Kas ir propellera turbīna?

Propellera turbīna izmanto parasto dzenskrūves teoriju pretējā virzienā, lai izmantotu latento kinētisko enerģiju gāzes un šķidruma plūsmās. Dzenskrūves sastāv no centrālās vārpstas ar vismaz divām pretējām, aerodinamiskās formas lāpstiņām vai lāpstiņām, kas tai piestiprinātas. Tos parasti pagriež ārējs enerģijas avots, lai radītu vilci, spiežot vai izspiežot gaisu vai šķidrumu virs asmeņiem. Propellera turbīnā šis princips ir pagriezts; plūsma vai gaiss vai šķidrums izspiež asmeņus, liekot tiem pagriezt vārpstu.

Vēja turbīnas tiek plaši izmantotas visā pasaulē, lai izmantotu vēja enerģiju, lai ražotu elektroenerģiju, darbinātu dzirnavas vai sūknētu ūdeni. Vēja dzenskrūves turbīnas var būt horizontālas vai vertikālas ass konstrukcijas. Visvairāk atpazīstams variants ir horizontālās ass turbīna, kas ietver tradicionālās vējdzirnavas un vēja ģeneratorus ar lidmašīnas tipa propelleriem. Tikpat efektīvas ir jaunākās paaudzes vertikālās asu konstrukcijas, kurās ir plakanas vai izliektas lāpstiņas, kas virza vertikālu vārpstu. Tie ietver izliekto lāpstiņu Savonius, plakano lāpstiņu Giromill un raksturīgos Darrieus “olu dauzīšanas” tipus.

Vecākām horizontālām turbīnām turbīnas galvai vienmēr jābūt pagrieztai pret vēju. Mazāku piemēru gadījumā vienkārša vējrādīta tipa stūre griež pagriežamo turbīnas galvu. Lielākas turbīnas izmanto vēja sensoru un servomotoru sistēmu, lai dzenskrūve būtu pagriezta vējā. Lielākajā daļā vēja dzenskrūves turbīnu konstrukciju tiek izmantota pārnesumkārba, lai darbinātu ģeneratoru vai sūkņa kloķi ar pareizo ātrumu.

Ar ūdeni darbināmas dzenskrūves turbīnas parasti tiek saistītas ar lielām hidroelektrostacijām, lai gan ir vairāki mazāki rūpnieciski un lauksaimniecības pielietojumi. Šīs turbīnas darbojas tāpat kā to vēja vadītie brāļi un māsas, lai gan to pamatkonstrukcija būtiski atšķiras. Šīs mašīnas parasti ir daudz lielākas, un tām ir asmeņu konstrukcijas, kas parasti ir īsākas nekā ar vēju darbināmiem variantiem. Visizplatītākā no šīm lielākajām ar ūdeni darbināmām turbīnām ir Kaplan turbīna. Kaplan turbīnas ir zemas augstuma, lielas plūsmas reakcijas vienības, ko izmanto lielākajā daļā lielo hidroelektrisko iekārtu.

Kaplan variantam ir regulējami lāpstiņas, kas nodrošina efektivitātes līmeni, kas parasti pārsniedz 90 procentus dažādos ūdens līmeņa un plūsmas apstākļos. Liela daļa efektivitātes tiek panākta ar rūpīgi izstrādātu ūdens plūsmas ceļu, kas izraisa izplūdes šķidruma palēnināšanos. Šis palēninājums noved pie maksimālā kinētiskās enerģijas daudzuma pārnešanas uz dzenskrūves mehānismu. Kaplan turbīnas var ražot 100 megavatu vai lielāku jaudu.

Propellera turbīna izmanto atjaunojamos enerģijas avotus, kas ir bezmaksas vai ārkārtīgi lēti, salīdzinot ar fosilā kurināmā iespējām. Šajās ierīcēs izmantoto tehnoloģiju attīstība nepārtraukti paplašina to efektivitātes un jaudas robežas, un tuvākajā nākotnē tās var izrādīties dzīvotspējīgas tradicionālās degvielas aizstājējs. Propelleru turbīnu tehnoloģija kļūst arvien pieejamāka, kas vēl vairāk palielina tās lomu tīrāka, videi draudzīgāka enerģijas piegādes scenārija jomā.