Vesivoimaturbiinin suunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella purjeveneeseen vesivoimaturbiini. Vuosien ajan purjeveneiden sähkönkulutus on noussut. Työn tavoitteena oli löytää tarpeeksi suuritehoinen tapa tuottaa sähköä purjeveneeseen. Työ eteni selvittämällä generaattorien ja turbiinien toiminta. Lisäksi laskettiin tarvittavan turbiinin halkaisija sekä käsiteltiin tuotetun sähkön käyttöä ja varastointia. Vesivoimaturbiini koostuu rungosta, generaattorista, turbiinista ja oheislaitteista. Tässä työssä keskityttiin generaattorien toimintaperiaatteisiin ja eroihin, turbiinityyppeihin ja niiden erilaisiin käyttökohteisiin, akullisiin sähköjärjestelmiin sekä akkujen lataamiseen. Työssä käsiteltiin myös ympäristön vaikutuksia materiaalien valintaan. Lopputulokseksi saatiin laskelma, jolla on mahdollista suunnitella turbiinin koko. Generaattorityypin valintaan esitettiin myös eri vaihtoehtoja. Pohdinnassa on kannanotto generaattorityypin valintaan.

The purpose of this final thesis project was to design a water turbine for a sailing boat. Because of the growing consumption of electricity in sailing boats, the goal of this thesis was to find a way that is powerful enough to produce electricity. The project was started by solving how generators and turbines work. Also a suitable diameter for the turbine was calculated, and the use and the storage of the produced electricity were studied. A water turbine is composed of a fuselage, a generator, a turbine and peripheral devices. This thesis project focused on the operational principles and differences of the generators, the types and different uses of the turbines, electric systems that work with batteries and charging the batteries. This project also concentrated on the importance of paying attention to the environment when choosing the materials. The result was a calculation, which can be used when designing the size of the turbine. Also different options for the possible types of generators were introduced. Finally there is a statement on the selection of the generator type.