Projektbeschreibung
Neuartige Technologien bieten Wasserkraft für die Zukunft
Wasserkraftwerke machen einen wichtigen Teil unserer sauberen Energiegewinnung aus, indem sie Unterschiede des Wasserstands zur Stromerzeugung ausnutzen. Die Hydraulikturbinen, die Arbeitstiere dieser Kraftwerke, sind extremen und dauerhaften Kräften ausgesetzt. Werden letztere kontrolliert, verbessert das die Leistung, Effizienz und Lebensdauer der Turbinen. Das EU-finanzierte Projekt AFC4Hydro wird ein aktives Flusskontrollsystem entwickeln, das auch den strukturellen Zustand überwacht, um den Einsatz außerhalb der ursprünglichen Bereiche zu verbessern, indem Druckschwankungen, Belastungen und Vibrationen reduziert werden. Diese Verbesserungen bieten einen längeren Einsatzzeitraum, sodass Wasserkraft zu Systemdienstleistungen des Stromnetzwerks beitragen und einen natürlicheren Fluss in Wasserkraftanlagen aufrecht erhalten kann. Dies kommt letztendlich der Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt zugute.
Ziel
The AFC4Hydro project addresses the development of a novel Active Flow Control (AFC) system for improving off-design operation of hydraulic turbines by mitigating deleterious flow phenomena during steady and transient operation including ramping of produced load. The main effect being increased reliability and flexibility, and reduced wear and tear. More specifically, this innovative and affordable AFC solution, allowing efficient utilization of existing hydraulic turbines, is planned to be validated at small scale in a model turbine and at large scale in two prototype turbines. A combination of technologies will be used to reduce the pressure and load fluctuations exerted on the machine induced by the draft tube flow using: (1) injection of pulsating momentum (IPM) with a specific frequency, amplitude and phase by means of actuators; (2) injection of continuous momentum (ICM) in the form of water jets with controlled speed and orientation directed against the swirling flow. A structural health monitoring (SHM) system will be developed to evaluate the effects of the injection systems in the structural response of the rotor, generator and bearings. These measurements will be used to optimise the machine performance. For that, a Controller will be programmed and tuned to reduce pressure fluctuations, structural loads and induced vibrations in real-time operation by continuously adjusting the injection systems. The final AFC system will also be tested against demanding transients like ramp up and ramp down. Special attention will be given to mitigate the powerful and dangerous flow instability provoked by the vortex rope breakdown. The success of the proposal will permit to extend the operating range of already existing turbines beyond the stablished safety limits, to increase their efficiency at off-design operation, to be able to face more frequent transients and to reduce the maintenance and operating costs.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenUnterauftrag
H2020-LC-SC3-2018-RES-TwoStages
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
08034 Barcelona
Spanien