The advantages at a glance
a. cost-effective in mass production
This is achieved first by renunciation of mechanically
variable blades. Second, by the fact that one single construction part forms at the same
time the blade wheel of the turbine as well as the rotor of the
generator.
b. hydropower plants from small to medium size
b. can be built in a modular way
This is supported by the hexagonal outside shape. – The advantages of
modular systems are well known from photovoltaic.
c. very few water engineering needed
The generbine is designed in a way that permits it to be
placed in a river without additional barrages, flood gates or other
costly structures.
d. good adaptation to variable flow rates
This is
guaranteed by a variable and automatically optimized turbine speed.
Hydraulical concept
Hydraulically, the generbine is designed as a propeller turbine
with variable speed, according to the variable flow velocity. This
guarantees a sufficient efficiency over a reasonable range of
velocity, in spite of the non-variable blades.
Mechatronical concept including remote
regulation
Electrically, the blade wheel forms a permanent magnetic rotor
that induces an alternating current of variable frequency and
variable voltage in the stator windings. The voltage is rectified
within the generbine, whereas the final power conditioning is
provided by external converters. Thus, all regulation is done by
solid state electronics outside the turbine rather than by
mechanically variable underwater parts.
State of development
The state of the development is such that a module of 1m
wheel diameter has been roughly analyzed on a theoretical basis.
Thereby, efforts have been made to achieve a good power-to-weight
ratio as well as an optimal adaptation of the blade shape to the
hydraulic and magnetic requirements. Next
step will be the construction of a prototype and its further
development in co-operation with
the industrial partner sought. |





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Die Vorteile auf einen Blick
a. kostengünstig in der Massenfertigung
Dies wird zum einen durch den Verzicht auf mechanisch verstellbare
Schaufeln erreicht. Zum andern dadurch, dass ein einziges Konstruktionsteil zur gleichen Zeit das
Laufrad der Turbine wie auch den Rotor des Generators bildet.
b. Wasserkraftwerke kleiner bis mittlere Größe
b. können modular aufgebaut werden
Durch die sechseckige Außenform wird dies begünstigt. – Die Vorteile
modularer Anlagen sind aus der Fotovoltaik bestens bekannt.
c. sehr wenig wasserbaulicher Aufwand nötig
Die Generbine ist so konzipiert, dass sie ohne zusätzliche
Staumauern, Stauwehre oder andere aufwändige Bauten in einem Fluss
platziert werden kann.
d. gute Anpassung an variable Durchflussmengen
Dies wird
durch variable und automatisch optimierte Turbinendrehzahl
sichergestellt.
Hydraulisches Konzept In hydraulischer Hinsicht ist die Generbine als Propellerturbine
konzipiert, bei der die Drehzahl mit der Strömungsgeschwindigkeit
variiert. Dies gewährleistet einen guten Wirkungsgrad über einen
vernünftigen Fließgeschwindigkeitsbereich, obwohl die
Schaufelblätter nicht verstellbar sind.
Mechatronisches Konzept inklusive externe Regulierung In elektrischer Hinsicht bildet das Laufrad einen
permanent-magnetischen Rotor, der in den Statorwicklungen einen
Wechselstrom variabler Frequenz und variabler Spannung induziert.
Die Spannung wird innerhalb der Generbine gleichgerichtet, während
die Umwandlung in eine netzfrequente Wechselspannung mittels
externer Wechselrichter durchgeführt wird. Auf diese Weise
geschieht die ganze Regelung durch leistungselektronische Bauteile
außerhalb der Turbine, also ohne bewegliche Unterwasserteile.
Stand der Entwicklung Der Stand der Entwicklung ist so, dass ein Modul von 1m
Laufrad-Durchmesser auf theoretischer Basis grob analysiert wurde.
Dabei wurde ein gutes Leistungs-Gewichts-Verhältnis angestrebt
sowie eine optimale Anpassung der Schaufelform an die hydraulischen
und magnetischen Erfordernisse. Nächster Schritt ist die
Konstruktion eines Prototyps und dessen weitere Optimierung in Zusammenarbeit mit dem gesuchten
Industriepartner. |