Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 1

Development of Pumping-type for Turgo Impulse Micro Hydroelectric System in Emergency Power Supply

Ptojekt typu pompowego dla mikroelektrowni hydroelektrycznej Turgo Impulse do zasilania awaryjnego

10.15199/48.2024.01.06

nr katalogowy: 147086
10.15199/48.2024.01.06

Streszczenie

In this work, the turgo impulse micro hydroelectric system was developed by using water flow in natural pipeline for preparing to energy emergencies of disaster sites. The motorized ball valve was used experimentally to control the water volume for changing to output voltage under different conditions of water head, including 4.5 m, 6.0 m, and 8.0 m. For the results, the influence of water head was investigated concentratedly with the relationship of water flow rate, number of rotations, and output voltage. Note that the number of rotations has a significant effect to the power generator. There have been found that the load power generation will be variation to the load resistance. Mentioned, when the number of rotations is increasing, the output voltage will be risen, which is presented the maximum voltage of 78 V, rotations of 1035 min -1, and water flow of 583.3 x 10-3 m3 /s following to the 8.0 m of water head. And, the set water head of 4.5 m and 6.0 m were shown the output voltage by 53 V and 63 V, respectively. Consequently, the optimum result was illustrated by water head of 8.0 m, which showed the highest power of about 5.0 W resulting to use for charging cell phones.

Abstract

W tej pracy opracowano mikroelektrownię wodną impulsową turgo, wykorzystując przepływ wody w naturalnym rurociągu do przygotowania zasilania w sytuacjach awaryjnych w miejscach katastrofy. Zawór kulowy z napędem zastosowano eksperymentalnie do kontrolowania objętości wody przy zmianie na napięcie wyjściowe w różnych warunkach słupa wody, w tym 4,5 m, 6,0 m i 8,0 m. W celu uzyskania wyników zbadano wpływ spadku ciśnienia wody w zależności od natężenia przepływu wody, liczby obrotów i napięcia wyjściowego. Należy pamiętać, że liczba obrotów ma znaczący wpływ na generator prądu. Stwierdzono, że wytwarzana moc obciążenia będzie się zmieniać w zależności od rezystancji obciążenia. Wspomniano, że wraz ze wzrostem liczby obrotów wzrośnie napięcie wyjściowe, które prezentuje maksymalne napięcie 78 V, obroty 1035 min -1 i przepływ wody 583,3 x 10-3 m3/s po 8,0 m słupa wody. A dla ustawionego słupa wody na 4,5 m i 6,0 m pokazano napięcie wyjściowe odpowiednio 53 V i 63 V. W rezultacie optymalny wynik uzyskał słup wody wynoszący 8,0 m, który wykazał największą moc około 5,0 W przy zastosowaniu do ładowania telefonów komórkowych.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Hashimoto M., Savage M., Nishimura T., Horikawa H., and Tsutsumi H., 2016 Kumamoto earthquake sequence and its impact on earthquake science and hazard assessment, EPS, 69 (2017), No. 98, 1-4.
[2] Xuepeng Z., Yujing J., and Satoshi S., Seismic damage assessment of mountain tunnel: A case study on the Tawarayama tunnel due to the 2016 Kumamoto Earthquake, Tunn. Undergr. Space Technol., 71 (2018), 138-148
[3] Miguel E., and Joana P.P., Post-disaster resilience of a 100% renewable energy system in Japan, Energy, 68 (2014), 756-764
[4] Mayumi K., Paul A., Benjamin R., and Nahoko H., Establishing best practice for the implementation of evacuation centres for vulnerable populations: A comparative analysis of the Australian and Japanese experience, Int. J. Disaster Risk Reduct., 79 (2022), 103615
[5] Vedat B., Barbaros Ç. T., and Hande Y., Compromising system and user interests in shelter location and evacuation planning, Transp. Res. B Methodol., 72 (2015), 146-163
[6] Somnath B., Kaushal G., Kshitij D., Raquel M., Miao L.J., Balamurugan G., and Ramana G.V., Assessment of shelter location-allocation for multi-hazard emergency evacuation, Int. J. Disaster Risk Reduct., 84 (2023), 102435
[7] Alvaro E., Iván D., and Adriana V., Distributed electrical resources with micro hydroelectric power plants in Colombia — Study case, Energy Rep., 7 (2011), 169-176
[8] Sunil K. S., Varun G., Himanshu N., and Dimitrios E. P., Chapter 5 - Elements of small hydropower: mechanical equipment, Small Hydropower, (2023), 71-152
[9] Hitomu K., Muneta Y., and Hideyuki I., Potential of a shopping street to serve as a food distribution center and an evacuation shelter during disasters: Case study of Kobe, Japan, Int. J. Disaster Risk Reduct., 44 (2020), 101286
[10] Hino T., 6.10 - Hydropower Development in Japan, Comprehensive Renewable Energy, 6 (2012), 265-307
[11] Sun T., Wang K., Iinuma T., Hino R., He J., Fujimoto H., Kido M., Osada Y., Miura S., Ohta Y., and Hu Y., Prevalence of viscoelastic relaxation after the 2011Toho-oki earthquake, Nature, 514 (2014) 84-87
[12] Zhao D., Yamashita K., and Toyokuni G., Tomography of the 2016 Kumamoto earthquake area and the Beppu-Shimabara graben, Sci Rep., 8 (2018), 15488
[13] Gokon H., and Koshimura S., Mapping of Building Damage of the 2011 Tonoku Earthquake Tsunami in Miyagi Prefecture, Coast. Eng. J., 54 (2012), 1250006-1-1250006-12
[14] Blakers A., Stocks M., Lu B., and Cheng C., A review of pump hydro energy storage, Progress in Energy, 3 (2021), 022003
[15] Pugliese F., Paola F. D., Fontana N., Giugni M., Marini G., Experimental Characterization of two Pumps As Turbines for hydropower generation, Renew. Energ., 99 (2016), 180-187
[16] Gaiser K., Erickson P., Stroeve P., and Delplanque J.P., An experimental investigation of design parameters for pico-hydro Turgo turbines using a response surface methodology, Renew. Energ., 85 (2016), 406-418
[17] Cobb B. R., and Sharp K.V., Impulse (Turgo and Pelton) Turbine performance characteristics and their impact on picohydro installations, Renew. Energ., 50 (2013), 959-964
[18] Benzon D.S., Aggidis G.A., and Anagnostopoulos J.S., Development of the Turgo Impules turbine: Past and present, Appl. Energy., 166 (2016), 1-18
[19] Potter A., and Barnes F. H., The siphon, Physics Education, 6 (1971)
[20] Martinez J.J., Deng Z.D., Klopries E.M., Mueller R.P., Titzler P.S., Zhou D., Beirao B., Hansten A.W., Characterization of a siphon turbine to accelerate low-head hydropower deployment, J. Clean. Prod., 210 (2019), 35-42

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-1 , nr katalogowy 147086 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma