Cum roata Pelton a permis producția de energie hidroelectrică

click fraud protection

Lester Pelton a inventat un tip de turbină cu apă cu jet liber numit Pelton Wheel sau turbină Pelton. Aceasta turbina este folosita pentru generarea de energie hidroelectrică. Este una dintre tehnologiile verzi originale, înlocuind cărbunele sau lemnul cu puterea căderii apei.

Lester Pelton și turbina cu roată de apă Pelton

Lester Pelton s-a născut în 1829 în Vermillion, Ohio. În 1850, el a emigrat în California în timpul lui goana dupa aur. Pelton și-a câștigat existența ca tâmplar și moarist.

La acea vreme exista o cerere mare pentru noi surse de energie pentru a rula mașinile și morile necesare minelor de aur în expansiune. Multe mine depindeau de mașini cu abur, dar acelea necesitau rezerve epuizabile de lemn sau cărbune. Ceea ce era din belșug era puterea apei din pârâurile și cascadele de munte care curgeau rapid.

Moara de apa care fuseseră folosite pentru a alimenta morile de făină funcționau cel mai bine pe râurile mai mari și nu funcționau bine în pârâurile și cascadele montane cu mișcare mai rapidă și mai puțin voluminoase. Ceea ce a funcționat au fost turbinele cu apă mai noi care foloseau roți cu cupe, mai degrabă decât panouri plate. Un design emblematic în turbinele de apă a fost roata Pelton extrem de eficientă.

instagram viewer

W. F. Durand de la Universitatea Stanford a scris în 1939 că Pelton și-a făcut descoperirea când a observat a turbină de apă nealiniată în care jetul de apă a lovit cupele de lângă margine, mai degrabă decât de mijlocul cupa. Turbina se mișca mai repede. Pelton a încorporat acest lucru în designul său, cu un separator în formă de pană în mijlocul unei cupe duble, despărțind jetul. Acum apa care este aruncată din ambele jumătăți ale cupelor despicate acționează pentru a propulsa roata mai repede. Și-a testat desenele în 1877 și 1878, obținerea unui brevet în 1880.

În 1883, turbina Pelton a câștigat un concurs pentru cea mai eficientă turbină cu roată de apă susținută de Idaho Mining Company din Grass Valley, California. Turbina lui Pelton s-a dovedit a fi eficientă în proporție de 90,2%, iar turbina celui mai apropiat concurent a fost de doar 76,5% eficientă. În 1888, Lester Pelton a înființat Pelton Water Wheel Company în San Francisco și a început să producă în masă noua sa turbină cu apă.

Turbina cu roată de apă Pelton a stabilit standardul până când roata de impuls Turgo a fost inventată de Eric Crewdson în 1920. Cu toate acestea, roata de impuls Turgo a fost un design îmbunătățit bazat pe turbina Pelton. Turgo era mai mic decât Pelton și mai ieftin de fabricat. Alte două sisteme hidroenergetice importante includ turbina Tyson și turbina Banki (numită și turbina Michell).

Roțile Pelton au fost folosite pentru a furniza energie electrică la instalațiile hidroelectrice din întreaga lume. Unul din Nevada City a avut o putere de 18000 de cai putere de energie electrică timp de 60 de ani. Cele mai mari unități pot produce peste 400 de megawați.

Hidroelectricitate

Hidroenergia convertește energia apei care curge în energie electrică sau hidroelectricitate. Cantitatea de energie electrică generată este determinată de volumul de apă și cantitatea de „cap” (înălțimea de la turbinele din centrală până la suprafața apei) creată de baraj. Cu cât debitul și înălțimea sunt mai mari, cu atât se produce mai multă energie electrică.

Puterea mecanică a căderii apei este o unealtă veche. Dintre toate surse regenerabile de energie care generează energie electrică, energia hidroelectrică este cea mai des utilizată. Este una dintre cele mai vechi surse de energie și a fost folosită cu mii de ani în urmă pentru a întoarce o roată cu zbaturi în scopuri precum măcinarea cerealelor. În anii 1700, hidroenergia mecanică a fost utilizată pe scară largă pentru măcinare și pompare.

Prima utilizare industrială a hidroenergiei pentru a genera energie electrică a avut loc în 1880, când 16 lămpi cu arc de perie au fost alimentate folosind o turbină cu apă la Wolverine Chair Factory din Grand Rapids, Michigan. Prima centrală hidroelectrică din SUA a fost deschisă pe râul Fox, lângă Appleton, Wisconsin, la 30 septembrie 1882. Până atunci, cărbunele era singurul combustibil folosit pentru a produce energie electrică. Centralele hidroelectrice timpurii au fost stații de curent continuu construite pentru a alimenta iluminatul cu arc și incandescent în perioada cuprinsă între aproximativ 1880 și 1895.

Deoarece sursa de hidroenergie este apa, centralele hidroelectrice trebuie amplasate pe o sursa de apa. Prin urmare, nu a fost până în tehnologie de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi s-a dezvoltat că hidroenergia a devenit utilizată pe scară largă. La începutul anilor 1900, energia hidroelectrică reprezenta mai mult de 40% din furnizarea de energie electrică a Statelor Unite.

Anii 1895 până în 1915 au avut loc schimbări rapide în proiectarea hidroelectrică și o mare varietate de stiluri de plante construite. Proiectarea centralei hidroelectrice a devenit destul de bine standardizată după Primul Război Mondial cea mai mare parte a dezvoltării în anii 1920 și 1930 fiind legată de centralele termice și de transport și distribuție.

instagram story viewer