Turbina idrica Pelton

Descrizione

La turbina Pelton è ampiamente utilizzata con una caduta d'acqua di 100-1000 metri, adatta per centrali elettriche con alta caduta ma piccolo flusso d'acqua. Il rotore funziona venendo spinto fortemente dal getto d'acqua che proviene dalla bocchetta d'iniezione attraverso un tubo ad alta pressione. La turbina Pelton è considerata per la sua struttura compatta, operazione stabile e manutenzione facile.

Caduta d'acqua applicabile: H=100-1000 m. Utilizzata per alte cadute d'acqua con piccolo flusso, il rotore funziona venendo spinto fortemente dal getto d'acqua che viene deviato attraverso la bocchetta d'iniezione da un tubo ad alta pressione. È divisa in tipo verticale e orizzontale. Il tipo orizzontale ha 1-2 rotor, ciascun rotore ha 1-2 bocchette, il tipo verticale ha solo un rotore, ciascun rotore ha 2-4 bocchette.

Applicazioni

Le ruote Pelton sono le turbine preferite per l'idroelettricità quando la sorgente d'acqua disponibile ha una caduta idraulica relativamente alta a bassi tassi di flusso, dove la ruota Pelton è più efficiente. Quindi, può essere estratta più energia da una sorgente d'acqua ad alta pressione e basso flusso rispetto a una sorgente a bassa pressione e alto flusso, anche se i due flussi teoricamente contengono la stessa potenza. Inoltre, è richiesto una quantità comparabile di materiale per tubi per ciascuna delle due sorgenti, una richiede un tubo lungo e sottile, e l'altra un tubo corto e largo. Le ruote Pelton sono realizzate in tutte le dimensioni. Esistono ruote Pelton multi-tonnellate montate su cuscinetti a olio verticali nelle centrali idroelettriche. Le unità più grandi possono raggiungere i 200 megawatt. Le ruote Pelton più piccole misurano solo pochi centimetri e possono essere utilizzate per sfruttare l'energia da ruscelli di montagna con flussi di pochi litri al minuto. Alcuni di questi sistemi utilizzano componenti idraulici domestici per la distribuzione dell'acqua. Queste piccole unità sono consigliate per utilizzi con almeno 30 metri di caduta, per generare livelli significativi di potenza. A seconda del flusso d'acqua e della progettazione, le ruote Pelton funzionano meglio con cadute tra 15 e 1800 metri, anche se non esiste un limite teorico.

Caratteristiche

• Progettazione specifica per alta caduta: Specificatamente adatta per sorgenti d'acqua con alte cadute (tipicamente ≥100 metri, e alcuni modelli possono gestire diverse migliaia di metri) e bassi tassi di flusso. Converte efficacemente l'energia potenziale dell'acqua in energia cinetica, ed è significativamente più efficiente di altri tipi di turbine in scenari ad alta caduta.
• Conversione di energia a impulso: Converte il flusso d'acqua ad alta pressione in getti ad alta velocità attraverso bocchette, che impattano direttamente sulle pale a forma di secchio sul rotore. Il flusso d'acqua contatta solo le superfici delle pale (senza riempire il canale di flusso), e il processo di conversione dell'energia si concentra nel "momento dell'impatto", risultando in uno stress strutturale più chiaro.
• Bassa richiesta di qualità dell'acqua: Poiché il flusso d'acqua non passa attraverso canali di flusso complessi (come volute e pala guide), è meno probabile che subisca ostruzioni interne o usura causate da sedimenti e impurità nell'acqua. Ha un ciclo di manutenzione più lungo ed è adatto per sorgenti d'acqua con qualità relativamente complesse, come quelle in aree montane.
• Regolazione flessibile dell'output: Può ottenere regolazione scalare o continua dell'output dell'unità aumentando o diminuendo il numero di bocchette in funzione (ad esempio, modelli a 2 bocchette, 4 bocchette) o regolando il diametro del getto di ciascuna bocchetta, adattandosi alle esigenze di fluttuazione del carico di rete.
• Struttura semplice e manutenzione facile: I componenti principali includono solo bocchette, rotori e involucro, senza meccanismi di guida dell'acqua complessi (come le pala guide delle turbine a reazione). Ha una bassa difficoltà di installazione, e la manutenzione quotidiana si concentra principalmente sull'usura delle bocchette e sulla pulizia del rotore, con costi controllabili.