Siç e dimë, për të gjeneruar energji hidraulike duhet të derdhim një sasi të madhe uji përmes një ujëvare që të jemi në gjendje të lëvizim një turbinë. Një nga turbinat më të përdorura në energjinë hidraulike është Turbinë Kaplan. Shtë një turbinë hidraulike që përdoret me gradientë të vegjël deri në disa dhjetëra metra. Rrjedha është gjithmonë e nevojshme është e madhe në mënyrë që një sasi e madhe e energjisë mund të gjenerohet.
Në këtë artikull do t'ju tregojmë se nga çka përbëhet turbina Kaplan, cilat janë karakteristikat e saj dhe si përdoret për të gjeneruar energji hidraulike.
Çfarë është turbina Kaplan
Shtë një turbinë jet hidraulike që përdor gradientë të vegjël në lartësi nga disa metra deri në disa dhjetëra. Një nga karakteristikat kryesore është se gjithmonë funksionon me shpejtësi të lartë të rrjedhës. Shkalla e rrjedhës varion nga 200 në 300 metra kub në sekondë. Përdoret gjerësisht për gjenerimin e energjisë hidraulike, duke qenë një lloj i energjisë së rinovueshme.
Turbina Kaplan u shpik në vitin 1913 nga profesori austriak Víktor Kaplan. Shtë një lloj turbine hidraulike në formë helike ku ato kanë fletë që mund të orientohen në rrjedhën e ndryshme të ujit. Ne e dimë që rrjedha e ujit ndryshon në varësi të intensitetit të vëllimit. Duke qenë në gjendje të kemi tehe që janë të orientuara në rrjedhën e ujit, ne mund të rrisim performancën duke e mbajtur atë të lartë deri në shpejtësitë e rrjedhës prej 20-30% të rrjedhës nominale.
Gjëja më normale është që kjo turbinë të jetë e pajisur me devijues të fiksuar të statorit që ndihmojnë në drejtimin e rrjedhës së ujit. Në këtë mënyrë, optimizohet gjenerimi i energjisë elektrike. Efikasiteti i turbinës Kaplan mund të përdoret për një gamë më të gjerë të rrjedhës në varësi të nevojave. Në mënyrë ideale, turbina duhet të përgatitet duke përdorur një sistem orientimi në të cilin vendosim devijuesit e statorit kur ndryshon rrjedha. Ne jo gjithmonë kemi të njëjtën rrjedhë uji pasi varet nga nivelet e reshjeve dhe rezervuarëve.
Kur lëngu arrin në turbinën Kaplan, falë një tubi në formë spirale, ai shërben për të ushqyer të gjithë perimetrin plotësisht. Sapo lëngu të ketë arritur në turbinë, ai kalon përmes një shpërndarësi që i jep lëngut rrotullimin e tij rrotullues. Kjo është ajo ku shtytësi është përgjegjës për devijimin e rrjedhës 90 gradë për ta kthyer atë në mënyrë aksiale.
tipare kryesore
Kur kemi një turbinë me helikë, ne e dimë se rregullimi është praktikisht zero. Kjo do të thotë që turbina mund të funksionojë vetëm në një interval të caktuar, kështu që shpërndarësi nuk është as i rregullueshëm. Me turbinën Kaplan marrim orientimin e teheve të helikës për tu përshtatur me rrjedhën e ujit. Përveç kësaj, lëvizja po përshtatet me rrjedhën aktuale. Kjo është për shkak se çdo cilësim i shpërndarësit korrespondon me një orientim të ndryshëm të teheve. Falë kësaj, është e mundur të punohet me të rendimente më të larta deri në 90% në një gamë të gjerë të shpejtësive të rrjedhës.
Fusha e përdorimit të këtyre turbinave arrin pika maksimale të lartësive rreth 80 metra dhe rrjedh deri në një shpejtësi rrjedhje prej 50 metra kub në sekondë. Kjo pjesërisht mbivendoset në fushën e përdorimit të Turbinë Francis. Kjo turbina ata arritën vetëm një rënie prej 10 metrash dhe tejkaluan 300 metra kub në sekondë në rrjedhë.
Për të optimizuar gjenerimin e energjisë hidraulike është shumë e zakonshme të shohim turbinat Kaplan. Ato janë turbina me helikë që veprojnë me kapacitet të plotë dhe i përgjigjen mirë çdo lëngu të tepërt. Falë këtyre turbinave ato eliminojnë një sasi të madhe të kostove të instalimit pasi që kjo turbinë është më e shtrenjtë se një turbinë me helikë, por instalimi bëhet shumë më efikas në planin afatgjatë.
Si funksionojnë turbinat në hidrocentrale
Nëse duam të mbajmë një konstante të daljes së tensionit në një instalim hidroelektrik, shpejtësia e turbinës duhet të mbahet gjithnjë konstante. Ne e dimë që presioni i ujit ndryshon në varësi të shpejtësisë së rrjedhjes dhe intensitetit në të cilin bie. Sidoqoftë, shpejtësia e turbinës duhet të mbahet konstante, pavarësisht nga këto ndryshime të presionit. Në mënyrë që të mbetet i qëndrueshëm, kërkohet një numër i madh kontrollesh si në turbinën Francis ashtu edhe në turbinën Kaplan.
Instalimet e rrotave Pelton shpesh bëhen në të cilat rrjedha e ujit ndihmohet për të kontrolluar duke hapur dhe mbyllur hundët e nxjerrësve. Kur ka një turbinë Kaplan në objekt, përdoret një grykë anashkalimi shkarkimi për të ndihmuar në shmangien e ndryshimeve të shpejta të rrymës në kanalet e rënies që mund të rrisin papritur presionin e ujit. Në këtë mënyrë ne sigurojmë që helikat të mbahen gjithmonë në një mënyrë të vazhdueshme dhe të mos preken nga ndryshimet në presionin e ujit. Këto rritje të presionit të ujit njihen si çekanë uji. Ato mund të jenë shumë të dëmshme për objektet.
Sidoqoftë, me të gjitha këto cilësime, një rrjedhje e vazhdueshme e ujit mbahet përmes grykave në mënyrë që lëvizja e teheve të turbinës të mbahet e qëndrueshme. Për të shmangur çekanët e ujit, hundët e shkarkimit mbyllen ngadalë. Turbinat e përdorura për prodhimin e energjisë hidraulike ndryshojnë sipas disa llojeve:
- Për kërcime të mëdha dhe shpejtësi të vogla të rrjedhës Përdoren turbinat Pelton.
- Për ato kokat më të vogla por me një fluks më të lartë Përdoren turbina Francis.
- En ujëvara shumë të vogla por me një prurje shumë të madhe Përdoren turbina Kaplan dhe helikë.
Impiantet hidroelektrike varen nga një sasi e madhe uji që përmbahet në rezervuarë. Kjo rrjedhë duhet të kontrollohet dhe mund të mbahet pothuajse konstante, në mënyrë që uji të transportohet përmes kanaleve ose gropave. Rrjedha kontrollohet përmes valvulave për të përshtatur rrjedhën e ujit që kalon përmes turbinës. Sasia e ujit që lejohet të kalojë nëpër turbinë varet nga kërkesa për energji elektrike në çdo moment. Pjesa tjetër e ujit del përmes kanaleve të shkarkimit.
Unë shpresoj që me këtë informacion të mund të mësoni më shumë rreth turbinës Kaplan dhe gjenerimit të hidrocentraleve.