Aplikace nových přístupů k vytváření hydroenergetických kombinovaných komplexů pro autonomní zásobování energií

Application of New Approaches to the Hydropower Combined Complex Creation for Autonomous Energy Supply

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

en

The report examined new scientific approaches to the creation of a combined cogeneration energy complex based on small or micro-hydropower. The most effective approaches to micro-hydropower facilities were considered to create a workable structural layout. A criterion has been developed that allows to evaluate the energy efficiency of hydroturbines at an early stage of design using the calculation method, including a predictive estimate of the hydraulic resistance function ?HT = f(Re) of a particular penstock geometry. The results of the theoretical task of creating a technologically advanced configuration of a blade system using Zhukovsky theory. By calculating and numerically (CFD) simulating the hydrodynamic lattices of flat profiles, the theoretical nomograms for determining the coefficients Cx and Cy are confirmed and supplemented. A series of comparative results of computational and experimental studies of the combined energy complex hydraulic part microhydroturbines with experimental blade systems, including those modified by the principle of biomimetics (nature imitation technologies) is presented. Based on the calculated and experimental studies, the prospects of the chosen direction of development of small and microhydroenergy are shown, as well as the effectiveness of the approaches that were used in the design of the working bodies of microhydroturbines.

Článek nové vědecké přístupy k vytvoření kombinovaného kogeneračního energetického komplexu založeného na malé nebo mikrohydroenergii. Byly zváženy nejefektivnější přístupy k zařízením s mikrohydroenergetikou s cílem vytvořit funkční strukturální uspořádání. Bylo vyvinuto kritérium, které umožňuje vyhodnotit energetickou účinnost vodních turbín v rané fázi návrhu pomocí výpočtové metody, včetně prediktivního odhadu funkce hydraulického odporu ?HT = f(Re) konkrétní geometrie vtoku. Výsledky teoretické úlohy vytvoření technologicky pokročilé konfigurace lopatkového systému s využitím Žukovského teorie. Výpočtem a numerickou (CFD) simulací hydrodynamických mříží plochých profilů jsou potvrzeny a doplněny teoretické nomogramy pro stanovení koeficientů Cx a Cy. Je uvedena řada srovnávacích výsledků výpočtových a experimentálních studií kombinovaných energetických komplexů hydraulické části mikrohydroturbín s experimentálními lopatkovými systémy, včetně těch, které jsou modifikovány principem biomimetiky (technologie napodobující přírodu). Na základě výpočtových a experimentálních studií jsou ukázány perspektivy zvoleného směru rozvoje malé a mikrohydroenergetiky a účinnost přístupů, které byly použity při návrhu pracovních těles mikrohydroturbín.

The report examined new scientific approaches to the creation of a combined cogeneration energy complex based on small or micro-hydropower. The most effective approaches to micro-hydropower facilities were considered to create a workable structural layout. A criterion has been developed that allows to evaluate the energy efficiency of hydroturbines at an early stage of design using the calculation method, including a predictive estimate of the hydraulic resistance function ?HT = f(Re) of a particular penstock geometry. The results of the theoretical task of creating a technologically advanced configuration of a blade system using Zhukovsky theory. By calculating and numerically (CFD) simulating the hydrodynamic lattices of flat profiles, the theoretical nomograms for determining the coefficients Cx and Cy are confirmed and supplemented. A series of comparative results of computational and experimental studies of the combined energy complex hydraulic part microhydroturbines with experimental blade systems, including those modified by the principle of biomimetics (nature imitation technologies) is presented. Based on the calculated and experimental studies, the prospects of the chosen direction of development of small and microhydroenergy are shown, as well as the effectiveness of the approaches that were used in the design of the working bodies of microhydroturbines.

micro-hydropower;hydroturbine;cogeneration

09.11.2021

EDP Sciences

9782759821969

E3S Web of Conferences

12