Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Można przeciążyć ale te 20% odnosi się do mocy, a obroty wzrosną o ok.2%. Idąc dalej -co to za regulacja przepływu ( a żeby utrzymać stałą górną wodę należy regulować przepływ) jeżeli obroty zmieniają się w zakresie 4%. Przecież to żadna regulacja. Woda (przepływ) się zmienia w zakresie od 0 do 100, 200 a często więcej % powyżej przepływu na który jest zaprojektowana turbina. Dlatego pisałem o konwerterze-bo tak to się nazywa we wiatrakach , który "oszuka" wzbudzenie generatora i pozwoli zmienić poślizg tak, że obroty się zmienią nawet o 50%. Wtedy przy połowie zaplanowanej wody, lub przy wodzie o połowę większej , poziom górnej wody będzie stały.
We wiatrakach nie ma potrzeby większych zmian prędkości, bo maszyna przełączy się na drugi generator i znowu ma szeroką "regulację". Dzięki temu, z wysoką sprawnością, wykorzystuje szeroki zakres wiatrów. Ma to oczywiście również wpływ na lepszą jakość prądu.
Być może konwertery do ślimaka mogą robić jeszcze większy poślizg.

Chyba nie zrozumiałeś, alba ja napisałem nie dość jasno.
Wyobraz sobie generator asynchroniczny o obrotach synchr. np. 750 obr/min oraz poślizgu w którym osiąga moc nominalna wynoszącym 20 obr/min. Turbina, w tym wypadku Archimedes, ma obroty nominalne w wys. 30,80 obr/min, przełożenie 1/25. teraz co się będzie działo jeżeli przepływ będzie wynosił 10% przepływu nominalnego, a nie załączymy jeszcze generatora? Ano turbina rozbiega się do prędkości znacznie większej od obrotów nominalnych (kilkakrotnie albo kilkanaściekrotnie). Jedynym oporem dla turbiny będą opory mechaniczne turbiny, przekładni i generatora. Zakładamy, ze te opory mechaniczne odpowiadają mocy turbiny przy 5% przepływie, do wykorzystania energetycznego pozostaje pozostałe 5% przepływu. No i po rozbieganiu do obrotów ponadsynchronicznych załączamy generator, co powoduje przystopowanie turbiny- generator zaczyna wytwarzać prąd. Obroty turbiny zaczynają spadać, ale jak spadają spada też moc (czytaj opór generatora) i stabilizują sie na poziomie 30,1 obr/min, co po przełożeniu daje na wałku generatora 752,5 obr/min (2,5 obrotu poślizgu). Pomijając sprawność daje to raptem np. 5% mocy nominalnej generatora. I teraz jeżeli przepływ dalej będzie spadał, to generator nie będzie stwarzał wogóle oporu i turbina znowu zwiększy obroty, aż do momentu gdy generator stworzy równoważny opór.
A co się będzie działo gdy przepływy będą rosły aż do nominalnych? Ano,
zaczną rosnąć obroty turbiny, ale też i opór generatora (moc). Jak obroty turbiny osiągną wartość nominalną, w tym wypadku 30,8 obr/min, moc generatora też będzie nominalna a jego obroty -770 obr.min.
No i to wahadło obrotów będzie od 30,1 do 30,8 obr/min. Mniejszych nie będzie, bo generator przestanie stawiać opór, większych też nie, bo turbina nie łyknie więcej wody.

Nie potrafię inaczej tego wyjaśnić, no chyba że na wzorach, ale tego to już mi się nie chce.

Szam

P.s. Takie sprzężenie zwrotne mocy generatora z przepływami nie stanowi regulacji stałej rzędnej górnej wody. Pisałem wcześniej, przy generatorze asynchronicznym regulacją jest zastawka albo rozwiązanie Ziemaka.

Napisałeś przedtem że generator zmienia obroty dlatego się do tego doczepiłem, ale jeśli jest to w zakresie jaki teraz podałeś to OK. Nie zgodzę się jednak z opinią że obroty nie spadną poniżej 30,1. Wg mnie jeżeli przepływ będzie za mały to generator przejdzie na pracę silnikową.

A tak, pisałem to wcześniej. Minimalny przepływ powinien zapewnić nadwyżkę mocy turbiny nad oporami mechanicznymi całego turbozespołu, zapewni to lekko nadsynchroniczne obroty generatora. W takiej sytuacji opory generatora są zerowe i obroty nie spadną poniżej synchronicznych.

Szam

Tu jest ciekawe rozwiązanie do badań modelowych Archimedesa:



Uploaded with ImageShack.us

Pełna mechaniczna regulacja, idealna do współpracy z generatorem asynchronicznym. Pozwala wyznaczyć optymalne warunki pracy turbiny przy stałym skoku ślimaka.

Szam

Oczywiście, powyższe rozwiązanie pozwala na utrzymanie górnej wody w ryzach określonych przez pozwolenie wodno-prawne.
Ziemak, czy twój patent nie jest zagrożony ?, ja tego nie wymyśliłem tylko wkleiłem z powszechnie dostępnej strony.

Szam

Kolego to patent Niemców!!
W ten sposób będziesz manewrował przepływem kilkanaście procent w stosunku do instalowanego.

Niemcy te rozwiązanie stosują chyba tylko ze względu na wodę dolna gdy się podnosi bo wówczas archimedes pracuje pod wodą i powoduje opory i podpiętrzanie.

Mam dodatkowe rozwiązanie które przebadam co znacznie zwiększy odpływ wody jak i nie będzie podpiętrzania.

Niemcy podnoszą dolną część siłownikami

Moje rozwiązanie to zastosowanie na górze siłowników i uszczelnienie pomiędzy korytem a ramą montażową powierzchni prześwitu. Dzieki temu można śmiało regulować przepływ.

Pisałeś wcześniej jaka jest sprawność dla wirnika dla kątów różnych - odpowiedz ta sama. Poprostu zmniejsza sie przepływ przez turbinę dlatego optymalnie podaje się kąt ustawienia 22 i 30
Ja stand bym montował do 4 m spadu 22 stopnie z regulacją podnoszenia turbiny.

Wszystko kwestia badań. Mam odpowiednie oprogramowanie gdzie tworzę 3d pełną wersję turbiny z rozkrojem detali na techniczne rys pod produkcję.

Temat podnoszenia dolnej części wirnika mam nie do końca rozpracowany. W zakresie 20-30 stopni wiem co sie dzieje ale dla 15 itp nie wiem i sie nie wypowiem jak zmienia sie przepływ i sprawność ale na pewno sprawdzę to gdy będzie mi to do czegoś przydatne.

_________________
Informujemy o przyznanej dotacji przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-2013 w ramach POIG 1.4 "Dotacja na innowacje" dla projektu "Przebadanie modelowe wirników ze śrubą Archimedesa w celu wytworzenia innowacyjnych turbin wodnych"

Nie wiem czyj to patent i nie interesuje mnie to. Wiem jedno, ze ten sposób sterowania pozwala na:

1/ utrzymanie zadanej rzędnej górnej wody
2/ optymalne - bez oporowe, ustawienie turbiny w stosunku do dolnej wody
3/ w konsekwencji maksymalizację wykorzystania dostępnego spiętrzenia

Bezdyskusyjnym jest, że zmiana kąta pochylenia osi turbiny, do tego jeszcze z możliwością ustawienia wysokości w stosunku do dolnej wody, umożliwia sterowanie przepływem w pewnym zakresie. Dalej nie wiem, jak ta zmiana wpływa na sprawność turbiny, tym bardziej że dwa ważne elementy konstrukcji mają wartość stałą, mowa o skoku i liczbie wejść ślimaka. Uszczelnienie koryta jest konsekwencją możliwości podniesienia górnej części ślimaka. Jak pisałem wcześniej, zastosowanie zawiasu w dolnej części bez możliwości zmiany wysokości w stosunku do dolnej wody spowoduje niepełne wykorzystanie dostępnego spiętrzenia lub dodatkowe opory na odpływie (przy wysokiej dolnej wodzie). Wad tych pozbawione jest rozwiązanie przedstawione na rysunku. Ponieważ wiadomo, że skoku ani liczby wejść ślimaka nie możemy regulować przedstawione rozwiązanie uważam za optymalne i niemożliwe do poprawienia. W żaden sposób nie odnoszę się do opłacalności takiej konstrukcji, jednak ze względów technicznych uważam ją za logiczną i optymalną.

Szam

A jednak można tę konstrukcję poprawić , wystarczy dodać na górnym sworzniu turbiny, cięgno (takie jak na dole), lub zastosować w podstawie górnej prowadnicy zawias, a zyskujemy dodatkowy stopień swobody kompaktu. No .... wtedy rzeczywiście zmaksymalizujemy wykorzystanie dostępnego spiętrzenia.

Szam

Masz racje ale wykonanie w całości takiego zestawu kompaktowego to u producenta spora różnica w cenie...
Duzo pracy aby zrobic pełne ustawianie jednej i drugiej strony ślimaka.

Zrobie badania modelowe szam to tobie powiem czy moje pomysły na odpływ wody swobodny i zmniejszenie oporów przy dużych wodach od strony DLW działają. Znając moja znajomość z kaplana i francisa pewnie powinno zadziałać.

Widziałem już że prowadzone są gdzies badania slimaka o zmiennym skoku łopatki na jej długości... ale to raczkowanie dopiero i to jeszce w wariancie komory zamknietej. Jak dla mnie to tez bez problemu do wykonania...
Czekam na wyniki badań co osiągnięto tymi próbami.

Zwykle jest tak, ze jak podnosi się górna woda, to podnosi się też dolna, przeważnie w tym samym stopniu. Ten niemiecki, jak pisze Ziemak, patent uwzględnia tę zależność. Ruch w górę dolnej części kompaktu wymusza opuszczenie w dół górnej części, a więc łykanie większej ilości wody. Sprzężenie jest mechaniczne bez możliwości regulacji.




Rozwiązanie można stosować jedynie w wypadku, gdy wysokość dolnej wody ustala się przy naturalnych przepływach. Jest bez sensu gdy niżej pracuje np. kolejna elektrownia, która wysokość naszej dolnej wody steruje w niezależny sposób.

Szam

P.s. Chociaż kompensacji ruchu do góry dołu kompaktu można też dokonać ruchem do góry części górnej. Najlepiej gdyby ta górna prowadnica była na zawiasie jeszcze. Chyba jednak muszę wziąć cyrkiel do reki bo coś mi tu nie pasuje.

No i słusznie nie pasowało mi. W rozwiązaniu na rys. dolne cięgno zakończone jest suwadłem, a osią obrotu kompaktu jest sworzeń w górnej prowadnicy. Śruba pociągowa umożliwia regulację kompaktu tylko w stosunku do dolnej wody. Przesunięcie sworznia górnej prowadnicy w górę lub dół powoduje możliwość utrzymania stałej rzędnej górnej wody, powoduje jednak b. niewielką korektę ustawienia dołu kompaktu.

Szam

Rozwiązania Ziemaka nie widziałem, ale chyba to jest opisany wyżej mechanizm, tyle, że położenie górnego sworznia obrotowego regulujemy przez siłowniki hydrauliczne.

Szam

Uważam, że zagadka pełnej mechanicznej regulacji Archimedesa z generatorem asynchronicznym, bez zastawki, z możliwością utrzymania stałej rzędnej górnej wody oraz maksymalnym wykorzystaniem chwilowego spiętrzenia, została rozwiązana.

Szam

Pozostaje sprawa automatyki sterowania, to nie moja branża. Zapraszam fachowców od automatyki do założenia nowego tematu :
Automatyka turbiny Archimedesa

Szam

Na stronie czeskiego producenta turbiny znalazłem nowe sprawności turbiny archimedesa. Może chodzi o sprawności w połączeniu z generatorem? Sami oceńcie:

http://www.gess.cz/en/download/produkty ... nload.html

POzdrawiam

Wg.mnie sprawność Archimedesa to max 80 % (biorąc pod uwagę różne niedokładności wykonania), jeżeli generator jest asynchroniczny, standardowy o niewielkiej mocy - do ok. 30 kW, to jego sprawność też nie będzie większa jak 90 %. Pozostaje przekładnia, tu możemy założyć bezpiecznie 95 % na każdy stopień przełożenia, przeważnie potrzebujemy 2 stopnie. Tak więc wg. mnie bezpieczne założenie sprawności całego turbozespołu to ok. 65 %. Reszta to papka marketingowa, wątpię żeby jakikolwiek producent zagwarantował nam w umowie większą sprawność turbozespołu w zakresie 20-100 % przepływu nominalnego.

Szam