Pico-hydro Turgo Turbine - Rwanda DIY/uk
| Тип | |
|---|---|
| Автори | |
| Статус | |
| Роки |
Недорога саморобна гідроелектрична турбіна Turgo, виготовлена з побутових столових ложок та оптимізована для досягнення механічної потужності 1,5 кВт з ККД понад 60%.
Завдяки гранту від Центру розвитку економіки Каліфорнійського університету в Девісі Блюмі, студентську команду було направлено до Руанди для проведення навчальних семінарів та техніко-економічних обґрунтувань для місцевих гідроелектростанцій малих масштабів. Поїздка включала огляди існуючих та потенційних гідроелектростанцій, сільські семінари, що використовували партисипативне проектування та ідеї для місцевого постачання гідроелектростанцій та їх вартості, а також стажування для двох студентів-інженерів, яке включало технічну підготовку та мережу бізнесу та уряду. Визначивши капітальні витрати та неефективність турбіни як два фактори, що перешкоджають впровадженню піко-гідросистем у сільських селах, студентська команда спроектувала, побудувала та випробувала недорогу піко-гідротурбіну Turgo, виготовлену з столових ложок. Турбіна Turgo добре підходить для застосувань з високим напором та низькою витратою. Тут ця недорога турбіна типу «столова ложка» оптимізована шляхом експериментального тестування шести конструктивних параметрів: діаметра сопла, кута входу струменя, кількості ложок, швидкості турбіни, орієнтації ложки та місця удару струменя. Турбіна досягла 1,5 кВт механічної потужності з коефіцієнтом корисної дії 63%.
Відео
https://www.youtube.com/embed/_xo6RX5WkI0
Дослідницька стаття
Джерело
Кайл Гайзер, Пол Еріксон, Пітер Строве, Жан-П'єр Дельпланк, Експериментальне дослідження конструктивних параметрів піко-гідротурбін Turgo з використанням методології поверхні відгуку, Відновлювана енергія, том 85, січень 2016 р., сторінки 406-418, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.049 . Повний текст у відкритому доступі
Анотація дослідження
Мільйони автономних будинків у віддалених районах світу мають доступ до піко-гідроенергетичних ресурсів (5 кВт або менше), які не освоюються через непомірно високі витрати на встановлення ($/кВт). Турбіна Turgo, гідроелектрична імпульсна турбіна, яка зазвичай підходить для застосувань із середнім та високим напором, знову привернула увагу досліджень завдяки своїй потенційній застосовності на таких об'єктах. Тим не менш, опублікована література про турбіну Turgo обмежена та вказує на те, що сучасна теорія та експериментальні знання не пояснюють належним чином вплив певних конструктивних параметрів, таких як діаметр сопла, кут входу струменя, кількість лопатей та швидкість лопатей, на ефективність турбіни. У цьому дослідженні ці параметри використовуються в трирівневому експерименті з центральною композитною поверхнею відгуку. Недорога турбіна Turgo побудована та випробувана з легкодоступних матеріалів, а також розроблена регресійна модель другого порядку для прогнозування її ефективності як функції кожного з вищезазначених параметрів та їх взаємодії. Також досліджено вплив кута орієнтації лопатей та місця зіткнення струменя на ефективність, і експериментально виявлено, що вона має відносно невелике значення для турбіни. Метою цього дослідження є встановлення емпіричних рекомендацій щодо проектування, які дозволять виробникам малих гідроелектростанцій та окремим особам розробляти низьковитратні та ефективні турбіни Turgo, оптимізовані для конкретного пікогідрооб'єкта. Результати також виражені в безрозмірних параметрах, щоб забезпечити потенційне масштабування для більших систем та виробників.
Основні моменти статті
- Піко-гідротурбіна Turgo була побудована з побутових матеріалів вартістю 30 доларів США.
- Експериментально визначено вплив кута струменя, номера лопаті, діаметра сопла та обертів на ефективність.
- Емпіричні формули дозволяють оптимізувати конструкцію турбіни для будь-якого заданого напору та потоку, а також досягти механічного ККД 62%.
- Результати показують, що всі параметри мають значні основні ефекти та взаємодії другого порядку.
- Оптимальними параметрами були: кут нахилу сопла 35°, співвідношення діаметра сопла до відстані між лопатями = 0,94 та співвідношення швидкостей 0,43.
Ключові слова
Зроби сам; Пікогідро; Турбіна Турго; Гідроелектрика; Оптимізація
Фотографії
- Турбіна Turgo своїми руками
Турбіна Турго, зроблена зі столових ложок.
Експерименти визначили оптимальну кількість ложок, орієнтацію ложок, діаметр сопла, кут сопла та швидкість турбіни.
Саморобна турбіна Turgo досягла механічного ККД 62%.
Місцева громада Руанди, яка допомогла нам з обстеженням потенційного місця для гідроелектростанції.
Пікогідротурбіна місцевого виробництва.
Семінар у селі для обговорення ідей щодо місцевого постачання деталей для піко-гідросистеми.
Бути винахідливим (використовувати каністри та бананове листя) для вимірювання потоку води під час обстеження ділянки гідроелектростанції.
Див. також
- 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/
| Автори | Кайл Гейзер |
|---|---|
| Ліцензія | CC-BY-SA-3.0 |
| Цитувати як | Кайл Гейзер (2016–2023). "Турбіна Pico-hydro Turgo - Руанда DIY" . Апропедія . Процитовано 29 червня 2025 . |