Hvad er en propellsturbin?
En propellsturbin tilhører en gruppe maskiner, der omdanner væske- eller gasstrømmenergi til roterende bevægelse. Som denne beskrivelse indikerer, falder disse maskiner i to grundlæggende kategorier: vind- eller vandpropellturbiner. Den rotationskraft, som disse maskiner producerer, bruges mest til at generere elektrisk energi og i mindre grad levere mekanisk arbejde. Almindelige eksempler på mekaniske arbejdsvarianter af propellsturbinen er vindmøller og visse typer vanddrevne møller. På grund af propellsturbinkraftkildens rigelige, vedvarende og billige karakter er det en af de mest omkostningseffektive og miljøvenlige energiproduktionsmetoder, der nogensinde er udtænkt.
En propellsturbin anvender konventionel propellteori omvendt for at udnytte den latente kinetiske energi i gas- og væskestrømme. Propeller består af en central aksel med mindst to modsatte, bladformede blade eller skovle fastgjort til den. Disse drejes generelt af en ekstern energikilde for at producere tryk ved at skubbe eller fortrænge luft eller væske over knivene. I en propellsturbin vendes dette princip; en strøm eller luft eller væske fortrænger bladene og får dem til at dreje skaftet.
Vindmøller bruges i vid udstrækning over hele kloden til at udnytte vindkraft til at generere elektricitet, køremøller eller pumpe vand. Vinddrevne propellsturbiner kan have en vandret eller lodret akseudformning. Den mest let anerkendte variant er den vandrette akse-turbine, der inkluderer traditionelle vindmøller og vindgeneratorer med propeltype af fly. Lige effektive er den nyere generation af lodrette aksekonstruktioner, der har flade eller buede skovle, der driver en lodret skaft. Disse inkluderer den buede skovl Savonius, den flade ving Giromill og de karakteristiske Darrieus-ægbeatertyper.
Ældre horisontale turbiner kræver, at turbinehovedet altid holdes omvendt i vinden. I tilfælde af mindre eksempler drejer en simpel ror i vejrvaneform det drejelige turbinehoved. Større turbiner bruger et system af vindsensorer og servomotorer for at holde propellen vendt ind i vinden. De fleste vinddrevne propellsturbinkonstruktioner bruger en gearkasse til at drive generatoren eller pumpevirken med den rigtige hastighed.
Vanddrevne propellsturbiner er ofte forbundet med store hydroelektriske produktionsanlæg, selvom der er flere mindre industrielle og landbrugsanvendelser. Disse turbiner fungerer på samme måde som deres vindstyrede søskende, selvom deres grundlæggende design adskiller sig væsentligt. Disse maskiner er generelt langt større og har bladesign, der typisk er kortere end vinddrevne varianter. Den mest almindelige af disse større vanddrevne turbiner er Kaplan-turbinen. Kaplan-møller er reaktionsenheder med lavt hoved, højt flow, der bruges i de fleste store hydroelektriske installationer.
Kaplan-varianten har stigbare justerbare klinger, der fører til effektivitetsniveauer typisk over 90 procent i en lang række vandstand og strømningsforhold. En stor del af effektiviteten opnås ved en omhyggeligt designet vandstrømningsbane, der får udløbsvæsken til at retardere. Denne deceleration fører til en overførsel af den maksimale mængde kinetisk energi til propelmekanismen. Kaplan-møller kan producere effektudgange på 100 megawatt (100.000.000 watt) eller mere.
Propellsturbinen hænger ind i strømkilder, der er vedvarende og enten gratis eller ekstremt billige sammenlignet med fossile brændstofmuligheder. Fremskridt inden for de teknologier, der bruges i disse enheder, udvider kontinuerligt grænserne for deres effektivitet og kapacitet, og de kan vise sig at være en levedygtig erstatning for konventionelt brændstof i den nærmeste fremtid. Propellsturbinteknologi bliver også mere og mere tilgængelig, hvilket yderligere forbedrer sin rolle inden for et renere, mere miljøvenligt energiforsyningsscenarie.