رصد فناوری توربین های آبی با تمرکز بر توربین فرانسیس

در حال حاضر نیروگاه‌های برق آبی یکی از به صرفه‌ترین روش‌های تولید برق بوده و بیشترین سهم را در تولید جهانی برق تجدیدپذیر دارند. به دلیل سابقه طولانی استفاده از توربین آبی در تولید برق، حوزه‌های فناورانه مرتبط با آن در سطح بالایی از بلوغ قرار دارند. ولی با این حال همچنان تحقیقات متعددی به منظور افزایش راندمان، افزایش انعطاف پذیری در عملکرد، افزایش عمر و کاهش هزینه‌های نصب، بهره‌برداری و نگهداری توربین‌های آبی در جریان است. در این پژوهش مقالات و اختراعات مرتبط با فناوری توربین‌های آبی پیمایش شده و بر اساس آن حوزه‌های فناورانه‌ای که در پژوهش‌های اخیر مورد تمرکز واقع شده‌اند، شناسایی گردیده است. با توجه به کاربرد گسترده توربین فرانسیس در تولید برق آبی به ویژه در کشور ایران، پیمایش صورت گرفته عمدتاً مربوط به این نوع توربین می‌باشد. بر این اساس حوزه‌های فناورانه توربین فرانسیس شامل مباحث مرتبط با گردابه و جریان در لوله رانش، پره‌ها، کاویتاسیون، محفظه حلزونی، دینامیک سیالات محاسباتی و ساخت و تولید می‌باشد. همچنین فناوری‌های مرتبط با افزایش محدوده عملکرد توربین آبی و نیز دیجیتالی‌سازی عملکرد توربین آبی مهمترین فناوری‌های در حال رشد در رابطه با برق آبی هستند.

hydro-turbine technology observation with focus on francis turbine

hydropower is one of the most cost-effective methods of generating electricity and have the largest share of global renewable electricity generation. due to the long history of using hydro-turbines in power generation, the related technologies are at a high level of maturity. however, still many researches are being conducted on this topic to increase efficiency, increase performance flexibility, increase life, and reduce the cost of installing, operating, and maintaining hydro-turbines. in the present work, research papers and inventions related to hydro-turbine technology have been surveyed and based on that, the technical fields that have been focused in recent researches have been identified. due to the widespread use of francis turbines in hydropower generation, especially in iran, the survey is mainly focused to this type of turbine. accordingly, the most cited technical domains of the francis turbine include issues related to vortex and flow in draft tube, blades, cavitation, spiral case, computational fluid dynamics, and manufacturing. also, technologies related to increasing the operating range of hydro-turbines as well as digitalization of hydro-turbine performance are the most important growing technologies related to hydropower generation.