Cos'è turbina pelton?

Turbina Pelton: Una panoramica

La turbina Pelton è un tipo di turbina idraulica a getto libero, specificatamente progettata per sfruttare l'energia potenziale dell'acqua in situazioni di alte prevalenze e basse portate. È particolarmente adatta per centrali idroelettriche situate in zone montuose dove l'acqua viene raccolta da grandi altezze e convogliata verso la turbina.

Principio di Funzionamento:

L'acqua ad alta pressione viene convogliata attraverso uno o più ugelli, che trasformano l'energia potenziale in energia cinetica, creando getti d'acqua ad alta velocità. Questi getti colpiscono una serie di pale a forma di cucchiaio, chiamate secchi, montate perifericamente su una ruota (il rotore). La forma del secchio è cruciale: divide il getto in due flussi simmetrici, scaricando l'acqua lateralmente e massimizzando il trasferimento di energia dal getto alla ruota. La rotazione della ruota aziona un generatore elettrico, producendo energia elettrica.

Componenti Principali:

Ugello: Converte l'energia potenziale dell'acqua in energia cinetica, generando un getto ad alta velocità. Il numero di ugelli varia a seconda della potenza richiesta.
Ruota Pelton (Rotore): Composta da una serie di secchi montati perifericamente. I secchi sono progettati per massimizzare l'assorbimento di energia dal getto d'acqua.
Secchi: Sono gli elementi che interagiscono direttamente con il getto d'acqua. La loro forma specifica (generalmente a doppio cucchiaio) è fondamentale per il funzionamento efficiente della turbina.
Involucro (Carter): Contiene e protegge la ruota e gli ugelli, e aiuta a convogliare l'acqua di scarico.
Sistema di Regolazione: Permette di controllare la potenza erogata dalla turbina regolando la portata dell'acqua attraverso gli ugelli (spesso tramite un ago all'interno dell'ugello).

Vantaggi:

Alta Efficienza: Le turbine Pelton sono tra le turbine idrauliche più efficienti, specialmente per alte prevalenze.
Affidabilità: Sono relativamente semplici e robuste, richiedendo una manutenzione limitata.
Adatte ad Alte Prevalenze: Sono ideali per situazioni con grandi altezze di caduta dell'acqua.
Facilità di Regolazione: La potenza erogata può essere facilmente regolata.

Svantaggi:

Sensibilità alla Cavitazione: Se la pressione a valle dei secchi è troppo bassa, può verificarsi cavitazione, danneggiando i secchi.
Non adatte a Basse Prevalenze: Non sono efficienti con basse altezze di caduta dell'acqua.
Costo Iniziale: Possono avere un costo iniziale più elevato rispetto ad altri tipi di turbine.

Applicazioni:

Le turbine Pelton sono utilizzate principalmente in centrali idroelettriche di alta montagna per la produzione di energia elettrica. Sono disponibili in diverse dimensioni, dalle piccole turbine per applicazioni rurali alle grandi turbine per centrali idroelettriche di grande potenza.

In sintesi, la turbina Pelton rappresenta una soluzione efficiente e affidabile per la produzione di energia idroelettrica in contesti di alta prevalenza. La comprensione del suo principio di funzionamento e dei suoi componenti è fondamentale per la progettazione e la gestione di centrali idroelettriche.