Домашна мини-водноелектрическа централа и нейните промишлени аналози

Статията описва и изпитва използването на различни домашни и промишлени мини-водноелектрически централи.

Напоследък, поради увеличението на тарифите за електроенергия, възобновяемите източници на почти безплатна енергия стават все по-актуални.

От известната класическа триада: слънчеви панели, ветрогенератори, хидрогенератори (HPS), последните са най-сложни. Първо, те работят в агресивни условия и второ, имат максимално време за работа за равен период от време.

При производството на импровизиран хидрогенератор е необходимо да работите по-усилено и да изберете по-добри материали, за да осигурите неговата трайност. Но такъв генератор (с еднаква мощност с вятърна мелница и слънчева батерия) ще даде за равен период от време много повече енергия.

Какво и как да направя?

Най-лесният начин да направите безпроблемни водноелектрически централи, защото Строежът на язовира е доста сложен и скъп и често изисква координация с местните власти или поне със съседите. Безобидните водноелектрически централи се наричат ​​течащи. Има четири основни опции за такива устройства: водно колело, гирлянда на водноелектрическа централа, ротор на Darier и витло.

Видове мини-хидро

Водно колело, Това е колело с лопатки, монтирани перпендикулярно на повърхността на водата. Колелото е по-малко от половината потопено в потока. Водата натиска върху лопатките и завърта колелото. Има и турбинни колела със специални остриета, оптимизирани за поток от течност. Но това са по-скоро сложни дизайни, по-скоро фабрични, отколкото домашни.

ВЕЦ „Гарланд“ представлява кабел, с ротори, неподвижно фиксирани върху него. Кабел се хвърля от един речен бряг до друг. Роторите са като мъниста, нанизани на кабел и напълно потопени във вода. Потокът от вода върти роторите, роторите завъртат кабела. Единият край на кабела е свързан към лагера, другият към вала на генератора.

Ротор даря, Това е вертикален ротор, който се върти поради разликата в налягането на остриетата му. Разликата в налягането се създава от потока на течността по сложни повърхности. Ефектът е подобен на повдигането на хидропласти или на повдигането на крило на самолет.

перка - Това е подводна "вятърна мелница" с вертикален ротор. За разлика от въздуха, подводният витъл има остриета с минимална ширина. За вода е достатъчна ширина на острието само 2 см. С тази ширина ще има минимално съпротивление и максимална скорост на въртене. Тази ширина на острието е избрана за скорост на потока от 0,8-2 метра в секунда. При високи скорости други размери може да са оптимални.

Вижте също тук:Мини и микро ВЕЦ - популярни дизайни и приложения

Предимства и недостатъци на различните системи за създаване на импровизирана водноелектрическа станция

недостатъци гирлянди хидроелектростанция очевидно: висока консумация на материали, опасност за другите (дълъг подводен кабел, ротори, скрити във водата, блокиращи реката), ниска ефективност. ВЕЦ „Гарланд“ е малък язовир. Ротор даря труден за производство, в началото на работата трябва да се развие. Но е привлекателно с това, че оста на ротора е разположена вертикално и излитането на мощност може да се извършва над водата, без допълнителни предавки. Такъв ротор ще се върти с всяка промяна в посоката на потока.

По този начин, от гледна точка на простотата на производство и постигането на максимална ефективност при минимални разходи, е необходимо да се избере тип дизайн водно колело или перка, Повечето домашни продукти използват именно тези опции.

Откъде да започнем?

Ако решите изгради своя мини хидро, тогава първото нещо, което трябва да направите, е да измерите скоростта на реката. За да постигнете това е съвсем просто: въоръжете се с хронометър, измерете на стъпки от 10 метра нагоре по течението, хвърлете плъзгач във водата и измерете времето за преминаване на тези 10 метра.Разделяйки електромерите на секунди, получавате дебита. Опитът показва, че ако скоростта е по-малка от 1 m / s, ефективната водноелектрическа централа няма да работи.

Например, можем да дадем връзка, получена експериментално, между скоростта на потока m / s и мощността, отстранена от вала на винта kW (диаметър на винта 1 метър). И така: 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 и т.н. Мощността е пропорционална на куба на скоростта на потока. Ако скоростта на потока във вашето езерце е недостатъчна, опитайте се да организирате достатъчна разлика във височината за потока на течността.

Това може да стане чрез инсталиране на дренажна тръба от езерце или чрез затваряне на поток в тръба и организиране на плавна промяна в диаметъра на тръбата. Колкото по-малък е диаметърът в края на тръбата, толкова по-голям е дебитът. Ако близо до вас тече само малък поток, тогава можете да направите малък сгъваем язовир и да поставите вашата водноелектрическа станция зад язовира.

Примери за производство

Може да доведе някои примери за домашно направени мини водноелектрически централи, Нека започнем с най-простия, който не ви отнема много време, но помага да създадете представа за това как работи.

Вземете обикновен мотор с велосипеден генератор (динамо машина) и велосипедни светлини. От покривното желязо или от листовия алуминий изрязваме няколко остриета (2-3). Остриетата трябва да са с дължина от джантата на колелото до главината и с ширина 2-4 см. Остриетата са инсталирани между спиците, за закрепване на краищата им те са огънати с клещи около спиците. Тъй като металът на остриетата е тънък, това не е трудно да се направи.

Ако използвате две остриета, след това ги инсталирайте един срещу друг. Ако искате да добавите още остриета, разделете обиколката на колелата на броя остриета и ги настройте на равни интервали.

Такава микро хидроелектростанция е от голяма полза за колоездачите на туристите, ако са спрели на брега на река с бърз ток. Водата ще помогне да запалите палатката и да зареждате мобилни телефони. Можете да експериментирате с дълбочината на колелата. Обикновено се потапя от една трета до половината.

Друг пример за хидрогенератор е микро-водноелектрическа централа за захранване на малка ферма, с мощност 3-5 кВт, Потокът на мощността, който върти колелото, е приблизително 100 литра в секунда. За производството на използвани само импровизирани материали, от тези. Какво може да се намери в депото.

Роторното колело беше направено от метален барабан от кабел. Диаметърът на барабана е 2200 мм. Барабанът беше нарязан с мелница и изкопан. Разстоянието между бузите беше 300 мм. Под ъгъл от 45 градуса спрямо радиуса бяха заварени 18 остриета. Материалът на остриетата са останките на изрязания барабан. Барабанът се върти върху лагери, рамка от тръби или ъгли се използва като опора за конструкцията.

На колелото е монтирана верижна скоростна кутия, с предавателно число четири. Освен това въртенето се предава през задвижващия вал от VAZ 2101 Zhiguli.Карданът може да намали вибрациите и да намали изискванията за подравняване на задвижването и генератора. Генераторът и други електрически уреди и механика, свързани с него, са затворени с водоустойчив корпус (контейнер). Това се прави за безопасност и дълготрайност.

Вътре в корпуса са монтирани повишаваща предавка с коефициент 40 и трифазен генератор. Скоростта на въртене на генератора е приблизително 3000 об / мин. Общият коефициент на намаляване на две скоростни кутии (верига и предавка) 160. По този начин водното колело се върти със скорост около 18-20 оборота в минута.

Като генератор е използван изведен от употреба индукционен двигател, а управляващото устройство е взето от стара изведена от експлоатация дробилка за захранване, произведена през 1953 г. От генератора до фермата е опънат кабел от VVG NG 2x4 квадрата. Кабелът е монтиран на импровизирани стълбове.

Материалите и производството струват 10 000 рубли. Повечето пари са заплатата на работниците и заварчика. Сумата може да е още по-малка, защото в Русия има толкова много депа, където се хвърля напълно ефективно оборудване и собствената ви глава и ръце ще ви помогнат да спестите пари.

Какво предлага индустрията

Понастоящем малко местни предприятия предлагат мини хидро на разумни цени. Например, подобна мини ВЕЦ (3-5 кВт) би струвала 300-400 хиляди рубли. Повече подробности за спецификата на изданието можете да намерите на линковете:

Колкото по-дълго живеете, толкова повече осъзнавате, че кризата гнезди в главите на нашите лидери. Русия е самодостатъчна страна, защото в него има всичко - ресурси, талантливи хора и милион направления за тези, които искат да променят нещо към по-добро. Имаме към какво да се стремим - най-дългият път започва с първата стъпка. Направете го и опишете постиженията си. Споделете вашия опит.