Tá dul chun cinn á dhéanamh ag ábhair chomhchodacha i dtógáil trealaimh don tionscal cumhachta hidrileictreach.Nochtann imscrúdú ar láidreacht an ábhair agus ar chritéir eile go leor feidhmeanna eile, go háirithe d'aonaid bheaga agus mhicrea-aonad.
Rinneadh an t-alt seo a mheas agus a chur in eagar de réir athbhreithnithe a rinne beirt ghairmí nó níos mó a bhfuil saineolas ábhartha acu.Déanann na hathbhreithneoirí piaraí seo breith ar lámhscríbhinní maidir le cruinneas teicniúil, úsáideacht agus tábhacht iomlán laistigh den tionscal hidrileictreach.
Soláthraíonn ardú na n-ábhar nua deiseanna spreagúla don tionscal hidrileictreach.Cuireadh comhpháirteanna cruach in ionad adhmaid — a úsáideadh sna rothaí uisce bunaidh agus sna stoic ghrinn — go páirteach sna 1800í luatha.Coinníonn cruach a neart trí luchtú ardtuirse agus cuireann sé in aghaidh creimeadh cavitation agus creimeadh.Tuigtear go maith a chuid airíonna agus tá na próisis do mhonarú comhpháirteanna dea-fhorbartha.Maidir le haonaid mhóra, is dócha go bhfanfaidh cruach mar ábhar roghnaithe.
Mar sin féin, i bhfianaise ardú tuirbíní beaga (faoi bhun 10 MW) go micrea-mhéid (faoi bhun 100 kW), is féidir comhdhúile a úsáid chun meáchan a shábháil agus costas déantúsaíochta agus tionchar comhshaoil a laghdú.Tá sé seo thar a bheith ábhartha i bhfianaise an ghá leanúnach atá le fás sa soláthar leictreachais.Níl acmhainn hidreachumhachta suiteáilte an domhain, beagnach 800,000 MW de réir staidéar a rinne Comhpháirtithe Fuinnimh In-athnuaite na hIorua in 2009, ach 10% den hidreachumhacht atá indéanta go heacnamaíoch agus 6% den hidreachumhacht atá indéanta go teicniúil.Tá an poitéinseal ann níos mó den hidreafhuinneamh atá indéanta go teicniúil a thabhairt isteach i réimse na méaduithe atá indéanta go heacnamaíoch le cumas na gcomhpháirteanna ilchodacha chun barainneacht scála a sholáthar.
Monarú comhpháirteanna ilchodacha
Chun an penstock a mhonarú go heacnamaíoch agus le ard-neart comhsheasmhach, is é an modh is fearr foirceannadh filiméid.Tá mandrel mór fillte le barraí snáithíní a ritheadh trí fholcadán roisín.Tá na barráin fillte i bpatrúin fonsa agus helical chun neart a chruthú le haghaidh brú inmheánach, lúbthachta fadaimseartha agus láimhseáil.Léiríonn rannán na dtorthaí thíos an costas agus an meáchan in aghaidh na coise don dá mhéid stoc loinge, bunaithe ar luachan ó sholáthróirí áitiúla.Léirigh an t-athfhriotail go raibh an tiús dearadh á thiomáint ag riachtanais suiteála agus láimhseála, seachas an t-ualach brú réasúnta íseal, agus bhí sé 2.28 cm ar an dá cheann.
Breathnaíodh ar dhá mhodh déantúsaíochta do na geataí wicket agus do na eiteáin fanachta;leagan fliuch agus insileadh bhfolús.Úsáideann layup fliuch fabraic thirim, atá líonta trí roisín a dhoirteadh thar an bhfabraic agus rollóirí a úsáid chun an roisín a bhrú isteach sa fabraic.Níl an próiseas seo chomh glan le insileadh bhfolús agus ní tháirgeann sé an struchtúr is fearr is féidir i gcónaí i dtéarmaí cóimheas snáithín-go-roisín, ach tógann sé níos lú ama ná an próiseas insileadh bhfolús.Leagann insileadh folúis suas snáithín tirim sna treoshuímh cearta, agus ansin cuirtear an chairn tirim i mála i bhfolús agus tá feistis breise ceangailte as a dtagann soláthar roisín, a tharraingítear isteach sa chuid nuair a chuirtear an fholús i bhfeidhm.Cuidíonn an bhfolús leis an méid roisín a choinneáil ag an leibhéal is fearr agus laghdaítear scaoileadh orgánach so-ghalaithe.
Úsáidfidh an cás scrollaithe leagan láimhe ina dhá leath ar leith ar mhúnla fireann chun dromchla réidh istigh a chinntiú.Nascfar an dá leath seo le chéile ansin le snáithín a chuirtear ar an taobh amuigh ag an bpointe nasctha chun neart leordhóthanach a chinntiú.Ní gá ilchodach ard-neart ard-neart a bheith ag an ualach brú sa chás scrollaithe, mar sin is leor leagan fliuch de fabraic fiberglass le roisín eapocsa.Bhí tiús an cháis scrollaigh bunaithe ar an bparaiméadar dearaidh céanna leis an stoc peann.Is meaisín sreabhadh aiseach é an t-aonad 250-kW, mar sin níl aon chás scrollaithe ann.
Comhcheanglaíonn rádala tuirbín céimseata casta le riachtanais ualaigh ard.Tá sé léirithe ag obair le déanaí gur féidir comhpháirteanna struchtúracha ard-neart a mhonarú ó SMC prepreg mionghearrtha le neart agus stiffness den scoth.5 Dearadh lámh fionraí an Lamborghini Gallardo ag baint úsáide as sraitheanna iolracha de SMC prepreg mionghearrtha ar a dtugtar ilchodach brionnaithe, comhbhrú múnlaithe. chun an tiús atá ag teastáil a tháirgeadh.Is féidir an modh céanna a chur i bhfeidhm ar na reathaithe Francis agus lián.Ní féidir an rádala Francis a dhéanamh mar aonad amháin, toisc go gcuirfeadh castacht an fhorluí lann cosc ar an gcuid a bhaint as an múnla.Mar sin, déantar na lanna rádala, an choróin agus an banna a mhonarú ar leithligh agus ansin iad a nascadh le chéile agus a threisiú le boltaí tríd an taobh amuigh den choróin agus den bhanna.
Cé gur fusa an dréachtfheadán a mhonarú trí úsáid a bhaint as foirceannadh filiméid, níl tráchtálú déanta ar an bpróiseas seo trí úsáid a bhaint as snáithíní nádúrtha.Mar sin, roghnaíodh leagan láimhe, toisc gur modh caighdeánach déantúsaíochta é seo, in ainneoin na gcostas saothair níos airde.Ag baint úsáide as múnla fireann cosúil le mandrel, is féidir an leagan amach a chomhlánú leis an múnla cothrománach agus ansin iompú ingearach le leigheas, rud a chosc sagging ar thaobh amháin.Athróidh meáchan na gcodanna ilchodacha beagán ag brath ar an méid roisín sa chuid críochnaithe.Tá na huimhreacha seo bunaithe ar mheáchan snáithín 50%.
Is iad na meáchain iomlána don tuirbín cruach agus ilchodach 2-MW ná 9,888 kg agus 7,016 kg, faoi seach.Is iad na tuirbíní cruach 250-kW agus ilchodach 3,734 kg agus 1,927 kg, faoi seach.Glactar leis sna hiomláin go 20 geata wicket do gach tuirbín agus fad stuic ar cóimhéid le ceann an tuirbín.Is dócha go mbeadh an penstock níos faide agus go mbeadh gá le feisteas, ach tugann an uimhir seo meastachán bunúsach ar mheáchan an aonaid agus na forimeallacha gaolmhara.Níl an gineadóir, na boltaí agus na crua-earraí gníomhaithe geata san áireamh agus glactar leis go bhfuil siad cosúil leis na haonaid chomhchodacha agus cruach.Is fiú a thabhairt faoi deara freisin go gcuirfeadh an t-athdhearadh rádala a theastaíonn chun cuntas a thabhairt ar thiúchan strus a fheictear sa FEA meáchan na n-aonad ilchodach, ach glactar leis go bhfuil an méid íosta, ar ordú 5 kg chun pointí a neartú le tiúchan strus.
Leis na meáchain a thugtar, d’fhéadfadh an t-Osprey V-22 tapa an tuirbín ilchodach 2-MW agus a stoc peann a ardú, ach bheadh héileacaptar rótar dúbailte Chinook níos moille agus nach bhféadfaí a láimhseáil chomh furasta leis an meaisín cruach.Chomh maith leis sin, d’fhéadfadh F-250 4×4 an tuirbín ilchodach 2 MW agus an stoc loine a tharraingt, ach bheadh trucail níos mó ag teastáil ón aonad cruach a bheadh deacair a ainliú ar bhóithre foraoise dá mbeadh an tsuiteáil iargúlta.
Conclúidí
Tá sé indéanta tuirbíní a thógáil ó ábhair chomhchodacha, agus chonacthas laghdú meáchain 50% go 70% i gcomparáid le comhpháirteanna cruach traidisiúnta.Is féidir leis an meáchan laghdaithe tuirbíní ilchodacha a shuiteáil in áiteanna iargúlta.Ina theannta sin, ní gá trealamh táthú a bheith ag na struchtúir ilchodacha seo.Éilíonn na comhpháirteanna freisin níos lú páirteanna a boltáil le chéile, mar is féidir gach píosa a dhéanamh i gceann amháin nó dhá chuid.Ag na raonta beaga táirgeachta atá múnlaithe sa staidéar seo, is iad costas na múnlaí agus uirlisí eile a bhíonn i gceannas ar chostas na gcomhpháirteanna.
Léiríonn na raonta beaga atá léirithe anseo cad a chosnódh sé chun tús a chur le tuilleadh taighde ar na hábhair seo.Is féidir leis an taighde seo aghaidh a thabhairt ar chreimeadh cavitation agus cosaint UV na gcomhpháirteanna tar éis a shuiteáil.D'fhéadfadh sé go bhféadfaí cótaí elastomer nó ceirmeacha a úsáid chun cavitation a laghdú nó a chinntiú go ritheann an tuirbín sna réimeanna sreafa agus ceann a chuireann cosc ar cavitation.Beidh sé tábhachtach na saincheisteanna seo agus saincheisteanna eile a thástáil agus a réiteach lena chinntiú go bhféadfaidh na haonaid iontaofacht chomhchosúil a bhaint amach le tuirbíní cruach, go háirithe má tá siad le suiteáil in áiteanna nach mbíonn cothabháil go minic.
Fiú ag na rití beaga seo, féadann roinnt comhpháirteanna ilchodacha a bheith costéifeachtach mar gheall ar an laghdú ar an méid saothair a theastaíonn le haghaidh monaraíochta.Mar shampla, chosnódh cás scrollaigh don aonad 2-MW Francis $80,000 chun é a tháthú as cruach i gcomparáid le $25,000 le haghaidh déantús ilchodach.Mar sin féin, ag glacadh leis an dearadh rathúil ar rádala tuirbín, tá an costas chun na reathaithe ilchodacha a mhúnlú níos mó ná comhpháirteanna cruach comhionann.Chosnódh an rádala 2-MW thart ar $23,000 chun cruach a mhonarú, i gcomparáid le $27,000 as ábhar ilchodach.Féadfaidh costais a athrú de réir meaisín.Agus thitfeadh an costas do chomhpháirteanna ilchodacha go mór ag ritheanna táirgeachta níos airde dá bhféadfaí múnlaí a athúsáid.
Tá imscrúdú déanta cheana féin ag taighdeoirí ar thógáil rádala tuirbíní ó ábhair chomhchodacha.8 Mar sin féin, níor thug an staidéar seo aghaidh ar chreimeadh cavitation agus ar indéantacht na tógála.Is é an chéad chéim eile do thuirbíní ilchodacha múnla scála a dhearadh agus a thógáil a cheadóidh cruthú féidearthachta agus barainneacht déantúsaíochta.Is féidir an t-aonad seo a thástáil ansin chun éifeachtúlacht agus infheidhmeacht a chinneadh, chomh maith le modhanna chun ró-chreimeadh cavitation a chosc.
Am postála: Feabhra-15-2022
