Mini- en micro-waterkrachtcentrales - populaire ontwerpen en toepassingen

Als je kijkt naar de industriële energie van vandaag, als je aandacht besteedt aan de dynamiek van ontwikkelingen op het gebied van alternatieve energie, kun je gemakkelijk zien dat een dergelijk stereotype hier al lang is gevormd: een vlakke rivier is in principe niet geschikt voor het opwekken van energie bij waterkrachtcentrales.

Grote waterkrachtcentrales worden gebouwd met behulp van apparatuur die oorspronkelijk is ontworpen om grote elektrische capaciteiten te produceren aan steile randen of op bergrivieren, waar de waterstroomsnelheid ten minste 2 m / s bereikt.

Generatorsets voor dergelijke waterkrachtcentrales zijn niet geschikt voor gebruik op een relatief zwakke stroom van een laaglandrivier. Voor deze doeleinden (voor rivieren) worden alleen wandelspeelgoed voor het opladen van mobiele telefoons voor een paar watt verkocht ...

Natuurlijk is het een dure onderneming om een ​​dam te bouwen voor de daaropvolgende bouw van een industrieel hydro-elektrisch station, en het zal lang duren om zijn vruchten af ​​te werpen, en in het algemeen heeft het geen zin om een ​​traditioneel hydro-elektrisch station op een gewone rivier op te zetten. Zelfs als een conventioneel voortstuwingsapparaat op een laaglandrivier wordt geïnstalleerd, zal de efficiëntie ervan niet toelaten om bij lage snelheden normaal vermogen te krijgen, met name rekening houdend met verliezen op de versnellingsbak.

Ten slotte zijn die formules die zeggen dat een watersnelheid van minder dan 2 m / s niet geschikt is voor waterkracht, eenvoudigweg niet ontworpen om te worden toegepast op kleine stromingen. Hier zijn verschillende formules en verschillende benaderingen van opwekking nodig dan bij grote industriële waterkrachtcentrales.

Stel je voor hoe hydraulische installaties met laag vermogen elektriciteit kunnen leveren aan de ontoegankelijke gebieden van ons land, en de kleine kosten van hun constructie zouden snel hun vruchten afwerpen. Op kleine stroompjes kun je al mini- en micro-hydro-elektrische centrales bouwen. Hoe zou dit de ontwikkeling van alternatieve energie beïnvloeden, waarvan het potentieel in Rusland slechts een fractie van een procent wordt gerealiseerd?

Een mini-waterkrachtcentrale is voldoende om een ​​vakantiedorp, een landhuis, een boerderij, een boerderij in de buurt van een rivier te voeden, waar het echter onmogelijk is om een ​​normaal elektrisch netwerk te leggen. Zelfs bij watervoorziening en sanitaire voorzieningen is het in principe mogelijk om micro-waterkrachtcentrales te plaatsen. Bovendien zijn de ontwerpen van kleine waterkrachtcentrales al lang aan het rijpen en rijpen in de hoofden van zorgzame, creatieve mensen.

Laten we eens kijken naar de meest populaire ontwerpen van zelfgemaakte mini-waterkrachtcentrales. Dus kleine kleine waterkrachtcentrales zijn altijd stromende waterkrachtcentrales met een capaciteit van enkele honderden watt tot enkele tientallen kilowatt, met behulp van de energie van de vrije stroom van de rivier, waarvan de rotoren op verschillende manieren kunnen worden gerangschikt. Er zijn drie hoofdsoorten rotoren voor mini-waterkrachtcentrales: een waterrad, een slinger en een propeller.

Het waterrad is loodrecht op de rivier geïnstalleerd en dompelt het minder dan de helft van de schouderbladen in het water onder. De stroom roteert het wiel, crasht in de bladen, en het wiel roteert de rotor van de generator (door een cardan, versnelling of andere versnelling). Dit is het eenvoudigste en meest universele type turbine voor mini-hydro: ze zijn het minst omvangrijk, bezetten het kleinste gebied en hebben de hoogste efficiëntie.

Dergelijke wielen kunnen op de rivier of zelfs op een kleine bergbeek worden geïnstalleerd. In zelfgemaakte modellen kunt u vaak een autogenerator vinden die is omgezet in permanente magneten als generator. De kracht van wielmodellen bereikt kilowatteenheden.

Een slinger-waterkrachtcentrale is een reeks lange kabels met daarop bevestigde cilindrische rotoren, die van de ene rivieroever naar de andere worden overgedragen. De rotors ondergedompeld in het water roteren langs de rivier, waardoor de kabels roteren en de kabels roteren de generatorrotor door de tandwielen.

Een dergelijke constructie is behoorlijk materiaalintensief en op de een of andere manier gevaarlijk omdat het de rivierbedding blokkeert als een dam.

Een variatie op dit idee zijn rotoren met bladen op een roterende as, die rotatie door een cardan overbrengen naar een synchrone generator. Dergelijke generatoren worden vervaardigd per kilowatt-eenheid.

Propeller - het ziet eruit als een windturbine met dunne bladen onder water gekanteld, geïnstalleerd in een pijp. De dikte van de bladen en de diameter van de buis zijn afhankelijk van de stroomsnelheid op de installatieplaats van de rotor. De rotatie wordt hier door de versnellingsbak overgebracht naar de generatorrotor.

Dit type turbine blijkt het meest gespecialiseerd te zijn, omdat de turbine strikt voor de stromingsomstandigheden op de installatieplaats wordt vervaardigd, zodat de watersnelheid in de buis toeneemt.

Dit soort generatoren worden niet alleen onafhankelijk door amateurs gemaakt, ze worden ook door de industrie geproduceerd: een Japans bedrijf produceert dergelijke generatoren met een vermogen van 250 watt.

Even belangrijk is de elektrische apparatuur die in de mini-waterkrachtcentrale is geïnstalleerd. Het moet samenwerken met de druk en het debiet, moet stabilisatie en elektronica hebben met de mogelijkheid om over te schakelen naar handmatige bediening, uitgerust met alle soorten beveiligingen, ook tegen noodsituaties.