Obnovitelné zdroje

Článků v rubrice: 186

Zrodila se turbína, nazvali ji Setur

I když energetický potenciál potůčků, potoků a bystřin představuje více než polovinu hydroenergetického potenciálu naší planety, miniaturních jednoduchých turbín, které by dokázaly energii malých spádů a průtoků dokonale zužitkovat, není nazbyt. O to větší význam měl nápad na využití energie průtoku jen několika litrů za sekundu a spádu okolo jednoho metru, se kterým přišel před 13 lety ing. Miroslav Sedláček z pražského ČVUT. Spolu s několika kolegy tehdy vynalezl a patentoval bezlopatkovou mikroturbínu, založenou na tzv. hydrodynamickém paradoxu.

Fotogalerie (5)
Mikroturbína Setur s přívodem vody ohebnou trubicí ověřovaná v kanálu v Chodové Plané (foto Setur)

Po deseti letech vývoje získala mikroturbína Evropský patent. Nyní slaví úspěchy na mezinárodních výstavách a několik výrobců hodlá začít s její sériovou výrobou například pro zemědělce, chataře a chalupáře v odlehlých oblastech.

Princip

Konstrukčně jednoduchý vodní motor na rozdíl od všech používaných vodních turbín (Kaplanovy, Francisovy, Peltonovy aj.) využívá fyzikálního jevu, kdy koule, kužel, či zakřivené těleso v zúženém místě průtoku (v tzv. konfuzoru) jsou přitahovány k jeho stěnám, a to tím více, čím rychleji mezi nimi voda protéká. Pokud by koule v roli rotoru visela ideálně v ose konfuzoru, nic by se nedělo, protože by ji voda obtékala ze všech stran rovnoměrně. Zavěsíme-li však kouli v místě zúženého průtoku šikmo, bude voda v místě zúžení protékat rychleji, koule se přitiskne ke stěně a začne se po ní účinkem přisáváním odvalovat. Síly, jimiž proudící voda působí na rotující těleso, mají svůj původ ve viskozitě tekutiny vytvářející na povrchu obtékané koule tenkou vrstvu. Otáčení pružně zavěšeného hřídele (dosahujícího v praxi 100 až 200 ot./min) lze v roli hydromotoru využít k pohonu vhodně vybraného elektrického generátoru, nebo pomocí mechanických převodů (ozubeným soukolím či řemenem) pohánět vodní čerpadlo či jiné užitečné zařízení.

Setur alias DVE-600

Tým vynálezců ve spolupráci ČVUT, Ústavem termomechaniky AV ČR a společností Mechanika postupně ověřil různé varianty konstrukce mikroturbíny, která získala název odvozený ze jména hlavního vynálezce „Setur“. Vzniklo tak několik verzí hydromotoru pro spády od 0,6 m až do 20 m a průtoky od 4 do 200 litrů za sekundu. Měření prokázala 50 až 70% účinnost. Nejmenší typ mikroturbíny DVE-120 dokáže podle spádu a průtoku dosáhnout výkonu až 2 kW, nejvýkonnější DVE-600 disponuje výkonem 0,8 až 7 kW.

Při společných pokusech s německými vědci v Tannenbergu miniturbína s rotorem o průměru 12 cm dokázala při průtoku 10 litrů vody při spádu 5 m vyrobit za den 4 kWh elektrické energie.

Nesouosost odvalujícího se rotoru – koule s pryžovým povlakem v kovové skříni turbíny – zaručuje kloubové upevnění hřídele. Voda se přivádí nejlépe ohebnou plastovou trubkou tangenciálně zespodu tak, aby rotor udržoval potřebný smysl otáčení.

Využití

Jak praxe ukazuje, Setur se v současné podobě nejvhodněji uplatňuje k pohonu pomaluběžných dynam jaká používají domácí větrné elektrárny dobíjející akumululátory. Pomocí střídače se tento zdroj dá použít pro napájení domácího systému 230V/50 Hz. Zkoušky prováděné např. na potoku ve Sv. Janu, ve vodárně ve Žluticích, v čistírně odpadních vod ve Stříbře, v Dolních Počernicích, v Královicích a jinde ukázaly, že voda nesmí obsahovat více písku nebo abrasivních kalů a na vtoku je třeba osadit vhodné síto.

Mikroturbína Setur označovaná v Evropském patentu jako „Fluid Turbine“ je vhodná zejména jako doplněk ostrovních provozů výroby a spotřeby elektrické energie. Obrovský zájem vědců vzbudila např. na Mezinárodním veletrhu v Hanoveru v dubnu 2012, na veletrhu Invento v Praze, i na konferencích v Bruselu nebo čínském Suzhou. Na jejím praktickém zdokonalování, např. na konstrukci více využívající plasty, pracuje intenzivně společnost Metalmind.


Hydrodynamický paradox (hydrodynamické paradoxon)

Tento paradox hovoří o tom, že pokles tlaku v proudící kapalině je přímo úměrný nárůstu druhé mocniny rychlosti proudění kapaliny, neboli že v užší části trubice, kde kapalina proudí rychleji, je v kapalině menší tlak.

Závislost tlaku a rychlosti proudění vychází z Bernoulliho rovníce. Z té vyplývá, že tlak proudící kapaliny klesá s její rostoucí rychlostí. Pokud kapalina proudí trubicí dostatečnou rychlostí, tlak v tom místě se zmenší. Při velkém zúžení trubice, kde rychlost kapaliny značně vzroste, může tlak klesnout pod hodnotu atmosférického tlaku. Ve zúženém místě trubice vzniká podtlak, který se projeví tak, že kapalina do manometrické (tlakoměrné) trubice nevystoupí, ale naopak se do ní nasává vzduch. Toho lze využít například pro odsávání, u rozprašovačů, natěračských pistolí nebo v karburátoru spalovacího motoru.

Obdobou hydrodynamického paradoxu je u plynů aerodynamický paradox.

Jan Tůma
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Z Nigérie do Číny – přeprava použitého jaderného paliva

Přísná bezpečnostní opatření provázela přepravu ozářeného paliva z reaktoru v nigerijské Zarii zpět do Číny. Je to už 17. odvoz paliva z výzkumných reaktorů po celém světě, na kterém se významně podílela česká společnost ÚJV Řež.

Jak se u Temelína cvičila obrana proti teroristům

Tři dny od středy 20. do pátku 22. března cvičily tři stovky vojáků, policistů a specialistů společností ČEPS a ČEZ ochranu Jaderné elektrárny Temelín proti teroristickému útoku. Cvičení ukončily dynamické ukázky, během kterých vojáci odvraceli simulovaný ...

Jsou psi opravdu barvoslepí?

Psi vidí svět zvláštním způsobem. Ale není pravda, že by neviděli barvy, i když se tento omyl široce traduje. Vidí barvy stejně jako jejich páníčkové a paničky, jen nevidí tolik odstínů. Uvádí se, že lidské oko je schopno rozeznat až 10 milionů odstínů ...

Indonésie vyvinula radiofarmakum pro diagnózu mimoplicní tuberkulózy

Zatímco ve většině rozvinutých zemí je tuberkulóza pod kontrolou, v rozvojových zemích patří k nejčastějších příčinám úmrtí. Jen v Indonésii se každý rok objeví 360 000 případů onemocnění a odhaduje se, že dalších 600 000 případů ročně zůstane neodhaleno. ...

Víno z Marsu

Ještě nevíme, jak tam doletět, ale už plánujeme, že odtamtud budeme dovážet víno. Nevíme, jak se vypořádat s absencí ozonové vrstvy a magnetického pole, čili s nedostatečnou ochranou marťanských kolonistů před zářením, ale těšíme se na marťanské vinné dýchánky.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail