Domácí mini-hydroelektrárna a její průmyslové analogy

Článek popisuje a prožívá využití různých domácích a průmyslových mini-hydroelektráren.

V poslední době se v důsledku zvyšování sazeb za elektřinu stávají stále více relevantní obnovitelné zdroje téměř volné energie.

Ze slavné klasické trojice: solární panely, větrné generátory, hydrogenerátory (HPS), ty druhé jsou nejsložitější. Zaprvé pracují v agresivních podmínkách a zadruhé, mají maximální provozní dobu po stejnou dobu.

Při výrobě domácího hydrogenerátoru musíte pracovat tvrději a vybrat si lepší materiály, aby byla zajištěna jeho životnost. Ale takový generátor (se stejným výkonem jako větrná turbína a solární baterie) bude produkovat za stejné časové období mnohem více energie.

Co a jak dělat?

Nejjednodušší způsob, jak udělat neškodné vodní elektrárny, protože stavba hráze je poměrně komplikovaná a nákladná a často vyžaduje koordinaci s místními úřady nebo alespoň se sousedy. Neškodné vodní elektrárny se nazývají tekoucí. Pro taková zařízení existují čtyři hlavní možnosti: vodní kolo, větrná vodní elektrárna, Darierův rotor a vrtule.

Typy mini-hydro

Vodní kolo, Jedná se o kolo s lopatkami namontovanými kolmo k hladině vody. Kolo je méně než polovina ponořena do proudu. Voda tlačí na čepele a otáčí kolem. K dispozici jsou také turbínová kola se speciálními lopatkami optimalizovanými pro proud tekutiny. Jedná se však o poněkud složité návrhy, spíše vyrobené z výroby než z domova.

Garlandská vodní elektrárna představuje kabel s pevně upevněnými rotory. Kabel je hozen z jednoho břehu řeky na druhý. Rotory jsou jako korálky navlečené na kabelu a zcela ponořené do vody. Proud vody točí rotory, rotory točí kabel. Jeden konec kabelu je připojen k ložisku a druhý k hřídeli generátoru.

Rotor darya, Jedná se o vertikální rotor, který se otáčí kvůli rozdílu tlaku na jeho lopatkách. Tlakový rozdíl je vytvářen proudem tekutiny přes složité povrchy. Účinek je podobný zdvihu křídlových křídel nebo zvedání křídla letadla.

Vrtule - Jedná se o podvodní „větrný mlýn“ s vertikálním rotorem. Na rozdíl od vzduchu má podvodní vrtule lopatky o minimální šířce. Pro vodu postačuje šířka kotouče pouze 2 cm, s touto šířkou bude existovat minimální odpor a maximální rychlost otáčení. Tato šířka lopatky byla vybrána pro průtok 0,8 až 2 metry za sekundu. Při vysokých rychlostech mohou být optimální jiné velikosti.

Viz také zde:Mini a mikro vodní elektrárny - oblíbené návrhy a aplikace

Výhody a nevýhody různých systémů vytvořit provizorní vodní elektrárnu

Nevýhody věnec vodní elektrárna zřejmé: vysoká spotřeba materiálu, nebezpečí pro ostatní (dlouhý podvodní kabel, rotory skryté ve vodě, blokující řeku), nízká účinnost. Vodní elektrárna Garland je malá přehrada. Rotor darya těžko vyrobitelné, na začátku práce musí být rozpletené. Je však atraktivní, že osa rotoru je umístěna svisle a vývod výkonu může být prováděn nad vodou bez dalších převodových stupňů. Takový rotor se bude otáčet při jakékoli změně směru toku.

Z hlediska jednoduchosti výroby a dosažení maximální účinnosti při minimálních nákladech je tedy nutné zvolit typovou konstrukci vodní kolo nebo vrtule. Většina domácích produktů tyto možnosti používá.

Kde začít?

Pokud se rozhodnete postavte si mini hydro, pak první věc, kterou musíte udělat, je změřit rychlost řeky. To je docela jednoduché: vyzbrojte se stopkami, změřte v krocích po 10 metrech proti proudu, vhoďte pramen do vody a změřte dobu průchodu těchto 10 metrů.Vydělením metrů za sekundy získáte průtok. Zkušenost ukázala, že pokud je rychlost menší než 1 m / s, nebude účinná vodní elektrárna fungovat.

Například můžeme dát vztah získaný experimentálně mezi průtokem m / sa výkonem odebraným z hřídele šroubu kW (průměr šroubu 1 metr). Takže: 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 atd. Síla je úměrná krychli rychlosti proudění. Pokud je průtok v jezírku nedostatečný, zkuste zajistit dostatečný výškový rozdíl pro průtok tekutiny.

Toho lze dosáhnout instalací odtokové trubky z rybníka nebo uzavřením proudu do potrubí a uspořádáním hladké změny průměru potrubí. Čím menší je průměr na konci trubky, tím větší je průtok. Pokud k vám proudí jen malý potok, můžete udělat malou skládací hráz a umístit vodní elektrárnu za hráz.

Příklady výroby

Může vést některé příklady domácích malých vodních elektráren. Začněme od nejjednoduššího, což vám nebere moc času, ale pomáhá vytvořit představu o tom, jak to funguje.

Vezměte si pravidelné kolo s generátorem kol (dynamo stroj) a osvětlení kol. Ze střešní železo nebo z hliníkového plechu jsme vystřihli několik lopatek (2-3). Čepele by měly mít délku od ráfku kola k náboji a široké 2-4 cm. Čepele jsou instalovány mezi paprsky, pro upevnění jejich okrajů jsou ohnuty kleštěmi kolem paprsků. Protože kov čepelí je tenký, není obtížné to udělat.

Pokud používáte dvě nože, nainstalujte je proti sobě. Pokud chcete přidat více nožů, rozdělte obvod kola počtem nožů a pravidelně je nastavujte.

Taková mikroelektrická stanice je velkým pomocníkem pro cyklisty, pokud se zastaví na břehu řeky s rychlým proudem. Voda pomůže zapálit stan a nabít mobilní telefony. Můžete experimentovat s hloubkou kol. Obvykle se ponoří z jedné třetiny na polovinu.

Dalším příkladem hydrogenerátoru je mikro-hydroelektrárna pro napájení malé farmy, s kapacitou 3 - 5 kW. Tok energie, který otáčí kolem, je přibližně 100 litrů za sekundu. K výrobě použitých pouze improvizovaných materiálů. Co najdete na skládce.

Rotorové kolo bylo vyrobeno z kovového bubnu z kabelu. Průměr bubnu je 2200 mm. Buben byl řezán mlýnem a tráven. Vzdálenost mezi tvářemi byla 300 mm. V úhlu 45 stupňů k poloměru bylo svařeno 18 lopatek. Materiál lopatek je zbytkem řezaného bubnu. Buben se otáčí na ložiskách, jako nosič pro konstrukci se používá rám trubek nebo rohů.

Na kolo je namontována řetězová převodovka s převodovým poměrem čtyři. Dále je rotace přenášena přes hnací hřídel z VAZ 2101 Zhiguli Kardan může snížit vibrace a snížit požadavky na vyrovnání pohonu a generátoru. Generátor a další související elektrika a mechanika jsou uzavřeny vodotěsným pouzdrem (nádobou). Děje se to kvůli bezpečnosti a trvanlivosti.

Uvnitř skříně je instalováno stupňové kolo s koeficientem 40 a trojfázový generátor. Rychlost otáčení generátoru je přibližně 3000 ot / min. Celkový redukční koeficient dvou převodovek (řetěz a převodovka) je 160. Vodní kolo se tedy otáčí rychlostí asi 18-20 otáček za minutu.

Jako generátor byl použit vyřazený indukční motor, řídicí jednotka byla odebrána ze starého vyřazeného drtiče krmiva vyrobeného v roce 1953. Kabel čtverců VVG NG 2x4 je natažen z generátoru na farmu. Kabel je namontován na provizorních sloupech.

Materiály a výrobní náklady činí 10 000 rublů. Většina peněz je plat pracovníků a svářeč. Tato částka může být ještě menší, protože v Rusku existuje tolik skládek, kde je hozeno zcela efektivní vybavení a vaše vlastní hlava a ruce vám pomohou ušetřit peníze.

Co průmysl nabízí

V současné době nabízí jen málo tuzemských podniků mini hydro za rozumné ceny. Například, podobný mini HPP (3-5 kW) by stál 300-400 tisíc rublů. Další podrobnosti o specifikách problému naleznete na odkazech:

Čím déle budete žít, tím více si uvědomíte, že krize leží v hlavách našich vůdců. Rusko je soběstačná země, protože má všechno - zdroje, talentované lidi a milion směrů pro ty, kteří chtějí něco změnit k lepšímu. Musíme se o něco usilovat - nejdelší cesta začíná prvním krokem. Udělejte to a popište své úspěchy. Podělte se o své zkušenosti.