- Neindustrijske hidroelektrane
- Uvjeti za postavljanje hidroelektrane
- Izrada hidroelektrane na vodenom kolu
- Zaključci i koristan video na temu
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Snaga toka vode je obnovljivi prirodni resurs koji vam omogućuje da dobijete gotovo besplatnu električnu energiju. Energija predstavljena prirodom pružit će mogućnost uštede na komunalnim uslugama i rješavanju problema s opremom za punjenje.
Ako potok ili rijeka teče u blizini vaše kuće, trebali bi ih koristiti. Oni će moći osigurati struju do mjesta i kuće. A ako je hidroelektrana izgrađena ručno, ekonomski učinak značajno se povećava.
Ovaj članak detaljno opisuje tehnike proizvodnje privatnih hidrauličkih struktura. Razgovarali smo o tome što je potrebno za sustav uređaja i povezati ga s potrošačima. S nama ćete saznati sve mogućnosti minijaturnih dobavljača energije prikupljenih od otpadnog materijala.
Neindustrijske hidroelektrane
Hidroelektrane su strukture koje mogu pretvoriti energiju kretanja vode u električnu energiju. Alternativni "zeleni" dobavljači električne energije i dalje se aktivno iskorištavaju samo na Zapadu. Na području naše zemlje ova perspektivna industrija samo čini prve provizorne korake.
Male privatne hidroelektrane mogu biti brane na velikim rijekama, koje proizvode od desetak do nekoliko stotina magavata ili mini-hidroelektrana maksimalnog kapaciteta od 100 kW, koje su sasvim dovoljne za potrebe privatne kuće. Ovdje su najnoviji i saznajte više.
Hidraulična vijčana stanica
Dizajn se sastoji od lanca rotora montiranih na savitljivom čeličnom kabelu, vezanog preko rijeke. Sam kabel igra ulogu okretnog vratila kojemu je jedan kraj pričvršćen na nosivi ležaj, a drugi na osovinu generatora.
Svaki "vijenac" hidrorotor može generirati oko 2 kW energije, međutim, brzina toka vode za to treba biti najmanje 2, 5 metra u sekundi, a dubina rezervoara ne smije prelaziti 1, 5 m.
Princip rada vijenca hidroelektrane je jednostavan: tlak vode vrti hidraulične vijke, a oni okreću kabel i čine generator generira energiju
Girlandske stanice uspješno su se koristile sredinom prošlog stoljeća, no domaći propeleri i čak limenke igrali su ulogu vijaka. Danas proizvođači nude nekoliko vrsta rotora za različite radne uvjete.
Kompletne su s lopaticama različitih veličina, izrađene od lima, i omogućuju maksimalnu učinkovitost iz stanice.
No, iako je u proizvodnji ovog hidrogeneratora vrlo jednostavna, njezino djelovanje uključuje niz posebnih uvjeta koji nisu uvijek izvedivi u stvarnom životu. Takve građevine blokiraju korito rijeke i malo je vjerojatno da će susjedi duž obale, a da ne spominjemo predstavnike službi za zaštitu okoliša, moći koristiti energiju potoka za vaše potrebe.
Osim toga, zimi, instalacija se može koristiti samo na vodenim tijelima koja se ne smrzavaju, au oštroj klimi - konzervirana ili rastavljena. Stoga se vijenacne stanice grade privremeno i uglavnom u napuštenom području (npr. U blizini ljetnih pašnjaka).
Rotacijske stanice s kapacitetom od 1 do 15 kW / sat proizvode mjesečno do 9, 3 MW i omogućuju neovisno rješavanje problema elektrifikacije u područjima udaljenim od centraliziranih autocesta.
Moderni analogni vijenac instalacije - potopne ili u okvir okvir stanice s poprečnim rotora. Za razliku od svog vijenca prethodnika, ove konstrukcije ne blokiraju cijelu rijeku, nego uključuju samo dio kanala, a možete ih instalirati na ponton / splav ili ga potpuno spustiti na dno rezervoara.
Vertikalni rotor Daria
Darier rotor je turbinska naprava, nazvana po svom izumitelju 1931. godine. Sustav se sastoji od nekoliko aerodinamičkih lopatica koje su pričvršćene na radijalne grede i radi zbog pada tlaka na principu "podiznog krila", koji je široko uključen u brodogradnju i zrakoplovstvo.
Iako se takve biljke više koriste za stvaranje vjetroturbina, one mogu raditi s vodom. Ali u ovom slučaju, potrebni su točni izračuni kako bi se uskladila debljina i širina lopatica u skladu s jačinom protoka vode.
Darierov rotor podsjeća na "vjetrenjaču", instaliranu samo pod vodom, i može raditi bez obzira na sezonske fluktuacije brzine strujanja.
Vertikalni rotori se rijetko koriste za stvaranje lokalnih hidroelektrana. Unatoč dobrim pokazateljima izvedbe i prividnoj jednostavnosti dizajna, oprema je prilično komplicirana za rad.
Prije početka rada, sustav se mora „odmotati“, ali samo zamrzavanje spremnika može zaustaviti radnu stanicu. Stoga se Darier rotor koristi uglavnom u industrijskim postrojenjima.
Podvodni propeler "vjetroturbina"
Zapravo, ovo je najjednostavnija zračna turbina, samo je instalirana pod vodom. Dimenzije lopatica, kako bi se osigurala maksimalna brzina vrtnje i minimalni otpor, izračunavaju se ovisno o jačini protoka. Primjerice, ako brzina protoka ne prelazi 2 m / s, širina oštrice mora biti unutar 2-3 cm.
Podvodni propeler je lako obaviti vlastitim rukama, ali je pogodan samo za duboke i brze rijeke - na plitkom ribnjaku, rotirajuće oštrice mogu uzrokovati ozljede ribara, kupača, ptica močvarica i životinja
Takva vjetroturbina ugrađena je "u smjeru" protoka, ali noževi rade ne zbog pritiska vode, već zbog pojave sile podizanja (prema principu krila aviona ili propelera broda).
Vodeni kotač s noževima
Vodeni kotač je jedna od najjednostavnijih verzija hidrauličnog motora, poznata još iz vremena Rimskog Carstva. Učinkovitost njezina rada uvelike ovisi o vrsti izvora na koji je instaliran.
Kotač za izlijevanje može se okretati samo zbog brzine protoka, a točak za punjenje - uz pomoć pritiska i težine vode koja pada na vrh noža
Ovisno o dubini i kanalu vodotoka, možete instalirati različite vrste kotača:
- Šolja (ili niže padine) - pogodna za plitke rijeke s brzim tekućinama.
- Sredneboynye - nalaze se u krevetima s prirodnim kaskadama tako da protok pada približno u sredini rotirajućeg bubnja.
- Bulk (ili uphole) - postavljen ispod brane, cijevi ili na dnu prirodnog praga, tako da voda koja se slijeva nastavlja svoj put kroz vrh kotača.
Ali princip rada za sve opcije je isti: voda ulazi na oštrice i vozi kotač koji uzrokuje rotaciju generatora za mini-elektranu.
Proizvođači hidraulične opreme nude gotove turbine, čije su lopatice posebno prilagođene određenoj brzini protoka vode. No, domaći majstori prave bubnjeve na starinski način - od otpadnog materijala.
Uređenje vlastite hidroelektrane jedna je od najprofitabilnijih i ekološki prihvatljivih načina pružanja ljetnih kuća, farme ili turističke baze energetskim resursima.
Možda nedostatak optimizacije će utjecati na pokazatelje izvedbe, ali trošak domaće opreme će koštati nekoliko puta jeftinije nego kupljeni kolega. Zbog toga je vodeni kotač najpopularnija opcija za organiziranje vlastitih mini hidroelektrana.
Uvjeti za postavljanje hidroelektrane
Unatoč primamljivoj jeftinosti energije koju proizvodi hidrogenerator, važno je uzeti u obzir osobitosti izvora vode, čije resurse namjeravate koristiti za vlastite potrebe.
Uostalom, nije svaki vodotok pogodan za rad mini-hidroelektrane, pogotovo tijekom cijele godine, tako da ne bi bilo štetno imati u rezervi mogućnost spajanja na centralizirani autocestu.
Nekoliko prednosti i mane
Glavne prednosti pojedine hidroelektrane su očigledne: jeftina oprema koja proizvodi jeftinu električnu energiju, pa čak i ne šteti prirodi (za razliku od brana koje blokiraju protok rijeke). Iako je nemoguće imenovati apsolutno siguran sustav, rotirajući elementi turbina mogu uzrokovati ozljede stanovnika podvodnog svijeta, pa čak i ljudi.
Da bi se spriječile nezgode, hidroelektrana treba zaštititi, a ako je sustav potpuno skriven vodom - na obalu postaviti znak upozorenja.
Prednosti mini hidroelektrana:
- Za razliku od drugih "slobodnih" izvora energije (solarni paneli, vjetroturbine), hidraulički sustavi mogu raditi bez obzira na doba dana ili vrijeme. Jedina stvar koja ih može spriječiti - zamrzavanje spremnika.
- Za ugradnju hidrogeneratora nije potrebna velika rijeka - isti se kotači mogu uspješno koristiti čak iu plitkim (ali brzim!) Potocima.
- Postrojenja ne ispuštaju štetne tvari, ne zagađuju vodu i rade gotovo tiho.
- Za ugradnju mini hidroelektrana kapaciteta do 100 kW nije potrebno izdavati dozvole (iako sve ovisi o lokalnim vlastima i vrsti instalacije).
- Višak struje može se prodati susjednim kućama.
Što se tiče nedostataka, nedovoljna snaga strujanja može biti ozbiljna prepreka za produktivni rad opreme. U tom slučaju bit će potrebno podići pomoćne objekte, što je povezano s dodatnim troškovima.
Ako potencijalna energija obližnje rijeke u približnom izračunu nije dovoljna za proizvodnju električne energije u količini dovoljnoj za praktičnu uporabu, obratite pozornost na metode izgradnje vjetroturbina. Vjetrenjača će biti učinkovit dodatak.
Mjerenje protoka vode
Prvo što treba razmisliti o tipu i načinu postavljanja stanice je mjerenje brzine protoka vode na odabranom izvoru.
Najlakši način je ispustiti bilo kakav svjetlosni predmet (poput lopte za tenis, komad pjene ili ribarskog plovka) na brzacima i označiti vrijeme štoperice tijekom koje će putovati do bilo koje referentne točke. Standardna udaljenost za kupanje je 10 metara.
Ako se spremnik nalazi daleko od kuće, možete izgraditi odvodni kanal ili cjevovod, a istovremeno voditi računa o visinskim razlikama.
Sada trebate podijeliti udaljenost u metrima po broju sekundi - to će biti brzina struje. Ali ako je dobivena vrijednost manja od 1 m / s, bit će potrebno izgraditi umjetne strukture kako bi se ubrzao tijek promjena visine.
To se zapravo postiže pomoću sklopive brane ili uske cijevi za odvod. Ali bez dobrog protoka, ideja o hidroelektrani morat će se napustiti.
Izrada hidroelektrane na vodenom kolu
Naravno, to je ideja iz domene fantazije da se skupi "na koljeno" i podigne kolos koji je namijenjen služenju poduzeću ili naselju čak i iz desetak kuća. No, izgradnja mini-hidroelektrane vlastitim rukama za uštedu električne energije je prilično realna. Možete koristiti i gotove komponente i improvizirane materijale.
Stoga, korak po korak smatramo proizvodnju najjednostavnije strukture - vodenog kotača.
Potrebni materijali i alati
Da biste sami napravili mini hidroelektrane, morate pripremiti aparat za zavarivanje, brusilicu, bušilicu i set pomoćnih alata - čekić, odvijač, ravnalo.
Iz materijala koji su vam potrebni:
- Uglovi i lim ne manji od 5 mm.
- PVC ili pocinčane čelične cijevi za proizvodnju noževa.
- Generator (možete koristiti gotovu kupnju ili to učiniti sami, kao u ovom primjeru).
- Kočioni diskovi.
- Vratilo i ležajevi.
- Šperploča.
- Polistirenska smola za izlijevanje rotora i statora.
- Bakrena žica za 15 mm za domaći generator.
- Neodimijski magneti.
Uzmite u obzir da će dizajn kotača neprestano biti u kontaktu s vodom, stoga metalni i drveni elementi moraju biti odabrani sa zaštitom od vlage (ili samostalno brinuti o njihovoj impregnaciji i slikanju). Idealno, šperploča se može zamijeniti plastikom, ali je lakše dobiti drvene dijelove i dati im željeni oblik.
Sklop kotača i izrada mlaznica
Osnova samog kotača mogu biti dva čelična diska istog promjera (ako možete dobiti čelični bubanj od kabela - odličan, ubrzat će proces montaže).
Ali ako nema materijala u ruci, moguće je izrezati krugove od vodootporne šperploče, iako se čvrstoća i trajnost čak i obrađenog drveta ne može usporediti s čelikom. Zatim na jednom od diskova morate izrezati okrugli otvor za ugradnju generatora.
Nakon toga se izrađuju noževi i treba ih najmanje 16 komada. Za to, pocinčane cijevi se režu uzdužno na dva ili četiri dijela (ovisno o promjeru). Tada se mjesta rezanja i površina samih noževa treba brušiti kako bi se smanjili gubici energije trenja.
Noževi su postavljeni na nagibu od oko 40-45 stupnjeva - to će pomoći u povećanju površine, na koju će utjecati sila protoka.
Udaljenost između dva bočna diska treba biti što bliže duljini lopatica. Kako bi se odredila lokacija budućih čvorišta, preporuča se izraditi predložak od šperploče, koji će označiti mjesto za svaki dio i rupe za pričvršćivanje kotača na generator. Završna oznaka može se priključiti na vanjski dio jednog od diskova.
Zatim su kružnice postavljene paralelno jedna s drugom šipkama s čvrstim navojima, a lopatice su zavarene ili pričvršćene vijcima u željenim položajima. Bubanj će se okretati na ležajevima, a okvir od kutova ili cijevi malog promjera koristi se kao oslonac.
U ovoj fazi, sklop bubnja se može smatrati kompletnim, ostaje ga opremiti domaćim generatorom i mlaznicom koja usmjerava protok vode.
Mlaznica je namijenjena za izvore vode kaskadnog tipa - takva instalacija će omogućiti maksimalno korištenje energije protoka. Ovaj pomoćni element se izrađuje savijanjem lima, nakon čega slijedi zavarivanje šavova, a zatim se montira na cijev.
Međutim, ako u vašem području teče ravna rijeka bez brzaka i drugih visinskih prepreka, taj detalj nije potreban.
Važno je da širina izlaza mlaznice odgovara širini samog kotača, inače će dio toka ići "prazan" bez dobivanja na noževima.
Sada se kotač mora montirati na osovinu i montirati na nosač od zavarenih ili vijčanih dijelova. Ostaje napraviti generator (ili instalirati spreman) i možete otići do rijeke.
DIY generator
Da biste napravili samoproizvodni generator, potrebno je napuhati i napuniti stator, za koji će vam biti potrebni svitci sa 125 okretaja bakrene žice. Nakon spajanja cijela konstrukcija je ispunjena poliesterskom smolom.
Svaka faza se sastoji od tri skeena u nizu, tako da se veza može napraviti u obliku zvijezde ili trokuta s nekoliko vanjskih vodova.
Sada morate pripremiti uzorak šperploče koji odgovara veličini kočionog diska.
Označen je drveni prsten i napravljeni su rezovi za ugradnju magneta (u ovom slučaju korišteni su neodimski magneti debljine 1, 3 cm, širine 2, 5 cm i duljine 5 cm). Zatim se dobiveni rotor također izlije smolom, a nakon sušenja se pričvrsti na bubanj kotača.
Vodeni kotač s rotorom kočionog diska i generatorom bakrenih žičanih sitoa - lakirani, prezentabilni i spremni za rad
Posljednje je montirano aluminijsko kućište s ampermetrom koji pokriva ispravljače. Zadatak tih elemenata je pretvaranje trofazne struje u istosmjernu struju.
Nakon ugradnje kotača u potoku male rijeke s kaskadnom ili granskom cijevi, možete računati na performanse mini-hidro u 1.9 * 12V na 110 okretaja u minuti
Kako bi se kotač zadržao od lišća, pijeska i drugih nečistoća koje se unose s protokom, preporučljivo je staviti zaštitnu mrežu ispred uređaja.
Također možete eksperimentirati s razmacima između magneta i zavojnica s povećanim brojem okreta kako biste povećali učinkovitost hidraulične stanice.
Upoznat ćete sve vrste alternativnih izvora energije čitanjem članka posvećenog uvođenju “zelenih tehnologija” u život.
Zaključci i koristan video na temu
Video # 1. Primjer radnog hidrauličkog sustava s vlastitim generatorom na bazi trofaznog motora:
Video # 2. Mini-hidroelektrana, projektirana prema principu vodenog kotača:
Video # 3. Postaja na bazi biciklističkog kotača zanimljivo je rješenje problema opskrbe energijom na odmoru daleko od civilizacije:
Kao što možete vidjeti, za izgradnju vodene mini elektrane vlastitim rukama nije tako teško. No budući da se većina izračuna i parametara za njegove komponente određuje "na oko", trebate biti spremni za moguće kvarove i povezane troškove.
Ako osjećate nedostatak znanja i iskustva u ovom području, trebali biste vjerovati stručnjacima koji će obaviti sve potrebne izračune, savjetovati opremu koja je optimalna za vaš slučaj i napraviti kvalitetnu instalaciju.
Molimo napišite komentare u donji okvir. Podijelite zanimljive informacije i korisne preporuke, ostavite tematske fotografije. Возможно, вы хотите рассказать, как соорудили собственными руками действующую гидроэлектростанцию на загородном участке? Будем рады прочитать ваш рассказ о процессе устройства и эксплуатации.