توربین آب پلتون

توضیحات

توربین پلتون به طور گسترده‌ای با ارتفاع آب ۱۰۰ متر تا ۱۰۰۰ متر استفاده می‌شود که برای نیروگاه‌هایی با ارتفاع بالا ولی جریان آب کم مناسب است. راننده توسط جریان سیالی که از دهانه تزریق از لوله فشار بالا عبور می‌کند، به شدت هل داده می‌شود. توربین پلتون به عنوان یک ساختار فشرده، عملکرد پایدار و مدیریت آسان در نظر گرفته می‌شود.

ارتفاع آب قابل کاربرد: H=100-1000 متر. برای ارتفاع آب بالا با جریان آب کم، راننده توسط جریان سیالی که از دهانه تزریق از لوله فشار بالا عبور می‌کند، به شدت هل داده می‌شود. این توربین به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می‌شود. نوع افقی هر کدام ۱-۲ راننده دارد، هر راننده ۱-۲ دهانه دارد، نوع عمودی فقط یک راننده دارد، هر راننده ۲-۴ دهانه دارد.

کاربردها

چرخ‌های پلتون توربین مورد نیاز برای انرژی هیدروئیک هستند، زمانی که منبع آب موجود دارای ارتفاع هیدرولیکی نسبتاً بالا در نرخ‌های جریان کم است، که چرخ پلتون در آن بهینه عمل می‌کند. بنابراین، می‌توان از منبع آب با فشار بالا و جریان کم بیشتر انرژی استخراج کرد تا از منبع با فشار کم و جریان بالا، حتی اگر دو جریان به طور نظری شامل همان مقدار انرژی باشند. همچنین مقدار مشابهی از مواد لوله‌ای برای هر دو منبع نیاز است، یکی نیاز به لوله بلند و باریک و دیگری به لوله کوتاه و گسترده دارد. چرخ‌های پلتون در تمام اندازه‌ها ساخته می‌شوند. چرخ‌های پلتون چندتنی وجود دارند که روی محامل روغنی عمودی در نیروگاه‌های هیدروئیک نصب شده‌اند. بزرگترین واحد‌ها می‌توانند تا ۲۰۰ مگاوات باشند. کوچکترین چرخ‌های پلتون فقط چند اینچ عرض دارند و می‌توانند برای استفاده از انرژی از جریان‌های کوهستانی با جریان چند گالن در دقیقه استفاده شوند. برخی از این سیستم‌ها از وسایل آبی خانگی برای تحویل آب استفاده می‌کنند. این واحد‌های کوچک برای استفاده با ۳۰ متر یا بیشتر ارتفاع توصیه می‌شوند تا سطوح معناداری از انرژی تولید کنند. بسته به جریان آب و طراحی، چرخ‌های پلتون بهترین عملکرد را با ارتفاع‌های ۱۵ متر تا ۱۸۰۰ متر دارند، اگرچه حد نظری وجود ندارد.

ویژگی‌ها

• طراحی اختصاصی برای ارتفاع بالا: به طور خاص برای منابع آب با ارتفاع‌های بالا (معمولاً ≥100 متر، و برخی مدل‌ها می‌توانند چند هزار متر را مدیریت کنند) و نرخ جریان کم مناسب است. به طور کارآمد انرژی پتانسیل آب را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند و کارایی آن به طور قابل توجهی بیشتر از سایر انواع توربین‌ها در سناریوهای افت بالا است.
• تبدیل انرژی نوع ضربه‌ای: جریان آب فشار بالا را از طریق دهانه‌ها به جریان‌های سریع تبدیل می‌کند که مستقیماً بر روی پرهای به شکل ظرف در راننده تأثیر می‌گذارند. جریان آب فقط با سطوح پره (بدون پر کردن کانال جریان) تماس می‌گیرد و فرآیند تبدیل انرژی در "لحظه ضربه" متمرکز می‌شود که منجر به تنش ساختاری واضح‌تر می‌شود.
• نیاز کم به کیفیت آب: چون جریان آب از طریق کانال‌های جریان پیچیده (مانند حلزون و پره‌های هدایت‌کننده) عبور نمی‌کند، کمتر احتمال دارد که داخلی بلوکه شود یا توسط رسوب و آلودگی‌های آب خراب شود. دارای چرخه نگهداری طولانی‌تری است و برای منابع آب با کیفیت نسبتاً پیچیده، مانند آنهایی که در مناطق کوهستانی هستند، مناسب است.
• تنظیم انعطاف‌پذیر خروجی: می‌توان با افزایش یا کاهش تعداد دهانه‌های فعال (مثلاً مدل‌های ۲-دهانه‌ای، ۴-دهانه‌ای) یا تنظیم قطر جریان هر دهانه، تنظیم مرحله‌ای یا پیوسته خروجی واحد را انجام داد که به نیازهای تغییرات بار شبکه تطبیق می‌یابد.
• ساختار ساده و نگهداری آسان: مؤلفه‌های اصلی فقط شامل دهانه‌ها، راننده‌ها و پوشش‌ها است، بدون مکانیزم‌های هدایت آب پیچیده (مانند پره‌های هدایت‌کننده توربین‌های واکنشی). دارای سختی نصب کم است و نگهداری روزمره عمدتاً بر روی ارسال دهانه‌ها و تمیز کردن راننده متمرکز است، با هزینه‌های قابل کنترل.