Ke komo nui nei nā mea i hui pū ʻia i ke kūkulu ʻana i nā lako no ka ʻoihana mana hydroelectric. Hōʻike kahi noiʻi ʻana i ka ikaika o nā mea a me nā pae ʻē aʻe i nā noi he nui, ʻoi aku hoʻi no nā ʻāpana liʻiliʻi a me nā micro.
Ua loiloi ʻia a hoʻoponopono ʻia kēia ʻatikala e like me nā loiloi i mālama ʻia e ʻelua a ʻoi aku paha mau loea i loaʻa ka ʻike loea kūpono. Hoʻokolokolo kēia mau loiloi hoa i nā palapala no ka pololei o ka ʻenehana, ka pono, a me ke koʻikoʻi holoʻokoʻa i loko o ka ʻoihana hydroelectric.
ʻO ka piʻi ʻana o nā mea hou e hāʻawi i nā manawa kūpono hoihoi no ka ʻoihana hydroelectric. ʻO ka lāʻau - i hoʻohana ʻia i loko o nā huila wai mua a me nā penstock - ua pani ʻia ma kahi hapa e nā ʻāpana kila i ka hoʻomaka ʻana o nā makahiki 1800. Mālama ke kila i kona ikaika ma o ka ukana luhi kiʻekiʻe a kūʻē i ka cavitation erosion a me ka corrosion. Ua maopopo maikaʻi ʻia kona mau waiwai a ua hoʻomohala maikaʻi ʻia nā kaʻina hana no ka hana ʻana i nā ʻāpana. No nā ʻāpana nui, e mau ana ke kila i mea koho.
Eia nō naʻe, ma muli o ka piʻi ʻana o nā turbines liʻiliʻi (ma lalo o 10 MW) a i nā turbines micro-sized (ma lalo o 100 kW), hiki ke hoʻohana ʻia nā composites e mālama i ke kaumaha a hōʻemi i ke kumukūʻai hana a me ka hopena o ke kaiapuni. He mea pili loa kēia ma muli o ka pono e hoʻomau nei no ka ulu ʻana o ka lako uila. ʻO ka mana hydro honua i hoʻokomo ʻia, kokoke i 800,000 MW e like me kahi noiʻi 2009 e Norwegian Renewable Energy Partners, he 10% wale nō o ka hiki ke hoʻokele waiwai a me 6% o ka hydropower hiki ke hoʻokele ʻia. ʻO ka hiki ke lawe mai i ka nui o ka hydro hiki ke hoʻokele waiwai i loko o ke aupuni o ka hiki ke hoʻokele waiwai e hoʻonui me ka hiki o nā ʻāpana composite ke hāʻawi i ka hoʻokele waiwai o ka unahi.
Hana ʻana i nā ʻāpana hui
No ka hana ʻana i ka penstock me ka hoʻokele waiwai a me ka ikaika kiʻekiʻe mau, ʻo ke ʻano hana maikaʻi loa ka wili filament. Ua wahī ʻia kahi mandrel nui me nā kaulahao o ke olonā i holo ʻia ma o kahi ʻauʻau resin. Ua wahī ʻia nā kaulahao i loko o nā ʻano hoop a me helical e hana i ka ikaika no ke kaomi kūloko, ke kūlou lōʻihi a me ka lawelawe ʻana. Hōʻike ka ʻāpana hopena ma lalo nei i ke kumukūʻai a me ke kaumaha no kēlā me kēia kapuaʻi no nā nui penstock ʻelua, ma muli o kahi ʻōlelo kūʻai mai nā mea hoʻolako kūloko. Ua hōʻike ka ʻōlelo kūʻai ua hoʻokele ʻia ka mānoanoa o ka hoʻolālā e nā koi hoʻonohonoho a me ka lawelawe ʻana, ma mua o ke kaumaha haʻahaʻa haʻahaʻa, a no nā mea ʻelua he 2.28 cm.
Ua noʻonoʻo ʻia ʻelua mau ʻano hana no nā puka wicket a me nā vanes noho; wet layup a me ka vacuum infusion. Hoʻohana ka wet layup i ka lole maloʻo, kahi i hoʻopiha ʻia ma ka ninini ʻana i ka resin ma luna o ka lole a me ka hoʻohana ʻana i nā wili e hoʻokuke i ka resin i loko o ka lole. ʻAʻole maʻemaʻe kēia kaʻina hana e like me ka vacuum infusion a ʻaʻole ia e hana mau i ka ʻano i hoʻonohonoho pono ʻia ma ke ʻano o ka ratio fiber-to-resin, akā ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka manawa ma mua o ke kaʻina hana vacuum infusion. Hoʻopaʻa ka vacuum infusion i ka fiber maloʻo ma nā kuhikuhi kūpono, a laila hoʻopaʻa ʻia ka puʻu maloʻo i loko o ka ʻeke vacuum a hoʻopili ʻia nā mea hoʻohui keu e alakaʻi ai i kahi lako resin, kahi i huki ʻia i loko o ka ʻāpana ke hoʻopili ʻia ka vacuum. Kōkua ka vacuum i ka mālama ʻana i ka nui o ka resin ma kahi pae kūpono a hōʻemi i ka hoʻokuʻu ʻana o nā mea olaola volatile.
E hoʻohana ka hihia ʻōwili i kahi hoʻomoe lima i ʻelua hapalua kaʻawale ma kahi ʻōmole kāne e hōʻoia i kahi ʻili o loko. A laila e hoʻopaʻa ʻia kēia mau hapalua ʻelua me ka fiber i hoʻohui ʻia i waho ma kahi hoʻopaʻa e hōʻoia i ka ikaika kūpono. ʻAʻole koi ke kaumaha kaomi i loko o ka hihia ʻōwili i kahi composite holomua ikaika kiʻekiʻe, no laila e lawa ka hoʻomoe pulu o ka lole fiberglass me ka resin epoxy. Ua hoʻokumu ʻia ka mānoanoa o ka hihia ʻōwili ma ke ʻano hoʻolālā like me ka penstock. ʻO ka ʻāpana 250-kW he mīkini kahe axial, no laila ʻaʻohe hihia ʻōwili.
Hoʻohui kahi mea holo turbine i kahi geometry paʻakikī me nā koi ukana kiʻekiʻe. Ua hōʻike ʻia nā hana hou e hiki ke hana ʻia nā ʻāpana kūkulu ikaika kiʻekiʻe mai kahi SMC prepreg i ʻoki ʻia me ka ikaika maikaʻi loa a me ka paʻakikī.5 Ua hoʻolālā ʻia ka lima hoʻokuʻu o ka Lamborghini Gallardo me ka hoʻohana ʻana i nā papa he nui o kahi SMC prepreg i ʻoki ʻia i ʻike ʻia he composite forged, compression i hoʻoheheʻe ʻia e hana i ka mānoanoa e pono ai. Hiki ke hoʻopili ʻia ke ʻano like i nā mea holo Francis a me nā mea holo propeller. ʻAʻole hiki ke hana ʻia ka mea holo Francis ma ke ʻano he hoʻokahi ʻāpana, no ka mea, ʻo ka paʻakikī o ka overlap blade e pale ai i ka ʻāpana mai ka unuhi ʻia ʻana mai ka mold. No laila, hana ʻokoʻa ʻia nā lau holo, ka lei aliʻi a me ke kāʻei a laila hoʻopaʻa pū ʻia a hoʻoikaika ʻia me nā bolts ma waho o ka lei aliʻi a me ke kāʻei.
ʻOiai ʻo ka hana maʻalahi loa o ka paipu huki me ka hoʻohana ʻana i ka wili filament, ʻaʻole i kūʻai ʻia kēia kaʻina hana me ka hoʻohana ʻana i nā olonā kūlohelohe. No laila, ua koho ʻia ka layup lima, ʻoiai ʻo ia ke ʻano hana maʻamau, ʻoiai ke kiʻekiʻe o nā kumukūʻai hana. Ma ka hoʻohana ʻana i kahi ʻōmole kāne e like me ka mandrel, hiki ke hoʻopau ʻia ka layup me ka ʻōmole e pae ana a laila e hoʻohuli ʻia i luna e hoʻōla, e pale ana i ka sagging ma kekahi ʻaoʻao. E ʻokoʻa iki ke kaumaha o nā ʻāpana i hui pū ʻia ma muli o ka nui o ka resin i ka ʻāpana i hoʻopau ʻia. Hoʻokumu ʻia kēia mau helu ma ka 50% o ke kaumaha o ka fiber.
ʻO ka huina kaumaha no ke kila a me ka turbine hui 2-MW he 9,888 kg a me 7,016 kg, kēlā me kēia. ʻO nā turbine kila a me nā hui 250-kW he 3,734 kg a me 1,927 kg, kēlā me kēia. Manaʻo nā huina he 20 mau puka wicket no kēlā me kēia turbine a me ka lōʻihi penstock e like me ke poʻo o ka turbine. He mea hiki ke lōʻihi aku ka penstock a pono nā mea hoʻopili, akā hāʻawi kēia helu i kahi kuhi kumu o ke kaumaha o ka ʻāpana a me nā peripherals pili. ʻAʻole i hoʻokomo ʻia ka mīkini hana, nā bolts a me nā lako hana hoʻokele puka a ua manaʻo ʻia he like ma waena o nā ʻāpana hui a me ke kila. He mea kūpono hoʻi ke hoʻomaopopo ʻana e koi ʻia ka hoʻolālā hou ʻana o ka mea holo e helu ai i nā ʻano koʻikoʻi i ʻike ʻia ma ka FEA e hoʻohui i ke kaumaha i nā ʻāpana hui, akā ua manaʻo ʻia ka nui he liʻiliʻi loa, ma ke kauoha o 5 kg e hoʻoikaika i nā kiko me ka ʻano koʻikoʻi.
Me nā kaumaha i hāʻawi ʻia, hiki ke hāpai ʻia ka turbine composite 2-MW a me kāna penstock e ka V-22 Osprey wikiwiki, ʻoiai ʻo ka mīkini kila e pono ai kahi helikopter rotor māhoe Chinook lohi a ʻoi aku ka maʻalahi o ka neʻe ʻana. Eia kekahi, hiki ke huki ʻia ka turbine composite 2-MW a me ka penstock e kahi F-250 4 × 4, ʻoiai ʻo ka ʻāpana kila e pono ai kahi kalaka nui aʻe e paʻakikī ke neʻe ma nā alanui ululāʻau inā mamao ke kau ʻana.
Nā hopena
He mea hiki ke kūkulu i nā turbine mai nā mea i hui pū ʻia, a ua ʻike ʻia ka emi ʻana o ke kaumaha o 50% a 70% i hoʻohālikelike ʻia me nā ʻāpana kila maʻamau. Hiki i ke kaumaha i hoʻemi ʻia ke ʻae i ka hoʻokomo ʻana i nā turbine i hui pū ʻia ma nā wahi mamao. Eia kekahi, ʻaʻole pono ka ʻākoakoa ʻana o kēia mau hale i hui pū ʻia i nā lako hana kuʻihao. Pono nō hoʻi nā ʻāpana liʻiliʻi e hoʻopaʻa pū ʻia, no ka mea, hiki ke hana ʻia kēlā me kēia ʻāpana i hoʻokahi a ʻelua paha ʻāpana. Ma nā holo hana liʻiliʻi i hoʻohālike ʻia ma kēia haʻawina, ʻo ke kumukūʻai o nā ʻōmole a me nā mea hana ʻē aʻe e hoʻomalu i ke kumukūʻai o nā ʻāpana.
ʻO nā holo liʻiliʻi i hōʻike ʻia ma ʻaneʻi e hōʻike ana i ke kumukūʻai e hoʻomaka ai i ka noiʻi hou aku i kēia mau mea. Hiki i kēia noiʻi ke hoʻoponopono i ka erosion cavitation a me ka pale UV o nā ʻāpana ma hope o ke kau ʻana. Hiki paha ke hoʻohana i nā uhi elastomer a i ʻole nā uhi keramika e hōʻemi i ka cavitation a i ʻole e hōʻoia i ka holo ʻana o ka turbine i nā ʻano kahe a me ke poʻo e pale ai i ka cavitation. He mea nui e hoʻāʻo a hoʻoponopono i kēia mau pilikia a me nā pilikia ʻē aʻe e hōʻoia i hiki i nā ʻāpana ke hoʻokō i ka hilinaʻi like me nā turbine kila, ʻoiai inā e hoʻokomo ʻia lākou ma nā wahi kahi e kakaʻikahi ai ka mālama ʻana.
ʻOiai ma kēia mau holo liʻiliʻi, hiki i kekahi mau ʻāpana hui ke kūpono i ke kumukūʻai ma muli o ka emi ʻana o ka hana e pono ai no ka hana ʻana. No ka laʻana, ʻo kahi hihia ʻōwili no ka ʻāpana Francis 2-MW e uku ʻia he $80,000 e hoʻopaʻa ʻia mai ke kila i hoʻohālikelike ʻia me $25,000 no ka hana hui. Eia nō naʻe, ke manaʻo nei i ka hoʻolālā holomua o nā mea holo turbine, ʻoi aku ke kumukūʻai no ke kālai ʻana i nā mea holo hui ma mua o nā ʻāpana kila like. ʻO ke kumukūʻai o ka mea holo 2-MW ma kahi o $23,000 e hana ai mai ke kila, i hoʻohālikelike ʻia me $27,000 mai ka hui. Hiki ke ʻokoʻa nā kumukūʻai ma muli o ka mīkini. A e hāʻule nui ke kumukūʻai no nā ʻāpana hui i nā holo hana kiʻekiʻe inā hiki ke hoʻohana hou ʻia nā ʻōmole.
Ua noiʻi mua nā kānaka noiʻi i ke kūkulu ʻana o nā mea holo turbine mai nā mea i hui pū ʻia.8 Eia nō naʻe, ʻaʻole i kamaʻilio kēia haʻawina i ka erosion cavitation a me ka hiki ke kūkulu ʻia. ʻO ka hana aʻe no nā turbines i hui pū ʻia, ʻo ia ka hoʻolālā a me ke kūkulu ʻana i kahi kumu hoʻohālike unahi e ʻae ai i ka hōʻoia o ka hiki ke hana a me ka hoʻokele waiwai o ka hana ʻana. A laila hiki ke hoʻāʻo ʻia kēia ʻāpana e hoʻoholo i ka pono a me ka hiki ke hoʻohana ʻia, a me nā ʻano hana no ka pale ʻana i ka erosion cavitation keu.
Ka manawa hoʻouna: Pepeluali-15-2022
