Mini i mikro elektrownie wodne - popularne projekty i zastosowania

Jeśli spojrzysz na dzisiejszą energię przemysłową, jeśli zwrócisz uwagę na dynamikę rozwoju w dziedzinie energii alternatywnej, z łatwością zauważysz, że taki stereotyp już dawno się tutaj ukształtował: płaska rzeka zasadniczo nie nadaje się do wytwarzania energii w elektrowniach wodnych.

Duże elektrownie wodne buduje się przy użyciu urządzeń pierwotnie zaprojektowanych do wytwarzania dużych mocy elektrycznych na stromych brzegach lub w górskich rzekach, gdzie przepływ wody osiąga co najmniej 2 m / s.

Agregaty prądotwórcze dla takich elektrowni wodnych nie nadają się do działania na stosunkowo słabym strumieniu rzeki nizinnej. Do tych celów (dla dowolnych rzek) sprzedawane są tylko zabawki turystyczne do ładowania telefonów komórkowych za kilka watów ...

Oczywiście zbudowanie tam zapory do późniejszej budowy przemysłowej stacji hydroelektrycznej jest kosztownym przedsięwzięciem, to się opłaci przez długi czas i nie ma sensu zakładać tradycyjnej elektrowni wodnej na płaskiej rzece. Nawet jeśli konwencjonalne urządzenie napędowe zostanie zainstalowane na nizinnej rzece, jego wydajność nie pozwoli mu uzyskać normalnej mocy przy niskich prędkościach, szczególnie biorąc pod uwagę straty na skrzyni biegów.

Wreszcie, te formuły, które mówią, że prędkość wody mniejsza niż 2 m / s nie jest odpowiednia dla energii wodnej, po prostu nie są zaprojektowane do zastosowania w przypadku małych prądów. W tym przypadku potrzebne są inne formuły i różne podejścia do wytwarzania niż w dużych przemysłowych elektrowniach wodnych.

Wyobraź sobie, w jaki sposób instalacje hydrauliczne małej mocy mogłyby dostarczać energię elektryczną do niedostępnych obszarów naszego kraju, a niewielkie koszty ich budowy szybko by się zwróciły. Na małych strumieniach można już budować mini- i mikro-hydroelektrownie. Jak wpłynęłoby to na rozwój energii alternatywnej, której potencjał w Rosji jest realizowany tylko ułamek procenta?

Mini-hydroelektrownia wystarcza do zasilania wioski wakacyjnej, dworu, farmy, farmy położonej w pobliżu każdej rzeki, gdzie jednak nie można postawić normalnej sieci elektrycznej. Nawet w instalacjach zaopatrzenia w wodę i urządzeń sanitarnych możliwe jest w zasadzie rozmieszczenie elektrowni mikrohydroelektrycznych. Co więcej, projekty małych elektrowni wodnych od dawna dojrzewają w umysłach troskliwych, kreatywnych ludzi.

Spójrzmy na najpopularniejsze projekty domowych mini elektrowni wodnych. Małe elektrownie wodne o małych rozmiarach zawsze przepływają elektrownie wodne o mocy od kilkuset watów do kilkudziesięciu kilowatów, wykorzystując energię swobodnego przepływu rzeki, której wirniki można rozmieścić na różne sposoby. Istnieją trzy główne typy wirników dla małych elektrowni wodnych: koło wodne, girlanda i śmigło.

Koło wodne jest zamontowane prostopadle do rzeki, zanurzając w wodzie mniej niż połowę łopatek. Prąd obraca koło, uderzając w ostrza, a koło obraca wirnik generatora (poprzez kardan, koło zębate lub inny bieg). Jest to najprostszy i najbardziej wszechstronny typ turbiny dla mini-hydro: są najmniej obszerne, zajmują najmniejszy obszar i mają najwyższą wydajność.

Takie koła można zainstalować na rzece, a nawet na małym górskim potoku. W modelach domowych często można znaleźć generator samochodowy przekształcony w magnesy trwałe jako generator. Moc modeli kół sięga jednostek kilowatów.

Hydroelektryczna girlanda to zestaw długich kabli z przymocowanymi do nich cylindrycznymi wirnikami, które są przenoszone z jednego brzegu rzeki na drugi. Wirniki zanurzone w wodzie obracają się wzdłuż rzeki, obracając kable w ruch obrotowy, a kable obracają wirnik generatora przez koła zębate.

Taka konstrukcja wymaga dużego nakładu materiałowego i jest w pewien sposób niebezpieczna, ponieważ blokuje koryto rzeki jak zapora.

Odmianą tego pomysłu są wirniki z łopatkami na osi obrotu, które przenoszą obrót przez kardana do generatora synchronicznego. Generatory tego rodzaju są produkowane na jednostkę kilowatową.

Śmigło - wygląda jak turbina wiatrowa z cienkimi łopatkami, wywrócona pod wodę, zainstalowana w rurze. Grubość łopatek i średnica rury zależą od prędkości przepływu w miejscu instalacji wirnika. Obrót tutaj przenoszony jest przez przekładnię na wirnik generatora.

Ten typ turbiny okazuje się najbardziej wyspecjalizowany, ponieważ turbina jest produkowana ściśle dla warunków przepływu w miejscu instalacji, dzięki czemu zwiększa się prędkość wody w rurze.

Generatory tego typu są nie tylko wytwarzane przez amatorów samodzielnie, ale również wytwarzane przez przemysł: jedna japońska firma produkuje takie generatory o mocy 250 watów.

Równie ważne jest wyposażenie energetyczne zainstalowane w mini elektrowni wodnej. Powinien działać w zgodzie z ciśnieniem i natężeniem przepływu, posiadać stabilizację i elektronikę z możliwością przełączenia na sterowanie ręczne, wyposażone we wszystkie rodzaje zabezpieczeń, w tym przed sytuacjami awaryjnymi.