Zgodnie z obietnicą w numerze majowym obiecałem, że w drugiej części opiszę rodzaje turbin wodnych występujących w energetyce wodnej. Jak już wiecie, żeby generator mógł prawidłowo działać potrzebuje „czegoś’ co go napędzi w ruch obrotowy. Takim czymś musi być oczywiście wał. Ale żeby taki wał się obracał potrzebuje jeszcze dodatkowego elementu. Takim elementem jest turbina wodna. Odpowiada ona za napędzanie takiego wału. Dzieje się to pod wpływem wody przepływającej z określonym spadkiem przez turbinę wodną. W zależności od warunków geologicznych danego terenu, spadku, różnicy w wysokości terenu stosuje się różnego rodzaju turbiny.

Turbiny takie dzielimy na:

- turbina Francisa (chyba najbardziej popularna w Polsce),

- turbina Kaplana,

- turbina Peltona.

W turbinie Francisa sterowanie odbywa się poprzez odpowiednie ustawienie kierownicy. W zależności od zapotrzebowania na energię elektryczną przepływ wody może być zwiększony bądź zmniejszony w taki sposób że poprzez odpowiednie ustawieni kierownicy (widocznej na rysunku 1) zmniejsza się bądź zwiększa taki przepływ. Wraz ze wzrostem przepływającej wody zwiększa się możliwości wytwarzania

Rys.1 Turbina Fransica (elektrownia wodna w Jamnie)

Fot. Paweł Pietkiewicz

energii elektrycznej (w rzeczywistości to energia potencjalna zamieniana jest w energię mechaniczną, zaś ta w elektryczną). Czyli im większy mamy przepływ tym „więcej prądu w sieci”, a im mniejszy tym „mniej prądu w sieci”. W Turbinie Francisa mamy przeważnie oś obrotu jako wał pionowy. Zmienia się za to przepływ wody z poziomej na pionową. Sprawność takiej    turbiny jest optymalna dla większości polskich rzek. 

Rys.2 Sterowanie kierownicą (elektrownia
  wodna w Jamnie) Fot. Paweł Pietkiewicz                                                                                         

 Drugim rodzajem turbiny jest turbina Kaplana. Tutaj woda nie zmienia kierunku po przepłynięciu. Napędzanie jest przez łopatki. Sterowanie również jest kierownicą. Turbina jest stosowana głównie do małych spadków rzek.

Trzecim rodzajem turbiny jest turbina Peltona. Turbina Peltona jest stosowana do dużych spadków wody sięgających nawet do 2300 metrów. Całkowity spad statyczny wody pomniejszony o straty spowodowane przepływem wody, zostaje zamieniony w dyszy na strumień prędkości wody, który z kolei działa na łopatki turbiny. Przepływ wody na dyszy sterowany jest iglicą. Im większy przepływ tym mamy więcej uzyskanej energii elektrycznej.

Opracowanie: mgr inż. Paweł Pietkiewicz