Jak Peltonovo kolo umožnilo výrobu vodní energie

The best protection against click fraud.

Lester Pelton vynalezl typ vodní turbíny s volným proudem nazvané Peltonovo kolo nebo Peltonova turbína. Tato turbína se používá pro výroba elektřiny z vodních elektráren. Je to jedna z původních zelených technologií, nahrazující uhlí nebo dřevo silou padající vody.

Lester Pelton a Peltonova vodní kola Turbína

Lester Pelton se narodil v roce 1829 ve Vermillionu, Ohio. V roce 1850 emigroval do Kalifornie v době Zlatá horečka. Pelton se živil jako tesař a mlynář.

V té době byla velká poptávka po nových zdrojích energie pro provoz strojů a mlýnů nezbytných pro rozšiřující se zlaté doly. Mnoho dolů bylo závislých na parních strojích, ale ty vyžadovaly vyčerpatelné zásoby dřeva nebo uhlí. Co bylo hojné, byla vodní síla z rychle tekoucích horských potoků a vodopádů.

Vodní kola který se používal k pohonu mlýnů na mouku fungoval nejlépe na větších řekách a nefungoval dobře v rychleji se pohybujících a méně objemných horských potocích a vodopádech. To, co fungovalo, byly novější vodní turbíny, které využívaly spíše kola s misky než ploché panely. Přelomovým designem vodních turbín bylo vysoce účinné Peltonovo kolo.

instagram viewer

W. F. Durand ze Stanfordské univerzity napsal v roce 1939, že Pelton učinil svůj objev, když pozoroval a špatně nastavená vodní turbína, kde proud vody narážel na misky poblíž okraje spíše než uprostřed hrnek. Turbína se pohybovala rychleji. Pelton to začlenil do svého návrhu s klínovitou přepážkou uprostřed dvojité misky, která rozdělovala proud. Nyní voda vystřikovaná z obou polovin dělených pohárků působí tak, že pohání kolo rychleji. Své návrhy testoval v letech 1877 a 1878, získání patentu v roce 1880.

V roce 1883 vyhrála Peltonova turbína soutěž o nejúčinnější turbínu vodního kola pořádanou Idaho Mining Company z Grass Valley v Kalifornii. Peltonova turbína prokázala účinnost 90,2 % a turbína jeho nejbližšího konkurenta pouze 76,5 %. V roce 1888 založil Lester Pelton v San Franciscu společnost Pelton Water Wheel Company a začal hromadně vyrábět svou novou vodní turbínu.

Peltonova turbína vodního kola stanovila standard, dokud Eric Crewdson v roce 1920 nevynalezl impulsní kolo Turgo. Impulzní kolo Turgo však bylo vylepšenou konstrukcí založenou na Peltonově turbíně. Turgo bylo menší než Pelton a jeho výroba byla levnější. Mezi další dva důležité hydroenergetické systémy patří Tysonova turbína a Bankiho turbína (také nazývaná Michellova turbína).

Peltonova kola se používala k poskytování elektrické energie ve vodních elektrárnách po celém světě. Jeden v Nevada City měl výkon 18 000 koňských sil elektřiny po dobu 60 let. Největší jednotky mohou vyrábět přes 400 megawattů.

Vodní elektřina

Vodní energie přeměňuje energii proudící vody na elektřinu nebo vodní elektřinu. Množství vyrobené elektřiny je dáno objemem vody a množstvím „hlavy“ (výška od turbín v elektrárně k vodní hladině) vytvořené přehradou. Čím větší průtok a spád, tím více elektřiny se vyrábí.

Mechanická síla padající vody je prastarý nástroj. Ze všech obnovitelné zdroje energie které vyrábějí elektřinu, nejčastěji se využívá vodní energie. Je to jeden z nejstarších zdrojů energie a byl používán před tisíci lety k otáčení lopatkového kola pro účely, jako je mletí obilí. V roce 1700 byla mechanická vodní energie široce používána pro mletí a čerpání.

K prvnímu průmyslovému využití vodní energie k výrobě elektřiny došlo v roce 1880, kdy bylo pomocí vodní turbíny ve Wolverine Chair Factory v Grand Rapids v Michiganu napájeno 16 kartáčových obloukových lamp. První americká vodní elektrárna byla otevřena na řece Fox poblíž Appletonu ve Wisconsinu 30. září 1882. Do té doby bylo uhlí jediným palivem používaným k výrobě elektřiny. Rané vodní elektrárny byly stanice se stejnosměrným proudem postavené pro napájení obloukového a žárovkového osvětlení v období asi 1880 až 1895.

Protože zdrojem vodní energie je voda, musí být vodní elektrárny umístěny na vodním zdroji. Proto to nebylo až do technologie pro přenos elektřiny na velké vzdálenosti byla vyvinuta, že se vodní energie stala široce využívanou. Na počátku 20. století tvořila vodní energie více než 40 procent dodávek elektřiny ve Spojených státech.

V letech 1895 až 1915 došlo k rychlým změnám v designu vodních elektráren a široké škále rostlinných stylů. Konstrukce vodní elektrárny se poté stala poměrně dobře standardizovanou první světová válka s největším rozvojem ve 20. a 30. letech 20. století souvisí s tepelnými zařízeními a přenosem a distribucí.

instagram story viewer