Turbinę wodną Peltona

Opis

Turbinę Peltona szeroko stosuje się przy spadku wody od 100 do 1000 metrów, co jest odpowiednie dla elektrowni z wysokim spadkiem, ale małym przepływem wody. Rotor działa poprzez silne naciskanie strumienia wodnego, który pochodzi z dyszy przez rurę wysokiego ciśnienia. Turbina Peltona uznawana jest za kompaktową konstrukcję, stabilną pracę i łatwą obsługa.

Dostępny spadek wody: H=100-1000 m. Stosowana dla wysokiego spadku z małym przepływem, rotor działa poprzez silne naciskanie strumienia wodnego, który jest kierowany przez dyszę z rury wysokiego ciśnienia. Dzieli się na typ pionowy i poziomy. Typ poziomy ma 1-2 rotory, każdy rotor ma 1-2 dysze, typ pionowy ma tylko jeden rotor, każdy rotor ma 2-4 dysze.

Zastosowania

Koła Peltona są preferowanymi turbinami w energetyce wodnej, gdy dostępne źródło wody ma stosunkowo wysoki spadek hydrauliczny przy niskich przepływach, gdzie koło Peltona jest najbardziej efektywne. W ten sposób więcej energii można uzyskać ze źródła o wysokim ciśnieniu i niskim przepływie niż ze źródła o niskim ciśnieniu i dużym przepływie, nawet jeśli oba te przepływy teoretycznie zawierają tę samą moc. Ponadto wymagana jest porównywalna ilość materiału rurociągu dla każdego z tych dwóch źródeł, jedno wymaga długiej cienkiej rury, a drugie krótkiej szerokiej rury. Koła Peltona produkowane są w różnych rozmiarach. Istnieją wielotonowe koła Peltona zamontowane na podkładkach olejowych w elektrowniach wodnych. Największe jednostki mogą osiągać do 200 megawatów. Najmniejsze koła Peltona mają tylko kilka cali średnicy i mogą być używane do wykorzystania energii z górskich potoków o przepływie kilku galonów na minutę. Niektóre z tych systemów wykorzystują elementy instalacji wodnej domowej do dostarczania wody. Te małe urządzenia zaleca się do użytku z przynajmniej trzydziestometrowym spadkiem, aby wygenerować znaczącą moc. W zależności od przepływu wody i projektu, koła Peltona najlepiej działają przy spadkach od 15 do 1800 metrów, choć nie ma teoretycznej granicy.

Cechy

• Specjalny projekt dla wysokich spadków: Specjalnie przystosowany do źródeł wodnych z wysokimi spadkami (zazwyczaj ≥100 metrów, niektóre modele mogą obsłużyć kilka tysięcy metrów) i niskimi przepływami. Efektywnie przekształca potencjał energetyczny wody w energię kinetyczną, a jej efektywność jest znacznie wyższa niż innych typów turbin w scenariuszach z dużym spadkiem.
• Konwersja energii impulsowa: Przekształca wysokociśnieniowy przepływ wody w wysokoprędkie strumienie przez dysze, które bezpośrednio oddziałują na wiadrokształtne łopatki na rotora. Przepływ wody kontaktuje się tylko z powierzchniami łopatek (bez wypełniania kanałów przepływu), a proces konwersji energii skupia się na "momencie uderzenia", co prowadzi do jaśniejszego obrazu naprężeń strukturalnych.
• Niska wymagana jakość wody: Ponieważ przepływ wody nie przechodzi przez skomplikowane kanały przepływu (np. muszle i łopatki kierujące), jest mniej prawdopodobne, że wystąpią wewnętrzne zatory lub zużycie spowodowane osadem i zanieczyszczeniami w wodzie. Ma dłuższy cykl konserwacji i jest odpowiednie dla źródeł wody o stosunkowo skomplikowanej jakości, takich jak te w terenach górskich.
• Elastyczna regulacja wyjściowa: Można osiągnąć schodkową lub ciągłą regulację wydajności jednostki poprzez zwiększenie lub zmniejszenie liczby działających dysz (np. modele 2-dyszowe, 4-dyszowe) lub dostosowanie średnicy strumienia pojedynczych dysz, adaptując do potrzeb fluktuacji obciążenia sieci.
• Prosta konstrukcja i łatwa konserwacja: Główne komponenty obejmują tylko dysze, rotory i obudowy, bez skomplikowanych mechanizmów kierujących przepływ wody (np. łopatki kierujące turbin reakcyjnych). Ma niską trudność montażu, a codzienna konserwacja koncentruje się głównie na zużyciu dysz i czyszczeniu rotora, z kontrolowanymi kosztami.