Cădere hidraulică
Diferența de nivel pe verticală dintre suprafața apei la priza unei hidrocentrale și ieșirea din turbină sau nivelul aval, care, împreună cu debitul, determină puterea disponibilă.
Căderea este energia potențială pe unitatea de greutate a apei, exprimată în metri. Proiectanții de hidrocentrale disting:
- Căderea brută: diferența de cotă dintre nivelul amonte și nivelul aval
- Căderea netă: căderea brută minus pierderile prin frecare și locale din priză, conducta forțată și vane, de regulă 3–10% din căderea brută la o amenajare bine proiectată
Cum puterea este proporțională cu produsul dintre debit și cădere, un amplasament cu cădere mare are nevoie de mult mai puțină apă pentru aceeași putere. O centrală de 1 MW are nevoie de circa 0,12 m³/s la 1.000 m cădere, dar de 12 m³/s la 10 m cădere, ceea ce dictează alegerea turbinei și mărimea lucrărilor de construcții.
Clasele convenționale de cădere și turbinele potrivite:
- Cădere mică (sub circa 30 m): turbine Kaplan, bulb, elice și șuruburi arhimedice
- Cădere medie (30–300 m): turbine Francis
- Cădere mare (peste circa 250–300 m): turbine Pelton și Turgo; centrala Bieudron din Elveția funcționează la circa 1.880 m
În practică, alegerea se face după turația specifică, un parametru care combină căderea, debitul și turația. La hidrocentralele cu acumulare prin pompaj, căderea stabilește densitatea energetică: 1 m³ de apă care cade de la 500 m stochează circa 1,36 kWh înainte de pierderi, așa că amplasamentele cu cădere mare au nevoie de lacuri mult mai mici pe GWh.
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Turbină Pelton
O turbină hidraulică cu acțiune în care jeturi de apă de mare viteză lovesc cupe duble montate pe o roată; alegerea standard pentru căderi mari, de peste aproximativ 250 m.
- Turbină Francis
O turbină hidraulică cu reacțiune, cu pale fixe, în care apa intră radial și iese axial; cel mai răspândit tip, folosit pentru căderi medii de circa 30–700 m.
- Turbină Kaplan
Turbină hidraulică cu reacțiune, de tip elice, cu palele rotorului și aparatul director reglabile, potrivită pentru căderi mici, de circa 2–40 m, și debite mari.
- Hidrocentrală pe firul apei
Hidrocentrală care deviază sau folosește debitul natural al unui râu, cu stocare mică sau deloc, așa că producția urmează debitul râului, nu cererea.
- Centrală hidroelectrică cu acumulare prin pompare (CHEAP)
Stocare de energie care pompează apa într-un lac superior când electricitatea e ieftină sau abundentă și o eliberează prin turbine când e nevoie de putere; cea mai mare formă de stocare în rețea din lume.