Pašmāju mini-hidroelektrostacija un tās rūpnieciskie analogi

Rakstā aprakstīta un pieredzēta dažādu mājās gatavotu un rūpnieciski ražotu mini-hidroelektrostaciju izmantošana.

Nesen pieaugošo elektroenerģijas tarifu dēļ gandrīz bezmaksas enerģijas atjaunojamie avoti kļūst arvien aktuālāki.

No slavenās klasiskās triādes: saules paneļi, vēja ģeneratori, hidroģeneratori (HPS), pēdējie ir vissarežģītākie. Pirmkārt, viņi strādā agresīvos apstākļos, un, otrkārt, viņiem ir maksimālais darbības laiks vienādā laika posmā.

Ražojot īslaicīgu hidroģeneratoru, jums vairāk jāstrādā un jāizvēlas labāki materiāli, lai nodrošinātu tā izturību. Bet šāds ģenerators (ar vienādu jaudu ar vējdzirnavām un saules bateriju) uz vienādu laika posmu izdalīs daudz vairāk enerģijas.

Ko un kā darīt?

Vienkāršākais veids, kā veikt bezspēcīgas hidroelektrostacijas, jo aizsprostu būvniecība ir diezgan sarežģīta un dārga, un to bieži prasa saskaņot ar vietējām varas iestādēm vai vismaz ar kaimiņiem. Bezšuvju hidroelektrostacijas sauc par plūstošām. Šādām ierīcēm ir četras galvenās iespējas: ūdens ritenis, vītnes hidroelektrostacija, Dariera rotors un dzenskrūve.

Minihidro veidi

Ūdens ritenis, Šis ir ritenis ar asmeņiem, kas uzstādīti perpendikulāri ūdens virsmai. Ritenis ir mazāk nekā puse iegremdēts straumē. Ūdens nospiež uz asmeņiem un pagriež riteni. Ir arī turbīnu riteņi ar īpašām lāpstiņām, kas optimizētas šķidruma plūsmai. Bet tie ir diezgan sarežģīti dizaini, drīzāk rūpnīcā, nevis mājās.

Garland hidroelektrostacija apzīmē kabeli ar stingri piestiprinātiem rotoriem. No viena upes krasta uz otru tiek izmests kabelis. Rotori ir kā lodītes, kas savērtas uz kabeļa un pilnībā iegremdētas ūdenī. Ūdens plūsma rotē rotorus, rotors rotē vadu. Kabeļa viens gals ir savienots ar gultni, otrs - pie ģeneratora vārpstas.

Rotora darya, Tas ir vertikāls rotors, kas griežas spiediena starpības dēļ uz tā asmeņiem. Spiediena starpību rada šķidruma plūsma pa sarežģītām virsmām. Efekts ir līdzīgs zemūdens spārnu pacelšanai vai lidmašīnas spārna pacelšanai.

Dzenskrūve - Tas ir zemūdens “vējdzirnavas” ar vertikālu rotoru. Atšķirībā no gaisa, zemūdens dzenskrūvei ir minimālā platuma asmeņi. Ūdenim pietiek tikai ar 2 cm asmena platumu.Šim platumam būs minimāla pretestība un maksimāls griešanās ātrums. Šis lāpstiņas platums tika izvēlēts ar plūsmas ātrumu 0,8-2 metri sekundē. Lielā ātrumā citi izmēri var būt optimāli.

Skatīt arī šeit:Mini un mikroelektrostacijas - populārs dizains un pielietojums

Dažādu sistēmu priekšrocības un trūkumi izveidot īslaicīgu hidroelektrostaciju

Trūkumi vītnes hidroelektrostacija acīmredzams: liels materiālu patēriņš, briesmas citiem (garš zemūdens kabelis, ūdenī paslēpti rotori, aizsprostojot upi), zema efektivitāte. Garland hidroelektrostacija ir mazs aizsprosts. Rotora darya grūti izgatavojams, darba sākumā tam jābūt savītām. Bet tas ir pievilcīgi ar to, ka rotora ass atrodas vertikāli un jaudas noņemšanu var veikt virs ūdens, bez papildu pārnesumiem. Šāds rotors rotēs, mainoties plūsmas virzienam.

Tādējādi no ražošanas vienkāršības un maksimālas efektivitātes iegūšanas ar minimālām izmaksām ir jāizvēlas tipa dizains ūdens ritenis vai dzenskrūve. Lielākā daļa mājās gatavoto izstrādājumu izmanto tieši šīs iespējas.

Kur sākt?

Ja jūs nolemjat veidot savu mini hidro, tad pirmais, kas jādara, ir izmērīt upes ātrumu. Lai to izdarītu, ir pavisam vienkārši: apbruņojieties ar hronometru, mēriet 10 metru soļos augšpus straumes, iemetiet šķēli ūdenī un izmēriet šo 10 metru caurbraukšanas laiku.Sadalot skaitītājus ar sekundēm, jūs iegūstat plūsmas ātrumu. Pieredze rāda: ja ātrums ir mazāks par 1 m / s, efektīva hidroelektrostacija nedarbosies.

Piemēram, mēs varam dot eksperimentāli iegūtu attiecību starp plūsmas ātrumu m / s un jaudu, kas noņemta no skrūves ass (kW skrūves diametrs 1 metrs). Tātad: 0,5 m / s - 0,03 kW, 0,7 m / s - 0,07 kW, 1 - 0,14, 1,5 - 0,31, 2 - 0,55, 2,5 - 0,86, 3 - 1,24, 4 - 2,2 utt. Jauda ir proporcionāla plūsmas ātruma kubam. Ja plūsmas ātrums jūsu dīķī ir nepietiekams, mēģiniet noorganizēt pietiekamu šķidruma plūsmas augstuma starpību.

To var izdarīt, uzstādot kanalizācijas cauruli no dīķa vai noslēdzot straumi caurulē un organizējot vienmērīgas caurules diametra izmaiņas. Jo mazāks ir diametrs caurules galā, jo lielāks ir plūsmas ātrums. Ja netālu no jums tek tikai neliela straume, jūs varat izveidot nelielu saliekamu aizsprostu un novietot savu hidroelektrostaciju aiz aizsprosta.

Ražošanas piemēri

Var novest daži mājās gatavotu mini hidroelektrostaciju piemēri. Sāksim ar vienkāršāko, kas neaizņem daudz laika, bet palīdz radīt priekšstatu par tā darbību.

Paņemiet parastu velosipēdu ar velosipēdu ģeneratoru (dinamo mašīna) un velosipēdu lukturi. No jumta dzelzs vai no lokšņu alumīnija mēs izgriezām vairākus asmeņus (2-3). Asmeņiem jābūt garumā no riteņa loka līdz rumbai, un tie ir 2–4 cm plati. Asmeņi ir uzstādīti starp spieķiem, lai to malas nostiprinātu, tie ir saliekti ar knaibles ap spieķiem. Tā kā asmeņu metāls ir plāns, to nav grūti izdarīt.

Ja izmantojat divus asmeņus, uzstādiet tos pretī viens otram. Ja vēlaties pievienot vairāk asmeņu, sadaliet riteņa apkārtmēru ar asmeņu skaitu un iestatiet tos ar regulāriem intervāliem.

Šāda mikro hidroelektrostacija ir ļoti noderīga riteņbraukšanas tūristiem, ja viņi apstājas upes krastā ar strauju straumi. Ūdens palīdzēs apgaismot telti un uzlādēt mobilos telefonus. Jūs varat eksperimentēt ar riteņu dziļumu. Parasti tas tiek iegremdēts no vienas trešdaļas uz pusi.

Vēl viens hidroģeneratora piemērs ir mikrohidroelektrostacija mazas fermas energoapgādei ar jaudu 3-5 kW. Jaudas plūsma, kas rotē riteni, ir aptuveni 100 litri sekundē. Tikai tādu improvizētu materiālu ražošanai, kuri ir izmantoti. Ko var atrast poligonā.

Rotora ritenis bija izgatavots no metāla trumuļa no kabeļa. Bungas diametrs ir 2200 mm. Bungu sagrieza ar dzirnaviņām un sagremot. Attālums starp vaigiem bija 300 mm. 45 grādu leņķī pret rādiusu tika metināti 18 asmeņi. Asmeņu materiāls ir sagrieztā bungas paliekas. Bungas rotē uz gultņiem, kā konstrukcijas balstu tiek izmantots cauruļu vai stūru rāmis.

Uz riteņa ir uzstādīta ķēdes pārnesumkārba, kuras pārnesumskaitlis ir četri. Turklāt rotācija tiek pārvadīta caur piedziņas vārpstu no automašīnas VAZ 2101 Zhiguli.Kardāns var samazināt vibrāciju un samazināt piedziņas un ģeneratora izlīdzināšanas prasības. Ģeneratoru un citus ar to saistītos elektriskos un mehāniskos materiālus noslēdz ūdensnecaurlaidīgs apvalks (konteiners). Tas tiek darīts drošības un izturības dēļ.

Korpusa iekšpusē ir uzstādīta pastiprināma pārnesumkārba ar koeficientu 40 un trīsfāzu ģenerators. Ģeneratora griešanās ātrums ir aptuveni 3000 apgr./min. Divu pārnesumkārbu (ķēdes un pārnesumu) kopējais samazināšanas koeficients 160. Tādējādi ūdens ritenis griežas ar ātrumu aptuveni 18-20 apgriezienus minūtē.

Par ģeneratoru tika izmantots pārtraukts indukcijas motors, vadības bloks tika ņemts no vecā, 1953. gadā ražotā pārtrauktā padeves drupinātāja. No ģeneratora līdz fermai ir izstiepts VVG NG 2x4 kvadrātu kabelis. Kabelis ir uzstādīts uz pagrieziena stabiem.

Materiāli un izgatavošana maksāja 10 000 rubļu. Lielākā naudas daļa ir strādnieku un metinātāja alga. Summa var būt vēl mazāka, jo Krievijā ir tik daudz poligonu, kur tiek izmests pilnīgi efektīvs aprīkojums, un jūsu pašu galva un rokas palīdzēs jums ietaupīt naudu.

Ko piedāvā nozare

Pašlaik tikai daži vietējie uzņēmumi piedāvā mini hidro par saprātīgām cenām. Piemēram, līdzīga mini HES (3-5 kW) maksātu 300-400 tūkstošus rubļu. Plašāku informāciju par problēmas specifiku var atrast saitēs:

Jo ilgāk dzīvojat, jo vairāk saprotat, ka krīze slēpjas mūsu vadītāju galvās. Krievija ir pašpietiekama valsts, jo tam ir viss - resursi, talantīgi cilvēki un miljons virzienu tiem, kas vēlas kaut ko mainīt uz labo pusi. Mums ir uz ko tiekties - garākais ceļš sākas ar pirmo soli. Dariet to un aprakstiet savus sasniegumus. Dalieties pieredzē.