Vodna turbina je turbostroj v stroju za tekočino.Že okoli leta 100 pred našim štetjem se je rodil prototip vodne turbine, vodno kolo.Takrat je bila glavna funkcija pogon strojev za predelavo žita in namakanje.Vodno kolo se je kot mehanska naprava, ki kot moč uporablja vodni tok, razvilo v sedanjo vodno turbino, razširil pa se je tudi obseg njegove uporabe.Kje se torej v glavnem uporabljajo sodobne vodne turbine?
Turbine se uporabljajo predvsem v črpalnih akumulacijskih elektrarnah.Kadar je obremenitev elektroenergetskega sistema nižja od osnovne obremenitve, se lahko uporablja kot vodna črpalka za uporabo presežne zmogljivosti za proizvodnjo električne energije za črpanje vode iz spodnjega rezervoarja v zgornji rezervoar za shranjevanje energije v obliki potencialne energije;ko je obremenitev sistema višja od osnovne obremenitve, se lahko uporablja kot hidravlična turbina, ki proizvaja električno energijo za uravnavanje koničnih obremenitev.Zato čista črpalna elektrarna ne more povečati moči elektroenergetskega sistema, lahko pa izboljša ekonomičnost delovanja termoenergetskih enot in izboljša splošno učinkovitost elektroenergetskega sistema.Od petdesetih let prejšnjega stoletja so črpalne skladiščne enote zelo cenjene in se hitro razvijajo v državah po vsem svetu.
Večina črpalnih akumulacijskih enot, ki so bile razvite v zgodnji fazi ali z visoko vodno višino, je opremljena s tremi stroji, kar pomeni, da so sestavljeni iz serijsko sestavljenega generatorskega motorja, vodne turbine in vodne črpalke.Njena prednost je, da sta turbina in vodna črpalka zasnovani ločeno, ki imata lahko vsak večji izkoristek, enota pa se vrti v isto smer pri proizvodnji električne energije in črpanju vode ter se lahko hitro pretvori iz proizvodnje električne energije v črpanje ali iz črpanja v močna generacija.Hkrati se lahko turbina uporabi za zagon enote.Njena pomanjkljivost je visoka cena in velika naložba v elektrarno.
Lopatice tekača turbine črpalke s poševnim tokom je mogoče vrteti in ima še vedno dobre delovne zmogljivosti, ko se spremenita vodna glava in obremenitev.Vendar pa je zaradi omejitve hidravličnih lastnosti in trdnosti materiala do zgodnjih 80. let prejšnjega stoletja njegova neto višina znašala le 136,2 metra.(Prva elektrarna Takagen na Japonskem).Za višje višine so potrebne turbine črpalk Francis.
Črpalna elektrarna ima zgornji in spodnji rezervoar.Pod pogojem shranjevanja enake energije lahko povečanje dviga zmanjša zmogljivost shranjevanja, poveča hitrost enote in zmanjša stroške projekta.Zato se je visokonapetostna elektrarna za shranjevanje energije nad 300 metri hitro razvila.Francisova črpalka-turbina z najvišjo vodno glavo na svetu je nameščena v elektrarni Baina Basta v Jugoslaviji.leto začel obratovati.Od 20. stoletja se hidroelektrarne razvijajo v smeri visokih parametrov in velike zmogljivosti.S povečanjem termoenergetskih zmogljivosti v elektroenergetskem sistemu in razvojem jedrske energije, da bi rešili problem razumne konične regulacije, poleg močnega razvoja ali širitve velikih elektrarn v večjih vodnih sistemih, države po vsem svetu aktivno gradijo črpalne elektrarne, kar ima za posledico hiter razvoj črpalk-turbin.
Hidroturbina je kot močnostni stroj, ki pretvarja energijo vodnega toka v vrtljivo mehansko energijo, nepogrešljiv del hidrogeneratorskega agregata.Dandanes postaja problem varovanja okolja vse bolj resen, uporaba in promocija hidroenergije, ki uporablja čisto energijo, narašča.Da bi v celoti izkoristili različne hidravlične vire, so veliko pozornost pritegnile tudi plimovanje, navadne reke z zelo majhnim padcem in enakomernimi valovi, kar je povzročilo hiter razvoj cevnih turbin in drugih majhnih enot.
Čas objave: 23. marec 2022
