uzbekhydroenergetics “O‘ZBEKGIDROENERGETIKA” ilmiy-texnik jurnal O‘zbekgidroenergetika 3060-4672 O‘zbekgidroenergetika 10.5281/zenodo.15044792 REL-A-014083 IMPROVING THE EFFICIENCY OF FREE-FLOW MICROHYDRO POWER PLANTS ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВОБОДНОПОТОЧНЫХ МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ERKIN OQIMDAGI MIKROGIDROELEKTR STANSIYALARINING SAMARADORLIGINI OSHIRISH German TRESHCHALOV 01 01 2024 2024 6 4 79 89 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0

The article presents a comprehensiveanalytical study on the performance and effciencyof free­flow hydroelectric turbines. The researchdelves into the complex water flow dynamics,turbine design, and operational parameters toassess the overall effciency of power generation bysuch turbines.

The purpose of this article is to summarize,analyze, and provide additional explanationsto previously published materials regarding theinterpretation of experimental data from tests of aspecially designed non­pressure hydro turbine.Using advanced analytical models andComputational Fluid Dynamics (CFD) simulations,the authors investigate the intricate interactionsbetween water flow and turbine components,shedding light on factors affecting the effciencyand performance of free­flow hydroelectricturbines.The obtained results provide valuable insightsfor optimizing turbine design and developmentstrategies, which are signifcant for enhancing theoverall performance of hydroelectric systems.This article serves as an essential contributionfor researchers, engineers, and stakeholdersinvolved in the sustainable development andmanagement of hydroelectric power plants.

В статье представлено комплексное аналитическое исследованиепроизводительности и эффективности свободно­поточных гидроэнергетическихтурбин. Исследование углубляется в сложную динамику потока воды, конструкциютурбин и эксплуатационные параметры для оценки общей эффективностипроизводства электроэнергии такими турбинами.Цель данной статьи – обобщить, проанализировать и дать дополнительныепояснения к ранее опубликованным материалам по интерпретацииэкспериментальных данных испытаний безнапорной гидротурбины специальнойконструкции.Используя передовые аналитические модели и компьютерное моделированиегидродинамики (CFD), авторы исследуют сложные взаимодействия междупотоком воды и компонентами турбины, проливая свет на факторы, влияющие наэффективность и производительность свободно­поточных гидроэнергетическихтурбин.Полученные результаты дают ценную информацию для оптимизацииконструкции турбин и стратегии разработки таких турбин, что имеет значение дляповышения общей производительности систем гидроэнергетики.Эта статья служит важнейшим вкладом для исследователей, инженеров изаинтересованных сторон, участвующих в устойчивом развитии и управлениигидроэлектростанциями.

Ushbu maqolada erkin oqimligidroenergetika turbinalarining ishlashi va samaradorligi bo‘yicha keng qamrovli tahliliy tekshiruvnitaqdim etilgan. Tadqiqot suv oqimining murakkabdinamikasini, turbinaning konstruktsiyasini vabunday turbinalarning umumiy energiya ishlabchiqarish samaradorligini baholash uchun ishparametrlarini o‘rganib chiqdi.

Maqolaning maqsadi – maxsus dizayndagi erkinoqimli gidravlik turbinaning sinovlaridan olinganeksperimental ma‘lumotlarni talqin qilib, ilgari nashretilgan materiallarni umumlashtirish, tahlil qilish vaqo‘shimcha tushuntirishlar berishdir.Muallif ilg‘or analitik modellar va gidrodinamikmodellashtirish (GM) simulyatsiyalaridan foydalanishorqali suv oqimi va turbina komponentlari o‘rtasidagimurakkab o‘zaro ta‘sirlarni o‘rganib, erkin oqimturbinasi samaradorligi va energiya olishigata‘sir qiluvchi omillarni yoritib beradi. Topilmalargidroenergetika ishlab chiqarish tizimlariningumumiy samaradorligini oshirishga ta‘sirko‘rsatadigan turbinalar dizayni va ekspluatatsiyastrategiyalarini optimallashtirish uchun foydalitushunchalarni taqdim etadi. Ushbu maqolagidroelektr stansiyalarni barqaror rivojlantirish vaboshqarish bilan shug‘ullanuvchi tadqiqotchilar,muhandislar va manfaatdor tomonlar uchun muhimmanba bo‘lib xizmat qiladi.

 Energy Power Turbine Freeflow Flow Calm Turbulent Depth Critical Hydrodynamic Effect Feedback Hydraulics Reynolds Number Froude Number Criteria for Hydrodynamic Similarity Hydraulic Jump энергия мощность турбина свободно­поточный поток спокойный бурный глубина критическая гидродинамический эффект обратная связь гидравлика число Рейнольдса число Фруда критерии гидродинамического подобия гидравлический прыжок gidravlik turbina erkin oqim chuqurlik inqirozli Reynold raqami Froude raqami gidrodinamik mezonlar gidravlik sakrash Трещалов Г.В. Высокоэффективный способ извлечения энергии из безнапорного потока текущей жидкости на основе специфического гидродинамического эффекта // Экономика и производство – 2008. – №2. – C. 71-77. http://elibrary.ru/item.asp?id=11521752. Treshchalov G.V. A highly efficient method for deriving energy from a free-flow liquid on the basis of the specific hydrodynamic effect // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology. ISJAEE. – 2010. – No 12. – P. 23-29. http://elibrary.ru/item.asp?id=18191852. C.Vidali, S. Fontan, E. Quaranta, P. Cavagnero, R. Revelli. “Experimental and dimensional analysis of a breastshot water wheel”// Journal of Hydraulic Research. March 2016. Pankaj Kumar Yadav, Ankit Kumar, Satyanand Jaiswal. “A critical review of technologies for harnessing the power from flowing water using a hydrokinetic turbine to fulfill the energy need” // Energy Reports 9 (2023) 2102–2117. O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 88 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 4 | 2024 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Трещалов Г.В. Применение свободно-поточных гидравлических тур­ бин и возможности повышения их энергоэффективности // Гидротехническое строительство. 2013 г. № 9. С. 36-39. http://elibrary.ru/item.asp?id=20413229. L. Cacciali, L. Battisti, S. Dell’Anna. “Backwater assessment for the energy conversion through hydrokinetic turbines in subcritical prismatic canals” // Ocean Engineering 267 (2023) 113246. Гловацкий О.Я., Трещалов Г.В. Исследование гидродинамического эффекта извлечения энергии из безнапорного потока жидкости // Проблемы энерго-и ресурсосбережения. САНИИРИ, Специальный выпуск, 2011. – С. 109- A.GharibYosry, E. Alvarez Alvarez, R. Espina Valdes, A. Pandal, E. Blanco Marigorta. “Experimental and multiphase modeling of small vertical-axis hydrokinetic turbine with free-surface variations”// Renewable Energy 203 (2023) 788–801. Трещалов Г.В. «Применение гидродинамического эффекта усиления мощности для свободно-поточных микроГЭС» // «Узбекгидроэнергетика», №4, 2019 г. декабрь, стр. 42-44. Ленев Н.И. Бесплотинные ГЭС нового поколения на основе гидро­ энергоблока // Альтернативная энергетика и экология, 2005. – № 3. – С. 76-78. Igor Sokolov. The energy conservation law in hydrodynamics vs the pseudo-law of alternative energy. Comment on «Alternative energy vs pseudoscience» and the papers cited and not cited therein (in Russian) // http:// arxiv.org/1312.5780. Peter Franz Pelz. Upper Limit for Hydropower in an Open-Channel Flow // Journal of Hydraulic Engineering, November 2011 DOI: 10.1061/(ASCE)HY.1943- 7900.0000393. 10.1061/(asce)hy.1943-7900.0000393 A.N. Gorban, A. M. Gorlov, V.M. Silantyev “Limits of the Turbine Efficiency for Free Fluid Flow” // Journal of Energy Resources Technology, DECEMBER 2001, Vol. 123. Чугаев Р.Р. «Гидравлика» // «Энергоиздат», 1982. Трещалов Г.В. «Концепция развития микрогидроэнергостанций (микроГЭС) на базе свободнопоточных гидротурбин с использованием энергии естественного движения водных потоков» // «Узбекгидроэнергетика», №1 2020 г. март, стр. 37-41. Трещалов Г.В. «Безнапорные ГЭС» // сборник статей LAMBERT Academic Publishing (2024-01-19) ISBN 978-620-7-45947-6. В.М.Лятхер, А.М. Прудовский Гидравлическое моделирование // Москва Энергоатомиздат, 1984 (393 с.) Treshchalov G.V. VerfahrenZurGewinnung Von EnergieAus Der StromungEinesFliessenden Mediums EP2019202 WIPO WO/2007/131246. Отзыв экспертов Ташкентского Государственного Технического Университета // http://erg.ucoz.org/cv/reviewTGTU.pdf. Отзыв экспертов Министерства водного и сельского хозяйства Республики Узбекистан // http://erg.ucoz.org/cv/reviewSANIIRI.pdf. PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA VOLUME 6 | ISSUE 4 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER