ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีของกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ

รูปแบบที่หลากหลายของอุปกรณ์ไฟฟ้าน้ํา - จากแผ่นดิสก์ไปยังโครงสร้างสูง - สะท้อนความคิดวิศวกรรมที่ซับซ้อนในการออกแบบโรงงานไฟฟ้าพลังงานน้ํามีบทบาทสําคัญในระบบพลังงานโลกบทความนี้พิจารณาประเภท หลักการและเกณฑ์การเลือกสําหรับอุปกรณ์เรือนและเครื่องผลิตในสภาพปฏิบัติการที่แตกต่างกัน

เครื่องเรือนน้ําเป็นอุปกรณ์สําคัญ ที่เปลี่ยนพลังงานเคลื่อนไหวของน้ําเป็นพลังงานกลโดยหลักแล้วพวกมันแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามหลักการทํางาน และความต้องการของหัวหน้า:

ออกแบบมาสําหรับการใช้งานหัวสูงและระดับการไหลน้อย ประกอบด้วย:

• อุปกรณ์เรือนพลตัน:ใช้เจ็ทน้ําแรงดันสูงชนถังทรงช้อนบนนักวิ่ง

เหมาะสําหรับการใช้งานหัวขนาดกลางถึงต่ํา โดยมี 2 แบบหลัก:

• เครื่องระบายอากาศฟรานซิสคุณสมบัติการออกแบบการไหลเข้า radial และ axial outflow ลักษณะที่สามารถปรับปรุงได้ของพวกเขาให้ประสิทธิภาพสูงข้ามหัวกลาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องระบายน้ําฟรานซิสหัวสูงกว่าทํางานในความเร็วเฉพาะต่ํากว่าด้วยการทํางานที่ราบ, ในขณะที่หน่วยด้านล่างของหัวใช้รูปร่างสามมิติมากกว่า
• เครื่องเรือน Kaplan:การออกแบบการไหลผ่านแกนด้วยใบปรับที่รักษาประสิทธิภาพ ภายใต้สภาพการไหลผ่านและหัวที่เปลี่ยนแปลง เหมาะสําหรับสถานการณ์หัวต่ําและไหลผ่านสูง

ส่วนประกอบสําคัญของอุปกรณ์เรือนรวมถึง:

• เครื่องปัดปั่น:การควบคุมอัตราการไหลของน้ําและทิศทางในการควบคุมการออกกําลัง
• ผู้วิ่ง:องค์ประกอบหมุนที่แปลงพลังงานของน้ําให้เป็นการเคลื่อนไหวทางกล
• ท่อลม:ช่องทางที่ปล่อยน้ําลงในแม่น้ํา ขณะที่ลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด

เครื่องกําเนิดสมองมักจะแปลงผลิตของทูบีนเป็นพลังงานไฟฟ้า

• เครื่องกําเนิดสแตนเลนท์โพล:ใช้กับอุปกรณ์เร่งต่ํา (Francis/Kaplan) ที่มีโครงสร้างเรียบง่าย แต่มีปัจจัยพลังงานต่ํากว่า
• เครื่องกําเนิดอัตราการหมุนกลม:จับคู่กับอุปกรณ์เร่งเร็วสูง (Pelton) ให้ปัจจัยพลังงานสูงกว่ากับการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น

เครื่องผลิตน้ําไฟส่วนใหญ่ใช้การออกแบบสนามหมุนที่มีการจัดวางแกนตั้งเพื่อปรับปรุงการใช้งานหัว โดยการติดตั้งทัวร์บินตรงใต้เครื่องผลิต

โรงไฟฟ้าไฮโดรไฟฟ์แบบปั๊มเก็บใช้เป็นแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ปั๊มน้ําไปยังบ่อเก็บน้ําชั้นบนในช่วงที่ความต้องการต่ํา และผลิตพลังงานในช่วงที่สูงสุด

• หน่วยแยกตัว:ทูไบน์และปั๊มที่อิสระ ทําให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ แต่ต้องใช้พื้นที่มากขึ้น
• หน่วยเทนเดม:ทูเบิ นและปั นแบ่ง หมู หนึ ่ ง, สร้ างระบบจั ดจั ดต่ าง ๆ ที ่ มี ผล กระทําต่ าง ๆ
• เครื่องปั๊มเทอร์ไบน์แบบกลับคืนได้:เครื่องจักรเดียวที่ทํางานในทั้ง 2 รูปแบบเป็นทางออกที่ทั่วไปที่สุด

โรงไฟฟ้าน้ําใช้กลไกควบคุมที่ซับซ้อน

• ผู้บริหาร:รักษาความเร็วของตุลาการโดยการปรับตําแหน่ง guide vane ตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงภาระ
• เครื่องปรับระดับความดันอัตโนมัติ (AVRs):ปรับความมั่นคงของไฟฟ้าโดยการปรับกระแสกระตุ้น

ในฐานะเทคโนโลยีระหว่างสาขาวิชา ที่รวมไฮดรอลิกส์ วิศวกรรมเครื่องจักร และระบบไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้าน้ํายังคงพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นในขณะที่รักษาความน่าเชื่อถือของเครือ.