Vízturbina

Az áramló víz rengeteg energiát rejt magában. Hogy mennyit, az mérnöki számításokkal elég pontosan meghatározható. Ez az energia vízturbinával alakítható az ember számára hasznos formájúra.

Kis méretekben valyon milyen vízturbinával tervezhetek? Itt most választ kaphat rá, ha tovább olvas. Ha hasznosnak tartja az alábbi cikkeket, iratkozzon fel hírlevelünkre, hogy mindig értesüljön az újdonságokról:


Érdemes tudni ...



A vízenergia hasznosítása

középkori vízimalom

Már kétezer évvel ezelőtt a görögök is használták a víz energiáját: a folyóvizet masszív kerekekre terelték, melyekkel a vízimalmok tengelyét hajtották. Az élelmiszer feldolgozásában volt akkoriban jelentősége a vízenergia használatának. A vízkerekek virágkorában, a XVIII. században falvak és városok ezrei virágzottak világszerte patakok és folyók mentén a víz éltető erejére és energiájára támaszkodva.

A képen Cesky Krumlov kisvároska régi vizimalma látható. Ma már csak muzeális jelentősége van, de régen a kenyérgabonát és a sörfőzéshez nélkülözhetetlen malátát is itt őrölték.

Manapság a vízgenerátorok alkalmazása a káros anyag kibocsátása nélküli energia előállításának egyik legmegbízhatóbb módja. Nemcsak a legmegbízhatóbb, hanem egyben az egyik leggyorsabban szabályozható energiaforrás is: csak el kell zárni a víz útját. Ez gyorsan, néhány perc alatt kivitelezhető, míg például az atomreaktoroknak legalább negyed órás a szabályozási késleltetésük. A hagyományos erőműveknek pedig több órára van szükségük a teljesítmény megváltoztatására.

A vízgenerátorral történő elektromos áram termelés az egyik legegyenletesebb energia ellátást biztosítja a megújuló energiaforrások közül. Éjjel-nappal azonos teljesítményre képes napsütéstől, széltől függetlenül. A megtermelt energia mennyisége csak a vízhozamtól függ. Az éven belüli vízhozam nagymértékben változik, az évszakok változásával hol áradás, hol szárazság tör a vidékre. Ha a vízgenerátor teljesítménye a legkisebb vízhozamra van méretezve, akkor az egész éves termelés egyenletes. Viszont ha kihasználjuk az év egy részében rendelkezésre álló sokkal bővebb vízfolyást, akkor a szárazabb évszakban mérsékeltebb elektromos energia termeléssel kell megelégednünk.
Ezt az egyenletes termelést használják ki a bővizű folyókra telepített gigászi méretű vízerőművek is.

vízerőmű

A képen a turisták millióit vonzó Niagara vízesés közelében 2012-ben átadott vízerőmű látható.
A víz egy részét kanadai oldalon föld alatti üzemvízcsatornán vezették el a híres vízeséstől.
A látványhoz így is maradt elegendő mennyiségű víz.

Például az USA-ban 2010-ben a megújuló energiaforrások felhasználásával termelt energia 81%-át vízerőművek szolgáltatták, a teljes elektromos energia felhasználásuknak pedig 10 százaléka származott a víz erejéből. Hazánkban több mint 50 vízturbina 50MW névleges teljesítménnyel évente körülbelül 210 MWh energiát szolgáltat. Ez a mennyiség a magyarországi éves fogyasztást (kb. 35 TWh) tekintve kevesebb mint egy százalék. Nálunk nincsenek magas hegyek, vannak viszont bővizű folyóink. Nálunk nem sok helyen lehetne nagyesésű vízturbinát telepíteni, kisesésű vízturbinához viszont annál több helyen van meg az adottság. Nem biztos, hogy a környezet átalakításával járó vízerőművek létesítése annyira káros a környezetre, mint ahogy azt sok környezetvédő gondolja. Ha összehasonlítjuk az energiatermelő berendezések gyártásakor keletkező károsanyag-kibocsátást is, nemcsak az üzem közbeni hasznot, a vízgenerátorok az egyik legkörnyezetkímélőbb beruházásnak bizonyulnak. A mikrokörnyezetben óriási változást okoz egy vízerőmű létrehozása, de a szélesebb társadalom számára sokkal több előnyt nyújt a hasznosságával, az olcsó termelésével.
 

vízlépcső a Dunán

Egy erőmű a Duna osztrák szakaszán

Ausztriában a Dunán 20-30 km-enként vízlépcsőt találunk. A környezetet egyáltalán nem csúfítják el ezek az építmények. A vizi élőlényeknek elkerülő csatornát is kialakítottak. A hajóforgalmat nem lassítják lényegesen: a zsiliprendszer úgy lett kialakítva, hogy gyorsan át tudjanak rajta jutni a vizi járművek. A létesítmények többsége a gyalogos és kerékpáros forgalom számára hídként funkcionálnak. A sportturizmus növekedését elősegítette a vízlépcsők megléte. A Duna mindkét oldalán vezet kerékpárút, mindenki saját ízlése szerint választ, melyik parton szeretne kerekezni.
De hisz az épületekkel, amikben lakunk, is átalakítjuk, 'elcsúfítjuk' a környezetünket. Akkor Magyarországon egy ilyen vízlépcső miért nem fér bele a környezet-átalakításba?

» oldal tetejére
Szeretnék az újdonságokról értesülni



Kis vízturbina rendszerek - nagyesésű vízturbinák

A vízgenerátorok az egyik legmegbízhatóbb elektromos energia előállító berendezések, relatíve ezeknek a legkisebb a karbantartási igényük. A 10kW-30MW névleges teljesítményű vízgenerátorokat mini vízturbináknak nevezik. Minden ilyen kis vízturbinához is üzemvíz-csatornát kell létesíteni, melyen keresztül áramoltatott víz mennyisége állandó, független az időjárás-változás okozta egyenetlenségektől. Már egy 10kW-os generátor képes egy nagy család teljes elektromos energia ellátásának a biztosítására. Ha van a területünkön átfolyó megfelelő vízhozamú, megfelelő eséssel rendelkező vízfolyás (táblázatunkból kiolvashatja, milyen vízhozammal és eséssel rendelkező vízfolyásra mekkora generátor tervezhető), akkor a helyileg illetékes vízügyi hatóságnál érdemes kezdeni az érdeklődést, engedélyezik-e a területen vízturbina felállítását, és ha igen, milyen feltételekkel. Ezt a lépést semmiképpen ne hagyjuk ki, egy vízgenerátor telepítéséről / működtetéséről a hatóságok előbb-utóbb biztosan tudomást szereznek! Ha a hatóság hozzáállása terveinkhez pozitív, akkor kezdődhet az érdemi munka. A vízügyi hatóság előírásainak megfelelő tervek és dokumentumok elkészítése / beszerzése után lehet elkezdeni az üzemvíz-csatorna kialakítását. Ezt a műtárgyat időtálló módon kell kivitelezni, nem szabad megadni az esélyt a természetnek arra, hogy az első vihar elmossa terveinket.

Nagyesésű vízturbina üzemvíz-csatornáját a képen látható módon kell kialakítani:

üzemvíz-csatorna

Az elzáró szelep (zsilip) célszerűen az átmeneti tározó kimeneténél a nyomócsövön helyezhető el:

zsilip kialakítása nagyesésű vízturbináknál

A nagyesésű vízturbinák jellemzően hegyvidéki területeken telepíthetőek. A víz turbinához vezetése történhet merev falú csővel, vagy tűzoltó tömlővel is. A generátort rugalmas kötéssel kell az alapzathoz rögzíteni. A rugalmas kötés lehet gumi, vagy mint esetünkben: fa.

» oldal tetejére
Szeretnék az újdonságokról értesülni



Nagyesésű vízturbina

 

nagyesésű vízturbina víz-hozzávezetéseNagy esésű, viszonylag kisebb vízhozamú vízfolyásokra telepíthető turbinák. Telepítése a jobb oldali ábra alapján kialakított módon lehetséges: Egy magaslaton víztartályt kell kialakítani, melyből nyomócsövön keresztül vezetjük a vizet a turbinához. A víztartály kiömlő nyílásánál hordalékszűrőt mindenképpen el kell helyezni és időnkénti tisztításáról gondoskodni kell, anélkül a turbina sérülhet, a generátor tönkremehet.

A B nyomócsőnek minél függőlegesebb elhelyezésűnek, minél rövidebbnek kell lennie, hogy a lehető legnagyobb vízáramot érjük el. A nyomócsövet az aljzathoz szilárdan, de rugalmas kötéssel kell rögzíteni, hogy a nagy víznyomás ne mozdíthassa el a helyéről: a víztartályból kilépő ponton és az alsó végénél mindenképpen betonhoz kell rögzíteni.

Biztonságosan meg kell oldani a turbinán áthaladt víz elvezetését is, hogy a nagy sebbességű víz ne tudja a berendezést alámosni és a környezetet se alakítsa át nem kívánt módon.

Bövebb információ a használati utasításban található.

 

típusjel víz-
magasság
[méter]
vízáram
[liter/
másodperc]
teljesítmény
[W]
csőátmérő
[mm]
súly
[kg]
HHWT14-0.2 10-14 3-4 200 W 50 mm 24
HHWT14-0.3 12-14 3-5 300 W 50 mm 25
HHWT18-0.5 12-18 5-7 500W 50-75mm 28
HHWT18-0.75 14-18 5-8 750W 75mm 47
HHWT22-1.1 16-22 8-10 1100W 100mm 76
HHWT22-1.1H 15 10-15 1100W 125-150mm 120
HHWT25-1.5 18-25 8-11 1500W 125mm 76
HHWT25-1.5H 15 12-18 1500W 125-150mm 120
HHWT25-3.0 25-35 15-19 3000W 125-150mm 120
HHWT25-3.0F 18-20 18-30 3000W 150mm 134
HHWT28-6.0 28-35 30-38 6000W 150mm 210
HHWT28-6.0F 18-20 38-50 6000W 200mm 260
HHWT30-10S 30-38 40-50 10000W 200-250mm 300
HHWT30-10SF 25-30 50-60 10000W 200-250mm 320
HHWT30-12SF 28-35 50-60 12000W 200-250mm 325
HHWT30-15SF 30-40 60-70 15000W 200mm 350
HHWT30-20SF 30-45 60-80 20000W 250-300mm 610
HHWT38-30SF 38-45 90-120 30000W 250-300mm 620

 

» oldal tetejére
Szeretnék az újdonságokról értesülni



Kis vízturbina rendszerek - kisesésű vízturbinák

Kis esésű vízturbina üzemvíz-csatornájának a nyomvonala nem tér el annyira az eredeti medertől, mint a nagyesésűnél. Kisesésű vízturbina telepítésekor nincs szükség olyan nagy területre. Ellenben a kis esésű vízturbinákhoz sokkal nagyobb víztömeg átfolyását kell biztosítani, így összehasonlítva a nagyesésűvel egy sokkal nagyobb keresztmetszetű csatornát kell kialakítanunk. Az üzemvíz-csatorna propellerhez vezető és onnan elvezető szakasza is kritikus a generátor hatásfokának a szempontjából.

kisesésű vízturbina telepítés

Ahogy a képen is látható, a két vízszint magasságkülönbsége adja az esést. A generátor a felső vízszinthez kapcsolódik. Az alatta levő - feltétlenül táguló - csőszakasz hivatott a szívóhatás kialakítására.

Az üzemvíz-csatorna propellerlapátokhoz vezető részét úgy kell kialakítani, hogy a vízrészecskék minél hosszabb úton egymással párhuzamosan haladó mozgást végezzenek, és a fej egységnél úgy kell megterelni őket, hogy ne oltsák ki egymás energiáját:

kisesésű vízturbina üzemvíz-csatornája fej rész kialakítása

A képen egy olyan üzemvíz-csatorna kialakítást láthatunk, melyből több egymás mellé telepített kisesésű vízturbina táplálkozik:

kisesésű vízturbina szívócső része kialakítása

» oldal tetejére
Szeretnék az újdonságokról értesülni



Kisesésű vízturbina

Lassú, bővizű folyókra telepíthető generátorok. Telepítésük az alábbi ábra alapján kialakított helyre lehetséges. Bövebb információ a használati utasításban található.
kisesésű vízturbina üzemvízcsatornája A - generátor
B - turbina fej, üzemvízcsatorna beömlő nyílása
C - üzemvíz-csatorna
D - vízelvezető cső
E - duzzasztó fal
F - patakmeder
G - zsilip
H - hordalékszűrő
I - bukógát

 

típusjel víz-
magasság
[méter]
vízáram
[liter/
másodperc]
teljesítmény
[W]
csőátmérő
[mm]
súly
[kg]
LHWT1.8-0.3 1,8 40 300W   36
LHWT2.0-0.5 2,5 45 500W   36
LHWT2.2-0.7 3 50 700W   42
LHWT2.5-1.0 4 70 1000W   49
LHWT-20-3kW 4 140 3000W 250 244
LHWT-20-5kW 6,5 140 5000W 300 294
LHWT-20-6kW 7,6 140 6000W 300 295
LHWT-20-8kW 9 160 8000W 300 294
LHWT-20-10kW 11 160 10000W 300 456
LHWT11-3.0 3-12 45 3000W 150 140

 

» oldal tetejére
Szeretnék az újdonságokról értesülni