Àwọn ohun èlò oníṣọ̀kan ń kó ipa nínú kíkọ́ àwọn ohun èlò fún ilé iṣẹ́ agbára iná mànàmáná. Ìwádìí nípa agbára ohun èlò àti àwọn ìlànà mìíràn fi hàn pé ọ̀pọ̀ nǹkan míì wà tí a lè lò, pàápàá jùlọ fún àwọn ẹ̀rọ kékeré àti kékeré.
A ti ṣe àyẹ̀wò àti àtúnṣe àpilẹ̀kọ yìí ní ìbámu pẹ̀lú àwọn àtúnyẹ̀wò tí àwọn onímọ̀ṣẹ́ méjì tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ tí wọ́n ní ìmọ̀ tó yẹ ṣe. Àwọn olùṣàtúnyẹ̀wò ẹgbẹ́ yìí ń ṣe ìdájọ́ àwọn ìwé àfọwọ́kọ fún ìṣedéédé ìmọ̀ ẹ̀rọ, ìwúlò, àti pàtàkì gbogbogbòò nínú iṣẹ́ iná mànàmáná.
Ìdàgbàsókè àwọn ohun èlò tuntun ń fún ilé iṣẹ́ iná mànàmáná ní àǹfààní tó gbámúṣé. Igi — tí a lò nínú àwọn kẹ̀kẹ́ omi àti àwọn àpótí ìpìlẹ̀ — ni àwọn ohun èlò irin rọ́pò ní apá kan ní ìbẹ̀rẹ̀ ọdún 1800. Irin ń pa agbára rẹ̀ mọ́ nípasẹ̀ lílo agbára gíga ó sì ń dènà ìfọ́ àti ìbàjẹ́ cavitation. Àwọn ànímọ́ rẹ̀ yéye dáadáa, àwọn ìlànà fún ṣíṣe àwọn ohun èlò náà sì dára. Fún àwọn ohun èlò ńlá, irin yóò jẹ́ ohun èlò tí a yàn.
Sibẹsibẹ, nitori ilosoke ti awọn turbines kekere (labẹ 10 MW) si awọn iwọn kekere (labẹ 100 kW), awọn akojọpọ le ṣee lo lati fipamọ iwuwo ati dinku idiyele iṣelọpọ ati ipa ayika. Eyi ṣe pataki ni pataki nitori iwulo ti nlọ lọwọ fun idagbasoke ni ipese ina mọnamọna. Agbara omi agbaye ti a fi sii, fere 800,000 MW gẹgẹbi iwadi ti Norwegian Renewable Energy Partners ṣe ni ọdun 2009, jẹ 10% nikan ti o ṣeeṣe ni eto-ọrọ aje ati 6% ti agbara omi ti o ṣeeṣe ni imọ-ẹrọ. Agbara lati mu diẹ sii ti omi ti o ṣeeṣe ni imọ-ẹrọ wa si agbegbe ti awọn ilosoke ti o ṣeeṣe ni eto-ọrọ pẹlu agbara ti awọn paati ti o papọ lati pese eto-ọrọ aje ti iwọn.
Ṣiṣẹda awọn eroja ti a ṣe akojọpọ
Láti ṣe penstock ní ọrọ̀ ajé àti pẹ̀lú agbára gíga tó dúró ṣinṣin, ọ̀nà tó dára jùlọ ni yíyípo filament. A fi okùn tí a ti fi resini ṣe wé mandrel ńlá kan. A fi hoop àti àwọn àpẹẹrẹ helical wé àwọn ìfà náà láti ṣẹ̀dá agbára fún ìfúnpá inú, títẹ̀ gígùn àti mímú. Apá àbájáde tó wà ní ìsàlẹ̀ yìí fi iye owó àti ìwọ̀n fún ẹsẹ̀ kan fún àwọn ìwọ̀n penstock méjì náà hàn, ní ìbámu pẹ̀lú gbólóhùn láti ọ̀dọ̀ àwọn olùtajà àdúgbò. Àbájáde náà fihàn pé ìwọ̀n àwòrán náà jẹ́ ti àwọn ohun tí a nílò láti fi sori ẹrọ àti mímú, dípò ẹrù ìfúnpá tí ó kéré, àti fún àwọn méjèèjì ó jẹ́ 2.28 cm.
Ọ̀nà méjì ni a gbé yẹ̀ wò fún àwọn ẹnu ọ̀nà wicket àti stay vanes; ìfọṣọ omi àti ìfọṣọ omi. Ìfọṣọ omi ń lo aṣọ gbígbẹ, èyí tí a fi resini sí orí aṣọ náà àti lílo àwọn rollers láti ti resini sínú aṣọ náà. Ìlànà yìí kò mọ́ tó bí ìfọṣọ omi, kò sì máa ń mú kí ìṣètò tó dára jùlọ jáde ní ìbámu pẹ̀lú ìpíndọ́gba fiber-to-resin, ṣùgbọ́n ó gba àkókò díẹ̀ ju ìlànà ìfọṣọ omi lọ. Ìfọṣọ omi ń gbé okun gbígbẹ kalẹ̀ ní àwọn ìtọ́sọ́nà tó tọ́, lẹ́yìn náà a ó fi àpò gbígbẹ sínú àpò ìfọṣọ, a ó sì so àwọn ohun èlò afikún mọ́ra tí yóò mú kí ìpèsè resini wà, èyí tí a óò fà sínú apá náà nígbà tí a bá fi ìfọṣọ náà sí i. Ìfọṣọ omi náà ń ran lọ́wọ́ láti pa iye resini mọ́ ní ìpele tó dára jùlọ, ó sì ń dín ìtújáde àwọn ohun èlò oníyípadà kù.
Àpótí yíká náà yóò lo ìdìpọ̀ ọwọ́ ní ìdajì méjì ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ lórí mọ́ọ̀lù akọ láti rí i dájú pé ojú inú rẹ̀ mọ́lẹ̀ dáadáa. Lẹ́yìn náà, a ó so ìdajì méjì wọ̀nyí pọ̀ mọ́ okùn tí a fi kún òde ní ibi ìsopọ̀ náà láti rí i dájú pé ó lágbára tó. Ẹrù ìfúnpá nínú àpótí yíká náà kò nílò àdàpọ̀ onípele gíga, nítorí náà, ìdìpọ̀ aṣọ fiberglass tí ó rọ̀ pẹ̀lú epoxy resin yóò tó. Ìwọ̀n àpótí yíká náà da lórí ìlànà ìrísí kan náà gẹ́gẹ́ bí àpótí náà. Ẹ̀yà 250-kW jẹ́ ẹ̀rọ ìṣàn axial, nítorí náà kò sí àpótí yíká.
Ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ turbine kan ń so ìrísí onípele-gíga pọ̀ mọ́ àwọn ohun tí a nílò láti fi ẹrù gíga sí. Iṣẹ́ tuntun ti fihàn pé àwọn ohun èlò ìṣètò alágbára gíga ni a lè ṣe láti inú SMC prepreg tí a gé pẹ̀lú agbára àti líle tó dára jùlọ.5 A ṣe apá ìdádúró ti Lamborghini Gallardo nípa lílo ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìpele ti SMC prepreg tí a gé tí a mọ̀ sí àdàpọ̀ onípele tí a ṣe, tí a mọ láti mú kí ó nípọn. Ọ̀nà kan náà ni a lè lò fún àwọn asáré Francis àti propeller. A kò le ṣe Francis runner gẹ́gẹ́ bí ẹyọ kan, nítorí pé ìṣòro ìdàpọ̀ abẹ́ náà yóò dènà kí a yọ apá náà kúrò nínú mọ́ọ̀lù náà. Nítorí náà, a ń ṣe àwọn asáré runner, adé àti band lọtọ̀ọ̀tọ̀, lẹ́yìn náà a so wọ́n pọ̀, a sì fi àwọn bulọ́ọ̀tì mú un lágbára nípasẹ̀ òde adé àti band náà.
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó rọrùn láti ṣe àgbékalẹ̀ páìpù ìfọ́mọ́ra pẹ̀lú ìyípo filament, a kò tíì fi okùn àdánidá ṣe iṣẹ́ yìí. Nítorí náà, a yan ìfọ́mọ́ra ọwọ́, nítorí pé èyí ni ọ̀nà ìṣelọ́pọ̀, láìka iye owó iṣẹ́ tí ó ga sí i. Nípa lílo mọ́ọ̀lù akọ tí ó jọ mandrel, a lè parí ìfọ́mọ́ra náà pẹ̀lú mọ́ọ̀lù náà ní ìdúró-in-in kí ó lè sàn, kí ó má baà fà ní ẹ̀gbẹ́ kan. Ìwúwo àwọn ẹ̀yà tí a ṣe àkópọ̀ náà yóò yàtọ̀ díẹ̀ sí iye resini tí ó wà nínú apá tí a ti parí. Àwọn nọ́mbà wọ̀nyí dá lórí ìwọ̀n okùn 50%.
Àpapọ̀ ìwọ̀n fún turbine irin àti composite 2-MW jẹ́ 9,888 kg àti 7,016 kg, lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn turbine irin àti composite 250-kW jẹ́ 3,734 kg àti 1,927 kg, lẹ́sẹẹsẹ. Àpapọ̀ náà gbà pé ẹnu ibodè wicket 20 fún turbine kọ̀ọ̀kan àti gígùn penstock kan dọ́gba pẹ̀lú orí turbine náà. Ó ṣeé ṣe kí penstock náà gùn jù tí ó sì nílò àwọn ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀, ṣùgbọ́n nọ́mbà yìí fúnni ní ìṣirò ìpìlẹ̀ ti ìwọ̀n ẹ̀rọ náà àti àwọn ohun èlò tí ó so mọ́ ọn. A kò fi ẹ̀rọ generator, bolts àti ohun èlò ìṣiṣẹ́ ẹnu ibode náà kún un, a sì gbà pé wọ́n jọra láàárín àwọn composite àti àwọn irin. Ó tún ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé àtúnṣe tí a nílò láti ṣe àkíyèsí fún àwọn composite tí a rí nínú FEA yóò fi ìwúwo kún àwọn composite náà, ṣùgbọ́n a gbà pé iye náà kéré, ní ìpele 5 kg láti fún àwọn point lágbára pẹ̀lú ìpìlẹ̀ wahala pẹ̀lú ìpìlẹ̀ wahala.
Pẹ̀lú àwọn ìwọ̀n tí a fúnni, a lè gbé turbine oníṣọ̀kan 2-MW àti àpótí rẹ̀ sókè nípasẹ̀ V-22 Osprey kíákíá, nígbà tí ẹ̀rọ irin náà yóò nílò helicopter onírìn méjì Chinook tí ó lọ́ra, tí kò sì ṣeé yí padà. Bákan náà, a lè fa turbine oníṣọ̀kan 2-MW àti àpótí náà pẹ̀lú F-250 4×4, nígbà tí ẹ̀rọ irin náà yóò nílò ọkọ̀ akẹ́rù ńlá kan tí yóò ṣòro láti yí padà ní ojú ọ̀nà igbó tí a bá fi sori ẹrọ náà láti ọ̀nà jíjìn.
Àwọn ìparí
Ó ṣeé ṣe láti kọ́ àwọn turbines láti inú àwọn ohun èlò oníṣọ̀kan, a sì rí ìdínkù ìwọ̀n láti 50% sí 70% ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ohun èlò irin ìbílẹ̀. Ìwọ̀n tí ó dínkù lè jẹ́ kí a fi àwọn turbines oníṣọ̀kan sí àwọn ibi jíjìnnà. Ní àfikún, ìpéjọpọ̀ àwọn ohun èlò oníṣọ̀kan wọ̀nyí kò nílò ohun èlò ìsopọ̀. Àwọn ohun èlò náà tún nílò àwọn apá díẹ̀ láti so pọ̀, nítorí pé a lè ṣe gbogbo nǹkan ní apá kan tàbí méjì. Ní àwọn iṣẹ́ ìṣẹ̀dá kékeré tí a ṣe àwòkọ nínú ìwádìí yìí, iye owó àwọn mọ́ọ̀dù àti àwọn irinṣẹ́ mìíràn ló ń borí iye owó ohun èlò náà.
Àwọn ìṣàn kékeré tí a tọ́ka sí níbí fi iye tí yóò ná láti bẹ̀rẹ̀ ìwádìí síwájú sí i lórí àwọn ohun èlò wọ̀nyí hàn. Ìwádìí yìí lè yanjú ìfọ́ cavitation àti ààbò UV ti àwọn èròjà lẹ́yìn fífi sori ẹrọ. Ó ṣeé ṣe láti lo àwọn ìbòrí elastomer tàbí seramiki láti dín cavitation kù tàbí rí i dájú pé turbine náà ń ṣiṣẹ́ nínú ìṣàn àti àwọn ìlànà orí tí ó ń dènà cavitation. Yóò ṣe pàtàkì láti dán àwọn ọ̀ràn wọ̀nyí wò àti àwọn mìíràn láti rí i dájú pé àwọn ẹ̀rọ náà lè ní ìgbẹ́kẹ̀lé kan náà sí àwọn turbines irin, pàápàá jùlọ tí a bá fẹ́ fi wọ́n sí àwọn agbègbè tí ìtọ́jú kò ti ní wọ́pọ̀.
Kódà ní àwọn ìṣàn kéékèèké wọ̀nyí, àwọn èròjà ìṣọ̀kan kan lè jẹ́ èyí tí ó wúlò nítorí pé iṣẹ́ tí a nílò fún ṣíṣe kò pọ̀ tó. Fún àpẹẹrẹ, àpótí ìkọ̀wé fún ẹ̀rọ Francis 2-MW yóò ná $80,000 láti fi irin hun ún ní ìfiwéra pẹ̀lú $25,000 fún ṣíṣe ìṣọ̀kan. Síbẹ̀síbẹ̀, bí a bá ṣe àṣeyọrí nínú ṣíṣe ìṣọ̀kan turbine, iye owó fún mímú àwọn ìṣọ̀kan náà jẹ́ ju àwọn èròjà irin tí ó dọ́gba lọ. Ìṣàn 2-MW yóò ná $23,000 láti fi irin ṣe é, ní ìfiwéra pẹ̀lú $27,000 láti inú ìṣọ̀kan náà. Iye owó lè yàtọ̀ síra nípasẹ̀ ẹ̀rọ. Iye owó fún àwọn èròjà ìṣọ̀kan náà yóò sì dínkù ní àwọn ìṣàn gígún tí ó ga jù tí a bá lè tún àwọn èròjà náà ṣe.
Àwọn olùṣèwádìí ti ṣe ìwádìí lórí ìkọ́lé àwọn awakọ̀ turbine láti inú àwọn ohun èlò composite.8 Síbẹ̀síbẹ̀, ìwádìí yìí kò sọ̀rọ̀ nípa ìfọ́ cavitation àti ìṣeéṣe ìkọ́lé. Ìgbésẹ̀ tó tẹ̀lé fún àwọn awakọ̀ composite ni láti ṣe àgbékalẹ̀ àti láti kọ́ àwòṣe ìwọ̀n kan tí yóò jẹ́ kí ẹ̀rí ìṣeéṣe àti ọrọ̀ ajé ti iṣẹ́ ọnà wà. Lẹ́yìn náà, a lè dán ẹ̀rọ yìí wò láti pinnu bí ó ṣe yẹ àti bí ó ṣe yẹ, àti àwọn ọ̀nà láti dènà ìfọ́ cavitation púpọ̀.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Feb-15-2022
