מהן טורבינות שער?
טורבינות שער הן יחידות הידרואלקטריות המשולבות ישירות בסכרים, שפכים ומנעולים קיימים או חדשים, כאשר המבנה התומך העיקרי כבר קיים ומשמש לוויסות זרימת המים. במקום לבנות חדר מכונות מסורתי ותעלת לחץ, הטורבינה מובנית בתוך השער, והופכת את מתקן ניהול המים למקור חשמל ללא התערבות משמעותית במערכת ההידראולית.
הקונספט רלוונטי במיוחד לתעלות השקיה, מאגרי מים לבקרת הצפות, מנעולי שיטפונות וגופי מים עירוניים שבהם כבר קיימים מבני הון, אך פוטנציאל האנרגיה שלהם נותר בלתי מנוצל.
רעיון מרכזי: אנרגיה ממבנים קיימים
המטרה העיקרית של טורבינות שער היא להפיק רווחים מלחץ וזרימת המים בסכרים ובתעלות קיימות, שבהן תחנת כוח הידרואלקטרית מסורתית אינה מעשית מבחינה כלכלית או טכנית. רוב ההשקעות באנרגיה הידרואלקטרית הן בבטון ובאדמה, ולא בטורבינות; שימוש בסכר קיים מפחית באופן דרמטי את חלק הבנייה בתקציב הפרויקט.
GUGLER שמה דגש על התקנה מהירה ככל האפשר: היחידות מסופקות כיחידות מורכבות מראש, וציוד חשמלי ובקרה מסופק כפתרון "חבר והפעל" (Plug-and-Play), מה שמקצר באופן דרמטי את זמני ההתקנה וההפעלה.
טורבינות שער GUGLER זמינות במספר תצורות, המותאמות לתנאי הנדסה הידראולית ספציפיים:
- טורבינות נורה
יחידה אופקית קומפקטית בתוך בית "נורה" יעיל, שקועה לחלוטין בזרימה, כאשר הגנרטור ממוקם במארז אטום. עיצוב זה ממזער הפסדים הידראוליים ומתאים היטב לעומסי לחץ נמוכים וזרימות גבוהות האופייניים לשערי סכר ותעלות פתוחות לרווחה. - טורבינות בור
גרסה עם גנרטור הממוקם מעל פני המים ומחובר לאימפלר באמצעות ציר ותיבת הילוכים, מה שמפשט את התחזוקה ואת פירוק היחידה לבדיקה. מתאים למקומות בהם גישה נוחה לציוד חשמלי חיונית. - טורבינות סיפון על שסתומים
מערכת סיפון המותקנת על אוכף עבור מנעולים קיימים או חדשים: מים מסופקים דרך סיפון, והיחידה מותקנת על גג המנעול או בגוף המנעול, מה שמבטל את הצורך בחפירות עמוקות. משאבת ואקום משמשת להפעלת המנעול, והפעולה נשלטת לאחר מכן על ידי הפרש מפלסי המים ותחזוקת הסיפון.
כל הגרסאות משתמשות בטורבינות קפלן (תצורות כפולות, בודדות או קבועות), עם אפשרות לחיבור ישיר לגנרטור או להנעת רצועה, בהתאם לגודל ולמגבלות התחזוקה.
יתרונות טורבינות שער
בהשוואה לתחנות כוח הידרואלקטריות קטנות מסורתיות, טורבינות שער מציעות מספר יתרונות עיקריים:
- עבודות בנייה מינימליות
יחידות טורבינה מותקנות בשערים קיימים או בשערי מתכת חדשים, ובכך מבטלות את הצורך בחדר מכונות נפרד או בתעלת לחץ מורכבת, מה שמפחית באופן דרמטי את כמות הבטון ועבודות העפר. - התקנה מהירה ומודולריות
היחידות מסופקות כמודולים המורכבים במפעל, כאשר כל הרכיבים החשמליים והאוטומציה נמצאים במיכל מוכן לחיבור, מה שמקצר את הזמן מהמסירה ועד לקילוואט-שעה הראשונה. - גמישות בין סוגי מבנים
ניתן לשלב טורבינות Bulb ו-Pit בשערים חדשים או קיימים, בעוד שניתן להתקין יחידות סיפון כאוכף על שערים קיימים, מה שנותן למתכנן מגוון רחב של פתרונות ללא שיפוץ משמעותי של המבנה ההידראולי. - כלכלה באמצעות הפחתת הוצאה כספית
מאחר שחלק הארי מעלות תחנת כוח הידרואלקטרית מסורתית מופנה לסכר ולבנייה, שימוש במבנים טרומיים מגביר את הרווחיות והופך פרויקטים בעלי משטח גובה נמוך וזרימה בינונית, שנחשבו בעבר לשוליים, לכדאיים כלכלית.
מאפיינים סביבתיים ותפעוליים
טורבינות שער מאפשרות ייצור אנרגיה מתחדשת מבלי לבנות סכרים חדשים או להציף אזורים נוספים, ובכך למזער את טביעת הרגל הסביבתית של הפרויקט. בעזרת בחירה מדוקדקת של אופני הפעלה ופריסה, ניתן לשמור על תפקידי הליבה של המתחם ההידרואלקטרי - ניווט, השקיה והגנה מפני שיטפונות - תוך הוספת ייצור חשמל כערך מוסף.
השימוש ביחידות קפלן עם אימפלר מתכוונן ולהבי שביל הנחיה מאפשר פעולה יעילה בקצבי זרימה משתנים האופייניים לנהרות ותעלות, בעוד שמיקום ציוד החשמל והבקרה במכולות מפשט את הפעולה ומגביר את האמינות.
היכן שטורבינות שער הן יתרון במיוחד
פתרונות כאלה אטרקטיביים במיוחד עבור מדינות ואזורים עם רשתות מפותחות של תעלות השקיה, מבני בקרת שיטפונות קיימים ומאגרי נהרות, שבהם פוטנציאל האנרגיה של אובדן לחץ דרך שערים נותר בלתי מנוצל. עבור רשויות מקומיות וארגוני ניהול מים, הדבר מציע הזדמנות להפוך מבנים הידראוליים חובה מהוצאה גרידא למקור הכנסה וקילוואט-שעה "ירוקים".
