Mini e micro usinas hidrelétricas - projetos e aplicações populares

Se você olhar para a energia industrial de hoje, se prestar atenção à dinâmica dos desenvolvimentos no campo da energia alternativa, poderá facilmente notar que esse estereótipo foi formado há muito tempo aqui: um rio plano não é adequado para gerar energia em usinas hidrelétricas.

Grandes usinas hidrelétricas estão sendo construídas usando equipamentos originalmente projetados para produzir grandes capacidades elétricas em margens íngremes ou em rios montanhosos, onde a vazão da água atinge pelo menos 2 m / s.

Grupos geradores para essas usinas hidrelétricas não são adequados para operação em um fluxo relativamente fraco de um rio de planície. Para esses fins (para qualquer rio), apenas brinquedos de caminhada para carregar alguns watts de telefones celulares são vendidos ...

Obviamente, construir uma barragem para a construção subsequente de uma estação hidrelétrica industrial nela é um empreendimento caro, levará muito tempo para compensar e, em geral, não faz sentido instalar uma central hidrelétrica tradicional em um rio simples. Mesmo que um dispositivo de propulsão convencional seja instalado em um rio de planície, sua eficiência não permitirá obter energia normal em baixas velocidades, principalmente levando em consideração as perdas na caixa de engrenagens.

Finalmente, as fórmulas que dizem que uma velocidade da água inferior a 2 m / s não é adequada para a energia hidrelétrica, simplesmente não são projetadas para serem aplicadas a pequenas correntes. Aqui precisamos de fórmulas diferentes e abordagens diferentes para a geração do que em grandes usinas hidrelétricas industriais.

Imagine como as instalações hidráulicas de baixa potência poderiam fornecer eletricidade para áreas remotas do nosso país, e os pequenos custos de sua construção seriam rapidamente compensados. Em pequenos riachos, as centrais elétricas mini- e micro-hidrelétricas já podem ser construídas. Como isso afetaria o desenvolvimento de energia alternativa, cujo potencial na Rússia é realizado apenas uma fração de um por cento?

Uma mini-usina hidrelétrica é suficiente para abastecer uma vila de férias, uma mansão, uma fazenda, uma fazenda localizada perto de qualquer rio, onde é impossível instalar uma rede elétrica normal. Mesmo em instalações de abastecimento de água e saneamento, é possível, em princípio, organizar usinas micro-hidrelétricas. Além disso, os projetos de pequenas usinas hidrelétricas estão amadurecendo e amadurecendo na mente de pessoas criativas e atenciosas.

Vejamos os projetos mais populares de mini usinas hidrelétricas caseiras. Assim, pequenas centrais hidrelétricas de pequeno porte estão sempre fluindo hidrelétricas com capacidade de várias centenas de watts a várias dezenas de quilowatts, usando a energia do fluxo livre do rio, cujos rotores podem ser dispostos de maneiras diferentes. Existem três tipos principais de rotores para mini usinas hidrelétricas: uma roda d'água, uma guirlanda e uma hélice.

A roda d'água é instalada perpendicularmente ao rio, mergulhando-a na água com menos da metade das omoplatas. A corrente gira a roda, colidindo com as pás, e a roda gira o rotor do gerador (através de um cardan, engrenagem ou outra). Este é o tipo mais simples e universal de turbina para a mini-hidrelétrica: elas são as menos volumosas, ocupam a menor área e têm a mais alta eficiência.

Essas rodas podem ser instaladas no rio ou mesmo em um pequeno córrego da montanha. Nos modelos caseiros, muitas vezes você pode encontrar um gerador de carro convertido em ímãs permanentes como gerador. O poder dos modelos de rodas atinge unidades de quilowatts.

Uma usina hidrelétrica de guirlanda é um conjunto de cabos longos com rotores cilíndricos fixados a eles, um após o outro, que são transferidos de uma margem do rio para outra. Os rotores imersos na água giram ao longo do rio, transformando os cabos em rotação, e os cabos giram o rotor do gerador através das engrenagens.

Essa construção é bastante intensiva em termos de material e, de certa forma, perigosa porque bloqueia o leito do rio como uma represa.

Uma variação dessa idéia são os rotores com pás em um eixo rotativo, que transfere a rotação através de um cardan para um gerador síncrono. Geradores deste tipo são fabricados por unidade de quilowatt.

Hélice - parece uma turbina eólica com pás finas capotadas debaixo d'água, instaladas em um cano. A espessura das pás e o diâmetro do tubo dependem da velocidade do fluxo no local de instalação do rotor. A rotação aqui é transmitida através da caixa de engrenagens para o rotor do gerador.

Esse tipo de turbina acaba sendo o mais especializado, já que a turbina é fabricada estritamente para as condições de fluxo no local da instalação, de modo que a velocidade da água no tubo aumenta.

Os geradores desse tipo não são fabricados de forma independente por amadores, mas também são produzidos pela indústria: uma empresa japonesa produz esses geradores com uma capacidade de 250 watts.

Igualmente importante é o equipamento de energia instalado na usina hidrelétrica. Ele deve funcionar em conjunto com a pressão e a vazão, ter estabilização e componentes eletrônicos com a capacidade de mudar para o controle manual, equipado com todos os tipos de proteções, inclusive em situações de emergência.