АНАЛІЗ БІОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБІНИ ФРЕНСІСА, МОДЕРНІЗОВАНОЇ МОДУЛЬНОЮ НАПРАВЛЯЮЧОЮ ЛОПАТКОЮ

Автор(и)

  • О.Л. Пальченко Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова

DOI:

https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-1-189-345-351

Ключові слова:

гідроенергетична турбіна, модульна напрямна лопатка, Sensor Fish

Анотація

На ряді гідроелектростанцій було проведено низку досліджень для вивчення турбіни Френсіса, модернізованої за допомогою модульної лопатки. Випробування показали, що модульна напрямна лопатка, встановлена в модернізованій турбіні Френсіса, є потенційною заміною. Вона може забезпечувати біологічні характеристики, аналогічні характеристикам напрямних лопаток, що використовуються в інших турбінах Френсіса і скорочує витрати на виготовлення.

Посилання

Sawin JL, Rutovitz J, Sverrisson F. Renewables 2018: Global status report; 2018.

Mennel T, Ziegler H, Ebert M, Nybø A, Oberrauch F, Hewicker C. The hydropower sector's contribution to a sustainable and prosperous Europe. Main report. DNV-GL, on behalf of: A European hydropower Initiative of hydropower companies and supported by associations, Bonn, Germany; 2015.

(USDOE) U.S. Department of Energy. Hydropower Vision.

URL: https://www.energy.gov/eere/water/new-vision-united-states- hydropower (дата звернення: 03.02.2025).

ПРАТ «Укргідроенерго»

URL: https://uhe.gov.ua/ (дата звернення: 03.02.2025).

Fearnside PM. Dams in the Amazon: Belo Monte and Brazil’s hydroelectric development of the Xingu River Basin. Environ Manage 2006;38(1):16. https://doi.org/10.1007/s00267-005-0113-6

Fan Q, Zhou S, Yang N. Optimization design of foundation excavation for Xiluodu super-high arch dam in China. J Rock Mech Geo Eng 2015;7(2):120–35.

https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.03.001

Zhou D, Deng ZD. Ultra-low-head hydroelectric technology: a review. Renew Sustain Energy Rev 2017;78:23–30. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.04.086

Witt A, Smith BT, Tsakiris A, Papanicolaou T, Lee K, Stewart KM. Exemplary design envelope specification for standard modular hydropower technology; 2017.

Choi HJ, Zullah MA, Roh HW, Ha PS, Oh SY, Lee YH. CFD validation of performance improvement of a 500 kW Francis turbine. Renew Energ 2013;54:111–23.

https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.08.049

Yang W, Wu Y, Liu S. An optimization method on runner blades in bulb turbine based on CFD analysis. Sci China: Technol Sci 2011;54(2):338–44.

https://doi.org/10.1007/s11431-010-4261-4

Zidonis A, Aggidis GA. State of the art in numerical modelling of Pelton turbines. Renew Sustain Energy Rev 2015;45:135–44.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.01.037

Williamson SJ, Stark BH, Booker JD. Performance of a low-head pico-hydro Turgo turbine. Appl Energy 2013;102:1114–26.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.06.029

Sammartano V, Aricò C, Carravetta A, Fecarotta O, Tucciarelli T. Banki-Michell optimal design by computational fluid dynamics testing and hydrodynamic analysis. Energies 2013;6(5):2362–85.

https://doi.org/10.3390/en6052362

Lisicki Michal, Lubitz William, Taylor Graham W. Optimal design and operation of Archimedes screw turbines using Bayesian optimization. Appl Energy 2016;183:1404–17.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.09.084

Schneider AD. Natel Energy Inc. Linear Pelton turbine. U.S. Patent Application 10/ 221,830; 2019.

Chen J, Engeda A. Standard module hydraulic technology: A novel geometrical design methodology and analysis for a low-head hydraulic turbine system, Part I: General design methodology and basic geometry considerations. Energy 2020;196:117151.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117151

Obermeyer HK. OBERMEYER HYDRO Inc. Water control gate and actuator therefore. U.S. Patent 7,114,879; 2006.

Cada GF. The development of advanced hydroelectric turbines to improve fish passage survival. Fisheries 2001;26(9):14–23.

https://doi.org/10.2172/1218168

Deng ZD, Lu J, Myjak MJ, Martinez JJ, Tian C, Morris SJ, et al. Design and implementation of a new autonomous Sensor Fish to support advanced hydropower development. Rev Sci Instrum 2014;85(11):115001.

https://doi.org/10.1063/1.4900543

Brown RS, Carlson TJ, Gingerich AJ, Stephenson JR, Pflugrath BD, Welch AE, et al. Quantifying mortal injury of juvenile Chinook salmon exposed to simulated hydroturbine passage. Trans Am Fish Soc 2012;141(1):147–57.

https://www.doi.org/10.1080/00028487.2011.650274

Stephenson JR, Gingerich AJ, Brown RS, Pflugrath BD, Deng Z, Carlson TJ, et al. Assessing barotrauma in neutrally and negatively buoyant juvenile salmonids exposed to simulated hydro-turbine passage using a mobile aquatic barotrauma laboratory. Fish Res 2010;106(3):271–8.

https://www.doi.org/10.1016/j.fishres.2010.08.006

Richmond MC, Deng Z, McKinstry CA, Mueller RP, Carlson TJ, Dauble DD.

http://dx.doi.org/10.1139/f05-091

Response relationships between juvenile salmon and an autonomous sensor in turbulent flow. Fish Res 2009;97(1–2):134–9.

http://dx.doi.org/10.1016/j.fishres.2009.01.011

Fu T, Deng ZD, Duncan JP, Zhou D, Carlson TJ, Johnson GE, et al. Assessing hydraulic conditions through Francis turbines using an autonomous sensor device. Renew Energ 2016;99:1244–52.

https://www.doi.org/10.1016/j.renene.2016.08.029

Martinez JJ, Deng ZD, Klopries EM, Mueller RP, Titzler PS, Zhou D, et al. Characterization of a siphon turbine to accelerate low-head hydropower deployment. J Clean Prod 2019;210:35–42.

http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.10.345

Martinez J, Deng ZD, Tian C, Mueller R, Phonekhampheng O, Singhanouvong D, et al. In situ characterization of turbine hydraulic environment to support development of fish-friendly hydropower guidelines in the lower Mekong River region. Ecol Eng 2019;133:88–97.

http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.04.028

Neitzel DA, Dauble DD, Cada GF, Richmond MC, Guensch GR, Mueller RP, et al. Survival estimates for juvenile fish subjected to a laboratory-generated shear environment. Trans Am Fish Soc 2004;133(2):447–54.

http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2007.05.019

Bevelhimer MS, Pracheil BM, Fortner AM, Saylor R, Deck KL. Mortality and Injury Assessment for Three Species of Fish Exposed to Simulated Turbine Blade Strike. Can J Fish Aquat Sci [Published online 2019.

https://doi.org/10.1139/cjfas-2018-0386].

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-04-02

Як цитувати

Пальченко, О. (2025). АНАЛІЗ БІОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБІНИ ФРЕНСІСА, МОДЕРНІЗОВАНОЇ МОДУЛЬНОЮ НАПРАВЛЯЮЧОЮ ЛОПАТКОЮ. Комунальне господарство міст, 1(189), 345–351. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2025-1-189-345-351

Номер

Том 1 № 189 (2025): Серія: Технічні науки та архітектура

Розділ

статьи

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY-NC-ND 4.0 (із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Без Похідних 4.0 Міжнародна), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).