Wprowadzenie
Turbiny prądów pływowych to odnawialne (‘zielone’) źródło energii. Wykorzystują ruch pływów oceanicznych do produkcji energii elektrycznej. Tamy pływowe i elektrownie prądów pływowych są klasyfikowane jako elektrownie wodne.
Technologia generacji prądów pływowych jest nadal na wczesnym etapie rozwoju komercyjnego, ale w ostatniej dekadzie nastąpił znaczący postęp technologiczny. Generator prądów pływowych wygląda podobnie do turbiny wiatrowej, ale na tym kończą się podobieństwa.
Woda jest około 800 razy gęstsza niż powietrze, co uniemożliwia stosowanie dużych wirników jak w turbinach wiatrowych, ponieważ naprężenia operacyjne na łopatkach turbin podwodnych byłyby zbyt duże. Jednakże, większa gęstość wody pozwala na zwiększenie mocy wyjściowej. Typowa turbina generatora prądów pływowych wymaga łopatek o długości 12 metrów, aby wygenerować około 600 kW, podczas gdy turbina wiatrowa potrzebowałaby łopatek o długości około 45 metrów, aby osiągnąć podobną moc.
Kolejną zaletą generatorów pływowych jest przewidywalność pływów – w przeciwieństwie do wiatru i światła słonecznego – co umożliwia niezawodną, cykliczną produkcję energii.
Komponenty
Każda turbina hydroelektryczna składa się z gondoli, łopatek, piasty wirnika, hamulca hydraulicznego, przekładni i generatora. Dzięki temu, że woda jest około 800 razy gęstsza niż powietrze, możliwość konwersji energii potencjalnej i kinetycznej na energię elektryczną jest znacznie większa niż w przypadku turbin wiatrowych.
Jak działają generatory prądów pływowych
Gdy woda przepływa nad łopatkami turbiny, powstaje różnica ciśnień na łopatkach. Ta różnica ciśnień powoduje unoszenie, które jest stosowane jako obrotowy moment na piaście wirnika. Wał główny łączy piastę wirnika z przekładnią. Wał wtórny łączy przekładnię z wirnikiem generatora. Wirnik generatora obraca się wewnątrz stojana generatora i indukuje przepływ prądu. Na tym etapie proces jest zakończony i energia elektryczna może być przesyłana przez sieć elektryczną.
Należy zauważyć, że to łopatki przekształcają energię kinetyczną i potencjalną wody w energię mechaniczną, a następnie ta energia jest przekształcana w energię elektryczną przez generator.
Wszystkie tamy pływowe i elektrownie prądów pływowych opierają się na turbinach Kaplana ze względu na duży przepływ i niskie ciśnienie, w którym działają.
Szczegóły modelu 3D
Ten model 3D generatora prądów pływowych jest animowany, aby pokazać ruch obrotowy turbiny i ruch obrotowy łopatek. Turbina używana w modelu to trójłopatkowa turbina typu unoszącego, turbina wodna.
Ten model 3D pokazuje wszystkie główne komponenty związane z typową turbiną prądów pływowych, w tym:
- Łopatki
- Gondola
- Piasta wirnika
- Płyta podstawy
- Przekładnia
- Generator
- Jednostka sterująca
- Transformator elektryczny
- Maszt/Wieża
- Różne silniki do obracania i pochylania itp.
Dodatkowe zasoby
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Tidal_stream_generator
https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_stream_generator