Хидроелектрана уради сам: како изградити аутономну мини хидроелектрану

Услови за постављање хидроелектране

Упркос примамљивој јефтиности енергије коју генерише хидроелектрични генератор, важно је узети у обзир карактеристике извора воде, чије ресурсе планирате да користите за сопствене потребе. Заиста, није сваки водоток погодан за рад мини-хидроелектране, посебно током целе године, тако да не шкоди имати у резерви могућност повезивања на централизовану мрежу.

На крају крајева, није сваки водоток погодан за рад мини хидроелектране, посебно током целе године, тако да не шкоди могућност повезивања на централизовану магистралу у резерви.

Неколико предности и недостатака

Главне предности појединачне хидроелектране су очигледне: јефтина опрема која производи јефтину електричну енергију, а чак и не штети природи (за разлику од брана које блокирају ток реке). Иако се систем не може назвати апсолутно сигурним, ротирајући елементи турбина и даље могу повредити становнике подводног света, па чак и људе.

Да би се спречиле хаварије, хидроелектрана мора бити ограђена, а ако је систем потпуно сакривен водом, на обали треба поставити знак упозорења.

Предности мини хидроелектране:

1. За разлику од других „бесплатних“ извора енергије (соларни панели, ветротурбине), хидросистеми могу да раде без обзира на доба дана и временске прилике. Једино што их може зауставити је замрзавање резервоара.
2. Да бисте инсталирали хидрогенератор, није неопходно имати велику реку - исти водени точкови се могу успешно користити чак иу малим (али брзим!) Токовима.
3. Инсталације не емитују штетне материје, не загађују воду и раде готово нечујно.
4. За уградњу мини хидроелектрана снаге до 100 кВ нису потребне никакве дозволе (иако све зависи од локалних власти и врсте инсталације).
5. Вишак струје може да се прода суседним кућама.

Што се тиче недостатака, недовољна снага струје може постати озбиљна препрека продуктивном раду опреме. У овом случају биће потребно изградити помоћне структуре, што је повезано са додатним трошковима.

Ако потенцијална енергија оближње реке, уз приближни прорачун, није довољна да произведе електричну енергију у количини довољној за практичну употребу, вреди обратити пажњу на методе конструисања ветротурбина.Ветрењача ће послужити као ефикасан додатак

Мерење јачине протока воде

Прво што треба да урадите да бисте размислили о врсти и начину постављања станице је мерење брзине протока воде на изабраном извору.

Најлакши начин је да било који лагани предмет (на пример, тениску лоптицу, комад пенасте пластике или пловак за пецање) спустите на брзаке и забележите време које му је потребно да штоперицом преплива растојање до неког оријентира. Стандардна удаљеност пливања је 10 метара.

Ако је резервоар далеко од куће, можете изградити канал за скретање или цевовод, а истовремено водити рачуна о висинским разликама

Сада треба да поделите пређену удаљеност у метрима са бројем секунди - ово ће бити брзина струје. Али ако је добијена вредност мања од 1 м / с, биће потребно подићи вештачке конструкције како би се ток убрзао висинским разликама.

Ово се може урадити уз помоћ склопиве бране или уске одводне цеви. Али без добре струје, идеја о хидроелектрани ће морати да буде напуштена.

Мини хидроелектрана уради сам

Пројектовање хидроелектране је прилично компликовано, тако да ће бити могуће самостално изградити само малу станицу, која ће уштедети на струји или обезбедити енергију скромном домаћинству. Испод су два примера имплементације домаће хидроелектране.

Како направити мини хидроелектрану од бицикла

Ова верзија хидроелектране идеална је за бициклистичке излете. Компактан је и лаган, али ће моћи да обезбеди енергију за мали камп постављен на обалама потока или реке. Добијена струја је довољна за вечерње осветљење и пуњење мобилних уређаја.

Да бисте инсталирали станицу, требаће вам:

• Предњи точак бицикла.
• Генератор за бицикле који се користи за напајање бициклистичких светала.
• Домаће оштрице. Претходно су исечени од алуминијумског лима. Ширина лопатица треба да буде од два до четири центиметра, а дужина од главчине точка до његовог обода. Може бити било који број сечива, потребно их је поставити на истој удаљености један од другог.

Да бисте покренули такву станицу, довољно је потопити точак у воду. Дубина урањања се одређује експериментално, од око трећине до половине точка.

Како изградити мини хидроелектрану на бази воденог точка

Да би се изградила снажнија станица за трајну употребу, биће потребни трајнији материјали. Најприкладнији су метални и пластични елементи, који се лакше штите од утицаја воденог окружења. Али дрвени делови су такође погодни ако су импрегнирани посебним раствором и обојени водоотпорном бојом.

Станица захтева следеће ствари:

• Челични бубањ од кабла (2,2 метра у пречнику). Од њега се прави ротор-точак. Да би се то урадило, бубањ се исече на комаде и поново завари на удаљености од 30 центиметара. Оштрице (18 комада) су направљене од остатака бубња. Заварени су на радијус под углом од 45 степени. За подупирање целе структуре, оквир је направљен од углова или цеви. Точак се окреће на лежајевима.
• На точку је уграђен редуктор ланца (преносни однос треба да буде четири). Да би се олакшало спајање погонске и генераторске осовине, као и да би се смањиле вибрације, ротација се преноси преко кардана из старог аутомобила.
• Генератор је погодан за асинхрони мотор. Треба му додати још један редуктор зупчаника са фактором од око 40.Затим за трофазни генератор са 3000 обртаја у секунди са укупним фактором редукције од 160, број обртаја ће се смањити на 20 обртаја у минути.
• Ставите сву електричну опрему у водоотпорну посуду.

Описани изворни материјал је лако пронаћи на депонији или код пријатеља. За сечење челичног бубња са брусилицом и за заваривање, можете платити специјалисте (или све учинити сами). Као резултат тога, хидроелектрана капацитета до 5 кВ коштаће мали износ.

Добивање струје из воде није тако тешко. Теже је изградити аутономни систем напајања на бази домаће хидроелектране, одржавати станицу у радном стању и осигурати безбедност људи и животиња око ње.

Области и предности примене

Алтернатива коришћењу уљних станица је употреба јединица компресорског типа. Међутим, ако упоредимо инсталације ових типова, онда хидрауличне електране за хидрауличне погоне имају низ предности.

1. Због компактнијих димензија такве опреме, на њен транспорт, монтажу и рад треба потрошити много мање новца.
2. Током рада хидрауличних уљних станица троши се много мање енергије, што такође доводи до смањења финансијских трошкова.
3. Уљне станице, у поређењу са компресорском опремом, имају већу продуктивност и ефикасност коришћења.
4. Широка свестраност која разликује такву опрему омогућава вам да је повежете са уређајима различитих типова и капацитета.
5. У поређењу са компресорском опремом, нафтне станице емитују знатно мање буке током рада.
6. Због једноставности коришћења и одржавања није потребно привући посебно обучено висококвалификовано особље за рад са таквом опремом.

Пумпна станица као део хидрауличног савијача цеви

Наравно, хидрауличне електране се користе за опремање опреме на којој је уграђен хидраулички погон. У ствари, уз помоћ таквих уређаја могуће је покренути механизам за скоро сваку намену. Због тога се уљне станице хидрауличног типа успешно користе у многим областима. Техничке могућности и свестраност таквих уређаја омогућавају им да се користе за:

• хидраулични алати статичког типа;
• електроинсталацијска опрема;
• хидраулички алати динамичког типа;
• железничка и грађевинска опрема;
• пумпе за стајњак и пумпе;
• опрема за бушење;
• машине за бризгање;
• опрема за штампу;
• уређаји уз помоћ којих подижу и померају кабасте и тешке терете;
• опремање испитних столова;
• технолошке опреме за различите намене.

Уљна станица за струг

Користећи уљне станице хидрауличног типа, пумпају и пречишћавају уље, као и подмазују и хладе радне елементе опреме за различите намене. Прилично активно, нафтне станице се користе у случајевима када је потребно тестирати системе цевовода, хидрауличну опрему, хидрауличне цилиндре и разну опрему.

Ако говоримо о областима активности у којима се најактивније користе станице за хидрауличко уље, то би требало да укључује:

• машинство;
• металургија;
• енергија;
• конструкција;
• Пољопривреда;
• транспортни сектор.

Тражите праву воду

Недавно сам видео кратак видео који показује како су у једном обичном индијанском селу студенти једног од западних колеџа одлучили да направе мини хидроелектрану. У тој дивљини нема струје, млади беже у градове, али шта ће бити ако становницима дате светлост? У селу нема реке као такве, али постоји резервоар. Нешто изнад нивоа села налази се природна здела са огромном количином воде. Шта су ученици смислили?

Они су својим паметним главама схватили да, пошто овде нема тока из Природе, може се стварати! Рукама најамних радника монтирана је покривена дуга цев пречника метар, а један њен крај је затворен за резервоар, а други - испод, улази у малу и спору реку. Због висинске разлике, вода из резервоара јурила је низ цев, све више убрзавајући, а на излазу се већ створио прилично снажан млаз, који се наслањао на лопатице мини хидроелектране. Цев, у којој је била затворена вода из резервоара, спушта се низ падину тако сликовито да се чини као да огромни питон полако пузи од врха до дна и својом величином изазива језу мештана. Желим да га додирнем рукама, осетим, осетим његову моћ.

Ако се нешто слично ствара у индијанском селу, зашто онда не покушати да се уради и у руском? Ако у близини нема брзе реке, али постоји резервоар, онда је могућа и изградња мини хидроелектране. Треба само да погледате терен, али једно је јасно: акумулација – нека буде природна или вештачка – треба да се налази више од места где ће бити постављена хидроелектрана.Ако је висинска разлика значајна - још боље! Проток воде ће тећи јаче одозго према доле, што значи да ће се могућа снага примљене струје повећати.

За организовање вештачког тока воде није неопходно купити скупе цеви. Својим рукама можете направити неку врсту олука и пустити да се вода из резервоара убрза дуж њега. За почетак, боље је узети било која импровизована средства уопште, старе цеви, иако за сада малог пречника, и направити пробну верзију одводње воде из резервоара, који се налази изнад. Тако ће бити могуће измерити проток (већ сам писао како се то ради раније). Ако у близини тече брза река, онда нема потребе да се граде ни бране ни олуци, нити вештачки ствара ток воде. На оваква места без проблема се могу уградити мини ХЕ у виду жице, пропелера, Дардиеу ротора или воденог точка.

Биће важно заштитити зграду. Како? Испред мини хидроелектране треба поставити заштитни екран од мреже, или дифузор, тако да реком плутају комадићи дрвећа, па чак и цела трупца, као и жива и мртва риба, све врсте ђубре, не падају на лопатице турбине, већ лебде поред

Хидроелектрана Гарланд

Ова врста мини-хидроелектране је кабл који је развучен преко канала и причвршћен у потисном лежају. Турбине мале величине и тежине (хидраулични ротори) су окачене и чврсто причвршћене на њу у облику венца. Састоје се од два полуцилиндра. Због поравнања оса, када се спуштају у воду, у њима се ствара обртни момент. То доводи до чињенице да се кабл савија, растеже и почиње да се окреће. У овој ситуацији, кабл се може упоредити са осовином која служи за пренос снаге.Један крај ужета је повезан са мењачем. Снага се на њега преноси од ротације кабла и хидрауличних бакљи.

Присуство неколико "венаца" ће помоћи да се повећа снага станице. Могу се повезати једни са другима. Чак ни ово не повећава много ефикасност ове ХЕ. Ово је један од недостатака такве структуре.

Још један недостатак ове врсте је опасност коју ствара за друге. Оваква станица се може користити само на пустим местима. Знакови упозорења су обавезни.

Компоненте мини хидроелектране

• Хидротурбина са лопатицама спојеним осовином са генератором
• Генератор. Дизајниран за генерисање наизменичне струје. Причвршћен за осовину турбине. Параметри генерисане струје могу бити релативно нестабилни, али се ништа слично не дешава током производње ветра;
• Управљачка јединица хидротурбине обезбеђује покретање и гашење хидрауличке јединице, аутоматску синхронизацију генератора када је прикључен на електроенергетски систем, контролу режима рада хидрауличке јединице и заустављање у нужди.
• Јединица за баластно оптерећење, дизајнирана да распрши тренутно неискоришћену снагу од стране потрошача, омогућава да се избегне квар генератора енергије и система за надзор и контролу.
• Контролер пуњења / стабилизатор: Дизајниран да контролише пуњење батерија, контролише ротацију лопатица и конверзију напона.
• Батерија: капацитет складиштења, чија величина одређује трајање аутономног рада објекта који се њиме напаја.
• Инвертер, инвертерски системи се користе у многим хидрогенерационим системима. У присуству батерије и контролера пуњења, хидраулички системи се не разликују много од других система који користе обновљиве изворе енергије.

Мини ПСП

Средином прошлог века, британски проналазач Алвин Смит предложио је оригинални дизајн таласне мале пумпне електране. Инсталација се заснива на два пловка која се могу померати један у односу на други. Горњу њишу таласи, доњу је помоћу ланца и сидра спојено са морским дном. Обезбеђено је аутоматско подешавање висине положаја горњег пловка у зависности од нивоа мора, који се због плиме и осеке стално мења, помоћу телескопске цеви која се шири и савија под дејством Архимедових сила и гравитације. Између пловака је „пумпна станица“ (цилиндар са клипом двоструког дејства који пумпа воду док се креће горе-доле). Снабдева водом земљу, планине. У планинама уређују базен у коме се акумулира вода и у вршним сатима се пушта назад у море, успут ротирајући водену турбину.

Постројење је способно да подиже морску воду на висину до 200 м и производи снагу од 0,25 МВ.

* * *

Природни услови у Русији су веома повољни за развој мале хидроелектране, а са садашњим нивоом доступности информација и свих врста материјала, занатлије могу направити мини хидроелектране чак и својим рукама, ако постоји одговарајућа река или стреам. Због тога мале хидроелектране, као алтернативни извори енергије, имају све шансе да се поново рашире у нашој земљи.

Типични дијаграм хидроелектране

1. Танк
2. Пумпа
3. филтер под притиском
4. Усисни филтер
5. Одводни филтер
6. Сигурносни вентил
7. хидраулични вентил

Танк

Хидраулични резервоар служи за складиштење радног флуида који циркулише у хидрауличном систему, ослобађање ваздуха из њега и делимично његово хлађење. Приликом пројектовања резервоара морају се обезбедити нормални услови за усисавање и одзрачивање радног флуида. Димензије и облик резервоара су уско повезани са температурним режимом у хидрауличном погону, будући да се део топлотне енергије ослобођене током рада хидрауличког система преноси у околину кроз зидове резервоара. Током процеса производње, сви резервоари подлежу обавезном тесту на цурење и накнадном фарбању коришћењем посебних технологија и материјала који су отпорни на врело уље. Постоји визуелни индикатор нивоа за контролу нивоа течности у хидрауличном резервоару. Течност се одводи кроз одводну рупу или славину која се налази на дну хидрауличног резервоара. Развили смо хидрауличне резервоаре различитих дизајна и величина које можете пронаћи у одговарајућем делу каталога.

Пумпа

Хидрауличне пумпе су енергетски елементи хидрауличког погона који претварају механичку енергију ротације погонског вратила у хидрауличну енергију тока радног флуида, која се цевоводима доводи до хидрауличких мотора. Најчешћи тип пумпне јединице за пумпање хидрауличног флуида у систем је направљен на бази зупчасте пумпе. Опсег радног притиска од 2 до 310 бара, перформансе од 0,5 до 100 л/мин (стандардни опсег пумпи) и изнад 100 л/мин. до 5000 л/мин. (испоручује се на захтев). Таква решења се широко користе у мобилној и индустријској технологији. Следећи тип пумпних јединица је са лопатним пумпама.Овај тип пумпе обезбеђује равномернији проток у поређењу са зупчастим пумпама и већу продуктивност. Опсег радног притиска је нешто нижи и ретко прелази 160 бара (увезена индустрија производи пумпе за 210 и више бара). Крилатне пумпе се могу производити као једнопроточне и двопроточне, фиксног и подесивог капацитета, као и пролазне за уградњу додатне пумпе, на пример, зупчасте. Овај тип пумпе је уобичајен у производњи алатних машина и хидрауличним погонима за широк спектар примена. Пумпни агрегати са аксијалним клипним пумпама одликују се својом компактношћу и резултирајућом минималном тежином. Због употребе радних тела малих радијалних димензија и, последично, релативно малог момента инерције, код оваквих машина се остварује могућност брзе регулације брзине. Поред тога, предности аксијалних клипних пумпи укључују могућност рада под високим притиском (до 400 бара) и високе вредности ефикасности (до 95%). Међу недостацима машина овог типа, треба напоменути солидну цену, сложеност дизајна, као и значајну пулсацију напајања. Аксијалне клипне пумпе се највише користе у хидрауличним погонима машина које раде у средњим и тешким режимима спољашњих оптерећења са високом фреквенцијом укључивања. Могућа је производња агрегата са 2-3 линијске пумпе које покреће један електромотор, што омогућава смањење димензија система и коришћење различитих комбинација перформанси и притиска у решавању широког спектра проблема.

Предности и мане микрохидроенергетике

Предности мини хидроелектране за кућу укључују:

• Безбедност животне средине (са резервисањем за рибу рибу) опреме и одсуство потребе за поплавом великих површина са огромном материјалном штетом;
• Еколошка чистоћа примљене енергије. Нема утицаја на својства и квалитет воде. Акумулације се могу користити и за риболовне активности и као извори водоснабдијевања становништва;
• Ниска цена произведене електричне енергије, која је неколико пута јефтинија од оне произведене у термоелектранама;
• Једноставност и поузданост опреме која се користи, као и могућност њеног рада у самосталном режиму (у склопу и ван мреже за напајање). Електрична струја коју они генеришу испуњава захтеве ГОСТ-а у погледу фреквенције и напона;
• Пуни радни век станице је најмање 40 година (најмање 5 година пре ремонта);
• неисцрпност ресурса који се користе за производњу енергије.

Главни недостатак микро-хидро је релативна опасност за становнике водене фауне, јер. ротирајуће лопатице турбине, посебно у струјама великих брзина, могу представљати претњу за рибу или младе. Условним недостатком може се сматрати и ограничена употреба технологије.

О типовима мини хидроелектрана

Мала хидроелектрана се данас развија и ово је одлично решење за уштеду енергетских ресурса. Генератор за мини хидроелектрану се може купити у продавници, или га можете сами направити.

Укупно, постоји неколико опција за производњу мХЕ:

1. Воденично коло. То је велики бубањ са оштрицама постављеним између округлих површина. Инсталиран окомито на ток воде. Потопљен у воду око половине ширине сечива.Дизајн турбинских точкова је доступан са лопатицама дизајнираним за дати проток воде, али ови дизајни су сложени и најбоље их је купити у продавници.
2. Ротор Дариа. Мини-хидроелектрана ове врсте је опремљена механизмом који има осовину ротације која се налази вертикално. Користи се за претварање електричне енергије. Због протока течности између конструктивних елемената, ствара се притисак. Ефекат њеног рада подсећа на хидроглисере способне за пловидбу. Овај принцип се примењује у пројектовању ветротурбина.
3. Хидроелектрана Гарланд. На каблу, који се налази окомито на реку, постављене су светлосне турбине, које по изгледу подсећају на гирланде. Кабл обавља функцију осовине, а кретање ротације се преноси на генератор. Проток који ствара вода покреће роторе, а ротори помажу у окретању кабла.
4. Пропелер. Ротор се налази вертикално, као у дизајну електрана које покреће ветар, и игра улогу пропелера. За разлику од ваздушног уређаја, лопатице овог уређаја имају малу ширину, а њихова величина може бити и до 2 цм.То ће обезбедити велику брзину ротације и минималан отпор. Са великим протоком воде велике брзине, могу се користити и друге величине. Кретање елисе обезбеђује сила пораста воде, а не њен притисак. Може се упоредити са крилом авиона. Кретање лопатица, у односу на ток, је окомито, а не дуж тока воде.

Преносна хидроелектрана је погодна за употребу, њихов дизајн је једноставан.

Предности мини хидроелектране

Мале хидроелектране имају низ предности:

• мини хидро турбина ради тихо, без буке;
• нема емисије штетних материја у атмосферу током рада;
• ни на који начин не утиче на карактеристике квалитета воде;
• не зависи од спољашњих услова;
• мале хидроелектране производе енергију током дана непрекидно;
• чак и мали поток може се користити за осигурање рада;
• ако постоји вишак енергије, може се продати и добити приход;
• за обезбеђивање производње енергије у хидроелектранама није потребно издавање дозволе.

Данас мале хидроелектране у Русији уживају невиђену популарност. Лако их је направити сами, или их можете купити у продавници. Мала хидроелектрана је профитабилан посао.

Недостаци

Уз предности, мале хидроелектране имају и неке недостатке:

1. Венац мале хидроелектране носи опасност за друге: покретни делови су сакривени у води, кабл је дугачак.
2. Ниска ефикасност.
3. Ротор Дариа. Овај генератор воде је тешко произвести.

Мале ХЕ се препоручује да се инсталирају након вагања свих позитивних и негативних страна

Важно је направити прави избор: какав дизајн направити како би се осигурао ефекат рада

Мини хидроелектрана за приватну кућу

Повећање тарифа за електричну енергију и недостатак довољног капацитета постављају релевантна питања о коришћењу бесплатне обновљиве енергије у домаћинствима. У поређењу са другим обновљивим изворима енергије, интересантне су мини хидроелектране, јер са једнаком снагом са ветрењачом и соларном батеријом могу да произведу много више енергије у једнаком временском периоду. Природно ограничење њихове употребе је недостатак реке

Ако у близини ваше куће протиче река, поток или постоје висинске разлике на језерским преливима, онда имате све услове за постављање мини хидроелектране. Новац потрошен на његову куповину брзо ће се исплатити - биће вам обезбеђена јефтина струја у било које доба године, без обзира на временске услове и друге спољне факторе.

Главни индикатор који указује на ефикасност коришћења мХЕ је брзина протока резервоара. Ако је брзина мања од 1 м/с, онда је потребно предузети додатне мере за њено убрзање, на пример, направити обилазни канал променљивог попречног пресека или организовати вештачку висинску разлику.

Даље, одређују се снага коју захтева фарма и геометријске карактеристике канала. Сви ови показатељи се узимају у обзир при избору типа и дизајна инсталиране микро-хидроелектране.