Mini et micro centrales hydroélectriques - conceptions et applications populaires

Si vous regardez l'énergie industrielle d'aujourd'hui, si vous faites attention à la dynamique des développements dans le domaine des énergies alternatives, vous pouvez facilement remarquer qu'un tel stéréotype a longtemps été formé ici: une rivière plate n'est fondamentalement pas adaptée à la production d'électricité dans les centrales hydroélectriques.

De grandes centrales hydroélectriques sont en cours de construction à l'aide d'équipements conçus à l'origine pour produire de grandes capacités électriques sur les bords escarpés ou sur les rivières de montagne, où le débit d'eau atteint au moins 2 m / s.

Les groupes électrogènes pour ces centrales hydroélectriques ne sont pas adaptés pour fonctionner sur un ruisseau relativement faible d'une rivière de plaine. À ces fins (pour toutes les rivières), seuls les jouets de randonnée pour recharger quelques watts de téléphones portables sont vendus ...

Bien sûr, la construction d'un barrage pour la construction ultérieure d'une centrale hydroélectrique industrielle est une entreprise coûteuse, il faudra beaucoup de temps pour payer et, en général, il est inutile d'installer une centrale hydroélectrique traditionnelle sur une rivière ordinaire. Même si un dispositif de propulsion conventionnel est installé sur une rivière plate, son efficacité ne lui permettra pas d'obtenir une puissance normale à bas régime, compte tenu notamment des pertes sur la boîte de vitesses.

Enfin, ces formules qui disent qu'une vitesse de l'eau inférieure à 2 m / s ne convient pas à l'hydroélectricité, ne sont tout simplement pas conçues pour être appliquées à de petits courants. Ici, des formules et des approches de production différentes sont nécessaires par rapport aux grandes centrales hydroélectriques industrielles.

Imaginez comment les installations hydrauliques de faible puissance pourraient fournir de l'électricité aux régions éloignées de notre pays, et les petits coûts de leur construction seraient rapidement payants. Sur les petits cours d'eau, vous pouvez déjà construire des mini-et micro-centrales hydroélectriques. Comment cela affecterait-il le développement des énergies alternatives, dont le potentiel en Russie n'est réalisé que d'une fraction de pour cent?

Une mini-centrale hydroélectrique suffit pour alimenter un village de vacances, un manoir, une ferme, une ferme située près d'une rivière, où il est impossible de mettre en place un réseau électrique normal. Même dans les installations d'approvisionnement en eau et d'assainissement, il est en principe possible d'aménager des micro-centrales hydroélectriques. De plus, les conceptions des petites centrales hydroélectriques mûrissent et mûrissent depuis longtemps dans l'esprit des gens attentionnés et créatifs.

Examinons les conceptions les plus populaires des mini-centrales hydroélectriques faites maison. Ainsi, les petites centrales hydroélectriques de petite taille sont toujours des centrales hydroélectriques à écoulement d'une capacité de plusieurs centaines de watts à plusieurs dizaines de kilowatts, utilisant l'énergie de la libre circulation de la rivière, dont les rotors peuvent être disposés de différentes manières. Il existe trois principaux types de rotors pour les mini-centrales hydroélectriques: une roue hydraulique, une guirlande et une hélice.

La roue hydraulique est installée perpendiculairement à la rivière, la plongeant dans l'eau moins de la moitié des omoplates. Le courant fait tourner la roue, percutant les pales, et la roue fait tourner le rotor du générateur (par l'intermédiaire d'un cardan, d'un engrenage ou d'un autre engrenage). Il s'agit du type de turbine le plus simple et le plus universel pour les mini-centrales hydroélectriques: elles sont les moins encombrantes, occupent la plus petite surface et ont le rendement le plus élevé.

Ces roues peuvent être installées sur la rivière ou même sur un petit ruisseau de montagne. Dans les modèles faits maison, vous pouvez souvent trouver un générateur de voiture converti en aimants permanents comme générateur. La puissance des modèles de roues atteint des unités de kilowatts.

Une centrale hydroélectrique de guirlande est un ensemble de longs câbles avec des rotors cylindriques fixés l'un après l'autre, qui sont transférés d'une rive à l'autre. Les rotors immergés dans l'eau tournent le long de la rivière, transformant les câbles en rotation, et les câbles font tourner le rotor du générateur à travers les engrenages.

Une telle construction est assez gourmande en matériaux et en quelque sorte dangereuse car elle bloque le lit de la rivière comme un barrage.

Une variante de cette idée est des rotors avec des pales sur un axe de rotation, qui transfèrent la rotation à travers un cardan à un générateur synchrone. Les générateurs de ce type sont fabriqués par kilowatt.

Hélice - elle ressemble à une éolienne avec de minces pales renversées sous l'eau, installée dans un tuyau. L'épaisseur des pales et le diamètre du tuyau dépendent de la vitesse d'écoulement au site d'installation du rotor. La rotation est ici transmise à travers la boîte de vitesses au rotor du générateur.

Ce type de turbine s'avère être le plus spécialisé, car la turbine est fabriquée strictement pour les conditions d'écoulement sur le site d'installation, de sorte que la vitesse de l'eau dans la conduite augmente.

Les générateurs de ce type ne sont pas seulement fabriqués de manière indépendante par des amateurs, ils sont également produits par l'industrie: une entreprise japonaise produit de tels générateurs d'une capacité de 250 watts.

Tout aussi important est l'équipement électrique installé dans la mini-centrale hydroélectrique. Il doit fonctionner de concert avec la pression et le débit, avoir une stabilisation et une électronique avec la possibilité de passer en commande manuelle, équipé de tous les types de protections, y compris contre les situations d'urgence.