Hva er vannturbiner?

Vannturbiner brukes til å trekke ut energi fra vann i bevegelse, typisk for produksjon av vannkraft. De opererer ved å tvinge vann forbi skråblad, som snurrer turbinene. Vannturbiner kan festes mekanisk til maskiner eller til en elektrisk generator. Dampturbiner bruker gassdamp i stedet for flytende vann.

Forløperen til vannturbiner var vannhjulet, som ble brukt i tusenvis av år. Et vannhjul er vertikalt orientert med bare en liten del nedsenket under vannet til enhver tid. Denne hjultypen er avhengig av vannets vannrette fart i en elv. For at dette skal fungere, må hjulet ha rygger eller bøtter for å fange vannet. Det samme prinsippet brukes i padlehjulet til en dampbåt.

Vannturbiner fungerer imidlertid på en annen måte, med bladene anordnet på en måte som er analoge med en vindmølle. Væske strømmer gjennom en vindmølle i stedet for forbi den. Den samme designen brukes til vannturbiner, selv om formen på bladene er optimalisert for vann i stedet for luft.

Vannturbinen begynte å bli mye brukt i løpet av 1800-tallet. Før strøm var tilgjengelig, ble fabrikker drevet mekanisk. Vannturbiner ble festet til maskiner på omtrent samme måte som en bils motor er festet til hjulene. En motor kan fortsette å rotere mens en girkasse fordeler kraft til hjulene ved å lage eller bryte en mekanisk forbindelse. På lignende måte kan en fabrikk drives uten å involvere strøm.

I nyere tid har vannturbiner blitt brukt i vannkraftverk. Disse plantene innebærer typisk en demning med en betydelig forskjell i vannstand mellom sidene. Planten utvinner den gravitasjonspotensielle energien som er lagret i det høyere vannet ved å tvinge den til å strømme gjennom vannturbiner; med andre ord, når vannet faller fra det høye nivået til det lave nivået, skyver det på en vannturbinens kniver og snurrer turbinen. Rotasjonsenergi konverteres til elektrisitet med en elektrisk generator. I 2008 utgjorde vannkraften størstedelen av fornybar energi produsert over hele verden.

Dampturbiner utnytter derimot energi fra damp i stedet for flytende vann. De brukes mye i andre typer kraftverk. Dampturbinen er faktisk den viktigste metoden for å konvertere termisk energi til kinetisk energi i storskala applikasjoner. Enten varmen i et kraftverk kommer fra kullforbrenning eller kjerneklyssing, brukes den til å koke vann og produsere damp. Høytrykksdampen blir deretter ledet til å strømme gjennom en turbin, noe som får den til å snurre raskt og vri en elektrisk generator.