Hidro turbine

Hidropostrojenja imaju zadatak da iskoriste raspoloživu snagu vode, i da najpovoljnije reše pitanje snabdevanja električnom energijom fabrike, pogone druge vrste, gradske potrošače itd. Raspoloživa energija je prilično promenljiva veličina zavisna od godišnjeg doba, vlažnosti i kolebanja pada protoka. Potrošnja energije je takođe manje ili više promenljiva u zavisnosti od vrste potrošača i doba godine. Ako opterećenje hidropostrojenja dolazi od fabrika, onda je ono obično ravnomerno, pogotovo ako fabrike rade neprekidno. Ako su u pitanju gradski potrošači, onda je opterećenje neravnomerno, jer domaćinstvima nije potrebna ista količina energije u svako doba dana, niti u svako doba godine. Suvišna energija može se akumulisati tako što se jedan deo protoka zadržava u veštačkom jezeru da bi se u pogodnom vremenu iskoristio.

Hidropostrojenja se, mogu podeliti prema vrsti iskorišćenja vode na:

·        postrojenja sa direktnim korišćenjem protoka,

·        protočna postrojenja,

·        akumulaciona postrojenja,

·        vršna postrojenja, i

·        osnovna postrojenja za pokrivanje vršnih ili osnovnih opterećenja.

Druga podela hidropostrojenja može se izvršiti prema veličini protoka i pada. Postoje mala postrojenja, srednja i velika (preko 100.000 kW). Protok može da se kreće od nekoliko litara u sekundi do 300 m³/s.

Prema veličini pada, hidropostrojenja mogu biti niskog pritiska (do 10 m), srednjeg (10 – 30 m) ili visokog pritiska (preko 30 m pada). Padovi se kreću od pada manjeg od 1 m, pa do pada od 1.750 m.

Prema načinu upravljanja postrojenja mogu biti automatska i poluautomatska. Raznolikost u građenju hidropostrojenja izazivaju terenske prilike, odnosno konfiguracija terena, tako da ne postoje dva istovetna postrojenja.

Prema terenskim prilikama i smeštaju postrojenja, razlikuju se dve glavne grupe:

·        hidropostrojenja sa mašinskom zgradom izvan rečnog korita (sa kanalima ili cevovodima),

·        hidropostrojenja sa mašinskom zgradom smeštenom u samom koritu reke.

Kod postrojenja prve grupe, osnovna i zajednička karakteristika je ta što se mašinska zgrada ili hala (u kojoj se smeštene turbine) nalazi izvan rečnog korita. Dovod vode do turbine zavisi uglavnom od okolnog terena.

Drugu grupu sačinjavaju hidropostrojenja koja nemaju dovodne i odvodne kanale u pravom smislu, već se mašinska sala nalazi:

-         u produžetku brane,

-         u samoj brani.

Ako je mašinska hala u rečnom koritu, iz prostora neposredno ispred brane voda ulazi u turbinu bez dovodnih kanala. Sama mašinska hala predstavlja upravo produženje brane. Ovakav način građenja, koji inače predstavlja tehnički najbolje i najekonomičnije rešenje, može se primeniti samo na dovoljno širokim rekama. Ako je reka uska, postrojenje se podiže tako da je jedna obala reke podkopana, uzvodno i nizvodno od brane, te je tako stvoren veštački zaliv. Taj zaliv, kao produžetak brane pregrađuje mašinska hala.

U ovim slučajevima turbine su smeštene van brane u mašinskoj hali. Međutim, javila se potreba za građenjem većih agregata, a time i za smanjivanjem njihovog broja u postrojenju, što je dovelo do ugrađivanja agregata u branu, odnosno u pod brane, čime posebna mašinska zgrada postaje suvišna. Turbina i svi pomoćni uređaji sada se nalaze ispod poda u brani, a jedino je generator smešten iznad poda.

U grupu postrojenja sa mašinskom zgradom u koritu reke, spadaju i postrojenja kod kojih je dovodna cev smeštena u vodojaži. Za znatnije padove ne može se upotrebiti stubni sistem sa pokretnim branama i stubovima, već se mora graditi vodojaža, masivnija i jača.

Najidealnije je rešenje kada se mašinska hala nalazi neposredno pored brane, odnosno kada se pad koristi na onom mestu na kome je i nastao. Time su izbegnuti dugački kanali, tuneli ili cevovodi, pa postrojenje, pored toga što je jeftinije, bolje iskorišćuje raspoloživu energiju.

Ako rekom ne protiču velike količine vode, onda se pad veštački povećava, mašinska hala se udaljuje od brane i rečnog korita. Voda se dovodi (i po više kilometara dugačkim) kanalima, tunelima ili cevovodima, dok se ne dovede do tačke koja je znatno niža od nivoa usporene vode ispod brane.