Հիդրոէներգետիկայի պատմությունը սկսվում է պարզ ջրային անիվից, որը մեր նախնիները մտահղացել են տեղադրել գետի արագությունների վրա: Սկզբում այն ​​օգտագործվում էր ջրաղացի համար՝ դրանով իսկ հեշտացնելով ջրաղացաքարերի աշխատանքը։ Հետագայում մարդիկ սովորեցին օգտագործել ջրի ուժը տարբեր նպատակների համար՝ թուղթ պատրաստել, գերաններ սղոցել, դարբնություն և նույնիսկ գարեջուր պատրաստել: Ստեղծագործության պսակային ձեռքբերումը էլեկտրական գեներատորն էր, որը միացված էր տուրբինին: Այսպես հայտնվեցին հիդրոէլեկտրակայանները, որոնց սկզբունքն այսօր օգտագործվում է տնային գյուտերի համար, այդ թվում՝ այսօրվա տնական արտադրանքներում։
Դրա հեղինակին հաջողվել է այն բառացիորեն հավաքել հին լվացքի մեքենայից՝ մի փոքր արդիականացնելով այն և խելամտորեն օգտագործելով իր վրա գտնվող մոտակա գետի ռեսուրսները։ ծայրամասային տարածք. Նա պնդում է, որ արդեն մի քանի տարի է, ինչ ապրում է առանց հոսանքի և ոչ մի լումա չի վճարում հոսանքի համար։ Հիդրոգեներատորից ստացվող հզորությունը բավական է էլեկտրաէներգիա մատակարարելու համար ոչ միայն տան բոլոր էլեկտրական սարքերին, այլև արհեստանոցի աշխատանքը էլեկտրական գործիքներով ապահովելու համար։ Ինչպե՞ս է դա հնարավոր: Եկեք միասին նայենք:

Հիդրոէլեկտրական գեներատորի շահագործման սկզբունքը

Նյութեր, գործիքներ

• Հին լվացքի մեքենա inverter շարժիչով;
• Pelton Wheel;
• Հովանի փոքրիկ կտոր;
• Նրբատախտակ;
• Plexiglas կամ plexiglass;
• Սիլիկոն;
• Ջրամեկուսացում պլաստիկի համար - ներկ կամ մաստիկ;
• Ինքնակպչուն պտուտակներ, ընկույզներ, լվացքի մեքենաներ, պտուտակներ և հղկաթուղթ:

• Հորատեք առանցքային կտրիչով, փորվածքներով և ինքնակպչուն պտուտակների կցորդով;
• Մխոցային սղոց կամ ոլորահատ սղոց;
• Ձեռքի գործիքներ՝ բանալիներ, տափակաբերան աքցան, ներկի դանակ և սիլիկոնե ատրճանակ:

Հիդրոէլեկտրական գեներատորի հավաքում

Հիդրավլիկ տուրբինի արտադրություն

Տեղադրում և միացում

Հիդրոէլեկտրակայաններն օգտագործում են ջրի հզորությունը էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար։ Ինքնաշեն կայանները լուծում են կենտրոնացված էլեկտրացանցերից հեռավորության խնդիրը կամ օգնում են խնայել էլեկտրաէներգիան:

Հիդրոէլեկտրակայանների առավելություններն ու թերությունները

Հիդրոէլեկտրակայանները այլընտրանքային էներգիայի այլ աղբյուրների նկատմամբ ունեն հետևյալ առավելությունները.

• Նրանք կախված չեն եղանակից և օրվա ժամից (ի տարբերություն): Սա թույլ է տալիս ավելի շատ էներգիա արտադրել կանխատեսելի արագությամբ:
• Աղբյուրի (գետի կամ առվակի) հզորությունը կարող է ճշգրտվել: Դա անելու համար բավական է նեղացնել ալիքը պատնեշով կամ ապահովել ջրի բարձրությունների տարբերությունը։
• Հիդրավլիկ կայանքները ոչ մի աղմուկ չեն առաջացնում (ի տարբերություն):
• Ցածր էլեկտրակայանների շատ տեսակներ չեն պահանջում տեղադրման թույլտվություն:

Տնական հիդրոէլեկտրակայանների թերությունները ներառում են ցուրտ եղանակին աշխատելու անկարողությունը: Բացի այդ, ջրային միջավայրը ագրեսիվ է, ուստի կայանի մասերը պետք է լինեն անջրանցիկ և դիմացկուն։

Ձեր սեփական տան համար որպես էներգիայի այլընտրանքային աղբյուր օգտագործելու համար մինի հիդրոէլեկտրակայան նախագծելիս որոշիչ պետք է լինեն հետևյալ գործոնները.

• Գետի մոտ տնամերձ. Տնից հեռու ինքնաշեն կայան տեղադրելը իմաստ չունի: Որքան հեռու է տեղադրումը, այնքան ցածր է դրա արդյունավետությունը, քանի որ փոխանցման ընթացքում էներգիայի մի մասը կկորչի: Բացի այդ, ավելի դժվար է պաշտպանել ձեր հիդրոէլեկտրակայանը գողությունից կամ վնասից:
• Բավարար հոսքի արագություն կամ դրա ավելացման հնարավորություն: Կայանի հզորությունը երկրաչափականորեն ավելանում է ջրի արագության բարձրացման հետ:

Արագությունը պարզելը հեշտ է: Նետում մի կտոր փրփուր կամ թենիսի գնդակջրի մեջ և ժամանակն է, որ նրան անհրաժեշտ է որոշակի տարածություն լողալու համար: Այնուհետև մետրերը բաժանեք վայրկյանների և կիմանաք արագությունը։ Ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայանի համար ջրի բավարար նվազագույն արագությունը 1 մ/վ է։

Եթե ​​ձեր գետի կամ առվակի հոսքի արագությունը ցածր է այս արժեքից, ապա այն կավելացվի փոքր պատնեշով կամ նեղացնող խողովակով: Բայց այս տարբերակները կարող են լրացուցիչ դժվարություններ առաջացնել: Պատնեշի կառուցման համար անհրաժեշտ է իշխանությունների թույլտվությունը, ինչպես նաև հարևանների համաձայնությունը:

Ինքնուրույն մինի հիդրոէլեկտրակայան

Հիդրոէլեկտրակայանի նախագծումը բավականին բարդ է, ուստի հնարավոր կլինի ինքնուրույն կառուցել միայն փոքր կայան, որը կխնայի էլեկտրաէներգիան կամ էներգիա կապահովի համեստ տնային տնտեսությանը։ Ստորև բերված են ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայանի իրականացման երկու օրինակ:

Ինչպես պատրաստել մինի հիդրոէլեկտրակայան հեծանիվից

Հիդրոէլեկտրակայանի այս տարբերակը իդեալական է հեծանվային ճանապարհորդությունների համար: Այն կոմպակտ է և թեթև, բայց կարող է էներգիա մատակարարել առվակի կամ գետի ափին ստեղծված փոքրիկ ճամբարին: Ստացված հոսանքը կբավականացնի երեկոյան լուսավորության և շարժական սարքերը լիցքավորելու համար։

Կայանը տեղադրելու համար ձեզ հարկավոր է.

• Առջևի անիվը հեծանիվից.
• Հեծանիվների գեներատոր, որն օգտագործվում է հեծանիվների լույսերը սնուցելու համար:
• Տնական շեղբեր. Դրանք նախապես կտրված են ալյումինե թիթեղից: Շեղբերների լայնությունը պետք է լինի երկուսից չորս սանտիմետր, իսկ երկարությունը պետք է լինի անիվի հանգույցից մինչև դրա եզրը: Կարող է լինել ցանկացած քանակությամբ շեղբեր, որոնք պետք է տեղադրվեն միմյանցից նույն հեռավորության վրա:

Նման կայան գործարկելու համար բավական է անիվը ջրի մեջ ընկղմել։ Ընկղման խորությունը որոշվում է փորձարարական եղանակով՝ մոտավորապես անիվի մեկ երրորդից մինչև կեսը:

Մշտական ​​օգտագործման համար ավելի հզոր կայան կառուցելու համար կպահանջվեն ավելի դիմացկուն նյութեր: Մետաղական և պլաստիկ տարրերը, որոնք ավելի հեշտ է պաշտպանվում ջրային միջավայրի ազդեցությունից, լավագույնս համապատասխանում են: Բայց փայտե մասերը նույնպես հարմար են, եթե դրանք թրջեք հատուկ լուծույթի մեջ և ներկեք անջրանցիկ ներկով։

Կայանը պահանջում է հետևյալ տարրերը.

• Պողպատե մալուխային թմբուկ (2,2 մետր տրամագծով): Դրանից պատրաստված է ռոտոր-անիվը: Դա անելու համար թմբուկը կտրված է կտորներով և կրկին եռակցվում է 30 սանտիմետր հեռավորության վրա: Թմբուկի մնացորդներից պատրաստվում են շեղբեր (18 հատ): Դրանք եռակցվում են 45 աստիճանի անկյան տակ գտնվող շառավղով: Ամբողջ կառույցը սատարելու համար շրջանակը պատրաստվում է անկյուններից կամ խողովակներից: Անիվը պտտվում է առանցքակալների վրա:
• Անիվի վրա տեղադրված է շղթայական հանդերձում (փոխանցման գործակիցը պետք է լինի չորս): Շարժիչի և գեներատորի առանցքները միմյանց հետ բերելն ավելի հեշտ դարձնելու, ինչպես նաև թրթռումը նվազեցնելու համար պտույտը փոխանցվում է կարդանով հին մեքենայից:
• Գեներատորի համար հարմար է ասինխրոն շարժիչը: Դրան պետք է ավելացնել ևս մեկ փոխանցումատուփի ռեդուկտոր՝ մոտ 40 գործակցով: Այնուհետև 3000 պտույտ/վայրկյանով եռաֆազ գեներատորի դեպքում 160 ընդհանուր նվազեցման գործակիցով պտույտների թիվը կնվազի մինչև 20 պտույտ/րոպե:
• Տեղադրեք բոլոր էլեկտրական իրերը անջրանցիկ տարայի մեջ:

Նկարագրված սկզբնական նյութերը հեշտությամբ կարելի է գտնել աղբավայրում կամ ընկերներից: Դուք կարող եք վճարել մասնագետներին սրճաղացով պողպատե թմբուկը կտրելու և եռակցման համար (կամ ամեն ինչ ինքներդ անել): Արդյունքում՝ մինչև 5 կՎտ հզորությամբ հիդրոէլեկտրակայանը չնչին գումար կարժենա։

Ջրից էլեկտրաէներգիա արտադրելն այնքան էլ դժվար չէ։ Ավելի բարդ է ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայանի վրա հիմնված էլեկտրամատակարարման ինքնավար համակարգ կառուցելը, կայանը աշխատունակ վիճակում պահելը և շրջակայքում գտնվող մարդկանց ու կենդանիների անվտանգությունը ապահովելը։

«Կանաչները» ամբողջ աշխարհում գնալով ավելի ու ավելի են բողոքում նավթի, գազի, ածխի նոր հանքավայրերի զարգացման, ինչպես նաև ամբողջ աշխարհում ներքին այրման շարժիչների զանգվածային օգտագործման դեմ, որոնք բերում են մեր շրջակա միջավայրի ամենավատ աղտոտումը: Նորաձևության, թատրոնի և կինոյի աշխարհի հայտնի մարդիկ կոչ են անում ավելի տնտեսապես ապրել էներգիայի սպառման տեսանկյունից: Նրանք կանգնեցրել են իրենց առանձնատների տանիքներին արեւային վահանակներ, քամու գեներատորներ (օրինակ, դերասան Լեոնարդո Դի Կապրիոն):

Ավելի ու ավելի շատ սովորական մարդիկ հասկանում են նաև, որ ինչ-որ բան կարող է կախված լինել իրենց պահվածքից, և եթե գոնե մեկ մարդ այլընտրանք գտնի ներքին այրման շարժիչին, ապա աշխարհը մի փոքր ավելի մաքուր կդառնա։ Հետևաբար, գյուղերում, քաղաքներում և մեր երկրում, որտեղ կա թափվող կամ հոսող ջուր, բլրի վրա ջրի որոշակի ավազան, հնարավոր է սեփական ձեռքերով մինի հիդրոէլեկտրակայան սարքել և դրանով իսկ օգնել և՛ քեզ, և՛: Նորին Մեծություն Բնություն. Սա այլընտրանք է բենզինի կամ դիզելային գեներատորին, որը դեռ աշխատում է վառելիքով և առաջացնում է կաուստիկ արտանետումներ շրջակա միջավայր:

Ի՞նչ կլիներ, եթե մեկից ավելի մարդ, մեկից ավելի տնային տնտեսություններ որոշեին էլեկտրաէներգիա ստանալու այլընտրանքային ճանապարհ գտնել: Իսկ եթե դա մի ամբողջ քաղաք է, գյուղ, Ավլ? Այստեղ Բնության վրա ծանրաբեռնվածությունը զգալիորեն կնվազի։ Իսկ սպառողը գրպանում ավելի շատ փող կունենա կենցաղային կարիքների համար, քանի որ էնտուզիաստների ձեռքերով և մտքով ստեղծված մինի հիդրոէլեկտրակայանից էլեկտրաէներգիան մոտ երեք անգամ ավելի էժան է, քան սովորական արտադրողներից (ԱԷԿ, ատոմակայաններ, արդյունաբերական հիդրոէլեկտրակայաններ) գնելը։ էլեկտրակայաններ):

Ճիշտ ջուր գտնելը

Վերջերս ես տեսա մի կարճ տեսանյութ, որը ցույց էր տալիս, թե ինչպես սովորական հնդկական գյուղում արևմտյան քոլեջներից մեկի ուսանողները որոշեցին մինի հիդրոէլեկտրակայան կառուցել: Այդ անապատում հոսանք չկա, երիտասարդները փախչում են քաղաքներ, բայց ի՞նչ կլինի, եթե բնակիչներին հոսանք տաս։ Գյուղում որպես այդպիսին գետ չկա, բայց կա ջրամբար։ Բնական ամանի հետ հսկայական գումարջուրը գտնվում է գյուղի մակարդակից մի փոքր բարձր։ Ի՞նչ են մտածել ուսանողները:

Իրենց խելացի գլխով նրանք հասկացան, որ քանի որ այստեղ Բնությունից հոսք չկա, այն կարելի է ստեղծել։ Վարձու աշխատողների ձեռքով տեղադրվել է մետր տրամագծով ծածկված երկար խողովակ, որի մի ծայրը փակվել է ջրամբարի վրա, իսկ մյուսը՝ ներքև, մտել է փոքր ու դանդաղ գետի մեջ։ Բարձրության տարբերության պատճառով ջրամբարից ջուրը ցած իջավ խողովակով, ավելի ու ավելի արագանալով, իսկ ելքի մոտ արդեն ստեղծվեց բավականին հզոր հոսք, որը հենվում էր մինի հիդրոէլեկտրակայանի շեղբերներին։ Խողովակը, որի մեջ պարփակված է ջրամբարի ջուրը, այնքան գեղատեսիլ է իջնում ​​սարալանջով, որ թվում է, թե հսկայական պիթոնը կամաց-կամաց սողում է վերևից վար և իր չափերով սարսափ է սերմանում տեղի բնակիչների մեջ։ Ուզում ես ձեռքերով դիպչել, զգալ, ուժը զգալ։

Եթե ​​նման բան ստեղծվում է հնդկական գյուղում, ապա ինչո՞ւ չփորձել նույնը անել ռուսական գյուղում։ Եթե ​​մոտակայքում արագահոս գետ չկա, բայց կա ջրամբար, ապա հնարավոր է նաև մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցում։ Պարզապես պետք է նայեք տեղանքին, բայց մի բան պարզ է. ջրամբարը, լինի դա բնական, թե արհեստական, պետք է ավելի բարձր լինի, քան հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրը։ Եթե ​​բարձրության տարբերությունը զգալի է, նույնիսկ ավելի լավ: Ջրի հոսքը վերևից վար ավելի ուժեղ է լինելու, ինչը նշանակում է, որ արտադրվող էլեկտրաէներգիայի հնարավոր հզորությունը կավելանա։

Արհեստական ​​ջրի հոսք կազմակերպելու համար պարտադիր չէ թանկարժեք խողովակներ գնել։ Դուք կարող եք մի տեսակ ջրհոր պատրաստել ձեր սեփական ձեռքերով, և թույլ տալ, որ ջրամբարից ջուրը արագանա դրա միջով: Սկսելու համար, ավելի լավ է ընդհանրապես վերցնել ցանկացած հասանելի միջոց, հին խողովակներ, թեև առայժմ փոքր տրամագծով, և կառուցել վերևում գտնվող ջրամբարից ջրի արտահոսքի փորձնական տարբերակ: Այս կերպ հնարավոր կլինի չափել հոսքի արագությունը (ես արդեն գրել եմ, թե ինչպես դա անել ավելի վաղ): Եթե ​​մոտակայքում արագահոս գետ կա, ապա կարիք չկա ո՛չ ամբարտակներ, ո՛չ ջրհեղեղներ կառուցել, ո՛չ էլ արհեստականորեն ջրի հոսք ստեղծել։ Նման վայրերում առանց խնդիրների կարելի է տեղադրել մինի հիդրոէլեկտրակայաններ՝ ծաղկեպսակի, պտուտակի, Դարդյեի ռոտորի կամ ջրային անիվի տեսքով։

Կարևոր կլինի պաշտպանել կառույցը։ Ինչպե՞ս: Առջևում պետք է մինի հիդրոէլեկտրակայան տեղադրվի պաշտպանիչ էկրանպատրաստված է ցանցից կամ դիֆուզորից, որպեսզի գետի երկայնքով լողացող ծառերի բեկորները կամ նույնիսկ ամբողջ գերանները, ինչպես նաև կենդանի և սատկած ձկները և բոլոր տեսակի բեկորները չընկնեն տուրբինի շեղբերների վրա, այլ լողան կողքով:

Ամենապարզ DIY մինի հիդրոէլեկտրակայանը

Գրեթե բոլորը կարող են սեփական ձեռքերով ստեղծել իրենց մինի հիդրոէլեկտրակայանը։ Օրինակներ. Քայլարշավի ժամանակ լուսավորություն ձեռք բերելու համար շատ զբոսաշրջիկներ օգտագործում են սովորական հեծանիվ, որն օգտագործում են շրջելու համար։ Հեծանիվի ցանկացած անիվի վրա նրանք, ասենք, բարակ երկաթի կտորներից պատրաստված ցատկողներ են տեղադրում ցատկերների արանքում և նախ ձեռքերով, ապա տափակաբերան աքցանով, թերթի ծայրերը բերում են ճառագողի հետևում՝ դրանով իսկ ամրացնելով ցատկողը։ Թռիչքի երկարությունը պետք է համապատասխանի անիվի տրամագծի կեսին, այսինքն՝ ծածկի եզրից մինչև հանգույց: Փաստորեն, այն պետք է հավասար լինի տրիկոտաժի ասեղի երկարությանը: Օպտիմալ կլիներ տեղադրել չորս այդպիսի ցատկողներ ըստ կարդինալ ուղղությունների՝ հյուսիս, հարավ, արևմուտք, արևելք: Հաջորդը ձեզ հարկավոր կլինի սովորական հեծանիվների գեներատոր և դրան միացված լապտեր:

Արշավ գնալու ժամանակն է։ Դուք պետք է գիշերը կանգնեք գետի մոտ: Դե թող մոծակները խայթեն։ Բայց դուք կկարողանաք խնջույքի տեսահոլովակ նկարահանել և լուսանկարել կրակի շուրջը։ Սա շատ գեղատեսիլ է: Գետի ջուրը պետք է նկատելի հոսք ունենա, և այդ ժամանակ մեր ճամբարային մինի հիդրոէլեկտրակայանը կաշխատի։ «Թող լույս լինի»: - ասաց մեխանիկը և կարճ միացում արեց: Ոչ, սա մեր մասին չէ։

«Թող լույս լինի»: - ասաց զբոսաշրջիկը և երկաթե ցատկողներով անիվը մեկ երրորդով իջեցրեց հոսող գետի ջուրը։ Հեծանիվն ինքնին տեղադրվում է մի փոքրիկ տակդիրի վրա կամ կախված է ափի ծառից կամ ցցից, որպեսզի անիվի մեկ երրորդը ընկղմվի առվակի մեջ: Ջուրը սեղմում է ցատկողներին, պտտում է անիվը, գեներատորը ջրի էներգիան վերածում է հոսանքի, իսկ մինի լապտերը լուսավորում է կայանատեղիը:

Մարտկոցների թերի լինելու վտանգ չկա, քանի որ սովորական լապտերի օգտագործման դեպքում վտանգ չկա, որ դրանք կսպառվեն, և պետք չէ դրանք ձեզ հետ տանել արշավի ժամանակ։ մեծ քանակությամբ. Գետի հոսքը ոչ մի տեղ չի վերանա։ Զբոսաշրջիկները ամենից հաճախ նախընտրում են մնալ ապացուցված վայրերում։ Այսպիսով, երբ դուք ստանում եք էլեկտրական հոսանքՄինի-Վելո-Հիդրոէլեկտրակայանի միջոցով այն վայրում, որտեղ նրանք գիշերում են, նրանք կհիշեն այս վայրը և կփորձեն հեռու մնալ այստեղից օրվա մութ ժամանակը:

Բանակցային դժվարություններ

Սակայն մեկ մոմ վառելը, պատկերավոր ասած, մի բան է, բայց հազարավոր վառելը, մարդկանց լույս տալը, ինչպես Պրոմեթևսն արեց, բոլորովին այլ բան է։ Կոմպակտ հիդրոէլեկտրակայանը՝ որպես էլեկտրաէներգիայի աղբյուր, առօրյա օգտագործման մեջ իր տեսքով կարող է խաթարել ստեղծված պատկերն ու վիճակը։

Ամենամեծ մենաշնորհները սովոր են, որ հենց իրենք են էլեկտրաէներգիա արտադրում փոքր բնակավայրերի համար, իրացման դուստր ձեռնարկությունները սովոր են ապրանքներ հասցնելու համար՝ կՎտժ սպառողին։ Որտեղ տեղավորել մինի հիդրոէլեկտրակայանները այս սխեմայի մեջ: Իսկ դեռ չե՞ք վերահսկվում մենաշնորհատերերի կողմից։ Անմիջապես կասեմ, որ հեշտ չի լինի նման նախագիծը համակարգել Ռուսաստանի տեղական իշխանությունների հետ, ինչպես ցանկացած այլ նոր բիզնես: Բայց արդյունքն արժե ջանք թափել:

Ընդհանուր առմամբ, կոմպակտ (մինի) հիդրոէլեկտրակայան նշանակում է կայան, որն արտադրում է մինչև 100 կՎտ հզորություն: Արհեստավորները, աշխատելով իրենց ձեռքերով և գլխով, կարող են շատ հեշտությամբ կառուցել այս օգտակար իրը իրենց քաղաքում կամ գյուղում, նույնիսկ մասնավոր տնային տնտեսությունում: Բայց միայն այն դեպքում, եթե կան համապատասխան բնական պայմաններ և ՆՈՐ բան ստեղծելու ցանկություն, խնայեք գումար, այսինքն՝ հետագայում ավելի քիչ վճարեք էլեկտրաէներգիայի համար։

Եթե ​​դիտեք մի քանի մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսանյութ կամ լուսանկար, ապա կտեսնեք, որ երբեմն դրանք շատ տարօրինակ տեսք ունեն։ Բայց Լեոնարդո դա Վինչիի ժամանակակիցների համար նրա հսկայական թեւերով թռչող անիվները նույնպես առնվազն տարօրինակ էին թվում, և իր համարձակ փորձերով ու գաղափարներով մեծ իտալացին ամբողջովին սարսափեցրեց իր ժամանակի շատ մարդկանց: Ուրեմն ի՞նչ։ Մենք չենք հիշում այդ մարդկանց։ Իսկ Լեոնարդոյի գծանկարներն ու ստեղծագործությունները կապրեն դարեր շարունակ: Կառուցեք մինի հիդրոէլեկտրակայան ձեր սեփական ձեռքերով, փորձարկեք, համարձակվեք: Բնությունն ու ժառանգները ձեզ միայն «շնորհակալություն» կասեն:

Միխայիլ Բերսենև

Տաջիկստանում կան նաև արհեստավորներ, ոչ ավելի վատ, քան հնդիկները.

Տարբերակ թիվ 1

Տնական Cable Garland մինի հիդրոէլեկտրակայան - հիանալի լուծումձեռք բերել մատչելի և էժան էլեկտրաէներգիա, եթե ձեր բնակության վայրի մոտ փոքր գետ կա:

Գարլանդ մալուխային մինի հիդրոէլեկտրակայանի նախագծումը հիմնված է գետի հունում մալուխի պտույտի վրա:

Ինքնավար պարզ հիդրոէլեկտրակայանի առաջին նախագծերը վաղուց իրականացվել են անհատ արհեստավորների կողմից կես դար առաջ։ Դեռևս 50-ականներին Radio ամսագիրը հրապարակել էր տեղեկատվություն Գարլանդի հիդրոէլեկտրակայանի մասին՝ պատրաստված թիթեղյա տարաներև մեքենայից գեներատորով:

Նկ.1. Արտաքին տեսքՄինի հիդրոէլեկտրակայանի DIY պարանով ծաղկեպսակ:

Ինչպե՞ս պատրաստել մալուխային Գարլանդ հիդրոէլեկտրակայան ձեր սեփական ձեռքերով:

Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս գետի հոսքից պտտվող տուրբինամալուխային հիդրոէլեկտրակայանի պարզ մալուխային մինի հիդրոէլեկտրակայանի նախագծման դիագրամ:

Նկ. 2 Գարլյանդնայա մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման սխեման և սկզբունքը

1. առանցքակալ, 2. հենարան, 3. մետաղյա մալուխ, 4. հիդրոանիվ (տուրբին),

5. Էլեկտրական գեներատոր, 6. Գետի վերին մակարդակ, 7. Գետի հուն.

Որպես հիդրավլիկ անիվներ (ռոտորներ), մինի հիդրոէլեկտրակայանի մալուխային հիդրավլիկ շարժիչում կարող եք օգտագործել բարակ մետաղական թիթեղից պատրաստված մի քանի «մղիչներ», մոտ կես մետր տրամագծով, մանկական խաղալիքի նման. քառակուսի թղթի թերթիկից: Որպես ճկուն լիսեռ նպատակահարմար է օգտագործել սովորական լիսեռ: պողպատե մալուխ 10...15 մմ տրամագծով։
Մոտավոր հաշվարկները ցույց են տալիս, որ նման կաբելային հիդրոէլեկտրակայանից մեկ հիդրոանիվից կարելի է ստանալ մինչև 1,5...2,0 կՎտ հզորություն՝ մոտ 2,5 մետր/վրկ գետային հոսքով։

Եթե ​​հենարաններ 2 առանցքակալներով 1 և էլեկտրական գեներատոր 5 տեղադրվեն գետի հատակին, իսկ գեներատորի հետ առանցքակալները բարձրացվեն գետի մակարդակից, և այս ամբողջ կառույցը տեղադրվի հոսքի առանցքի երկայնքով, ապա արդյունքը գործնականում կլինի. նույնը. Այս սխեման պատշաճ կերպով օգտագործվում է շատ «նեղ գետերի», բայց ավելի քան 0,5 մետր խորությամբ: Նման հիդրոէլեկտրակայանում ջերմային էներգիա կարելի է ստանալ էլեկտրական ջեռուցիչները էլեկտրական գեներատորին միացնելով:

Հիդրոէլեկտրակայանի ծաղկեպսակի ռոտորները, որպես կանոն, գտնվում են հոսքի միջուկում (ամռանը մակերևույթից 0,2, իսկ ձմռանը՝ սառցե մակերեսից 0,5 խորության վրա)։ Հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրում գետի խորությունը չի գերազանցում 1,5 մ-ը, եթե գետի խորությունը 1,5 մ-ից ավելի է, ապա միանգամայն հնարավոր է օգտագործել երկու շարքով դասավորված ռոտորներ:

Էլեկտրական ցանցից հեռու գտնվող ամառային տարածքներում տնակների և նույնիսկ ֆերմաների առաջացումը, վառելիքի և էլեկտրաէներգիայի գների սրընթաց աճը կյանքի են կոչել ինքնավար էներգամատակարարման հին գաղափարները՝ արևից, քամուց և ջրից բնական էներգիայի համատարած օգտագործմամբ։ . Մասնավորապես, մեծացել է հետաքրքրությունը մինի և միկրո հիդրոէլեկտրակայանների նկատմամբ։

Այս հիդրոէլեկտրակայաններից երկուսը ընդունելի են ինքնուրույն կառուցելու համար՝ միկրոհիդրոէլեկտրակայան ձեր սեփական ձեռքերով և լողացող, պատնեշներից զերծ մինի-հիդրոէլեկտրակայան: Հաջորդը նախագծերն են, որոնց նախատիպը եղել է Վ. Բլինովի ազատ հոսքի (մոդել 1964) Գարլանդ հիդրոէլեկտրակայանը։

Դուդիշև Վ.Դ.

Տարբերակ թիվ 2

Քննարկվող հիդրոէլեկտրակայանները ազատ հոսքով են՝ այսպես կոչված Savonius ռոտորներից պատրաստված բավականին օրիգինալ տուրբինով, որը ամրացված է ընդհանուր (գուցե ճկուն, կոմպոզիտային) աշխատանքային լիսեռի վրա։ Նրանց տեղադրման համար ամբարտակներ կամ այլ լայնածավալ հիդրավլիկ կառույցներ չեն պահանջվում: Նրանք ի վիճակի են լիարժեք արդյունավետությամբ աշխատել նույնիսկ ծանծաղ ջրում, ինչը, զուգորդված դիզայնի պարզության, կոմպակտության և հուսալիության հետ, այս հիդրոէլեկտրակայանները դարձնում են շատ խոստումնալից այն ֆերմերների և այգեպանների համար, որոնց հողատարածքները գտնվում են փոքր ջրհոսների (գետերի) մոտ: , առուներ և առուներ):

Ի տարբերություն ամբարտակների, ազատ հոսքի ՀԷԿ-երը, ինչպես հայտնի է, օգտագործում են միայն հոսող ջրի կինետիկ էներգիան։ Հզորությունը որոշելու համար կա բանաձև.

N=0.5*p*V3*F*n (1),

N - հզորություն աշխատանքային լիսեռի վրա (W),
- p - ջրի խտություն (1000 կտ/մ3),
- V - գետի հոսքի արագություն (մ/վ),
- F - հիդրավլիկ մեքենայի աշխատանքային մարմնի ակտիվ (սուզվող) մասի խաչմերուկի տարածքը (մ2),
- n - էներգիայի փոխակերպման արդյունավետություն:

Ինչպես երևում է 1-ին բանաձևից, գետի արագությամբ 1 մ/վրկ քառակուսի մետրՀիդրավլիկ մեքենայի ակտիվ մասի խաչմերուկը իդեալականորեն (երբ n=1) ունի ընդամենը 500 Վտ հզորություն։ Այս արժեքը ակնհայտորեն փոքր է արդյունաբերական օգտագործման համար, բայց բավականին բավարար է ֆերմերի կամ ամառային բնակչի դուստր հողամասի համար: Ավելին, այն կարելի է մեծացնել մի քանի «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակների» զուգահեռ աշխատանքի միջոցով։

Եվ ևս մեկ նրբություն. Գետի արագությունն իր տարբեր հատվածներում տարբեր է։ Ուստի, նախքան մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումը սկսելը, անհրաժեշտ է պարզ մեթոդով պարզել ձեր գետի էներգետիկ ներուժը։ Հիշենք միայն, որ չափիչ լողակի անցած տարածությունը և բաժանված նրա անցած ժամանակի վրա կհամապատասխանի այս տարածքում միջին հոսքի արագությանը: Հարկ է նաև նշել. այս պարամետրը կփոխվի՝ կախված տարվա եղանակից:

Հետևաբար, նախագծային հաշվարկները պետք է կատարվեն՝ ելնելով գետի միջին հոսքի արագությունից (մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման պլանավորված ժամանակահատվածում):

Նկ.1 Savonius ռոտորներ տնական Garland մինի-հիդրոէլեկտրակայանների համար.

a, b - շեղբեր; 1 - լայնակի, 2 - վերջ:

Հաջորդը, դուք պետք է որոշեք հիդրավլիկ մեքենայի ակտիվ մասի չափը և դրա տեսակը: Քանի որ ամբողջ մինի հիդրոէլեկտրակայանը պետք է լինի հնարավորինս պարզ և ոչ բարդ արտադրության համար, հարմար տեսակՓոխարկիչը Savonius ռոտոր է վերջնական դիզայնով: Ջրի մեջ լրիվ ընկղմումով աշխատելիս F-ի արժեքը կարելի է հավասար ընդունել ռոտորի D տրամագծի և նրա L երկարության արտադրյալին և n=0,5։ Ռոտացիայի հաճախականությունը f որոշվում է պրակտիկայի համար ընդունելի ճշգրտությամբ՝ օգտագործելով բանաձևը.

f=48V/3.14D (rpm) (2):

ՀԷԿ-ը հնարավորինս կոմպակտ դարձնելու համար հաշվարկում նշված հզորությունը պետք է փոխկապակցվի փաստացի բեռի հետ, որի էլեկտրամատակարարումը պետք է ապահովի մինի հիդրոէլեկտրակայանը (քանի որ, ի տարբերություն հողմատուրբինի, հոսանք շարունակաբար մատակարարվելու է սպառողական ցանցին): Որպես կանոն, այս էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է լուսավորության, հեռուստացույցի, ռադիոյի, սառնարանի սնուցման համար։ Ընդ որում, միայն վերջինս է անընդհատ շահագործման հանձնվում ողջ օրվա ընթացքում։ Մնացած էլեկտրատեխնիկան աշխատում է հիմնականում երեկոյան ժամերին։ Ելնելով դրանից՝ նպատակահարմար է կենտրոնանալ մեկ «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» առավելագույն հզորության վրա՝ մոտ 250-300 Վտ՝ ծածկելով գագաթնակետային բեռը մինի հիդրոէլեկտրակայանից լիցքավորված մարտկոցով:

Հիդրավլիկ էլեկտրակայանի աշխատանքային լիսեռից ոլորող մոմենտ փոխանցելը էլեկտրական գեներատորի ճախարակին սովորաբար իրականացվում է միջանկյալ փոխանցման միջոցով: Այնուամենայնիվ, այս տարրը, խստորեն ասած, կարելի է բացառել, եթե միկրոհիդրոէլեկտրակայանի նախագծման մեջ օգտագործվող գեներատորը գործառնական պտտման արագություն ունի 750 rpm-ից պակաս: Այնուամենայնիվ, հաճախ ստիպված եք լինում հրաժարվել անմիջական շփումից։ Իրոք, հայրենական արտադրության գեներատորների ճնշող մեծամասնության համար գործառնական պտտման արագությունը ելքային հզորության սկզբում գտնվում է 1500-3000 ռ/րոպե միջակայքում: Սա նշանակում է, որ անհրաժեշտ է լրացուցիչ համակարգում ՀԷԿ-ի հանքերի և էլեկտրագեներատորի միջև։

Դե, հիմա, երբ նախնական տեսական մասը ետևում է, եկեք նայենք կոնկրետ ձևավորումներին, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները:

Ահա, օրինակ, կիսաշարժ, ազատ հոսքի մինի-հիդրոէլեկտրակայան՝ երկու կոաքսիալ, միմյանց նկատմամբ 90°-ով պտտվող (ինքնագործարկելու հեշտացման համար) և լայնակի տիպի Savonius ռոտորների հորիզոնական դասավորությամբ: Ավելին, այս ինքնաշեն ՀԷԿ-ի հիմնական մասերն ու բաղադրիչները փայտից են՝ որպես ամենամատչելի և «հնազանդ» շինանյութ։

Առաջարկվող մինի հիդրոէլեկտրակայանը սուզվող է։ Այսինքն՝ նրա աջակից շրջանակը գտնվում է ներքևի մասում ջրհոսքի միջով և ամրացված է ճոպաններով կամ ձողերով (եթե, օրինակ, մոտակայքում կան անցուղիներ, նավահանգիստ և այլն)։ Դա արվում է, որպեսզի կառույցը չտարվի հենց ջրահոսքով:

Նկ.2 Հորիզոնական լայնակի ռոտորներով սուզվող մինի հիդրոէլեկտրակայան.

1 - բազային սպար (ճառագայթ 150x100, 2 հատ), 2 - ստորին խաչի անդամ (տախտակ 150x45, 2 հատ), 3 - միջին խաչաձև անդամ (ճառագայթ 150x120, 2 հատ), 4 - բարձրացնող (կլոր փայտանյութ տրամագծով 100 հատ, 4 հատ.), 5 վերին սպար (տախտակ 150x45, 2 հատ), 6 - վերին խաչաձև անդամ (տախտակ 100x40, 4 հատ), 7 - միջանկյալ լիսեռ (չժանգոտվող պողպատ, 30 տրամագծով ձող) , 8 - ճախարակի բլոկ, 9 - հաստատուն գեներատորի հոսանք, 10 - «գանդեր» ճենապակյա գլանով և երկմիջուկ մեկուսացված մետաղալարով, 11 - հիմքի ափսե (200x40 տախտակ), 12 - շարժիչ ճախարակ, 13 - փայտե կրող սարք (2 հատ), 14 - «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» ռոտոր (D600, L1000, 2 հատ), 15 սկավառակ (20-40 մմ հաստությամբ տախտակներից, որոնք թակվել են վահանի մեջ, 3 հատ); մետաղական ամրացնող տարրերը (ներառյալ բրեկետները, արտաքին սկավառակների հանգույցները) ցուցադրված չեն:

Իհարկե, մինի հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրում գետի խորությունը պետք է պակաս լինի աջակցության շրջանակի բարձրությունից: Հակառակ դեպքում, շատ դժվար է (եթե ոչ անհնար) խուսափել ջուրը էլեկտրական գեներատորի մեջ մտնելուց: Դե, եթե այն վայրը, որտեղ պետք է տեղակայված լինի մինի հիդրոէլեկտրակայանը, ունի ավելի քան 1,5 մ խորություն կամ կա ջրի մեծ քանակություն և հոսքի արագություն, որը մեծապես տատանվում է ամբողջ տարվա ընթացքում (ինչը, ի դեպ, բավականին բնորոշ է ձյունով սնվող ջրահոսքերի համար), ապա խորհուրդ է տրվում այս դիզայնը սարքավորել լողացողներով: Սա նաև թույլ կտա այն հեշտությամբ տեղափոխել գետի վրա տեղադրվելիս:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի կրող շրջանակը փայտից, տախտակներից և փոքր գերաններից պատրաստված ուղղանկյուն շրջանակ է՝ ամրացված մեխերով և մետաղալարով (մալուխներով): Կառույցի մետաղական մասերը (մեխեր, պտուտակներ, սեղմակներ, անկյուններ և այլն) հնարավորության դեպքում պետք է պատրաստված լինեն. չժանգոտվող պողպատկամ այլ կոռոզիոն դիմացկուն համաձուլվածքներ:

Դե, քանի որ նման մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործումը հաճախ հնարավոր է ռուսական պայմաններում միայն սեզոնային (գետերի մեծ մասի սառցակալման պատճառով), ապա շահագործման ժամկետի ավարտից հետո ափ դուրս բերված ամբողջ կառույցը ենթակա է մանրակրկիտ ստուգման։ . Փտածները փոխարինվում են ժամանակին փայտե տարրեր, ժանգոտել են մետաղական մասերը, չնայած ձեռնարկված նախազգուշական միջոցներին։

Մեր մինի հիդրոէլեկտրակայանի հիմնական բաղադրիչներից մեկը երկու կոշտ ամրացված (և աշխատանքային լիսեռի վրա մեկ միավոր կազմող) «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակն» է: Նրանց սկավառակները հեշտությամբ կարելի է պատրաստել 20-30 մմ հաստությամբ տախտակներից: Դա անելու համար, դրանցից վահան պատրաստելով, 600 մմ տրամագծով շրջան կառուցելու համար օգտագործեք կողմնացույց: Որից հետո տախտակներից յուրաքանչյուրը կտրվում է ըստ դրա վրա ստացված կորի։ Աշխատանքային մասերը երկու ժապավենի վրա թակելով (պահանջվող կոշտություն տալու համար) նրանք ամեն ինչ կրկնում են երեք անգամ՝ ըստ պահանջվող սկավառակների քանակի։

Ինչ վերաբերում է շեղբերին, ապա խորհուրդ է տրվում դրանք պատրաստել տանիքի երկաթից։ Կամ ավելի լավ՝ համապատասխան չափի և կիսով չափ կտրված (առանցքի երկայնքով) գլանաձև չժանգոտվող տարաներից (տակառներից), որոնցում սովորաբար պահվում և տեղափոխվում են գյուղատնտեսական պարարտանյութեր և այլ ագրեսիվ նյութեր։ Ծայրահեղ դեպքերում սայրերը կարող են պատրաստվել փայտից: Բայց նրանց քաշը (հատկապես ջրում երկար մնալուց հետո) զգալիորեն կաճի։ Եվ դա պետք է հիշել լողակների վրա մինի հիդրոէլեկտրակայաններ ստեղծելիս:

«Հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» ծայրերին կցվում են ցցված հենարաններ։ Ըստ էության, դրանք կարճ բալոններ են՝ լայն եզրով և բանալու վերջի բնիկով: Կցաշուրթը կցվում է համապատասխան ռոտորային սկավառակին չորս պտուտակներով:

Շփումը նվազեցնելու համար կան առանցքակալներ, որոնք տեղակայված են միջին խաչաձողերի վրա: Եվ քանի որ սովորական գնդիկավոր կամ գլանաձողերը պիտանի չեն ջրի մեջ աշխատելու համար, օգտագործում են... տնական փայտե։ Դրանցից յուրաքանչյուրի դիզայնը բաղկացած է երկու սեղմակներից և ներդիր տախտակներից, որի անցք է, որը նախատեսված է թենոնի հենարանի անցման համար: Ավելին, միջին կրող կեղևները տեղադրված են այնպես, որ փայտի մանրաթելերը լիսեռին զուգահեռ անցնեն: Բացի այդ, հատուկ միջոցներ են ձեռնարկվում ապահովելու համար, որ ներդիրների տախտակները ամուր ամրացված են կողային շարժման դեմ: Դա արվում է խստացնող պտուտակների միջոցով:

Նկ.3 Լոգարիթմական առանցքակալների հավաքում.

1 - ծալքավոր փակագիծ (St3, շերտ 50x8, 4 հատ), 2 - միջին շրջանակի խաչաձև անդամ, 3 - ծալքավոր ներդիր (պատրաստված է կոշտ փայտից, 2 հատ), 4 փոխարինելի ներդիր (պատրաստված կոշտ փայտից, 2 հատ) , 5 - M10 պտուտակ Grover ընկույզով և լվացքի մեքենայով (4 հավաքածու), 6 - M8 գամասեղ երկու ընկույզով և լվացքի մեքենաներով (2 հատ):

Դիտարկվող միկրոհիդրոէլեկտրակայանում որպես էլեկտրական գեներատոր օգտագործվում է ցանկացած ավտոմոբիլային գեներատոր: Նրանք արտադրում են 12-14 V DC և կարող են հեշտությամբ միանալ ինչպես մարտկոցին, այնպես էլ էլեկտրական սարքերին: Այս մեքենաների հզորությունը մոտ 300 Վտ է։

Միանգամայն ընդունելի համար ինքնաշենև շարժական մինի հիդրոէլեկտրակայանի նախագծում՝ «գառլանդի» և գեներատորի ուղղահայաց դասավորությամբ։ Նման հիդրոէլեկտրակայանը, ըստ մշակման հեղինակի, ամենաքիչ նյութատարն է։ Տեղադրման կրող կառուցվածքը, որն ամրացնում է իր դիրքը գետի հունում, սնամեջ պողպատե ձող է (օրինակ, խողովակների հատվածներից): Դրա երկարությունը ընտրվում է՝ ելնելով ջրհոսքի հատակի բնույթից և հոսքի արագությունից։ Ավելին, այնպիսին, որ ձողի սուր ծայրը, որը մղվում է դեպի ներքև, երաշխավորում է մինի հիդրոէլեկտրակայանի կայունությունը և դրա չխափանումը հոսանքով: Հնարավոր է նաև ձգվող նշանների լրացուցիչ օգտագործում։

Որոշելով ռոտորի ակտիվ մակերեսը (1) բանաձևով և չափելով գետի խորությունը մինի հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրում, հեշտ է հաշվարկել այստեղ օգտագործվող Savonius ռոտորների տրամագիծը: Դիզայնը պարզ և ինքնուրույն գործարկելու համար խորհուրդ է տրվում պատրաստել «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» երկու ռոտորներից, որոնք միացված են այնպես, որ առաջինի շեղբերները 90°-ով շեղվեն երկրորդի համեմատ (պտտման առանցքի երկայնքով): Ավելին, գործառնական արդյունավետությունը բարձրացնելու համար եկող հոսքի կողմում գտնվող կառույցը հագեցած է վահանով, որը կատարում է ուղեցույցի թիակի դերը: Դե, աշխատանքային լիսեռը տեղադրված է վերին և ստորին հենարանների սահող առանցքակալների մեջ: Սկզբունքորեն, մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման կարճ ժամանակահատվածում (օրինակ, արշավի ժամանակ) կարող են օգտագործվել մեծ տրամագծով գնդիկավոր առանցքակալներ: Այնուամենայնիվ, եթե ջրի մեջ ավազ կամ տիղմ կա, յուրաքանչյուր օգտագործումից հետո այդ բլոկները պետք է լվացվեն մաքուր ջրով:

Բրինձ. 4 մինի հիդրոէլեկտրակայաններ՝ ուղղահայաց դասավորված վերջնական տիպի ռոտորներով.

1 - հենակետային գավազան, 2 - ստորին կրող հավաքույթ, 3 - «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» սկավառակ (3 հատ), 4 - ռոտոր (D600, 2 հատ), 5 - վերին կրող սարք, 6 - աշխատանքային լիսեռ, 7 - փոխանցման տուփ, 8 - էլեկտրական գեներատոր, 9 - «գանդեր» ճենապակյա գլանով և երկմիջուկ մեկուսացված մետաղալարով, 10 - գեներատորի ամրացման սեղմակ, 11 - շարժական ուղեցույց; a, b - սայրեր. հենակետային ձողի վերին ծայրի ամրագոտիները ցուցադրված չեն:

Հենակները պտտվում և եռակցվում են գավազանին՝ կախված «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» քաշից և այն մասերի ապամոնտաժելու անհրաժեշտությունից: Հիդրավլիկ մեքենայի աշխատանքային լիսեռի վերին ծայրը նաև բազմապատկիչի մուտքային լիսեռն է, որը (որպես ամենապարզ և տեխնոլոգիապես առաջադեմ) կարող է օգտագործվել որպես գոտի:

Էլեկտրական գեներատորը նորից վերցված է մեքենայից. Հեշտ է սեղմակով ամրացնել այն հենարանին։ Իսկ իրենք՝ գեներատորից եկող լարերը պետք է ունենան հուսալի ջրամեկուսացում։ Նկարազարդումներում միջանկյալ փոխանցման ճշգրիտ երկրաչափական համամասնությունները չեն ցուցադրվում, քանի որ դրանք կախված են ձեր ունեցած կոնկրետ գեներատորի պարամետրերից: Դե, փոխանցման գոտիները կարելի է պատրաստել հին մեքենայի ներքին խողովակից՝ կտրելով այն 20 մմ լայնությամբ շերտերով և այնուհետև պտտելով այն կապոցների մեջ:

Փոքր գյուղերի էլեկտրամատակարարման համար հարմար է Վ. Բլինովի կողմից նախագծված մինի հիդրոէլեկտրակայանը, որը ոչ այլ ինչ է, քան 300-400 մմ տրամագծով տակառաձև Savonius ռոտորների շղթա, որը կցված է ձգված ճկուն մալուխին: գետի վրայով։ Մալուխի մի ծայրը կցվում է կախովի հենակետին, իսկ մյուսը պարզ բազմապատկիչի միջոցով գեներատորի լիսեռին: 1,5-2,0 մ/վրկ հոսքի արագությամբ ռոտորների շղթան կազմում է մինչև 90 պտ/րոպ. Իսկ «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» տարրերի փոքր չափը հնարավորություն է տալիս այս միկրոհիդրոէլեկտրակայանը շահագործել մեկ մետրից պակաս խորություն ունեցող գետերի վրա։

Պետք է ասել, որ մինչև 1964 թվականը Վ.Բլինովին հաջողվել է ստեղծել իր իսկ նախագծով մի քանի շարժական և անշարժ մինի հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնցից ամենամեծը Պորոժկի (Տվերի մարզ) գյուղի մոտ կառուցված հիդրոէլեկտրակայանն էր։ Այստեղ մի զույգ ծաղկեպսակներ վարում էին երկու ստանդարտ ավտոմոբիլային և տրակտորային գեներատորներ՝ ընդհանուր 3,5 կՎտ հզորությամբ:

MK 10 1997 I. Dokunin

Տարբերակ թիվ 3

Ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայան (ՀԷԿ) փոքրիկ գետի վրա՝ առանց պատնեշի.

Հայտնի է, որ էլեկտրաէներգիան արտադրվում է գեներատորի միջոցով, որի լիսեռը պտտում է շարժիչը։ HES շարժիչը նախագծված է պարզապես. A և B երկու ծնկաձև լիսեռներով դարակաշարերը տեղադրվում են գերաններից պատրաստված շրջանակի վրա (տես նկ. 3):

Յուրաքանչյուր լիսեռ ունի երեք անկյուն, որոնց միջև անկյունները 120° են: Լեռնաձողերը միացված են ձողերով, որոնց վրա ամրացված են սայրերը: Նկար 1-ում տեսնում եք, որ B ձողի բոլոր շեղբերները գտնվում են ներքևում, ընկղմված են ջրի մեջ և նրա ճնշման տակ շարժվում են հետ (աջ): Շեղբերները շարժում են ձողը, իսկ ձողը, իր հերթին, պտտում է ծնկաձողերի լիսեռները: Հենց որ այս ձողով միացված ծնկները սկսում են վեր բարձրանալ, G ձողի շեղբերն ընկղմվում են ջրի մեջ։ Այնուհետև D ձողի շեղբերները կսկսեն գործել այս պահին առաջին ձողի B շեղբերն անցնելու են ջրի մակերևույթից և նորից կսուզվեն ջրի մեջ: Այսպես կաշխատի «Լոգին» էլեկտրակայանի շարժիչը.

Եթե ​​ծնկաձև լիսեռներից մեկի ծայրին կցեք ճախարակ և միացնեք այն ամրագոտի շարժիչով DC գեներատորի ճախարակին, գեներատորը կսկսի էլեկտրաէներգիա արտադրել: Իսկ եթե միացնող ձողն ամրացնեք շարժիչի ճախարակին և միացնեք այն պոմպին, ապա շարժիչը ջուրը մղելու է դեպի դպրոցի հողամաս՝ ձեր այգի:

Շարժիչի հզորությունը կախված է ոչ միայն ջրի հոսքի արագությունից, այլև շեղբերների քանակից և մակերեսից, այսինքն՝ բուն շարժիչի երկրաչափական չափերից: Եվ այն կարելի է պատրաստել ցանկացած չափսով՝ համամասնորեն ավելացնելով կամ փոքրացնելով իր մասերի չափերը։

Բրինձ. 1 Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանի մասերի հիմնական չափերը.

Մենք տրամադրում ենք շարժիչի գծագրեր, որոնք վայրկյանում 0,8-1 մետր ջրի հոսքի արագությամբ կպտտվեն գեներատորը: մարդատար ավտոմեքենա. Գեներատորի կողմից առաջացած լարումը 12 Վ է, իսկ հզորությունը՝ մինչև 150 Վտ։

Նկ.2 Առանց պատնեշի ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայանի հիմնական բաղադրիչները:

Նախքան հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումը սկսելը, վերցրեք գեներատորը արհեստանոցից կամ խանութից, որը վաճառում է ավտոպահեստամասեր: Պատրաստեք նյութեր՝ տախտակներ, փոքր տրամագծով գերաններ, պողպատե մետաղալարեր, ամրացումներ։ Ընտրեք այն վայրը, որտեղ կտեղակայվի էլեկտրակայանը: Ցանկալի է, որ սա լինի գետի ուղիղ հատված: Այստեղ դուք պետք է որոշեք հոսքի արագությունը: Դա արվում է այսպես. 15-20 մետր երկարությամբ ընտրված տարածքում նշեք երկու լայնակի հատված: Դրանից հետո, օգտագործելով փոքրիկ բոց, օրինակ՝ փայտի կտոր, որոշեք ջրի հոսքի արագությունը: Բոցը պետք է ջրի մեջ նետել վերին թիրախից մի փոքր բարձր և դիտելով այն, վայրկյանաչափի օգնությամբ հաշվում է այն ժամանակը, երբ բոցը անցնում է վերին թիրախից դեպի ստորին: Անհրաժեշտ է 10-15 նման չափումներ կատարել՝ բոցը նետելով ավելի, երբեմն ավելի մոտ ափին և չափումների արդյունքների հիման վրա հաշվարկել գետի հոսքի միջին արագությունը։ Եթե ​​այն գտնվում է 0,8-1 մ/վ-ի սահմաններում, ազատ զգալ սկսել շինարարությունը:

Նկ.3. Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանների ծնկաձև լիսեռներ.

Ինչպես պատրաստել մինի հիդրոէլեկտրակայանի ամենաբարդ մասերը առանց պատնեշի: Mini Gas ծնկաձեւ լիսեռ առանց պատնեշի.

Այն կարող է պատրաստվել 16-20 մմ տրամագծով ամուր պողպատե ձողից: Բայց ավելի հեշտ է այն պատրաստել հավաքովի (նկ. 3): Նախ, ձողից կտրեք 1-ին, 2-րդ, 3-րդ և 4-րդ մասերը։ Ձողերի ծայրերում տեսա քառակուսիներ, իսկ այտերին՝ քառակուսի անցքեր: Մասերը միացնելուց հետո քառակուսիները գամվում են։ Նախ հավաքեք ծնկաձև լիսեռի «a» և «b» մասերը (տես նկ. 3): Այնուհետև 2 և 3 ձողերի ազատ ծայրերի վրա պետք է նշեք և կտրեք քառակուսիներ, որպեսզի միջին թեքությունը (հավաքումից հետո) գտնվում է արտաքինի նկատմամբ 120 ° անկյան տակ:

Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանի շեղբերով ձողեր:

Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանի փոխանցման սարք.

Ծնկաձև լիսեռը և, հետևաբար, շարժիչ ճախարակը, կպտտվեն մոտավորապես մեկ պտույտ արագությամբ յուրաքանչյուր երկու վայրկյանը մեկ: Գեներատորը կարող է էլեկտրական հոսանք առաջացնել 1000-1500 ռ/րոպե արագությամբ։ Գեներատորի վրա նման քանակությամբ պտույտներ ստանալու համար անհրաժեշտ է տարբեր տրամագծերի ճախարակների փոխանցում (տես նկարը):

Գոգավոր ճախարակները պատրաստված են 5 մմ հաստությամբ նրբատախտակից։ Յուրաքանչյուր ճախարակի համար կտրեք հինգ շրջանակ: Նրանք տապալվում են մեխերով կամ ամրացվում են պտուտակներով: Շարժիչի ճախարակը, որը ամուր կցված է ծնկաձև լիսեռի ծայրին, պետք է ունենա առնվազն 700 մմ տրամագիծ: Երկու միջանկյալները գամված են միմյանց և ազատորեն դրվում առանցքի վրա: Նրանք պետք է հեշտությամբ պտտվեն այս առանցքի վրա: Եթե ​​շարժիչի ճախարակի պտտման արագությունը րոպեում 30 պտույտ է, ապա փոքր միջանկյալ ճախարակի տրամագիծը կարելի է հավասար ընդունել 140 մմ, իսկ մեծը՝ 600 մմ։ Այնուհետև գեներատորի ճախարակը (60 մմ տրամագծով) կպտտվի 1500 պտ/րոպե արագությամբ: Շարժիչի ճախարակի այլ արագությունների դեպքում միջանկյալ ճախարակների տրամագիծը տարբեր կլինի: Աշխատանքի ուսուցիչը կօգնի ձեզ հաշվարկել դրանց չափերը:

Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանների շարժիչ գոտիներ.

Փոխանցման ճախարակները միացված են շարժիչ գոտիներով: Ապահովելու համար, որ գոտիները միշտ լավ լարված լինեն, դրանք պատրաստեք ռետինե ժապավենից: Կտրեք հին մեքենայի ներքին խողովակը երկար շերտերով: Յուրաքանչյուր ժապավենը պտտեք պարանի մեջ, ծայրերը կպցրեք ռետինե սոսինձով և ամուր կապեք պարանով:

Առանց պատնեշի մինի հիդրոէլեկտրակայանի կարգավորում.

Մեխանիզմը հավաքելուց հետո ստուգեք, թե արդյոք ձողերն ազատ են պտտվում: Շարժիչի ճախարակը ձեռքով պտտելիս ուշադրություն դարձրեք, թե որ ձողը խանգարում է ծնկաձողերի պտտմանը: Դրանից հետո հանեք ծանրաձողը և մեծացրեք ծնկի պարանոցի անցքերից մեկը, որպեսզի այն մի փոքր երկարավուն դառնա։

Վ.Կիվոնոսով, Վ.Սլաշիլինա

Տարբերակ թիվ 4

Գետերի մեծ մասի վրա կարող են կառուցվել փոքր, էժան, անջրանցիկ հիդրոէլեկտրակայաններ (ՀԷԿ): Նման էլեկտրակայանների հզորությունը փոքր է, բայց բավարար տուն կամ նույնիսկ փոքր գյուղ էլեկտրականացնելու համար:

Վայրկյանում 0,8 մետր և ավելի արագությամբ գետերի վրա կարող է տեղադրվել նոր տիպի առանց պատնեշի հիդրավլիկ շարժիչ: Այս շարժիչի շահագործման սկզբունքը պարզ է կցված գծագրերից և դիագրամներից:

Ջրի ճնշման տակ շեղբերները շարժում են ձողերը, որոնց շարժումը հանգեցնում է կռունկի պտտմանը։ Նրա լիսեռի վրա նստում է ճախարակ:

Ճախարակի պտույտը փոխանցվում է գեներատորին: Շարժիչի հզորությունը կախված է ջրի հոսքի արագությունից:

Այն վայրերում, որտեղ հոսքի արագությունը ցածր է, անհրաժեշտ է նեղացնել գետի հունը։ Հիդրավլիկ շարժիչի դիզայնը, օրինակ՝ 3,5 կիլովատ, այնքան պարզ է, որ այն կարելի է պատրաստել ցանկացած դպրոցական ակումբում կամ արտադրամասում։

M. Մուտք

Եթե ​​ձեր տան մոտ գետ է հոսում կամ նույնիսկ փոքրիկ առվակ, ապա ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանի օգնությամբ կարող եք անվճար էլեկտրաէներգիա ստանալ։ Միգուցե սա բյուջեին շատ մեծ հավելում չի լինի, բայց գիտակցումը, որ դուք ունեք ձեր սեփական էլեկտրաէներգիան, շատ ավելի թանկ արժե: Դե, եթե, օրինակ, տնակում կենտրոնական էլեկտրամատակարարում չկա, ապա նույնիսկ փոքր քանակությամբ էլեկտրաէներգիա պարզապես անհրաժեշտ կլինի: Եվ այսպես, ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայան ստեղծելու համար պահանջվում է առնվազն երկու պայման՝ ջրային ռեսուրսի առկայություն և ցանկություն։

Եթե ​​երկուսն էլ առկա են, ապա առաջին բանը, որ պետք է անել, գետի հոսքի արագությունը չափելն է: Դա անելը շատ պարզ է՝ մի ճյուղ նետեք գետը և չափեք այն ժամանակը, որի ընթացքում այն ​​լողում է 10 մետր: Հաշվիչների բաժանումը վայրկյանների վրա տալիս է ընթացիկ արագությունը մ/վ: Եթե ​​արագությունը 1 մ/վ-ից պակաս է, ապա արտադրողական մինի հիդրոէլեկտրակայանը չի աշխատի։ Այս դեպքում կարող եք փորձել մեծացնել հոսքի արագությունը՝ արհեստականորեն նեղացնելով ալիքը կամ փոքր ամբարտակ սարքելով, եթե գործ ունեք փոքր հոսքի հետ։

Որպես ուղեցույց կարող եք օգտագործել հոսքի արագության մ/վ-ով և պտուտակի լիսեռից հեռացված էլեկտրաէներգիայի հզորության հարաբերությունը կՎտ-ով (պտուտակի տրամագիծը 1 մետր): Տվյալները իրականում փորձնական են, ստացված հզորությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից, բայց դա հարմար է գնահատման համար.

0,5 մ/վ – 0,03 կՎտ,
0,7 մ/վ – 0,07 կՎտ,
1 մ/վ – 0,14 կՎտ,
1,5 մ/վ – 0,31 կՎտ,
2 մ/վ – 0,55 կՎտ,
2,5 մ/վ – 0,86 կՎտ,
3 մ/վ -1,24 կՎտ,
4 մ/վ – 2,2 կՎտ և այլն։

Իշխանություն ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանհամամասնական է հոսքի արագության խորանարդին: Ինչպես արդեն նշվեց, եթե հոսքի արագությունը անբավարար է, փորձեք արհեստականորեն ավելացնել այն, եթե դա, իհարկե, հնարավոր է:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները

Տնական մինի հիդրոէլեկտրակայանների համար կան մի քանի հիմնական տարբերակներ.

Ջրի անիվ

Սա անիվ է, որի շեղբերները տեղադրված են ջրի մակերեսին ուղղահայաց: Անիվը կիսով չափ ընկղմված է հոսքի մեջ: Ջուրը սեղմում է շեղբերին և պտտում անիվը: Կան նաև տուրբինային անիվներ՝ հեղուկի հոսքի համար օպտիմիզացված հատուկ սայրերով: Բայց բավական է բարդ նմուշներավելի շատ գործարանային, քան տնական:

Ռոտոր Դարիա

Սա ռոտոր է ուղղահայաց առանցքռոտացիա, որն օգտագործվում է էլեկտրական էներգիա արտադրելու համար: Ուղղահայաց ռոտոր, որը պտտվում է իր շեղբերների վրա ճնշման տարբերության պատճառով: Ճնշման տարբերությունը ստեղծվում է բարդ մակերեսների շուրջ հեղուկի հոսքի պատճառով։ Էֆեկտը նման է հիդրոֆայլի կամ ինքնաթիռի թևի բարձրացմանը։ Այս դիզայնը արտոնագրվել է ֆրանսիացի ավիացիոն ինժեներ Ժորժ Ժան Մարի Դարիեի կողմից 1931 թվականին։ Նաև հաճախ օգտագործվում է հողմային տուրբինների նախագծման մեջ:

Գարլյանդնայա հիդրոէլեկտրակայան

Հիդրոէլեկտրակայանը բաղկացած է թեթև տուրբիններից՝ հիդրավլիկ պտուտակներ, ցցված և խստորեն ամրացված ծաղկեպսակի տեսքով գետի վրայով նետված մալուխի վրա: Մալուխի մի ծայրը ամրագրված է աջակցության առանցքակալում, մյուսը պտտում է գեներատորի ռոտորը: Այս դեպքում մալուխը խաղում է մի տեսակ լիսեռի դեր, որի պտտման շարժումը փոխանցվում է գեներատորին: Ջրի հոսքը պտտում է ռոտորները, ռոտորները պտտում են մալուխը:

Պտուտակ

Նաև փոխառված է հողմային էլեկտրակայանների նախագծերից՝ ուղղահայաց ռոտորով մի տեսակ «ստորջրյա հողմատուրբին»։ Ի տարբերություն օդային շարժիչի, ստորջրյա պտուտակն ունի նվազագույն լայնության շեղբեր: Ջրի համար սայրի լայնությունը բավարար է ընդամենը 2 սմ: Նման լայնությամբ կլինի նվազագույն դիմադրություն և առավելագույն պտտման արագություն: Շեղբերների այս լայնությունը ընտրվել է վայրկյանում 0,8-2 մետր հոսքի արագության համար: Ավելի բարձր արագությունների դեպքում այլ չափսերը կարող են օպտիմալ լինել: Շարժիչը շարժվում է ոչ թե ջրի ճնշման, այլ բարձրացնող ուժի առաջացման պատճառով։ Ինչպես ինքնաթիռի թևը: Պտուտակային շեղբերները շարժվում են հոսքի միջով, այլ ոչ թե քաշվում են հոսքի ուղղությամբ:

Տարբեր ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելություններն ու թերությունները

Թերություններ Գարլանդ հիդրոէլեկտրակայանակնհայտ՝ նյութի մեծ սպառում, վտանգ ուրիշների համար (երկար ստորջրյա մալուխ, ջրի մեջ թաքնված ռոտորներ, գետի արգելափակում), ցածր արդյունավետություն։ Գարլանդի հիդրոէլեկտրակայանը մի տեսակ փոքր պատնեշ է։ Ցանկալի է օգտագործել չբնակեցված, հեռավոր վայրերում՝ համապատասխան նախազգուշացնող նշաններով։ Իշխանությունների և բնապահպանների թույլտվությունը կարող է պահանջվել: Երկրորդ տարբերակը ձեր այգում փոքրիկ առվակ է:
Ռոտոր Դարիա- դժվար է հաշվարկել և արտադրել: Նախքան աշխատանքը սկսելը, դուք պետք է արձակեք այն: Բայց դա գրավիչ է, քանի որ ռոտորի առանցքը գտնվում է ուղղահայաց, և ուժը կարող է անջատվել ջրի վրա՝ առանց լրացուցիչ շարժակների: Նման ռոտորը պտտվելու է հոսքի ուղղության ցանկացած փոփոխությամբ, սա գումարած է:

Ամենատարածվածը, երբ կառուցելով ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայաններստացել է պտուտակի և ջրային անիվի սխեմաները: Քանի որ այս տարբերակները համեմատաբար պարզ են արտադրության մեջ, պահանջում են նվազագույն հաշվարկներ և իրականացվում են դրանց հետ նվազագույն ծախսեր, ունեն բարձր արդյունավետություն, հեշտ են կարգավորվում և շահագործվում:

Եթե ​​դուք չունեք ջրային էներգիայի ռեսուրս, կարող եք ձեր սեփական տան հողմային էլեկտրակայան կառուցել:

Պ ամենապարզ մինի հիդրոէլեկտրակայանի օրինակ

Ամենապարզ հիդրոէլեկտրակայանը կարելի է արագ կառուցել սովորական հեծանիվից՝ դինամիկ լուսարձակով։ Մի քանի շեղբեր (2-3) պետք է պատրաստվեն ցինկապատ երկաթից կամ բարակ թերթ ալյումինից: Շեղբերները պետք է լինեն անիվի եզրից մինչև հանգույցի երկարությունը, իսկ լայնությունը՝ 2-4 սմ։
Եթե ​​դուք օգտագործում եք երկու շեղբեր, դրանք տեղադրեք միմյանց դեմ: Եթե ​​ցանկանում եք ավելացնել ավելի շատ շեղբեր, ապա անիվի շրջագիծը բաժանեք շեղբերների քանակով և տեղադրեք դրանք հավասար ընդմիջումներով: Դուք կարող եք փորձարկել ջրի մեջ շեղբերով անիվի ընկղմման խորությունը: Այն սովորաբար ընկղմված է մեկ երրորդից մինչև կեսը:
Ավելի վաղ դիտարկվել էր շրջիկ հողմային էլեկտրակայանի տարբերակը։

Նման միկրո հիդրոէլեկտրակայանը շատ տեղ չի զբաղեցնում և հիանալի կծառայի հեծանվորդներին. գլխավորը առվակի կամ առվակի առկայությունն է, որը սովորաբար ճամբարի տեղադրման վայրն է: Հեծանիվից մինի հիդրոէլեկտրակայանը կարող է լուսավորել վրանը և լիցքավորել բջջային հեռախոսները կամ այլ հարմարանքներ: