水力涡轮机设计的峰值能源需求

或者，工程师可以减少或切断从水库到涡轮机的水流——每天有效地打开或关闭几次。

然而，水轮机的设计并不是针对上述瞬态进行优化的，它们是为连续使用而设计的。这就是为什么HydroFlex正在开发在不同流量和可变动态负载下高效运行的水轮机。这种能力将适应高峰能源需求，并补充其他能源产生的电力。

新的水轮机设计可以为峰值负荷增加水力发电

水力发电比其他绿色能源更可靠。

有了新的涡轮机，水电可以成为峰值能源结构的重要组成部分。

太阳能和风力发电场可以很容易地打开或关闭，但它们取决于天气和一天中的时间。因此，它们可能无法处理日常的高峰需求——除非它们被复杂的储能系统所增强。另一方面，水库作为能量储存，只要它存在，就有可预测的水电。

挪威科技大学教授Ole Gunnar Dahlhaug说:“HydroFlex的设计每天可以启动和停止涡轮机30次。”“这是件大事。传统的涡轮机一天可能会开启或关闭一到三次。如果一台传统的涡轮机每天开启或关闭30次，其疲劳负荷将严重降低其使用寿命。”

传统水轮机设计与HydroFlex设计有何不同

水流的变化引起非定常负荷和高压波动，特别是从无流量向高流量移动时。

Dahlhaug说:“如果涡轮叶片不是为湍流和压力波动而设计的，那么它们就会经历很多疲劳。”“因为你要多次改变操作，每次改变和变化都会导致更多的疲劳，进一步降低涡轮机的寿命。”

与传统的水力涡轮机不同，HydroFlex的设计减轻了由流量变化引起的湍流和压力波动。因此。它的设计比传统涡轮机更好地经受住了这些力量造成的疲劳。

HydroFlex如何优化其水轮机设计

“我们使用Ansys排名模拟流体流动和Ansys机械来检查涡轮机的结构完整性，”雅各布森说。“然后，我们使用AnsysOptiSlang创建参数优化分析，将机械和流体模型结合到一个多物理场模拟中。”

一旦模拟完成，设计工程师确定了新的最佳涡轮机，HydroFlex就会在实验室中测试模型以验证其结果。一旦HydroFlex对涡轮机设计感到满意，它将能够处理频繁的水流变化。涡轮机处理可变流量的能力使水力发电厂能够根据峰值和基线功率需求运行。

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