Una turbina Pelton es una turbina hidráulica de impulso utilizada en centrales hidroeléctricas con gran altura vertical.
Va ser inventada per Lester Allan Pelton en la dècada de 1870 i millorada significativament per altres inventors més enllà de finals de la dècada de 1800.
La turbina Pelton és un desenvolupament addicional de la roda d'aigua tradicional. L'objectiu d'aquesta turbina és la transformació de l'energia hidràulica en l'impuls d'un o més raigs d'aigua a una velocitat molt alta a energia mecànica.
Una turbina Pelton té una eficiència del 92% d'aprofitament de l'energia hidràulica.
Com funciona una turbina Pelton?
La turbina Pelton generalment s'instal·la en una central hidràulica i es connecta a un tub de pressió des d'una presa de gran alçada.
L'aigua entra en una o més filtres provocant una acceleració violenta en el flux d'aigua. En aquest moment, el raig d'aigua colpeja diverses pales en forma de bol provocant la rotació de la turbina i de l'eix.
L'eix de la turbina està connectat a un generador que produeix energia elèctrica.
En els tipus anteriors de turbines, l'aigua encara tenia una velocitat alta quan abandonava la roda, per la qual cosa gran part de l'energia cinètica de l'aigua no s'utilitzava per complet.
Pelton va dissenyar les pales perquè el raig d'aigua giri gairebé 180 ° després de deixar les pales. L'aigua surt de la roda de la turbina a molt baixa velocitat.
Elements de la turbina Pelton
Els components principals de la turbina Pelton consisteixen en:
-
Una canonada anomenada galeria de pressió per transportar l'aigua a la turbina des de grans altures.
-
Disposició de regulació de flux i filtre per accelerar la velocitat del flux d'entrada.
-
Rotor i pales són els encarregats de convertir la força de l'aigua en energia mecànica.
-
La carcassa és on s'allotja el rotor. Està plena d'aire amb pressió atmosfèrica.
-
El raig de frenada s'utilitza per aturar la roda en marxa quan no està funcionant. Aquesta situació sorgeix quan l'entrada del filtre es tanca amb l'ajuda d'una llança i després s'atura el doll d'aigua en les galledes.
El rotor
La roda del rotor es pot muntar en un eix vertical o un eix horitzontal i està equipat amb un o més coixinets. Normalment, els eixos horitzontals es fan servir per a turbines hidràuliques amb un o dos dolls d'aigua, mentre que un selecciona l'eix vertical si hi ha més dolls d'aigua.
El broquet o els filtres a la turbina Pelton es munten de manera que el raig d'aigua copegi les pales més externes en l'impulsor en angles rectes.
Les pales
Les pales estan muntades en forma de bols de manera que el raig d'aigua toc cada pala durant un instant. A causa de que l'aigua té una certa velocitat després que hagi sortit dels recipients, desapareix ràpidament de l'impulsor. D'aquesta manera, els recipients estan buits d'aigua quan arriben al següent raig d'aigua.
Les pales són dobles a la forma en què en el mitjà de cada pala hi ha un element que talla el raig d'aigua. Cadascuna de les dues meitats del recipient desvia la meitat del raig d'aigua. L'aigua, a l'haver de seguir el contorn dels recipients, l'aigua fa una "volta en U". Cada meitat del raig d'aigua escindit passa virtualment una corba de 180 ° abans d'abandonar la vora exterior del recipient.
Aquesta divisió equilibra les forces de càrrega lateral a la roda i l'eix. El fet que l'aigua faci una "volta en U" és un requisit previ per a la millor utilització possible de l'impuls del raig d'aigua.
Una petita part de l'energia cinètica original en el flux d'aigua roman en l'aigua després que la roda hagi girat al següent bol. Això és necessari perquè l'aigua surti ràpidament de l'impulsor i evitar la col·lisió entre l'aigua i la part posterior dels bols.
Per a què s'utilitza la turbina Pelton?
La turbina Pelton és el tipus de turbina preferit per a l'ús de cascades amb importants salts hidràulics amb petites quantitats d'aigua.
Sovint, les turbines utilitzades en petites centrals elèctriques, plantes d'energia de minihidràulica i centrals hidroelèctriques són turbines Pelton.
