Рассматриваются вопросы создания высокоэффективных гидротурбин для низконапорных микроГЭС. Отмечается, что для минимизации стоимостимикроГЭС и периода окупаемости представляется перспективным использование нерегулируемых (пропеллерных) гидротурбин. В качестве примера приведены результаты экспериментальных исследований, осуществленных в Технологическом университете г. Брно. Достигнуты высокие характеристики модельной осевой гидротурбины, созданной чешскими специалистами. Диаметр колеса этой гидротурбины составляет 194 мм. На этапах проектирования рабочего колеса использовался расчетный пакет ANSYS Fluent. Показаны направления повышения эффективности функционирования микроГЭС на основе оптимального выбора параметров гидротурбины, используемой в составе гидроэнергетической установки, на ранних стадиях проектирования. Предложено оценивать энергоэффективность проектируемой гидротурбины, предназначенной для функционирования в составе микроГЭС, по коэффициенту использования энергии, который является функцией суммы потерь во всех элементах водовода и потерь в проточной части, включая рабочее колесо гидротурбины. Отмечается, что предел коэффициента использования энергии напорного водовода есть гидравлический аналог предела Беца - Жуковского, широко используемого при проектировании ветрогенераторов. Экспериментальная проверка предложенного подхода была осуществлена в НИУ МЭИ. Для проведения исследований была спроектирована модельная осевая гидротурбина с серией из четырех различных рабочих колес. Диаметры всех четырех колес были одинаковыми и составляли 80 мм. Водовод был выполнен в виде сифона. Рабочее колесо РК2, спроектированное с учетом критерия оптимальности параметров, в результате экспериментов показало самый высокий коэффициент использования энергии напорного водовода при максимальном КПД, что подтвердило перспективность предложенного подхода для достижения максимальной энергоэффективности микроГЭС в целом.
展开▼
