Kaplanova turbina

Kaplan turbinska obnovljiva energija

Kao što znamo, da bismo generirali hidrauličku energiju, moramo proliti veliku količinu vode kroz vodopad da bismo pomicali turbinu. Jedna od najčešće korištenih turbina u hidrauličkoj energiji je Kaplanova turbina. Riječ je o hidrauličkoj mlaznoj turbini koja se koristi s malim nagibima do nekoliko desetaka metara. Uvijek je potreban protok, velik je tako da se može generirati velika količina energije.

U ovom ćemo vam članku reći od čega se sastoji Kaplanova turbina, koje su njezine karakteristike i kako se koristi za generiranje hidrauličke energije.

Što je Kaplanova turbina

Kaplanova turbina

Riječ je o hidrauličkoj mlaznoj turbini koja koristi male nagibe visine od nekoliko metara do nekoliko desetaka. Jedna od glavnih karakteristika je da uvijek radi s velikim brzinama protoka. Protok u rasponu od 200 do 300 kubika u sekundi. Široko se koristi za proizvodnju hidrauličke energije, koja je vrsta obnovljive energije.

Kaplanovu turbinu izumio je 1913. austrijski profesor Víktor Kaplan. To je vrsta hidrauličke turbine u obliku elise gdje imaju lopatice koje se mogu orijentirati na različit protok vode. Znamo da protok vode varira ovisno o intenzitetu volumena. Budući da možemo imati lopatice orijentirane na protok vode, možemo povećati performanse održavajući ih visokim do brzine protoka od 20-30% nominalnog protoka.

Najnormalnije je da ova turbina dolazi opremljena s fiksnim statorskim deflektorima koji pomažu u usmjeravanju protoka vode. Na taj se način optimizira proizvodnja električne energije. Učinkovitost Kaplanove turbine može se koristiti za širi raspon protoka, ovisno o potrebama. U idealnom slučaju, turbinu treba pripremiti pomoću orijentacijskog sustava u koji postavljamo deflektore statora kada se protok promijeni. Nemamo uvijek isti protok vode jer ovisimo o padalinama i razinama rezervoara.

Kad tekućina dosegne Kaplanovu turbinu, zahvaljujući spiralnom cijevi, služi za potpuno hranjenje cijelog opsega. Jednom kad je tekućina došla do turbine, ona prolazi kroz razdjelnik koji tekućini daje rotacijsko okretanje. Ovdje je rotor odgovoran za preusmjeravanje protoka na 90 stupnjeva kako bi ga okrenuo aksijalno.

Glavne osobine

Kad imamo turbinu s propelerom, znamo da je regulacija praktički nikakva. To znači da turbina može raditi samo u određenom opsegu, tako da razdjelnik nije ni podesiv. S Kaplanovom turbinom dobivamo orijentaciju lopatica rotora kako bi se prilagodili protoku vode. Osim toga, pokret se prilagođava trenutnom protoku. To je zato što svaka postavka razdjelnika odgovara različitoj orijentaciji lopatica. Zahvaljujući tome, moguće je surađivati veći prinosi do 90% u širokom rasponu protoka.

Područje upotrebe ovih turbina doseže maksimalni pad od oko 80 metara i teče do brzine protoka od 50 kubičnih metara u sekundi. To se djelomično preklapa s područjem upotrebe Francisova turbina. Ova turbina dosegnuli su samo pad od 10 metara i protok premašili 300 kubičnih metara u sekundi.

Kako bi se optimiziralo stvaranje hidrauličke energije, vrlo je često vidjeti Kaplanove turbine. To su propelerske turbine koje rade punim kapacitetom i dobro reagiraju na sav višak tekućine. Zahvaljujući ovim turbinama eliminiraju veliku količinu instalacijskih troškova, jer je ova turbina skuplja od turbine s propelerom, ali instalacija dugoročno postaje mnogo učinkovitija.

Kako turbine rade u hidroenergiji

Ako želimo zadržati konstantni napon na izlazu u hidroelektričnoj instalaciji, brzina turbine mora se uvijek održavati konstantnom. Znamo da pritisak vode varira ovisno o brzini protoka i intenzitetu pada. Međutim, brzina turbine mora se održavati konstantnom bez obzira na ove promjene tlaka. Da bi ostao stabilan potreban je velik broj kontrola i u Francisovoj turbini i u Kaplanovoj turbini.

Često se izrađuju Peltonove instalacije kod kojih se protok vode pomaže kontrolirati otvaranjem i zatvaranjem mlaznica ejektora. Kada se u postrojenju nalazi Kaplanova turbina, mlaznica za preusmjeravanje ispuštanja koristi se za odbijanje brzih promjena struje u kapljicama koje mogu naglo povećati tlak vode. Na taj način osiguravamo da se elise uvijek čuvaju konstantno i da na njih ne utječe promjena tlaka vode. Ova povećanja tlaka vode poznata su pod nazivom vodeni čekići. Mogu biti vrlo štetni za objekte.

Međutim, uz sve ove postavke, kroz mlaznice se održava stalni protok vode tako da se kretanje lopatica turbine održava stabilnim. Da bi se izbjegli vodeni čekići, mlaznice za pražnjenje polako se zatvaraju. Turbine koje se koriste za proizvodnju hidrauličke energije razlikuju se ovisno o nekim vrstama:

  • Za veliki skokovi i mali protoci Koriste se Pelton turbine.
  • Za one manje glave, ali s većim protokom Koriste se Francisove turbine.
  • En vrlo mali slapovi, ali s vrlo velikim protokom Koriste se turbine Kaplan i propeleri.

Hidroelektrane ovise o velikoj količini vode koja se nalazi u ležištima. Taj se protok mora kontrolirati i može se održavati gotovo konstantnim, tako da se voda može transportirati kroz kanale ili kanale. Protok se kontrolira kroz ventile za prilagođavanje protoka vode koja prolazi kroz turbinu. Količina vode koja smije proći kroz turbinu ovisi o potrebi za električnom energijom u svakom trenutku. Ostatak vode izlazi kroz kanale za ispuštanje.

Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o Kaplanovoj turbini i proizvodnji hidroenergije.


Budite prvi koji će komentirati

Ostavite svoj komentar

Vaša email adresa neće biti objavljen. Obavezna polja su označena s *

*

*

  1. Za podatke odgovoran: Miguel Ángel Gatón
  2. Svrha podataka: Kontrola neželjene pošte, upravljanje komentarima.
  3. Legitimacija: Vaš pristanak
  4. Komunikacija podataka: Podaci se neće dostavljati trećim stranama, osim po zakonskoj obvezi.
  5. Pohrana podataka: Baza podataka koju hostira Occentus Networks (EU)
  6. Prava: U bilo kojem trenutku možete ograničiti, oporaviti i izbrisati svoje podatke.