Turbinalar turlari va ularning gidroelektr tizimlarida qo'llanilishi
Gidroelektrostansiyalar (GES) global elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojni qondirish uchun muhim qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi. Gidroelektrostansiyaning muhim tarkibiy qismi turbina bo'lib, u suvning kinetik energiyasini generatorni harakatga keltirish uchun mexanik energiyaga aylantiradi. Turbinalarning har biri o'ziga xos xususiyatlarga va qo'llanilishiga ega bo'lgan turli xil turlari mavjud. Ushbu maqolada biz gidroelektrostansiyalarda ishlatiladigan turbinalarning turlarini va ularning har bir turi gidroelektrostansiya tizimida qanday qo'llanilishini muhokama qilamiz.
1. Pelton turbinasi
Pelton turbinasi suv sathi yuqori va oqim tezligi past bo'lgan joylar uchun mo'ljallangan impulsli turbina turidir. Bu turbina shlangdan chiqayotgan suv turbina g'ildiragidagi cho'ntakni urish printsipi asosida ishlaydi. Bu yuqori kinetik energiyaga ega suv oqimi turbina g'ildiragining yuqori samaradorlik bilan aylanishiga olib keladi.
Aplikasi:
Pelton turbinalari tog'li hududlarda yoki yuqori bosimli quvurlari sezilarli darajada pasayadigan hududlarda joylashgan elektr stansiyalari uchun mos keladi. Masalan, Norvegiyadagi ko'plab gidroelektrostansiyalar Pelton turbinalaridan foydalanadi, chunki tepalikli relyef bu turdagi turbinani afzal ko'radi.
2. Frensis turbinasi
Gidroenergetika tizimlarida eng ko'p ishlatiladigan turbina Fransis turbinasi hisoblanadi. Bu turdagi turbina bosimli suvni stator pichoqlari orqali aylanuvchi rotorga majburan kiritish orqali ishlaydigan reaksiya turbinasidir. Fransis turbinalari turli xil suv tushishi va oqim sharoitlarida yaxshi ishlashi mumkin, bu esa ularni juda ko'p qirrali qiladi.
Aplikasi:
Francis turbinalari ko'pincha o'rta va yuqori pasayish balandliklari va o'rta va katta oqim hajmlariga ega gidroelektrostansiyalarda qo'llaniladi. Xitoydagi Uch Darvoza GESi kabi yirik gidroelektrostansiya loyihalarida Francis turbinalari qo'llaniladi.
3. Kaplan turbinasi
Gidroelektrostansiyalarda tez-tez ishlatiladigan turbinaning yana bir turi Kaplan turbinasi hisoblanadi. Bu sozlanishi pichoqli pervanel bilan boshqariladigan reaksiya turbinasi. Kaplan turbinalari past balandlikdagi pasayishlar va yuqori suv oqimlari uchun maxsus ishlab chiqilgan.
Aplikasi:
Kaplan turbinalari ko'pincha katta suv hajmiga ega, ammo balandlik farqlari kichik bo'lgan yirik daryolarda, masalan, Yevropa va Shimoliy Amerikadagi Dunay va Missisipi daryolari kabi yirik daryolardagi elektr stantsiyalarida uchraydiganlarda qo'llaniladi.
4. Turbo turbinasi
Turgo turbinasi Pelton turbinasiga o'xshash impulsli turbinaning bir variantidir, ammo u yuqori suv oqimlari va o'rtacha pasayishlar uchun mos keladi. Bu turbina rotorni harakatga keltirish uchun turbina pichoqlariga ma'lum bir burchak ostida uriladigan suv oqimidan foydalanadi.
Aplikasi:
Turgo turbinalari Pelton turbinalariga qaraganda yuqori oqimlarda samaraliroq bo'lgani uchun, ular ko'pincha o'rtacha pasayish va oqimlar ortib borayotgan hududlardagi kichik va o'rta elektr stantsiyalarida qo'llaniladi, bu dunyo bo'ylab ko'plab mikro-gidroelektr stansiyalarida, xususan, Grenlandiya va Janubiy Amerikaning ayrim qismlarida uchraydi.
5. O'zaro oqimli turbinasi (Banki-Michell)
O'zaro oqimli turbinalar yoki ba'zan Banki-Michell turbinalari deb ataladigan turbinalar past va o'rtacha pasayish va o'zgaruvchan suv oqimi bo'lgan dasturlarda foydalanish uchun mo'ljallangan impulsli turbinalardir. Suv turbinadan ko'ndalang yo'nalishda oqadi va sezilarli mexanik kuch beradi.
Aplikasi:
O'zaro oqimli turbinalar mikro va mini-gidroelektrostansiyalarda qo'llaniladi, ular qurish oson va arzon energiya yechimini talab qiladigan chekka qishloqlar yoki qishloq joylari uchun mos keladi. Nepal va Indoneziyadagi loyihalar ushbu turdagi turbinaning keng qo'llanilishiga misol bo'la oladi.
6. Turbina lampochkasi
Lampochka turbinalari, shuningdek, quvurli turbinalar deb ham ataladi, bu to'g'on inshootlarida yoki shlyuz eshiklarida suv ostida ishlash uchun maxsus mo'ljallangan Kaplan turbinasining bir turi. Ushbu turbinalarning generator komponentlari suv o'tkazmaydigan inshootga (lampochka) o'ralgan bo'lib, bu yuqori energiya konvertatsiya qilish samaradorligini ta'minlaydi.
Aplikasi:
Lampochka turbinali gidroelektrostansiyalar odatda daryo deltalari yoki suv toshqinlari kabi past oqimli, past pasayadigan joylarda joylashgan. Ushbu texnologiyaga misollarni Janubiy Koreyadagi bir nechta yirik daryo to'g'onlarida topish mumkin.
Gidrologik sharoitlarga asoslangan turbina tanlash
Turbina turini tanlash elektr stansiyasi joylashgan joydagi gidrologik sharoitlarga bog'liq. Bu tanlovga bir nechta omillar ta'sir qiladi, jumladan:
1. Bosim (Tushib ketish): Suv tomchisining balandligi ishlatilishi mumkin bo'lgan turbina turini cheklaydi. Pelton turbinalari yuqori bosimlar uchun mos keladi, Kaplan turbinalari esa past bosimlar uchun yaxshiroqdir.
2. Oqim tezligi: Mavjud suv oqimi hajmi turbinaning samaradorligini sezilarli darajada belgilaydi. Pelton turbinalari uchun past oqim mos keladi, yuqori oqim esa Kaplan yoki lampochka turbinalari uchun mos keladi.
3. Oqim o'zgaruvchanligi: Yil davomida suv oqimining o'zgarishi potentsiali turbina tanloviga ham ta'sir qiladi. Kaplan kabi sozlanishi pichoqli turbinalar statik turbinalarga qaraganda o'zgaruvchan oqimlarni boshqarishda ko'proq moslashuvchan.
Zamonaviy va kelajak texnologiyalari
Texnologik yutuqlar bilan bir qatorda, gidroelektr turbinalari ham rivojlanishda davom etmoqda. Gidroelektr turbinalarining ishlashi samaradorligi va ishonchliligini oshirish uchun raqamli boshqaruv va IoT (narsalar interneti) asosidagi monitoring kabi zamonaviy texnologiyalar joriy etila boshlandi. Ish faoliyatini yaxshilash va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirish maqsadida yengil kompozit materiallar va yangi aerodinamik dizaynlar bo'yicha tadqiqotlar ham davom etmoqda.
Bundan tashqari, suv hayotiga ekologik ta'sirni minimallashtirish uchun mo'ljallangan baliqlarga mos turbinalar kabi innovatsion turbinalar zamonaviy turbinalarni loyihalashda asosiy e'tiborga aylanmoqda.
Xulosa
Turbinalar gidroenergetika tizimining yuragi hisoblanadi va turbina turini tanlash elektr stantsiyasining ishlashi, samaradorligi va barqarorligiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Pelton, Francis, Kaplan, Turgo, Crossflow va Bulb kabi turli xil turbina turlari mavjud bo'lganligi sababli, har bir sayt o'zining gidrologik sharoitlariga eng mos keladigan turbinani tanlashi mumkin. Texnologiya rivojlanib bormoqda, gidroenergetika ishlab chiqarish uchun yangi va samaraliroq yechimlarni taqdim etadi, bu esa uni toza va barqaror energiyaga global intilishda eng muhim qayta tiklanadigan energiya manbalaridan biriga aylantiradi.
