Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Electricity from water mains

11.12.2012
PolyU's novel inline hydropower system for power generation from water pipelines. In full operation, an array of in-pipe turbines is expected to save 700kWh of electricity and reduce 560 kg of carbon dioxide emission per year.
Generating electricity from water is not a new thing. Hydro power stations have already sprung up across the world in China, United States and Canada. However, scientists will not stop exploring advanced technologies for further improvement to benefit people’s lives.

Recently, PolyU’s Department of Building Services Engineering and the Water Supplies Department (WSD) of the Hong Kong Special Administrative Region Government have been working together to turn water mains into an alternative source of power.

Hong Kong has a network of water mains travelling over 7,800 km, which is comprehensively monitored by WSD using monitoring devices to make sure our water supply remain clean and well-maintained. Water mains need power for those devices. Conventionally, they are putting small turbines into our pipes to produce electricity from drinking water.

Our water main pipes present a real challenge. They are just one metre across and hold far less water volume and potential energy compared to giant water dams, say for example. In pushing the boundaries, specialists in hydrodynamics, mechanical engineering and renewable energy have created a highly efficient device in harnessing the power of water. The resulting turbine is small enough to fit into a pipe, and uses just a fraction of hydro-energy to generate about 80 volts, enough to power four compact fluorescent light bulbs.

The novel device consists of an external hydroelectric generator and highly efficient spherical water turbine which dips into flowing water and reclaims residual pressure. When water passes through, the turbine drives a central rotating shaft and a micro generator to produce electricity.

The key lies in a number of intelligent designs to extract more energy from flowing water. The 8-blade turbine would only take away a fraction of kinetic energy because it strikes an accurate balance between water volume, water pressure and consumption of hydrokinetic energy, which boosts efficiency without reducing the momentum of running water to guarantee a reliable water supply. Turbine blades are carefully sized to intersect the largest possible area of water flow and minimise water bypassing.

To achieve maximum power output, a revolutionary design made the central rotating shaft hollow on the inside to minimise energy losses when driving the generator and utilize the harvested energy in full. The team also made the water more energetic and produced a strong current with a special metal block placed at the centre of the pipe to compress and accelerate the water flow. To further protect our drinking water, the turbine does not have moving parts and does not need any lubricant to eliminate the slightest change of contamination.

The mini-hydro power has been put to test in a number of locations including underground pits and outdoor environments. The principal investigator, Prof. Hong-xing Yang from Department of Building Services Engineering commented, “We have made the water pipes self-sufficient.” In full operation, an array of in-pipe turbines is expected to save 700kWh of electricity and reduce 560 kg of carbon dioxide emission per year.

It is not only a green innovation to further cut our reliance on coal-based power plants, but also an engineering triumph that gives WSD an easy access to electricity in areas without power grid, such as treacherous terrains and underground. “This technology also points to viable turbine solutions for waters that have little potential for energy generation,” added Prof. Yang.

The invention won a Silver Medal from the 40th International Exhibition of Inventions of Geneva in Switzerland in April this year, validating the growing excellence of PolyU in creating working solutions to curb energy consumption and carbon footprint. PolyU spares no effort in the research and development of groundbreaking technologies that help protect the environment, and our experts are gear up for that challenge.

Wilfred Lai | Research asia research news
Further information:
http://www.polyu.edu.hk

More articles from Power and Electrical Engineering:

nachricht Researchers use light to remotely control curvature of plastics
23.03.2017 | North Carolina State University

nachricht TU Graz researchers show that enzyme function inhibits battery ageing
21.03.2017 | Technische Universität Graz

All articles from Power and Electrical Engineering >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise