Am 17. März 2026 hatte das Hydro Alps Lab das Vergnügen, Prof. Sébastien Houde, den Direktor des Innovationszentrums Heki an der Laval University (Kanada). Der Besuch bot die Gelegenheit, sich über wichtige Fortschritte bei den Interaktionen zwischen Flüssigkeit und Struktur in Francis-Turbinen auszutauschen. Diese Forschungsarbeiten werden in Zusammenarbeit mit Industriepartnern wie GE Vernova, Andritz, EDF oder Hydro-Québec sowie der HES-SO Valais/Wallis durchgeführt, was nebenbei die internationale Dimension des HAL unterstreicht.
Tr-Francis: eine bahnbrechende Forschungsstrategie
Sébastien Houde stellte die Ergebnisse des Tr-Francis-Projekts (2018-2024) vor, das mit einem Budget von 4 Millionen US-Dollar ausgestattet ist. Die Stärke dieser Studie liegt in der strukturellen Homologie: Messungen an einem Modell im Labor sagen mit beeindruckender Genauigkeit das Verhalten von realen Prototypen im Kraftwerk voraus. Zu diesem Zweck setzt die Studie stereoskopische PIV (Particle Image Velocimetry) ein, um den Wasserfluss am Ein- und Austritt des Laufrads in Echtzeit zu kartieren, sowie die Integration von Dehnungsmessstreifen und Beschleunigungsmessern, aber auch von piezoelektrischen Aktuatoren, um die Schwingungsmodi bei vollem Betrieb zu identifizieren. Dieser letzte Punkt zielt darauf ab, die Vibrationen und die Dämpfung der Turbine im Wasser fein zu modellieren und so ihren Gesundheitszustand besser zu überwachen.
MD-Francis: KI und digitale Zwillinge
Prof. Houde öffnete auch die Tür zum neuen MD-Francis-Projekt (2024-2029). Ziel ist es, vom Verständnis zur vorausschauenden Wartung und zur Erkennung von Anomalien (Verstopfung, Schäden an den Schaufeln, kavitationsbedingter Verschleiß) überzugehen, indem nur nicht-intrusive Sensoren an festen Teilen wie dem Gehäuse oder den Lagern verwendet werden. Dazu setzt das Team PINNs (Physics-Informed Neural Networks) und ROMs (Reduced-Order Models) ein, um mit Hilfe der KI zu rekonstruieren, was an der Turbine passiert. Dadurch werden intelligente Überwachungssysteme für die Betreiber vorbereitet.
Dieses Treffen zeigt einmal mehr, dass die Herausforderungen der Wasserkraft keine Grenzen kennen. Indem wir die Expertise zwischen dem Heki-Zentrum und dem Hydro Alps Lab kreuzen, beschleunigen wir die Entwicklung konkreter Lösungen für einen flexibleren und nachhaltigeren Betrieb von Wasserkraftwerken.
Fotos & Artikel: Benjamin Bouix
