Las centrales hidroeléctricas utilizan la fuerza del agua para generar energía eléctrica. Las estaciones de fabricación propia resuelven el problema de la lejanía de las redes eléctricas centralizadas o ayudan a ahorrar electricidad.

Ventajas y desventajas de las centrales hidroeléctricas.

Las centrales hidroeléctricas presentan las siguientes ventajas frente a otro tipo de fuentes de energía alternativa:

• No dependen del clima y la hora del día (a diferencia). Esto permite generar más energía a un ritmo predecible.
• La potencia de la fuente (río o arroyo) se puede ajustar. Para hacer esto, basta con estrechar el canal con una presa o proporcionar una diferencia en las alturas del agua.
• Las instalaciones hidráulicas no hacen ningún ruido (al contrario).
• Muchos tipos de centrales de baja potencia no requieren ningún permiso de instalación.

Las desventajas de las centrales hidroeléctricas caseras incluyen la incapacidad de trabajar en climas fríos. Además, el ambiente acuático es agresivo, por lo que las partes de la estación deben ser impermeables y duraderas.

A la hora de diseñar una minicentral hidroeléctrica para utilizarla como fuente alternativa de energía para tu propia vivienda, los siguientes factores deben ser determinantes:

• La proximidad del río a la casa. Instalar una emisora ​​casera fuera de casa no merece la pena. Cuanto más lejos esté la instalación, menor será su eficiencia, ya que parte de la energía se perderá durante la transmisión. Además, es más difícil proteger su HPP de robos o daños.
• Caudal suficiente o la posibilidad de su aumento. La potencia de la estación aumenta exponencialmente a medida que aumenta la velocidad del agua.

Encontrar la velocidad es fácil. Lanza un trozo de espuma de poliestireno o una pelota de tenis al agua y mide el tiempo para nadar una cierta distancia. Luego divide metros por segundos y encontrarás tu velocidad. La velocidad del agua mínima suficiente para una central hidroeléctrica casera es de 1 m / s.

Si el caudal de su río o arroyo está por debajo de este valor, entonces una pequeña presa o una tubería que se estrecha lo aumentará. Pero estas opciones pueden causar dificultades adicionales. La construcción de la represa requiere permiso de las autoridades, así como el consentimiento de los vecinos.

Mini central hidroeléctrica de bricolaje

El diseño de la central hidroeléctrica es bastante complicado, por lo que será posible construir solo una pequeña central, lo que ahorrará electricidad o proporcionará energía a un hogar modesto. A continuación se muestran dos ejemplos de la implementación de una central hidroeléctrica casera.

Cómo hacer una mini central hidroeléctrica desde una bicicleta

Esta versión de la central hidroeléctrica es ideal para viajes en bicicleta. Es compacto y liviano, pero podrá proporcionar energía para un pequeño campamento instalado en las orillas de un arroyo o río. La electricidad resultante es suficiente para la iluminación nocturna y la carga de dispositivos móviles.

Para instalar la estación necesitarás:

• La rueda delantera de una bicicleta.
• Un generador de bicicletas que se utiliza para encender las luces de las bicicletas.
• Cuchillas caseras. Están precortados de chapa de aluminio. El ancho de las palas debe ser de dos a cuatro centímetros, y la longitud debe ser desde el cubo de la rueda hasta su llanta. Puede haber cualquier número de cuchillas, deben colocarse a la misma distancia entre sí.

Para iniciar una estación de este tipo, basta con sumergir la rueda en agua. La profundidad de inmersión se determina experimentalmente, desde aproximadamente un tercio hasta la mitad de la rueda.

Para construir una estación más poderosa para uso permanente, se necesitarán materiales más duraderos. Los elementos metálicos y plásticos son los más adecuados, que son más fáciles de proteger de los efectos del medio acuático. Pero las piezas de madera también son adecuadas si están impregnadas con una solución especial y pintadas con pintura impermeable.

La estación requiere los siguientes elementos:

• Tambor de acero del cable (2,2 metros de diámetro). Una rueda de rotor está hecha de él. Para hacer esto, el tambor se corta en pedazos y se vuelve a soldar a una distancia de 30 centímetros. Las cuchillas (18 piezas) están hechas de los restos del tambor. Están soldados al radio en un ángulo de 45 grados. Para soportar toda la estructura, se hace un marco de esquinas o tubos. La rueda gira sobre cojinetes.
• Se instala un reductor de cadena en la rueda (la relación de transmisión debe ser cuatro). Para facilitar la unión de los ejes motriz y del generador, así como para reducir la vibración, la rotación se transmite a través del cardán del automóvil antiguo.
• El generador es adecuado para un motor asíncrono. Se le debe agregar otro reductor de engranajes con una relación de aproximadamente 40. Luego, para un generador trifásico con 3000 revoluciones por segundo, con una relación de reducción total de 160, el número de revoluciones disminuirá a 20 revoluciones por minuto.
• Coloque todo el equipo eléctrico en un recipiente impermeable.

Los materiales de origen descritos son fáciles de encontrar en un vertedero o de amigos. Para cortar un tambor de acero con una amoladora y para soldar, puede pagar especialistas (o hacerlo todo usted mismo). Como resultado, una central hidroeléctrica con una capacidad de hasta 5 kW costará poco.

Obtener electricidad del agua no es tan difícil. Es más difícil construir un sistema de suministro de energía autónomo basado en una central hidroeléctrica casera, mantener la central en funcionamiento y garantizar la seguridad de las personas y los animales que la rodean.

Si un río o incluso un pequeño arroyo fluye cerca de su casa, con la ayuda de una mini central hidroeléctrica casera puede obtener electricidad gratis. Puede que no sea una reposición de presupuesto muy grande, pero la realización de que usted tiene su propia electricidad es mucho más costosa. Bueno, si, por ejemplo, en el país no hay una fuente de alimentación central, incluso las pequeñas capacidades de energía serán simplemente necesarias. Y así, para crear una central hidroeléctrica casera, se necesitan al menos dos condiciones: la presencia de un recurso hídrico y el deseo.

Si ambos están presentes, lo primero que debe hacer es medir el caudal del río. Hacer esto es muy simple: arrojar una ramita al río y medir el tiempo durante el cual nada 10 metros. Al dividir metros por segundos, obtienes la velocidad de la corriente en m/s. Si la velocidad es inferior a 1 m / s, entonces una mini central hidroeléctrica productiva no funcionará. En este caso, puede intentar aumentar el caudal estrechando artificialmente el canal o haciendo una pequeña presa si se trata de un pequeño arroyo.

Como guía, puede utilizar la relación entre la velocidad del flujo en m/s y la potencia de la electricidad extraída del eje de la hélice en kW (diámetro de la hélice 1 metro). Estos son datos experimentales, en realidad la potencia recibida depende de muchos factores, pero es apto para evaluación. Entonces:

• 0,5 m/s - 0,03 kW,
• 0,7 m/s - 0,07 kW,
• 1 m/s - 0,14 kW,
• 1,5 m/s - 0,31 kW,
• 2 m/s - 0,55 kW,
• 2,5 m/s - 0,86 kW,
• 3 m/s -1,24 kW,
• 4 m/s - 2,2 kW, etc.

La potencia de una minicentral hidroeléctrica casera es proporcional al cubo del caudal. Como ya se mencionó, si el caudal es insuficiente, intente aumentarlo artificialmente, si es posible, por supuesto.

Tipos de mini centrales hidroeléctricas

Hay varias opciones básicas para minicentrales hidroeléctricas caseras.


Se trata de una rueda con palas montadas perpendicularmente a la superficie del agua. La rueda está menos de la mitad sumergida en la corriente. El agua presiona las cuchillas y hace girar la rueda. También hay ruedas de turbina con palas especiales optimizadas para el chorro de líquido. Pero estos son diseños bastante complejos, más bien hechos en fábrica que hechos en casa.

Es un rotor de eje vertical utilizado para generar energía eléctrica. Un rotor vertical que gira debido a la diferencia de presión en sus palas. La diferencia de presión se crea debido al flujo de fluidos alrededor de superficies complejas. El efecto es similar a la sustentación de un hidroala o la sustentación del ala de un avión. Este diseño fue patentado por Georges Jean-Marie Darier, ingeniero aeronáutico francés, en 1931. También se utiliza a menudo en la construcción de aerogeneradores.

guirnalda central hidroeléctrica consta de turbinas ligeras - gidrovingrotors, encadenados y rígidamente fijados en forma de guirnalda en un cable tirado a través del río. Un extremo del cable se fija en el cojinete de soporte, el otro extremo gira el rotor del generador. El cable en este caso desempeña el papel de una especie de eje, cuyo movimiento de rotación se transmite al generador. El flujo de agua hace girar los rotores, los rotores hacen girar el cable.

También tomado de los diseños de parques eólicos, como un "molino de viento submarino" con un rotor vertical. A diferencia de una hélice aérea, una hélice submarina tiene palas de un ancho mínimo. Para el agua es suficiente un ancho de hoja de solo 2 cm, con este ancho habrá una resistencia mínima y una velocidad de rotación máxima. Este ancho de las palas se eligió para una velocidad de flujo de 0,8-2 metros por segundo. A altas velocidades, otros tamaños pueden ser óptimos. La hélice no se mueve debido a la presión del agua, sino a la ocurrencia de sustentación. Como el ala de un avión. Las palas de la hélice se mueven a lo largo del flujo en lugar de ser arrastradas por el flujo en la dirección del flujo.

Ventajas y desventajas de varios mini sistemas hidroeléctricos caseros.

Las desventajas de una central hidroeléctrica de hilos son obvias: alto consumo de material, peligro para los demás (un cable submarino largo, rotores ocultos en el agua, bloqueo de ríos), baja eficiencia. Garland HPP es una especie de pequeña presa. Se recomienda su uso en lugares desiertos, remotos y con las señales de advertencia adecuadas. Es posible que necesite el permiso de las autoridades y los ambientalistas. La segunda opción es un pequeño arroyo en tu jardín.

Rotor Daria: difícil de calcular y fabricar. Al comienzo del trabajo, debe desenroscarse. Pero es atractivo porque el eje del rotor está ubicado verticalmente y la toma de fuerza se puede hacer sobre el agua, sin engranajes adicionales. Dicho rotor girará con cualquier cambio en la dirección del flujo; esto es una ventaja.

Los más extendidos en la construcción de centrales hidroeléctricas caseras fueron los esquemas de hélice y rueda hidráulica. Dado que estas opciones son relativamente simples de fabricar, requieren cálculos mínimos y se implementan a un costo mínimo, tienen una alta eficiencia y son fáciles de configurar y operar.

Un ejemplo de la minicentral hidroeléctrica más simple.

La central hidroeléctrica más simple se puede construir rápidamente a partir de una bicicleta ordinaria con un dinamómetro para un faro de bicicleta. Se deben preparar varias palas (2-3) de hierro galvanizado o chapa de aluminio no gruesa. Las palas deben tener una longitud de 2 a 4 cm desde la llanta hasta el buje y una anchura de 2 a 4 cm Estas palas se instalan entre los radios de forma improvisada o con soportes preparados.

Si está utilizando dos cuchillas, colóquelas una frente a la otra. Si desea agregar más cuchillas, divida la circunferencia de la rueda por la cantidad de cuchillas e instálelas a intervalos regulares. Puedes experimentar con la profundidad de inmersión de una rueda con palas en agua. Por lo general, se sumerge de un tercio a la mitad.

La opción de un parque eólico para acampar se consideró anteriormente.

Tal microcentral hidroeléctrica no ocupa mucho espacio y servirá perfectamente a los ciclistas; lo principal es la presencia de un arroyo o río, que suele ser el caso en el campamento. Una minicentral hidroeléctrica desde una bicicleta podrá iluminar una carpa y cargar celulares u otros aparatos.

Para empezar, definamos el principio de funcionamiento y los tipos de pequeñas centrales hidroeléctricas. El flujo de un río o una corriente de agua que cae hace girar las palas de una turbina y una tubería hidráulica, que está conectada a un generador eléctrico; este último genera electricidad. Los HPP compactos modernos tienen control automático con la capacidad de cambiar instantáneamente al modo manual en caso de emergencia. Los diseños de las HPP de fábrica modernas permiten minimizar el trabajo de construcción durante la instalación de los equipos.

Tipos de mini centrales hidroeléctricas

Las mini centrales eléctricas incluyen dispositivos generadores con una capacidad de 1 a 3000 kW. Básicamente, el TPP consiste en:

1. turbinas (dispositivo de toma de agua);
2. bloque generador;
3. sistemas de control.

Por el tipo de recurso hídrico utilizado para la generación, las minicentrales hidroeléctricas son:

• Canal. Estas estaciones se construyen sobre pequeños ríos planos con embalses.
• Montaña. Estaciones estacionarias que utilizan la energía de una corriente rápida de montaña.
• Industrial. Estaciones que utilizan diferencias en el caudal de agua en empresas industriales.
• Móvil. Estaciones que utilizan mangueras reforzadas para el flujo de agua.

Los tipos de estaciones de represas se caracterizan por una alta capacidad, pero la construcción de una represa es costosa y, en este caso, los permisos son indispensables. Ponerse en contacto con funcionarios en nuestro país no es solo para complicarse la vida, sino para cuestionar la implementación de las mejores intenciones, por lo que abandonaremos esta idea de inmediato.

Cómo funciona una mini central hidroeléctrica

El esquema principal de operación de la central hidroeléctrica se puede seleccionar entre varias opciones:

• Central hidroeléctrica Garland. De una orilla del río a la otra, se coloca bajo el agua un cable con rotores colgados. La corriente hace girar los rotores y, en consecuencia, el propio cable. Un extremo del cable está en el rodamiento, el otro está conectado al generador.
• Hélice. Una estructura submarina que se asemeja a un molino de viento con palas estrechas y un rotor vertical. La hoja tiene solo 20 mm de ancho a alta velocidad de rotación y proporcionará una resistencia mínima. Se selecciona una hoja de este ancho a un caudal de 0,8 a 2,0 m por segundo.
• Rueda de agua. Una rueda con paletas parcialmente sumergida en la corriente y ubicada en ángulo recto con la superficie del agua. El flujo de agua presiona sobre las palas, haciendo girar la rueda.
• Rotor Daria. Rotor vertical con superficies de álabes complejas. El fluido, que fluye alrededor de las palas, crea una presión diferente, por lo que se produce la rotación.

En la imagen, una mini central hidroeléctrica basada en una rueda hidráulica.

Cómo evaluar la capacidad potencial de una minicentral hidroeléctrica

Antes de construir una mini central hidroeléctrica con sus propias manos, debe determinar la potencia con la que puede contar. Existe una relación de referencia entre el caudal de agua y la potencia que se puede extraer del eje en kW con un diámetro de tornillo de 1 m.

El caudal se determina midiendo el tiempo que tarda un trozo de madera arrojado al agua para recorrer una cierta distancia. Habiendo hecho cálculos simples, obtenemos el caudal en metros por segundo. Si en este caso la velocidad es inferior a 1 m/s, la construcción de una central hidroeléctrica no será económicamente viable.

A un caudal de 2,5 m/s, la potencia será de 0,86 kW, a 3 m/s - 1,24 kW, a 4 m/s - 2,2 kW. La relación se describe por la dependencia: la potencia de la central hidroeléctrica es proporcional al cubo del caudal de agua. Si el caudal en el sitio de la construcción propuesta es bajo, se puede intentar aumentarlo mediante un dispositivo para una diferencia de altura en el flujo o instalando una tubería de drenaje con un diámetro variable en la salida del depósito. Cuanto menor sea el diámetro de la tubería en la salida, mayor será el caudal.

Cómo hacer una mini central hidroeléctrica en casa

El principio de funcionamiento de una pequeña central hidroeléctrica casera se puede entender con el ejemplo de una bicicleta con un faro y una dinamo (generador).

1. De hierro para techos hacemos tres cuchillas con una longitud igual al radio de la rueda de la bicicleta (la distancia desde la manga central hasta la llanta de la rueda) y un ancho de 3-4 cm.
2. Instalamos las palas entre los radios de la rueda, doblando el borde de la pala alrededor de los radios para sujetarlas. Las cuchillas deben colocarse uniformemente con los mismos ángulos entre ellas.
3. Sumergimos la rueda con palas en un río rápido a una profundidad de un tercio a la mitad del diámetro de la rueda. La electricidad generada será suficiente, por ejemplo, para encender una tienda de campaña.

Dibujo de una de las opciones para la construcción de una mini central hidroeléctrica

Un ejemplo es una pequeña central hidroeléctrica para una granja con una capacidad de 3-5 kW a partir de materiales improvisados:

1. El rotor se puede hacer a partir de un tambor de cable de metal viejo con un diámetro de 2,2 M. Usando una amoladora y soldando en un ángulo de 45 grados con respecto al radio, se deben soldar 18 cuchillas. El rotor gira sobre cojinetes. Soporte - tubo de metal o esquina.
2. Se debe instalar en el rotor un reductor de cadena con una relación de transmisión (relación de transmisión) de 4. Además, la rotación se transmitirá a través del eje cardán VAZ 2101. El uso del cardán reducirá la vibración y la alineación del accionamiento y el generador cuando el uso del eje no será crítico.
3. Necesitará una caja de cambios elevadora (coeficiente - 40) y un generador trifásico. La velocidad de rotación del generador es de unas 3000 rpm. La relación de reducción total de las dos cajas de engranajes será de 40 x 4 = 160. El generador debe estar cubierto con una carcasa para protección contra la humedad y seguridad. La rotación calculada de la rueda hidráulica debe ser de unas 20 rpm.
4. Se puede adaptar un motor asíncrono para el generador y la unidad de control se puede tomar de cualquier máquina pequeña. Necesitará un cable VVG NG 2x4 desde el rotor hasta los edificios de la granja.

conclusiones

El costo total de producción será de aproximadamente 10-15 mil rublos. El principal rubro de gasto es el salario del soldador y del trabajador que ayuda a hacer y ensamblar la estructura.

Las principales ventajas de dicho equipo son el bajo costo de la electricidad, la seguridad ambiental, la fuente de energía inagotable y el diseño simple.

Mini central hidroeléctrica. micro centrales hidroeléctricas

Una pequeña central hidroeléctrica o pequeña central hidroeléctrica (SHPP) es una central hidroeléctrica que genera una cantidad relativamente pequeña de electricidad y consta de centrales hidroeléctricas con una capacidad instalada de 1 a 3000 kW.

micro central hidroeléctrica está diseñado para convertir la energía hidráulica del flujo de fluido en energía eléctrica para una mayor transferencia de la electricidad generada al sistema de energía. El término micro significa que esta central hidroeléctrica se instala en pequeños cuerpos de agua: pequeños ríos o incluso arroyos, canales tecnológicos o elevaciones de sistemas de tratamiento de agua, y la potencia de la unidad hidroeléctrica no supera los 10 kW.

Las SHPP se dividen en dos clases: estas son microcentrales hidroeléctricas (hasta 200 kW) y minicentrales hidroeléctricas (hasta 3000 kW). Los primeros se utilizan principalmente en hogares y pequeñas empresas, los últimos, en instalaciones más grandes. Para el dueño de una casa de campo o de un pequeño negocio, los primeros obviamente son de mayor interés.

Según el principio de funcionamiento, las microcentrales hidroeléctricas se dividen en los siguientes tipos:

Rueda de agua . Se trata de una rueda con palas, instalada perpendicular a la superficie del agua y medio sumergida en ella. Durante el funcionamiento, el agua presiona las cuchillas y hace que la rueda gire.

En términos de facilidad de fabricación y obtención de la máxima eficiencia al mínimo costo, este diseño funciona bien. Por lo tanto, a menudo se usa en la práctica.

Mini central hidroeléctrica Garland . Es un cable lanzado de un lado a otro del río con rotores rígidamente fijados en él. El flujo de agua hace girar los rotores, y desde ellos la rotación se transmite al cable, un extremo del cual está conectado al cojinete y el otro al eje del generador.

Desventajas de una central hidroeléctrica en cadena: alto consumo de material, peligro para los demás (cable submarino largo, rotores ocultos en el agua, bloqueando el río), baja eficiencia.

Rotor Daria . Este es un rotor vertical que gira debido a la diferencia de presión en sus palas. La diferencia de presión se crea debido al flujo de fluidos alrededor de superficies complejas. El efecto es similar a la sustentación de un hidroala o la sustentación del ala de un avión. De hecho, las PCH de este diseño son idénticas a los aerogeneradores del mismo nombre, pero se ubican en un medio líquido.

El rotor Darrieus es difícil de fabricar, al comienzo del trabajo debe desenroscarse. Pero es atractivo porque el eje del rotor está ubicado verticalmente y la toma de fuerza se puede hacer sobre el agua, sin engranajes adicionales. Dicho rotor girará con cualquier cambio en la dirección del flujo. Al igual que su contraparte aérea, la eficiencia del rotor Darya es inferior a la eficiencia de un SHPP de tipo hélice.

Hélice . Este es un "molino de viento" submarino con un rotor vertical que, a diferencia de uno de aire, tiene aspas de un ancho mínimo de solo 2 cm.Este ancho proporciona una resistencia mínima y una velocidad de rotación máxima y fue elegido para el caudal más común: 0.8 -2 metros por segundo.

SHPP de hélice , así como los de ruedas, son fáciles de fabricar y tienen una eficiencia relativamente alta, por lo que su uso frecuente se debe a esto.

Clasificación Mini HPP

Clasificación de generación de energía (aplicaciones) .

La energía generada por una micro central hidroeléctrica está determinada por una combinación de dos factores, el primero es la presión del agua que ingresa a las palas de la turbina hidráulica, que impulsa el generador que genera la electricidad, y el segundo factor es el caudal, es decir volumen de agua que pasa por la turbina en 1 segundo. El consumo es el factor determinante en la asignación de una central hidroeléctrica a un tipo particular.

Según la potencia generada, las PCH se dividen en:

• Potencia domiciliaria hasta 15 kW: se utiliza para proporcionar electricidad a hogares y granjas particulares.
• Comercial hasta 180kW: alimenta pequeñas empresas.
• Industriales con una capacidad superior a 180 kW: generan electricidad para la venta, o la energía se transfiere a la producción.

Clasificación de diseño

Clasificación por lugar de instalación

• Alta presión - más de 60 m;
• Media presión - desde 25 m;
• Baja presión - de 3 a 25 m.

Esta clasificación implica que la central eléctrica opera a diferentes velocidades, y se toman una serie de medidas para estabilizarla mecánicamente, porque. el caudal depende de la presión.

Componentes de una mini central hidroeléctrica

La planta generadora de energía de una pequeña central hidroeléctrica consta de una turbina, un generador y un sistema de control automático. Algunos elementos del sistema son similares para o . Los elementos principales del sistema:

• hidroturbina con palas conectadas por un eje a un generador
• Generador . Diseñado para generar corriente alterna. Unido al eje de la turbina. Los parámetros de la corriente generada pueden ser relativamente inestables, pero durante la generación eólica no ocurre nada parecido a las subidas de tensión;
• Unidad de control de turbina hidráulica proporciona arranque y parada de la unidad hidráulica, sincronización automática del generador cuando está conectado al sistema de energía, control de los modos de operación de la unidad hidráulica, parada de emergencia.
• Bloque de carga de lastre , diseñado para disipar la energía actualmente no utilizada por el consumidor, evita la falla del generador de energía y del sistema de monitoreo y control.
• Controlador de carga / estabilizador : diseñado para controlar la carga de las baterías, controlar la rotación de las palas y la conversión de voltaje.
• Banco AKB : capacidad de almacenamiento, cuyo tamaño determina la duración del funcionamiento autónomo del objeto alimentado por él.
• inversor , muchos sistemas de generación hidroeléctrica utilizan sistemas de inversor. En presencia de un banco de baterías y un controlador de carga, los sistemas hidráulicos no son muy diferentes de otros sistemas que utilizan fuentes de energía renovable.

Mini central hidroeléctrica para casa particular

El aumento de las tarifas eléctricas y la falta de capacidad suficiente plantean interrogantes relevantes sobre el uso de energías renovables gratuitas en los hogares. En comparación con otras fuentes de energía renovables, las minicentrales hidroeléctricas son de interés, ya que a igual potencia con un molino de viento y una batería solar, son capaces de producir mucha más energía en igual período de tiempo. Una limitación natural a su uso es la falta de un río

Si cerca de tu casa fluye un pequeño río, un arroyo o hay desniveles en los vertederos de un lago, tienes todas las condiciones para instalar una minicentral hidroeléctrica. El dinero gastado en su compra se amortizará rápidamente: se le proporcionará electricidad barata en cualquier época del año, independientemente de las condiciones climáticas y otros factores externos.

El principal indicador que indica la eficiencia del uso de las PCH es el caudal del embalse. Si la velocidad es inferior a 1 m/s, es necesario tomar medidas adicionales para acelerarla, por ejemplo, hacer un canal de derivación de sección transversal variable u organizar una diferencia de altura artificial.

Ventajas y desventajas de la microhidroelectricidad

Las ventajas de una mini hidroeléctrica para un hogar incluyen:

• Seguridad ecológica (con reservas para frituras de pescado) de los equipos y la ausencia de la necesidad de inundar grandes áreas con enormes daños materiales;
• Limpieza ecológica de la energía recibida. No hay efecto sobre las propiedades y la calidad del agua. Los embalses pueden ser utilizados tanto para actividades pesqueras como fuentes de abastecimiento de agua para la población;
• El bajo coste de la electricidad generada, varias veces más económica que la generada en las centrales térmicas;
• Sencillez y fiabilidad de los equipos utilizados, y posibilidad de su funcionamiento en modo autónomo (tanto dentro como fuera de la red de suministro eléctrico). La corriente eléctrica generada por ellos cumple con los requisitos de GOST en términos de frecuencia y voltaje;
• Vida útil completa de la estación: al menos 40 años (al menos 5 años antes de la revisión);
• inagotabilidad de los recursos utilizados para generar energía.

La principal desventaja de micro-hidro es el peligro relativo para los habitantes de la fauna acuática, porque. las palas de las turbinas giratorias, especialmente en corrientes de alta velocidad, pueden representar una amenaza para los peces o los alevines. También se puede considerar una desventaja condicional el uso limitado de la tecnología.

Los generadores de viento son los más comunes entre las fuentes de energía alternativa, pero dependen en gran medida de las condiciones climáticas. En ausencia de viento o de su débil flujo, no son efectivos. Para el funcionamiento normal de tales generadores, son buenas las áreas donde la velocidad media anual del viento no es inferior a 5-6 m/sy superior.

En Rusia no hay tantas zonas con vientos intensos, las estepas y la costa del Mar Negro del Kuban, la costa del Lejano Oriente y hasta una decena de territorios deshabitados o pequeños.

En el carril central, en las montañas del Cáucaso, los Urales, Altai y otras regiones donde hay ríos, afluentes, arroyos pequeños pero rápidos, la gente se olvida de la posibilidad de usar hidrogeneradores.

No es racional negarse a usarlos, esta es una fuente garantizada de electricidad, porque un río con un nivel y caudal estables es mucho más confiable que un viento variable.

Cálculo de potencia y selección de diseño.

En esencia, la parte eléctrica del dispositivo del generador eólico no difiere del generador hidroeléctrico, el principio es similar para convertir la energía mecánica de rotación en energía eléctrica.

La diferencia en la fuerza motriz es el viento o el agua, los dispositivos de accionamiento serán fundamentalmente diferentes. En lugar de una hélice en hidrogeneradores, se utilizan ruedas tipo tambor con palas.

No es difícil ensamblar un hidrogenerador propio, si crecen desde el lugar correcto, si hay un generador eólico, queda por diseñar y ensamblar un accionamiento hidráulico para su rotación.

En tales casos, para que el generador gire a la velocidad deseada, a menudo es necesario usar cajas de engranajes para cambiar la fuerza y ​​la velocidad de rotación, que dependen del flujo de agua.

Se calcula que la potencia de la rueda de llenado es significativamente mayor que la del vertido, el llenado es cuando el flujo de agua cae sobre las paletas de la rueda motriz desde arriba, la rueda de vertido gira con el flujo desde abajo.

Por lo tanto, en función de sus condiciones, utilice el diseño de la rueda de llenado siempre que sea posible. Sin embargo, tal rueda también tiene sus inconvenientes:

• gíralo más lento
• requiere la construcción de estructuras adicionales

En la foto de arriba, se usa una rueda de llenado de transmisión directa en un generador de disco de imán permanente casero, cuyo diseño se analizará a continuación.

En los diseños del mecanismo de accionamiento, puede utilizar elementos de vehículos:

• discos
• asteriscos
• engranajes
• cadenas y cinturones

En algunos casos, incluso se utilizan cajas de cambios de ciclomotores y motocicletas; las cuchillas se sueldan a los discos de grandes ruedas de tractores.

Variantes de generadores usados ​​y conexión a la carga.

Los generadores se pueden usar para automóviles, autobuses, tractores de baja velocidad con imanes permanentes son los mejores.

Son más confiables, más fáciles de operar y reparar, no tienen escobillas.

1. generador G250-G1 2. relé-regulador R362 3. batería de coche 4. amperímetro 5 y 6 interruptores 7 fusible 8 carga.

Dependiendo de sus condiciones y capacidades, puede utilizar generadores de 24V.

1. Generador G-228 2. Regulador de voltaje 11.3702 3. Baterías de 12V conectadas en serie 4. Amperímetro para medir corriente de carga 5 y 6 interruptores 7. Carga.

En el caso más simple, puede usar baterías 6ST-75, pero para mayor confiabilidad, por supuesto, es mejor colocar baterías de arranque de iones de litio nuevas. Por supuesto, son más caros, pero más livianos que el plomo-ácido, más pequeños en tamaño, más grandes en capacidad en A / H, la vida útil es mucho más larga, son superiores al plomo en todos los aspectos.

Todos deciden por sí mismos, según el propósito del generador, las condiciones de operación y las capacidades financieras.

Si vas a utilizar un hidrogenerador para alimentar electrodomésticos diseñados para alimentar una red industrial 220/50Hz, tendrás que utilizar convertidores de tensión y corriente.

Estos dispositivos convierten la corriente continua de la batería a 12 o 24 V en corriente alterna con un voltaje de 220V. Son diferentes en potencia, debe elegir según la corriente, qué carga máxima va a usar.

Están conectados de acuerdo con el esquema anterior en lugar de la carga, usted mismo puede ensamblar el convertidor de baja potencia más simple.

Este circuito ha sido probado a lo largo de los años, funciona como un reloj, es simple, no requiere configuración. La desventaja es que es de bajo consumo de 100W.

Use lámparas de luz diurna económicas de 13-15W o LED de 5-10W son suficientes para iluminar una casa privada, un garaje e incluso un patio por la noche. 15 lámparas de algodón brillan como lámparas incandescentes de 80W.

Si necesita más energía para operar completamente la red eléctrica, puede comprar convertidores industriales. A la venta una amplia gama de 12/220V; 24/220V; 48/220V, potencia hasta 5 kW y más.

El inversor Pulso IMU-800 convierte corriente continua de 12V en corriente alterna de 220V/50Hz. potencia máxima de salida 800W. esto es bastante
lo suficiente para la iluminación, la conexión de un televisor, el refrigerador, las planchas y las calderas necesitarán inversores más potentes.

Montaje de un generador magnético casero.

Muchas personas fabrican un hidrogenerador de electricidad con sus propias manos, utilizando la técnica de ensamblar un generador sobre imanes de neodimio. Como base sobre la cual se unirá toda la estructura, puede tomar el cubo de una rueda de automóvil con un disco de freno.

Montaje de fábrica, confiable y bien equilibrado, los discos con imanes permanentes se unen a la parte giratoria, entre los cuales se fijará el disco con los devanados del rotor.

La ventaja de un generador de imanes permanentes es que se controla el campo magnético, esto se logra:

• juego mínimo entre el rotor y el estator
• a través de un disco conductor magnético, las líneas de fuerza de todos los imanes están interconectadas

Por lo tanto, los discos de un rotor giratorio deben ser conductores magnéticos, con un material diferente, la potencia del generador se reducirá a la mitad. Dibujamos los discos en 12 sectores idénticos y luego, uniformemente alrededor del perímetro del disco en cada sector, pegamos imanes con un diámetro de 25 mm y un grosor de 5 mm con superpegamento.

Los polos de los imanes se alternan a través de uno (S-N-S-N....) y así sucesivamente en un círculo. Puede aumentar la cantidad de imanes y bobinados, habrá más polos, esto le permitirá lograr más potencia a velocidades más bajas.

Pero en nuestro caso, 12 imanes, bobinados con alambre de 08-1 mm, 100 vueltas cada uno generan suficiente energía para cargar una batería de arranque de 12 V.

Una rueda con un diámetro de 5 m, que gira a una velocidad de 150 rpm, produce una corriente de al menos 1 A, a 200 rpm, las corrientes de carga alcanzan los 4 A, esto es suficiente.

Diagrama de conexión de bobinado

Hacemos el diámetro del disco 30-35 cm, dependiendo del tamaño del buje que hayas elegido.

En nuestra versión, los imanes son redondos, pero es mejor poner rectangulares de 35x25x5mm, más flujo magnético, respectivamente, más potencia del generador.

Al mismo tiempo, los devanados del estator se hacen ovalados, con las dimensiones de los imanes. Al instalar el estator, los imanes deben coincidir con el centro de los devanados.

El espesor del disco del estator con devanados debe ser el mismo que el espesor de los discos con imanes. Colocamos los devanados en un disco de madera contrachapada y los conectamos en serie entre sí de acuerdo con el esquema especificado en una estrella.

Después de conectar y aislar los contactos, los cables se colocan con cuidado a lo largo del diámetro interior para que no toquen las partes giratorias de la estructura. Luego se rellenan con resina epoxi. Para mayor confiabilidad, puede cubrir la superficie inundada con fibra de vidrio, presionarla un poco y luego, una vez más, impregnar abundantemente la fibra de vidrio con resina epoxi desde arriba.

Tales medidas excluyen daños mecánicos a los devanados y la entrada de humedad. Después del secado, ensamblamos las placas del generador en la plataforma central.

A través de los orificios de montaje, colocamos el primer disco en los pernos largos del disco del cubo giratorio, fijamos los imanes hacia afuera con tuercas de sujeción.

El siguiente es el disco del estator con devanados y, por último, el segundo disco con imanes en su interior. Los discos se fijan con tuercas de tensión para que el espacio entre ellos sea uniforme en todo el plano y no supere los 3 mm. Después de volver a armar, gírelo para verificar si hay vibración y tambaleo, ajústelo si es necesario.

Al ensamblar un hidrogenerador con sus propias manos en casa, debe comprender que la conexión directa del generador a la rueda simplifica el diseño, pero no siempre existen las condiciones ideales para suministrar agua a la rueda.

En algunos lugares, es necesario aplicar esquemas de transmisión de torque a través de un sistema de ejes adicionales, engranajes o transmisiones por correa, esto reduce la potencia.

Para aquellos que no quieren enrollar, perforar y pegar mucho, hay opciones muy simples, puede comprar un generador chino confiable, un accionamiento manual o, más bien, un accionamiento a pie. Dichos generadores se utilizan en simuladores de bicicletas, combinan negocios con placer y son convenientes en situaciones de emergencia.

Los generadores NJB-800-12 son muy prácticos, de bonito diseño y compactos.

A una velocidad de rotación de 250 revoluciones, la potencia de salida es de 500W, a 500 revoluciones de 800W. 12V.

Es conveniente transportarlo en la cajuela de un auto para acampar, para aprovechar los recursos hídricos, solo se necesita acoplar las aspas a la rueda.

Todo está bien, pero un inconveniente: cuesta casi 30 mil rublos, no todos pueden pagarlo. Si hay una fuente de agua adecuada, las tecnologías modernas le permiten hacer un hidrogenerador confiable de forma independiente, el elemento más importante en este proyecto es su deseo. Cómo hacer un generador de video manual: