Centrală mini-hidroelectrică casnică și analogii săi industriali

Articolul descrie și experimentează utilizarea diverselor mini-hidrocentrale industriale fabricate acasă și industriale.

Recent, din cauza creșterii tarifelor la energie electrică, sursele regenerabile de energie aproape gratuită devin din ce în ce mai relevante.

Din celebra triadă clasică: panouri solare, generatoare eoliene, hidrogeneratoare (HPS), acestea din urmă sunt cele mai complexe. În primul rând, lucrează în condiții agresive și, în al doilea rând, au timp de funcționare maxim pentru o perioadă de timp egală.

La fabricarea unui hidrogenerator improvizat, trebuie să lucrați mai mult și să alegeți materiale mai bune pentru a-i asigura durabilitatea. Dar un astfel de generator (cu o putere egală cu o moară de vânt și o baterie solară) va oferi, pentru o perioadă egală, mult mai multă energie.

Ce și cum să faci?

Cea mai ușoară cale de a face centrale hidroelectrice fără amortizare, deoarece Construcția barajului este destul de complexă și costisitoare și necesită adesea coordonarea cu autoritățile locale sau, cel puțin, cu vecinii. Centralele hidroelectrice inofensive sunt numite curgătoare. Există patru opțiuni principale pentru astfel de dispozitive: o roată de apă, o centrală hidroelectrică pentru ghirlandă, un rotor Darier și o elice.

Tipuri de mini-hidro

Roata de apă, Aceasta este o roată cu lame montate perpendicular pe suprafața apei. Roata este mai puțin de jumătate scufundată în curent. Apa apasă pe lame și rotește roata. Există, de asemenea, roți turbină cu lame speciale, optimizate pentru un flux fluid. Dar acestea sunt modele mai degrabă complexe, mai degrabă confecționate din fabrică decât făcute acasă.

Centrală hidroelectrică pentru ghirlande reprezintă un cablu, cu rotori fixate rigid pe el. Un cablu este aruncat de pe un mal al râului pe altul. Rotorii sunt ca niște perle înfundate pe un cablu și cufundate complet în apă. Fluxul de apă rotește rotoarele, rotoarele rotesc cablul. Un capăt al cablului este conectat la rulment, celălalt la arborele generatorului.

Rotary darya, Acesta este un rotor vertical care se rotește datorită diferenței de presiune pe lamele sale. Diferența de presiune este creată de fluxul de fluid pe suprafețe complexe. Efectul este similar cu ridicarea hidrofoilelor sau cu ridicarea unei aripi a avionului.

elice - Acesta este o „moară de vânt” subacvatică cu rotor vertical. Spre deosebire de aer, elica subacvatică are lame de lățime minimă. Pentru apă, este suficientă o lățime a lamei de numai 2 cm. Cu această lățime, va exista o rezistență minimă și o viteză de rotație maximă. Această lățime a lamei a fost selectată pentru un debit de 0,8-2 metri pe secundă. La viteze mari, alte dimensiuni pot fi optime.

Vezi și aici:Mini și microhidrocentrale - proiecte și aplicații populare

Avantajele și dezavantajele diferitelor sisteme pentru crearea unei stații hidroelectrice improvizate

deficiențe centrală hidroelectrică pentru ghirlandă evident: consum mare de materiale, pericol pentru alții (un cablu lung subacvatic, rotori ascunse în apă, blocarea râului), eficiență scăzută. Centrala hidroelectrică pentru ghirlande este un mic baraj. Rotary darya dificil de fabricat, la începutul lucrării trebuie nepătat. Dar este atractiv prin faptul că axa rotorului este amplasată pe verticală și se poate efectua decolarea deasupra apei fără angrenaje suplimentare. Un astfel de rotor se va roti cu orice schimbare în direcția debitului.

Astfel, din punct de vedere al simplității fabricării și obținerea eficienței maxime cu costuri minime, este necesar să alegeți un design de tipul roată de apă sau elice. Majoritatea produselor de casă folosesc aceste opțiuni.

De unde să înceapă?

Dacă decideți construiește-ți mini hidro, atunci primul lucru de făcut este să măsurați viteza râului. Pentru a realiza acest lucru este destul de simplu: înarmați-vă cu un cronometru, măsurați în pași de 10 metri în amonte, aruncați un pivot în apă și măsurați timpul de trecere al acestor 10 metri.Împărțind contoarele cu secunde, obțineți debitul. Experiența a arătat că, dacă viteza este mai mică de 1 m / s, atunci o centrală hidroelectrică eficientă nu va funcționa.

De exemplu, putem oferi o relație obținută experimental între debitul m / s și puterea eliminată din arborele șurubului kW (diametrul șurubului 1 metru). Deci: 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 etc. Puterea este proporțională cu cubul vitezei de curgere. Dacă debitul din iazul dvs. este insuficient, încercați să aranjați o diferență suficientă de înălțime pentru debitul de fluid.

Acest lucru se poate realiza prin instalarea unei conducte de scurgere dintr-un iaz sau prin închiderea unui flux într-o țeavă și organizarea unei schimbări netede a diametrului conductei. Cu cât diametrul este mai mic la capătul conductei, cu atât debitul este mai mare. Dacă doar un mic curent curge lângă tine, atunci poți face un mic baraj pliabil și puneți hidrocentrala în spatele barajului.

Exemple de producție

Poate conduce câteva exemple de mini hidrocentrale de casă. Să începem cu cel mai simplu, care nu îți ia mult timp, dar ajută la crearea unei idei despre cum funcționează.

Luați o bicicletă obișnuită cu un generator de biciclete (mașină dinamică) și lumini pentru biciclete. Din fierul de acoperiș sau din foi de aluminiu, tăiem mai multe lame (2-3). Lamele trebuie să aibă lungimea de la muchia roții la butuc și lățimea de 2-4 cm. Lama este instalată între spițe, pentru fixarea marginilor lor sunt îndoite cu clește în jurul spițelor. Deoarece metalul lamelor este subțire, nu este dificil de făcut.

Dacă utilizați două lame, instalați-le unul lângă celălalt. Dacă doriți să adăugați mai multe lame, împărțiți circumferința roții la numărul de lame și setați-le la intervale regulate.

O astfel de stație microhidroelectrică este de mare ajutor pentru turiștii cu bicicleta dacă se opresc pe malul unui râu cu curent rapid. Apa va ajuta la aprinderea cortului și la încărcarea telefoanelor mobile. Puteți experimenta cu adâncimea roților. De obicei este scufundat de la o treime la jumătate.

Un alt exemplu de hidrogenerator este centrala microhidroelectrica pentru alimentarea unei ferme mici, cu o capacitate de 3-5 kW. Debitul de putere care roteste roata este de aproximativ 100 de litri pe secundă. Pentru fabricarea de materiale utilizate improvizate, dintre acestea. Ce se poate găsi în depozitul de deșeuri.

Roata rotorului era realizată dintr-un tambur metalic dintr-un cablu. Diametrul tamburului este de 2200 mm. Tamburul a fost tăiat cu o râșniță și digerat. Distanța dintre obraji a fost de 300 mm. La un unghi de 45 de grade față de rază, au fost sudate 18 lame. Materialul lamelor este resturile tamburului tăiat. Tamburul se rotește pe rulmenți, un cadru de țevi sau colțuri este folosit ca suport pentru structură.

Pe roată este montată o cutie de viteze cu lanț, cu un raport de viteză de patru. În plus, rotația este transmisă prin arborele de acțiune din Zhiguli VAZ 211. Cardanul poate reduce vibrațiile și reduce cerințele pentru alinierea unității de acționare și a generatorului. Generatorul și alte electricități și mecanici asociate acestuia sunt închise cu o carcasă (recipient) impermeabilă. Acest lucru este realizat pentru siguranță și durabilitate.

În interiorul carcasei, este instalată o treaptă de viteză cu un coeficient de 40 și un generator trifazat. Viteza de rotație a generatorului este de aproximativ 3000 rpm. Coeficientul total de reducere a două cutii de viteze (lanț și angrenaj) 160. Astfel, roata de apă se rotește cu o viteză de aproximativ 18-20 de rotații pe minut.

Un generator de inducție dezafectat a fost folosit ca generator, unitatea de control a fost preluată de la un vechi concasor de alimentare dezafectat fabricat în 1953. Un cablu de VVG NG 2x4 pătrate este întins de la generator la fermă. Cablul este montat pe stâlpi improvizați.

Materialele și fabricația costă 10.000 de ruble. Cea mai mare parte a banilor este salariul muncitorilor și al unui sudor. Suma poate fi și mai mică, deoarece în Rusia există atât de multe depozite în care se aruncă echipamente complet eficiente, iar propriul cap și mâini te vor ajuta să economisești bani.

Ce oferă industria

În prezent, puține întreprinderi interne oferă mini hidro la preturi rezonabile. De exemplu, un mini HPP similar (3-5 kW) ar costa 300-400 mii de ruble. Mai multe detalii despre specificul problemei găsiți la link-uri:

Cu cât trăiești mai mult, cu atât îți dai seama că criza se cuibărește în capul liderilor noștri. Rusia este o țară autosuficientă, deoarece are totul - resurse, oameni talentați și un milion de direcții pentru cei care vor să schimbe ceva în bine. Trebuie să ne străduim ceva - cel mai lung drum începe cu primul pas. Faceți-o și descrieți-vă realizările. Împărtășește-ți experiența.