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Turbines hydrauliques: leur fonctionnement

Turbines hydrauliques: leur fonctionnement


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Turbines hydrauliques, ils transforment l'énergie en énergie. Énergie potentielle ou cinétique d'un fluide, en mécanique puis, si on le souhaite, électrique, si on en a besoin. Ce sont des appareils mécaniques avec un rendement plutôt élevé, estimés en moyenne à plus de 90%, et pour cette raison ils sont très appréciés, même si leur installation n'est pas toujours très «agile»: elle nécessite beaucoup d'infrastructures.

La turbines hydrauliques ils consistent généralement en un organe fixe, le distributeur, et depuis un mobile: le turbine. Le distributeur donne la direction au débit qui atteint alors la roue, l'ajustant également et transformant l'énergie de pression du flux en énergie cinétique. Lorsque cette transformation se produit complètement dans le distributeur, le turbines hydrauliques sont dits à l'action, sinon on peut parler de turbines à réaction hydrauliques. Passage du distributeur à la roue, où l'on assiste à la transformation de l'énergie potentielle et / ou cinétique de l'eau - celle qui arrive selon le type - en énergie mécanique cédée sur l'arbre moteur.

L'ancêtre de turbines électriques c'est la roue hydraulique largement utilisée depuis le XVIIe siècle et basée presque exclusivement sur l'exploitation d'énergie potentielle. Il ne pouvait pas fournir de grands pouvoirs, donc il n'a pas été immédiatement consterné. Ça s'est mieux passé quand on est passé avec le turbines à eau modernes à l'exploitation de l'énergie cinétique.

Vers le XIXe siècle, donc, le Turbines hydrauliques de type Pelton, avec cependant l'inconvénient de bassins artificiels assez coûteux en raison de la nécessité de dénivelés de plusieurs centaines de mètres. Peu à peu, nous avons approché les turbines hydrauliques avec moins de demandes et également adaptées à des hauteurs de quelques mètres (2 - 3), les Kaplan, qui ressemblent à des hélices intubées. Archivé dans les musées Moulin à eau, ou presque, aujourd'hui Pelton, Francis et Kaplan sont les turbines hydrauliques les plus utilisées pour la production d'électricité.

Le principe de fonctionnement en général est l'exploitation de la chute d'un fluide et est donc lié à la hauteur à laquelle le réservoir amont est placé, par rapport au réservoir aval, ils font tous deux partie du turbines hydrauliques et sont généralement à la pression atmosphérique.

Turbines hydrauliques Pelton

La turbines hydrauliques de ce type, ils sont actionnables et équipés d'une ou plusieurs buses qui transforment totalement la pression de l'eau en énergie cinétique. On les trouve généralement avec des sauts de 50 à 1300 mètres. Chaque buse de ces dispositifs crée un jet avec un débit régulé par une vanne à pointeau, puis il y a une plaque déflectrice qui détourne le flux des aubes afin d'éviter des problèmes en cas de déconnexion brutale de la charge.

Un inconvénient de la Turbines à eau Pelton est le fait qu'ils peuvent traiter un volume d'eau limité, en raison du risque d'interférence entre les flux individuels provenant de deux buses côte à côte. Cependant, on les retrouve à la fois en axe vertical et horizontal, aussi bien dans les grandes usines que pour micro-centrales hydroélectriques.

Turbines hydrauliques Turgo

C'est à propos de turbines hydrauliques à action également dans ce cas mais les sauts sur lesquels ils peuvent travailler sont très différents: nous sommes entre 15 et 300 mètres. Par rapport au Pelton, ce type fournit des pales de forme et de disposition différentes de sorte qu'un jet frappe plusieurs pales simultanément. Grâce à cet expédient, le turbines hydrauliques Turgo ils n'ont pas de limitations particulières sur le volume d'eau.

Au fur et à mesure de leur conception, ils ne prévoient pas la présence d'un multiplicateur avec une réduction conséquente des coûts et une augmentation de la fiabilité. Répandu en Europe, le Turbines hydrauliques Turgo ils ne sont pas très appréciés en Italie, du moins pas encore, en général, ils sont recommandés dans des situations avec de fortes variations de débits ou dans des eaux troubles.

Turbines hydrauliques Kaplan

Voilà quelque turbines à réaction hydrauliques, contrairement aux précédents, et aussi à écoulement axial, également parfait pour les sauts bas, de 2 à 20 mètres. Les pales de roue sont toujours réglables, tandis que celles du distributeur peuvent être fixes ou réglables, il existe donc deux types différents de ceux-ci turbines hydrauliques. Le double réglage, le vrai Kaplan, est celui avec toutes les lames réglables alors que si seules les lames de roue sont réglables, nous avons un semi-Kaplan, ou un seul réglage.

La puissance maximale atteinte aujourd'hui par Turbines à eau Kaplan est d'environ 200 000 kW. À partir de ce «modèle», dérivez le turbines hydrauliques être immergé dans l'eau dans des plantes qui exploitent le mouvement des marées: on les appelleampoule et avoir le générateur et le multiplicateur convenablement contenus dans un boîtier étanche.

Turbines hydrauliques Francis

Nous restons parmi les turbines hydrauliques à réaction à écoulement radial, mais les Francis ont de force le distributeur à pales réglables et la roue à pales fixes et sont largement utilisés pour les sauts entre 10 et 350 mètres. Il existe également le modèle "Francis speedy", toujours à écoulement radial mais échappement axial. La particularité est que l'eau passe du distributeur à l'impulseur sans entrer en contact avec l'atmosphère à aucun moment mais ne sont pas turbines hydrauliques avec de nombreux avantages par rapport aux autres, nous les trouvons presque uniquement dans stations de pompage.

Micro-turbines hydroélectriques

C'est à propos de turbines hydrauliques qui entrent pleinement dans la catégorie "micro hydroélectrique«Par conséquent, des centrales hydroélectriques d'une puissance électrique ne dépassant pas 100 kW, à impact environnemental limité.
Dans cette échelle d'action, les plus utilisés sont sans aucun doute les Pelton, en plus de ceux appelés Banki, et sont évidemment idéaux pour des débits d'eau limités.

Nous trouvons ces micro plantes tous deux utilisés avec de l'eau courante et dans des aqueducs, les conditions de leur fonctionnement sont deux et essentielles. Il doit y avoir un saut d'eau suffisant, même de quelques mètres, et un débit d'eau, assez constant et non saisonnier, même seulement 0,5 litre par seconde sont bien.

Quant aux applications concrètes de microturbines hydroélectriques, nous regardons à la fois les usines connectées au réseau et les usines isolées, sans aucune préférence. Cependant, je ne peux manquer de mentionner ces spéciaux dans le premier contexte turbines hydrauliques ils peuvent profiter des incitations dédiées aux énergies renouvelables et être l'occasion de faire l'échange sur place.

La microturbines ont donc leurs avantages et sont également idéales pour répondre aux besoins électriques des bâtiments sans connexion au réseau, si la disponibilité en eau est manifestement suffisante. Exemples? Petites communautés isolées, fermes, refuges de montagne et agritourismes.

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Commentaires:

  1. Eth

    C'est la convention, ni c'est plus gros, ni moins

  2. Talkis

    Cela ne m'approche pas. Existe-t-il d'autres variantes ?

  3. Berto

    Merci pour votre aide avec ce problème. Je ne le savais pas.

  4. Birkhed

    à vous l'esprit curieux :)

  5. Kaiser

    J'ai beaucoup lu sur ce sujet aujourd'hui.

  6. Gogo

    Absolument avec vous, il est d'accord. Quelque chose y est et c'est une excellente idée. Je t'encourage.



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