Vannturbin
Vannturbin (også kalt vannmotor) er en roterende maskin som omdanner den mekaniske energien i fallende vann til rotasjonsenergi i turbinen.
Prinsippet for en vannturbin at strømmende vann ledes til bladene på et løpehjul, og trykket fra vannet resulterer i en kraft på bladene. Turbinen kan da drive en generator og dermed omdanne vannets mekaniske energi til elektrisk energi.
Tidlige typer
På de tidligere vannhjulene ble den mekaniske energien brukt direkte, som i møller, sagbruk og lignende. Fram til slutten av 1840-åra hadde alle slike turbiner en vertikal akse, men kort før 1850 utviklet sachseren Friedrich Wilhelm Schwamkrug en turbin med horisontal aksel.
I dag har de fleste store kraftverksturbiner vertikal aksel, bortsett fra rørturbiner samt de fleste småturbinene.
Norske produsenter
Prioneren av norske produsenter av vannturbiner var Myrens verksted rundt 1850, under verkstedets daværende navn Øvre Foss Mechaniske Værksted. Dette var for drift av verkstedets egne maskiner. Kværner Brug leverte sin første turbin i 1873 og skulle etter hvert bli verdensledende også på dette feltet. Turbinregulatorer ble også levert av de norske produsentene.
Den norske produksjonen ble for alvor stor da utbyggingen av norske vannkraftverk for alvor kom istand fra 1900. Andre norske produsenter kom på banen, som Drammens Jernstøberi & Mek. Værksted som i 1898 lanserte en francisturbin med dreibare skovler, og denne fikk sølvmedalje på Verdensutstillingen i Paris i år 1900.
Norsk produksjon ble større særlig etter første verdenskrig. Konkurransen med særlig utenlandske aktører gjorde at Kværner og Myren innledet et teknisk utviklingssamarbeid i 1922, noe som resulterte i at Myren la ned produksjonen av vannturbiner i 1928. Etter hvert sikret Kværner seg kontroll over flere andre norske produsenter, før også Kværner ble kjøpt opp av utenlandske interessenter, General Electric i 1999.
Turbiner i Norge
Hvilken turbintype som passer best, varierer med fallhøyde og vannføring. De mest kjente turbintypene som brukes i norske vannkraftverk er:
- Francisturbin, som passer best for lave og midlere fallhøyder, fra 50–750 meter (1849)
- Peltonturbin, som passer best i kraftverk med store fallhøyder, fra over rundt 400 meter (1880)
- Kaplanturbin, som passer for små fallhøyder med store eller varierende vannføringer, særlig i elvekraftverk (1912)
- Rørturbin, som passer for de laveste fallhøyde og særlig i elvekraftverk, inntil 30 meter (1920/1930-tallet)
Noen kraftverk kan ha installert såkalte pumpeturbiner, men disse er gjerne varianter av francis-, kaplan- eller rørturbiner.
Aksjonsturbiner/reaksjonsturbiner
Det skilles mellom fullturbiner, eller reaksjonsturbin, hvor vannet under drift helt fyller mellomrommet mellom skovlene og andre hulrom. På denne måten utnyttes hele vannets fallhøyde, i motsetning til fristråleturbin (aksjonsturbin).
Francisturbiner, kaplanturbiner og rørturbiner er fullturbiner, mens blant andre peltonturbinen er en fristråleturbin.
Kilder
- «Vannturbin» i Store norske leksikon
- Kulturminner i norsk kraftproduksjon, ss. 57-64. Utg. Norges vassdrags- og energidirektorat. 2013. Digital versjon på Nettbiblioteket.