Kaplan turbin

Kaplan turbin fornybar energi

For å generere hydraulisk energi må vi som kjent helle en stor mengde vann gjennom en foss for å kunne flytte en turbin. En av de mest brukte turbinene innen hydraulisk energi er Kaplan turbin. Det er en hydraulisk jetturbin som brukes med små stigninger opp til noen få titalls meter. Strømning er alltid nødvendig er stor slik at en stor mengde energi kan genereres.

I denne artikkelen skal vi fortelle deg hva Kaplan-turbinen består av, hva dens egenskaper er og hvordan den brukes til å generere hydraulisk energi.

Hva er Kaplan-turbinen

Kaplan turbin

Det er en hydraulisk jetturbin som bruker små stigninger i høyden fra noen få meter til noen tiere. En av hovedegenskapene er at den alltid fungerer med høye strømningshastigheter. Strømninger fra 200 til 300 kubikkmeter per sekund. Den brukes mye til generering av hydraulisk energi, dette er en type fornybar energi.

Kaplan-turbinen ble oppfunnet i 1913 av den østerrikske professor Víktor Kaplan. Det er en type propellformet hydraulisk turbin der de har kniver som kan orienteres mot den forskjellige strømmen av vann. Vi vet at strømmen av vann varierer avhengig av volumets intensitet. Ved å kunne ha blader som er orientert mot vannstrømmen, kan vi øke ytelsen ved å holde den høye opp til strømningshastigheter på 20-30% av den nominelle strømmen.

Det mest normale er at denne turbinen er utstyrt med faste statoravvisere som hjelper til med å lede vannstrømmen. På denne måten blir generasjonen av elektrisk energi optimalisert. Kaplan-turbinens effektivitet kan brukes til et større spekter av strømning avhengig av behovet. Ideelt sett bør turbinen fremstilles ved hjelp av et orienteringssystem der vi plasserer statoravbøyningene når strømmen endres. Vi har ikke alltid den samme vannføringen siden vi er avhengige av nedbør og reservoarnivå.

Når væsken når Kaplan-turbinen, takket være en spiralformet kanal, tjener den til å mate hele omkretsen. Når væsken har nådd turbinen, passerer den gjennom en fordeler som gir væsken sin roterende rotasjon. Det er her pumpehjulet er ansvarlig for å avlede strømmen til 90 grader for å reversere den aksialt.

Hovedkarakteristikker

Når vi har en propellturbin, vet vi at reguleringen praktisk talt er null. Dette betyr at turbinen bare kan fungere i et bestemt område, slik at fordeleren ikke en gang kan justeres. Med Kaplan-turbinen får vi retning av løpehjulbladene for å tilpasse seg vannstrømmen. I tillegg tilpasser bevegelsen seg strømstrømmen. Dette er fordi hver distributørinnstilling tilsvarer en annen retning på bladene. Takket være dette er det mulig å jobbe med høyere utbytter på opptil 90% i et bredt spekter av strømningshastigheter.

Bruksområdet for disse turbinene når maksimale dråper på rundt 80 meters høyde og strømmer opp til en strømningshastighet på 50 kubikkmeter per sekund. Dette overlapper delvis bruksområdet for Francis turbin. Disse turbinene de nådde bare 10 meters fall og overskred 300 kubikkmeter per sekund i strømning.

For å optimalisere genereringen av hydraulisk energi er det veldig vanlig å se Kaplan-turbiner. De er propellturbiner som fungerer med full kapasitet og reagerer godt på overflødig væske. Takket være disse turbinene eliminerer de store installasjonskostnader siden denne turbinen er dyrere enn en propellturbin, men installasjonen blir mye mer effektiv på lang sikt.

Hvordan turbiner fungerer i vannkraft

Hvis vi vil holde en spenningsutgang konstant i en vannkraftinstallasjon, må turbinens hastighet alltid holdes konstant. Vi vet at vanntrykket varierer avhengig av strømningshastigheten og intensiteten det faller i. Turbinhastigheten må imidlertid holdes konstant uavhengig av disse trykkvariasjonene. For å forbli stabil kreves et stort antall kontroller i både Francis-turbinen og Kaplan-turbinen.

Pelton-hjulinstallasjoner blir ofte laget der vannstrømmen hjelper til å kontrollere ved å åpne og lukke utkastdysene. Når det er en Kaplan-turbin i anlegget, brukes en utløps-bypass-dyse for å avlede raske strømendringer i fallkanalene som plutselig kan øke vanntrykket. På denne måten sørger vi for at propellene alltid lagres på en konstant måte og ikke påvirkes av endringer i vanntrykk. Disse økningene i vanntrykk er kjent som vannhamre. De kan være veldig skadelige for anlegg.

Imidlertid opprettholdes en konstant strøm av vann gjennom dysene med alle disse innstillingene slik at bevegelsen til turbinbladene holdes stabil. For å unngå vannhammere lukkes utløpsdysene sakte. Turbinene som brukes til generering av hydraulisk energi varierer i henhold til noen typer:

  • For store hopp og små strømningshastigheter Pelton-turbiner brukes.
  • For de mindre hoder, men med høyere flyt Francis-turbiner brukes.
  • En veldig små fossefall, men med en veldig stor flyt Kaplan og propellturbiner brukes.

Vannkraftverk er avhengig av en stor mengde vann som er inneholdt i magasinene. Denne strømmen må kontrolleres og kan holdes nesten konstant slik at vannet kan transporteres gjennom kanalene eller pennelagrene. Strømningen styres gjennom ventiler for å tilpasse vannstrømmen som går gjennom turbinen. Mengden vann som får passere gjennom turbinen, avhenger av strømbehovet i hvert øyeblikk. Resten av vannet kommer ut gjennom utslippskanalene.

Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om Kaplan turbin- og vannkraftproduksjon.


Innholdet i artikkelen følger våre prinsipper for redaksjonell etikk. Klikk på for å rapportere en feil her.

Bli den første til å kommentere

Legg igjen kommentaren

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Kontroller SPAM, kommentaradministrasjon.
  3. Legitimering: Ditt samtykke
  4. Kommunikasjon av dataene: Dataene vil ikke bli kommunisert til tredjeparter bortsett fra ved juridisk forpliktelse.
  5. Datalagring: Database vert for Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheter: Når som helst kan du begrense, gjenopprette og slette informasjonen din.