Freudenberg Sealing Technologies võimaldab oma rakendusspetsiifiliste tihendite ja materjalidega kõrge ja jätkusuutliku tootlikkuse saavutamist hüdroelektrijaamades.
Hüdroelektrijaamade ohutu, stabiilne ja tõhus toimimine on tulevase nullenergiaühenduse nurgakivi. Sõltuvalt piirkondlikest ja klimaatilistest tingimustest võib vooluenergiast toodetud hüdroenergia moodustada rohkem kui 80 protsenti konkreetses riigis toodetud elektrienergiast. Selles valdkonnas on praegu 89 protsendiga esikohal Norra, kellele järgnevad Kanada 62%, Brasiilia 60% ja Šveits 55%. Freudenberg Sealing Technologies mõistab energiasüsteemide käitamise väljakutseid, mis peavad tagama usaldusväärse ja ööpäevaringse toimimise. Seisakute vältimine on kriitilise tähtsusega ja üks asi on kindel: ei turbiinid ega ventiilid ei saa toimida ilma täppistihenditeta. Freudenberg Sealing Technologiesi tihendusmaterjalid moodustavad süsteemide mehaaniliste komponentide vahel õmblusteta ühendused. Need peavad vastu nii jäätuvale veele ja kõikuvale rõhule kui ka soolasele veele, säilitades samal ajal oma kuju.
Hüdroelektrijaamade tüübid: ülevaade
Inimesed on voolava vee tohutut energiat kasutanud juba tuhandeid aastaid – näiteks põldude kastmiseks ja veskikivide ajamiseks. Varem kasutati paisutatud puu- või nahkrihmaid ajutiste tihenditena. Tänapäeval on olemas palju tõhusamad tihendusmaterjalid, mille abil saab vee jõudu muundada kasutatavaks energiaks. Igal hüdroelektrijaama tüübil on spetsiifilised nõuded, mida tuleb sobiva materjali valimisel arvesse võtta. Maismaal eristatakse jõe ääres asuvaid elektrijaamu ja diversioonielektrijaamu, mis paigaldatakse ojadesse ja jõgedesse. Pumba- ja koobaselektrijaamu seevastu kasutatakse peamiselt energiasalvestistena. Ja ookeanide lõputu energia kasutamiseks on nüüdseks turuküpseks saanud rannikualadel asuvad loodete elektrijaamad. Et saada ettekujutust sellest, millistes äärmuslikes keskkondades peavad tihendusmaterjalid toimima tipptõhusalt, on vaja lähemalt uurida turbiinide tööd, mida veemassid ajavad.
Turbiinid: hüdroenergia kasutamise süda
Millise nurga all ja millise langemiskõrguse pealt lööb vesi turbiini? Millise mahu ja keskmise voolurõhu juures? Need on peamised muutujad, kui määratakse kindlaks, milline turbiin annab hüdroelektrijaamade jaoks suurima kasuteguri. Põhimõtteliselt eristatakse võrdse rõhu turbiinide ja ülerõhuturbiinide vahel. Võrdse rõhuga turbiinid on projekteeritud nii, et voolurõhk turbiinist üles- ja allavoolu jääb konstantseks. Need on ideaalsed suurte langusekõrguste ja väikeste veemahtude puhul. Peltoni turbiin on näiteks Peltoni turbiin. Ülerõhuturbiinid seevastu kasutavad energia tootmiseks rõhkude erinevust enne ja pärast turbiini läbimist. Need töötavad tõhusalt mitmesuguste langusekõrguste ja veemahtude puhul. Kaplani, Francis’i ja propellerturbiinid on selles valdkonnas osutunud tõhusaks. Need neli turbiinitüüpi moodustavad koos kuni 80 protsenti maailmaturbust. Kõiki turbiinimudeleid ühendab üks asi: nad suudavad karmidele keskkonnatingimustele vastu seista ainult siis, kui nad on varustatud täiuslikult valitud tihendusmaterjalidega.
Faktide kontroll: keskenduge tihenditele
Õigeid tihendusmaterjale valides on vaja märkimisväärseid teadmisi, sest arvesse tuleb võtta erinevaid voolunurki ja -kiirusi, eeldatavat rõhujaotust ja vee omadusi. See on täpselt selline materjaliteadmisteave, mida Freudenberg Sealing Technologies on aastakümneid arendanud ja täiustanud. Octavia Ohr, Freudenberg Xpress® Customized Solutions’i teadus- ja arendustegevuse juht, selgitab: “On põnev näha, kuidas need suhteliselt väikesed tihendid mängivad nii olulist rolli hüdroelektrijaamade energiatootmise maksimeerimisel. Igal tihendil on eriline kuju ja mitte iga materjal ei tööta igas rakenduses. Kuid ma tervitan iga uut taotlust. Kui me ühendame oma materjaliteadmised Freudenberg Xpress® tootesarjaga, saame sobitada igale keskkonnale õige segu ja valmistada kliendispetsiifilisi profiile.”
Tihendusomadused: kõrgtehnoloogilised materjalid ebastabiilsete keskkondade jaoks
Igal hüdroelektrijaama asukohal on oma keskkonnatingimused, mis esitavad kõikidele komponentidele kõrgeid nõudmisi – seega on palju, mida arvesse võtta. Dünaamilistes tihenduskohtades, mis puutuvad kokku mageveega, peavad materjalid pakkuma suurt kohanemisvõimet ja andma tasakaalustatud kombinatsiooni veesobivuse, kulumiskindluse ja tihendusvõimsuse vahel. Tavaliselt kasutatavad materjalid on polütetrafluoroetüleen (PTFE), polüuretaan (PU) ja nitriilkumm (NBR). Need materjalirühmad on vastu pidanud ka suurte voolukiiruste korral. Äärmiselt turbulentsetes keskkondades nihkuvad aga nõutavate materjaliomaduste prioriteedid suure mehaanilise tugevuse ja vibratsioonikindluse suunas. Sellistes tingimustes on ideaalsed kõrgtehnoloogilised termoplastid, nagu polüeeter-ketoon (PEEK). Jäistes keskkondades peavad materjalid eelkõige pakkuma suurepärast külmakindlust ja taluma suuremat osoonikihti. Siinkohal on valitud materjaliks etüleenpropüleendieen-monomeer (EPDM) – need tihendid jäävad paindlikuks ka pärast pikka aega kestvat külmakraade. Laine- või loodeteelektrijaamad kujutavad endast teistsugust väljakutset: soolane vesi on väga korrosiivne, mistõttu on keemiliselt inertsed ja korrosioonikindlad materjalid hädavajalikud. Sellistel juhtudel võib kasutada näiteks EPDMi. See materjalirühm peab vastu soolasele veele ja kaitsmata päikesevalgusele pika aja jooksul. Lõpptulemus: Ainult ideaalselt valitud materjalid ja spetsiaalselt väljatöötatud tihendid võivad vähendada hüdroelektrijaamade kulumist ning võimaldada vähese hoolduse ja pikaajalise töö.
Hooldus: hüdroelektrijaamade ülemaailmne moderniseerimine
Uute hüdroelektrijaamade arendamine keskendub praegu Aasiasse, Aafrikasse ja Lõuna-Ameerikasse. Nende hulgas paistab silma Brasiilia. Tema olemasolevad hüdroelektrijaamad on aastakümneid kasutanud energiatootmiseks eriti suuri turbiinisid. See tähendab, et hooldustsüklite raames on vaja ka suureformaadilisi ja suure jõudlusega tihendeid. Siinkohal on oluline materjali- ja tootmisalane asjatundlikkus, mida Freudenberg Sealing Technologies pakub. Tänu oma rahvusvahelisele tootmis- ja logistikavõrgule saab ta kiiresti toota ja tarnida kohandatud tihendeid.
Kui me vaatame hüdroenergiat Euroopas, siis näeme, et suurem osa elektrijaamade potentsiaalist on juba ära kasutatud. Selle põhjuseks on ranged keskkonnaalased eeskirjad ja laialdane olemasolev infrastruktuur, mis on juba paigaldatud Euroopa jõgede ja vooluveekogude äärde. Selle tulemusena keskenduvad eurooplased praegu olemasolevate süsteemide moderniseerimisele, millest mõned on töötanud juba üle 100 aasta. Sama kehtib ka Põhja-Ameerika kohta. Nii Kanadas kui ka USAs on ulatuslikud moderniseerimisprogrammid praegu tekitamas uut hüdroenergia arendamise lainet. Isegi poliitilise planeerimiskindluse puudumisel on tunnistatud vajadust viia hüdroelektrijaamad tehnika tasemele, mis toob kaasa üha suurema arvu hoolduslepinguid.
Energiastrateegiad: energialiikide mitmekesistamine
Järgmistel aastatel on oodata, et maailma hüdroenergia sektoris suureneb järsult laine- ja loodete elektrijaamade paigaldamine ning pumbaelektrijaamade kui energiasalvestussüsteemide arendamine ja laiendamine. 25. juunil 2025 avaldas Rahvusvaheline hüdroenergiaühing (IHA) Londonis oma iga-aastase “2025 World Hydropower Outlook”. Pressiteates märgitakse: “Pumbatud hüdroelektrijaamad (PSH), mis on maailmas kõige enam tõestatud tehnoloogia suuremahulise elektrienergia salvestamiseks, on turu volatiilsuse ja süsteemipingete ajal pälvimas poliitikakujundajate ja investorite suuremat tähelepanu. Oluliste poliitiliste reformide ja üle 60 GW PSH-projektide ettevalmistamisel on Euroopal selge võimalus kasutada seda hoogu rakendamiseks.” Scott Sharpless, Freudenberg Sealing Technologiesi ülemaailmne võtmekliendihaldur, Power/Energy, märgib: “Vesienergia on üks vanimaid ja kõige jätkusuutlikumaid taastuvenergia vorme. See ei tekita otseseid heitkoguseid ja aitab vähendada meie ökoloogilist jalajälge, tagades samal ajal meie energiavarustuse. Tänu meie pädevale materjaliteadlikkusele saame kujundada täiuslikust materjalist iga keskkonnanõude jaoks kohandatud tihendid, mis viib meid sammu võrra lähemale süsinikdioksiidi neutraalsusele.”
Allikas: Pressiteade Freudenberg Sealing Technologies
