Co je to turbína?

Turbína vrtule patří do skupiny strojů, které přeměňují tekutinu nebo energii průtoku plynu na rotační pohyb.Jak naznačuje tento popis, tyto stroje spadají do dvou základních kategorií: turbíny větru nebo vody.Rotační síla, kterou tyto stroje produkují, se nejčastěji používá k výrobě elektrické energie a v menší míře dodává mechanickou práci.Společnými příklady mechanických pracovních variant vrtulní turbíny jsou větrné mlýny a určité typy mlýnů řízených vodou.Vzhledem k hojnému, obnovitelnému a levné povaze zdroje energie vrtule turbína je to jedna z nákladově nejefektivnějších a nejedejších metod výroby energie, která byla kdy vytvořena.Kinetická energie v plynných a tekutinových tocích.Vrtule se skládají z centrální hřídele s minimálně dvěma protichůdnými čepelemi nebo lopatkami ve tvaru profilu.Ty jsou obecně otočeny vnějším zdrojem energie, aby se vytvořil tah tlačením nebo vytlačením vzduchu nebo kapaliny přes čepele.V turbíně vrtule je tento princip převrácen;Tok nebo vzduch nebo kapalina vytlačí čepele, které způsobují, že otočí šachtu.

Větrné turbíny se značně používají po celém světě k využití větrné energie k výrobě elektřiny, provozování mlýnů nebo čerpadla.Turbíny poháněné větrem mohou být horizontální nebo vertikální osa.Nejvíce uznávanou variantou je turbína horizontální osy, která zahrnuje tradiční větrné mlýny a generátory větru s vrtulemi typu letadla.Stejně efektivní jsou novější generace vzorů vertikální osy, které mají ploché nebo zakřivené lopatky, které řídí vertikální šachtu.Patří mezi ně zakřivená lopatka Savonius, plochý Giromill a typy „vaječných“ Darrieus.

Starší horizontální turbíny vyžadují, aby se hlava turbíny neustále měnila do větru.V případě menších příkladů je jednoduchý kormidlo ve stylu meteorologické lopatky otočí hlavu turbíny.Větší turbíny využívají systém větrných senzorů a servomotorů, aby se vrtule změnila na vítr.Většina návrhů vrtulí turbíny poháněné větrem využívá převodovku k řízení generátoru nebo pumpy při správné rychlosti.

Turbíny poháněné vodou poháněné vodou jsou běžně spojeny s velkými vodními elektrárnami, i když existuje několik menších průmyslových a zemědělských aplikací.Tyto turbíny fungují stejným způsobem jako jejich sourozenci řízené větrem, i když se jejich základní design podstatně liší.Tyto stroje jsou obecně mnohem větší a mají vzory čepele, které jsou obvykle kratší než varianty poháněné větrem.Nejběžnějším z těchto větších turbín poháněných vodou je turbína Kaplan.Kaplan turbíny jsou nízké hlavy, vysoký průtok, reakční jednotky používané ve většině velkých hydroelektrických instalací.

Varianta Kaplan je vybavena nastavitelnými čepelemi, které vede k úrovni účinnosti, obvykle přesahující 90 procent v širokém rozsahu hladiny vody a podmínek toku.Velké části účinnosti je dosaženo pečlivě navrženou dráhou průtoku vody, která způsobuje zpomalení výstupní kapaliny.Toto zpomalení vede k přenosu maximálního množství kinetické energie do mechanismu vrtule.Kaplan turbíny mohou produkovat výkony 100 megawattů (100 000 000 wattů) nebo více.

Vrtulářská turbína se napojí na zdroje energie, které jsou obnovitelné a volné nebo extrémně levné ve srovnání s možnostmi fosilních paliv.Pokroky v technologiích používaných v těchto zařízeních neustále rozšiřují hranice jejich účinnosti a kapacity a v blízké budoucnosti se mohou ukázat jako životaschopnou náhradu za konvenční palivo.Technologie vrtulí turbína se také stává stále více přístupnou, což dále zvyšuje jeho roli v oblasti čistšího a ekologicky přátelštějšího scénáře dodávky energie.