Per te prodhuar energjia hidraulike, është e nevojshme të përfitohet nga lëvizja e sasive të mëdha të ujit përmes një ujëvare, e cila lejon lëvizjen e një turbine. Një nga turbinat më të përdorura në prodhimin e hidrocentraleve është Turbina Kaplan. Kjo lloj turbine përdoret në ujëvara të vogla, deri në disa dhjetëra metra, ku prurja është e lartë.
Në këtë artikull, ne do të detajojmë se nga përbëhet turbina Kaplan, karakteristikat e saj kryesore dhe si përdoret në prodhimin e energjisë hidraulike.
Çfarë është turbina Kaplan
La Turbina Kaplan Është një lloj turbine jet hidraulike, e projektuar për të funksionuar në mjedise me pjerrësi të vogël, nga disa metra deri në disa dhjetëra. Kërkon gjithashtu prurje të mëdha, ndërmjet 200 dhe 300 metër kub në sekondë, që e bën atë një turbinë shumë efikase për prodhimin e energjisë hidraulike, një burim energjie të rinovueshme.
Ajo u shpik nga profesori austriak Viktor Kaplan në 1913, dhe struktura e tij inovative e bën atë veçanërisht të përshtatshëm për situatat ku rrjedha e ujit është e ndryshueshme. Një nga karakteristikat kryesore të kësaj turbine është se fletët e saj mund të orientohen sipas drejtimit të rrjedhës, duke optimizuar performancën e saj edhe kur shpejtësia e rrjedhës është vetëm 20-30% e prurjes nominale të saj.
Një veçori shtesë e shumë turbinave Kaplan është se ato janë pjesë e sistemeve të prodhimit të energjisë që përfshijnë statorë fiks, të cilët optimizojnë rrjedhën e ujit që ushqen turbinën, duke përmirësuar kështu kapacitetin e prodhimit të energjisë elektrike. Efikasiteti i turbinës Kaplan Ai mund të mbetet i ngritur në një gamë të gjerë ritmesh rrjedhjeje, duke e bërë atë një element kyç në shumë hidrocentrale.
Parimi i funksionimit
Parimi i funksionimit të turbinës Kaplan është i thjeshtë por efikas. Uji arrin në turbinë përmes një kanali në formë spirale, i cili lejon që turbina të ushqehet në të gjithë perimetrin e saj. Më pas, uji kalon përmes një shpërndarësi, i cili i jep rrjedhës një lëvizje rrotulluese thelbësore për funksionimin e turbinës.
Pasi uji hyn në turbinë, ai shkakton rrotullimi i shtytësit, duke devijuar rrjedhën e ujit në një kënd prej 90° dhe më pas duke e kthyer atë në mënyrë boshtore. Ky veprim i lejon turbinës të përfitojë nga energjia kinetike e ujit për të rritur efikasitetin e saj në gjenerimin e energjisë.
La Turbina Kaplan Ai ka aftësinë të rikuperojë një pjesë të energjisë falë një difuzori në sistemin e tij të shkarkimit, diçka që nuk është e zakonshme në të gjitha turbinat hidraulike. Ky difuzor kontribuon në përmirësimin e performancës së turbinës në aplikime ku presioni i ujit nuk është i lartë, si për shembull në ujëvara të vogla.
Karakteristikat dhe përfitimet kryesore
Një nga avantazhet më domethënëse të turbinës Kaplan është aftësia e saj për të rregulluar fletët në varësi të drejtimit të rrjedhës së ujit. Kjo lejon që turbina të mbajë efikasitet të lartë në kushte të ndryshme rrjedhjeje dhe presioni.
Ndryshe nga turbinat konvencionale, të tilla si turbinat me helikë, Kaplan ka rregullatorë të rrjedhës që mund të rregullojnë si fletët e shtytësit ashtu edhe këndin e fletëve të shpërndarësit. Kjo e bën atë një nga turbinat më të gjithanshme në treg, të aftë për të punuar rrjedha e gjerë dhe diapazoni i kokës, me një efikasitet deri në 90%.
Gama e funksionimit të turbinës Kaplan përfshin kokat maksimale prej rreth 80 metra e lartë dhe normat e rrjedhjes deri në 50 metra kub në sekondë. Edhe pse ndan disa aspekte me turbinat Francis, Kaplan është veçanërisht efikas në kushtet e prurje të larta dhe koka të ulëta droop, ku turbinat e tjera do të humbnin efikasitetin.
Si funksionojnë turbinat në hidrocentrale
Në një hidrocentral, rregullimi i tensionit në dalje është thelbësor për të garantuar një furnizim të vazhdueshëm me energji elektrike. Kjo do të thotë që shpejtësia e turbinës duhet të mbetet konstante edhe kur kushtet e rrjedhës së ujit ndryshojnë. Turbinat Kaplan janë projektuar për t'iu përshtatur këtyre ndryshimeve, duke mbajtur rrjedhën e ujit konstante falë sistemeve të avancuara të kontrollit.
Turbinat hidroelektrike, qofshin Kaplan, Francis apo Pélton, kanë sisteme të ndryshme kontrolli për të siguruar që ato të mbeten të qëndrueshme kur përballen me ndryshime në presionin e ujit. Në veçanti, turbinat Kaplan zakonisht kanë grykë anashkalimi, të cilat ridrejtojnë në mënyrë efikase ujin e tepërt për të parandaluar dëmtimin nga ajo që njihet si çekiç uji, një rritje e papritur e presionit që mund të jetë shumë e dëmshme për objektet.
Turbinat hidraulike klasifikohen sipas llojit të ujëvarës dhe rrjedhës që trajtojnë:
- Kërcimet e mëdha me prurje të vogla: Përdoren turbinat Pelton.
- Kërcimet mesatare me rrjedhje më të madhe: Përdoren turbina Francis.
- Kërcimet e vogla me prurje të mëdha: Përdoren turbinat Kaplan dhe helikë.
Sasia e ujit që kalon nëpër turbinë rregullohet sipas kërkesës aktuale elektrike. Uji i mbetur drejtohet përmes kanaleve të shkarkimit për të shmangur çdo humbje në sistem. Në objektet moderne hidroelektrike, sistemet e kontrollit sigurojnë përdorimin optimal të rrymës në dispozicion, duke ndihmuar në ruajtjen e prodhimit efikas dhe të qëndrueshëm të energjisë.
Ky artikull mbulon në detaje funksionimin, avantazhet dhe karakteristikat e turbinave Kaplan, një nga teknologjitë më të avancuara dhe më efikase për përdorimin e energjisë hidraulike. Duke pasur parasysh performancën dhe shkathtësinë e tyre të lartë, ato janë një nga opsionet më të përdorura në sektorin e prodhimit të energjisë me bazë uji.