発電所では、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するためにタービンが設置されています。様々な水力発電所では、可逆タービンが一般的に使用されています。簡単に言うと、可逆タービンとは、回転方向に応じてポンプまたはタービンとして機能し、発電機を駆動するタービンのことです。
可逆タービンの特徴
可逆タービンには、通常のタービンとは異なる次のような特徴があります。
- それは通常 モーター発電機を含む 理想的な可逆ポンプも備えています。
- ポンプ水車は、ユニット容量が10～500MWの発電所に設置されます。
- その 回転するタービンの速度はモーターの種類によって変わる。 同期や非同期などが使用されます。
- 利用可能なエネルギー量に基づいてポンプの容量を効果的に調整することで、グリッドの効率を維持できます。
可逆タービンの技術
発電所で発電されたエネルギーは、揚水発電という先進的なエネルギー貯蔵方法で貯蔵する必要があります。揚水発電には、水力タービンとポンプという2つの主要な構成要素があり、これらは通常、羽根付きの油圧機械の形をとります。
水とランナーの両方の機械的エネルギーは相互変換可能であり、モーターとエネルギーの相互作用によってランナーの機械的エネルギーが変化します。
昼間はエネルギー消費が最も高く、夜間は最も低くなります。前者の場合、水は下側の貯水池から貯水池に流れ、そこで発電に使用されますが、後者の場合、下側の貯水池から汲み上げた水は将来の使用のために貯蔵されます。
こちらもご覧ください：水力タービンとは？
可逆式ハイドロポンプ
水力発電所において、ポンプをタービンとして利用するコストが低いため、その利用が増加している。水力機械は、モーターまたは遠心ポンプシステムと組み合わせて使用されることが多く、これらは可逆式水力ポンプと呼ばれている。ポンプは発電機とモーターにトルクを供給し、スイッチで操作できる揚水機能を開始する。
可逆ガスタービン
可逆式ガスタービンは、熱力学の可逆サイクルで動作する理想的なタービンです。一般的に、ガスタービンは気体状態の元素を利用して機械動力を発生させ、その動力は発電からジェット機の発射まで、さまざまな用途に利用されます。
ガスタービンの動作原理は、ジュールサイクルとも呼ばれるブレイトンサイクルに基づいており、以下の手順から構成されます。
- 定圧燃焼： 次のステップでは、圧縮空気をチャンバー内の一定圧力に通します。
- 等エントロピー膨張: 高温と高圧によりガスが膨張し、機械的な動力が生成されます。
- 等エントロピー圧縮: このプロセスでは、コンプレッサーのエントロピーを増加させることなく空気が圧縮されます。
- 定圧熱遮断： 残った熱い空気は、熱除去プロセスによって冷却されます。
可逆ガスタービンの概念は、不可逆損失を制限し、最終的にガスタービンの動作または性能を改善することにより、ガスタービンの効率を分析および改善するために使用できます。
おすすめ記事：カプラン水車とは？
