ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION
Theoretical and methodological provisions for determining the energy efficiency of loading modes of low-power turbines of propeller and radial-axial types at variable water flow rates due to environmental restrictions on the use of river runoff for electricity generation. Indicators of energy effici...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/327 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-327 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
water consumption hydroturbine efficiency power spline universal characteristic speed витрата води гідротурбіна коефіцієнт корисної дії потужність сплайн універсальна характеристика частота обертання |
| spellingShingle |
water consumption hydroturbine efficiency power spline universal characteristic speed витрата води гідротурбіна коефіцієнт корисної дії потужність сплайн універсальна характеристика частота обертання Vasko, P. ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| topic_facet |
water consumption hydroturbine efficiency power spline universal characteristic speed витрата води гідротурбіна коефіцієнт корисної дії потужність сплайн універсальна характеристика частота обертання |
| format |
Article |
| author |
Vasko, P. |
| author_facet |
Vasko, P. |
| author_sort |
Vasko, P. |
| title |
ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| title_short |
ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| title_full |
ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| title_fullStr |
ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| title_full_unstemmed |
ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION |
| title_sort |
energy efficiency of loading modes of low power hydroturbines with variable water consumption |
| title_alt |
ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ НАВАНТАЖУВАЛЬНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ ГІДРОТУРБІН МАЛОЇ ПОТУЖНОСТІ ПРИ ЗМІННИХ ВИТРАТАХ ВОДИ |
| description |
Theoretical and methodological provisions for determining the energy efficiency of loading modes of low-power turbines of propeller and radial-axial types at variable water flow rates due to environmental restrictions on the use of river runoff for electricity generation. Indicators of energy efficiency were the values of efficiency and mechanical power of the turbine. The research was performed using the laws of similarity of modes of operation of hydraulic machines and mathematical description of the sets of functional dependencies of the universal characteristics of the hydroturbine by two-parameter cubic spline functions. A mathematical model of loading modes of operation of hydraulic turbines at variable flow rates and speeds has been developed to take into account the simultaneous change of both operating parameters. The model is presented in the system of relative units of measurement in relation to nominal values of parameters, which provides opportunities for comparative analysis of the properties of hydraulic turbines of different design. The functional dependences of the efficiency and power of turbines on variable water flow rates for cases of constant speed and its variable value, which ensures the achievement of maximum energy efficiency of the loading mode, have been studied. It is established that the use of variable speed for propeller-type turbines significantly expands the range of possible changes in water consumption and increases the energy performance. However, the use of variable speed for radial-axial turbines does not significantly affect its energy performance at variable water flow rates. The prospects of using low-pressure radial-axial turbines in small hydropower plants in the presence of environmental restrictions on the use of river runoff for electricity generation are substantiated. Bibl. 22, fig. 6. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/327 |
| work_keys_str_mv |
AT vaskop energyefficiencyofloadingmodesoflowpowerhydroturbineswithvariablewaterconsumption AT vaskop energetičnaefektivnístʹnavantažuvalʹnihrežimívrobotigídroturbínmaloípotužnostíprizmínnihvitratahvodi |
| first_indexed |
2024-06-01T14:34:15Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:34:15Z |
| _version_ |
1800669711263858688 |
| spelling |
veorgua-article-3272024-02-09T13:51:13Z ENERGY EFFICIENCY OF LOADING MODES OF LOW POWER HYDROTURBINES WITH VARIABLE WATER CONSUMPTION ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ НАВАНТАЖУВАЛЬНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ ГІДРОТУРБІН МАЛОЇ ПОТУЖНОСТІ ПРИ ЗМІННИХ ВИТРАТАХ ВОДИ Vasko, P. water consumption hydroturbine efficiency power spline universal characteristic speed витрата води гідротурбіна коефіцієнт корисної дії потужність сплайн універсальна характеристика частота обертання Theoretical and methodological provisions for determining the energy efficiency of loading modes of low-power turbines of propeller and radial-axial types at variable water flow rates due to environmental restrictions on the use of river runoff for electricity generation. Indicators of energy efficiency were the values of efficiency and mechanical power of the turbine. The research was performed using the laws of similarity of modes of operation of hydraulic machines and mathematical description of the sets of functional dependencies of the universal characteristics of the hydroturbine by two-parameter cubic spline functions. A mathematical model of loading modes of operation of hydraulic turbines at variable flow rates and speeds has been developed to take into account the simultaneous change of both operating parameters. The model is presented in the system of relative units of measurement in relation to nominal values of parameters, which provides opportunities for comparative analysis of the properties of hydraulic turbines of different design. The functional dependences of the efficiency and power of turbines on variable water flow rates for cases of constant speed and its variable value, which ensures the achievement of maximum energy efficiency of the loading mode, have been studied. It is established that the use of variable speed for propeller-type turbines significantly expands the range of possible changes in water consumption and increases the energy performance. However, the use of variable speed for radial-axial turbines does not significantly affect its energy performance at variable water flow rates. The prospects of using low-pressure radial-axial turbines in small hydropower plants in the presence of environmental restrictions on the use of river runoff for electricity generation are substantiated. Bibl. 22, fig. 6. Висвітлено теоретичні та методичні положення визначення енергетичної ефективності навантажувальних режимів роботи гідротурбін малої потужності пропелерного та радіально-осьового типів при змінних витратах води, зумовлених наявністю природоохоронних обмежень на використання води стоку річки для виробництва електроенергії. Показниками енергетичної ефективності слугували значення коефіцієнта корисної дії та механічної потужності турбіни. Дослідження виконувались з використанням законів подібності режимів роботи гідравлічних машин та математичного опису сукупностей функціональних залежностей універсальної характеристики гідротурбіни двопараметричними кубічними сплайн-функціями. Розроблено математичну модель навантажувальних режимів роботи гідротурбін при змінних витратах та частоті обертання для урахування одночасної зміни обох експлуатаційних параметрів. Модель представлено в системі відносних одиниць виміру стосовно номінальних значень параметрів, що надало можливості проведення порівняльного аналізу властивостей гідротурбін різного конструктивного виконання. Досліджено функціональні залежності коефіцієнта корисної дії та потужності турбін при змінних витратах води для випадків сталої частоти обертання та її змінного значення, що забезпечує досягнення максимальної енергетичної ефективності навантажувального режиму роботи. Встановлено, що застосування змінної частоти обертання для турбін пропелерного типу значно розширює діапазон можливої зміни витрат води та підвищує енергетичні показники функціонування. Проте застосування змінної частоти обертання для турбін радіально-осьового типу не суттєво впливає на її енергетичні показники при змінних витратах води. Обґрунтовано перспективність використання низьконапірних радіально-осьових турбін у складі малих ГЕС за наявності природоохоронних обмежень на використання витрат води стоку річки для виробництва електроенергії. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-04-18 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/327 10.36296/1819-8058.2022.1(68).87-94 Возобновляемая энергетика; № 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 87-94 Відновлювана енергетика; № 1(68) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 87-94 Vidnovluvana energetika ; No. 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 87-94 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.1(68) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/327/249 Copyright (c) 2022 Vidnovliuvana Energetyka http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |