Témata
Reklama

Vírová turbína: řešení pro malé elektrárny

07. 03. 2018

Vírová turbína vznikla kolem roku 2000 jako reakce na požadavky malých investorů snížit náklady na výstavbu říčních vodních elektráren. Důvodem byla značná konstrukční složitost klasických vodních turbín.

K řešení tohoto problému přispěla náhoda při analýze Eulerovy turbínové rovnice. Matematický popis této rovnice umožňoval sestrojit turbínu na zcela opačném principu, ve srovnání s klasickými vodními turbínami. Tak sto let od patentu Kaplanovy turbíny vznikla vírová turbína. Jejich odlišnost spočívá v tom, že u klasických strojů vtéká voda do oběžného kola s rotací a z oběžného kola vystupuje bez rotace. U vírové turbíny je tomu právě naopak. Tímto novým principem se značně zjednodušila konstrukce turbíny a rozšířily možnosti jejího využití pro nízké spády a vysoké průtoky, tedy speciálně pro říční toky. Vzhledem k jednoduchosti konstrukce je možné předpokládat rozšíření vírové turbíny pro malé vodní elektrárny se spádem od jednoho do pěti metrů.

V průběhu desetiletého výzkumu byly vyvinuty další varianty vírové turbíny v přímoproudém a násoskovém provedení. Výzkum byl prováděn s podporou výzkumného záměru MŠMT, projektu NETME, ale zejména ve spolupráci se společností ČEZ.

Tato spolupráce vyústila v pilotní projekt malé vodní elektrárny v násoskovém provedení v lokalitě Želina (severní Čechy, poblíž tepelné elektrárny Tušimice), kde byl úspěšně realizován v roce 2016. Elektrárna je osazena dvěma vírovými turbínami s celkovým výkonem 28 kW. Nyní zde probíhá garanční provoz.

Reklama
Reklama
Reklama
Malá vodní elektrárna v násoskovém provedení v lokalitě Želina

Ve jménu pana Kaplana

Odbor fluidního inženýrství V. Kaplana, dříve Katedra hydraulických strojů, kde projekt vznikl, existuje již více než sto let. Zdobí jej množství patentů, například patent turbíny HONE (Ing. Hosnedl a prof. Nechleba), který byl pro svoji unikátnost oceňován mezinárodní komunitou. Absolventem naší katedry byl i Miroslav Sigmund, významný český technik, podnikatel a vynálezce, jehož rodina založila největší čerpadlářskou firmu u nás – Sigmu Lutín.

Zvlášť cenná je ale důvěryhodnost pracovníků odboru, na základě které existuje nepřetržitá spolupráce odboru s průmyslovou praxí (například návrh řady čerpadel pro firmu ISH Olomouc, spolupráce s firmou ČKD Engineering na rekonstrukci přečerpávací vodní elektrárny Dlouhé stráně, destratifikaci brněnské přehrady a podobně). Úspěchy Odboru fluidního inženýrství V. Kaplana ve výzkumu i ve spolupráci s průmyslem mají odraz i v pedagogické oblasti. Přestože je studium v našem odboru náročné, daří se získávat nadané studenty se zájmem o obor. Totéž se týká i narůstajícího počtu zahraničních studentů.

Výuka na Odboru fluidního inženýrství V. Kaplana je založena na provázání teorie, experimentu a výpočtového modelování, s tím, že v rámci projektové výuky a závěrečných prací se studenti podílejí i na aktuálně řešených výzkumných projektech a zakázkách pro průmysl. Dochází k propojení výzkumu a výuky, teorie a praxe. Věříme, že na tomto principu by měla probíhat moderní výuka technických oborů.

Profesor František Pochylý se svým týmem v Želině

Prestižní ocenění a budoucnost

Pro udělení Ceny Inženýrské akademie, kterou celý projekt v minulém roce získal, jsou stanoveny velmi náročné podmínky. Proto si jejího udělení vážíme.
Předpokládáme, že po úspěšných garančních zkouškách dojde k rozšíření výstavby malých (říčních) elektráren s vírovou turbínou pro jejich nízké náklady, jednoduchou údržbu a provozní spolehlivost. Konečně na jednu z variant násoskové vodní elektrárny s vírovou turbínou byla již udělena licence indické firmě Abhitech Energycon. Vírová turbína vzbudila mezi provozovateli malých vodních elektráren velký zájem. Z celé České republiky přicházejí požadavky od investorů, kteří zvažují výstavbu takové elektrárny v nové lokalitě, nebo třeba rekonstrukci starého vodního mlýna.

Udělování Cen Inženýrské akademie. Zleva: Ing. Martin Hudec (VUT FSI), prof. Ing. Petr Zuna, CSc., D. Eng. h. c. (prezident Inženýrské akademie), prof. Ing. František Pochylý, CSc. (VUT FSI), doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (VUT FSI), doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (VUT FSI).

Projekt elektrárny s vírovou turbínou prof. Ing. Františka Pochylého, CSc., a jeho týmu z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně získal v loňském roce Cenu Inženýrské akademie za vynikající realizovaný technický projekt. Tato cena je udělována projektům, které vycházejí z moderní teorie, potvrzené výpočtovým modelováním, výrobou prototypu a experimentem. Návrh zařízení je prokazován patentem a realizací skutečného díla. Výzkumné práce na projektu vírové turbíny byly podpořeny projektem LO1202 a finančním příspěvkem MŠMT v rámci programu NPU I.

prof. Ing. František Pochylý, CSc., doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

hana.janisova@mmspektrum.com

Reklama
Související články
Jak ušetřit za energie: Využijte odpadní teplo

Řada průmyslových provozů využívá různé technologie, při nichž vzniká velké množství odpadního tepla. Tato draze získaná energie často uniká bez užitku, například ve formě odvodu horkých spalin komínem. Na druhé straně teplo potřebujeme na ohřívání vody nebo na vytápění. K tomu, abychom unikající teplo zadrželi a využili je tam, kde je ho potřeba, slouží technologie zpětného získávání neboli rekuperace tepelné energie.

Dráty, kabely a trubky opět v Düsseldorfu

V globální informační a komunikační platformu pro klíčové hráče z oboru drátů, kabelů a trubek se od 30. března do 3. dubna 2020 opět promění výstaviště v Düsseldorfu.

Evropské trubky i kabely míří vzhůru

Na rozdíl od globálních trendů evropské závody na výrobu ocelových trubek svou produkci zvyšují. Ani optické kabely nezůstávají pozadu. Díky vybudování sítí s optickými kabely bude výkonnost širokopásmových sítí narůstat.

Související články
Veletrh průmyslových armatur počtvrté v Düsseldorfu

Používají se všude, a přece jsou co do velikosti a použití velice rozdílné. Armatury, které zajišťují bezpečnost v ropném a plynařském průmyslu, vedou kapaliny chemickými zařízeními, regulují přítok a odtok vody, plynů nebo vysoce korozivních médií nebo zabezpečují správný průtok ve výrobě nápojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Valve World Expo 2014 je vyprodaný

Výstavní místa na veletrhu Valve World Expo, který se bude konat letos již potřetí v německém Düsseldorfu od 2. do 4. prosince 2014 jsou již nyní vyprodány. Zájem vystavovatelů je tak veliký, že se organizátoři rozhodli oproti minulým ročníkům rozšířit výstavní prostory o další výstavní halu.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Průtokoměr s oválnými koly

Potřeba měřit viskózní látky v průmyslu je velká. Společnost Kobold Messring pro tyto aplikace vyvinula průtokoměr s oválnými koly, model DON.

Přesné měření nejmenších hmotnostních průtoků

Je dobře známou skutečností, že jestliže je vyžadována vysoká přesnost, Coriolisovy průtokoměry jsou bezkonkurenční. Ale je také fakt, že dosud nebyly na trhu žádné přístroje schopné nepřetržitě a spolehlivě měřit > 0 kg.

Realizace energeticky úsporných hydro pohonů

Integrací čerpadel a pohonů s variabilním počtem otáček, známých též jako servočerpadla, usnadňuje společnost Siemens ve spolupráci s českou pobočkou firmy Hydac realizaci energeticky výhodnějších, úspornějších a tišších hydraulických systémů pro široké pole aplikací. Jádrem konceptu je měnič kmitočtu, který zajišťuje, aby hydraulická energie byla produkována jen tehdy, když je jí zapotřebí.

České dodávky pro jádro pokračují i letos

Když byl v únoru 2017 zahájen komerční provoz 1. bloku jaderné elektrárny Novovoroněžská II s reaktory VVER-1200 generace III+, šlo v malé míře i o zásluhu českých firem, které do této elektrárny dodaly zboží v hodnotě přesahující 1,4 miliardy korun. Dodávky pro tento typ reaktorů pokračují také v roce 2018.

Umělé svaly, část 2. Pneumatické svaly

V předchozím díle našeho seriálu jsme definovali oblast umělých svalů, dnes se věnujeme svalům pneumatickým. Některé konstrukce již patří do minulosti, některé jsou stále komerčně dostupné na trhu.

25. mezinárodní konference Hydraulika a pneumatika

Novotného lávka v centru Prahy bude ve dnech 8.–9. června 2022 hostit již 25. mezinárodní konferenci Hydraulika a pneumatika, jejímž cílem je výměna odborných zkušeností a nových poznatků ve výzkumu a vývoji hydraulických a pneumatických prvků a systémů.

Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače do CMS

Na rozdíl od stávajících dvoukomorových dávkovačů se šoupátkovými rozváděči, např. zn. Lincoln, jsou nové jednokomorové dávkovače řady 2D a 2DD nesrovnatelně jednodušší. Nový princip plnění dávkovacích komor prostřednictvím dvojice jednosměrných ventilů V1-V2 v sobě skrývá potenciál uspokojit poptávku po levném mazání tukem i pro běžné stroje a strojní zařízení. S tím byla odborná veřejnost seznámena v článku MM Průmyslové spektrum 11/2018, nazvaném Nová koncepce dvoupotrubních CMS.

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit