Vývoj Kaplanovy vrtulové turbíny s proměnlivými provozními otáčkami

V rámci spolupráce s odborníky z ČVUT Praha a UJEP Ústí nad Labem jsme vyvinuli nové řešení Kaplanovy vrtulové turbíny, která vyniká širokým rozsahem provozních otáček a vysokou účinností.

Pokrok v oblasti generátorů s permanentními magnety (PMG) a frekvenčních měničů umožňuje nové koncepce axiálních turbín s pevnými lopatkami. Díky numerickému modelování CFD lze optimalizovat tvar lopatek a překonat tak klasickou Kaplanovu turbínu.

Nová Kaplanova turbína má pevné lopatky, čímž odpadá hydraulické ovládání. Optimalizace lopatek pomocí iteračního algoritmu umožňuje efektivní návrh s vysokou účinností a kavitační odolností. Turbína má nižší otáčky, delší lopatky šetrné k migraci ryb a nízký hluk, takže je vhodná i do urbanizovaných oblastí. Je určena pro spád 1,5–15 m, průtok 0,5–10 m³/s a výkon 10–400 kW.

doc_s-savka
Vizualizace proudění v S-savce Kaplanovy turbíny

Numerické modelování CFD pomáhá optimalizovat proudění, identifikovat ztráty a úpravami geometrie turbíny. Navržené řešení potom vždy co nejlépe odpovídá konkrétním podmínkám na dané lokalitě.