Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Vírová turbína: řešení pro malé elektrárny
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Vírová turbína: řešení pro malé elektrárny

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.


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

Další články

Vzduchotechnika/ klimatizace
Hydraulika/ hydraulické prvky
Čerpadla/ armatury/ doprava tekutin

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: