{"id":2133,"date":"2026-09-09T15:35:46","date_gmt":"2026-09-09T15:35:46","guid":{"rendered":"https:\/\/hydroalpslab.ch\/?post_type=projets&p=2133"},"modified":"2026-09-10T08:57:49","modified_gmt":"2026-09-10T08:57:49","slug":"erkennung-von-verschleis-an-pelton-turbinen-mittels-schwingungsmessverfahren","status":"publish","type":"projets","link":"https:\/\/hydroalpslab.ch\/de\/projets\/detection-de-lusure-des-turbines-pelton-par-des-methodes-vibratoires\/","title":{"rendered":"Erkennung von Verschlei\u00df an Pelton-Turbinen mittels Schwingungsmessverfahren"},"content":{"rendered":"

Promotion von Maxime Chiarelli<\/h3>\n\n\n\n

Angesichts der Entwicklung des Strommixes und des steigenden Bedarfs an Flexibilit\u00e4t im Energiesystem sind Pelton-Turbinen zunehmend variablen Betriebsbedingungen ausgesetzt, wobei insbesondere die Anzahl der Starts, Abschaltungen und Drehzahl\u00e4nderungen zunimmt. Zu diesen Belastungen kommt in alpinen Anlagen noch die durch vom Wasser mitgef\u00fchrte Sedimente verursachte hydroabrasive Erosion hinzu. Diese Ph\u00e4nomene k\u00f6nnen die Unversehrtheit der Laufr\u00e4der nach und nach beeintr\u00e4chtigen und machen den Einsatz von \u00dcberwachungsmethoden, mit denen ihr Zustand im Betrieb verfolgt werden kann, besonders wichtig.<\/p>\n\n\n\n

Die Doktorarbeit von Maxime Chiarelli<\/strong> hat sich mit dem Potenzial der Methoden auf der Grundlage der Schwingungsanalyse zur Erkennung von Sch\u00e4den an Pelton-Turbinen<\/strong>. Der Ansatz basiert auf der Tatsache, dass sich die dynamischen Eigenschaften eines Bauwerks \u2013 insbesondere seine Eigenfrequenzen \u2013 \u00e4ndern, wenn seine Geometrie oder seine mechanischen Eigenschaften ver\u00e4ndert werden. Ihre \u00dcberwachung k\u00f6nnte somit Indikatoren liefern, anhand derer sich die Entwicklung des Zustands eines Rades auf nicht-invasive Weise erkennen l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Die Arbeiten umfassten Messkampagnen an industriellen Pelton-Turbinen, experimentelle Versuche und numerische Modellierungen<\/strong> um das dynamische Verhalten der R\u00e4der unter verschiedenen Bedingungen zu charakterisieren. Besonderes Augenmerk wurde auf die Ermittlung ihrer Eigenfrequenzen im Betrieb, auch unter transienten Bedingungen, sowie auf den Einfluss geometrischer Parameter und der hydroabrasiven Erosion auf ihr dynamisches Verhalten gelegt.<\/p>\n\n\n\n

Diese Forschungsarbeiten tragen zur Entwicklung neuer Ans\u00e4tze bei, um \u00dcberwachung des Zustands von Pelton-Turbinen<\/strong> sowie \u2013 auf l\u00e4ngere Sicht \u2013 der vorausschauenden Instandhaltung. Sie zielen darauf ab, die Entwicklung des Zustands der R\u00e4der im Betrieb besser zu erfassen, um die Betreiber bei der Planung von Inspektionen und Instandhaltungsma\u00dfnahmen zu unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

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Ver\u00f6ffentlichungen und damit verbundene Arbeiten<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Doktorarbeit<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

Maxime Chiarelli, Schadenserkennung an Pelton-Turbinen mithilfe schwingungsbasierter Verfahren<\/em>, ETH Z\u00fcrich, 2026.
Die Dissertation in der ETH Research Collection einsehen<\/a><\/p>\n\n\n\n

Zeitungsartikel<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Chiarelli, M., Decaix, J., Vetsch, D. F., Boes, R. M. und M\u00fcnch-Allign\u00e9, C. (2026). Quantifizierung des Einflusses der hydroabrasiven Erosion auf das dynamische Verhalten von Pelton-Laufr\u00e4dern: Eine experimentelle Studie. Results in Engineering<\/em>, 112074. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.rineng.2026.112074<\/a><\/p>\n\n\n\n

M. Chiarelli, D. F. Vetsch, R. M. Boes, L. Andolfatto und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, \u201eZum Einfluss geometrischer Parameter und erosiven Verschlei\u00dfes auf das dynamische Verhalten von Pelton-Turbinenlaufr\u00e4dern\u201c, 2025 Results in Engineering, https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.rineng.2025.105638<\/a><\/p>\n\n\n\n

Konferenzbeitr\u00e4ge \/ Tagungsb\u00e4nde<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n

M. Boden, M. Chiarelli, V. Tsingos, N. Allaban, J. Decaix, S. Stojanovic-Roth, G. Blommaert, B. Valluy und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, Digital Twin zur Schwingungs\u00fcberwachung von Pelton-Anlagen, 2025, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 1442 012008, doi:10.1088\/1755-1315\/1442\/1\/012008<\/p>\n\n\n\n

M. Chiarelli, D. F. Vetsch, R. M. Boes und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, Untersuchung der Eigenmoden eines Pelton-Laufrad-Prototyps, 2025, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1483 012015, doi:10.1088\/1755-1315\/1483\/1\/012015<\/p>\n\n\n\n

M. Chiarelli, R. M. Boes, D. F. Vetsch, G. Blommaert, M. Boden und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, \u201eIdentifizierung der Eigenfrequenzen von Pelton-Laufr\u00e4dern unter transienten Betriebsbedingungen\u201c, Tagungsband der ISMA-2024-Konferenz, Leuven, Belgien<\/p>\n\n\n\n

M. Chiarelli, C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, D. F. Vetsch und R. M. Boes, \u201eCharakterisierung der dominanten Frequenzen w\u00e4hrend des transienten Betriebs von Pelton-Turbinen im Wasserkraftwerk FMHL\u201c, Tagungsband von Hydro 2023, Edinburgh, Schottland<\/p>\n\n\n\n

M. Chiarelli, V. C. Hasmatuchi, A. Amini, J. Decaix, D. F. Vetsch, R. M. Boes und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, Vor-Ort-Messungen des dynamischen Verhaltens von Pelton-Turbinen im Rahmen der vorausschauenden Instandhaltung, 2022, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1079 012096, doi: 10.1088\/1755-1315\/1079\/1\/012096<\/p>\n\n\n\n

Popul\u00e4rwissenschaftlicher Artikel<\/em><\/p>\n\n\n\n

M. Mettile, M. Chiarelli, J. Decaix, S. Rey-Mermet und C. M\u00fcnch-Allign\u00e9, \u201eWelche Herausforderungen stehen Pelton-Turbinen bevor?\u201c, Bulletin Electrosuisse 1\/2023<\/p>\n\n\n

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