Prosjektet har som mål å utnytte fremskrittene innen digitalisering for å optimalisere vedlikeholdet av løpehjulet i Pelton-turbiner og dermed redusere behovet for større oppussing. Peltonturbiner vil bli brukt til å utvikle overvåkingsmetoder og verifisere numeriske analyser.

Visuelle undersøkelser av strømningen i Pelton-turbiner vil bli utført ved Vannkraftlaboratoriet på NTNU. Et høyhastighetskamera vil bli utplassert for å visualisere strømningsfeltet i Pelton-løpehjulet og for å overvåke erosjonen i Pelton-turbinen. Her kreves det dybdestudier om hvordan man skal tolke de visuelle bildene av eroderte overflater i Pelton-turbinens løpehjul.

Planen er å implementere forskningsresultatene i vannkraftverket Cheves, bygget og drevet av Statkraft Peru. Med en årlig energiproduksjon på 825 GWh, består kraftverket av to Pelton-turbiner på 84 MW hver som opererer med en netto fallhøyde på 602 meter. Vannet som renner gjennom Cheves-kraftverket er en kombinasjon av vann fra elvene Checras og Huaura.

Disse elvene drenerer bratt fjellterreng mot Stillehavet og er preget av ekstremt store mengder bunnlast. Når det gjelder mineralogi, består 81 % av det suspenderte sedimentet av kvarts, som er svært slitende for stålet som brukes i løpere. Sedimentrelaterte utfordringer inkluderer blant annet tap av løpehjulets effektivitet, kostnadene ved hyppig utskifting og reparasjon av løper og kostnadene for slitasjebestandige wolframkarbidbelegg på løpehjulet.

Målet er å utvikle en algoritme som skal sammenligne bilder av turbinen fra flere ganger i erosjonsprosessen, og dermed estimere tilstanden. Med et slikt system kan vedlikehold planlegges i forhold til faktisk slitasje og effekttap på turbinen, samt for å minimere nedetid og optimalisere

Prosjektets verdipotensial

Det har vært pågående forskning på tilstanden til de hydrauliske maskinene grunnet endringer i driftsmønsteret som følge av introduksjonen av nye fornybare energikilder i energisystemet over hele verden. På toppen av det, er erosjon et annet uunngåelig problem for kraftverkene som opererer i tungt sedimentholdig vann som i Peru og Nepal.

Optimalisert utforming av sedimentsbasseng, sedimentslusesystem, utforming av løpeblader og ledeskovler, belegg av turbiner og andre ulike tilnærminger er brukt for å minimere problemet. Men fortsatt passerer noen fine partikler gjennom de hydromekaniske komponentene og forårsaker skade på dem på grunn av erosjon som forverres i perioder med mye nedbør.

Disse komponentene må inspiseres og vedlikeholdes regelmessig, noe som vil øke nedetiden samt vedlikeholds- og driftskostnadene for selve kraftverket. Sanntidsovervåkingsteknikker for å inspisere erosjonstilstand fra bildebehandling kan redusere nedetiden og uventet nedstenging av enheten betraktelig, noe som vil forbedre anleggets generelle effektivitet og pålitelighet.