A turbina Pelton é um tipo de turbina hidráulica desenvolvida por Lester Allan Pelton no final do século XIX, sendo um dos modelos mais eficientes para a geração de energia a partir da energia hidráulica. Sua principal característica é a utilização de jatos d’água de alta velocidade para girar as pás da turbina, convertendo a energia cinética da água em energia mecânica.
A operação da turbina Pelton consiste no direcionamento da água para os baldes da roda, onde a alta velocidade dos jatos faz com que as pás da turbina girem rapidamente. Esse movimento é então transmitido para um eixo conectado a um gerador elétrico, que transforma a energia mecânica em energia elétrica.
As turbinas Pelton são amplamente utilizadas em usinas hidrelétricas de pequeno e médio porte, especialmente em locais com quedas d’água elevadas e caudais reduzidos. Além disso, também são empregadas em sistemas de abastecimento de água e em processos industriais que necessitam de energia hidráulica para seu funcionamento. Sua eficiência e simplicidade de operação fazem da turbina Pelton uma escolha popular para a geração de energia limpa e renovável.
Principais usos das turbinas hidráulicas na geração de energia renovável e sustentável.
As turbinas hidráulicas são amplamente utilizadas na geração de energia renovável e sustentável. Um dos tipos mais comuns de turbinas hidráulicas é a Turbina Pelton, que é especialmente adequada para locais com quedas d’água elevadas. Essas turbinas têm um funcionamento eficiente e são capazes de converter a energia cinética da água em energia mecânica de forma muito eficaz.
As turbinas Pelton são utilizadas em usinas hidrelétricas para gerar eletricidade a partir da água armazenada em reservatórios. Quando a água é liberada em alta pressão através dos bocais da turbina, ela atinge as pás da roda em forma de concha, fazendo com que ela gire rapidamente. A rotação da turbina aciona um gerador que converte a energia mecânica em energia elétrica.
Além disso, as turbinas Pelton também são utilizadas em pequenas centrais hidrelétricas e em sistemas de geração distribuída, contribuindo para a diversificação da matriz energética e para a redução da dependência de fontes não renováveis, como o petróleo e o carvão.
Com a crescente preocupação com as mudanças climáticas e a busca por fontes de energia limpa e sustentável, as turbinas hidráulicas, incluindo a Turbina Pelton, desempenham um papel fundamental na transição para um futuro mais verde e renovável.
Tipos de turbinas empregadas em usinas hidrelétricas: conheça as principais opções disponíveis no mercado.
As usinas hidrelétricas utilizam diferentes tipos de turbinas para converter a energia da água em energia mecânica, que por sua vez é transformada em energia elétrica. Entre as principais opções disponíveis no mercado, destacam-se a Turbina Pelton, a Turbina Francis e a Turbina Kaplan.
Turbina Pelton: história, operação, aplicação
A Turbina Pelton, inventada pelo engenheiro norte-americano Lester Allan Pelton em 1879, é uma das turbinas mais eficientes para locais com grande altura de queda e baixo volume de água. Ela opera com uma roda de aletas em forma de concha, que é acionada pelo impacto da água em jatos direcionados.
A operação da Turbina Pelton é baseada no princípio da conservação da quantidade de movimento, onde a energia cinética da água é transferida para a roda da turbina, que gira e aciona um gerador elétrico para produzir energia. Ela é amplamente utilizada em usinas hidrelétricas de pequeno e médio porte, principalmente em regiões montanhosas.
Em resumo, a Turbina Pelton é uma opção eficiente e versátil para a geração de energia hidrelétrica em locais com grande altura de queda e baixo volume de água. Sua história de inovação e sua operação baseada em princípios físicos fundamentais a tornam uma escolha popular entre os projetos de energia renovável em todo o mundo.
Entenda o funcionamento da turbina de água: princípios e processos de geração de energia.
As turbinas de água são equipamentos utilizados na geração de energia hidrelétrica, aproveitando a força da água para gerar eletricidade de forma limpa e renovável. Um dos tipos mais comuns de turbina é a Turbina Pelton, que foi inventada pelo engenheiro norte-americano Lester Allan Pelton em 1878.
A Turbina Pelton funciona de forma bastante simples. A água é direcionada para um rotor equipado com várias pás em forma de concha. Quando a água atinge as pás em alta velocidade, ela exerce uma força que faz o rotor girar. Esse movimento é transmitido a um gerador, que converte a energia mecânica em energia elétrica.
Essa turbina é especialmente eficiente em locais onde há grande diferença de altura entre a entrada e a saída da água, o que garante uma pressão elevada e, consequentemente, um maior potencial energético. Por isso, a Turbina Pelton é amplamente utilizada em usinas hidrelétricas localizadas em regiões montanhosas.
Além disso, a Turbina Pelton é conhecida por sua alta eficiência e capacidade de operar em diversas condições de vazão de água, tornando-a uma escolha popular para a geração de energia limpa e sustentável. Com o avanço da tecnologia, novas versões da Turbina Pelton têm sido desenvolvidas para aumentar ainda mais sua eficiência e desempenho.
Turbina para baixas vazões e altas pressões em usinas hidrelétricas: qual é a ideal?
A Turbina Pelton é uma das opções mais eficientes para baixas vazões e altas pressões em usinas hidrelétricas. Criada pelo inventor Lester Allan Pelton em meados do século XIX, essa turbina é amplamente utilizada em todo o mundo devido à sua eficiência e simplicidade de operação.
A Turbina Pelton opera de forma semelhante a um sistema de roda d’água, onde a água é direcionada para as pás da turbina a alta velocidade, gerando energia mecânica que é convertida em energia elétrica por um gerador. Essa turbina é ideal para locais onde a disponibilidade de água é limitada, mas a pressão é alta.
As aplicações da Turbina Pelton são diversas, sendo comumente encontradas em usinas hidrelétricas de pequeno e médio porte, além de serem utilizadas em sistemas de abastecimento de água e tratamento de resíduos. Sua eficiência e baixo custo de manutenção fazem dela uma escolha popular para projetos que necessitam de uma fonte de energia renovável e sustentável.
Turbina Pelton: história, operação, aplicação
A turbina Pelton , também conhecida como roda hidráulica tangencial ou roda Pelton, foi inventada pelo americano Lester Allen Pelton na década de 1870. Embora vários tipos de turbinas tenham sido criados antes do tipo Pelton, essa ainda é a mais usada. atualmente por sua eficácia.
É uma turbina de impulso ou turbina hidráulica, de design simples e compacto, com formato de roda, composta principalmente por conchas, defletores ou pás móveis, localizadas em torno de sua periferia.
As lâminas podem ser colocadas individualmente ou presas ao cubo central ou a roda inteira pode ser colocada em uma única peça completa. Para operar, ele converte a energia do fluido em movimento, que é gerado quando um fluxo de água em alta velocidade afeta as pás móveis, fazendo com que ele gire e se torne operacional.
Geralmente é usado para produzir eletricidade em usinas hidrelétricas, onde o tanque de água disponível está localizado a uma certa altura acima da turbina.
História
As rodas hidráulicas nasceram das primeiras rodas usadas para tirar água dos rios e foram movidas pelo esforço do homem ou dos animais.
Essas rodas datam do século II aC, quando adicionavam remos à circunferência da roda. As rodas hidráulicas começaram a ser usadas quando se descobriu a possibilidade de aproveitar a energia das correntes para operar outras máquinas, atualmente conhecidas como turbomáquinas ou máquinas hidráulicas.
A turbina de impulso do tipo Pelton não apareceu até 1870, quando a mineradora Lester Allen Pelton, dos EUA, implementou o primeiro mecanismo com rodas para extrair água, semelhante a um moinho, e implementou motores a vapor.
Esses mecanismos começaram a mostrar mau funcionamento. A partir daí, ocorreu a Pelton projetar rodas hidráulicas com lâminas ou palhetas que recebem o choque de água em alta velocidade.
Ele observou que o jato batia na borda das pás em vez de no centro e, como resultado, o fluxo de água saía na direção inversa e a turbina adquiria maior velocidade, tornando-se um método mais eficiente. Esse fato é baseado no princípio pelo qual a energia cinética produzida pelo jato é conservada e pode ser usada para gerar energia elétrica.
Pelton é considerado o pai da energia hidrelétrica, por sua contribuição significativa ao desenvolvimento da hidreletricidade em todo o mundo. Sua invenção no final da década de 1870, chamada de Pelton Runner, foi reconhecida como o projeto de turbina de impulso mais eficiente.
Mais tarde, Lester Pelton patenteou sua roda e em 1888 formou a Pelton Water Wheel Company em San Francisco. “Pelton” é uma marca registrada dos produtos dessa empresa, mas o termo é usado para identificar turbinas de impulso semelhantes.
Mais tarde, surgiram novos projetos, como a turbina Turgo, patenteada em 1919, e a turbina Banki, inspirada no modelo de roda Pelton.
Operação da turbina Pelton
Existem dois tipos de turbinas: turbina de reação e turbina de impulso. Em uma turbina de reação, o escoamento é realizado sob a pressão de uma câmara fechada; Por exemplo, um aspersor de jardim simples.
Na turbina de impulso do tipo Pelton, quando as caçambas localizadas na periferia da roda recebem diretamente a água em alta velocidade, elas acionam o movimento rotacional da turbina, convertendo a energia cinética em energia dinâmica.
Embora a energia cinética e a energia de pressão sejam usadas na turbina de reação, e embora toda a energia fornecida em uma turbina de impulso seja cinética, portanto, a operação de ambas as turbinas depende de uma mudança na velocidade da água, de modo que exerça uma força dinâmica no referido elemento rotativo.
Aplicação
Existe uma grande variedade de turbinas em vários tamanhos no mercado, no entanto, é aconselhável usar a turbina do tipo Pelton em alturas de 300 metros a cerca de 700 metros ou mais.
Pequenas turbinas são usadas para fins domésticos. Graças à energia dinâmica gerada pela velocidade da água, ela pode facilmente produzir energia elétrica, de modo que essas turbinas são utilizadas principalmente para a operação de usinas hidrelétricas.
Por exemplo, a usina hidrelétrica de Bieudron no complexo da barragem de Grande Dixence, localizada nos Alpes suíços, no cantão de Valais, na Suíça.
Esta usina iniciou a produção em 1998, com dois recordes mundiais: possui a turbina Pelton mais poderosa do mundo e a cabeça mais alta usada para produzir energia hidrelétrica.
A instalação abriga três turbinas Pelton, cada uma operando a uma altura de aproximadamente 1869 metros e uma vazão de 25 metros cúbicos por segundo, trabalhando com uma eficiência superior a 92%.
Em dezembro do ano 2000, o portão da barragem Cleuson-Dixence, que alimenta as turbinas Pelton em Bieudron, teve uma ruptura de cerca de 1234 metros, forçando o fechamento da usina.
A ruptura tinha 9 metros de comprimento por 60 centímetros de largura, fazendo com que o fluxo ultrapassasse 150 metros cúbicos por segundo, ou seja, liberava rapidamente uma grande quantidade de água a alta pressão, destruindo Aproximadamente 100 hectares de pastagens, pomares, florestas, lavando vários chalés e celeiros localizados ao redor desta área.
Eles conduziram uma grande investigação sobre o acidente, como resultado, eles redesenharam quase completamente o tubo forçado. A causa raiz da ruptura ainda é desconhecida.
O redesenho exigiu melhorias no revestimento do tubo e no solo ao redor do tubo forçado para reduzir o fluxo de água entre o tubo e a rocha.
A seção danificada do tubo forçado foi redirecionada do local anterior para encontrar novas rochas mais estáveis. A construção do portão redesenhado foi concluída em 2009.
A instalação de Bieudron não estava operacional após este acidente até que reiniciasse completamente suas atividades em janeiro de 2010.
Referências
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