Нови книги за възобновяемите енергийни източници :

• Новата енергетика в два тома  • Хидрокинетични електроцентрали    

 • Aвтомобилна революция • Фотоволтаични електрогенератори

 Вижте  видео  на  модулна  хидрокинетична електроцентрала  тук !

Турбините

У нас няма опит при проучването, разработването, проектирането и конструирането на съоръжения, както и при монтажа и експлоатацията на хидрокинетични енергийни турбини. В света са публично достъпни само общи данни за такива експериментални съоръжения и разработки. Те са обекти на добре пазено ноу-хау и патентна защита, тъй като възобновяемият воден ресурс и природосъобразната технология дават очевидни конкурентни предимства за енергопроизводство, пред всички останали ВЕИ.

Всички теоретични модели разглеждат линейното постъпателно водно течение, като успоредно на надлъжната ос на ротора на турбини с хоризонтални оси. Това води до заблудата, че изчислените максимални теоретични стойности за ефективността на турбините са реален лимит за тяхната работа. На специалистите е известно, че това не е така. В практиката, повечето водни турбини, имат направляващи апарати за водата, преди попадането й върху лопатките.

Разработени са ефективни конструкции за ротори, лопати и аксиална турбинна конфигурация, включително с направляващ апарат, който да оптимизира движението на водния поток преди попадането му върху роторните лопатки. С определени конструкции  и технологии за съответни условия и работни режими на турбините, свързани с конкретните им метрични, динамични, кинематични и конфигурационни параметри се получиха едновременно добри показатели за  мощност и ефективност (к.п.д.).

Опитните данни показаха, че приемливата кавитационната граница при летни водни температури е 10-11 метра в секунда периферна скорост на лопатките. При зимните температури на водата границата е е с около 12% по-висока. При тези скорости числата на Рейнолдс се вместват в границите на средната турбулентност. Такива скорости се постигат при съотношение на скоростта на периферията към скоростта на водното течение от 4 до 6 и при ротори с диаметри по-малки от три метра и дисково съотношение под 20%., а оборотите само в редки случаи превишават 1 в секунда.

При дефинираните условия изчислените обороти на експерименталните ротори  са  в диапазона от 20 до 70 в минута. При тези ниски обороти, въртящите моменти на лопатките им са сравнително големи, но като цяло са по-малко натоварени, в сравнение с тези на напорните водни турбини във ВЕЦ.  Роторите на модела ще работят в слабо турбулентна среда и подкавитационни условия. Лопатките,  няма да се оразмеряват за кавитационна ерозия и разрушаване, което ги прави нескъпи. Но те във всички случаи  са гладки и твърди, за да имат по-ниско хидравлично съпротивление.

Малките габарити на подводните ХКЦ имат решаващо значение за ниската им производствена цена, тъй като се минимизират производството и материалите за него.

За да може да се конструира компактна модулна турбина е много важно да се намери тази технология, която да дава максимум работна мощност при минимална цена на съоръженията за ХКЦ.

Роторът е основният преобразувател на енергията, а въртящият се направляващ апарат се оразмерява за двуфункционално действие – насочване чрез въртене и генерация на електричество в резултат на въртенето. В повечето практически случаи електрогенерацията е по-голяма, когато оборотите на роторите са по-високи. Вторият ротор постига значително по-високи обороти от първия в каскадата. Те са в резултат на оптималното векторно разположение на резултантната скорост (която обтича лопатката), като векторна сума от съставляващите я скорости на витлообразното водно течение и периферната на лопатките. Така се максимизират получените въртящи сили и минимизират невъртящите. Крайният резултат е по-висока полезна мощност на втория ротор и на каскадата като цяло.

 “Загубите” на мощност от съпротивлението при завъртане на водата от направляващия (първия) ротор изцяло се оползотворяват от него, защото резултиращото въртеливо движение се преобразува в полезна мощност.

В проектираните турбини ще се ползват оптимално всички характерни природни енергийни свойства на водата. Две от тях  са нейните практическа несвиваемост и непрекъснатостта на водния поток. Водата се свива  под въздействието на голямото налягане от 1 100 Мегапаскала. На практика това налягане не може да бъде надминато и водата се смята за несвиваема. Противодействащото на това голямо налягане се нарича молекулно налягане на водата.

Посочените свойства, са присъщи на водата и се дължат на големите междумолекулни сили в нея, които малко се използват в конвенционалните ВЕЦ. При тях ускоряване на водния поток се постига чрез по-голям воден пад, т.е. по чисто екстензивен път (който понякога се нарича експлозивен, в противовес на имплозивния - вижте водовъртежна ВЕЦ тук). Именно междумолекулните водни сили (и съответната вътрешна енергия) дават възможност на речния поток бързо да самовъзстанови енергийните си качества, без водата да се свива при преминаването си през роторите, дифузорите, концентраторите и другите турбинни елементи и аранжименти. Линейната (аксиална) постъпателна скорост на водното течение малко се променя след преминаване през лопатките, но то добива и тангенциалната скорост.

Бизнес                 Проекти                   Технология                 Главно меню