Τι είδη τουρμπίνων χρησιμοποιούνται στην υδροηλεκτρική ενέργεια;

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι υδροηλεκτρικών ανεμογεννήτρων: αντίδραση και ώθηση.

Ο τύπος υδροηλεκτρικής ανεμογεννήτριας που επιλέγεται για ένα έργο βασίζεται στο ύψος του στάσιμου νερού, που αναφέρεται ως "κεφαλής" και τη ροή ή τον όγκο του νερού με την πάροδο του χρόνου, στο χώρο.Άλλοι καθοριστικοί παράγοντες περιλαμβάνουν το πόσο βαθιά πρέπει να τοποθετηθεί η τουρμπίνα, την απόδοση των ανεμογεννήτρων και το κόστος.

Εδώ είναι μερικές από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες τουρμπίνες στον κόσμο σήμερα.

• Επικεφαλής

Μια ανεμογεννήτρια αντιδράσης παράγει ενέργεια από τις συνδυασμένες δυνάμεις της πίεσης και του κινούμενου νερού.επιτρέποντας στο νερό να ρέει πάνω από τις λεπίδες αντί να χτυπάει κάθε μία ξεχωριστάΟι ανεμογεννήτριες αντίδρασης χρησιμοποιούνται γενικά για τοποθεσίες με χαμηλότερη κεφαλή και υψηλότερες ροές και είναι ο πιο κοινός τύπος που χρησιμοποιείται επί του παρόντος στο υδροηλεκτρικό έργο.

Οι δύο πιο συνηθισμένοι τύποι τουρμπίνων αντίδρασης είναι οι προπέλας (συμπεριλαμβανομένων των Kaplan) και οι Francis.

Τυροπτέρυγα:Μια τουρμπίνα προπέλας έχει γενικά ένα ρεύμα με τρεις έως έξι λεπίδες.η πίεση είναι σταθερήΤα κύρια συστατικά εκτός από το δρομέα είναι μια θήκη κυλίνδρου, πύλες και ένας σωλήνας ρύθμισης.Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι τουρμπίνων προπέλας:

Στρογγυλοκύστης:Η τουρμπίνα και η γεννήτρια είναι μια σφραγισμένη μονάδα που τοποθετείται απευθείας στο ρεύμα νερού.

Τουρμπίνα Kaplan:Τόσο οι λεπίδες και οι πύλες wicket είναι ρυθμιζόμενες, επιτρέποντας ένα ευρύτερο φάσμα λειτουργίας

Φράνσις Τούρμπιν: Η τουρμπίνα Francis ήταν η πρώτη σύγχρονη υδροηλεκτρική τουρμπίνα και εφευρέθηκε από τον Βρετανό-Αμερικανό μηχανικό James Francis το 1849..Το νερό εισάγεται ακριβώς πάνω από τον δρομέα και γύρω του, το οποίο στη συνέχεια πέφτει μέσα, προκαλώντας την περιστροφή των λεπίδων.και ένα σωλήνα ρύθμισηςΟι ανεμογεννήτριες Francis χρησιμοποιούνται συνήθως για καταστάσεις μεσαίας έως υψηλής κεφαλής (130 έως 2.000 πόδια), αν και έχουν χρησιμοποιηθεί και για χαμηλότερες κεφαλές.Οι ανεμογεννήτριες Francis λειτουργούν καλά τόσο σε οριζόντιο όσο και σε κάθετο προσανατολισμό.

• Τούρμπινα παλμού

Μια ανεμογεννήτρια παρορμή χρησιμοποιεί γενικά την ταχύτητα του νερού για να μετακινήσει τον δρομέα και εκφορτώνεται σε ατμοσφαιρική πίεση.Χωρίς αναρρόφηση στην κάτω πλευρά της τουρμπίναςΜια ανεμογεννήτρια με παλμούς είναι γενικά κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής κεφαλής και χαμηλής ροής.Οι δύο κύριοι τύποι των ανεμογεννήτριων παλμού είναι οι ανεμογεννήτριες Pelton και cross-flow.

Πέλτον Τουρμπίνα:Η τουρμπίνα Pelton εφευρέθηκε από τον Αμερικανό εφευρέτη Lester Allan Pelton στη δεκαετία του 1870,Ένας τροχός Pelton έχει ένα ή περισσότερα ελεύθερα τζετ που εκλύουν νερό σε ένα αεριζόμενο χώρο και συγκρούονται με τους κουβάδες ενός δρομέαΟι ανεμογεννήτριες Pelton χρησιμοποιούνται γενικά για πολύ υψηλές κεφαλές και χαμηλές ροές.Δεν απαιτούνται σωλήνες ρεύματος για μια ανεμογεννήτρια παροχής ώθησης επειδή ο δρομέας πρέπει να βρίσκεται πάνω από το μέγιστο απορροφικό νερό για να επιτραπεί η λειτουργία σε ατμοσφαιρική πίεση.

στρογγυλοτουρμπίνα:είναι ένα είδος τουρμπίνας παρορμήσεως και είναι κατάλληλη για κεφαλές από 50-250m, μεταξύ τουρμπίνας Francis και τουρμπίνας Pelton.
Το χαρακτηριστικό είναι μια γωνία 22,5° που σχηματίζεται μεταξύ της κεντρικής γραμμής του αεριωθούμενου αερίου και του περιστροφικού επιπέδου του δρομέα.Το νερό από την πενστοκ μετατρέπεται σε ένα τζετ υψηλής ταχύτητας μέσω του ακροβωτίουΗ δυναμική δύναμη της ροής του νερού κάνει τον δρομέα να περιστρέφεται γρήγορα.

Επικοινωνία με ηλεκτρικό ρεύμαΗ αρχική ανεμογεννήτρια διασταυρούμενης ροής σχεδιάστηκε από τον Άντονι Μίτσελ, έναν Αυστριακό μηχανικό, στις αρχές του 19ου αιώνα.Και βελτιώθηκε ακόμα περισσότερο από τον Γερμανό μηχανικό Φριτς Όσμπεργκερ.Μια τουρμπίνα διασταυρούμενης ροής είναι τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου τύπου.Η τουρμπίνα διασταυρούμενης ροής επιτρέπει στο νερό να ρέει μέσα από τις λεπίδες δύο φορέςΣτο πρώτο πέρασμα, το νερό ρέει από το εξωτερικό των λεπίδων προς το εσωτερικό. Το δεύτερο πέρασμα πηγαίνει από το εσωτερικό προς τα έξω.Μια οδήγηση φιάλη στην είσοδο της ανεμογεννήτριας κατευθύνει τη ροή σε ένα περιορισμένο τμήμα του δρομέαΗ τουρμπίνα διασταυρούμενης ροής αναπτύχθηκε για να φιλοξενήσει μεγαλύτερες ροές νερού και χαμηλότερα κεφάλια από ό,τι μπορεί να χειριστεί το Pelton.