Małe Elektrownie Wodne - Forum społeczności

Sprawność turbiny, to jak podają producenci, wynosi 84% dla kąta pochylenia osi 22 stopnie. Tę samą teoretyczną sprawność podają naukowcy (Rorres). W praktyce zależy ona, jak zwykle od dokładności wykonania, powtarzalności geometrycznej ślimaka, luzu między rynną o ślimakiem, współosiowości łożysk itp. No, ale o sprawności całego turbozespołu decyduje jeszcze sprawność przekładni ( zakładam 95% ), sprawność generatora ( zakładam 95 % przy nominalnych obrotach, no ale już tylko 80 % przy mocy = 50% nominalnej ), sprawność falownika ( zakładam jak w generatorze).
Razem daje to nam max. sprawność całego turbozespołu na poziomie 72%, a i to przy idealnym wykonaniu turbiny.
No, a co dzieje się jak przepływy = 50 % nominalnych? , ano sprawność turbozespołu z falownikiem spada nam do 48,6% ( jeżeli turbina będzie miała 80% sprawności). Turbozespół bez falownika będzie miał wtedy sprawność równą 60,8%.
Rozważania te, nie uwzględniają zmian wysokości spadu wraz ze spadkiem przepływu.
Niemniej wniosek jest taki, że utrzymanie stałej rzędnej górnej wody przy pomocy falownika, wcale nie musi przynieść efektów energetycznych.

Pozdrawiam Szam

Nawet jeżeli trochę przesadziłem z tym obniżeniem sprawności generatora i falownika przy 50 % przepływach ( może takie coś występuje dopiero przy 40%, nie wiem dokładnie), to wniosek jest prawidłowy i warto to skalkulować.

Szam

Kompletna analiza sprawności 3 wejściowego Archimedesa z falownikiem znajduje się tutaj:

http://www.mannpower-hydro.co.uk/attach ... esults.pdf

Szam

Witajcie!
Dzięki Szam za kawał roboty. Rozpracowałeś mocno nieznany, przynajmniej mnie kawałek... Niestety na razie stricte teoretyczny - muszę skończyć swoją mewkę zanim coś innego się zacznie. Może nawet ze srubą bo temat ciekawy się zrobił.. Ale mam prośbę o kontakt - muszę dorobić właśnei sprzęgło pomiędzy przekłądnią a silnikiem i Twoje wywody o kosztach mocno mną wstrząsnęły...
Pozdrawiam
Maciek

Pisz na forum albo na priva, jak będę umiał to pomogę. Z tymi kosztami, to lekko przerysowałem żeby wywołać dyskusję ( ale tylko lekko ). Niestety w sprawie konstrukcji stalowych żaden specjalista głosu nie zabrał.

Szam

falownika z sprawnościa 0,9 wraz z turbiozespołem archimedesa liczonym 0,78 daje nam łączną sprawność 0,7 czyli 70% dla zakresu pracy przepływu od 30%-100% szczerze dla mewek to fatalnie. To już z plusów archimedesa robi się nam turbina o słabej jakości kaplana.

Nie mówie już o problemach wynikających z zakładami energetycznymi jak słyszą temat falownik i długiej drodze uzgodnień.

Jak dla mnie odrzucam kompletnie rozwiązanie falownika gdyż zbytnio obniża możliwą produkcję.
Jesli założę spad 3m Qs=2m3/s moc wyjdzie max np 30,6kw w regulacji mechanicznej, 27,4kw w regulacji falownikiem

Różnica całe 3,2 kw - to dla małego cieku ale jak już mamy

h=2m
Q=5m
archimedes mechaniczna regulacja 76,5kw
archimedes falownik regulacja 68,7kw
różnica 7,8kw i to juz jest znaczne!!!!

Jak dla mnie falownik odpada.

_________________
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"

Co do "problemów z zakładem energetycznym przy falowniku " to jesteś w dużym błędzie.
Na przykładzie turbin wiatrowych wiadomo, że generator z konwerterem jest bardziej przyjazny dla sieci niż bez konwertera. Generator z falownikiem (synchroniczny) spełnia takie wymagania, że żaden inny z nim nie ma co startować.

Regulacja mechaniczna całkiem ciekawa, ale chciałbym zapytać czy do końca taka korzystna. Rozumiem, że przede wszystkim tańsza.
Przepływ zmienia się cały czas i czy to nie spowoduje, że cała śruba będzie musiała "chodzić" w górę i w dół non stop. Zdaję sobie sprawę, że są to różnice co najwyżej kilku centymetrów, ale mimo wszystko zachodzi jakieś ryzyko uszkodzenia tego mechanizmu w wyniku ciągłej pracy. (Wiem falownik też może się zepsuć, ale skutki raczej będą mniejsze.) Do tego dochodzi pobór prądu do napędzania mechanizmu (pewnie niewielki ale jednak). No i wydaję mi się, że przy zmianie kąta nachylenia sprawność samej "turbiny" też się zmieni.
Oczywiście to jest tylko moje spojrzenie i moje wątpliwości na ten temat. Może jestem w błędzie, nie wiem. Może rozwiejesz te wątpliwości bo w końcu to Ty w tym siedzisz:)
pozdrawiam

To nie musi pracować w sposób ciągły, można zadać sterowanie odcinkowe tzn. reaguje np. co 5 cm obniżenia lub podniesienia poziomu wody. Sprawność w każdym położeniu będzie na 100% różna, pytanie tylko czy ta różnica będzie istotna. Jeżeli rozwiązanie jest nowatorskie to ta kwestia wymaga badań. Cały czas pozostaje otwarta kwestia opłacalności tego rozwiązania.

Szam

Spytałem o rozwiązanie regulacji przepływu u przedstawiciela firmy gess-cz.
Oni robią to mechanicznie poprzez spowalnianie obrotów śruby. Tak jak Szam napisał dla przykładu poziom wody górnej opada o 5 cm wtedy automatycznie śruba zmniejsza obroty przez co zmniejsza się przepływ. Po powrocie wody górnej do poziomu właściwego automatycznie śruba wraca do nominalnych obrotów.

Pozdrawiam

W.H.

To nie jest tak jak piszesz, oni po prostu regulacje rzędnej mają przy pomocy tylnej zastawki z dolną szczeliną. Turbina bez żadnego sterowania zmienia obroty zależnie od przepływów. Przepływy regulują właśnie tą zastawką. No , ale wtedy, przy niskiej wodzie nie wykorzystują całej wysokości spiętrzenia, co jest realizowane w wypadku falownika lub rozwiązaniu Ziemaka.

Szam

Jeżeli tyrbina zmienia obroty to jak wygląda z synchronizacją?

Witam
Mam pytanie. Co to jest "tylna zastawka z dolną szczeliną"? Może jakiś szkic?
Pozdrawiam
Pesymista

Generator asynchroniczny jest wtedy, częstoliwość wymusza sieć. Mniej wody to mniejsze obroty, mniejsze obroty to mniejsza moc generatora. Obroty nie spadają nigdy poniżej synchronicznych gdyż już w ich pobliżu moc generatora jest równa prawie zeru. Jak wzrasta przepływ to rosną obroty i moc generatora.

Szam

Przed ujęciem wody do turbiny jest zastawka utrzymująca rzędną górnej wody. Regulacja przepływu odbywa się przez zmianę wysokości szczeliny miedzy dnem niecki a krawędzią dolną zastawki.

Szam

P.s. Tam gdzie warunki pozwolenia wodno-prawnego nie wymuszają utrzymania stałej rzędnej górnej wody, nie ma potrzeby stosowania zastawki. Turbina będzie brała tyle wody ile akurat płynie, obroty i moc generatora będą proporcjonalne do ilości łykanej wody. Przepływy powyżej nominalnych puszcza się bocznym przelewem.

Witam
Dziekuję za odpowiedź.
W takiej sytuacji utrzymanie wody górnej za pomocą zastawki przed turbiną nie ma żadnego znaczenia dla turbiny gdyż woda między zastawką a turbiną i tak będzie niżej niż rzędna wody górnej. Z pustego i Salomon nie naleje. Więc faktycznie jeśli pozwolenie nie wymusza utrzymania wody górnej zastawka mechaniczna jest bez sensu.
Pozdrawiam
Pesymista

To nieprawda ! Poczytaj uważnie analizę sprawności 3-wejściowego Archimedesa z falownikiem:

http://www.mannpower-hydro.co.uk/attach ... esults.pdf

To są badania rzeczywistego obiektu.

Szam

Witam
Zadzwonilem dzisiaj do mojego rejonu energetycznego z pytaniem o zastosowanie falownika w MEW. Odpowiedz byla krótka i treściwa. Oni dają warunki i trzeba je spełnić. Falownik nie stanowi najmniejszego problemu. Jesli projektantowi pasuje falownik a warunki są spełnione to dlaczego nie. Ich to nie obchodzi. Chcą tylko dokumentację do zaopiniowania czy wszystko jest zgodne z Ich wytycznymi. Niechęć do falowników to jakiś mit.
Pozdrawiam
Pesymista

Generator asynchroniczny jest wtedy, częstoliwość wymusza sieć. Mniej wody to mniejsze obroty, mniejsze obroty to mniejsza moc generatora. Obroty nie spadają nigdy poniżej synchronicznych gdyż już w ich pobliżu moc generatora jest równa prawie zeru. Jak wzrasta przepływ to rosną obroty i moc generatora.

Szam[/quote
Szamie. Przecież generator asynchroniczny utrzymuje stałe obroty (plus ,minus około jednego procenta). Przecież ten jeden procent to dużo za mało aby zmniejszyć lub zwiękrzyć przełyk w jakimś widocznym stopniu.

Tak nie jest. Generator asynchroniczny pracuje z mocą nominalną jeżeli obroty są większe od synchronicznych o wielkość poślizgu. Np. silnik 1460 obrotów/min (poślizg 40 obr/min) i mocy 10kW osiągnie moc nominalną w pracy generatorowej przy obrotach 1500 + 40 = 1540 obr/min. W zakresie od 1500 do 1540 obr/min jego moc wynosi odpowiednio od 0 do 10kW, poniżej 1500 obr/min nie wytwarza prądu wcale i przechodzi na pracę silnikową. Tak więc przy znikomych przepływach, np. 5% nominalnych, opór generatora jest prawie zerowy, ale te 5% przepływów wystarcza do utrzymania prędkości obrotowej lekko nadsynchronicznej. Po wzroście przepływów np. do 10% nominalnych, wzrasta prędkość obrotowa turbiny i generator już zaczyna produkować energie elektryczną. Początkowo bardzo mało w naszym przykładzie np. 0,1 kW i z bardzo niewielką sprawnością. Dopiero od ok 35 -40 % mocy nominalnej sprawność generatora wzrasta powyżej 90%.

Szam

P.s. Wody musi płynąć minimum tyle, żeby była lekka nadwyżka mocy turbiny w stosunku do oporów mechanicznych turbiny, przekładni i generatora. Wtedy prędkość obrotowa nie spadnie poniżej obrotów synchronicznych. Generator asynchroniczny przy obrotach synchronicznych nie stawia żadnego oporu (poza oporami mechanicznymi łożysk), ale też nie wytwarza prądu. W miarę wzrostu przepływów zwiększają się obroty i moment obrotowy turbiny, ale pojawia się też opór generatora który zaczyna wytwarzać energię elektryczną, przy czym istnieje zależność, ze im większy poślizg ponad obroty synchroniczne tym więcej prądu wytwarza generator. Można go przeciążyc nawet do 20%.