Bildiğimiz gibi, hidrolik enerji üretmek için bir türbini hareket ettirmek için bir şelaleden büyük miktarda su dökmek zorundayız. Hidrolik enerjide en çok kullanılan türbinlerden biri, Kaplan türbini. Birkaç on metreye kadar küçük eğimlerde kullanılan bir hidrolik jet türbinidir. Akış her zaman gereklidir, böylece büyük miktarda enerji üretilebilir.
Bu yazıda size Kaplan türbininin nelerden oluştuğunu, özelliklerinin neler olduğunu ve hidrolik enerji üretmek için nasıl kullanıldığını anlatacağız.
Kaplan türbini nedir
Birkaç metreden birkaç onluya kadar küçük eğimler kullanan bir hidrolik jet türbinidir. Ana özelliklerinden biri, her zaman yüksek debilerle çalışmasıdır. Saniyede 200 ila 300 metreküp arasında değişen akışlar. Bir tür yenilenebilir enerji olan hidrolik enerji üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kaplan türbini, 1913 yılında Avusturyalı Profesör Viktor Kaplan tarafından icat edildi. Farklı su akışına yönlendirilebilen kanatlara sahip pervane biçimli bir hidrolik türbin türüdür. Hacmin yoğunluğuna göre su akışının değiştiğini biliyoruz. Su akışına yönelik kanatlara sahip olarak, nominal debinin% 20-30'u kadar debilere kadar yüksek tutarak performansı artırabiliriz.
En normal şey, bu türbinin donanımlı olarak gelmesi. su akışını yönlendirmeye yardımcı olan sabit stator deflektörleri ile. Bu şekilde elektrik enerjisi üretimi optimize edilir. Kaplan türbininin verimliliği, ihtiyaçlara bağlı olarak daha geniş bir akış aralığı için kullanılabilir. İdeal olarak türbin, akış değiştiğinde stator deflektörlerini yerleştirdiğimiz bir oryantasyon sistemi kullanılarak hazırlanmalıdır. Yağışa ve rezervuarların seviyelerine bağlı olduğumuz için her zaman aynı su akışına sahip değiliz.
Sıvı, spiral şeklindeki bir kanal sayesinde Kaplan türbinine ulaştığında, tüm çevrenin tamamen beslenmesine hizmet eder. Akışkan türbine ulaştığında, akışkanın dönme dönüşünü sağlayan bir dağıtıcıdan geçer. Akışı eksenel olarak tersine çevirmek için akışı 90 dereceye yönlendirmekten çarkın sorumlu olduğu yer burasıdır.
temel özellikleri
Bir pervane türbinimiz olduğunda, düzenlemenin pratikte sıfır olduğunu biliyoruz. Bu, türbinin yalnızca belirli bir aralıkta çalışabileceği anlamına gelir, bu nedenle dağıtıcı ayarlanabilir bile değildir. Kaplan türbini ile, su akışını ayarlamak için pervane kanatlarının yönünü elde ederiz. Ek olarak, hareket mevcut akışa uyum sağlar. Bunun nedeni, her dağıtıcı ayarının bıçakların farklı bir yönüne karşılık gelmesidir. Bu sayede çalışmak mümkün. Çok çeşitli akış hızlarında% 90'a varan daha yüksek verim.
Bu türbinlerin kullanım alanı, yaklaşık 80 metre yüksekliğe kadar maksimum damlalara ulaşır ve saniyede 50 metreküp debiye kadar akar. Bu, kısmen kullanım alanıyla örtüşmektedir. Francis türbini. Bu türbinler sadece 10 metrelik bir düşüşe ulaştılar ve akışta saniyede 300 metreküpü aştılar.
Hidrolik enerji üretimini optimize etmek için Kaplan türbinlerini görmek çok yaygındır. Tam kapasitede çalışan ve herhangi bir fazla sıvıya iyi yanıt veren pervaneli türbinlerdir. Bu türbinler sayesinde, bu türbin bir pervaneli türbinden daha pahalı olduğu için, ancak uzun vadede kurulum çok daha verimli hale geldiği için büyük miktarda kurulum maliyetini ortadan kaldırırlar.
Türbinler hidroelektrikte nasıl çalışır?
Bir hidroelektrik tesisatında voltaj çıkışını sabit tutmak istiyorsak, türbinin hızı her zaman sabit tutulmalıdır. Suyun basıncının akış hızına ve düştüğü yoğunluğa bağlı olarak değiştiğini biliyoruz. Ancak türbin hızı, bu basınç değişimlerinden bağımsız olarak sabit tutulmalıdır. Kararlı kalmak için hem Francis türbininde hem de Kaplan türbininde çok sayıda kontrol gereklidir.
Pelton tekerlek kurulumları, genellikle ejektör memelerini açıp kapatarak su akışının kontrol edilmesine yardımcı olunarak yapılır. Tesiste bir Kaplan türbini olduğunda, su basıncını aniden artırabilen damla kanallarındaki hızlı akım değişikliklerini saptırmaya yardımcı olmak için bir deşarj baypas nozulu kullanılır. Bu şekilde pervanelerin her zaman sabit bir şekilde depolanmasını ve su basıncındaki değişikliklerden etkilenmemesini sağlıyoruz. Su basıncındaki bu artışlar su çekiçleri olarak bilinir. Tesislere çok zarar verebilirler.
Bununla birlikte, tüm bu ayarlarla, türbin kanatlarının hareketi sabit tutulması için nozüllerden sabit bir su akışı korunur. Su darbelerinden kaçınmak için, boşaltma nozülleri yavaşça kapatılır. Hidrolik enerji üretimi için kullanılan türbinler bazı türlere göre değişiklik göstermektedir:
- Için büyük sıçramalar ve küçük akış hızları Pelton türbinleri kullanılmaktadır.
- Onlar için daha küçük kafalar, ancak daha yüksek akışlı Francis türbinleri kullanılmaktadır.
- En çok küçük şelaleler, ancak çok büyük bir akışla Kaplan ve pervane türbinleri kullanılmaktadır.
Hidroelektrik santraller, rezervuarlarda bulunan büyük miktarda suya bağlıdır. Bu akış kontrol edilmelidir ve suyun kanallar veya cebri borulardan taşınabilmesi için neredeyse sabit tutulabilir. Akış, türbinden geçen su akışını uyarlamak için vanalar aracılığıyla kontrol edilir. Türbinden geçmesine izin verilen su miktarı her anki elektrik talebine bağlıdır. Suyun geri kalanı deşarj kanallarından çıkar.
Umarım bu bilgilerle Kaplan türbini ve hidroelektrik üretimi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.