Vesivoimasta

Vesivirrasta saatavaa tehoa voidaan arvioida kaavalla:

P = η*ρ*g*h*v_dot

Jossa:

P = teho (J/s tai W)
η = turbiinin hyötysuhde
ρ = veden tiheys (kg/m^3)
g = painovoimakiihtyvyys (9.81 m/s^2)
h = putouskorkeus (m). Paikallaan olevalle vedelle tämä on sisääntulon ja ulostulon pintojen välinen korkeusero. Jos vesi liikkuu, niin pitää purouskorkeutta lisätä tekijällä, joka huomioi virtauksen kineettisen energian (Ek = 0.5*m*v^2). Kaiken kaikkiaan kokonaisputouskorkeus huomioi painekorkeuden ja nopeuskorkeuden (ht = hp hn).

v_dot = virtaus (m^3/s)

Eri putouskorkeuksille soveltuvia turbiinityyppejä on lueteltu seuraavassa:

(H = kokonaisputouskorkeus metreissä)

Kaplan-turbiini 2 < H < 40
Francis-turbiini 10 < H < 350
Pelton-turbiini 50 < H < 1300
Turgo-turbiini 50 < H < 250

Koska Suomessa putouskorkeudet ovat pieniä, niin Kaplan- ja Francis-turbiini lienevät käytetyimpiä?

http://en.wikipedia.org/wiki/Water_turbine

Kaplan-turbiinilkla voi päästä jopa yli 90% hyötysuhteeseen (η > 0.9).

http://en.wikipedia.org/wiki/Kaplan_turbine

Ja saatu energiahan on teho*aika. Vettäkään ei taida olla aina saatavissa, ainakaan ilman patoamisia.

(Jotenkin näin se menee...)

Virtaus 100 litraa sekunnissa ja metrin putouskorkeus merkitsee jotakuinkin 1 kilowatin tehoa.

Jos saat puroosi padolla aikaan vaikka 4 metrin putouskorkeuden ja vettä virtaa 250 litraa sekunnissa, on tuon putouksen teho 10 kilowattia.

Turbiinin hyötysuhteen voi arvioida jäävän vaatimattomaksi noissa mittasuhteissa liikuttaessa. Jos saisit esimerkin purosta vaikkapa puolet (5 kW) ulos sähkönä, sanoisin sinun onnistuneen mukavasti.