توربین آبی یکی از وسایل رایجی است که برای تولید برق از آن استفاده می شود. ابزاری که انرژی لازم برای حرکت خود را از آب می گیرد و با آن می توان بدون استفاده از سوخت فسیلی به برق دست یافت. این توربین پیش از توربین های برقی یکی از اصلی ترین ابزارهای تولید قدرت در صنایع مختلف به شمار می رفت. انرژی را که در آب نهفته شده است می توان یک منبع مطمئن و به صرفه تولید برق دانست. این انرژی هم طبیعی است و هم قابل بازگشت که بعد از تبخیر دوباره به آب تبدیل می شود. با توربین های آبی می توان از این انرژی با ویژگی های منحصر به فردش بهره مند شد.

تعریفی از توربین های آبی

توربین آبی همان طور که از نامش بر می آید توربینی است که با آب کار می کند. آب به خودی خود قادر نیست هیچ انرژی از خودش تولید کند. توربین ابزاری است که با چرخشیدن انرژی سیالات را به انرژی مکانیکی بدل می کند. نیروی مبتنی بر آب را می توان مرکب از ریزش عمودی و جریان هموار آب دانست که در این میانه با در دست داشتن یک هیدروماشین می شود آبی را که از سطح های بالا به پایین سرازیر می شود به انرژی برق بدل کرد.

دو عامل اثرگذار در تولید انرژی به این شکل را سرعت آب و ارتفاع دهانه هستند. در صورتی که سراشیبی دهانه کم باشد، لازم است که جریان آب شدت بیشتری داشته باشد. همچنین، در صورتی که آب شدت کمی داشته باشد، لازم است که شیب دهانه تندتر شود.

اصلی ترین تفاوت انرژی آب با انرژی های باد و خورشید در این است که با اضافه کردن شبکه های گیرنده می توان انرژی بیشتری به دست آورد. به دلیل این که انرژی آب به منبع آن محدود می شود و با ابزاری مثل توربین آبی می توان از آن بهره مند شد. اما مبدل های باد و خورشید برای تولید برق به فضای بیشتری نیاز دارند. توربین های آبی را می توان یکی از مهم ترین قسمت های هر نیروگاه آبی دانست.

اجزای تشکیل دهنده توربین های آبی

توربین آبی ماشینی است که انرژی لازم برای حرکت خود را از آب تأمین می کند و می توان این انرژی را به انرژی های دیگر تبدیل کند. توربین ها در سدها برای تبدیل کردن انرژی جنبشی و پتانسیل آب به برق مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه کاربرد اصلی آنها تولید برق است. آب جمع شده پشت سد به وسیله لوله های بزرگ به توربین وارد می شود و با پره های آن برخورد می کند. این برخورد موجب چرخیدن توربین و بخشی به اسم رانر خواهد شد که چرخش رانر حرکت ژنراتور متصل به آن را به دنبال دارد که منجر به تولید برق می شود. از اجزای تشکیل دهنده یک توربین آبی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

حلقه ای که به صورت ثابت است.
محفظه ای که به شکل حلزونی است.
پره هایی که کارشان تنظیم جریان آب است.
رانر و درافت تیوب بخش های دیگر توربین هستند.

تقسیم بندی توربین های آبی

توربین آبی به انواع زیر تقسیم می شود:

توربین های آبی را بر طبق نوع جریان آب تقسیم بندی می کنند که از انواع این توربین ها می توان توربین های جریان محوری، توربین های شعاعی و توربین های مماسی را نام برد. البته نوع دیگری از توربین های آبی هم وجود دارد که ترکیبی از ورودی شعاعی و خروجی محوری است.
توربین های آبی بر طبق عمل سیال هم به دسته های دیگری تقسیم بندی می شود. نوعی توربین ضربه ای وجود دارد که به شکل پلتون هستند و انرژی که از فشار آب به دست می آید به انرژی جنبشی تبدیل می کند. بعد از آن آب در یک فشار اتمسفری پره های توربین را به حرکت در می آورد. توربین ها می توانند به شکل واکنشی هم باشند که بعد از برخورد آب به پره ها در اثر نیروی واکنشی بخشی از انرژی آب به انرژی مکانیکی و برق تبدیل خواهد شد.

طراحی توربین های آبی

نوعی توربین آبی وجود دارد که برای سدهای کم ارتفاع تر به کار برده می شود که برای داشتن خروجی مناسب به آب زیادی برای چرخیدن نیاز دارد. مکانیسم کار توربین های واکنشی بر اساس ورود و جمع آوری آب است. اما در توربین های دیگر آب به شکل شعاعی وارد می شود. اما در برخی از آنها ورود آب به شکل محوری به پره ها برخورد می کند. در بعضی از توربین های آبی 3 تا 6 پره وجود دارد که موجب پایین آمدن مقاومت اصطکاک می شود. این توربین ها به طور معمول کانالی ورودی و خروجی آب دارند.

طراحی برخی از توربین ها به این صورت است که محرک آن با آب به شکل محوری در تماس است و در آن زاویه پره ها در موقع حرکت تغییر نمی کند. ساختار بخش محرک این توربین ها به صورتی است که پره ها به شکل قالب روی یک توپ قرار گرفته اند.

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.