Oduvijek sam želio dobiti struju iz potoka koji teče oko perimetra moje kuće. Prije otprilike tri godine instalirao sam privremenu turbinu da vidim da li će veći turbinski točak raditi.

Demo verzija ovog kotača napravljena je od starih auto postolja. abrazivni točkovi i drvene palete kao oštrice.

Za generator sam koristio staru DC traku od Ametec pogonskog motora. Da sve pripremim u potpunosti, koristio sam mini lanac motocikla i lančanike sa 70 i 9 zuba (za okretanje točka i za motor). Cijena svih artikala iznosila je oko 30 funti.

Proizvela je maksimalno 25 vati i radila je oko godinu dana, uglavnom zbog ograničenja Ametec motora i veličine kotača, i navela me je da napravim veću turbinu.

Prije svega, trebalo je da pregradim vodu potoka tako da mi nivo vode bude otprilike do grudi. Ne čekajući kraj ljeta, ispustio sam vodu pomoću sifonske pumpe i napravio branu od cementa.

Moje turbinske kotače su napravile lokalne građevinske kompanije od izdržljivog laminiranog materijala koji se koristi za izradu obloga i paluba u brodogradnji, debljine 13 mm. Oštrice sam napravio od istog materijala. Na kraju sam premazao diskove i lopatice specijalnom vodoodbojnom smjesom kako bih produžio njihov vijek trajanja.

Osnovu za turbinu sam napravio od hrastovih trupaca. Hrast se pokazao jako tvrd, morao sam da se petljam s njim dok sam pričvršćivao balvane za kameni okvir. Morali smo izbušiti rupe, a za to smo morali vezati turbinu da je izbalansirati i podesiti sve dimenzije i zategnuti vijke.

Sljedeći korak nakon ugradnje kotača bio je rješavanje problema s pogonom i generatorom.

Prvo sam koristio pogon Minimoto, ali je onda mali lanac počeo da proklizava zbog razmaka između zubaca, pa sam odlučio da kupim 3/8 lance i lančanike od dobavljača ležajeva. Generator je isporučio Windblue Power Permanent Magnet Generator (PMG). Može proizvesti 12 V pri 150 o/min. Često se koristi kao prepravljeni auto alternator. Konvencionalni generator proizvodi 12 V samo pri 3000 o/min. Naručio sam ovaj motor iz SAD-a za £135 uključujući poštarinu.

Točak se vrtio presporo, pa sam ispod brane morao da napravim stepenasti poslužavnik na kojem se voda skupljala u uskom ušću i sa veća snaga izlio na oštrice.

Osim toga, zeznuo sam čelični kabl sa poprečnim presjekom od 1 cm, letvice glavnog okvira, a gdje je to moguće, ojačana baza sa anker vijcima dužine 1 stopu kako bi se uređaj zaštitio od oštećenja ako brana iznenada pukne ili dođe do jakog naleta vjetra.

Turbina je opremljena potpuno novim baterijama 4x55AH. Uz njihovu pomoć stalno punim laptop. Kupio sam i dvije vojne vučne olovne baterije Hawker 2x110Ah za osvjetljenje garaže i kuće. Napon za dvije različite vrste baterija dolazi iz različitih žica.

Koristim ovaj sistem oko godinu dana. Izlazna snaga je 50 W, na vrhuncu proizvodi do 500 W. Turbina je nekoliko puta stala zbog opadanja vode, kao i zbog blokade glavnog toka tokom poplava. I tako - tijekom cijele godine radi.

Prevod: Yaroslav Nikolaevich

Na ovom mjestu ćemo pokušati napraviti našu novu hidroelektranu. Ranije su na ovom ribnjaku već bili pokušaji da se napravi domaća hidroelektrana od kotača s remenom do generatora (usput, prikazano je na fotografiji na kraju članka), što je dalo struja od oko 1 Ampera, ovo je bilo dovoljno za napajanje nekoliko sijalica i radija u našem malom lovački dom. Ova elektrana je uspješno radila više od 2 godine, a mi smo odlučili napraviti mini branu na mjestu ove više moćna opcija slična verzija hidroelektrane.

Za proizvodnju mini brane hidroelektrane na m trebat će vam:

Ostaci i uglovi lima;
- Diskovi kotača (koriste se iz kućišta neispravnog Onan generatora);
- Generator (izrađen je od dva diska prečnika 11 inča od Dodge disk kočnica);
- Pogonska osovina i ležajevi su također izgleda od Dodgea, ne sjećamo se tačno, pa smo ih vlastitim rukama skinuli sa nekog drugog domaćeg proizvoda;
- bakrena žica poprečnog presjeka od približno 15 mm;
- malo šperploče;
- magneti;
- polistirenska smola za punjenje rotora i statora.

Proces proizvodnje

Izrađujemo oštrice pogonskog točka od 4 inča izrezane na 4 dijela čelična cijev.

Napravili smo šablon koji nam je pomogao u postavljanju rupe, Bočne površine felge - felge prečnika 12 inča.

Izrađujemo šablon kojim označavamo rupe za glavčine (5 komada), kao i položaj ugla lopatica. U takvom točku, ako pogledate sa strane, voda udari u vrh, oko 10 sati, prođe kroz sredinu točka i izađe na dno, na 5 sati, pa voda udari u točak dvaput. Pregledali smo veliki broj fotografija i pokušali da simuliramo širinu i ugao lopatica. Na gornjoj fotografiji nalaze se oznake za rubove lopatica i rupe za pričvršćivanje kotača na generator. Točak ima 16 oštrica.

Šablon je zalijepljen na jedan od diskova - buduću bočnu površinu kotača; oba diska smo stegnuli zajedno. Fotografija iznad prikazuje bušenje malih rupa za pozicioniranje noževa.

Kreiramo razmak od 10 inča između diskova pomoću čvrstih vijaka s navojem i poravnavamo ih što je moguće pažljivije prije ugradnje oštrica.

Proces zavarivanja kotača prikazan je na gornjoj fotografiji. Vrlo je važno da su oštrice izrađene od pocinčane čelične cijevi. Prije zavarivanja potrebno je skinuti cink sa rubova oštrica, jer pri zavarivanju pocinčani metal ispušta otrovni plin, što pokušavamo izbjeći.

Gotov točak naše buduće hidroelektrane, bez generatora. Sa druge strane kotača (nasuprot generatora) nalazi se otvor prečnika 4 inča na bočnom disku - radi lakšeg pričvršćivanja na generator, a takođe i za čišćenje, tako da možete posegnuti i izvaditi štapove i druge krhotine koje voda može nositi unutra.

Mlaznica je iste širine (10 inča) kao i točak i oko 1 inča visoka na kraju gdje voda izlazi. Površina mlaznice je nešto manja od cijevi od 4 inča na koju je mlaznica montirana. Na gornjoj fotografiji savijamo metalni lim vlastitim rukama za mlaznicu.

Stavili smo točak na osovinu, naša hidroelektrana je skoro spremna, ostaje samo da napravimo i ugradimo generator. Cijela konstrukcija je pokretna. Možemo pomicati mlaznicu naprijed, nazad, gore, dolje. Točak i generator mogu se kretati naprijed i nazad.

Izrada generatora za našu hidroelektranu.>

Izrađujemo namotaj statora i pripremamo ga za livenje. Namotaj se sastoji od 9 namotaja, svaki namotaj se sastoji od 125 zavoja bakarne žice poprečnog presjeka 1,5 mm. Svaka faza se sastoji od 3 zavojnice spojene u seriju, izveli smo 6 krajeva, tako da možemo napraviti ili zvijezdu ili trokut vezu.

A ovo je stator nakon punjenja. (Koristimo poliestersku smolu za punjenje) Njegov prečnik je 14 inča (35,5 cm), debljina je 0,5 inča 1,3 cm.

Izrađujemo šablon od šperploče - za označavanje magneta.

Fotografija prikazuje šablon i jedan od kočionih diskova (budući rotor).

Slažemo 12 magneta dimenzija 2,5 x 5 cm i debljine 1,3 cm prema pripremljenom šablonu.

Rotor punimo poliesterskom smolom, a kada se smola osuši, rotor je spreman za upotrebu.

Ovako izgleda naša skoro završena hidroelektrana sa generatorom.

Fotografija sa druge strane. Ispod aluminijumskog poklopca nalaze se dva mostna ispravljača od 3-fazne naizmenične struje do jednosmerne struje. Ampermetarska skala – do 6A. U ovom stanju, kada se zračni razmak između magnetnih rotora smanji na granicu, mašina proizvodi 12,5 volti pri 38 o/min.

U stražnjem magnetnom rotoru nalaze se 3 zavrtnja za podešavanje za podešavanje zračnog razmaka, tako da se generator može brže okretati po potrebi, u nadi da će pronaći optimalno.

U slobodno vrijeme u izgradnji hidroelektrane učestvovalo je 17 ljudi.

Krenimo sa izradom pričvršćivača; da bismo to uradili prvo očistimo svu rđu sa lima i uglova, grundiramo i farbamo, to naravno nije potrebno, ali ovako je ljepše i izgledat će tržišno.

Naš generator sa vodenim kotačem je spreman, ostaje samo da ga instalirate!

Bilo bi lijepo napraviti splash screen za generator koji bi se rotirao sa kotačem, ali nikada nismo pronašli odgovarajući materijal. Stoga smo odlučili da to učinimo kasnije, ako hidroelektrana proradi.

Još jedna fotografija generatora sa vodenim kotačem. Mlaznica još nije postavljena, nalazi se u stražnjem dijelu kućišta i uskoro ćemo je ugraditi.

Fotografija pokazuje mjesto gdje želimo da ga stavimo. Cev od 4 inča izlazi sa dna brane, oko 3 metra pada. Uzimamo samo mali dio protoka vode.

Ovaj je naš stara mikro-hidroelektrana, koji je radio 2 godine, uključujući i zime. Bilo je dovoljno za 1 amper (12 vati) ili tako nešto. Ovo je vjeverica, sa remenskim pogonom na motor sa kompjuterskog strimera iz Ameteka. Napetost pojasa je ključna za uspješan rad i mora se često podešavati. Nadamo se da smo napravili nešto bolje od ovoga.

Evo naše hidroelektrane na mjestu, postavljamo je. Konačno, dolazimo do teorijski predviđenih parametara: najbolji rezultat ispada kada voda uđe u 10 sati obod, a polazi oko 5 sati.

Radi! Izlaz je oko 2 ampera (1,9 da budemo precizni). Nije moguće povećati struju. Podešavanje nije lako izvršiti - svaki pokret kotača zahtijeva odgovarajuće pomicanje mlaznice, i obrnuto. Također možemo promijeniti zračni razmak i promijeniti vezu iz zvijezde u trokut. Rezultat je očito bolji za zvijezdu - snaga je veća nego za trokut pri istoj brzini. Na kraju smo otišli sa lančanikom sa 1,25 inča zazora (prilično).

Mašina se može učiniti malo jeftinijom korištenjem manje snažnih magneta i manjeg zračnog razmaka... ili može proizvesti više struje sa istim magnetima, manjim razmakom i zavojnicama sa više zavoja. Uradićemo ovo jednog dana. U međuvremenu, točak proizvodi 160 o/min u praznom hodu, 110 o/min pod opterećenjem, proizvodeći 1,9 A x 12V.
Bilo nam je jako zabavno, bilo je jako zabavno, a mini hidroelektrana dobro radi. Još nam treba ekran za generator - reka je puna magnetitnog peska! Svakih nekoliko sati morate očistiti magnetne rotore od naslaga pijeska. Morate ili instalirati ekran ili pričvrstiti nekoliko snažnih magneta na ulaz u cijev.

Na osnovu materijala sa sajta: Otherpower.com

Od svih alternativnih izvora energije, hidroelektrane su najpopularnije. Ova činjenica se može jednostavno objasniti – uz isto ulaganje, povrat je mnogo veći. Jedina mana je što je za stabilan rad potrebna rijeka ili potok.

Klasifikacija mini hidroelektrana

Ovisno o principu rada, postoje četiri glavne vrste hidroelektrana:

• Vjenac hidroelektrane, dodatne hidraulične konstrukcije se koriste za poboljšanje protoka vode;
• klasična vodeni kotač, najjednostavnija opcija za domaću hidroelektranu;
• propeler, pogodan ako je korito rijeke više od 10 m široko;
• Daoye rotor se koristi za proizvodnju industrijskih mikro hidroelektrana.

Ono što je zajedničko svim ovim tipovima hidroelektrana je da za rad nije potrebna izgradnja brane. Ovaj dizajn je visokoprecizan i skup inženjerski objekat, čija izgradnja košta višestruko više od same hidroelektrane.

Drugi kriterij po kojem bi se male hidroelektrane trebale podijeliti je mogućnost primjene u kućne i industrijske svrhe. Stvar je u tome da isti tip hidroelektrane može imati više opcija za dovod i ispuštanje vode. Ovo omogućava stvaranje elektrana koje mogu raditi u zatvorenom sistemu cjevovoda. Važni su za fabrike i preduzeća čiji proizvodni procesi uključuju velike količine vode. Osim toga, snaga instalacije mora odgovarati potražnji za električnom energijom.

Instalacije u domaćinstvu su mnogo jednostavnije i jeftinije. Ali njihova ugradnja je moguća samo ako postoji stalan izvor vode. U ovom slučaju ne govorimo o komunalnom vodosnabdijevanju.

Prednosti mini hidroelektrana

• radi gotovo nečujno i ne zagađuje atmosferu;
• ni na koji način ne utiče na kvalitet vode, po želji se na odvodni sistem ugrađuju filteri, što vodu čini pogodnom za piće;
• rad stanice ne zavisi od vremenskih uslova, struja se proizvodi 24 sata dnevno;
• čak i mali tok dovoljan je za rad hidroelektrane;
• postoji mogućnost prodaje viška električne energije susjedima;
• nema potrebe za prikupljanjem potvrda i dozvola.

Poređenje kućnih i fabričkih mini hidroelektrana

Za kućnu upotrebu ne trebate više od 20 kW dnevno. To nije mnogo, pa se dovodi u pitanje izvodljivost kupovine hidroelektrane proizvedene industrijski. Čini se da nema poteškoća u izradi hidrauličke stanice tipa kotača ili propelera. Ali u praksi se javlja niz problema.

Prvo, teško ga je proizvesti potrebne kalkulacije, drugo, debljina i veličina dijelova odabiru se isključivo eksperimentalno, treće, domaće hidroelektrane proizvedeni su bez zaštitnih elemenata, što dovodi do stalnih kvarova i, kao rezultat, dodatnog otpada.

Ako nemate iskustva u hidroenergetici, bolje je odustati od ideje o kućnoj instalaciji. Mnogo je lakše i pouzdanije razgovarati o problemu sa susjedima i zajedno kupiti tvornički proizvedenu hidroelektranu uz garanciju kvaliteta. Osim toga, kompanije koje prodaju ove instalacije vrše njihovu montažu.

Pregled proizvođača mini hidroelektrana

Zapravo, nema mnogo kompanija koje se bave proizvodnjom mini hidroelektrana. Posredničke kompanije pokušavaju da ne otkrivaju ove informacije, jer će izgubiti lavovski dio prihoda. Među onim fabrikama u koje zaista vrijedi vjerovati, potrebno je istaknuti CINK Hydro-Energy. Priznati je svjetski lider u razvoju hidraulične opreme.

Međutim, prije kontaktiranja menadžera kompanije potrebno je izračunati troškove obrade informacija, logistike i instalacije. U većini slučajeva iznos neće biti mnogo manji od iznosa posrednika.

Od koje kompanije naručiti mini hidroelektranu?

S obzirom da je oprema prilično skupa, a proizvodnja zahtijeva precizne matematičke proračune, logično je obratiti se kompanijama koje su se dokazale na tržištu. alternativne energije- ovo je novi pravac za našu zemlju, tako da je lista prilično mala.

1. AEnergy je najveći dobavljač visokokvalitetnih hidroelektrana, kompanija pruža čitav niz usluga od prikupljanja i obrade informacija do instaliranja hidroelektrane.

2. INSET je kompanija iz Sankt Peterburga. Samostalno proizvodi hidroelektrane, tako da je lično odgovorna za kvalitet. Prednost saradnje je što je moguće naručiti mikro hidroelektranu za 5-10 kW.

3. Hidroponika je još jedna domaća kompanija koja samostalno proizvodi hidroelektrane. Garancija na sve proizvode je 10 godina. Najzanimljiviji model je Shar-Bulak snage 5 kW.

4. NPO Inverzija - projektantski biro specijalizovan za razvoj alternativnih i standardnih izvora energije. Prepoznatljive karakteristike- prisutnost nestandardnih hidroelektrana snage 7,5 i 12,5 kW.

5. Mikro hidroelektrana je kineska kompanija koja prodaje nekoliko relativno jeftinih kućanskih jedinica.

Nezavisan izvor električne energije u seoskoj vili je prva potreba. Tržište električne opreme nudi širok spektar generatori električna struja razne izvedbe: plin, inverter, benzin, dizel. Među njima, vodeni električni generatori zauzimaju posebno mjesto zbog svojih prednosti i uštede u potrošnji goriva. Proizvodnja električne energije iz prirodnih izvora je ekološki najprihvatljiviji i najjeftiniji način proizvodnje energetskog resursa.

Opseg i karakteristike uređaja

Razne aplikacije

Podaci hidraulične uređaje može se koristiti za razne kućne i ekonomske potrebe:

• U poljoprivredi;
• Gradovi geologa;
• U riječnom transportu;
• U rekreacijskim centrima;
• U rudarskoj industriji;
• U seoskim i prigradskim područjima.

Za pretvaranje različitih vrsta energije u električnu energiju. Struktura uređaja je jednostavna: motor, sam generator i kućište.

Pogledajmo video, opseg primjene generatorskih setova i njihove vrste:

Ovisno o vrsti elektrane, generatori se dijele na:

Postoje i na bazi vode i na solarni pogon. Vodeni električni generator razlikuje se od dizel ili benzinskog generatora po tome što je ekonomičniji za rad i potpuno ekološki prihvatljiv. Ako pored seoske kuće protiče rijeka ili potok, iznos potrošen na servisiranje stanice je nula.

Princip rada

Od tada se koristi proizvodnja energije rotacijom strukturnog elementa dugo vremena, sjetite se samo vodenica. Generator vode za proizvodnju električne energije malo se razlikuje od drevnih uređaja.

Pogledajmo video, najjednostavniji mehanizam rada:

Morate spojiti crijevo uređaja na izvor vode (mlaz, slavina, spremnik tuš kabine), a rotacija lopatica kotača pod pritiskom vode će prenijeti energiju na sam generator. Zauzvrat, generator će primljenu energiju obraditi u struju odgovarajuće frekvencije (naizmjeničnu ili direktnu).

Vrste hidrogeneratora

Industrijski proizvodi se razlikuju po parametrima snage koju proizvode. Za kućne potrebe koriste se hidraulički sistemi male snage (10-100 kW) sa vertikalnim položajem ose rotacije rotora, koji rade na bazi malih vodotoka. Za industrijske potrebe, uređaji su dizajnirani s horizontalnim rotacijskim kretanjem ose.

Vodeni kotač

Za domaće potrebe koristi se tip mini hidroelektrane bez brane, koji je podijeljen u 4 tipa:

1. Vodeni kotač;
2. Hidroelektrana Garland;
3. Daria rotor;
4. Propeler.

Vodeni kotač je rotirajući element s lopaticama, koji se postavlja okomito na kretanje vode, uranjajući do pola ili nešto manje. Pod pritiskom vode na lopatice, točak se okreće i energija se pretvara.

Dizajn vijenca za generator vode je kabel sa fiksnim rotorima, bačen s jedne obale rijeke na drugu. Jedan kraj kabla je pričvršćen za generator, a drugi je pričvršćen ležajem. Rotori uronjeni u vodu počinju da se rotiraju pod pritiskom protoka, uzrokujući rotaciju kabla. Kao rezultat, nastaje električna energija.

Rotor Daria

Darrieus rotor je vertikalni rotirajući element koji se pokreće promjenjivim pritiscima na lopatice složen dizajn. To je tok oko složene površine koji stvara razliku tlaka.

Generator vodenog propelera nalikuje "vjetrenjača" opremljena rotorom, ali je instalirana pod vodom. Širina lopatica (2 cm) ima potrebne dimenzije za stvaranje maksimalne brzine rotacije uz minimalno otporno opterećenje. Međutim, veličina lopatica mora biti odabrana u skladu s protokom vode; njihov učinak može varirati.

U svakodnevnom životu, hidraulične instalacije i kotači propelerskog tipa postali su široko rasprostranjeni. Prednost ovih uređaja je visoka efikasnost uz minimalne troškove.

Pregled proizvoda

Proizvođači proizvode mini hidroelektrane za domaću upotrebu za proizvodnju struje konstantne i promjenjive frekvencije u trofaznim i jednofaznim verzijama. Za proizvodnju električne energije potreban je mali pritisak vode - do 12 l/sec. Ove hidraulične instalacije se po pravilu koriste na mjestima sa malim rijekama ili u područjima sa prirodnim/vještačkim vodopadom, kao i izgrađenom branom.

Mini generator Ct-02 (Kina)

• Snaga - 5 kW;
• Generirana struja - 50 Hz;
• Brzina rotacije - 30-3000 o/min;
• Struja je naizmjenična.

Proizvodi se mogu kupiti po narudžbi, navodeći potrebne parametre. Početna cijena - 30.000 rubalja.

Mini generator za dom xj13 (Kina)

• Snaga - 8,5 kW;
• Generirana struja - 50 Hz;
• Brzina rotacije - 145-1920 o/min;
• Struja je naizmjenična.

Ovaj model horizontalna instalacija ima svoje prednosti, malu težinu i male zapremine. Uređaj se lako može ugraditi lična parcela. Cijena - od 16.000 rubalja.

Hidrogenerator LPWG

Hidrogenerator LPWG

• Snaga - 5 kW;
• Generirana struja - 50 Hz;
• Brzina rotacije - 500 o/min;
• Struja je naizmjenična.

Ovaj hidraulički sistem sa horizontalnim vodosnabdevanjem će obezbediti električnu energiju domaćinstvima odn Kuća za odmor. Kupovina vodenog generatora električne struje koštat će 49.596 rubalja.

Kako sami napraviti hidroelektranu

Stvaranje vodenog električnog generatora vlastitim rukama je fascinantan proces. Može se dizajnirati na bazi običnog generatora za bicikle. Prvo, trebate odrediti brzinu protoka vode pomoću štoperice. Ako je brzina nedovoljna, morat ćete stvoriti visinsku razliku, na primjer, postavljanjem odvodne cijevi.

Pogledajte video i uradite to sami korak po korak:

Od aluminijskog lima potrebno je izrezati nekoliko oštrica širine 2-4 cm.Dužina oštrica treba da odgovara prečniku točka bicikla (od ruba do glavčine). Oštrice se zatim ugrađuju između žbica i učvršćuju kliještima. Točak je za trećinu uronjen u vodu. Vrlo dobra opcija za proizvodnju struje tokom kampovanja za paljenje šatora i punjenje telefona.

Odabir električnog generatora

Snaga

• Da kontinuirano obezbjeđujemo energiju privatnicima seoska kuća Snaga od 20-30 kW je sasvim dovoljna.
• Da biste precizno odredili potrebnu snagu, morate zbrojiti potrošnju energije svih kućanskih aparata i dodati lampe za rasvjetu.
• Treba imati na umu da se ukupnoj količini snage mora dodati još 20 posto, uzimajući u obzir početne struje.
• Ako radite sa električnim aparatima u građevinske svrhe, potrebna snaga bi trebala biti tri puta veća (do 100 kW).

Cijene i proizvođači

Tržište robe osiguravaju različiti dobavljači i proizvodne kompanije. Faktor cijene formira se ovisno o promociji marke. Nedavno su se kineski proizvođači dobro dokazali. Povoljna kombinacija kvaliteta i cijene zaslužuje pažnju.

Detaljno opišite šta vam može zatrebati mikro-hidroelektrana, nema smisla - odgovori na ovo pitanje su očigledni. Recimo samo ukratko da su od poznatih alternativnih izvora energije – solarni generatori, vjetroelektrane i hidroelektrane – ove potonje potencijalno najmoćnije po nižoj cijeni. Osim toga, ne zavisite od vremenskih faktora - vjetra ili sunca.

Značajna prednost domaće mikro-hidroelektrane je i relativna jeftinost i dostupnost materijala. Kupovina fabričke hidroelektrane može vas koštati 1000-10000 dolara,

Međutim, najteže je projektirati i proizvesti mini hidroelektrane, posebno za neobučenu osobu. Na primjer, entuzijastu Lukmonu Akhmedovu (Tadžikistan) bilo je potrebno oko 2 godine da proizvede vlastitu verziju elektrane. Prilikom pisanja ovog članka, pokušali smo opisati cijeli proces dovoljno detaljno i jasno, korak po korak. Nadamo se da će vam uz našu pomoć to oduzeti mnogo manje vremena.

Vrste mikro hidroelektrana

Odmah napominjemo da ćemo u ovom članku govoriti o izradi mikro-hidroelektrana bez brana vlastitim rukama. Izgradnja brane je složen i skup zadatak, a također ćete morati potrošiti dosta vremena na dobijanje odobrenja od nadležnih. S hidroelektranama bez brana sve je mnogo jednostavnije: one su ekološki prihvatljivije, a njihov glavni nedostatak - manja snaga - nije kritičan, jer nam je potrebna energija za privatne, relativno male potrebe.

Odvojeno, napominjemo da „mikrohidroelektrana“ označava jedinicu kapaciteta do 100 kW.

Dakle, postoje 4 tipa hidroelektrana bez brana: hidroelektrana „garland“, „vodeni točak“, Darrieus rotor i „elisa“. Također, hidroelektrane bez brana se često nazivaju „protočnim” ili „slobodnim protokom”.

• Hidroelektranu Garland razvio je sovjetski inženjer Blinov sredinom 20. stoljeća. Sastoji se od malih turbina - hidrauličnih propelera, nanizanih u obliku perli na sajlu koja se baca preko rijeke. Jedan kraj kabla je pričvršćen za noseći ležaj, a drugi rotira osovinu generatora. Kabl u ovoj jedinici obavlja zadatak osovine, čija se rotacija prenosi na osovinu generatora. Nedostaci hidroelektrane u obliku vijenca uključuju relativno visoku cijenu, opasnost za druge (vjerovatno će takav projekt morati biti koordiniran sa vlastima i susjedima) i nisku izlaznu snagu.
• Vodeni kotač je postavljen okomito na površinu vode i manje je od pola uronjen u vodu. Može se aktivirati na dva načina: ili tok vode pritiska na lopatice na dnu kotača, uzrokujući njegovo rotiranje, ili tok vode pada na kotač odozgo (pogledajte sliku ispod). Efikasnost potonje opcije je mnogo veća. Prilikom proizvodnje turbine ovog tipa, glavno pitanje je kompetentan izbor oblika lopatica, koji će omogućiti najefikasnije korištenje vodene energije.
• Darrieus rotor je vertikalni rotor sa posebno dizajniranim lopaticama. Zahvaljujući njemu, protok vode pritiska na lopatice različitim silama, zbog čega dolazi do rotacije. Ovaj efekat se može uporediti sa podizanjem krila aviona, koji nastaje zbog razlike u pritisku iznad i ispod krila.
• Propeler je po dizajnu sličan propeleru vjetrogeneratora (otuda, zapravo, naziv) ili propeleru broda. Međutim, lopatice podvodnog propelera su obično mnogo uže, što omogućava efikasnije korištenje energije protoka. Na primjer, za rijeku sa brzinom struje od 1-2 m/s dovoljna je širina od 2 centimetra. Ovaj dizajn je prikladan za brze i duboke rijeke. Važna tačka: Radi sigurnosti plivača i turista, obavezno postavite barijeru i bovu upozorenja. Uređaj se okreće prilično brzo i može uzrokovati ozbiljne ozljede.

Po našem mišljenju, za izradu uradi sam mikro-hidroelektrana Optimalno je koristiti dizajn propelera ili dizajn tipa "vodeni kotač". Imajte na umu da u fabrički proizvedenim jedinicama turbine oba tipa imaju prilično složen oblik (tzv. „Kaplanova turbina“, „Peltonova turbina“ itd.), što omogućava postizanje maksimalne efikasnosti za razne vrste protok. Međutim, takve turbine je teško proizvesti u "kućnoj" proizvodnji.

Malo teorije o mikro hidroelektranama i osnovni proračuni.

Sljedeći korak je izračunavanje i mjerenje brzine protoka. Određivanje na oko je vrlo rizično - vrlo je lako pogriješiti, pa izmjerite 10-20 metara duž obale, bacite plovak (čip, mala lopta) i izmjerite vrijeme koje je potrebno da šiljak prepliva udaljenost. Podijelite udaljenost s vremenom - dobijamo brzinu struje. Kako praksa pokazuje, ako je manji od 1 m/s, izgradnja mikro-hidroelektrane u datom toku može biti neopravdana. Ako planiramo dobiti energiju zbog visinskih razlika, tada se snaga može približno izračunati pomoću sljedeće formule:

Snaga N=k*9,81*1000*Q*H,

gdje je k efikasnost sistema (obično 20%-50%); 9,81 (m/sec2) - ubrzanje slobodnog pada; H – visinska razlika;

Q—protok vode (m3/sec); 1000 je gustina vode (kg/m3).

Kao što se može vidjeti iz formule, snaga je direktno proporcionalna brzini. Ako rijeka ima nekoliko krakova, onda je vrijedno izmjeriti brzinu u svim njima i odabrati potok koji ima najveću brzinu i dubinu. Napominjemo da se mjerenja moraju obaviti po mirnom vremenu.

Pronađite širinu i dubinu rijeke u metrima. Pojednostavljeno, pretpostavimo da protok u poprečnom presjeku ima oblik pravokutnika, a zatim pomnožimo površinu poprečnog presjeka njegovom brzinom, dobijemo brzinu protoka:

Q = a*b*v. Jer u stvari, poprečni presjek protoka vode ima manju površinu, tada rezultujuću vrijednost treba pomnožiti sa 70% -80%.

Ako već imamo gotov generator, onda možemo procijeniti mogući radni radijus kotača i potreban faktor množenja.

Radijus točka (m) = Brzina protoka (m/s) / Brzina točka (Hz). Brzinu rotacije kotača možemo procijeniti znajući radnu frekvenciju generatora (obično u “rpm”) i očekivani omjer redukcije.

Praksa: sami gradimo mikro-hidroelektrane

Sada je vrijeme za dizajn i proizvodnju turbine. U nastavku ćemo opisati karakteristike izgradnje mikro-hidroelektrane tipa "vodeni kotač". Ovaj dizajn je korisno koristiti ako imamo priliku organizirati visinsku razliku za protok (ili takva razlika već postoji, na primjer, to je odvodna cijev iz ribnjaka). Kao što je gore spomenuto, Posebna pažnja treba obratiti pažnju na oblik oštrica. Ako koristite kotač s oštricama u obliku kalupa (pogledajte fotografiju ispod, u ovom slučaju se oštrice postavljaju pod uglom od 45 stepeni), tada će efikasnost takve instalacije biti vrlo niska.

Bolje je koristiti konkavne oštrice, koje se mogu dobiti, na primjer, od PVC-a ili metalna cijev rezanjem po dužini na 2 ili 4 dijela. Kao što pokazuje praksa, noževa bi trebalo biti najmanje 16. Da biste cijev rezali što je moguće ravnije, povucite linije za označavanje duž površine. Također možete pričvrstiti 2 paralelna drvena bloka i koristiti ih kao vodilice. Površina lopatica treba biti polirana, inače će se dio energije vode potrošiti na trenje.

Možete koristiti prazan kotur za kablove kao sam točak ili jednostavno napraviti diskove odgovarajućeg prečnika. Udaljenost između diskova odgovara dužini lopatica. Spojimo diskove zajedno i izrežemo polukružne žljebove za ugradnju noževa. Alternativno, oštrice se mogu zavariti. Ako je konstrukcija mala, tada se mreža pričvršćena ispred točka može koristiti za zaštitu od krhotina. U slučaju kada voda pada na lopatice odozgo, ali je protok dovoljno širok, ima smisla napraviti mlaznicu (vidi sliku ispod), zahvaljujući kojoj će se iskoristiti sva energija toka. Na gornjoj fotografiji možete vidjeti da je sama otpadna cijev uska, tako da nema potrebe za korištenjem mlaznice. U svakom slučaju, tok bi trebao pasti na vodeni točak odozgo, oko 10 sati, ako zamislite točak u obliku satnog brojčanika.

Zavareni metalni okvir može se koristiti kao noseća konstrukcija. Da biste povećali efikasnost, pokušajte, ako je moguće, da promijenite lokaciju točka: bliže-dalje, više-niže u odnosu na ulazni protok.

Sada treba da montiramo pojačani mjenjač (multiplikator). I zupčanik i lanac su prikladni. Koji množitelj koristiti i koji faktor redukcije je potreban ovisi o snazi ​​protoka, karakteristike performansi točkovi i generator. Izračunavanje koeficijenta je vrlo jednostavno - podijelite radni broj okretaja generatora s brojem okretaja kotača u minuti. Ponekad morate koristiti 2 mjenjača različite vrste. Za prijenos rotacije s kotača na mjenjač ili generator koristi se cijev, pogonsko vratilo ili drugi sličan element.

Za generator se bira bilo koji odgovarajući motor, a poželjno je da bude sinhroni. Za asinhrone, morat ćete dodati kondenzatore koji rade u krugu zvijezda ili trokut. Karakteristike kondenzatora zavise od napona mreže i parametara motora. Glavni problem pri korištenju indukcijskog motora bit će održavanje konstantnog broja okretaja. Ako se promijeni, morat ćete promijeniti i kondenzatore, što može biti vrlo problematično.