Mini-usina hidrelétrica caseira e seus análogos industriais

O artigo descreve e experimenta o uso de várias centrais hidrelétricas domésticas e industriais.

Recentemente, devido ao aumento das tarifas de eletricidade, as fontes renováveis ​​de energia quase gratuita estão se tornando cada vez mais relevantes.

Da famosa tríade clássica: painéis solares, geradores eólicos, hidrogeneradores (HPS), os últimos são os mais complexos. Em primeiro lugar, eles trabalham em condições agressivas e, em segundo lugar, têm tempo máximo de operação por igual período de tempo.

Na fabricação de um hidrogerador improvisado, você precisa trabalhar mais e escolher melhores materiais para garantir sua durabilidade. Mas esse gerador (com potência igual a um moinho de vento e uma bateria solar) fornecerá, por igual período de tempo, muito mais energia.

O que e como fazer?

A maneira mais fácil de fazer usinas hidrelétricas sem represas, porque a construção de barragens é bastante complexa e cara e geralmente requer coordenação com as autoridades locais ou, pelo menos, com os vizinhos. As usinas hidrelétricas sem barragem são chamadas de fluxo. Existem quatro opções principais para esses dispositivos: uma roda d'água, uma usina hidrelétrica de guirlanda, um rotor Darier e uma hélice.

Tipos de mini-hidro

Roda d'água, Esta é uma roda com lâminas montadas perpendicularmente à superfície da água. A roda está menos da metade submersa no fluxo. A água pressiona as lâminas e gira a roda. Também existem rodas de turbina com pás especiais otimizadas para um fluxo de fluido. Mas esses são desenhos bastante complexos, mais feitos de fábrica do que caseiros.

Usina hidrelétrica de Garland representa um cabo, com rotores rigidamente fixados nele. Um cabo é jogado de uma margem do rio para outra. Os rotores são como contas amarradas em um cabo e completamente imersas em água. O fluxo de água gira os rotores, os rotores giram o cabo. Uma extremidade do cabo está conectada ao rolamento, a outra ao eixo do gerador.

Rotor darya, Este é um rotor vertical que gira devido à diferença de pressão em suas pás. A diferença de pressão é criada pelo fluxo de fluido sobre superfícies complexas. O efeito é semelhante ao levantamento de hidrofólios ou de uma asa de avião.

Hélice - Este é um "moinho de vento" subaquático com um rotor vertical. Ao contrário do ar, a hélice subaquática possui pás de largura mínima. Para a água, basta uma largura de lâmina de apenas 2 cm e, com essa largura, haverá uma resistência mínima e uma velocidade máxima de rotação. Essa largura da lâmina foi selecionada para uma taxa de fluxo de 0,8-2 metros por segundo. Em altas velocidades, outros tamanhos podem ser ótimos.

Veja também aqui:Mini e micro usinas hidrelétricas - projetos e aplicações populares

Vantagens e desvantagens de vários sistemas criar uma estação hidrelétrica improvisada

Desvantagens usina hidrelétrica de festão óbvio: alto consumo de material, perigo para os outros (um cabo subaquático longo, rotores escondidos na água, bloqueando o rio), baixa eficiência. A usina hidrelétrica de Garland é uma pequena barragem. Rotor darya difícil de fabricar, no início do trabalho ele precisa ser destrancado. Mas é atraente porque o eixo do rotor está localizado na vertical e a tomada de força pode ser realizada acima da água, sem engrenagens adicionais. Esse rotor irá girar com qualquer alteração na direção do fluxo.

Assim, do ponto de vista da simplicidade de fabricação e obtenção da máxima eficiência com custo mínimo, é necessário escolher um projeto do tipo roda d'água ou hélice. A maioria dos produtos caseiros usa essas mesmas opções.

Por onde começar?

Se você decidir construa seu mini hidro, a primeira coisa a fazer é medir a velocidade do rio. Para conseguir isso, é bastante simples: arme-se com um cronômetro, meça em passos de 10 metros a montante, jogue uma tira na água e meça o tempo de passagem desses 10 metros.Ao dividir os medidores por segundos, você obtém a vazão. A experiência mostrou que, se a velocidade for menor que 1 m / s, uma usina hidrelétrica efetiva não funcionará.

Por exemplo, podemos fornecer uma relação obtida experimentalmente entre a vazão m / se a potência removida do eixo do parafuso kW (diâmetro do parafuso 1 metro). Portanto: 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, etc. A potência é proporcional ao cubo da velocidade do fluxo. Se a vazão em sua lagoa for insuficiente, tente organizar uma diferença de altura suficiente para o fluxo de fluido.

Isso pode ser feito instalando um tubo de drenagem de uma lagoa ou colocando um fluxo em um tubo e organizando uma mudança suave no diâmetro do tubo. Quanto menor o diâmetro no final do tubo, maior a vazão. Se apenas um pequeno riacho fluir perto de você, você poderá fazer uma pequena barragem desmontável e colocar sua usina hidrelétrica atrás da barragem.

Exemplos de produção

Pode liderar alguns exemplos de mini usinas hidrelétricas caseiras. Vamos começar pelo mais simples, que não leva muito tempo, mas ajuda a criar uma idéia de como ele funciona.

Pegue uma bicicleta comum com um gerador de bicicleta (máquina de dínamo) e luzes de bicicleta. Do ferro de cobertura ou da folha de alumínio, cortamos várias lâminas (2-3). As lâminas devem ter o comprimento entre o aro da roda e o cubo e 2 a 4 cm de largura.As lâminas são instaladas entre os raios; Como o metal das lâminas é fino, não é difícil de fazer.

Se você usar duas lâminas, instale-as uma em frente à outra. Se você quiser adicionar mais lâminas, divida a circunferência da roda pelo número de lâminas e defina-as em intervalos regulares.

Essa estação micro-hidrelétrica é de grande ajuda para os ciclistas, se eles param na margem de um rio com uma corrente rápida. A água ajudará a acender a barraca e carregar os celulares. Você pode experimentar a profundidade das rodas. Geralmente é imerso de um terço à metade.

Outro exemplo de um hidrogenador é usina hidrelétrica para fornecimento de energia a uma pequena fazenda, com capacidade de 3-5 kW. O fluxo de energia que gira a roda é de aproximadamente 100 litros por segundo. Para a fabricação de materiais improvisados ​​usados, desses. O que pode ser encontrado no aterro.

A roda do rotor era feita de um tambor de metal a partir de um cabo. O diâmetro do tambor é 2200 mm. O tambor foi cortado com um moedor e digerido. A distância entre as bochechas era de 300 mm. Em um ângulo de 45 graus em relação ao raio, 18 lâminas foram soldadas. O material das lâminas são os restos do tambor cortado. O tambor gira nos rolamentos, uma estrutura de tubos ou cantos é usada como suporte para a estrutura.

Uma caixa de velocidades de corrente é montada no volante, com uma relação de transmissão de quatro. Além disso, a rotação é transmitida através do eixo de transmissão do VAZ 2101 Zhiguli O cardan pode reduzir a vibração e reduzir os requisitos de alinhamento do inversor e do gerador. O gerador e outros componentes elétricos e mecânicos associados a ele são fechados por uma caixa estanque (contêiner). Isso é feito para segurança e durabilidade.

Dentro da carcaça, uma engrenagem de aumento com um coeficiente de 40 e um gerador trifásico são instalados. A velocidade de rotação do gerador é de aproximadamente 3000 rpm. O coeficiente de redução total de duas caixas de engrenagens (corrente e engrenagem) 160. Assim, a roda d'água gira a uma velocidade de cerca de 18 a 20 rotações por minuto.

Um gerador de indução desativado foi usado como gerador; a unidade de controle foi retirada de um velho triturador de alimentação desativado, fabricado em 1953. Um cabo de quadrados VVG NG 2x4 é esticado do gerador para a fazenda. O cabo é montado em postes improvisados.

Materiais e fabricação custam 10.000 rublos. A maior parte do dinheiro é do salário de trabalhadores e soldador. A quantia pode ser ainda menor, porque na Rússia existem muitos aterros onde são lançados equipamentos completamente eficientes e sua própria cabeça e mãos o ajudarão a economizar dinheiro.

O que a indústria oferece

Atualmente, poucas empresas domésticas oferecem mini hidro a preços razoáveis. Por exemplo, um mini HPP semelhante (3-5 kW) custaria 300-400 mil rublos. Mais detalhes sobre os detalhes do problema podem ser encontrados nos links:

Quanto mais você vive, mais percebe que a crise está na cabeça de nossos líderes. A Rússia é um país auto-suficiente, porque tem tudo - recursos, pessoas talentosas e um milhão de direções para quem quer mudar algo para melhor. Temos algo pelo que lutar - o caminho mais longo começa com o primeiro passo. Faça e descreva suas realizações. Compartilhe sua experiência.