REVERZIBILNE TURBINE-ČRPALKE – ANALIZA NESTACIONARNIH POJAVOV V ČRPALNEM REŽIMU OBRATOVANJA - Ješe, Uroš; Skotak Aleš (Journal of Energy Technology, 2024)
Vloga črpalnih hidroelektrarn v električnih omrežjih se v zadnjih letih spreminja. Zahteve po prehodu s črpalnega v turbinski režim in nazaj postajajo vse pogostejše. Območja obratovanja reverzibilnih črpalk‐turbin se ob tem širijo, saj se črpalne hidroelektrarne uporabljajo kot regulator in stabilizator električnega omrežja. Glavni izzivi pri razvoju reverzibilnih črpalk‐turbin so hidravlične nestabilnosti, ki se pojavijo v črpalnem in turbinskem režimu. Članek se osredotoča na nestabilnosti v črpanem režimu pri delnih obremenitvah, kot sta kavitacija in vrteče zastojne celice. Sodobna orodja, kot računska dinamika tekočin (CFD), se uporabljajo za analizo pojavov kot dodatek klasičnim eksperimentalnim pristopom. Vrteče zastojne celice so bile eksperimentalno raziskane v hidravličnem laboratoriju ter numerično reproducirane s komercialnim CFD programom. Odkrite so bile tri zastojne celice s frekvenco vrtenja 2.5 % nazivne frekvence črpalke‐turbine. V območju vodilnih lopat so bili opaženi kavitacijski vrtinci povezani z zastojnimi celicami. Oba pojava kažeta na zelo nestabilno in potencialno nevarno obratovanje, ki ga je potrebno podrobno raziskati. Razumevanje vzrokov za nestabilnosti bo pripeljalo do izboljšane zasnove črpalke‐turbine, ki bo omogočila varnejše, prožnejše in zanesljivejše obratovanje z manj neželenimi nestabilnostmi.