Sciencemag.cz
Doporučujeme
Parní turbíny stojí za většinou elektrické energie v naší síti. Udává se, že až 90 % elektrické energie v USA je vyrobeno pomocí parních turbín. Po více než sto letech od jejich vynálezu přichází zvrat v jejich konstrukci – tzv. bezolejová parní turbína.
Městské spalovny, cukrovary, chemičky, papírny, prostě všechny průmyslové závody, které mají spalitelný odpad, využívají průmyslové parní turbíny. Například odpadní dřevní štěpku místo skládkování spálí v kotli, který vytvoří páru o vysoké teplotě a tlaku. Ta je pak vedena do parní turbíny. Jak se pára rozpíná, roztáčí rotor. Na něj je většinou napojen rotor alternátoru, který vyrábí elektrickou energii pro potřeby daného průmyslového závodu, případně pro prodej do veřejné sítě.
Jde to i bez oleje
Rotor je srdcem turbíny, a to pořádně těžkým, neboť váží několik tun. Je umístěn na ložiskách, a aby při fyzickém kontaktu obou součástí turbíny nedocházelo k poškození třením, až dosud byl k promazávání potřeba olej. K tomu byl nezbytný sofistikovaný mazací systém, od olejového čerpadla přes zásobník až po rozvody. Vývojářům společnosti Siemens se však všechny tyto součástky podařilo odstranit a představili technologii, díky níž už samotná turbína mazací médium nepotřebuje. Její rotor totiž není ve fyzickém kontaktu s žádnou nehybnou částí, kde by docházelo ke tření – celý se vznáší působením silného magnetického pole.
Magnet silnější než gravitace
Princip magnetické levitace není novou technologií. Po světě již jezdí několik vlakových linek, jejichž soupravy se vznáší nad kolejemi díky odpudivým magnetickým silám. Společnost Lexus nedávno zase v rámci své reklamní kampaně představila prototyp vznášejícího se skateboardu. I přes svoji atraktivitu je tato technologie nicméně poměrně náročná a má zatím jen relativně omezené využití.
Nižší tření může zvýšit účinnost
Levitace rotoru dosáhli konstruktéři instalací aktivních elektromagnetických ložisek do již existující turbíny. Poloha rotoru v ložiscích je pak přesně sledována sestavou senzorů a síla magnetického pole je upravována tak, aby byl rotor při činnosti ve stabilní poloze. Senzory zároveň nabízejí i širší možnosti pro on-line monitorování chodu turbíny. Chlazení turbíny, jež je nutné i přes absenci tření, obstarává místo oleje patentovaný systém vzduchového chlazení. Nižší tření navíc může teoreticky vést ke zvýšení účinnosti turbíny až o jedno procento.
