Jaka jest zasada działania turbiny wodnej?
Turbina wodna to urządzenie wykorzystywane w elektrowniach wodnych do produkcji energii elektrycznej. Jej działanie polega na wykorzystaniu i przetworzeniu energii wody płynącej (potencjalnej, kinetycznej) na energię elektryczną dzięki zastosowaniu generatora. Turbiny wodne dzielimy na dwa rodzaje ze względu na charakter pracy – turbiny wodne reakcyjne i turbiny wodne akcyjne
Na terenie dzisiejszej Polski udokumentowane wykorzystanie energii wodnej sięga XI wieku, kiedy to zaczęło się rozwijać młynarstwo. W młynach wodnych przez setki lat wykorzystywano pierwowzór obecnych turbin wodnych – koło wodne. Przechodzenie od kół do turbin wodnych na świecie przypada na okres rewolucji przemysłowej, czyli pierwszej połowy dziewiętnastego wieku. W Polsce rozwój dużej energetyki wodnej i wykorzystanie stosunkowo dużych turbin wodnych przypada dopiero na lata 20. Dwudziestego wieku. W pierwszej polskiej Elektrowni wodnej Gródek zainstalowane zostały dwie turbiny wodne Francisa, natomiast w drugiej – Elektrowni Wodnej Żur dwie nowoczesne turbiny wodne Kaplana o poziomej osi. W obu przypadkach woda do turbin doprowadzana była kanałem derywacyjnym.
Wybór odpowiedniej technologii turbiny wodnej zależy od charakterystyki i konfiguracji elektrowni wodnej, głównie od wysokości spadu i przepływu wody. Ostatecznie typ turbiny można wybrać dopiero po zakończeniu badań terenowych i ograniczeń eksploatacyjnych.
W IOZE hydro projektujemy i wykonujemy cztery rodzaje turbin wodnych w różnych rodzajach zabudowy. Poszczególne rozwiązania zawsze dostosowane są do indywidualnych wymogów lokalizacji w jakiej ma powstać mała elektrownia wodna.
Turbiny wodne reakcyjne wykorzystują zarówno energię kinetyczną jak i potencjalną wody. Woda przepływająca przez turbinę powoduje reakcję wirnika i wytworzenie momentu obrotowego. Dzięki wprawieniu wirnika w ruch, energia mechaniczna wody przetwarzana jest na pracę użyteczną. Turbiny wodne tego typu są zwykle stosowane przy wyższych przepływach i niższych spadach.
Rodzaje reakcyjnych turbin wodnych:
Turbina wodna Kaplana
Turbina wodna Francisa
Turbiny wodne akcyjne wykorzystują energię kinetyczną wody – dzięki zastosowaniu specjalnych dysz energia potencjalna wody przekształcana jest na kinetyczną. Strumień wody pod wysokim ciśnieniem dociera do łopat wirnika i wprawia je w ruch, generując pracę. Akcyjne turbiny wodne są stosowane w lokalizacjach z niskim przepływem i wysokim spadem.
Rodzaje akcyjnych turbin wodnych:
Turbina wodna Peltona
Turbiny wodne IOZE projektujemy za pomocą zaawansowanych technologiczne narzędzi komputerowych. Posiadamy wysokiej klasy park maszynowy, wyposażony w nowoczesne i zautomatyzowane urządzenia, gdzie wytwarzamy poszczególne elementy turbin wodnych a następnie montujemy je w gotowy produkt. Dzięki wykorzystaniu obróbki pięcioosiowej, za pomocą centrów obróbczych OKUMA, wszystkie komponenty turbin wodnych przygotowane są z najwyższą precyzją i starannością.
Innym rodzajem technologii wykorzystującej energię płynącej wody jest śruba Archimedesa, często mylnie nazywana turbiną Archimedesa. Śruba Archimedesa jest rodzajem jednowirnikowej pompy ślimakowej. Idea śruby Archimedesa jako sinika wodnego napędzanego siłą grawitacji rozwinęła się w latach dziewięćdziesiątych dwudziestego wieku.