Performance analysis of micro hydro power plants using a Pelton turbine with two nozzle variations

• Autorzy: Buana Chandra , Djalal Muhammad Ruswandi , Ikram Ikram , Iqbal Muh , Musa La Ode , Lewi Lewi

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.07.16

Warianty tytułu

PL

Analiza wydajności mikro elektrowni wodnych używających turbiny Peltona z dwoma wariantami dysz

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This research begins with the design, assembly, operation and testing stages of the plant. The type of turbine being tested is a vertical thrust pelton turbine with a variation of 2 nozzles. The purpose of this study was to find the effect of the position of the two angles and the diameter of the nozzle on the water discharge. The steps taken in this test are that the 1st nozzle is placed at an angle position of 0⁰, and the 2nd nozzle is varied at the angle position of 15⁰, 30⁰ and 45⁰, and also with variations in the diameter of the nozzle of 0.5 cm, 0.75 cm, and 0.9 cm to determine the turbine performance. And looking for the value of turbine efficiency, system efficiency and generator efficiency. The results showed that the maximum input power value in this study was 14.40 Watt. The maximum torque value occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.75 cm by 33.78 kg.mm, the maximum turbine power occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.5 cm at 4.52 Watt, the maximum power of the electric generator occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.5 cm of 1.25 Watt. The maximum turbine efficiency occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.75 of 99.98%. The maximum system efficiency occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.9 cm by 15.12%. The maximum efficiency of the electric generator occurs at an angle of 45⁰ with a nozzle diameter of 0.9 cm for 97.99%.

PL

Badania te rozpoczynają się od etapu projektowania, montażu, eksploatacji i testowania instalacji. Typ testowanej turbiny to turbina Peltona o pionowym ciągu z odmianą 2 dysz. Celem badań było określenie wpływu położenia obu kątów oraz średnicy dyszy na wypływ wody. Kroki podjęte w tym teście polegają na tym, że pierwszą dyszę ustawia się pod kątem 0⁰, a drugą dyszę zmienia się pod kątem 15⁰, 30⁰ i 45⁰, a także ze zmianami średnicy dyszy o 0,5 cm , 0,75 cm i 0,9 cm, aby określić wydajność turbiny. I szukanie wartości sprawności turbiny, sprawności układu i sprawności generatora. Wyniki pokazały, że maksymalna wartość mocy wejściowej w tym badaniu wyniosła 14,40 W. Maksymalna wartość momentu obrotowego występuje przy kącie 45⁰ przy średnicy dyszy 0,75 cm na 33,78 kg.mm, maksymalna moc turbiny występuje przy kącie 45⁰ przy średnicy dyszy 0,5 cm przy 4,52 Wat, maksymalna moc silnika elektrycznego generator występuje pod kątem 45⁰ przy średnicy dyszy 0,5 cm o mocy 1,25 W. Maksymalna sprawność turbiny występuje przy kącie 45⁰ przy średnicy dyszy 0,75 wynoszącej 99,98%. Maksymalna wydajność układu występuje pod kątem 45⁰ przy średnicy dyszy 0,9 cm o 15,12%. Maksymalna wydajność generatora elektrycznego występuje pod kątem 45⁰ przy średnicy dyszy 0,9 cm dla 97,99%.

Słowa kluczowe

EN

Pelton turbine; two nozzles; generator; micro-hydro

PL

turbina Peltona; dysza; generator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 7
• Strony: 84--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Buana Chandra

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

autor

Djalal Muhammad Ruswandi

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

autor

Ikram Ikram

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

autor

Iqbal Muh

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

autor

Musa La Ode

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

autor

Lewi Lewi

• Departement of Mechanical Engineering, State Poytechnic of Ujung Pandang

Bibliografia

• [1] S. Syamsuri, H. S. Maulana, and A. J. V. J. o. M. E. E. Sulisyanto, "Experimental Study Of Variation Of The Effect Of The Pelton Turbine Valve Opening On Electricity Energy That Was Produced To Turned On A Laptop," vol. 3, no. 2, 2018.
• [2] M. Hadžiselimović, M. Mlakar, and B. J. P. E. Štumberger, "Impact of pole pair number on the efficiency of an induction generator for a mini hydro power plant," vol. 89, no. 2b, pp. 17-- 20, 2013.
• [3] M. Ali, M. R. Djalal, S. Arfaah, M. Fakhrurozi, and R. Hidayat, "Application of Energy Storage-PID For Load Frequency Control In Micro-hydro Using Flower Pollination Algorithm," in 2021 3rd International Conference on Research and Academic Community Services (ICRACOS), 2021, pp. 281-285: IEEE.
• [4] A. Elbatran, M. W. Abdel-Hamed, O. Yaakob, and Y. M. J. J. T. Ahmed, "Hydro power and turbine systems reviews," vol. 74, no. 5, 2015.
• [5] C. Bhuana, T. Tasrif, M. R. Djalal, N. Andini, And M. A. Rezaldy, " PROTOTYPE DESIGN OF MICROHYDRO POWER PLANT USING A PELTON TURBINE," in National Seminar on Research Results & Community Service, 2021, pp. 172-178.
• [6] I. G. N. Saputra, L. Jasa, and I. W. A. J. J. S. V. Wijaya, "The Influence Of Number Of Blade In Pltmh Prototype Using Pelton Turbine On Resulted Efficiency," vol. 7, no. 4, 2020.
• [7] T. Nigussie, A. Engeda, and E. J. I. J. o. R. M. Dribssa, "Design, modeling, and CFD analysis of a micro hydro Pelton turbine runner: for the case of selected site in Ethiopia," vol. 2017, 2017.
• [8] S. Anaza, M. Abdulazeez, Y. Yisah, Y. Yusuf, B. Salawu, and S. J. A. J. o. E. R. Momoh, "Micro hydro-electric energy generation-An overview," vol. 6, no. 2, pp. 5-12, 2017.
• [9] M. Ali, M. R. Djalal, M. Fakhrurozi, and D. Ajiatmo, "Optimal design capacitive energy storage (CES) for load frequency control in micro hydro power plant using flower pollination algorithm," in 2018 Electrical Power, Electronics, Communications, Controls and Informatics Seminar (EECCIS), 2018, pp. 21-26: IEEE.
• [10] E. Okdinata, A. Hasan, and C. Sitompul, "Performance Test of Pelton Micro-Hydro Turbine with the Variations of Parameter to Produce the Maximum Output Power," Journal of Physics: Conference Series, vol. 1167, p. 012025, 02/01 2019.
• [11] S. Lesmana, L. Kalsum, and T. Widagdo, "A Micro Hydro Pelton Turbine Prototype (Review of the effect of water debitand nozzle angle to rotation and pelton turbine power)," Journal of Physics: Conference Series, vol. 1167, p. 012023, 02/01 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).