HlDROEUKTİRİK SANTRALININ EN ÖNEMLİ ÖĞELERİ TÜRBİN VE ALTERNATÖRLERDÎR. TÜRBİN, AKMAKTA OLAN, SUYUN ENERJİSİNİ MEKANİK ENERJİYE, ALTERNATÖRSE BUNU ELEKTRİK ENERJİSİNE DÖNÜŞTÜRÜR.
Bir hidroelektrik santralı birçok işlevsel birimden oluşur. Makine bölümünde vanalar, türbinler ve alternatörler, kumanda bölümünde kumanda, denetim ve sinyal donanımları, transformatör bölümünde alternatörlerin çıkış gerilimini iletim ham gerilimi düzeyine yükselten transformatörler bulunur.
Çarpmalı türbinler. Türbinleri oluşturan önemli parçalardan biri, akmakta olan suyun dinamik hareketi sayesinde dönen bir çarktır. Yüksek düşüşlii sandallarda kullanılan çarpmalı türbinlerde su bir lüleden geçirilerek hızlandırılır ve türbin çarkının çevresine yerleştirilen kepçelere püskürtülür; böylece suyun kinetik enerjisinin hemen hemen tümü mekanik dönme enerjisine dönüştürülür. Bu ilkeye dayalı olarak çalışan Pelton türbini, yüksek ve çok yüksek düşüşlü santrallarda kullanılır.
Tepkili türbinler. Bu tip türbinlerde su türbin çarkına düşük bir hızla, yani düşme noktasındaki kinetik enerjisinin küçük bir bölümüyle girer. Yönlendirici kanatçıklar yardımıyla türbin çarkının palalarına gönderilir, sonra çarkın merkezine doğru hızla itilir; bu nedenle basman hem kinetik hem de potansiyel enerjisine sahiptir. Mucitlerinin adlarıyla anılan Francis ve Kaplan türbinleri ile bütün pervaneli türbinler bu ilkeye göre çalışır. Francis türbini yaklaşık 400 m’ye kadar olan orta yükseklikteki düşüşlerde kullanılır; Kaplan türbinlerinden ve pervaneli türbinlerden daha çok 40 m’nin alandaki düşüşlerde yararlanılır. Özel olarak Rance gelgit santralı için geliştirilen balon grupları, yalnız alçak düşüşle çalışan santrallarda kullanılır. Bunlar, yatay eksenel akışlı bir Kaplan türbini ile su sızdırmaz ve balon biçiminde bir mahfazaya yerleştirilmiş bir alternatörden oluşur. Donanınım tümü bir su geçidinin içine yerleştirilir.
Alternatörler.
Türbinler, frekansı dönme hızlarıyla orantılı bir akım üreten alternatörleri çalıştırır. Türkiye’de enterkonekte elektrik iletim ağına bağlı olan santrallardaki makineler sabit hızda çalışır. Avrupa’da ve Türkiye’de kullanılan 50 hertz frekansındaki elektrik akımı için çok geniş bir dönme hızı aralığı uygulanır. Türbinlerin hızı dakikada 300 devire kadar çıkabilir. Francis ve Felton türbinleri en yüksek hızda çalışanlardır; alçak düşüşlü santrallann donanımında kullanılan Kaplan türbinleri çoğunlukla dakikada 100 devirden düşük hızlarda çalışır.
Alternatörler, kullanılan türbinlerin işlev türüne göre üretilir. Yüksek düşüşlü santrallarda düşey veya yatay alternatörler kullanılır. Orta veya alçak düşüşlü tesislerdeyse düşey alternatörler tercih edilir. Balonlu altematörlerse tümüyle suyun içindedir. Bir altematörün biçimi temel olarak dönme hızına bağlıdır. Düşük hızlarda çalışan bir altematörün çapı büyük, uzunluğuysa az olmalıdır.