Mini y micro centrales hidroeléctricas: diseños y aplicaciones populares

Si observa la energía industrial actual, si presta atención a la dinámica de los desarrollos en el campo de la energía alternativa, puede notar fácilmente que este estereotipo se ha formado hace mucho tiempo aquí: un río plano básicamente no es adecuado para generar energía en centrales hidroeléctricas.

Se están construyendo grandes centrales hidroeléctricas utilizando equipos diseñados originalmente para producir grandes capacidades eléctricas en bordes empinados o en ríos de montaña, donde el caudal de agua alcanza al menos 2 m / s.

Los grupos electrógenos para tales centrales hidroeléctricas no son adecuados para operar en una corriente relativamente débil de un río de tierras bajas. Para estos fines (para cualquier río), solo se venden juguetes de senderismo para cargar teléfonos celulares por un par de vatios ...

Por supuesto, construir una presa para la posterior construcción de una estación hidroeléctrica industrial en él es una tarea costosa, valdrá la pena por mucho tiempo, y no tiene sentido establecer una estación hidroeléctrica tradicional en un río plano. Incluso si se instala un dispositivo de propulsión convencional en un río de tierras bajas, su eficiencia no le permitirá obtener potencia normal a bajas velocidades, especialmente teniendo en cuenta las pérdidas en la caja de cambios.

Finalmente, aquellas fórmulas que dicen que una velocidad del agua de menos de 2 m / s no es adecuada para la energía hidroeléctrica, simplemente no están diseñadas para aplicarse a pequeñas corrientes. Aquí, se necesitan diferentes fórmulas y diferentes enfoques de generación que en las grandes centrales hidroeléctricas industriales.

Imagínese cómo las instalaciones hidráulicas de baja potencia podrían proporcionar electricidad a las áreas inaccesibles de nuestro país, y los pequeños costos de su construcción se amortizarían rápidamente. En pequeñas corrientes ya puede construir centrales mini y microhidroeléctricas. ¿Cómo afectaría esto al desarrollo de energías alternativas, cuyo potencial en Rusia se realiza solo una fracción de un porcentaje?

Sin embargo, una mini central hidroeléctrica es suficiente para alimentar un pueblo de vacaciones, una mansión, una granja, una granja ubicada cerca de cualquier río, donde es imposible establecer una red eléctrica normal. Incluso en las instalaciones de suministro de agua y saneamiento, en principio es posible organizar plantas de energía microhidroeléctrica. Además, los diseños de pequeñas centrales hidroeléctricas han estado madurando y madurando en la mente de personas creativas y afectuosas.

Veamos los diseños más populares de mini centrales hidroeléctricas caseras. Por lo tanto, las pequeñas centrales hidroeléctricas de pequeño tamaño siempre están fluyendo centrales hidroeléctricas con una capacidad de varios cientos de vatios a varias decenas de kilovatios, utilizando la energía del flujo libre del río, cuyos rotores se pueden organizar de diferentes maneras. Hay tres tipos principales de rotores para mini centrales hidroeléctricas: una rueda de agua, una guirnalda y una hélice.

La rueda de agua se instala perpendicular al río, sumergiéndola a menos de la mitad de los omóplatos en el agua. La corriente gira la rueda, chocando contra las palas, y la rueda gira el rotor del generador (a través de un cardán, engranaje u otro engranaje). Este es el tipo de turbina más simple y versátil para mini-hidro: son los menos voluminosos, ocupan el área más pequeña y tienen la mayor eficiencia.

Dichas ruedas se pueden instalar en el río o incluso en un pequeño arroyo de montaña. En los modelos caseros, a menudo puede encontrar un generador de automóvil convertido en imanes permanentes como generador. El poder de los modelos de ruedas alcanza unidades de kilovatios.

Una central hidroeléctrica guirnalda es un conjunto de cables largos con rotores cilíndricos fijados, uno tras otro, que se transfieren de una orilla del río a otra. Los rotores sumergidos en el agua rotan a lo largo del río, girando los cables en rotación, y los cables rotan el rotor del generador a través de los engranajes.

Tal construcción es bastante intensiva en materiales y de alguna manera peligrosa porque bloquea el lecho del río como una presa.

Una variación de esta idea son los rotores con palas en un eje giratorio, que transfiere la rotación a través de un cardán a un generador síncrono. Los generadores de este tipo se fabrican por unidad de kilovatio.

Hélice: parece una turbina eólica con palas delgadas instaladas volcadas bajo el agua, instaladas en una tubería. El grosor de las palas y el diámetro de la tubería dependen de la velocidad del flujo en el sitio de instalación del rotor. La rotación aquí se transmite a través de la caja de engranajes al rotor del generador.

Este tipo de turbina resulta ser el más especializado, ya que la turbina se fabrica estrictamente para las condiciones de flujo en el sitio de instalación, por lo que aumenta la velocidad del agua en la tubería.

Los generadores de este tipo no solo son fabricados por aficionados por su cuenta, sino que también son producidos por la industria: una compañía japonesa produce dichos generadores con una capacidad de 250 vatios.

Igualmente importante es el equipo de energía instalado en la mini central hidroeléctrica. Debería funcionar en conjunto con la presión y la velocidad de flujo, tener estabilización y electrónica con la capacidad de cambiar a control manual, equipado con todo tipo de protecciones, incluso en situaciones de emergencia.