Hva er en propellturbin?
En propellturbin tilhører en gruppe maskiner som konverterer væske eller gass strømmen energi til rotasjonsbevegelse. Som denne beskrivelsen indikerer, faller disse maskinene i to grunnleggende kategorier: vind- eller vannpropellturbiner. Den rotasjonskraften som disse maskinene produserer, blir ofte brukt til å generere elektrisk kraft og i mindre grad levere mekanisk arbeid. Vanlige eksempler på mekaniske arbeidsvarianter av propellturbinen er vindmøller og visse typer vanndrevne fabrikker. På grunn av propellsturbinens kraftkilde er det en av de mest kostnadseffektive og miljøvennlige metodene for energiproduksjon noensinne blitt utviklet.
En propellsturbin anvender konvensjonell propellteori omvendt for å utnytte den latente kinetiske energien i gass og væskestrømmer. Propeller består av en sentralaksel med minimum to motstående, bladformede blader eller skovler festet til den. Disse blir vanligvis dreid av en ekstern energikilde for å produsere skyvekraft ved å skyve eller forskyve luft eller væske over bladene. I en propellturbin blir dette prinsippet snudd; en strøm eller luft eller væske fortrenger bladene og får dem til å vri akselen.
Vindturbiner brukes mye over hele kloden for å utnytte vindkraft for å generere strøm, kjøre fabrikker eller pumpe vann. Vindstyrte propellturbiner kan ha horisontal eller vertikal akse. Den mest anerkjente varianten er den vannrette akselturbinen som inkluderer tradisjonelle vindmøller og vindgeneratorer med propellere av flytypen. Like effektiv er den nyere generasjonen av vertikale aksekonstruksjoner som har flate eller buede vinger som driver en vertikal aksel. Disse inkluderer den buede vingen Savonius, den flate vingen Giromill og de karakteristiske Darrieus-eggbeater-typene.
Eldre horisontale turbiner krever at turbinhodet alltid holdes snudd i vinden. I tilfelle av mindre eksempler, snur en enkel ror i vær-vingestil det svingbare turbinhodet. Større turbiner bruker et system av vindsensorer og servomotorer for å holde propellen snudd i vinden. De fleste vindstyrte propellturbinkonstruksjoner benytter en girkasse for å drive generatoren eller pumpeveven med riktig hastighet.
Vanndrevne propellturbiner er ofte forbundet med store vannkraftverk, selv om det er flere mindre industrielle og landbruksmessige bruksområder. Disse turbinene fungerer på samme måte som sine vindstyrte søsken, selv om deres grunnleggende design er vesentlig forskjellig. Disse maskinene er generelt langt større og har bladesign som vanligvis er kortere enn vindstyrte varianter. Den vanligste av disse større vanndrevne turbinene er Kaplan-turbinen. Kaplan-turbiner er reaksjonsenheter med lavt hode, høy strøm, brukt i de fleste store hydroelektriske installasjoner.
Kaplan-varianten har tonejusterbare kniver som fører til effektivitetsnivåer som vanligvis overstiger 90 prosent i et bredt spekter av vannstand og strømningsforhold. En stor del av effektiviteten oppnås ved en nøye utformet vannføringsbane som får utløpsvæsken til å retardere. Denne retardasjonen fører til en overføring av den maksimale mengden kinetisk energi til propellmekanismen. Kaplan-turbiner kan produsere kraftuttak på 100 megawatt (100.000.000 watt) eller mer.
Propellturbinen tapper inn kraftkilder som er fornybare og enten gratis eller ekstremt billige sammenlignet med alternativer for fossilt brensel. Fremskritt i teknologiene som brukes på disse enhetene utvider kontinuerlig grensene for effektivitet og kapasitet, og de kan vise seg å være en levedyktig erstatning for konvensjonelt drivstoff i løpet av en nær fremtid. Propellsturbinteknologi blir også stadig mer tilgjengelig, noe som ytterligere forbedrer sin rolle i riket til et renere, mer miljøvennlig energiforsyningsscenario.