Kā Pelton Wheel nodrošināja hidroelektroenerģijas ražošanu

click fraud protection

Lesters Peltons izgudroja brīvas strūklas ūdens turbīnas veidu, ko sauc par Pelton Wheel vai Pelton turbīnu. Šī turbīna tiek izmantota hidroelektroenerģijas ražošana. Tā ir viena no oriģinālajām zaļajām tehnoloģijām, kas ogles vai koksni aizstāj ar krītoša ūdens spēku.

Lesters Peltons un Peltonas ūdens rata turbīna

Lesters Peltons dzimis 1829. gadā Vermiljonā, Ohaio štatā. 1850. gadā viņš imigrēja uz Kaliforniju laikā zelta drudzis. Peltons nopelnīja iztiku kā galdnieks un dzirnavnieks.

Tolaik bija liels pieprasījums pēc jauniem enerģijas avotiem, lai darbinātu paplašināšanas zelta raktuvēm nepieciešamo tehniku ​​un dzirnavas. Daudzas raktuves bija atkarīgas no tvaika dzinējiem, taču tām bija nepieciešami izsmeļami koksnes vai ogļu krājumi. Pārpilnība bija ūdens enerģija no strauji tekošajiem kalnu līčiem un ūdenskritumiem.

Ūdensrati kas tika izmantotas miltu dzirnavu darbināšanai, vislabāk darbojās lielākās upēs un nedarbojās ātrāk kustīgos un mazāk apjomīgos kalnu līčos un ūdenskritumos. Tas, kas strādāja, bija jaunākās ūdens turbīnas, kurās tika izmantoti riteņi ar krūzēm, nevis plakaniem paneļiem. Ievērojams dizains ūdens turbīnās bija ļoti efektīvais Pelton Wheel.

instagram viewer

W. F. Durands no Stenfordas universitātes 1939. gadā rakstīja, ka Peltons atklāja, kad novēroja a nepareizi novietota ūdens turbīna, kur ūdens strūkla skāra krūzes malas tuvumā, nevis vidū krūze. Turbīna kustējās ātrāk. Peltons to iekļāva savā dizainā ar ķīļveida sadalītāju dubultās krūzes vidū, sadalot strūklu. Tagad ūdens, kas tiek izvadīts no abām sadalīto kausu pusēm, iedarbina riteni ātrāk. Viņš pārbaudīja savus dizainus 1877. un 1878. gadā, patenta iegūšana 1880. gadā.

1883. gadā Peltonas turbīna uzvarēja konkursā par visefektīvāko ūdensratu turbīnu, ko organizēja Aidaho kalnrūpniecības uzņēmums Grass Valley, Kalifornijā. Peltona turbīnas efektivitāte izrādījās 90,2%, un viņa tuvākā konkurenta turbīna bija tikai 76,5%. 1888. gadā Lesters Peltons Sanfrancisko nodibināja Pelton Water Wheel Company un sāka masveidā ražot savu jauno ūdens turbīnu.

Pelton ūdensratu turbīna noteica standartu, līdz Turgo impulsa riteni 1920. gadā izgudroja Ēriks Krūdsons. Tomēr Turgo impulsa ritenis bija uzlabots dizains, kas balstīts uz Pelton turbīnu. Turgo bija mazāks nekā Pelton un lētāks ražošanā. Divas citas svarīgas hidroenerģijas sistēmas ir Tyson turbīna un Banki turbīna (saukta arī par Michell turbīnu).

Pelton riteņi tika izmantoti, lai nodrošinātu elektroenerģiju hidroelektrostacijās visā pasaulē. Vienam Nevadas pilsētā 60 gadus bija 18 000 zirgspēku elektroenerģijas. Lielākās vienības spēj saražot vairāk nekā 400 megavatus.

Hidroelektrība

Hidroenerģija pārvērš plūstošā ūdens enerģiju elektroenerģijā vai hidroelektrostacijā. Saražotās elektroenerģijas daudzumu nosaka ūdens tilpums un dambja radītās "galvas" (augstums no spēkstacijā esošajām turbīnām līdz ūdens virsmai) daudzums. Jo lielāka plūsma un augstums, jo vairāk tiek saražots elektroenerģija.

Krītoša ūdens mehāniskais spēks ir mūžsens instruments. No visiem atjaunojamie enerģijas avoti kas ražo elektroenerģiju, visbiežāk izmanto hidroenerģiju. Tas ir viens no vecākajiem enerģijas avotiem un tika izmantots pirms tūkstošiem gadu, lai pagrieztu lāpstiņu tādiem nolūkiem kā graudu malšana. 1700. gados mehāniskā hidroenerģija tika plaši izmantota frēzēšanai un sūknēšanai.

Pirmā hidroenerģijas rūpnieciskā izmantošana elektroenerģijas ražošanai notika 1880. gadā, kad Wolverine krēslu rūpnīcā Grandrepidsā, Mičiganas štatā, ar ūdens turbīnu tika darbinātas 16 otu loka lampas. Pirmā ASV hidroelektrostacija tika atklāta Foksas upē netālu no Appletonas, Viskonsinas štatā, 1882. gada 30. septembrī. Līdz tam ogles bija vienīgais kurināmais, ko izmantoja elektroenerģijas ražošanai. Agrīnās hidroelektrostacijas bija līdzstrāvas stacijas, kas būvētas, lai nodrošinātu loka un kvēlspuldžu apgaismojumu aptuveni no 1880. līdz 1895. gadam.

Tā kā hidroenerģijas avots ir ūdens, hidroelektrostacijām jābūt izvietotām uz ūdens avota. Tāpēc tas nebija līdz tehnoloģija elektroenerģijas pārvadīšanai lielos attālumos tika izstrādāts, ka hidroenerģija kļuva plaši izmantota. Līdz 1900. gadu sākumam hidroelektrostacija veidoja vairāk nekā 40 procentus no Amerikas Savienoto Valstu elektroenerģijas piegādes.

No 1895. gada līdz 1915. gadam notika straujas izmaiņas hidroelektrostaciju projektēšanā un visdažādākajos ražotņu veidos. Pēc tam hidroelektrostaciju projektēšana kļuva diezgan labi standartizēta Pirmais pasaules karš lielākā daļa attīstības 20. gadsimta 20. un 30. gados bija saistītas ar termoelektrostacijām un pārvadi un sadali.

instagram story viewer