Hidroelektrostacijas izmanto ūdens jaudu elektroenerģijas ražošanai. Pašizgatavotas stacijas atrisina attāluma problēmu no centralizētiem elektrotīkliem vai palīdz ietaupīt uz elektroenerģiju.

Hidroelektrostaciju priekšrocības un trūkumi

Hidroelektrostacijām ir šādas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem alternatīvo enerģijas avotu veidiem:

• Tie nav atkarīgi no laikapstākļiem un diennakts laika (atšķirībā no). Tas ļauj saražot vairāk enerģijas ar paredzamu ātrumu.
• Avota (upes vai strauta) jaudu var regulēt. Lai to izdarītu, pietiek ar kanālu sašaurināšanu ar aizsprostu vai nodrošināt ūdens augstuma atšķirību.
• Hidrauliskās iekārtas nerada nekādu troksni (atšķirībā no).
• Daudzu veidu mazjaudas stacijām nav nepieciešamas uzstādīšanas atļaujas.

Pašmāju hidroelektrostaciju trūkumi ietver nespēju strādāt aukstā laikā. Turklāt ūdens vide ir agresīva, tāpēc stacijas daļām jābūt ūdensizturīgām un izturīgām.

Projektējot mini hidroelektrostaciju, ko izmantot kā alternatīvu enerģijas avotu jūsu mājām, noteicošiem jābūt šādiem faktoriem:

• Upes tuvums mājai. Pašmāju stacijas uzstādīšana prom no mājām nav tā vērts. Jo tālāk iekārta, jo zemāka ir tās efektivitāte, jo pārraides laikā tiks zaudēta daļa enerģijas. Turklāt ir grūtāk aizsargāt HPP no zādzības vai bojājumiem.
• Pietiekams plūsmas ātrums vai tā palielināšanas iespēja. Palielinoties ūdens ātrumam, stacijas jauda palielinās eksponenciāli.

Ātruma atrašana ir vienkārša. Iemet ūdenī putupolistirola gabalu vai tenisa bumbiņu un laiku, lai tā nopeldētu noteiktu attālumu. Pēc tam daliet metrus ar sekundēm, un jūs atradīsiet savu ātrumu. Minimālais pietiekams ūdens ātrums paštaisītai hidroelektrostacijai ir 1 m/s.

Ja jūsu upes vai strauta plūsmas ātrums ir zem šīs vērtības, tad neliels aizsprosts vai sašaurinoša caurule to palielinās. Bet šīs iespējas var radīt papildu grūtības. Dambja būvniecībai nepieciešama iestāžu atļauja, kā arī kaimiņu piekrišana.

Mini hidroelektrostacija "dari pats".

Hidroelektrostacijas projektēšana ir diezgan sarežģīta, tāpēc pašu spēkiem būs iespējams uzbūvēt tikai nelielu staciju, kas ietaupīs elektrību vai nodrošinās ar enerģiju pieticīgai mājsaimniecībai. Zemāk ir divi paštaisītas hidroelektrostacijas ieviešanas piemēri.

Kā no velosipēda izgatavot mini hidroelektrostaciju

Šī hidroelektrostacijas versija ir ideāli piemērota velobraucieniem. Tas ir kompakts un viegls, taču spēs nodrošināt enerģiju nelielai nometnei, kas izveidota strauta vai upes krastā. Ar iegūto elektroenerģiju pietiek vakara apgaismojumam un mobilo ierīču uzlādei.

Lai uzstādītu staciju, jums būs nepieciešams:

• Velosipēda priekšējais ritenis.
• Velosipēdu ģenerators, ko izmanto, lai darbinātu velosipēdu gaismas.
• Pašdarināti asmeņi. Tie ir iepriekš izgriezti no alumīnija loksnes. Asmeņu platumam jābūt no diviem līdz četriem centimetriem, un garumam jābūt no riteņa rumbas līdz malai. Asmeņu skaits var būt jebkurš, tie jānovieto vienādā attālumā viens no otra.

Lai palaistu šādu staciju, pietiek ar riteni iegremdēt ūdenī. Iegremdēšanas dziļumu nosaka eksperimentāli, no apmēram trešdaļas līdz pusei riteņa.

Lai uzbūvētu jaudīgāku staciju pastāvīgai lietošanai, būs nepieciešami izturīgāki materiāli. Vislabāk piemēroti metāla un plastmasas elementi, kurus vieglāk aizsargāt no ūdens vides ietekmes. Bet piemērotas ir arī koka detaļas, ja tās ir piesūcinātas ar speciālu šķīdumu un nokrāsotas ar ūdensizturīgu krāsu.

Stacijai ir nepieciešami šādi priekšmeti:

• Tērauda trumulis no kabeļa (2,2 metri diametrā). No tā tiek izgatavots rotora ritenis. Lai to izdarītu, bungu sagriež gabalos un atkal metina 30 centimetru attālumā. Asmeņi (18 gab.) ir izgatavoti no bungas paliekām. Tie ir metināti līdz rādiusam 45 grādu leņķī. Lai atbalstītu visu konstrukciju, rāmis ir izgatavots no stūriem vai caurulēm. Ritenis griežas uz gultņiem.
• Uz riteņa ir uzstādīts ķēdes reduktors (pārnesuma attiecībai jābūt četrām). Lai atvieglotu piedziņas un ģeneratora tiltu salikšanu kopā, kā arī lai samazinātu vibrāciju, griešanās caur kardānu tiek pārraidīta no vecā auto.
• Ģenerators ir piemērots asinhronajam motoram. Tam jāpievieno vēl viens pārnesumu reduktors ar attiecību apmēram 40. Tad trīsfāzu ģeneratoram ar 3000 apgriezieniem sekundē, ar kopējo samazinājuma koeficientu 160, apgriezienu skaits samazināsies līdz 20 apgriezieniem minūtē.
• Novietojiet visas elektriskās iekārtas ūdensnecaurlaidīgā traukā.

Aprakstītos izejmateriālus ir viegli atrast poligonā vai pie draugiem. Par tērauda trumuļa griešanu ar slīpmašīnu un metināšanu varat maksāt speciālistiem (vai visu izdarīt pats). Rezultātā hidroelektrostacija ar jaudu līdz 5 kW maksās nelielu summu.

Elektrības iegūšana no ūdens nav tik sarežģīta. Grūtāk ir uzbūvēt uz paštaisītas hidroelektrostacijas balstītu autonomu elektroapgādes sistēmu, uzturēt staciju darba kārtībā un nodrošināt apkārtējo cilvēku un dzīvnieku drošību.

Ja pie mājas tek upe vai pat neliels strautiņš, tad ar paštaisītas mini hidroelektrostacijas palīdzību var tikt pie bezmaksas elektrības. Varbūt tas nav ļoti liels budžeta papildinājums, bet apziņa, ka jums ir sava elektrība, ir daudz dārgāka. Nu, ja, piemēram, valstī nav centrālā barošanas avota, tad pat nelielas jaudas jaudas būs vienkārši nepieciešamas. Tātad, lai izveidotu pašmāju hidroelektrostaciju, ir nepieciešami vismaz divi nosacījumi - ūdens resursa klātbūtne un vēlme.

Ja abi ir klāt, tad vispirms jāizmēra upes plūsmas ātrums. To izdarīt ir ļoti vienkārši – iemest upē zariņu un izmērīt laiku, kurā tas nopeld 10 metrus. Dalot metrus ar sekundēm, jūs iegūstat strāvas ātrumu m/s. Ja ātrums ir mazāks par 1 m / s, tad produktīva mini hidroelektrostacija nedarbosies. Šajā gadījumā varat mēģināt palielināt plūsmas ātrumu, mākslīgi sašaurinot kanālu vai izveidojot nelielu aizsprostu, ja jums ir darīšana ar nelielu straumi.

Kā ceļvedi varat izmantot attiecību starp plūsmas ātrumu m/s un no dzenskrūves vārpstas izņemtās elektrības jaudu kW (propellera diametrs 1 metrs). Tie ir eksperimentāli dati, reāli saņemtā jauda ir atkarīga no daudziem faktoriem, taču tā ir piemērota izvērtēšanai. Tātad:

• 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 utt.

Pašdarinātas mini hidroelektrostacijas jauda ir proporcionāla plūsmas ātruma kubam. Kā jau minēts, ja plūsmas ātrums ir nepietiekams, mēģiniet to mākslīgi palielināt, ja tas, protams, ir iespējams.

Mini hidroelektrostaciju veidi

Pašdarinātām mini hidroelektrostacijām ir vairākas pamata iespējas.


Šis ir ritenis ar asmeņiem, kas uzstādīti perpendikulāri ūdens virsmai. Ritenis ir mazāk nekā puse iegremdēts straumē. Ūdens spiež uz asmeņiem un griež riteni. Ir arī turbīnu riteņi ar īpašām lāpstiņām, kas optimizētas šķidruma strūklai. Bet tie ir diezgan sarežģīti dizaini, drīzāk ražoti rūpnīcā, nevis mājās.

Tas ir vertikālās ass rotors, ko izmanto elektroenerģijas ražošanai. Vertikāls rotors, kas griežas spiediena starpības dēļ uz tā asmeņiem. Spiediena starpība rodas šķidruma plūsmas dēļ ap sarežģītām virsmām. Efekts ir līdzīgs zemūdens spārnu pacelšanai vai lidmašīnas spārna pacelšanai. Šo dizainu 1931. gadā patentēja franču aeronavigācijas inženieris Žoržs Žans Marī Darjē. To bieži izmanto arī vēja turbīnu būvē.

vītne hidroelektrostacija sastāv no gaismas turbīnām - gidrovingrotoriem, kas savērti un stingri piestiprināti vītnes veidā uz kabeļa, kas izmests pāri upei. Viens kabeļa gals ir nostiprināts atbalsta gultnī, otrs gals rotē ģeneratora rotoru. Kabelis šajā gadījumā spēlē sava veida vārpstas lomu, kuras rotācijas kustība tiek pārsūtīta uz ģeneratoru. Ūdens plūsma rotē rotorus, rotori griež kabeli.

Arī aizgūts no vēja parku projektiem, tādas "zemūdens vējdzirnavas" ar vertikālu rotoru. Atšķirībā no gaisa dzenskrūves, zemūdens dzenskrūvei ir minimālā platuma lāpstiņas. Ūdenim pietiek ar lāpstiņas platumu tikai 2 cm Ar šo platumu būs minimāla pretestība un maksimālais griešanās ātrums. Šāds lāpstiņu platums tika izvēlēts plūsmas ātrumam 0,8-2 metri sekundē. Lielos ātrumos optimāli var būt citi izmēri. Propellers kustas nevis ūdens spiediena, bet gan pacēluma dēļ. Gluži kā lidmašīnas spārns. Dzenskrūves lāpstiņas pārvietojas pāri plūsmai, nevis tās nes plūsmas virzienā.

Dažādu paštaisītu mini hidroelektrisko sistēmu priekšrocības un trūkumi

Stīgu hidroelektrostacijas trūkumi ir acīmredzami: liels materiālu patēriņš, bīstamība apkārtējiem (garš zemūdens kabelis, ūdenī paslēpti rotori, bloķē upi), zema efektivitāte. Garland HES ir sava veida mazs dambis. Ieteicams lietot pamestās, nomaļās vietās ar atbilstošām brīdinājuma zīmēm. Jums var būt nepieciešama iestāžu un vides aizsardzības speciālistu atļauja. Otra iespēja ir neliela straume jūsu dārzā.

Rotors Daria - grūti aprēķināt un izgatavot. Darba sākumā tas ir jāatgriež. Bet tas ir pievilcīgs ar to, ka rotora ass atrodas vertikāli un jaudas noņemšana var tikt veikta virs ūdens, bez papildu zobratiem. Šāds rotors griezīsies, mainoties plūsmas virzienam - tas ir plus.

Pašmāju hidroelektrostaciju būvniecībā visizplatītākās bija dzenskrūves un ūdensratu shēmas. Tā kā šīs iespējas ir salīdzinoši vienkārši izgatavojamas, tām ir nepieciešami minimāli aprēķini un tās tiek ieviestas ar minimālām izmaksām, tām ir augsta efektivitāte, tās ir viegli uzstādāmas un ekspluatējamas.

Vienkāršākās mini hidroelektrostacijas piemērs

Vienkāršāko hidroelektrostaciju var ātri uzbūvēt no parasta velosipēda ar dinamometru velosipēda lukturim. Vairāki asmeņi (2-3) jāsagatavo no cinkota dzelzs vai nebiezas alumīnija loksnes. Asmeņiem no riteņa loka līdz rumbai jābūt 2-4 cm gariem un 2-4 cm platiem.Šie asmeņi ir uzstādīti starp spieķiem jebkurā improvizētā veidā vai iepriekš sagatavotos stiprinājumus.

Ja izmantojat divus asmeņus, novietojiet tos vienu pret otru. Ja vēlaties pievienot vairāk asmeņu, sadaliet riteņa apkārtmēru ar asmeņu skaitu un uzstādiet tos ar regulāriem intervāliem. Varat eksperimentēt ar riteņa ar asmeņiem iegremdēšanas dziļumu ūdenī. Parasti tas ir iegremdēts no vienas trešdaļas līdz pusei.

Jau iepriekš tika apsvērta iespēja izveidot kempinga vēja parku.

Šāda mikro hidroelektrostacija neaizņem daudz vietas un lieliski noderēs velosipēdistiem - galvenais ir strauta vai upes klātbūtne - kas kempingā parasti ir. Mini hidroelektrostacija no velosipēda varēs apgaismot telti un uzlādēt mobilos tālruņus vai citus sīkrīkus.

Sākumā definēsim mazo hidroelektrostaciju darbības principu un veidus. Upes vai krītoša ūdens straume griež turbīnas lāpstiņas un hidraulisko cauruļvadu, kas savienots ar elektrisko ģeneratoru - pēdējais ģenerē elektrību. Mūsdienu kompaktajiem HES ir automātiska vadība ar iespēju avārijas gadījumā acumirklī pārslēgties uz manuālo režīmu. Mūsdienu rūpnīcu HES konstrukcijas ļauj maksimāli samazināt būvniecības darbus iekārtu uzstādīšanas laikā.

Mini hidroelektrostaciju veidi

Mini elektrostacijās ietilpst ģenerācijas ierīces ar jaudu no 1 līdz 3000 kW. Būtībā TPP sastāv no:

1. turbīnas (ūdens ieplūdes ierīce);
2. ģenerēšanas bloks;
3. kontroles sistēmas.

Pēc ražošanai izmantoto ūdens resursu veida mini hidroelektrostacijas ir:

• Kanāls. Šādas stacijas ir uzceltas uz mazām līdzenām upēm ar ūdenskrātuvēm.
• Kalns. Stacionāras stacijas, kas izmanto straujas kalnu straumes enerģiju.
• Rūpnieciskais. Stacijas, kas izmanto ūdens plūsmas atšķirības rūpniecības uzņēmumos.
• Mobilais. Stacijas, kurās ūdens plūsmai tiek izmantotas pastiprinātas šļūtenes.

Dambju staciju tipiem ir raksturīga liela jauda, ​​bet dambja būvniecība ir dārga, un šajā gadījumā atļaujas ir obligātas. Sazināties ar amatpersonām mūsu valstī nav tikai tāpēc, lai sarežģītu savu dzīvi, bet gan lai apšaubītu labāko nodomu īstenošanu, tāpēc no šīs idejas uzreiz atteiksimies.

Kā darbojas mini hidroelektrostacija

Hidroelektrostacijas darbības principiālo shēmu var izvēlēties no vairākiem variantiem:

• Garlandas hidroelektrostacija. No viena upes krasta līdz otram zem ūdens ir novilkts kabelis ar uzvilktiem rotoriem. Strāva rotē rotorus un attiecīgi pašu kabeli. Viens kabeļa gals atrodas gultnī, otrs ir savienots ar ģeneratoru.
• Propellers. Zemūdens konstrukcija, kas atgādina vējdzirnavas ar šaurām lāpstiņām un vertikālu rotoru. Asmens ir tikai 20 mm plats pie liela griešanās ātruma un nodrošinās minimālu pretestību. Šāda platuma lāpstiņa tiek izvēlēta ar plūsmas ātrumu 0,8–2,0 m sekundē.
• Ūdens ritenis. Ritenis ar lāpstiņām, kas daļēji iegremdētas straumē un atrodas taisnā leņķī pret ūdens virsmu. Ūdens plūsma spiež uz asmeņiem, griežot riteni.
• Rotors Daria. Vertikāls rotors ar sarežģītām asmeņu virsmām. Šķidrums, plūstot ap asmeņiem, rada atšķirīgu spiedienu, kā rezultātā notiek rotācija.

Attēlā ir mini hidroelektrostacija, kuras pamatā ir ūdens ritenis

Kā novērtēt mini hidroelektrostacijas potenciālo jaudu

Pirms mini hidroelektrostacijas būvniecības ar savām rokām jums ir jānosaka jauda, ​​uz kuru varat paļauties. Pastāv atsauces attiecība starp ūdens plūsmas ātrumu un jaudu, ko var noņemt no vārpstas kW ar skrūves diametru 1 m.

Plūsmas ātrumu nosaka, izmērot laiku, kas nepieciešams, lai ūdenī iemests koka gabals nobrauktu noteiktu attālumu. Veicot vienkāršus aprēķinus, mēs iegūstam plūsmas ātrumu metros sekundē. Ja šajā gadījumā ātrums ir mazāks par 1 m/s, tad hidroelektrostacijas celtniecība nebūs ekonomiski izdevīga.

Pie plūsmas ātruma 2,5 m/s jauda būs 0,86 kW, pie 3 m/s - 1,24 kW, pie 4 m/s - 2,2 kW. Attiecību raksturo atkarība: hidroelektrostacijas jauda ir proporcionāla ūdens plūsmas ātruma kubam. Ja plānotās būvniecības vietā plūsmas ātrums ir mazs, to var mēģināt palielināt ar ierīci plūsmas augstuma starpībai vai uzstādot notekas cauruli ar mainīgu diametru pie rezervuāra izejas. Jo mazāks ir caurules diametrs pie izejas, jo lielāks ir plūsmas ātrums.

Kā mājās izveidot mini hidroelektrostaciju

Nelielas paštaisītas hidroelektrostacijas darbības principu var saprast, piemēram, velosipēdam ar lukturi un dinamo (ģeneratoru).

1. No jumta dzelzs izgatavojam trīs asmeņus, kuru garums ir vienāds ar velosipēda riteņa rādiusu (attālums no centrālās uzmavas līdz riteņa lokam) un 3-4 cm platums.
2. Mēs uzstādām asmeņus starp riteņa spieķiem, noliecot asmens malu ap spieķiem stiprināšanai. Asmeņi jānovieto vienmērīgi ar vienādiem leņķiem starp tiem.
3. Mēs iegremdējam riteni ar asmeņiem straujā upē līdz trešdaļai līdz pusei no riteņa diametra. Ar saražoto elektroenerģiju pietiks, piemēram, telts apgaismošanai.

Viena no mini hidroelektrostacijas būvniecības iespējām rasējums

Piemērs ir neliela hidroelektrostacija fermai ar jaudu 3-5 kW no improvizētiem materiāliem:

1. Rotoru var izgatavot no veca metāla kabeļa trumuļa ar diametru 2,2 m.. Izmantojot slīpmašīnu un metinot 45 grādu leņķī pret rādiusu, ir jāsametina 18 asmeņi. Rotors griežas uz gultņiem. Atbalsts - metāla caurule vai stūris.
2. Uz rotora jāuzstāda ķēdes reduktors ar pārnesumskaitli (transmisijas koeficientu) 4. Tālāk griešanās tiks pārsūtīta caur kardānvārpstu VAZ 2101. Izmantojot kardānu, tiks samazināta vibrācija, un piedziņas un ģeneratora izlīdzināšana, kad vārpstas izmantošana nebūs kritiska.
3. Jums būs nepieciešama pakāpju pārnesumkārba (koeficients - 40) un trīsfāzu ģenerators. Ģeneratora griešanās ātrums ir aptuveni 3000 apgr./min. Abu pārnesumkārbu kopējais samazinājuma koeficients būs 40 x 4 = 160. Ģenerators ir jāpārklāj ar korpusu mitruma aizsardzībai un drošībai. Aprēķinātajam ūdensrata griešanās ātrumam jābūt apmēram 20 apgr./min.
4. Ģeneratoram var pielāgot asinhrono motoru, un vadības bloku var paņemt no jebkuras mazas mašīnas. Jums būs nepieciešams VVG NG 2x4 kabelis no rotora līdz saimniecības ēkām.

secinājumus

Kopējās ražošanas izmaksas būs aptuveni 10-15 tūkstoši rubļu. Galvenais izdevumu postenis ir algas metinātājam un strādniekam, kurš palīdz izgatavot un montēt konstrukciju.

Galvenās šādu iekārtu priekšrocības ir zemās elektroenerģijas izmaksas, vides drošība, neizsmeļams enerģijas avots un vienkārša konstrukcija.

Mini hidroelektrostacija. mikro hidroelektrostacijas

Mazā hidroelektrostacija jeb mazā hidroelektrostacija (SHES) ir hidroelektrostacija, kas ražo salīdzinoši nelielu elektroenerģijas daudzumu un sastāv no hidroelektrostacijām ar uzstādīto jaudu no 1 līdz 3000 kW.

mikro hidroelektrostacija ir paredzēts, lai pārveidotu šķidruma plūsmas hidraulisko enerģiju elektriskajā enerģijā tālākai saražotās elektroenerģijas pārnešanai uz energosistēmu. Termins mikro nozīmē, ka šī hidroelektrostacija ir uzstādīta uz mazām ūdenstilpēm - mazām upēm vai pat strautiem, tehnoloģiskajiem kanāliem vai ūdens attīrīšanas sistēmu paaugstinājumiem, un hidroagregāta jauda nepārsniedz 10 kW.

MHES ir sadalītas divās klasēs: tās ir mikrohidroelektrostacijas (līdz 200 kW) un mini hidroelektrostacijas (līdz 3000 kW). Pirmie tiek izmantoti galvenokārt mājsaimniecībās un mazos uzņēmumos, otrie - lielākos objektos. Lauku mājas vai neliela uzņēmuma īpašniekam pirmie acīmredzot vairāk interesē.

Pamatojoties uz darbības principu, mikrohidroelektrostacijas iedala šādos veidos:

Ūdens ritenis . Šis ir ritenis ar asmeņiem, kas uzstādīts perpendikulāri ūdens virsmai un līdz pusei iegremdēts tajā. Darbības laikā ūdens nospiež asmeņus un izraisa riteņa griešanos.

Izgatavošanas vienkāršības un maksimālas efektivitātes iegūšanas ziņā ar minimālām izmaksām šis dizains darbojas labi. Tāpēc to bieži izmanto praksē.

Garland mini hidroelektrostacija . Tas ir no vienas upes malas uz otru izmests kabelis ar stingri piestiprinātiem rotoriem. Ūdens plūsma rotē rotorus, un no tiem rotācija tiek pārnesta uz kabeli, kura viens gals ir savienots ar gultni, bet otrs - ar ģeneratora vārpstu.

Margrietiņu ķēdes hidroelektrostacijas trūkumi: liels materiālu patēriņš, bīstamība apkārtējiem (garš zemūdens kabelis, rotori paslēpti ūdenī, bloķē upi), zema efektivitāte.

Rotors Daria . Šis ir vertikāls rotors, kas griežas spiediena starpības dēļ uz tā asmeņiem. Spiediena starpība rodas šķidruma plūsmas dēļ ap sarežģītām virsmām. Efekts ir līdzīgs zemūdens spārnu pacelšanai vai lidmašīnas spārna pacelšanai. Faktiski šādas konstrukcijas MHES ir identiskas tāda paša nosaukuma vēja turbīnām, bet atrodas šķidrā vidē.

Darrieus rotoru ir grūti izgatavot, darba sākumā tas ir jāatgriež. Bet tas ir pievilcīgs ar to, ka rotora ass atrodas vertikāli un jaudas noņemšana var tikt veikta virs ūdens, bez papildu zobratiem. Šāds rotors griezīsies, mainoties plūsmas virzienam. Tāpat kā tā gaisa līdzinieks, arī Darjas rotora efektivitāte ir zemāka par dzenskrūves tipa SHPP efektivitāti.

Propellers . Šīs ir zemūdens “vēja dzirnavas” ar vertikālu rotoru, kurām atšķirībā no gaisa minimālais platums ir tikai 2 cm. Šis platums nodrošina minimālu pretestību un maksimālo griešanās ātrumu un tika izvēlēts visizplatītākajam plūsmas ātrumam - 0,8 -2 metri sekundē.

Propelleru SHPP , kā arī riteņu, ir viegli izgatavojami un tiem ir salīdzinoši augsta efektivitāte, tāpēc to bieža lietošana ir saistīta.

Klasifikācija Mini HES

Enerģijas ražošanas klasifikācija (pielietojumi) .

Mikrohidroelektrostacijas saražoto jaudu nosaka divu faktoru kombinācija, pirmais ir ūdens spiediens, kas nonāk hidroturbīnas lāpstiņās, kas darbina ģeneratoru, kas ģenerē elektrību, un otrs faktors ir plūsmas ātrums, ti ūdens tilpums, kas iet cauri turbīnai 1 sekundē. Patēriņš ir noteicošais faktors, piešķirot hidroelektrostaciju noteiktam tipam.

Pēc saražotās jaudas MHES iedala:

• Mājsaimniecības jauda līdz 15 kW: izmanto, lai nodrošinātu elektrību privātām mājsaimniecībām un saimniecībām.
• Komerciāls līdz 180 kW: barošana maziem uzņēmumiem.
• Industriāli ar jaudu virs 180 kW: tie ražo elektroenerģiju pārdošanai, vai arī enerģija tiek nodota ražošanai.

Dizaina klasifikācija

Klasifikācija pēc uzstādīšanas vietas

• Augstspiediens - vairāk nekā 60 m;
• Vidējs spiediens - no 25 m;
• Zems spiediens - no 3 līdz 25 m.

Šī klasifikācija nozīmē, ka elektrostacija darbojas dažādos ātrumos, un tiek veikti vairāki pasākumi, lai to mehāniski stabilizētu, jo. plūsmas ātrums ir atkarīgs no spiediena.

Mini hidroelektrostacijas sastāvdaļas

Mazās hidroelektrostacijas elektrostacija sastāv no turbīnas, ģeneratora un automātiskās vadības sistēmas. Daži sistēmas elementi ir līdzīgi vai . Sistēmas galvenie elementi:

• hidroturbīna ar asmeņiem, kas ar vārpstu savienoti ar ģeneratoru
• Ģenerators . Paredzēts maiņstrāvas ģenerēšanai. Piestiprināts pie turbīnas vārpstas. Radītās strāvas parametri var būt samērā nestabili, taču vēja ģenerēšanas laikā nekas tāds kā jaudas pārspriegums nenotiek;
• Hidroturbīnas vadības bloks nodrošina hidrauliskā agregāta iedarbināšanu un apturēšanu, ģeneratora automātisku sinhronizāciju, kad tas ir pieslēgts energosistēmai, hidrauliskā agregāta darbības režīmu vadību, avārijas apturēšanu.
• Balasta slodzes bloks , kas paredzēts patērētāja pašlaik neizmantotās enerģijas izkliedēšanai, novērš elektroenerģijas ģeneratora un uzraudzības un kontroles sistēmas atteici.
• Uzlādes kontrolieris/stabilizators : paredzēts, lai kontrolētu akumulatoru uzlādi, kontrolētu asmeņu rotāciju un sprieguma pārveidošanu.
• Banka AKB : uzglabāšanas jauda, ​​kuras lielums nosaka ar to barotā objekta autonomas darbības ilgumu.
• invertors , daudzas hidroģenerācijas sistēmas izmanto invertora sistēmas. Akumulatora bankas un uzlādes kontrollera klātbūtnē hidrauliskās sistēmas daudz neatšķiras no citām sistēmām, kas izmanto atjaunojamos enerģijas avotus.

Mini hidroelektrostacija privātmājai

Augošie elektroenerģijas tarifi un pietiekamas jaudas trūkums liek aktuālus jautājumus par bezmaksas atjaunojamās enerģijas izmantošanu mājsaimniecībās. Salīdzinot ar citiem atjaunojamiem energoresursiem, interesi rada mini hidroelektrostacijas, jo ar vienādu jaudu ar vējdzirnavām un saules bateriju tās spēj saražot daudz vairāk enerģijas vienādā laika periodā. Dabisks to izmantošanas ierobežojums ir upes trūkums

Ja pie jūsu mājas tek maza upīte, strautiņš vai ezera pārtecēs ir augstuma atšķirības, tad jums ir visi nosacījumi mini hidroelektrostacijas uzstādīšanai. Tā iegādei iztērētā nauda ātri atmaksāsies – jums tiks nodrošināta lēta elektrība jebkurā gadalaikā neatkarīgi no laika apstākļiem un citiem ārējiem faktoriem.

Galvenais rādītājs, kas norāda uz MHES izmantošanas efektivitāti, ir rezervuāra plūsmas ātrums. Ja ātrums ir mazāks par 1 m/s, tad ir jāveic papildu pasākumi tā paātrināšanai, piemēram, jāveido mainīga šķērsgriezuma apvedkanāls vai jāorganizē mākslīgā augstuma starpība.

Mikrohidroenerģijas priekšrocības un trūkumi

Mini hidrosistēmas priekšrocības mājām ir šādas:

• Aprīkojuma vides drošība (ar atrunām zivju mazuļiem) un tas, ka nav nepieciešams appludināt lielas platības ar milzīgiem materiāliem zaudējumiem;
• Saņemtās enerģijas ekoloģiskā tīrība. Nav ietekmes uz ūdens īpašībām un kvalitāti. Ūdenskrātuves var izmantot gan zvejniecības aktivitātēm, gan kā iedzīvotāju ūdensapgādes avoti;
• Zemās saražotās elektroenerģijas izmaksas, kas ir vairākas reizes lētākas nekā termoelektrostacijās saražotā;
• Izmantotā aprīkojuma vienkāršība un uzticamība, kā arī iespēja to darboties autonomā režīmā (gan kā daļa no barošanas tīkla, gan ārpus tā). To radītā elektriskā strāva frekvences un sprieguma ziņā atbilst GOST prasībām;
• Pilns stacijas kalpošanas laiks - vismaz 40 gadi (vismaz 5 gadi pirms kapitālā remonta);
• enerģijas ražošanai izmantoto resursu neizsmeļamība.

Galvenais mikrohidro mīnuss ir relatīvā bīstamība ūdens faunas iemītniekiem, jo. rotējošas turbīnas lāpstiņas, īpaši ātrgaitas straumēs, var apdraudēt zivis vai mazuļus. Par nosacītu trūkumu var uzskatīt arī ierobežoto tehnoloģiju izmantošanu.

Vēja ģeneratori ir visizplatītākie starp alternatīvajiem enerģijas avotiem, taču tie lielā mērā ir atkarīgi no laika apstākļiem. Ja nav vēja vai tā vājas plūsmas, tie nav efektīvi. Normālai šādu ģeneratoru darbībai ir labi apgabali, kur gada vidējais vēja ātrums nav mazāks par 5-6 m/s un lielāks.

Krievijā nav tik daudz apgabalu ar intensīviem vējiem, stepju un Kubanas Melnās jūras piekrastes, Tālo Austrumu piekrastes un līdz pat duci neapdzīvotu vai mazu teritoriju.

Vidējā joslā, Kaukāza kalnos, Urālos, Altaja un citos reģionos, kur ir nelielas, bet straujas upītes, pietekas, strauti, cilvēki aizmirst par iespēju izmantot hidroģeneratorus.

Nav racionāli atteikties no to lietošanas, tas ir garantēts elektrības avots, jo upe ar stabilu līmeni un tecējumu ir daudz uzticamāka par mainīgu vēju.

Jaudas aprēķins un konstrukcijas izvēle

Būtībā vēja ģeneratora ierīces elektriskā daļa neatšķiras no hidroģeneratora, princips ir līdzīgs, lai pārveidotu griešanās mehānisko enerģiju elektroenerģijā.

Piedziņas spēka atšķirība ir vējš vai ūdens, piedziņas ierīces būtiski atšķirsies. Hidroģeneratoros dzenskrūves vietā tiek izmantoti trumuļa tipa riteņi ar lāpstiņām.

Hidroģeneratoru nav grūti samontēt ar savu, ja tie aug no īstās vietas, ja ir vēja ģenerators, atliek izstrādāt un salikt hidraulisko piedziņu tā rotācijai.

Šādos gadījumos, lai ģenerators grieztos ar vēlamo ātrumu, bieži vien ir nepieciešams izmantot ātrumkārbas, lai mainītu spēku un griešanās ātrumu, kas ir atkarīgi no ūdens plūsmas.

Aprēķināts, ka uzpildes riteņa jauda ir ievērojami lielāka nekā lejamajam, uzpilde ir tad, kad ūdens plūsma krīt uz piedziņas riteņa lāpstiņām no augšas, liešanas ritenis griežas ar plūsmu no apakšas.

Tāpēc, pamatojoties uz jūsu apstākļiem, izmantojiet uzpildes riteņa dizainu, kad vien iespējams. Tomēr šādam ritenim ir arī savi trūkumi:

• grieziet to lēnāk
• nepieciešama papildu konstrukciju būvniecība

Augšējā fotoattēlā tiešās piedziņas uzpildes ritenis tiek izmantots paštaisītam pastāvīgā magnēta diska ģeneratoram, kura dizains tiks apspriests tālāk.

Piedziņas mehānisma konstrukcijās varat izmantot transportlīdzekļu elementus:

• diski
• zvaigznītes
• zobrati
• ķēdes un jostas

Dažos gadījumos tiek izmantotas pat mopēdu un motociklu pārnesumkārbas, asmeņi tiek metināti uz lielu traktora riteņu diskiem.

Izmantoto ģeneratoru varianti un pieslēgums slodzei

Ģeneratorus var izmantot automašīnām, autobusiem un, vislabāk, zema ātruma traktoriem ar pastāvīgajiem magnētiem.

Tās ir uzticamākas, vieglāk darbināmas un remontējamas, tām nav birstes.

1. ģenerators G250-G1 2. R362 relejs-regulators 3. automašīnas akumulators 4. ampērmetrs 5 un 6 slēdži 7 drošinātājs 8 slodze.

Atkarībā no jūsu apstākļiem un iespējām varat izmantot 24 V ģeneratorus.

1. G-228 ģenerators 2. sprieguma regulators 11.3702 3. Sērijveidā pieslēgtas 12V baterijas 4. Ampermetrs uzlādes strāvas mērīšanai 5 un 6 slēdži 7. slodze.

Vienkāršākajā gadījumā var izmantot 6ST-75 akumulatorus, bet uzticamības labad, protams, labāk likt jaunus litija jonu startera akumulatorus. Protams, tie ir dārgāki, bet vieglāki par svina skābi, mazāki izmēri, lielāka ietilpība A / H, kalpošanas laiks ir daudz ilgāks, tie visos aspektos ir pārāki par svinu.

To izlemj katrs, atkarībā no ģeneratora mērķa, darbības apstākļiem un finansiālajām iespējām.

Ja plānojat izmantot hidroģeneratoru, lai darbinātu sadzīves elektroierīces, kas paredzētas rūpnieciskā tīkla 220/50Hz barošanai, jums būs jāizmanto sprieguma un strāvas pārveidotāji.

Šīs ierīces pārveido akumulatora līdzstrāvu 12 vai 24 V maiņstrāvā ar spriegumu 220 V. Tie atšķiras pēc jaudas, jums ir jāizvēlas atkarībā no strāvas, kādu maksimālo slodzi jūs gatavojaties izmantot.

Tie ir savienoti saskaņā ar iepriekš minēto shēmu slodzes vietā, visvienkāršāko mazjaudas pārveidotāju var salikt pats.

Šī shēma ir pārbaudīta gadu gaitā, tā darbojas kā pulkstenis, ir vienkārša, tai nav nepieciešama konfigurācija. Trūkums ir mazjaudas 100W.

Lai naktī apgaismotu privātmāju, garāžu un pat pagalmu, pietiek ar ekonomiskām dienasgaismas spuldzēm 13-15W vai LED 5-10W. 15 kokvilnas lampas spīd tādā spilgtumā kā 80 W kvēlspuldzes.

Ja jums ir nepieciešams vairāk jaudas, lai pilnībā darbinātu elektrotīklu, varat iegādāties rūpnieciskos pārveidotājus. Pārdošanā plašs 12/220V diapazons; 24/220V; 48/220V, jauda līdz 5 kW un vairāk.

Pulso IMU-800 invertors pārvērš 12V līdzstrāvu 220V/50Hz maiņstrāvā. maksimālā izejas jauda 800W. Tas ir diezgan
apgaismojumam pietiek, pieslēdzot televizoru, ledusskapi, gludekļus un katlus, būs nepieciešami jaudīgāki invertori.

Pašdarināta magnētiskā ģeneratora montāža

Daudzi cilvēki elektrības hidroģeneratoru izgatavo ar savām rokām, izmantojot ģeneratora montāžas metodi uz neodīma magnētiem. Kā pamatu, uz kura tiks piestiprināta visa konstrukcija, varat ņemt automašīnas riteņa rumbu ar bremžu disku.

Rūpnīcas komplektācija, uzticama un labi sabalansēta, pie rotējošās daļas ir piestiprināti diski ar pastāvīgajiem magnētiem, starp kuriem tiks fiksēts disks ar rotora tinumiem.

Pastāvīgā magnēta ģeneratora priekšrocība ir tā, ka tiek kontrolēts magnētiskais lauks, tas tiek panākts:

• minimālais attālums starp rotoru un statoru
• caur magnētiski vadošu disku visu magnētu spēka līnijas ir savstarpēji savienotas

Tāpēc rotējošā rotora diskiem jābūt magnētiski vadošiem, ar citu materiālu ģeneratora jauda tiks samazināta uz pusi. Mēs ievelkam diskus 12 identiskos sektoros, pēc tam vienmērīgi pa diska perimetru katrā sektorā ar superlīmi pielīmējam magnētus ar diametru 25mm un biezumu 5mm.

Magnētu stabi mijas pa vienu (S-N-S-N ....) un tā tālāk pa apli. Var palielināt magnētu un tinumu skaitu, būs vairāk stabu, tas ļaus sasniegt lielāku jaudu pie mazākiem ātrumiem.

Bet mūsu gadījumā 12 magnēti, tinumi ar 08-1 mm vadu, katrs 100 apgriezieni rada pietiekami daudz jaudas, lai uzlādētu 12 V startera akumulatoru.

Ritenis ar diametru 5 m, kas griežas ar ātrumu 150 apgr./min, rada vismaz 1A strāvu pie 200 apgr./min, uzlādes strāvas sasniedz 4A, ar to pilnīgi pietiek.

Tinumu savienojuma shēma

Izgatavojam diska diametru 30-35 cm, atkarībā no jūsu izvēlētā rumbas izmēra.

Mūsu variantā magnēti ir apaļi, bet labāk likt taisnstūrveida 35x25x5mm, vairāk magnētiskās plūsmas, respektīvi, lielāka ģeneratora jauda.

Tajā pašā laikā statora tinumi ir izgatavoti ovāli ar magnētu izmēriem. Uzstādot statoru, magnētiem jāsakrīt ar tinumu centru.

Statora diska ar tinumiem biezumam jābūt tādam pašam kā disku biezumam ar magnētiem. Uzliekam tinumus uz saplākšņa diska un virknē savienojam viens ar otru pēc norādītās shēmas zvaigznītē.

Pēc kontaktu savienošanas un izolācijas vadi tiek rūpīgi izlikti gar iekšējo diametru, lai tie nepieskartos rotējošām konstrukcijas daļām. Pēc tam tos piepilda ar epoksīda sveķiem. Uzticamības labad varat pārklāt applūstošo virsmu ar stiklšķiedru, nedaudz piespiest to, pēc tam vēlreiz bagātīgi piesūcināt stiklšķiedru ar epoksīda sveķiem no augšas.

Šādi pasākumi izslēdz tinumu mehāniskus bojājumus un mitruma iekļūšanu. Pēc žāvēšanas mēs saliekam ģeneratora plāksnes uz rumbas platformas.

Caur montāžas caurumiem mēs uzliekam pirmo disku uz rotējošā rumbas diska garajām skrūvēm, piestiprinām magnētus uz āru ar savilkšanas uzgriežņiem.

Nākamais ir statora disks ar tinumiem un pēdējais disks ar magnētiem iekšā. Diski ir piestiprināti ar spriegošanas uzgriežņiem tā, lai atstarpe starp tiem būtu vienmērīga visā plaknē un nepārsniedz 3 mm. Pēc salikšanas pagrieziet, lai pārbaudītu vibrāciju un svārstības, ja nepieciešams, noregulējiet.

Saliekot hidroģeneratoru ar savām rokām mājās, jums jāsaprot, ka ģeneratora tiešais savienojums ar riteni vienkāršo konstrukciju, taču ne vienmēr ir tik ideāli apstākļi ūdens padevei uz riteni.

Dažās vietās ir jāpiemēro griezes momenta pārvades shēmas, izmantojot papildu vārpstu, zobratu vai siksnu piedziņas sistēmu, kas samazina jaudu.

Tiem, kas nevēlas daudz tīt, urbt un līmēt, ir ļoti vienkāršas iespējas, var iegādāties uzticamu ķīniešu ģeneratoru, manuālo piedziņu vai drīzāk kāju piedziņu. Šādi ģeneratori tiek izmantoti velosipēdu simulatoros, tie apvieno biznesu ar prieku, ērti ārkārtas situācijās.

Ģeneratori NJB-800-12 ir ļoti praktiski, skaisti izstrādāti un kompakti.

Pie griešanās ātruma 250 apgriezieni izejas jauda ir 500 W, pie 500 apgriezieniem 800 W. 12V.

Ērti pārvadāt automašīnas bagāžniekā uz kempingu, izmantot ūdens resursus, tikai jāpiestiprina asmeņi pie riteņa.

Viss ir labi, bet viens trūkums: tas maksā gandrīz 30 tūkstošus rubļu, ne visi to var atļauties. Ja jums ir piemērots ūdens avots, modernās tehnoloģijas ļauj patstāvīgi izgatavot uzticamu hidroģeneratoru, svarīgākais elements šajā projektā ir jūsu vēlme. Kā izveidot manuālu video ģeneratoru: