turbina Kaplan

Enerxía renovable da turbina Kaplan

Como sabemos, para xerar enerxía hidráulica temos que verter unha gran cantidade de auga a través dunha fervenza para poder mover unha turbina. Unha das turbinas máis utilizadas na enerxía hidroeléctrica é a Turbina Kaplan. É unha turbina de chorro hidráulico que se usa con pequenos desniveles de ata unhas decenas de metros. O fluxo sempre é necesario é grande para que se poida xerar unha gran cantidade de enerxía.

Neste artigo imos contarche en que consiste a turbina Kaplan, cales son as súas características e como se usa para xerar enerxía hidráulica.

Que é a turbina Kaplan

turbina Kaplan

É unha turbina de chorro hidráulico que emprega pequenos desniveis de altura dende uns metros ata unhas decenas. Unha das principais características é que sempre funciona con altos caudais. Caudais que oscilan entre os 200 e os 300 metros cúbicos por segundo. É moi utilizado para a xeración de enerxía hidráulica, sendo este un tipo de enerxía renovable.

A turbina Kaplan foi inventada en 1913 polo profesor austríaco Víktor Kaplan. É un tipo de turbina hidráulica en forma de hélice onde teñen palas que poden orientarse ao diferente caudal de auga. Sabemos que o caudal de auga varía en función da intensidade do volume. Ao ser capaces de ter láminas orientadas ao fluxo de auga, podemos aumentar o rendemento manténdoo alto ata os caudais do 20-30% do caudal nominal.

O máis normal é que esta turbina veña equipada con deflectores fixos de estator que axudan a guiar o fluxo de auga. Deste xeito, optimízase a xeración de enerxía eléctrica. A eficiencia da turbina Kaplan pódese empregar para un rango máis amplo de fluxo dependendo das necesidades. Idealmente, a turbina debería prepararse empregando un sistema de orientación no que colocaremos os deflectores do estator cando cambie o caudal. Non sempre temos o mesmo caudal de auga xa que dependemos das precipitacións e dos niveis dos encoros.

Cando o fluído chega á turbina Kaplan, grazas a un conduto en forma de espiral, serve para alimentar por completo toda a circunferencia. Unha vez que o fluído chegou á turbina pasa por un distribuidor que lle dá ao xiro a rotación. Aquí é onde o impulsor é o responsable de desviar o fluxo 90 graos para revertelo axialmente.

características clave

Cando temos unha turbina de hélice sabemos que a regulación é practicamente nula. Isto significa que a turbina só pode funcionar nun determinado rango, polo que o distribuidor nin sequera é axustable. Coa turbina Kaplan obtemos a orientación das palas do impulsor para axustala ao caudal de auga. Ademais, o movemento adáptase ao fluxo actual. Isto débese a que cada configuración do distribuidor corresponde a unha orientación diferente das láminas. Grazas a isto, é posible traballar con el rendementos máis altos de ata o 90% nunha ampla gama de caudais.

O campo de uso destas turbinas alcanza caídas máximas de ao redor de 80 metros de altura e flúe ata un caudal de 50 metros cúbicos por segundo. Isto superpón parcialmente ao campo de uso do Turbina Francis. Isto turbinas só alcanzaron un desnivel de 10 metros e superaron os 300 metros cúbicos por segundo de caudal.

Para optimizar a xeración de enerxía hidráulica é moi común ver turbinas Kaplan. Son turbinas de hélice que funcionan a plena capacidade e responden ben a calquera exceso de fluído. Grazas a estas turbinas eliminan unha gran cantidade de custos de instalación, xa que é máis cara que unha turbina de hélice, pero a instalación faise moito máis eficaz a longo prazo.

Como funcionan as turbinas na enerxía hidroeléctrica

Se queremos manter unha tensión de saída constante nunha instalación hidroeléctrica, a velocidade da turbina debe manterse sempre constante. Sabemos que a presión da auga ten variacións dependendo do caudal e da intensidade á que cae. Non obstante, a velocidade da turbina debe manterse constante independentemente destas variacións de presión. Para que se manteña estable, son necesarios un gran número de controis tanto na turbina Francis como na turbina Kaplan.

A miúdo fanse instalacións de rodas Pelton nas que se axuda a controlar o fluxo de auga abrindo e pechando as boquillas expulsoras. Cando hai unha turbina Kaplan na instalación, utilízase unha boquilla de derivación de descarga para desviar os rápidos cambios de corrente nas canles de caída que poden aumentar de súpeto a presión da auga. Deste xeito aseguramos que as hélices sempre se manteñen de forma constante e non se ven afectadas polos cambios na presión da auga. Estes aumentos da presión da auga coñécense como martelos de auga. Poden ser moi perxudiciais para as instalacións.

Non obstante, con todos estes axustes, mantense un fluxo constante de auga a través das boquillas para que o movemento das palas da turbina se manteña estable. Para evitar os martelos de auga, as boquillas de descarga péchanse lentamente. As turbinas empregadas para a xeración de enerxía hidráulica varían segundo algúns tipos:

  • Para grandes saltos e caudais pequenos Utilízanse turbinas Pelton.
  • Para eses saltos máis pequenos pero con maior caudal Úsanse turbinas Francis.
  • En fervenzas moi pequenas pero cun caudal moi grande Utilízanse turbinas Kaplan e hélice.

As centrais hidroeléctricas dependen dunha gran cantidade de auga contida nos encoros. Este fluxo debe controlarse e pode manterse case constante para que a auga poida transportarse a través dos condutos ou penstocks. O fluxo contrólase a través de válvulas para adaptar o fluxo de auga que pasa pola turbina. A cantidade de auga que se deixa pasar pola turbina depende da demanda de electricidade en cada momento. O resto da auga sae polas canles de descarga.

Espero que con esta información poida aprender máis sobre a xeración de turbinas Kaplan e hidroeléctrica.


O contido do artigo adhírese aos nosos principios de ética editorial. Para informar dun erro faga clic en aquí.

Sexa o primeiro en opinar sobre

Deixa o teu comentario

Enderezo de correo electrónico non será publicado.

*

*

  1. Responsable dos datos: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalidade dos datos: controlar SPAM, xestión de comentarios.
  3. Lexitimación: o seu consentimento
  4. Comunicación dos datos: os datos non serán comunicados a terceiros salvo obrigación legal.
  5. Almacenamento de datos: base de datos aloxada por Occentus Networks (UE)
  6. Dereitos: en calquera momento pode limitar, recuperar e eliminar a súa información.