Pico-hydro Turgo Turbine - รวันดา DIY

กังหันพลังงานน้ำ Turgo แบบ DIY ต้นทุนต่ำ ผลิตจากช้อนโต๊ะในครัวเรือน และปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้พลังงานกล 1.5 กิโลวัตต์ โดยมีประสิทธิภาพมากกว่า 60%
ด้วยทุนสนับสนุนจาก UC Davis Blum Center for Developing Economies ทีมที่นำโดยนักศึกษาได้ถูกส่งไปที่รวันดาเพื่อจัดเวิร์กช็อปเพื่อการศึกษาและศึกษาความเป็นไปได้สำหรับระบบไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็กที่ผลิตในท้องถิ่น การเดินทางครั้งนี้รวมถึงการสำรวจพื้นที่ระบบไฟฟ้าพลังน้ำที่มีอยู่และที่มีศักยภาพ เวิร์กช็อปในหมู่บ้านที่ใช้ประโยชน์จากการออกแบบและแนวคิดแบบมีส่วนร่วมสำหรับการจัดหาแหล่งพลังงานไฟฟ้าพลังน้ำในท้องถิ่นและต้นทุนของวัสดุ ตลอดจนการฝึกงานสำหรับนักศึกษาวิศวกรรมศาสตร์สองคนซึ่งรวมถึงการฝึกอบรมทางเทคนิคและการสร้างเครือข่ายทางธุรกิจและรัฐบาล หลังจากระบุต้นทุนการลงทุนและความไม่มีประสิทธิภาพของกังหันเป็นสองปัจจัยที่ขัดขวางการนำระบบพลังงานน้ำขนาดเล็กมาใช้ในหมู่บ้านชนบท ทีมนักศึกษาได้ออกแบบ สร้าง และทดสอบกังหันพลังงานน้ำขนาดเล็ก Turgo ราคาประหยัดที่ทำจากช้อนโต๊ะ กังหัน Turgo เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีหัวสูง อัตราการไหลต่ำ ที่นี่ กังหัน "ขนาดช้อนโต๊ะ" ราคาประหยัดนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยการทดสอบพารามิเตอร์การออกแบบหกประการในเชิงทดลอง ได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด มุมทางเข้าของเจ็ต จำนวนช้อน ความเร็วกังหัน ทิศทางของช้อน และตำแหน่งการกระทบของเจ็ต กังหันสามารถสร้างพลังงานกลได้ 1.5 กิโลวัตต์ โดยมีประสิทธิภาพ 63%
เนื้อหา
วีดีโอ
https://www.youtube.com/embed/_xo6RX5WkI0
บทความวิจัย
แหล่งที่มา
Kyle Gaiser, Paul Erickson, Pieter Stroeve, Jean-Pierre Delplanque, การตรวจสอบเชิงทดลองของพารามิเตอร์การออกแบบสำหรับกังหันน้ำพีโคไฮโดร Turgo โดยใช้ระเบียบวิธีพื้นผิวตอบสนอง, พลังงานหมุนเวียน, เล่มที่ 85, มกราคม 2016, หน้า 406-418, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.049 . ข้อความเต็ม เข้าถึงแบบเปิด
บทคัดย่องานวิจัย
บ้านนอกระบบหลายล้านหลังในพื้นที่ห่างไกลทั่วโลกสามารถเข้าถึงแหล่งพลังงานน้ำขนาดเล็ก (5 กิโลวัตต์หรือต่ำกว่า) ที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาเนื่องจากต้นทุนการติดตั้งที่สูงเกินไป ($/kW) กังหัน Turgo ซึ่งเป็นกังหันพลังน้ำแบบพัลส์ที่มักเหมาะสำหรับการใช้งานแรงดันปานกลางถึงสูง ได้รับความสนใจในการวิจัยอีกครั้งเนื่องจากสามารถนำไปใช้กับสถานที่ดังกล่าวได้ อย่างไรก็ตาม เอกสารที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับกังหัน Turgo นั้นมีจำกัด และบ่งชี้ว่าทฤษฎีและความรู้ในการทดลองในปัจจุบันไม่สามารถอธิบายผลกระทบของพารามิเตอร์การออกแบบบางอย่าง เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด มุมทางเข้าของเจ็ต จำนวนใบพัด และความเร็วใบพัดต่อประสิทธิภาพของกังหันได้อย่างเพียงพอ ในการศึกษาครั้งนี้ พารามิเตอร์เหล่านี้จะใช้ในการทดลองพื้นผิวตอบสนองแบบผสมกลางสามระดับ กังหัน Turgo ราคาประหยัดถูกสร้างและทดสอบจากวัสดุที่มีอยู่ทั่วไป และมีการพัฒนาแบบจำลองการถดถอยลำดับที่สองเพื่อทำนายประสิทธิภาพของกังหันเป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์แต่ละตัวข้างต้นและปฏิสัมพันธ์ของพารามิเตอร์เหล่านั้น นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาผลกระทบของมุมทิศทางของใบพัดและตำแหน่งการกระทบของเจ็ตต่อประสิทธิภาพ และจากการทดลองพบว่ามีความสำคัญค่อนข้างน้อยต่อกังหัน จุดประสงค์ของการศึกษานี้คือการกำหนดแนวทางการออกแบบเชิงประจักษ์ที่ช่วยให้ผู้ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำรายย่อยและบุคคลทั่วไปสามารถออกแบบกังหัน Turgo ที่มีประสิทธิภาพต้นทุนต่ำซึ่งสามารถปรับให้เหมาะสมกับไซต์พลังงานน้ำขนาดเล็กเฉพาะได้ นอกจากนี้ ผลลัพธ์ยังแสดงเป็นพารามิเตอร์ไร้มิติเพื่อให้สามารถปรับขนาดให้เหมาะกับระบบและผู้ผลิตขนาดใหญ่ได้
ไฮไลท์ของเอกสาร
- กังหันน้ำ Turbine แบบพลังน้ำพีโคถูกสร้างขึ้นจากวัสดุในครัวเรือนด้วยต้นทุน 30 เหรียญสหรัฐ
- กำหนดผลของมุมเจ็ท จำนวนใบมีด เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด และ RPM ต่อประสิทธิภาพโดยการทดลอง
- สูตรเชิงประจักษ์ทำให้สามารถออกแบบกังหันได้เหมาะสมที่สุดสำหรับหัวและการไหลที่กำหนด และสามารถบรรลุประสิทธิภาพเชิงกลได้ 62%
- ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าพารามิเตอร์ทั้งหมดมีผลกระทบหลักและปฏิสัมพันธ์ลำดับที่สองอย่างมีนัยสำคัญ
- พารามิเตอร์ที่เหมาะสมได้แก่ มุมหัวฉีด 35° อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีดต่อระยะห่างใบมีด = 0.94 และอัตราส่วนความเร็ว 0.43
คำสำคัญ
ทำเอง; พลังน้ำแบบ Pico; กังหัน Turgo; พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ; การเพิ่มประสิทธิภาพ
ภาพถ่าย
- DIY กังหันลม Turgo
กังหัน Turgo ทำจากช้อนโต๊ะ
การทดลองได้กำหนดจำนวนช้อนที่เหมาะสม ทิศทางของช้อน เส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีด มุมหัวฉีด และความเร็วกังหัน
กังหันลม Turgo แบบ DIY มีประสิทธิภาพเชิงกล 62%
ชุมชนชาวรวันดาในพื้นที่ที่ช่วยเราสำรวจพื้นที่ที่มีศักยภาพด้านพลังงานน้ำ
กังหันน้ำพลังน้ำพีโคที่สร้างขึ้นในท้องถิ่น
สัมมนาเชิงปฏิบัติการหมู่บ้านเพื่อระดมความคิดในการจัดหาชิ้นส่วนสำหรับระบบพลังงานน้ำพีโคจากท้องถิ่น
การใช้ทรัพยากรอย่างชาญฉลาด (ใช้กระป๋องน้ำมันและใบตอง) เพื่อวัดอัตราการไหลของน้ำในระหว่างการสำรวจสถานที่ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ
ดูเพิ่มเติม
- http://blumcenter.ucdavis.edu/grants/past-grantees/2011-2012/grantee-profile-picohydro-in-rwanda
- http://web.archive.org/web/20150905081348/http://smallhydro.ucdavis.edu/featured-project/78/