Selbstgemachtes Mini-Wasserkraftwerk und seine industriellen Analoga

Der Artikel beschreibt und erlebt den Einsatz verschiedener hausgemachter und industrieller Mini-Wasserkraftwerke.

In jüngster Zeit gewinnen erneuerbare Energiequellen aufgrund der Erhöhung der Stromtarife zunehmend an Bedeutung.

Aus der berühmten klassischen Triade: Sonnenkollektoren, Windgeneratoren, Hydrogeneratoren (HPS), letztere sind die komplexesten. Erstens arbeiten sie unter aggressiven Bedingungen und zweitens haben sie die gleiche Betriebszeit für den gleichen Zeitraum.

Bei der Herstellung eines hausgemachten Hydrogenerators müssen Sie härter arbeiten und bessere Materialien auswählen, um seine Haltbarkeit sicherzustellen. Ein solcher Generator (mit gleicher Leistung wie eine Windkraftanlage und eine Solarbatterie) wird jedoch für den gleichen Zeitraum viel mehr Energie produzieren.

Was und wie?

Der einfachste Weg, um damless Wasserkraftwerke zu machen, weil Der Bau des Staudamms ist recht kompliziert und teuer und erfordert häufig eine Abstimmung mit den örtlichen Behörden oder zumindest mit den Nachbarn. Damless Wasserkraftwerke werden als fließend bezeichnet. Für solche Geräte gibt es vier Hauptoptionen: ein Wasserrad, ein Girlanden-Wasserkraftwerk, einen Darier-Rotor und einen Propeller.

Arten von Mini-Hydro

WasserradDies ist ein Rad mit Klingen, die senkrecht zur Wasseroberfläche montiert sind. Das Rad ist weniger als zur Hälfte in den Strom eingetaucht. Wasser drückt auf die Klingen und dreht das Rad. Es gibt auch Turbinenräder mit speziellen Schaufeln, die für einen Flüssigkeitsstrom optimiert sind. Aber dies sind ziemlich komplexe Designs, eher fabrikmäßig als hausgemacht.

Garland Wasserkraftwerk stellt ein Kabel dar, an dem Rotoren fest befestigt sind. Ein Kabel wird von einem Flussufer zum anderen geworfen. Die Rotoren sind wie Perlen, die an einem Kabel aufgereiht und vollständig in Wasser getaucht sind. Der Wasserfluss dreht die Rotoren, die Rotoren drehen das Kabel. Ein Ende des Kabels ist mit dem Lager verbunden, das andere mit der Generatorwelle.

RotordaryaDies ist ein vertikaler Rotor, der sich aufgrund der Druckdifferenz an seinen Schaufeln dreht. Die Druckdifferenz entsteht durch den Flüssigkeitsstrom über komplexe Oberflächen. Der Effekt ähnelt dem Auftrieb von Tragflügelbooten oder dem Auftrieb eines Flugzeugflügels.

Propeller - Dies ist eine Unterwasser-Windmühle mit vertikalem Rotor. Im Gegensatz zu Luft hat der Unterwasserpropeller Blätter mit minimaler Breite. Für Wasser ist eine Schaufelbreite von nur 2 cm ausreichend. Bei einer solchen Breite gibt es einen minimalen Widerstand und eine maximale Drehzahl. Diese Schaufelbreite wurde für eine Flussrate von 0,8 bis 2 Metern pro Sekunde ausgewählt. Bei hohen Geschwindigkeiten können andere Größen optimal sein.

Siehe auch hier:Mini- und Kleinwasserkraftwerke - beliebte Designs und Anwendungen

Vor- und Nachteile verschiedener Systeme ein provisorisches Wasserkraftwerk zu schaffen

Nachteile Girlanden-Wasserkraftwerk offensichtlich: hoher Materialverbrauch, Gefahr für andere (langes Unterwasserkabel, im Wasser versteckte Rotoren, Blockierung des Flusses), geringer Wirkungsgrad. Das Wasserkraftwerk Garland ist ein kleiner Damm. Rotordarya schwer herzustellen, zu Beginn der Arbeit muss es aufgedreht werden. Es ist jedoch insofern attraktiv, als die Rotorachse vertikal angeordnet ist und der Nebenabtrieb ohne zusätzliche Zahnräder über dem Wasser durchgeführt werden kann. Ein solcher Rotor dreht sich bei jeder Änderung der Strömungsrichtung.

Unter dem Gesichtspunkt der Einfachheit der Herstellung und der Erzielung maximaler Effizienz bei minimalen Kosten ist es daher erforderlich, eine Konstruktion des Typs zu wählen Wasserrad oder Propeller. Die meisten hausgemachten Produkte verwenden genau diese Optionen.

Wo soll ich anfangen?

Wenn Sie sich entscheiden Bauen Sie Ihr Mini-HydroDann müssen Sie zuerst die Geschwindigkeit des Flusses messen. Um dies zu erreichen, ist es ganz einfach: Bewaffnen Sie sich mit einer Stoppuhr, messen Sie in Schritten von 10 Metern stromaufwärts, werfen Sie ein Band ins Wasser und messen Sie die Durchlaufzeit dieser 10 Meter.Durch Teilen der Zähler durch Sekunden erhalten Sie die Durchflussrate. Die Erfahrung hat gezeigt, dass ein effektives Wasserkraftwerk nicht funktioniert, wenn die Geschwindigkeit weniger als 1 m / s beträgt.

Zum Beispiel können wir eine experimentell erhaltene Beziehung zwischen der Durchflussrate m / s und der von der Welle der Schraube kW entfernten Leistung (Schneckendurchmesser 1 Meter) angeben. Also: 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 usw. Die Leistung ist proportional zum Würfel der Strömungsgeschwindigkeit. Wenn die Durchflussrate in Ihrem Teich nicht ausreicht, versuchen Sie, einen ausreichenden Höhenunterschied für den Flüssigkeitsfluss zu arrangieren.

Dies kann erreicht werden, indem ein Abflussrohr aus einem Teich installiert wird oder indem ein Strom in ein Rohr eingeschlossen wird und eine reibungslose Änderung des Rohrdurchmessers organisiert wird. Je kleiner der Durchmesser am Rohrende ist, desto größer ist die Durchflussmenge. Wenn nur ein kleiner Bach in Ihrer Nähe fließt, können Sie einen kleinen zusammenklappbaren Damm bauen und Ihr Wasserkraftwerk hinter den Damm stellen.

Produktionsbeispiele

Kann führen Einige Beispiele für hausgemachte Mini-Wasserkraftwerke. Beginnen wir mit dem Einfachsten, das nicht viel Zeit in Anspruch nimmt, aber dabei hilft, eine Vorstellung davon zu bekommen, wie es funktioniert.

Nehmen Sie ein normales Fahrrad mit einem Fahrradgenerator (Dynamomaschine) und Fahrradlichter. Aus dem Dacheisen oder aus Aluminiumblech schneiden wir mehrere Klingen (2-3) aus. Die Klingen sollten die Länge von der Felge bis zur Nabe haben und 2 bis 4 cm breit sein. Die Klingen sind zwischen den Speichen installiert, um ihre Kanten zu befestigen, werden sie mit einer Zange um die Speichen gebogen. Da das Metall der Klingen dünn ist, ist dies nicht schwierig.

Wenn Sie zwei Klingen verwenden, installieren Sie diese gegenüber. Wenn Sie weitere Blätter hinzufügen möchten, teilen Sie den Radumfang durch die Anzahl der Blätter und stellen Sie sie in regelmäßigen Abständen ein.

Ein solches Mikro-Wasserkraftwerk ist eine große Hilfe für Radsporttouristen, wenn sie mit schneller Strömung am Ufer eines Flusses anhalten. Wasser hilft, das Zelt anzuzünden und Handys aufzuladen. Sie können mit der Tiefe der Räder experimentieren. Normalerweise wird es von einem Drittel bis zur Hälfte eingetaucht.

Ein weiteres Beispiel für einen Hydrogenerator ist Mikro-Wasserkraftwerk zur Stromversorgung eines kleinen landwirtschaftlichen Betriebs mit einer Leistung von 3-5 kW. Der Kraftfluss, der das Rad dreht, beträgt ungefähr 100 Liter pro Sekunde. Für die Herstellung von gebrauchten nur improvisierten Materialien, von denen. Was kann in der Deponie gefunden werden.

Das Rotorrad bestand aus einer Metalltrommel aus einem Kabel. Der Durchmesser der Trommel beträgt 2200 mm. Die Trommel wurde mit einer Mühle geschnitten und verdaut. Der Abstand zwischen den Wangen betrug 300 mm. In einem Winkel von 45 Grad zum Radius wurden 18 Klingen geschweißt. Das Material der Klingen sind die Reste der geschnittenen Trommel. Die Trommel dreht sich auf Lagern, ein Rahmen aus Rohren oder Ecken dient als Stütze für die Struktur.

Am Rad ist ein Kettengetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von vier montiert. Ferner wird die Drehung vom VAZ 2101 Zhiguli über die Antriebswelle übertragen. Der Kardan kann Vibrationen reduzieren und die Anforderungen für die Ausrichtung von Antrieb und Generator verringern. Der Generator und andere damit verbundene Elektrik und Mechanik sind mit einem wasserdichten Gehäuse (Behälter) verschlossen. Dies geschieht aus Sicherheits- und Haltbarkeitsgründen.

Im Inneren des Gehäuses sind ein Aufwärtsgetriebe mit einem Koeffizienten von 40 und ein Drehstromgenerator installiert. Die Drehzahl des Generators beträgt ca. 3000 U / min. Der Gesamtreduzierungskoeffizient von zwei Getrieben (Kette und Getriebe) 160. Somit dreht sich das Wasserrad mit einer Geschwindigkeit von etwa 18 bis 20 Umdrehungen pro Minute.

Als Generator wurde ein stillgelegter Induktionsmotor verwendet, die Steuereinheit wurde einem alten stillgelegten Vorschubbrecher entnommen, der 1953 hergestellt wurde. Ein Kabel aus VVG NG 2x4-Quadraten wird vom Generator zur Farm gespannt. Das Kabel ist an provisorischen Stangen montiert.

Material und Herstellung kosten 10.000 Rubel. Das meiste Geld ist das Gehalt von Arbeitern und Schweißern. Der Betrag kann sogar noch geringer sein, da es in Russland so viele Deponien gibt, auf denen völlig effiziente Geräte entsorgt werden und Ihr eigener Kopf und Ihre eigenen Hände Ihnen helfen, Geld zu sparen.

Was die Industrie bietet

Derzeit bieten nur wenige inländische Unternehmen an Mini Hydro zu vernünftigen Preisen. Zum Beispiel würde ein ähnliches Mini-HPP (3-5 kW) 300-400.000 Rubel kosten. Weitere Details zu den Besonderheiten des Problems finden Sie unter den folgenden Links:

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