In Kraftwerken werden Turbinen zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie eingesetzt. In vielen Wasserkraftwerken sind reversible Turbinen üblich. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um Turbinen, die je nach Drehrichtung entweder als Pumpe oder als Turbine den Generator antreiben.
Eigenschaften der reversiblen Turbine
Die reversible Turbine weist einige Merkmale auf, die sie von der normalen Turbine unterscheiden. Diese sind im Folgenden aufgeführt:
- Normalerweise ist es umfasst Motorgeneratoren zusammen mit einer idealistischen Umkehrpumpe.
- Die Pumpturbinen sind an Anlagen mit einer Einheitsleistung von 10 bis 500 MW befestigt.
- Das Die Drehzahl der rotierenden Turbine kann je nach Motortyp variieren verwendet, wie beispielsweise die synchrone oder die asynchrone.
- Durch eine effektive Anpassung der Pumpleistung an die verfügbare Energiemenge kann die Effizienz der Netze aufrechterhalten werden.
Technologie der reversiblen Turbine
Die in einem Kraftwerk erzeugte Energie muss in einem Pumpspeicherkraftwerk gespeichert werden , was eine fortschrittliche Methode der Energiespeicherung darstellt. Solche Kraftwerke bestehen im Wesentlichen aus zwei Komponenten: der Wasserturbine und der Pumpe, die üblicherweise als hydraulische Maschinen mit Schaufeln ausgeführt sind.
Die mechanische Energie des Wassers und des Läufers ist ineinander umwandelbar, wobei die Wechselwirkung zwischen Motor und Energie die mechanische Energie des Läufers verändert.
Tagsüber ist der Energieverbrauch am höchsten und nachts am niedrigsten. Im ersten Fall fließt Wasser vom unteren Reservoir in den Stausee und wird dort zur Stromerzeugung genutzt, im zweiten Fall wird das aus dem unteren Reservoir gepumpte Wasser für die spätere Verwendung gespeichert.
Siehe auch: Was ist eine Wasserturbine?
Reversible Hydropumpen
Da die Kosten für den Einsatz von Pumpen als Turbinen zur Stromerzeugung in Wasserkraftwerken gering sind, hat ihre Nutzung zugenommen. Die hydraulischen Maschinen werden in Kombination mit dem Motor oder dem Kreiselpumpensystem verwendet und als reversible Wasserpumpen bezeichnet. Sie liefern das Drehmoment für Generator und Motor, um den Pumpvorgang zu starten , der über einen Schalter gesteuert werden kann.
Reversible Gasturbine
Eine reversible Gasturbine ist eine idealisierte Turbine, die im reversiblen Kreisprozess der Thermodynamik arbeitet. Im Allgemeinen nutzt eine Gasturbine die Elemente im gasförmigen Zustand, um mechanische Energie zu erzeugen, die wiederum für vielfältige Zwecke eingesetzt wird – von der einfachen Stromerzeugung bis hin zum Start eines Jets.
Die Funktionsweise der Gasturbine basiert auf dem Brayton-Kreisprozess, auch Joule-Kreisprozess genannt, der aus folgenden Verfahrensschritten besteht:
- Verbrennung bei konstantem Druck: Im nächsten Schritt wird Druckluft durch einen konstanten Druck in eine Kammer geleitet.
- Isentrope Expansion: Die hohe Temperatur und der hohe Druck führen zur Ausdehnung der Gase, wodurch mechanische Energie erzeugt wird.
- Isentrope Kompression: Bei diesem Vorgang wird Luft komprimiert, ohne die Entropie des Kompressors zu erhöhen.
- Wärmeabgabe bei konstantem Druck: Die verbleibende heiße Luft wird durch einen Wärmeabgabeprozess abgekühlt.
Die Konzepte reversibler Gasturbinen können zur Analyse und Verbesserung der Effizienz der Gasturbine verwendet werden, indem die irreversiblen Verluste begrenzt und letztendlich die Funktion oder Leistung der Gasturbine verbessert werden.
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