Identifying the influence of blade number and angle of attack on a breastshot type waterwheel micro hydroelectric power generator using ANOVA

• Published in: Eastern-European journal of enterprise technologies Vol. 4; no. 8 (124); pp. 26 - 31
• Main Authors: Syuriadi, Adi, Siswantara, Ahmad Indra, Purnama, Dewin, Gunadi, Gun Gun Ramdlan, Susanto, Iwan, Permana, Sulaksana
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 31.08.2023
• ISSN: 1729-3774; 1729-4061
• DOI: 10.15587/1729-4061.2023.286040

This study focuses on optimizing the performance of micro-hydro power generation, specifically the breastshot type waterwheel. The limited availability of non-renewable energy sources and the high cost of developing renewable energy sources in the energy sector pose challenges, making it essential to find new energy sources and improve energy efficiency. The 2004–2022 national electricity plan aims to increase electricity access in rural areas, including remote regions like Bogor Regency, where access to electricity is limited. Many residents have constructed their own micro hydroelectric power generators, but their vulnerability to natural disasters is a concern. The study investigates the potential of breastshot waterwheel technology for micro hydroelectric power generation. The study involved testing a micro hydro power plant with 6, 8, and 10 blades and blade angles of 0°, 30°, and 45°. The current research focuses on performance optimization, including the use of ANOVA analysis to know the significant impact of blade number and angle on the waterwheel’s rotation. The maximum rotational speed was achieved with 10 blades and an angle of attack of 0°, 30°, and 45°, with respective speeds of 153.59 RPM, 155.84 RPM, and 164.95 RPM. The study indicates that the higher the number and angle of attack of blades, the greater the rotation of the breastshot type waterwheel. ANOVA tests showed that the number of blades had a significant impact on the waterwheel’s rotation, with an F-test value of 6.32 and a p-value of 0.012. On the other hand, the angle of attack of the blade had no significant impact, with an F-test value of 3.20 and a p-value of 0.067 Дане дослідження спрямоване на оптимізацію продуктивності мікрогідроелектростанції, зокрема із середньобійною гідротурбіною. Обмежена доступність невідновлюваних джерел енергії та висока вартість розробки відновлюваних джерел енергії в енергетичному секторі створюють проблеми, що робить необхідним пошук нових джерел енергії та підвищення енергоефективності. Національний план електропостачання на 2004-2022 роки спрямований на розширення доступу до електроенергії в сільській місцевості, включаючи віддалені регіони, такі як Богорське Регентство, з обмеженим доступом до електроенергії. Багато жителів побудували власні мікрогідроелектростанції, але їх вразливість до стихійних лих викликає занепокоєння. У роботі вивчається потенціал технології середньобійної гідротурбіни для мікрогідроелектростанції. Дослідження включало випробування мікрогідроелектростанції з 6, 8 і 10 лопатями і кутами нахилу лопатей 0°, 30° і 45°. Поточне дослідження зосереджено на оптимізації продуктивності, включаючи використання дисперсійного аналізу (ANOVA) для визначення значного впливу кількості та кута нахилу лопатей на обертання турбіни. Максимальна швидкість обертання досягалася при використанні 10 лопатей і кутах атаки 0°, 30° і 45° при відповідних швидкостях 153,59 об/хв, 155,84 об/хв і 164,95 об/хв. Дослідження показує, що чим більше кількість та кут атаки лопатей, тим більше обертання середньобійної гідротурбіни. Дисперсійний аналіз (ANOVA) показав, що кількість лопатей має значний вплив на обертання турбіни, при цьому значення F-тесту становило 6,32, а p-значення 0,012. З іншого боку, кут атаки лопаті не мав істотного впливу, при цьому значення F-тесту становило 3,20, а p-значення 0,067