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LS-DYNA優化微水力發電系統:提升效能、降低成本

星星之火可以燎原,涓涓滴水可以穿石。

隨著對清潔能源和可再生能源需求的增加,如何永續利用有限資源,成為產業和政府關注的重要議題。微水力發電系統作為一種可靠的清潔能源解決方案。在近20年來,小型或微型水力發電逐漸成為國際技術發展的趨勢,世界各國均有應用小水力發電於提高生產及推動社區發展的成功案例。台灣山高水急、雨量豐沛,蘊藏豐富的水力資源,據統計,全台的農業渠道的小水力潛力可達 560 MW。

小水力發電系統能夠作為基載電力,利用水流能量轉換為電能。只要有水源,就能夠提供24小時穩定的電力供應。其設置過程無毒且碳足跡低,對環境負擔較小。水力發電機組的壽命也顯著優於其他類型的發電機組。因此,推廣和發展小水力發電不僅能夠提供可靠的清潔能源,還可以幫助減少對環境的負擔,同時促進當地經濟的發展。

政府和產業界都期望可以通過提供相應的政策支援和投資,推動小水力發電項目的建設和應用,從而實現環境保護和可持續發展的雙贏目標。但除了仰望政府對發電規模分級訂定躉售電價,增加廠商投資誘因之外,前期的建置成本較高與發電成效低,都會是阻礙微水力發電推行的考量之一。

LS-DYNA能夠幫助工程師模擬水流對發電設備的影響,從而優化設計並提高效率。這包括模擬水流對水輪機的影響、發電系統的穩定性以及整個系統的動態響應。透過這些模擬,工程師可以更好地了解系統全面運行的流程,提供優化和改進建議。

在微水力發電項目中,LS-DYNA可以用於流固耦合,獲得水力機構在水流作用下的受力情況、振動狀態以及性能評估,幫助工程師更好地瞭解水流與水力機構之間的相互作用,進而改進設計、提高發電效率,並確保系統的可靠運行。

小水力發電系統設置過程碳足跡低,對環境負擔較小。推動小水力發電項目的建設和應用,從而實現環境保護和可持續發展的雙贏目標。

ANSYS/LS-DYNA可以用於模擬水力發電機組的結構動力學,例如在水流作用下的葉片和轉子的變形、受力情況等。此外,LS-DYNA還可以用於模擬水流對水力發電機組的影響,如水流的壓力、速度分佈、振動模態以及水流對結構的沖擊力等。可以評估微水力發電系統的性能和安全性,優化設計方案,提高發電效率和可靠性。

(鑫威資訊已針對此領域CAE相關應用方式已完成初步研究)

ANSYS/LS-DYNA可以模擬水力發電機組的結構動力學,例如在水流作用下的葉片和轉子的變形、受力情況等。更能藉由相關資料也能進行材料疲勞分析研究。

想知道更多LS-DYNA在微水力發電系統的分析應用,歡迎聯絡鑫威!

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