Introducere în automatică - regulator de turație al turbinei

1.Introducere

O hidrocentrală utilizează amenajări ale râurilor sub formă de baraje, în scopul producerii energiei electrice. Potenţialul unei exploatări hidroelectrice depinde atât de cădere, cât şi de debitul de apă disponibil. Cu cât căderea şi debitul disponibile sunt mai mari, cu atât se poate obţine mai multă energie electrică. Energia hidraulică este captată cu turbine.

Potenţialul hidroenergetic al României era amenajat în 1994 în proporţie de cca. 40 %. Centrale hidroelectrice aveau o putere instalată de 5,8 GW, reprezentând circa 40% din puterea instalată în România. Producţia efectivă a hidrocentralelor a fost în 1994 de aproape 13 TWh, reprezentând circa 24 % din totalul energiei electrice produse. Actual puterea instalată depăşeşte 6 GW iar producţia este de cca. 20 TWh pe an. Cota de energie electrică produsă pe bază de energie hidraulică este de cca. 22 - 33 %.

Un baraj este o barieră care separă apele. Barajele pot fi naturale, fiind create fără intervenţie umană, sau artificiale, adică realizate de oameni. Barajele artificiale servesc mai ales pentru reţinerea apei, în timp ce structuri similare, aşa cum sunt digurile sau ecluzele au rolul de a preveni apa să se reverse din cursul său, sau, respectiv, să asigure trecerea dintr-o parte sau alta a unui baraj, care separă volume diferite de apă aflate la diferite nivele. Cel mai înalt baraj din lume are 300 de metri, Barajul Nurek din Tajikistan.

2.Prezentarea procesului

Producerea energiei electrice

Energia hidraulică reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dată în altă stare (curgere). Datorită circuitului apei în natură întreţinut de energia Soarelui, este considerată o formă de energie regenerabilă.

Energia hidraulică este de fapt o energie mecanică, formată din energia potenţială a apei dată de diferenţa de nivel între lacul de acumulare şi centrală, respectiv din energia cinetică a apei în mişcare.[1] Exploatarea acestei energii se face curent în hidrocentrale, care transformă energia potenţială a apei în energie cinetică, pe care apoi o captează cu ajutorul unor turbine hidraulice care acţionează generatoare electrice care o transformă în energie electrică.

O turbină este un motor rotativ care extrage energie de la un flux de lichid. Claude Burdin (1788-1873) a inventat termenul de la cuvantul turbo din limba latina, sau de vartej, în timpul unui concurs de inginerie din 1828. Benoit Fourneyron (1802-1867), un student al lui Claude Burdin, a construit prima turbină de apă practica.

Cele mai simple turbine au o singura parte mobila, un rotor , care este de fapt un ax cu palete ataşate. Lichidul in miscare actioneaza asupra paletelor pentru ca acestea sa se roteasca si sa transmita energie catre rotor.Turbinele de apă de obicei au in invelis in jurul paletelor care retine si controleaza fluidul in miscare.Tot forme de energie hidraulică sunt considerate energia cinetică a valurilor şi mareelor.

Resursa hidroenergetică poate fi evaluată prin puterea (energia în unitatea de timp) care se poate obţine. Puterea depinde de căderea şi cu debitul sursei de apă.

Căderea (engleză head) determină presiunea apei, care este dată de diferenţa de nivel dintre suprafaţa liberă a apei şi a turbinei, exprimată în metri.

Debitul (engleză flow) este cantitatea de apă care curge în unitatea de timp care curge prin conducta de aducţiune într-o anumită perioadă de timp, exprimată în metri cubi/secundă.