Постройте собственную микрогидроэлектростанцию. Чтобы разработать и реализовать проект самодельной электростанции, проектировщик-любитель должен сначала проанализировать характеристики объекта, который необходимо запитать (нужно другое здание, недвижимость, турбаза, какой-то дом и т д.). Аналогичным образом рассматривается и возможность получения перепадов уровней с помощью потоков воды или гидравлических устройств.
Если окажется, что микро-ГЭС приходится работать с постоянной нагрузкой и постоянным (в течение суток) энергопотреблением, расход воды регулируется ограничителем расхода. В простейшем случае можно использовать пластину (например, доску), закрепленную между двумя направляющими).
В зависимости от текущей ситуации его можно легко поставить в более низкое или более высокое положение, чем «нормальное». И здесь нет острой необходимости использовать аккумуляторные батареи. При большой разнице в энергопотреблении (особенно если «ножницы» превышают киловатт-часы) аккумуляторная батарея становится весьма желательной.
Расход воды и высота, на которой она попадает в турбину, являются основными факторами мощности, отдаваемой в нагрузку гидроэлектростанцией. Как говорится, их нельзя не заметить в своих расчетах.
расход воды измеряется на определенных участках реки (например, в канале) с помощью секундомера и поплавка. Стандартная длина этого участка составляет примерно 10 м, а поплавковый измерительный блок (фотолампочка, пенопласт и т.п.), установленный на вершине реки, будет двигаться, не натыкаясь ни на какие препятствия. И по значению времени, за которое поплавок пройдет эти 10 метров, мы легко можем вычислить скорость самого потока.
Но каково сечение канала?
Соответствующие измерения проводятся в трех точках. Сечение определяется по усредненным данным. Зная скорость, можно рассчитать сам расход.
Для создания необходимых перепадов уровней воды (транспортных каналов) требуются определенные гидротехнические работы. Хоть и довольно объемный, но соответствующая структура абсолютно необходима (см схему). Потенциальная энергия гидравлического потока рассчитывается по следующей формуле:
Wn = мгх
где,
- Wн – потенциальная энергия;
- m – масса воды, попадающая на турбину в секунду (здесь пригодится определенный ранее расход!);
- g – ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2 h – высота водопада (до выхода из турбины).
Рисунок 1. Планировка и конфигурация микроГЭС:
1 – река с основным расходом 1,2 т/с (опция), 2 – ограничитель расхода (подробнее см в тексте), 3 – транспортный канал с расходом 0,4 т/с, 4 – направляющий лоток на сваях (приобретается в наличии подходящих материалы: например, деревянные бруски соответствующего размера и типа), 5 – технические камеры (из дерева и вагонки), 6 – стояки ЛЭП (с закрепленными фарфоровыми изоляторами), 7 – линии электропередачи (2-проводные воздушные) , 8 – Гидроагрегат в работе (а – нисходящий поток воды, б – турбинный узел, в – клиноременная передача двухступенчатая, г – узел промежуточного вала, е – генератор, е – Стальная опорная плита, г – лиственница или дуб сваи), 9 – дренаж сточных вод.
Фигура 2. Гидротурбина:
1 — коронное кольцо (стальная пластина 5 мм, 2 шт.), 2 — лезвие (5 мм, нержавеющая сталь, 12 шт.), 3 — барабан (1,5 мм, жесть), 4 — спицы (изготовлены из деталей 500 мм) 26 мм стальная гофрированная арматура, 8 шт), 5 — болты М12 (2 шт), 6 — втулка ступицы (из бесшовной стальной трубы 100х20), 7 — вал турбины (Ст 45), 8 — корпус шарикоподшипника (от сельхозтехники, самодельный центрирующее, 2 шт), 9 – опорная пластина (из секции швеллера № 18, 2 шт), 10 – болты М20 с самоконтрящимися гайками (4 шт), 11 – винт с потайной головкой (16 шт), 12 – Сваи (из акации, дуба или лиственницы, 2150 мм, 4 шт.).
Рисунок 3. Деталь кинематики и основные узлы одного из вариантов самодельной ГЭС
(крыльчатка турбины не показана):
1 – Вал гидротурбины (Сталь 45), 2 – Ступица шкива маховика (Ст 5), 3 – Болты М12, 4 – Шкив маховика привода первой ступени клиноременной передачи (Сталь 20), 5 – Болты М10 (4 шт), гайки самоконтрящиеся 6-М10 (4 шт), ремень клиновой 7-кордный плетеный (2 шт), 8-шкив промежуточного вала (сталь 20), 9-клиновая шпонка, 10-вал промежуточный (сталь 45), 11 — Стальная пластина, 12 — Корпус подшипника с крышкой (ст. 3), 13 — Шарикоподшипник 180206 (2 шт.), 14 — Болты М8 (8 шт.), 15 — Шайбы (8 шт.), 16 — Гайки М8 (8 шт), 17 — Генератор постоянного тока (800Вт, 24В, 700 об/мин), 18 — Большие винты с шайбами (6 шт), 19 — Шкив генератора (Сталь 20).
идеальная выходная мощность турбины собственного производства составляет около 10 кВт. При работе в реальной микро-ГЭС, вариант которой показан на рисунке, такая турбина может обеспечить нагрузку мощностью 800 Вт (с учетом неизбежных здесь потерь). Исходя из этого, мы выбрали генератор. Параметры такие: 800 Вт, 24 В, 700 об/мин.
Очевидно, в сети 24 В, если учесть, что электроэнергия в вечернее и ночное время в основном используется для освещения (расходуется всего в течение 3-4 часов), а днем - для питания 1-2 холодильников имеет смысл хранить его в подключенном аккумуляторе для зарядки и работы, но аккумулятор должен находиться как можно ближе к распределительному щитку. Ведь потери здесь возрастают пропорционально длине линии и площади сечения электрического кабеля.
к счастью, в нашей 150-метровой линии используются кабели с алюминиевой жилой общим сечением 25 мм2, что не превышает «стандарт.
Чтобы не потерять ни ватта энергии воды на микро-ГЭС, рассчитывают на то, что турбины оснащены лопастями, закрепленными под углом, позволяющим максимально использовать динамику нисходящего потока, на которую я рассчитываю ты. Лопасти, идущие друг за другом, не могут быть замедлены «усталой» использованной водой. И здесь трение сведено к минимуму. Ведь внутренние поверхности лопаток турбины (профилей) и образуемого ими барабана (своего рода «чаши») тщательно шлифуются. Также значительно сокращаются потери клиноременной передачи и оптимизируется скорость вращения генератора. На всех валах используются шарикоподшипники. Ремень не проскальзывает (отрегулируйте натяжение в месте крепления опоры).
далее мы обсудим другие детали предлагаемой конструкции. Турбина массой 300 кг (см схему) состоит из двух кольцевых венцов (листовая сталь), 12 лопаток (нержавеющая сталь), жестяного барабана, восьми спиц (диаметром 26 мм), изготовленных из стальной арматуры, и ступицы. Ступица крепится к рабочему валу с помощью двух болтовых соединений М12. Вал вращается на двух самоцентрирующихся (и всегда герметичных для защиты от воды) шарикоподшипниках.
все это держится на двух опорах, выдерживающих нагрузку до 1 тонны. Последний крепится к четырем кольям диаметром 200-250 мм (из акации), которые вбиваются в землю на 1,5 метра. На валу турбины размещен маховик (диаметр 700 мм, вес около 80 кг), он же служит приводным шкивом двухступенчатой клиноременной передачи. Скорость вращения составляет 80 об/мин (на холостом ходу) и 60 об/мин (при нагрузке).
для получения необходимых 700 об/мин для генератора были введены промежуточные валы со шкивами (приводной (D=150 мм) и приводной (D=350 мм)). От последнего крутящий момент передается на вал генератора постоянного тока. Шкив здесь можно рассматривать как ходовой шкив (Z=130). Поэтому лучше быть готовым к микроГЭС. Например, выбрать подходящую среди устаревшей сельскохозяйственной техники. Собственно, как и все раньше. Но вы также можете сделать это самостоятельно. Этот метод знаком многим любителям DIY, так как он неоднократно подробно описывался в журналах.
Я думаю, что остальная часть рассматриваемого дизайна понятна из самой иллюстрации.
Также было отмечено, что разработка данной микрогидроэлектростанции (24В, 800Вт) успешно реализована в лесничестве Кошаба для питания палаток туристической лесной базы в долине Шаса (600 метров над уровнем моря) уровень моря).
МК 01 1996 г
- Хотите связаться со мной?
