Οικιακός μίνι υδροηλεκτρικός σταθμός και τα βιομηχανικά του ανάλογα

Το άρθρο περιγράφει και δοκιμάζει τη χρήση διαφόρων οικιακών και βιομηχανικών μίνι υδροηλεκτρικών σταθμών.

Πρόσφατα, λόγω της αύξησης των τιμολογίων ηλεκτρικής ενέργειας, οι ανανεώσιμες πηγές σχεδόν ελεύθερης ενέργειας αποκτούν όλο και μεγαλύτερη σημασία.

Από τη διάσημη κλασική τριάδα: ηλιακών συλλεκτών, ανεμογεννήτριες, οι υδροηλεκτρικοί (HPS), οι τελευταίοι είναι οι πιο πολύπλοκοι. Πρώτον, εργάζονται σε επιθετικές συνθήκες και, δεύτερον, έχουν μέγιστο χρόνο λειτουργίας για μια ίση χρονική περίοδο.

Κατά την κατασκευή ενός σπιτιού υδροηλεκτρικού, θα πρέπει να εργαστείτε σκληρότερα και να επιλέξετε καλύτερα υλικά για να εξασφαλίσετε την αντοχή του. Αλλά μια τέτοια γεννήτρια (με την ίδια ισχύ με έναν ανεμόμυλο και μια ηλιακή μπαταρία) θα δώσει, για ίσο χρονικό διάστημα, πολύ περισσότερη ενέργεια.

Τι και πώς να το κάνουμε;

Ο ευκολότερος τρόπος για να κάνετε αδιόρθωτους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, γιατί η κατασκευή του φράγματος είναι αρκετά περίπλοκη και δαπανηρή και συχνά απαιτεί συντονισμό με τις τοπικές αρχές ή, τουλάχιστον, με τους γείτονες. Οι αδιάλλακτοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής καλούνται ρέουν. Υπάρχουν τέσσερις βασικές επιλογές για τέτοιες συσκευές: έναν τροχό νερού, έναν υδροηλεκτρικό σταθμό παραγωγής ενέργειας, έναν δρομέα Darier και μια έλικα.

Τύποι μίνι υδροηλεκτρικών

Τροχός νερού, Πρόκειται για έναν τροχό με πτερύγια τοποθετημένα κάθετα στην επιφάνεια του νερού. Ο τροχός είναι λιγότερο από το μισό βυθισμένο στο ρεύμα. Το νερό πιέζει τις λεπίδες και περιστρέφει τον τροχό. Υπάρχουν επίσης τροχοί τουρμπίνας με ειδικά πτερύγια βελτιστοποιημένα για ρεύμα υγρών. Αλλά αυτά είναι μάλλον περίπλοκα σχέδια, μάλλον εργοστασιακά από τα σπιτικά.

Σταθμό υδροηλεκτρικού σταθμού Garland αντιπροσωπεύει ένα καλώδιο, με σταθερούς στροφείς πάνω σε αυτό. Ένα καλώδιο ρίχνεται από μια τράπεζα ποταμού στο άλλο. Οι ρότορες είναι σαν τις χάντρες που είναι αρμαθιές σε ένα καλώδιο και εντελώς βυθισμένες στο νερό. Η ροή του νερού περιστρέφει τους δρομείς, οι ρότορες περιστρέφουν το καλώδιο. Ένα άκρο του καλωδίου συνδέεται με το έδρανο, το άλλο με τον άξονα της γεννήτριας.

Rotor darya, Πρόκειται για έναν κάθετο δρομέα που περιστρέφεται λόγω της διαφοράς πίεσης στις λεπίδες του. Η διαφορά πίεσης δημιουργείται από τη ροή του ρευστού πάνω σε σύνθετες επιφάνειες. Το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο με την ανύψωση των υδροπτέρυγων ή την ανύψωση ενός πτερυγίου αεροπλάνου.

Έλικα - Αυτός είναι ένας υποθαλάσσιος «ανεμόμυλος» με κάθετο ρότορα. Σε αντίθεση με τον αέρα, η υποβρύχια έλικα έχει λεπίδες ελάχιστου πλάτους. Για το νερό, αρκεί ένα πλάτος λεπίδας μόνο 2 εκ. Με αυτό το πλάτος, θα υπάρχει ελάχιστη αντίσταση και μέγιστη ταχύτητα περιστροφής. Αυτό το πλάτος λεπίδας επιλέχθηκε για ρυθμό ροής 0,8-2 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Σε υψηλές ταχύτητες, άλλα μεγέθη μπορεί να είναι βέλτιστα.

Δείτε επίσης εδώ:Μίνι και μικρο υδροηλεκτρικά φυτά - δημοφιλή σχέδια και εφαρμογές

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα διαφόρων συστημάτων για τη δημιουργία ενός αυτοσχέδιου υδροηλεκτρικού σταθμού

Μειονεκτήματα υδροηλεκτρικός σταθμός παραγωγής ενέργειας προφανής: υψηλή κατανάλωση υλικών, κίνδυνος για τους άλλους (ένα μακρύ υποβρύχιο καλώδιο, ρότορες κρυμμένοι στο νερό, μπλοκάρισμα του ποταμού), χαμηλή απόδοση. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός του Garland είναι ένα μικρό φράγμα. Rotor darya είναι δύσκολο να κατασκευαστεί, στην αρχή της εργασίας πρέπει να είναι στριμωγμένος. Είναι όμως ελκυστικό το γεγονός ότι ο άξονας του δρομέα είναι τοποθετημένος κάθετα και η δύναμη απογείωσης μπορεί να εκτελεστεί πάνω από το νερό, χωρίς πρόσθετες ταχύτητες. Ένας τέτοιος ρότορας θα περιστρέφεται με οποιαδήποτε αλλαγή στην κατεύθυνση ροής.

Έτσι, από την άποψη της απλότητας κατασκευής και της απόδοσης της μέγιστης απόδοσης με το ελάχιστο κόστος, είναι απαραίτητο να επιλέξουμε ένα σχεδιασμό τύπου νερό τροχό ή έλικα. Τα περισσότερα σπιτικά προϊόντα χρησιμοποιούν αυτές τις πολύ επιλογές.

Πού να ξεκινήσετε;

Αν αποφασίσετε οικοδομήστε το mini hydro σας, τότε το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να μετρήσετε την ταχύτητα του ποταμού. Για να το πετύχετε αυτό είναι απλό: τραβήξτε τον εαυτό σας με ένα χρονόμετρο, μέτρηση στα βήματα των 10 μέτρων προς τα πάνω, ρίξτε ένα ράφι μέσα στο νερό και μετρήστε το χρόνο διέλευσης αυτών των 10 μέτρων.Με τη διαίρεση των μετρητών κατά δευτερόλεπτα, θα έχετε τον ρυθμό ροής. Η εμπειρία έχει δείξει ότι εάν η ταχύτητα είναι μικρότερη από 1 m / s, τότε ένας αποτελεσματικός υδροηλεκτρικός σταθμός δεν θα λειτουργήσει.

Για παράδειγμα, μπορούμε να δώσουμε μια σχέση που αποκτάται πειραματικά μεταξύ του ρυθμού ροής m / s και της ισχύος που αφαιρείται από τον άξονα του κοχλία kW (διάμετρος κοχλία 1 μέτρο). Έτσι: 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, κ.λπ. Η ισχύς είναι ανάλογη προς τον κύβο της ταχύτητας ροής. Αν ο ρυθμός ροής στη λίμνη σας είναι ανεπαρκής, προσπαθήστε να ρυθμίσετε μια επαρκή διαφορά ύψους για τη ροή του ρευστού.

Αυτό μπορεί να γίνει με την εγκατάσταση ενός σωλήνα αποστράγγισης από μια λίμνη ή με την τοποθέτηση ενός ρεύματος σε ένα σωλήνα και την ομαλή αλλαγή της διαμέτρου του σωλήνα. Όσο μικρότερη είναι η διάμετρος στο τέλος του σωλήνα, τόσο μεγαλύτερη είναι η παροχή. Εάν μόνο κοντά σε σας ρέει ένα μικρό ρεύμα, τότε μπορείτε να φτιάξετε ένα μικρό πτυσσόμενο φράγμα και να τοποθετήσετε το υδροηλεκτρικό σας σταθμό πίσω από το φράγμα.

Παραδείγματα Παραγωγής

Μπορεί να οδηγήσει μερικά παραδείγματα οικιακών μίνι υδροηλεκτρικών μονάδων. Ας ξεκινήσουμε με το απλούστερο, το οποίο δεν σας κάνει πολύ χρόνο, αλλά βοηθά να δημιουργήσετε μια ιδέα για το πώς λειτουργεί.

Πάρτε ένα κανονικό ποδήλατο με μια γεννήτρια ποδηλάτων (δυναμό μηχανή) και τα φώτα ποδηλάτων. Από το σίδερο στέγης ή από το φύλλο αλουμινίου, κόβουμε αρκετές λεπίδες (2-3). Τα πτερύγια πρέπει να είναι το μήκος από το χείλος του τροχού μέχρι το κέντρο και πλάτος 2-4 cm. Τα πτερύγια τοποθετούνται μεταξύ των ακτίνων, για να στερεώνουν τις άκρες τους, κάμπτονται με πένσες γύρω από τις ακτίνες. Δεδομένου ότι το μέταλλο των λεπίδων είναι λεπτό, δεν είναι δύσκολο να το κάνετε.

Εάν χρησιμοποιείτε δύο λεπίδες, εγκαταστήστε τις απέναντι από το άλλο. Αν θέλετε να προσθέσετε περισσότερες λεπίδες, διαιρέστε την περιφέρεια του τροχού με τον αριθμό των λεπίδων και ρυθμίστε τα σε τακτά χρονικά διαστήματα.

Ένας τέτοιος μικροηλεκτροηλεκτρικός σταθμός βοηθά πολύ τους περιπατητές να κάνουν ποδηλασία αν σταματήσουν στην όχθη ενός ποταμού με γρήγορο ρεύμα. Το νερό θα βοηθήσει να ανάψει τη σκηνή και να φορτίσει τα κινητά τηλέφωνα. Μπορείτε να πειραματιστείτε με το βάθος των τροχών. Συνήθως βυθίζεται από το ένα τρίτο στο μισό.

Ένα άλλο παράδειγμα ενός υδροηλεκτρικού είναι μικρο-υδροηλεκτρικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής για την τροφοδοσία ενός μικρού αγροκτήματος με χωρητικότητα 3-5 kW. Η ροή ισχύος που περιστρέφει τον τροχό είναι περίπου 100 λίτρα ανά δευτερόλεπτο. Για την κατασκευή χρησιμοποιημένων μόνο αυτοσχέδιων υλικών, αυτών. Τι μπορεί να βρεθεί στον χώρο υγειονομικής ταφής.

Ο τροχός του ρότορα ήταν κατασκευασμένος από μεταλλικό τύμπανο από ένα καλώδιο. Η διάμετρος του τυμπάνου είναι 2200 mm. Το τύμπανο κόπηκε με ένα μύλο και αφομοιώθηκε. Η απόσταση μεταξύ των μάγουλων ήταν 300 mm. Σε γωνία 45 μοιρών με την ακτίνα, συγκολλήθηκαν 18 λεπίδες. Το υλικό των λεπίδων είναι τα υπολείμματα του κομμένου τυμπάνου. Το τύμπανο περιστρέφεται σε ρουλεμάν, ένα πλαίσιο σωλήνων ή γωνιών χρησιμοποιείται ως στήριγμα για τη δομή.

Ένα κιβώτιο ταχυτήτων αλυσίδας είναι τοποθετημένο στον τροχό, με λόγο ταχύτητας τεσσάρων. Περαιτέρω, η περιστροφή μεταδίδεται μέσω του αρθρωτού άξονα από το VAZ 2101 Zhiguli. Το cardan μπορεί να μειώσει τους κραδασμούς και να μειώσει τις απαιτήσεις για ευθυγράμμιση της μονάδας και της γεννήτριας. Η γεννήτρια και άλλα ηλεκτρικά και η μηχανική που συνδέονται με αυτήν είναι κλειστά με αδιάβροχο περίβλημα (δοχείο). Αυτό γίνεται για την ασφάλεια και την ανθεκτικότητα.

Μέσα στο περίβλημα, εγκαθίστανται ένα κιβώτιο ταχυτήτων με συντελεστή 40 και τριφασική γεννήτρια. Η ταχύτητα περιστροφής της γεννήτριας είναι περίπου 3000 σ.α.λ. Ο συνολικός συντελεστής μείωσης δύο κιβωτίων ταχυτήτων (αλυσίδα και οδοντωτός τροχός) 160. Έτσι, ο τροχός νερού περιστρέφεται με ταχύτητα περίπου 18-20 περιστροφές ανά λεπτό.

Ένας παροπλισμένος επαγωγικός κινητήρας χρησιμοποιήθηκε ως γεννήτρια · η μονάδα ελέγχου λήφθηκε από έναν παλιό παροπλισμένο θραυστήρα τροφοδοσίας που κατασκευάστηκε το 1953. Ένα καλώδιο των VVG NG 2x4 τετραγώνων τεντώνεται από τη γεννήτρια στο αγρόκτημα. Το καλώδιο τοποθετείται σε αυτοσχέδιους πόλους.

Τα υλικά και το κόστος κατασκευής κοστίζουν 10.000 ρούβλια. Τα περισσότερα από τα χρήματα είναι ο μισθός των εργαζομένων και ο συγκολλητής. Το ποσό μπορεί να είναι ακόμη μικρότερο, επειδή στη Ρωσία υπάρχουν τόσοι χώροι υγειονομικής ταφής όπου ρίχνεται εντελώς αποδοτικός εξοπλισμός και το κεφάλι και τα χέρια σας θα σας βοηθήσουν να εξοικονομήσετε χρήματα.

Τι προσφέρει ο κλάδος

Επί του παρόντος, λίγες εγχώριες επιχειρήσεις προσφέρουν mini hydro σε λογικές τιμές. Για παράδειγμα, μια παρόμοια μίνι HPP (3-5 kW) θα κοστίσει 300-400 χιλιάδες ρούβλια. Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις λεπτομέρειες του θέματος μπορείτε να βρείτε στους συνδέσμους:

Όσο περισσότερο ζείτε, τόσο περισσότερο συνειδητοποιείτε ότι η κρίση φωλιάζει στα κεφάλια των ηγετών μας. Η Ρωσία είναι μια αυτάρκη χώρα, επειδή έχει τα πάντα - πόρους, ταλαντούχους ανθρώπους και ένα εκατομμύριο κατευθύνσεις για όσους θέλουν να αλλάξουν κάτι προς το καλύτερο. Έχουμε κάτι που πρέπει να επιδιώξουμε - ο πιο μακρύς δρόμος ξεκινά με το πρώτο βήμα. Κάντε το και περιγράψτε τα επιτεύγματά σας. Μοιραστείτε την εμπειρία σας.