از نرخ جریان.

زمینه استفاده از این توربین ها به حداکثر قطرات ارتفاعات 80 متری می رسد و تا دبی 50 متر مکعب در ثانیه جریان می یابد. این تا حدی با زمینه استفاده از همپوشانی دارد توربین فرانسیس. این توربین ها آنها فقط به 10 متر افت رسیدند و از جریان 300 متر مکعب در ثانیه عبور کردند.

برای بهینه سازی تولید انرژی هیدرولیکی مشاهده توربین های Kaplan بسیار معمول است. آنها توربین های ملخی هستند که با تمام ظرفیت کار می کنند و به هر گونه مایعات اضافی به خوبی پاسخ می دهند. به لطف این توربین ها ، آنها مقدار زیادی از هزینه های نصب را از بین می برند ، زیرا این توربین گرانتر از توربین پروانه است ، اما نصب در طولانی مدت بسیار کارآمدتر می شود.

نحوه کار توربین ها در نیروگاه های آبی

اگر می خواهیم خروجی ولتاژ را در یک تأسیس برق آبی ثابت نگه داریم ، باید سرعت توربین همیشه ثابت باشد. ما می دانیم که فشار آب بسته به میزان جریان و شدت افت آن متفاوت است. با این حال ، بدون توجه به این تغییرات فشار ، باید سرعت توربین ثابت باشد. برای اینکه پایدار بماند ، تعداد زیادی کنترل در هر دو توربین فرانسیس و توربین کاپلان مورد نیاز است.

تاسیسات چرخ Pelton غالباً انجام می شود که در آنها با باز و بسته شدن نازل های اجکتور به کنترل جریان آب کمک می شود. هنگامی که یک توربین کاپلان در تاسیسات وجود دارد ، از یک نازل بای پس تخلیه برای کمک به انحراف تغییرات سریع جریان در کانال های افت استفاده می شود که می تواند فشار آب را به طور ناگهانی افزایش دهد. به این ترتیب اطمینان حاصل می کنیم که پروانه ها همیشه به روشی ثابت ذخیره می شوند و تحت تأثیر تغییرات فشار آب قرار نمی گیرند. این افزایش فشار آب به عنوان چکش آب شناخته می شود. آنها می توانند برای تأسیسات بسیار مضر باشند.

اما با تمام این تنظیمات ، جریان مداوم آب از طریق نازل ها حفظ می شود تا حرکت پره های توربین ثابت بماند. برای جلوگیری از چکش آب ، نازل های تخلیه به آرامی بسته می شوند. توربین های مورد استفاده برای تولید انرژی هیدرولیکی با توجه به انواع مختلف متفاوت است:

  • برای پرش های بزرگ و دبی های کم از توربین های پلتون استفاده می شود.
  • برای کسانی که سرهای کوچکتر اما با جریان بالاتر از توربین های فرانسیس استفاده می شود.
  • En آبشارهای بسیار کوچک اما با جریان بسیار زیاد از توربین های کاپلان و پروانه استفاده می شود.

نیروگاه های برق آبی به مقدار زیادی آب که در مخازن موجود است بستگی دارد. این جریان باید کنترل شود و می توان آن را تقریباً ثابت نگه داشت تا آب از طریق مجاری یا گودال ها منتقل شود. جریان از طریق دریچه ها کنترل می شود تا جریان آبی که از توربین عبور می کند سازگار باشد. مقدار آب مجاز به عبور از توربین به تقاضای برق در هر لحظه بستگی دارد. بقیه آب از طریق کانالهای تخلیه خارج می شود.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید درباره توربین کپلان و تولید برق آبی بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.