Румунські інженери та їх винаходи

Автор: Флоріан Саю/Дата публікації: 07-09-2020 09:09

Вчені Національного науково-дослідного інституту з електротехніки ICPE-CA в Бухаресті отримали на Європейській виставці творчості та інновацій EUROINVENT 2020, яка проходила в Яссах (21-23 травня), п'ять дипломів та шість золотих медалей, п'ять дипломів та п’ять срібних медалей, диплом та бронзову медаль та спеціальний диплом за результати у галузі охорони навколишнього середовища. Вони взяли участь у 11 винаходах, і про один із них - нагородженого золотом - ми повідомимо у наступних рядках.

Винахід має, звичайно, інженерну назву - мікрогідроелектростанція з двома турбінами, що обертаються в поперечному потоці, і її появі в технологічному ландшафті XXI століття сприяли не менше одинадцяти дослідників: Ніколає Сергію, Міхайєску Георге Міхай, Бунеа Флорентина, Попеску Михаїл, Чихайя Рареш-Андрей, Бабушану Коріна Аліса, Думітру Константин, Макамете Елена, Гугу Міхай, Іллі Кристінел Іоан, Фуйорея Іон.

"В контексті, в якому ми маємо в нашій країні численні водотоки та традиції щодо їх рекуперації енергії, ICPE-CA ініціювала низку досліджень, пов'язаних з підвищенням енергоефективності гідравлічних турбін шляхом розробки інноваційних рішень ”- пояснила нам Габріела Йосиф, представник інституту.

Ці установки для перетворення гідравлічної енергії в електроенергію - з річок з малим та середнім потоком води та водоспадами - можуть створити нішу в розвитку компаній, що працюють у галузі виробництва гідроелектрообладнання, - продовжила Габріела Іосиф.

Електричний генератор - це ключ

Основним інноваційним елементом цього обладнання для перетворення енергії є електричний генератор - синхронна електрична машина з великою кількістю полюсів, з постійними високоенергетичними магнітами - що дозволяє безпосередньо підключати до валів двох поперечних гідравлічних турбін, що обертаються в протилежних напрямках.

Це рішення усуває механічні множники швидкості, які створюють як труднощі при запуску обладнання, так і додаткові втрати в ланцюзі механічної передачі потужності. Таким чином, можна досягти значного збільшення потужності до 30%.

Технічний урок, обов’язковий для розуміння розробленої системи, представлений винахідником д-ром. Бунеа Флорентіна: "Для ізольованих користувачів, які потребують відносно низького енергоспоживання, особливих проблем з регулюванням напруги для синхронних електричних генераторів немає".

Далі: «Вироблена електроенергія може бути поставлена споживачеві за допомогою стандартного електронного модуля поза мережею. Якщо бажано підключитися до національної електромережі, щоб споживач став "проземером", обладнання може бути оснащене спеціальною електронною системою, що дозволяє адаптувати певні електричні параметри для підключення до електричної мережі ".

Керівництво до розуміння технологічного дива

Дослідницька група INCDIE ICPE-CA пропонує нове рішення для мікроелектростанцій, оснащене двома гідравлічними турбінами, що обертаються. На рисунку 1 представлена принципова схема гідроелектростанції з двома противоротовими турбінами для поперечного потоку: 1 і 2, із заслінками 3, нахиленими в протилежність один одному, у двох окремих бокових камерах А і В корпусу 4.

Подаюча труба розділена на дві гілки рівних секцій, кожна з яких подає гідравлічну турбіну, що може призвести до окремої роботи двох турбін. Вони забезпечені вхідними секціями в косих напрямках до напрямку проникнення води.

Вода, розділена надвоє

Однією з особливостей мікрогідроелектростанції нового типу є реалізація спеціальної конструкції, обтічників для ефективного видобутку та перетворення енергії проточних водотоків з малими та середніми водопадами та змінними потоками, з/без накопичення води. За своєю конструкцією корпус розділяє потік води в двох напрямках, діючи окремо на кожну турбіну з поперечним потоком - розміщену коаксіально та з лопатками ротора та підводячими вузлами води в протиповоротному пристрої. Електричний генератор розміщений коаксіально між двома турбінами, при цьому індуктор і якір механічно з'єднані з ними, швидкість генератора є сумою двох швидкостей турбіни.

За допомогою обтічної конструкції кожуха рішення, запропоноване ICPE-CA, розділяє потік води на два напрямки, які діють окремо на турбіни з поперечним потоком. У свою чергу, електрогенератор розміщений коаксіально між двома турбінами, при цьому індуктор та індукована арматура механічно з'єднані з ними, так що обидва вони знаходяться в русі проти обертання, відносна швидкість являє собою суму двох швидкостей турбіни. Нарешті, електричні з’єднання зовні здійснюються за допомогою збірних кілець та щіток.

Переваги винаходу

- можливість використати енергію водотоків з низькими падіннями та змінними потоками;

- незначні зміни на водотоці;

- Конструктивно-технологічна простота турбін з поперечним потоком;

- Компактна і надійна конструкція з двома турбінами, що обертаються, з якорями індуктивного та індукованого електрогенератора, що обертаються;

- спрощений монтаж у важкодоступних місцях;

- Швидкість обладнання як сума швидкостей двох турбін дає важливе збільшення ефективності перетворення енергії порівняно з класичними рішеннями з турбіною та значне зменшення маси та розмірів турбінно-електричного генераторного вузла;

- Самоочищення домішок на турбінах відцентровими силами та потоком води;

- Мікро-гідроелектростанція, згідно з цим винаходом, має невеликі розміри в порівнянні зі звичайною мікро-ГЕС з такою ж номінальною потужністю.

Потенціал на ринку

Доктор серж. Ніколаї, генеральний директор INCDIE ICPE-CA в Бухаресті, наголосив: «Ринок електричних автомобілів з постійними магнітами постійно зростає завдяки акценту на економії джерел енергії, підвищенні надійності та, таким чином, зниженні експлуатаційних витрат. В останні роки електричні машини з постійними магнітами з високою енергією довели чудові технічні характеристики (висока енергоефективність, низька маса) порівняно з класичними асинхронними електричними машинами ".

Більше того: «Рішення, запропоноване цим патентом, є основою національної політики щодо ефективного використання відновлюваних джерел енергії: це глобальний продукт, який повинен бути реалізований як на користь на національному рівні, так і для підвищення конкурентоспроможності з технічної та економічної точки зору. Таким чином, це може сприяти економічному відновленню компаній (особливо МСП) для розробки продукту високої технологічної складності ".

11 винаходів, представлених Національним науково-дослідним інститутом електротехніки ICPE-CA Бухарест на EUROINVENT 2020.

Частина команди, яка винайшла мікро-гідроелектростанцію з двома турбінами, що обертаються, із поперечним потоком.