Testing of a micro hydro power plant using a cross-flow type turbine

• Autorzy: Suwasti Sri , Mulyadi Musrady , Klistafani Yiyin , Djalal Muhammad Ruswandi

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.06.51

Warianty tytułu

PL

Testowanie mikroelektrowni wodnej z turbiną o przepływie krzyżowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The implementation of Micro Hydro Power Plants (MHPP) serves as a crucial initiative to address the uneven distribution of electrical energy in remote areas across Indonesia. Before the permanent installation of an MHPP, field testing is imperative, involving the use of a model or prototype to gather location-specific data, assess reliability, and enhance insights into the MHPP's functionality as an electrical energy generator. This research endeavors to comprehend the operation of the Cross-flow turbine MHPP system and ascertain its output power and efficiency. The testing process commences with the design of field test equipment, followed by manufacturing and assembly stages. Subsequently, equipment testing and data collection are conducted, and the obtained data is analyzed to determine the output power and efficiency of the MHPP system utilizing a Cross-flow turbine. The test parameters include water flow, head, turbine input power, generator output power, and overall MHPP system efficiency. Upon analyzing the results and engaging in discussions, it can be concluded that the test considered crucial parameters such as water flow, head, turbine input power, generator output power, and MHPP system efficiency. The highest efficiency recorded was under variable load conditions with a fluctuating discharge of approximately 0.025 m³/s, achieving 1.39% efficiency at a load of 80 W. The research findings indicate that variations in head and discharge significantly impact the efficiency of the MHPP system.

PL

Wdrożenie mikroelektrowni wodnych (MHPP) stanowi kluczową inicjatywę mającą na celu rozwiązanie problemu nierównej dystrybucji energii elektrycznej w odległych obszarach Indonezji. Przed stałą instalacją MHPP konieczne są testy w terenie, obejmujące wykorzystanie modelu lub prototypu w celu zebrania danych specyficznych dla lokalizacji, oceny niezawodności i lepszego wglądu w funkcjonalność MHPP jako generatora energii elektrycznej. Celem badań jest zrozumienie działania układu MHPP z turbiną krzyżową oraz określenie jej mocy wyjściowej i sprawności. Proces testowania rozpoczyna się od zaprojektowania sprzętu do testów w terenie, po którym następują etapy produkcji i montażu. Następnie przeprowadzane są testy sprzętu i zbieranie danych, a uzyskane dane są analizowane w celu określenia mocy wyjściowej i wydajności systemu MHPP wykorzystującego turbinę o przepływie krzyżowym. Parametry testu obejmują przepływ wody, wysokość podnoszenia, moc wejściową turbiny, moc wyjściową generatora i ogólną wydajność systemu MHPP. Analizując wyniki i wchodząc w dyskusję, można stwierdzić, że w badaniu uwzględniono kluczowe parametry, takie jak przepływ wody, wysokość podnoszenia, moc wejściowa turbiny, moc wyjściowa generatora oraz sprawność systemu MHPP. Najwyższą zarejestrowaną wydajność odnotowano w warunkach zmiennego obciążenia przy zmiennym przepływie wynoszącym około 0,025 m³/s, osiągając sprawność 1,39% przy obciążeniu 80 W. Wyniki badań wskazują, że zmiany wysokości podnoszenia i wyładowania znacząco wpływają na wydajność systemu MHPP.

Słowa kluczowe

EN

testing; micro hydro-power plant; efficiency; cross-flow turbine

PL

testowanie; mikroelektrownia wodna; efektywność; turbina o przepływie krzyżowym

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 6
• Strony: 244--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Suwasti Sri

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Mulyadi Musrady

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Klistafani Yiyin

• State Polytechnic of Ujung Pandang

autor

Djalal Muhammad Ruswandi

• State Polytechnic of Ujung Pandang

Bibliografia

• [1] H. Handoko, A. Adianto, and S. C. Loon, "The effect of population behavior on new renewable energy in primary energy mix for 2025 national target: sumedang regency review, west java," Journal of Ocean, Mechanical and Aerospace science and engineering-, vol. 64, no. 1, pp. 1-8, 2020.
• [2] M. Azhar, S. Solechan, R. Saraswati, P. Suharso, S. Suhartoyo, and B. Ispriyarso, "The New Renewable Energy Consumption Policy of Rare Earth Metals to Build Indonesia's National Energy Security," in E3S Web of Conferences, 2018, vol. 68: EDP Sciences, p. 03008.
• [3] A. Q. Al-Shetwi, "Sustainable development of renewable energy integrated power sector: Trends, environmental impacts, and recent challenges," Science of The Total Environment, vol. 822, p. 153645, 2022/05/20/ 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153645.
• [4] C. Buana, M. R. Djalal, I. Ikram, M. Iqbal, And L. L. La Ode Musa, "Performance Analysis of Micro Hydro Power Plants Using a Pelton Turbine with Two Nozzle Variations," Przeglad Elektrotechniczny, vol. 2023, no. 7, 2023, doi: 10.15199/48.2023.07.16.
• [5] F. Firman, M. Y. Yunus, M. Anshar, N. Hamzah, Y. Klistafani, And M. R. Djalal, "Design Modification of Water Wheel Turbine With Various Configuration Variations," Przeglad Elektrotechniczny, vol. 2023, no. 6, 2023, doi: 10.15199/48.2023.06.46.
• [6] D. Yelvius, S. Sitampang Bato’, B. Erni Rante, and T. Benyamin, "Hydrological and Hydropower Potential of Maros River Hydroelectric Power Plant/PLTM, South Sulawesi," Paulus Civil Engineering Journal, vol. 1, no. 1, 01/24 2020, doi: 10.52722/pcej.v1i1.50.
• [7] M. Khattak, N. M. Ali, N. Z. Abidin, N. Azhar, and M. Omar, "Common Type of Turbines in Power Plant: A Review," Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology, vol. 3, no. 1, pp. 77-100, 2016.
• [8] R. D. Muhammad and K. Nasrun, "Optimal design of energy storage for load frequency control in micro hydro power plant using Bat Algorithm," SINERGI, vol. 26, no. 1, pp. 8-14, 2022, doi: http://dx.doi.org/10.22441/sinergi.2022.1.002.
• [9] O. OYEBODE and J. OLAOYE, "Comparative performance evaluation of pelton wheel and cross flow turbines for power generation," European Mechanical Science, vol. 3, no. 1, pp. 6- 12, 2019.
• [10] A. M. Kaya, İ. Kandemir, M. F. Akşit, and K. S. Yiğit, "Investigation of optimum working conditions of a micro cross flow turbine," Environmental Progress & Sustainable Energy, vol. 34, no. 5, pp. 1506-1511, 2015.
• [11] Y. Nishi, T. Inagaki, Y. Li, and K. Hatano, "Study on an undershot cross-flow water turbine with straight blades," International Journal of Rotating Machinery, vol. 2015, 2015.
• [12] S. Patel and P. N. Pakale, "Study on power generation by using cross flow water turbine in micro hydro power plant," International journal of research in engineering and technology, vol. 4, no. 05, pp. 1-4, 2015.
• [13] M. Hidayat, F. Ronilaya, I. Eryk, and G. Joelianto, "Design and analysis of a portable spiral vortex hydro turbine for a Pico Hydro Power Plant," in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 732, no. 1: IOP Publishing, p. 012051.
• [14] M. A. Khan and S. Badshah, "Research Article Design and Analysis of Cross Flow Turbine for Micro Hydro Power Application using Sewerage Water," Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, vol. 8, no. 7, pp. 821-828, 2014.
• [15] R. Espina-Valdés, A. Fernández-Jiménez, J. F. Francos, E. B. Marigorta, and E. Álvarez-Álvarez, "Small cross-flow turbine: Design and testing in high blockage conditions," Energy Conversion and Management, vol. 213, p. 112863, 2020.
• [16] N. Acharya, C.-G. Kim, B. Thapa, and Y.-H. Lee, "Numerical analysis and performance enhancement of a cross-flow hydro turbine," Renewable energy, vol. 80, pp. 819-826, 2015.
• [17] M. Abidin and M. T. Radani, "Design and Construction of a Cross-flow Turbine Type Micro Hydro Power Plant (PLTMH) Prototype," State Polytechnic of Ujung Pandang, 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).