Hidroelektrana bez brane vlastitim rukama. Hidroelektrane bez brane (HE) uradi sam. Mjerenje jačine protoka vode

Za početak, odlučimo se o principu rada i vrstama malih hidroelektrana. Struja rijeke ili padajući tok vode rotira lopatice turbine i hidraulički cjevovod, koji je povezan s električnim generatorom - posljednjim i proizvodi električnu energiju. Moderne kompaktne hidroelektrane imaju automatsko upravljanje sa mogućnošću trenutnog prelaska na ručni način rada u slučaju nužde. Projekti modernih hidroelektrana omogućavaju minimiziranje proizvodnje građevinskih radova prilikom ugradnje opreme.

Vrste mini hidroelektrana

Mini elektrane uključuju generatore snage od 1 do 3000 kW. U principu, TPP se sastoji od:

1. turbine (zahvat vode);
2. proizvodna jedinica;
3. kontrolni sistemi.

Prema vrsti vodnih resursa koji se koriste za proizvodnju, mini hidroelektrane su:

• Kanal. Takve stanice su izgrađene na malim ravnim rijekama sa akumulacijama.
• Planina. Stacionarne stanice koje koriste energiju brze planinske struje.
• Industrial. Stanice koje koriste razlike protoka vode u industrijskim preduzećima.
• Mobilni. Stanice koje koriste ojačane rukave za protok vode.

Tipovi brana stanica su veoma moćni, ali je izgradnja brane skupa i u ovom slučaju se ne može bez dozvola. Komunicirati sa zvaničnicima u našoj zemlji ne znači samo sebi zagorčati život, već dovesti u pitanje realizaciju najboljih namjera, pa ćemo odmah odustati od ovog poduhvata.

Kako radi mini hidroelektrana

Šematski dijagram rada hidroelektrane može se odabrati između nekoliko opcija:

• Hidroelektrana Garland. Od jedne obale rijeke do druge, pod vodom je položen kabel na kojem su nanizani rotori. Struja rotira rotore i, shodno tome, sam kabel. Jedan kraj kabla je u ležaju, drugi je spojen na generator.
• Propeler. Podvodna struktura nalik vjetroturbini sa uskim lopaticama i vertikalnim rotorom. Oštrica širine samo 20 mm pri velikoj brzini rotacije pružit će minimalan otpor. Oštrica ove širine se bira pri brzini protoka od 0,8-2,0 m u sekundi.
• Vodeni kotač. Točak s lopaticama djelomično uronjen u potok i pod pravim uglom u odnosu na površinu vode. Mlaz vode pritiska na lopatice, rotirajući točak.
• Rotor Daria. Vertikalni rotor sa složenim površinama lopatica. Tekućina koja teče oko lopatica stvara različite pritiske zbog kojih dolazi do rotacije.

Na fotografiji je prikazana mini hidroelektrana na bazi vodenog točka

Kako procijeniti potencijalni kapacitet mini hidroelektrane

Prije izgradnje mini hidroelektrane, morate vlastitim rukama odrediti snagu na koju možete računati. Postoji referentni odnos između protoka vode i snage koja se može ukloniti iz osovine u kW s propelerom propelera od 1 m.

Brzina protoka se određuje mjerenjem vremena potrebnog čipu da prijeđe određenu udaljenost kada se baci u vodu. Nakon jednostavnih proračuna, dobijamo brzinu protoka u metrima u sekundi. Ako je u ovom slučaju brzina manja od 1 m / s, tada će izgradnja hidroelektrane biti ekonomski neisplativa.

Pri brzini protoka od 2,5 m/s, snaga će biti 0,86 kW, pri 3 m/s - 1,24 kW, pri 4 m/s - 2,2 kW. Odnos je opisan relacijom: snaga hidroelektrane je proporcionalna kubiku protoka vode. Ako je brzina protoka na mjestu predložene konstrukcije niska, možete ga pokušati povećati uređajem za razliku u visinama protoka ili ugradnjom odvodne cijevi promjenjivog promjera na izlazu iz rezervoara. Što je manji promjer izlazne cijevi, to će biti veći protok.

Kako napraviti mini hidroelektranu kod kuće

Princip rada male domaće hidroelektrane može se razumjeti na primjeru bicikla sa farom i dinamom (generatorom).

1. Od krovnog željeza izrađujemo tri oštrice dužine jednake polumjeru kotača bicikla (udaljenost od središnje glavčine do ruba kotača) i širine 3-4 cm.
2. Ugrađujemo oštrice između žbica točka, savijajući rub oštrice oko žbica za pričvršćivanje. Oštrice bi trebale biti ravnomjerno poravnate, održavajući iste uglove između njih.
3. Točak sa lopaticama uranjamo u brzu rijeku na dubinu od jedne trećine do polovine prečnika točka. Proizvedena električna energija bit će dovoljna, na primjer, da osvijetli šator.

Crtež jedne od opcija za izgradnju mini hidroelektrane

Primjer je mala hidroelektrana za farmu kapaciteta 3-5 kW od otpadnog materijala:

1. Rotor se može napraviti od starog metalnog bubnja za kablove prečnika 2,2 m. Koristeći brusilicu i zavarivanje pod uglom od 45 stepeni u odnosu na radijus, potrebno je zavariti 18 oštrica. Rotor se okreće na ležajevima. Nosač - metalna cijev ili ugao.
2. Na rotoru morate ugraditi lanac reduktora s omjerom prijenosa (prijenosni omjer) 4. Nadalje, rotacija će se prenositi preko pogonskog vratila VAZ 2101.
3. Trebat će vam pojačivač (faktor - 40) i trofazni generator. Brzina rotacije generatora je oko 3000 o/min. Ukupni omjer redukcije dva mjenjača je 40 x 4 = 160. Generator treba pokriti poklopcem kako bi se zaštitio od vlage i sigurnosti. Dizajnirana rotacija vodenog točka trebala bi biti oko 20 okretaja u minuti.
4. Asinhroni motor se može prilagoditi za generator, a upravljačka jedinica se može preuzeti sa bilo koje male mašine. Trebat će vam kabel VVG NG 2x4 dužine od rotora do gospodarskih objekata.

zaključci

Ukupni troškovi proizvodnje bit će oko 10-15 hiljada rubalja. Glavna stavka troškova je plata zavarivača i radnika koji pomaže u izradi i montaži konstrukcije.

Glavne prednosti takve opreme su niska cijena električne energije, ekološka sigurnost, neiscrpni izvor energije i jednostavnost dizajna.

Od svih alternativnih izvora energije, hidroelektrane su najpopularnije. Ova činjenica se može jednostavno objasniti – uz isto ulaganje, povrat je mnogo veći. Jedini nedostatak je što je za stabilan rad potrebna rijeka ili potok.

Klasifikacija mini hidroelektrana

Ovisno o principu rada, postoje četiri glavne vrste hidroelektrana:

• Vjenac hidroelektrane, dodatne hidraulične konstrukcije se koriste za poboljšanje protoka vode;
• klasični vodeni kotač, najjednostavnija opcija, za samostalnu hidroelektranu;
• propeler, pogodan ako je korito rijeke više od 10 m široko;
• rotor Daoye se koristi za proizvodnju industrijskih mikro hidroelektrana.

Zajedničko svim ovim tipovima hidroelektrana je to što za rad ne moraju graditi branu. Ova konstrukcija je visokoprecizan i skup inženjerski objekat, čija izgradnja košta nekoliko puta više od same hidroelektrane.

Drugi kriterij po kojem bi se male hidroelektrane trebale podijeliti je mogućnost njihove upotrebe u kućne i industrijske svrhe. Stvar je u tome da jedna te ista hidroelektrana može imati više opcija za dovod i odvod vode. Ovo omogućava stvaranje elektrana koje mogu raditi u zatvorenom sistemu cjevovoda. Oni su relevantni za fabrike i preduzeća čiji je proizvodni proces povezan sa velikom potrošnjom vode. Osim toga, kapacitet instalacije mora odgovarati potrebama za električnom energijom.

Instalacije u domaćinstvu su mnogo jednostavnije i jeftinije. Ali njihova ugradnja je moguća samo ako postoji stalan izvor vode. U ovom slučaju ne govorimo o komunalnom vodovodu.

Prednosti mini hidroelektrana

• radi gotovo nečujno i ne zagađuje atmosferu;
• ni na koji način ne utiče na kvalitet vode, po želji se na drenažni sistem ugrađuju filteri, što vodu čini pogodnom za piće;
• rad stanice ne zavisi od vremenskih uslova, struja se proizvodi 24 sata dnevno;
• čak i mali potok dovoljan je za rad hidroelektrane;
• postoji mogućnost prodaje viška električne energije susjedima;
• nema potrebe za prikupljanjem potvrda i dozvola.

Poređenje domaćih i fabričkih mini hidroelektrana

Za kućnu upotrebu ne treba vam više od 20 kW dnevno. To nije toliko, pa se dovodi u pitanje izvodljivost kupovine hidroelektrane proizvedene industrijskom metodom. Čini se da nema poteškoća u izradi hidroelektrične jedinice tipa kotača ili propelera. Ali u praksi se javlja niz problema.

Prvo, teško je napraviti potrebne proračune, drugo, debljina i veličina dijelova biraju se isključivo iskustvom, i treće, domaće hidroelektrane se proizvode bez zaštitnih elemenata, što dovodi do trajnih kvarova i kao rezultat, dodatni otpad.

Ako nema iskustva u hidroenergetici, bolje je odustati od ideje o samostalnoj instalaciji. Mnogo je lakše i sigurnije pregovarati sa susjedima i zajedničkim snagama kupiti fabričku HE uz garanciju kvaliteta. Osim toga, kompanije koje prodaju ove jedinice vrše njihovu montažu.

Pregled proizvođača mini hidroelektrana

Zapravo, malo je kompanija koje se bave proizvodnjom mini hidroelektrana. Posredničke kompanije pokušavaju da ne otkrivaju ove informacije, jer će izgubiti lavovski dio prihoda. Među fabrikama u koje zaista vredi verovati treba izdvojiti CINK Hydro-Energy. Priznati je svjetski lider u razvoju hidraulične opreme.

Međutim, prije kontaktiranja menadžera kompanije, potrebno je izračunati troškove obrade informacija, logistike i instalacije. U većini slučajeva, iznos će se pokazati ne mnogo manji od iznosa posrednika.

Kojoj firmi naručiti mini hidroelektranu

S obzirom na to da je oprema prilično skupa i da su za proizvodnju potrebni precizni matematički proračuni, ima smisla kontaktirati kompanije koje su se pozitivno pozicionirale na tržištu. Alternativna energija je novi pravac za našu zemlju, pa je lista prilično mala.

1. AEnergy je najveći dobavljač visokokvalitetnih hidroelektrana, kompanija pruža čitav niz usluga od prikupljanja i obrade informacija do instaliranja hidroelektrane.

2. INSET je kompanija iz Sankt Peterburga. Samostalno se bavi proizvodnjom hidroelektrana, stoga je lično odgovorna za kvalitet. Prednosti saradnje su što je moguće naručiti mikro hidroelektranu za 5-10 kW.

3. Hidroponika je još jedna domaća kompanija koja samostalno proizvodi hidroelektrane. Garancija na sve proizvode je 10 godina. Najzanimljiviji model je Shar-Bulak snage 5 kW.

4. NPO Inverzija je projektantski biro specijalizovan za razvoj alternativnih i standardnih izvora energije. Posebnosti - prisustvo nestandardnih hidroelektrana snage 7,5 i 12,5 kW.

5. Micro hydro power je kineska kompanija koja prodaje nekoliko relativno jeftinih kućanskih aparata.

Na ovom mjestu ćemo pokušati napraviti našu novu hidroelektranu. Ranije su na ovom ribnjaku već bili pokušaji da se napravi domaća hidroelektrana od kotača s remenom do generatora (usput, prikazano je na fotografiji na kraju članka), koji dao struju od oko 1 Amper, to je bilo dovoljno za napajanje nekoliko sijalica i radio prijemnika u našoj maloj lovačkoj kući... Ova elektrana uspješno radi više od 2 godine, te smo odlučili da na mjestu ove mini brane napravimo snažniju verziju slične verzije hidroelektrane.

Za proizvodnju mini brane hidroelektrane po m2 trebat će vam:

Ostaci i uglovi lima;
- Diskovi za kotače (koriste se iz tijela neispravnog Onan generatora);
- Generator (izrađen je od dva diska prečnika 11 inča od Dodge disk kočnica);
- Pogonska osovina i ležajevi - izgleda i od Dodgea, ne sjećamo se tačno, pa smo ih vlastitim rukama skinuli sa nekog drugog domaćeg proizvoda;
- bakrena žica poprečnog presjeka od približno 15 mm;
- malo šperploče;
- magneti;
- polistirenska smola za punjenje rotora i statora.

Proces proizvodnje

Oštrice pogonskog točka su napravljene od čelične cijevi od 4 inča izrezane na 4 dijela.

Napravili smo šablon koji nam je pomogao u postavljanju rupe, Bočne površine točka su 12" felge.

Izrađujemo šablon kojim označavamo rupe za glavčine (5 komada), kao i položaj ugla lopatica. U takvom točku, ako se gleda sa strane, voda udara odozgo, oko 10 sati, prolazi kroz sredinu točka i izlazi na dno, na 5 sati, tako da voda udari u točak dva puta. Pogledali smo veliki broj fotografija i pokušali da simuliramo širinu i ugao lopatica. Gornja fotografija prikazuje oznake za rubove lopatica i rupe za pričvršćivanje točka na generator. Točak ima 16 oštrica.

Šablon je zalijepljen na jedan od diskova - buduću bočnu površinu kotača, oba diska smo stegnuli zajedno. Na slici iznad je bušenje malih rupa za postavljanje oštrica.

Napravite razmak od 10'' između diskova koristeći zavrtnje sa čvrstim navojem i poravnajte ih što je moguće pažljivije prije postavljanja oštrica.

Proces zavarivanja točkova prikazan je na gornjoj fotografiji. Vrlo je važno da su oštrice izrađene od pocinčane čelične cijevi. Prije zavarivanja potrebno je skinuti cink sa rubova lopatica, jer prilikom zavarivanja pocinčani metal ispušta otrovni plin, što pokušavamo izbjeći.

Gotov točak naše buduće hidroelektrane, bez generatora. S druge strane kotača (nasuprot generatora) u bočnom disku nalazi se otvor prečnika 4 inča za jednostavno zašrafljivanje na generator, kao i za čišćenje, da uvučete ruku i uklonite štapove i druge krhotine koje vode može nositi unutra.

Mlaznica je iste širine (10") kao i točak i oko 1" visoka od kraja gdje voda izlazi. Površina mlaznice je nešto manja od cijevi od 4 inča na koju je postavljena mlaznica. Na gornjoj fotografiji - vlastitim rukama savijamo metalni lim za mlaznicu.

Stavili smo točak na osovinu, naša hidroelektrana je skoro spremna, ostaje samo da napravimo i ugradimo generator. Cijela konstrukcija je pokretna. Možemo pomicati mlaznicu naprijed, nazad, gore, dolje. Točak i generator mogu se kretati naprijed i nazad.

Izrada generatora za našu hidroelektranu.>

Izrađujemo namotaj statora i pripremamo ga za izlivanje. Namotaj se sastoji od 9 namotaja, svaki namotaj se sastoji od 125 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Svaka faza se sastoji od 3 zavojnice spojene u seriju, izveli smo 6 krajeva, tako da možemo napraviti vezu i u zvijezdu i u trokut.

A ovo je stator - nakon punjenja. (Koristimo poliestersku smolu za punjenje) Njegov prečnik je 14 inča (35,5 cm), debljina je 0,5 inča 1,3 cm.

Izrađujemo šablon od šperploče - za označavanje magneta.

Fotografija prikazuje šablon i jedan od kočionih diskova (budući rotor).

Stavljamo 12 magneta veličine 2,5 x 5 cm, debljine 1,3 cm prema pripremljenom šablonu.

Napunite rotor poliesterskom smolom, a kada se smola osuši, rotor će biti spreman za upotrebu.

Ovako izgleda naša skoro završena hidroelektrana sa generatorom.

Fotografija sa druge strane. Ispod aluminijumskog poklopca nalaze se dva mostna ispravljača od 3-fazne AC do DC. Ampermetarska skala - do 6A. U ovom stanju, kada se zračni razmak između magnetnih rotora smanji na granicu, mašina daje 12,5 volti pri 38 o/min.

U stražnjem magnetnom rotoru nalaze se 3 zavrtnja za podešavanje za podešavanje zračnog razmaka, tako da se generator može okretati brže po potrebi, nadajući se da će pronaći optimalno.

U slobodno vrijeme, 17 ljudi je učestvovalo u stvaranju hidroelektrane.

Prelazimo na izradu pričvršćivača, za to prvo očistimo svu hrđu sa lima i uglova, temeljni premaz i farbanje, to naravno nije potrebno, ali je ljepše, a pogled će biti tržišni.

Naš generator vodenih kotača je spreman, sve što treba da uradite je da ga instalirate!

Bilo bi lijepo napraviti štitnik od prskanja za generator koji se okreće s kotačem, ali nikada nismo pronašli odgovarajući materijal. Stoga smo odlučili da to uradimo kasnije, ako hidroelektrana proradi.

Još jedna fotografija generatora sa vodenim kotačem. Mlaznica još nije postavljena, nalazi se u stražnjem dijelu kućišta i uskoro ćemo je ugraditi.

Na fotografiji je prikazano mjesto gdje želimo da ga stavimo. Cev od 4" izlazi sa dna brane, sa padom od oko 3 stope. Uzimamo samo mali dio protoka vode.

Ovo je naša stara mikro-hidroelektrana, koja je radila 2 godine uključujući i zime. Bilo je dovoljno za 1 amper (12 vati) ili tako nešto. Ovo je vjeverica, sa remenskim pogonom na motor sa kompjuterskog strimera iz Ameteka. Napetost pojasa je ključna za uspješan rad i mora se često podešavati. Nadamo se da smo izgradili nešto bolje od ovoga.

Naša hidroelektrana je u funkciji, prilagođavamo je. Konačno, dolazimo do teorijski predviđenih parametara: najbolji rezultat se postiže kada voda uđe na 10 sati ruba točka i izađe oko 5 sati.

Radi! Izlaz je oko 2 ampera (1,9 da budemo precizni). Nije moguće povećati struju. Podešavanje nije jednostavno - svaki pokret kotača zahtijeva odgovarajuće pomicanje mlaznice, i obrnuto. Također možemo promijeniti zračni razmak i promijeniti vezu sa zvijezde na trokut. Rezultat je očito bolji za zvijezdu - snaga je veća od snage trokuta pri istom broju okretaja. Završili smo sa zvijezdom, s razmakom od 1,25 inča (prilično).

Pisaća mašina može biti malo jeftinija korištenjem manje snažnih magneta i manjeg zračnog razmaka... ili može isporučiti više struje sa istim magnetima, manjim razmakom i više okreta na zavojnicama. Jednog dana ćemo se pozabaviti ovim. U međuvremenu, kotač proizvodi 160 o/min u praznom hodu, 110 o/min pod opterećenjem, proizvodeći 1,9 A x 12V.
Imali smo puno zadovoljstva, bilo je jako zabavno, a mini hidroelektrana dobro radi. Još nam treba ekran za generator - reka je puna crnog peska! Svakih nekoliko sati morate očistiti magnetne rotore od naslaga pijeska. Potrebno je ili postaviti ekran, ili pričvrstiti nekoliko snažnih magneta na ulaz u cijev.

Na osnovu materijala sa sajta: Otherpower.com

Ako u blizini vašeg doma teče rijeka ili čak mali potok, onda uz pomoć samostalne mini hidroelektrane možete dobiti besplatnu struju. Možda ovo neće biti jako veliko popunjavanje budžeta, ali spoznaja da imate vlastitu struju je mnogo skuplja. Pa, ako, na primjer, u dachi nema centralnog napajanja, onda će čak i mali kapaciteti moći jednostavno biti potrebni. I tako, za stvaranje hidroelektrane vlastite izrade potrebna su najmanje dva uvjeta - dostupnost vodnog resursa i želja.

Ako su oba prisutna, prvo što treba učiniti je izmjeriti protok rijeke. To je vrlo jednostavno učiniti - bacite grančicu u rijeku i izmjerite vrijeme za koje će preplivati ​​10 metara. Podjelom metara sa sekundama, dobijate trenutnu brzinu u m/s. Ako je brzina manja od 1 m / s, tada produktivna mini hidroelektrana neće raditi. U tom slučaju možete pokušati povećati brzinu protoka umjetnim sužavanjem kanala ili pravljenjem male brane ako imate posla s malim potokom.

Kao smjernicu, možete koristiti omjer između brzine protoka u m/s i snage uklonjene sa osovine propelera u kW (promjer propelera 1 metar). Ovi podaci su eksperimentalni, u stvarnosti dobijena snaga zavisi od mnogo faktora, ali je pogodna za procenu. Dakle:

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, itd.

Snaga kućna mini hidroelektrana proporcionalno kubi brzine protoka. Kao što je već spomenuto, ako je protok nedovoljan, pokušajte ga umjetno povećati, ako je to moguće, naravno.

Vrste mini hidroelektrana

Postoji nekoliko osnovnih opcija za domaće mini hidroelektrane.

Vodeni kotač

To je kotač s veslom postavljen okomito na površinu vode. Točak je manje od pola uronjen u mlaz. Voda pritiska lopatice i okreće točak. Tu su i turbinski točkovi sa specijalnim lopaticama optimizovanim za mlaz fluida. Ali to su prilično složene strukture, više fabričke nego domaće.

Rotor Darrieus

To je rotor vertikalne ose koji se koristi za proizvodnju električne energije. Vertikalni rotor koji se rotira zbog razlike pritiska na lopaticama. Razlika u tlaku nastaje zbog strujanja tekućine oko složenih površina. Efekat je sličan podizanju hidroglisera ili podizanju krila aviona. Ovaj dizajn je patentirao Georges Jean-Marie Darier, francuski inženjer aeronautike 1931. godine. Takođe se često koristi u konstrukciji vjetroturbina.

Hidroelektrana Garlandnaya

Hidroelektrana se sastoji od lakih turbina - hidrauličnih rotora, nanizanih i kruto pričvršćenih u obliku vijenca na kablu bačenom preko rijeke. Jedan kraj kabla je pričvršćen u noseći ležaj, drugi rotira rotor generatora. U ovom slučaju kabel igra ulogu svojevrsne osovine, čije se rotacijsko kretanje prenosi na generator. Protok vode rotira rotore, rotori rotiraju kabl.

Propeler

Također je pozajmljena iz dizajna vjetroelektrana, neka vrsta "podvodne vjetroturbine" s vertikalnim rotorom. Za razliku od zračnog propelera, podvodni propeler ima minimalnu širinu lopatica. Za vodu je dovoljna širina oštrice od samo 2 cm. Sa ovom širinom bit će minimalan otpor i maksimalna brzina rotacije. Ova širina lopatice je odabrana za brzinu protoka od 0,8-2 metra u sekundi. Pri većim brzinama, druge dimenzije su vjerovatno optimalne. Propeler se ne pomiče zbog pritiska vode, već zbog stvaranja podizanja. Baš kao krilo aviona. Lopatice propelera se kreću preko toka umjesto da ih tok odnese u smjeru toka.

Prednosti i nedostaci različitih sistema domaćih mini hidroelektrana

nedostatke vijenac hidroelektrane očigledno: velika potrošnja materijala, opasnost za druge (dugački podvodni kabl, rotori skriveni u vodi, blokiranje rijeke), niska efikasnost. Hidroelektrana Garland je svojevrsna mala brana. Pogodno za upotrebu na napuštenim, udaljenim lokacijama sa odgovarajućim znakovima upozorenja. Može zahtijevati dozvolu nadležnih organa i ekologa. Druga opcija je mali potok u vašoj bašti.
Rotor Darrieus- teško izračunati i proizvesti. Na početku rada morate ga odvrnuti. Ali je atraktivan po tome što je osovina rotora smještena okomito i izvod snage se može izvesti iznad vode, bez dodatnih zupčanika. Takav rotor će se okretati sa bilo kojom promjenom smjera protoka - to je plus.

Najrasprostranjeniji kod izgradnja samostalnih hidroelektrana dobio dijagrame propelera i vodenog točka. Pošto su ove opcije relativno jednostavne za proizvodnju, zahtevaju minimalne proračune i implementiraju se uz minimalne troškove, imaju visoku efikasnost, jednostavne su za konfigurisanje i rad.

Ako nemate vodenu energiju, možete napraviti svoju vlastitu vjetroelektranu.

NS Primjer najjednostavnije mini hidroelektrane

Najjednostavnija hidroelektrana može se brzo izgraditi od običnog bicikla sa biciklističkim dinamom za farove. Nekoliko sečiva mora biti pripremljeno od pocinkovanog gvožđa ili nedebelog aluminijumskog lima (2-3). Oštrice trebaju biti dugačke od ruba kotača do glavčine i široke 2-4 cm.Ove oštrice se ugrađuju između žbica na bilo koji način ili unaprijed pripremljenim pričvršćivačima.
Ako koristite dvije oštrice, postavite ih jedno nasuprot drugom. Ako želite dodati još oštrica, tada podijelite obim kotača s brojem lopatica i postavite ih u jednakim intervalima. Možete eksperimentirati s dubinom uranjanja lopatice u vodu. Obično je potopljena od jedne trećine do jedne polovine.
Ranije je razmatrana opcija marširajuće vjetroelektrane.

Takva mikro hidroelektrana ne zauzima puno prostora i savršeno će poslužiti biciklističkim turistima - glavna stvar je prisustvo potoka ili rječice - što je obično slučaj u kampu. Mini hidroelektrana iz bicikla moći će osvijetliti šator i napuniti mobitele ili druge sprave.

Snaga protoka vode je obnovljivi prirodni resurs, čija upotreba će vam omogućiti da dobijete praktički besplatnu struju, uštedite na komunalnim uslugama ili riješite problem punjenja opreme.

Ako u blizini vaše kuće teče potok ili rijeka, hidroelektrana vlastitim rukama od otpadnog materijala je pravi izlaz. Ali prvo, razmotrimo koje mogu biti opcije za mini hidroelektrane i kako one rade.

Neindustrijske hidroelektrane

Hidroelektrane su strukture koje mogu pretvoriti energiju kretanja vode u električnu energiju. To mogu biti brane na velikim rijekama koje proizvode od deset do nekoliko stotina megavata ili mini hidroelektrane maksimalne snage 100 kW, što je sasvim dovoljno za potrebe privatne kuće. Hajde da saznamo više o ovom poslednjem.

Garland stanica sa hidrauličnim vijcima

Konstrukcija se sastoji od lanca rotora fiksiranih na fleksibilnom čeličnom sajlu protegnutom preko rijeke. Sam kabel igra ulogu rotacionog vratila, čiji je jedan kraj pričvršćen na noseći ležaj, a drugi - aktivira osovinu generatora.

Svaki hidraulički rotor "vijenca" može proizvesti oko 2 kW energije, međutim, brzina protoka vode za to mora biti najmanje 2,5 metara u sekundi, a dubina rezervoara ne smije biti veća od 1,5 m.

Princip rada vijenca hidroelektrane je jednostavan: pritisak vode vrti hidraulične vijke, a oni rotiraju kabel i tjeraju generator da stvara energiju.

Garland stanice su se uspješno koristile još sredinom prošlog stoljeća, ali tada su domaći propeleri, pa čak i limenke, igrali ulogu vijaka. Danas proizvođači nude nekoliko vrsta rotora za različite radne uvjete. Opremljeni su noževima različitih veličina, napravljenim od lima, i omogućavaju maksimalnu efikasnost rada stanice.

Ali iako je ovaj hidrogenerator prilično jednostavan za proizvodnju, njegov rad pretpostavlja niz posebnih uvjeta koji nisu uvijek izvodljivi u stvarnom životu. Takve strukture blokiraju korito rijeke i malo je vjerovatno da će vam susjedi na obali, a da ne spominjemo predstavnike ekoloških službi, omogućiti korištenje energije potoka za svoje potrebe.

Osim toga, zimi se instalacija može koristiti samo na vodenim tijelima bez smrzavanja, au oštroj klimi može se očuvati ili demontirati. Stoga se stanice za vijence podižu privremeno i uglavnom u nenaseljenim područjima (na primjer, u blizini ljetnih pašnjaka).

Rotacione stanice sa kapacitetom od 1 do 15 kW/h generišu do 9,3 MW mesečno i omogućavaju vam da samostalno rešite problem elektrifikacije u regionima udaljenim od centralizovanih autoputeva

Moderni analog ugradnje vijenca su potopne ili ulazne okvirne stanice s poprečnim rotorima. Za razliku od svog prethodnika vijenca, ove konstrukcije ne blokiraju cijelu rijeku, već koriste samo dio kanala, a mogu se postaviti na ponton/splav ili potpuno spustiti na dno rezervoara.

Darrieus vertikalni rotor

Darrieus rotor je turbinski uređaj koji je dobio ime po svom pronalazaču 1931. godine. Sistem se sastoji od nekoliko aerodinamičkih lopatica pričvršćenih na radijalne grede i radi pomoću diferencijalnog pritiska po principu "podiznog krila", koji se široko koristi u brodogradnji i avijaciji.

Iako se takve instalacije više koriste za izradu vjetroturbina, mogu raditi i s vodom. Ali u ovom slučaju potrebni su precizni proračuni kako bi se odabrala debljina i širina lopatica u skladu sa jačinom protoka vode.

Darrieus rotor podsjeća na "vjetrenjača", samo instaliran pod vodom, i može raditi bez obzira na sezonske fluktuacije protoka

Vertikalni rotori se rijetko koriste za stvaranje lokalnih hidroelektrana. Unatoč dobrim pokazateljima efikasnosti i naizgled jednostavnosti dizajna, opremom je prilično teško upravljati, jer prije početka rada sistem treba "odvrnuti", ali samo zamrzavanje rezervoara može zaustaviti radnu stanicu. Stoga se Darrieus rotor koristi uglavnom u industrijskim postrojenjima.

Podvodni propeler - "vetroturbina"

Zapravo, ovo je najjednostavnija zračna vjetroturbina, samo što je instalirana pod vodom. Dimenzije lopatica su izračunate prema sili strujanja kako bi se osigurala maksimalna brzina rotacije i minimalni otpor. Na primjer, ako trenutna brzina ne prelazi 2 m / s, tada bi širina oštrice trebala biti unutar 2-3 cm.

Podvodni propeler je lako napraviti vlastitim rukama, ali je pogodan samo za duboke i brze rijeke - u plitkoj vodi, rotirajuće lopatice mogu ozlijediti ribare, kupače, vodene ptice i životinje

Takva vjetroturbina je ugrađena "nasuprot" protoka, ali njene lopatice ne rade zbog pritiska vodene glave, već zbog pojave sile podizanja (prema principu krila aviona ili brodskog propelera).

Vodeni kotač

Vodeni kotač je jedna od najjednostavnijih varijanti hidrauličkog motora, poznata još iz doba Rimskog carstva. Efikasnost njegovog rada u velikoj mjeri ovisi o vrsti izvora na kojem je instaliran.

Točak za punjenje se može rotirati samo zbog brzine protoka, a točak za punjenje - zbog pritiska i težine vode koja pada odozgo na lopatice

U zavisnosti od dubine i kanala vodotoka, možete ugraditi različite vrste točkova:

• Gravitacija (ili donja rupa) - pogodna za plitke rijeke sa brzim tokom.
• Srednje pirsing - nalaze se u kanalima sa prirodnim kaskadama tako da protok pada približno u sredini rotirajućeg bubnja.
• Rasuti (ili nadzemni) - postavlja se ispod brane, cijevi ili na dnu prirodnog praga, tako da voda koja pada nastavlja svoj put kroz vrh kotača.

Ali princip rada za sve opcije je isti: voda dolazi na lopatice i pokreće kotač, zbog čega se generator za mini elektranu okreće.

Proizvođači hidrauličke opreme nude gotove turbine, čije su lopatice posebno prilagođene za određeni protok vode. Ali domaći majstori izrađuju bubnjeve na starinski način - od otpadnog materijala.

Uređenje vlastite hidroelektrane jedan je od najisplativijih i ekološki najprihvatljivijih načina snabdijevanja energetskim resursima vikendici, farmi ili turističkoj bazi

Možda će nedostatak optimizacije utjecati na pokazatelje efikasnosti, ali trošak domaće opreme koštat će nekoliko puta jeftinije od kupljenog analoga. Stoga je vodeni kotač najpopularnija opcija za organiziranje vlastite mini hidroelektrane.

Uslovi za ugradnju hidroelektrane

Unatoč primamljivoj jeftinosti energije koju proizvodi hidroelektrični generator, važno je uzeti u obzir posebnosti izvora vode, čije resurse planirate koristiti za vlastite potrebe. Uostalom, nije svaki vodotok pogodan za rad mini hidroelektrane, tim više tijekom cijele godine, tako da ne škodi imati u rezervi mogućnost povezivanja na centraliziranu magistralu.

Nekoliko prednosti i nedostataka

Glavne prednosti pojedinačne hidroelektrane su očigledne: jeftina oprema koja proizvodi jeftinu električnu energiju, štoviše, ne šteti prirodi (za razliku od brana koje prekidaju tok rijeke). Iako se sistem ne može nazvati apsolutno sigurnim, rotirajući elementi turbina mogu ozlijediti stanovnike podvodnog svijeta, pa čak i ljude.

Da bi se spriječile nesreće, hidroelektrana mora biti ograđena, a ako je sistem potpuno sakriven vodom, na obali mora biti postavljen znak upozorenja.

Prednosti mini hidroelektrana:

1. Za razliku od ostalih "besplatnih" izvora energije (solarni paneli, vjetrogeneratori), hidraulički sistemi mogu raditi bez obzira na doba dana i vremenske prilike. Jedina stvar koja ih može spriječiti je zamrzavanje rezervoara.
2. Da biste instalirali hidroelektrični generator, nije potrebna velika rijeka - isti vodeni kotači mogu se uspješno koristiti čak iu malim (ali brzim!) potocima.
3. Jedinice ne emituju štetne materije, ne zagađuju vodu i rade praktično nečujno.
4. Za ugradnju mini-hidroelektrana snage do 100 kW nije potrebno izdavati dozvole (iako sve ovisi o lokalnim vlastima i vrsti instalacije).
5. Višak struje može se prodati susjednim kućama.

Što se tiče nedostataka, nedovoljna jačina struje može postati ozbiljna prepreka produktivnom radu opreme. U tom slučaju će se morati podići pomoćne konstrukcije, što je povezano s dodatnim troškovima.

Mjerenje jačine protoka vode

Prvo što treba učiniti kako biste razmislili o vrsti i načinu postavljanja stanice je izmjeriti brzinu protoka vode na odabranom izvoru. Najlakši način je da bilo koji lagani predmet (na primjer, tenisku lopticu, komad stiropora ili plovak za pecanje) spustite na brzake i pomoću štoperice označite vrijeme koje će mu trebati da prepliva udaljenost do nekog orijentira. Standardna udaljenost za "plivanje" je 10 metara.

Ako je rezervoar daleko od kuće, možete izgraditi razvodni kanal ili cjevovod, a istovremeno voditi računa o visinskim razlikama

Sada trebate podijeliti pređenu udaljenost u metrima s brojem sekundi - to će biti brzina struje. Ali ako je rezultirajuća vrijednost manja od 1 m / s, bit će potrebno podići umjetne strukture kako bi se ubrzao protok s visinskim razlikama. To se može učiniti pomoću sklopive brane ili uske odvodne cijevi. Ali bez dobrog protoka, ideja o hidroelektrani morat će se napustiti.

Proizvodnja hidroelektrana na bazi vodenog točka

Naravno, sklapanje "na kolenima" i podizanje kolosa dizajniranog da služi nekom preduzeću ili naselju čak i od desetak kuća ideja je iz domena fantazije. Ali sasvim je moguće izgraditi mini hidroelektranu vlastitim rukama kako biste uštedjeli električnu energiju. Štoviše, možete koristiti i gotove komponente i improvizirane materijale.

Stoga ćemo korak po korak razmotriti izradu najjednostavnije strukture - vodenog točka.

Potrebni materijali i alati

Da biste napravili mini hidroelektranu vlastitim rukama, potrebno je pripremiti aparat za zavarivanje, brusilicu, bušilicu i set pomoćnih alata - čekić, odvijač, ravnalo.

Od materijala će vam trebati:

• Uglovi i lim debljine najmanje 5 mm.
• PVC ili pocinčane čelične cijevi za izradu oštrica.
• Generator (možete koristiti gotov kupljeni ili ga sami napraviti, kao u ovom primjeru).
• Kočioni diskovi.
• Osovina i ležajevi.
• Šperploča.
• Polistirenska smola za livenje rotora i statora.
• Bakrena žica 15 mm za domaći generator.
• Neodimijumski magneti.

Imajte na umu da će konstrukcija kotača stalno biti u kontaktu s vodom, stoga se metalni i drveni elementi moraju odabrati sa zaštitom od vlage (ili se sami pobrinuti za njihovu impregnaciju i farbanje). U idealnom slučaju, šperploča se može zamijeniti plastikom, ali drveni dijelovi su lakše dostupni i oblikovani.

Sastavljanje točka i izrada mlaznice

Osnova za sam kotač mogu biti dva čelična diska istog promjera (ako je moguće izvući čelični bubanj iz sajle - odlično, to će uvelike ubrzati proces montaže).

Ali ako u materijalima pri ruci nema metala, možete izrezati krugove od vodootporne šperploče, iako se snaga i vijek trajanja čak i obrađenog drveta ne mogu usporediti s čelikom. Zatim na jednom od diskova trebate izrezati okruglu rupu za ugradnju generatora.

Nakon toga se izrađuju oštrice, a trebat će im najmanje 16 komada. Za to se pocinčane cijevi režu uzdužno na dva ili četiri dijela (ovisno o promjeru). Zatim je potrebno brusiti točke rezanja i samu površinu oštrica kako bi se smanjio gubitak energije uslijed trenja.

Lopatice su postavljene pod nagibom od oko 40-45 stepeni - to će pomoći da se poveća površina na koju će djelovati sila protoka

Udaljenost između dva bočna diska treba biti što je moguće bliža dužini oštrica. Da biste ocrtali lokaciju budućih čvorišta, preporučuje se da napravite šablon od šperploče, koji će naznačiti lokaciju za svaki dio i rupe za pričvršćivanje kotača na generator. Gotove oznake mogu se pričvrstiti na vanjsku stranu jednog od diskova.

Krugovi se zatim postavljaju paralelno jedan s drugim pomoću čvrstih navojnih šipki, a oštrice se zavaruju ili pričvršćuju u željenim položajima. Bubanj će se okretati na ležajevima, a okvir od uglova ili cijevi malog promjera koristi se kao oslonac.

Mlaznica je dizajnirana za izvore vode kaskadne vrste - takva instalacija će vam omogućiti da maksimalno iskoristite energiju protoka. Ovaj pomoćni element izrađuje se savijanjem lima, nakon čega slijedi zavarivanje šavova, a zatim se gura na cijev.

Međutim, ako u vašem području teče ravna rijeka bez brzaka i drugih visinskih prepreka, ovaj detalj nije potreban.

Važno je da širina izlaza mlaznice odgovara širini samog kotača, inače će dio protoka ići u praznom hodu, ne padajući na lopatice

Sada se kotač treba montirati na osovinu i ugraditi na oslonac od zavarenih ili vijčanih uglova. Ostaje napraviti generator (ili instalirati gotov) i možete ići do rijeke.

DIY generator

Da biste napravili domaći generator, potrebno je napraviti namotaj i napuniti stator, za koji su vam potrebni svitci sa 125 zavoja bakrene žice na svakom. Nakon njihovog povezivanja, cijela konstrukcija se puni poliesterskom smolom.

Svaka faza se sastoji od tri serijski spojene zavojnice, tako da se veza može izvesti u obliku zvijezde ili trougla sa nekoliko vanjskih vodova

Sada morate pripremiti šablon od šperploče koji odgovara veličini kočionog diska. Na drvenom prstenu su napravljene oznake i napravljeni utori za ugradnju magneta (u ovom slučaju korišteni su neodimijski magneti debljine 1,3 cm, širine 2,5 cm i dužine 5 cm). Zatim se dobijeni rotor također napuni smolom, a nakon sušenja se pričvršćuje na bubanj kotača.

Vodeni točak sa rotorom kočionog diska i generatorom od bakrene žice - ofarban, prezentan i spreman za upotrebu

Posljednje montirano je aluminijsko kućište sa ampermetrom, koje pokriva ispravljače. Zadatak ovih elemenata je pretvaranje trofazne struje u jednosmjernu.

Nakon ugradnje kotača u tok male rijeke s kaskadom ili granom, možete računati na performanse mini hidroelektrane u 1.9A * 12V pri 110 o/min.

Kako bi se spriječilo da lišće, pijesak i drugi otpad donesen s potokom ne padnu u kotač, preporučljivo je staviti zaštitnu mrežicu ispred uređaja.

Također možete eksperimentirati s prazninama između magneta i zavojnica s povećanim brojem zavoja kako biste povećali efikasnost elektrane.

Koristan video na temu

Primjer radne hidraulične jedinice s domaćim generatorom na bazi trofaznog motora:

Mini-hidroelektrana, projektovana po principu vodenog točka:

Stanica zasnovana na kotaču bicikla zanimljiva je opcija za rješavanje problema opskrbe energijom na odmoru daleko od civilizacije:

Kao što vidite, izgradnja vodene mini elektrane vlastitim rukama nije tako teška. Ali budući da se većina proračuna i parametara za njegove komponente određuje "na oko", trebali biste biti spremni na moguće kvarove i povezane troškove.

Ako osjećate nedostatak znanja i iskustva u ovoj oblasti, trebali biste vjerovati stručnjacima koji će izvršiti sve potrebne proračune, savjetovati opremu koja je optimalna za vaš slučaj i kvalitetno je instalirati.

sovet-ingenera.com

Mini hidroelektrane za privatnu kuću, vikendice

Redovno poskupljenje struje tjera mnoge ljude da razmišljaju o pitanju alternativnih izvora električne energije. Jedno od najboljih rješenja u ovom slučaju je hidroelektrana. Potraga za rješenjem ovog pitanja ne tiče se samo obima zemlje. Sve češće možete vidjeti mini-hidroelektrane za kuće (ljetnikovce). U ovom slučaju, troškovi će biti samo za izgradnju i održavanje. Nedostatak takve strukture je što je njena izgradnja moguća samo pod određenim uvjetima. Potreban je protok vode. Osim toga, za izgradnju ove građevine u vašem dvorištu potrebna je dozvola lokalnih vlasti.

Šema mini hidroelektrane

Princip rada hidroelektrane za dom je prilično jednostavan. Shema izgradnje je sljedeća. Voda pada na turbinu, tjerajući lopatice da se rotiraju. Oni, zauzvrat, pokreću hidraulički aktuator zbog obrtnog momenta ili diferencijalnog pritiska. Iz njega se primljena snaga prenosi na električni generator, koji proizvodi električnu energiju.

Trenutno je shema hidroelektrane najčešće opremljena upravljačkim sistemom. Ovo omogućava strukturi da radi u automatskom režimu. Ako je potrebno (na primjer, hitan slučaj), moguće je prebaciti se na ručno upravljanje.

Sorte mini hidroelektrana

Treba shvatiti da mini-hidroelektrane mogu proizvesti najviše tri hiljade kilovata. Ovo je maksimalni kapacitet takve strukture. Točna vrijednost ovisit će o vrsti hidroelektrane i dizajnu opreme koja se koristi.

Ovisno o vrsti protoka vode, razlikuju se sljedeće vrste stanica:

• Kanal, karakterističan za ravnice. Postavljaju se na rijekama sa malim protokom.
• Stacionarni koristi energiju vodenih rijeka sa brzim protokom vode.
• Hidroelektrane postavljene na mjestima gdje pada protok vode. Najčešće se nalazi u industrijskim organizacijama.
• Mobilni, koji su napravljeni pomoću ojačane navlake.

Za izgradnju hidroelektrane dovoljan je čak i mali potok koji teče kroz lokaciju. Vlasnici kuća s centraliziranim vodosnabdijevanjem ne bi trebali očajavati.

Jedna od američkih kompanija razvila je stanicu koja se može ugraditi u vodovodni sistem kod kuće. U sistem vodosnabdijevanja ugrađena je turbina male veličine, koja se pokreće zbog strujanja vode koja se kreće gravitacijom. Ovo smanjuje protok vode, ali smanjuje troškove električne energije. Osim toga, ova instalacija je potpuno sigurna.

Čak se i mini-hidroelektrane grade u kanalizacionoj cevi. Ali njihova izgradnja zahtijeva stvaranje određenih uslova. Voda mora prirodno oticati kroz cijev zbog nagiba. Drugi zahtjev je da promjer cijevi mora biti prikladan za uređaj. A to se ne može učiniti u samostojećoj kući.

Klasifikacija mini hidroelektrana

Mini hidroelektrane (kuće u kojima se koriste uglavnom su u privatnom sektoru) najčešće pripadaju jednom od sledećih tipova koji se razlikuju po principu rada:

• Vodeni kotač je tradicionalni tip i najlakši je za implementaciju.
• Propeler. Koriste se u slučajevima kada rijeka ima korito veće od deset metara.
• Vijenac se postavlja na rijekama sa malim protokom. Za povećanje brzine protoka vode koriste se dodatne strukture.
• Darrieus rotor se obično ugrađuje u industrijska postrojenja.

Prevalencija ovih opcija je zbog činjenice da ne zahtijevaju izgradnju brane.

Vodeni kotač

Ovo je klasična vrsta hidroelektrane, koja je najpopularnija za privatni sektor. Mini hidroelektrane ovog tipa su veliki točak koji se može okretati. Njegove oštrice tonu u vodu. Ostatak strukture nalazi se iznad kanala, tjerajući cijeli mehanizam da se pomjeri. Snaga se preko hidrauličkog pogona prenosi na generator koji stvara struju.

Propelerska stanica

Rotor i podvodna vjetrenjača, koji su spušteni pod vodu, smješteni su u okomitom položaju na okviru. Vjetroturbina ima lopatice koje se rotiraju pod utjecajem toka vode. Najbolji otpor pružaju lopatice širine dva centimetra (s brzim protokom, čija brzina, međutim, ne prelazi dva metra u sekundi).

U ovom slučaju, lopatice se pokreću zbog rezultirajućeg podizanja, a ne zbog pritiska vode. Štaviše, smjer kretanja lopatica je okomit na smjer strujanja. Ovaj proces je sličan radu vjetroelektrana, samo što radi pod vodom.

Hidroelektrana Garlandnaya

Ova vrsta mini-hidroelektrane je kabl koji se proteže preko ležišta i učvršćuje u noseći ležaj. Na njemu su, u obliku vijenca, okačene i kruto pričvršćene turbine male veličine i težine (hidraulički rotori). Sastoje se od dva polucilindra. Zbog poravnanja osi prilikom spuštanja u vodu, u njima se stvara obrtni moment. To uzrokuje da se kabel savija, rasteže i počinje okretati. U ovoj situaciji, kabel se može uporediti sa osovinom koja se koristi za prijenos snage. Jedan od krajeva sajle spojen je na mjenjač. Snaga se na njega prenosi rotacijom kabela i hidrauličkog rotora.

Prisustvo nekoliko "vijenaca" pomoći će povećanju kapaciteta stanice. Mogu se povezati zajedno. Čak ni to ne povećava značajno efikasnost ove hidroelektrane. Ovo je jedan od nedostataka takve strukture.

Još jedan nedostatak ove vrste je opasnost koju stvara za druge. Ovakva stanica se može koristiti samo na nenaseljenim mjestima. Znakovi upozorenja su obavezni.

Rotor Darrieus

Mini-hidroelektrana za privatnu kuću ovog tipa nazvana je po svom programeru - Georgesu Darieru. Ovaj dizajn je patentiran davne 1931. godine. To je rotor na kojem se nalaze lopatice. Za svaku od oštrica, potrebni parametri se biraju pojedinačno. Rotor se spušta u vodu u uspravnom položaju. Lopatice se rotiraju zbog pada pritiska koji proizlazi iz strujanja vode preko njihove površine. Ovaj proces je sličan podizanju koje primorava avione da polete.

Ova vrsta hidroelektrane ima dobar faktor efikasnosti. Trostruka prednost je da smjer toka nije bitan.

Nedostaci ovog tipa elektrane su složen dizajn i teška instalacija.

Prednosti mini hidroelektrana

Bez obzira na vrstu konstrukcije, mini hidroelektrane imaju niz prednosti:

• Ekološki prihvatljivi, ne proizvode tvari štetne za atmosferu.
• Proces proizvodnje električne energije odvija se bez stvaranja buke.
• Voda ostaje čista.
• Električna energija se proizvodi kontinuirano, bez obzira na doba dana ili vremenske prilike.
• Čak i mali potok dovoljan je za opremanje stanice.
• Višak struje može se prodati susjedima.
• Ne treba vam puno dozvole za rad.

DIY mini hidroelektrana

Možete sami izgraditi vodovodnu stanicu za proizvodnju električne energije. Za privatnu kuću dovoljno je dvadeset kilovata dnevno. Čak i mini-hidroelektrana koja se sama sklapa može se nositi s takvom vrijednošću. Ali treba imati na umu da ovaj proces karakterizira niz karakteristika:

• Precizne proračune je teško izvršiti.
• Dimenzije i debljina elemenata biraju se "na oko", samo empirijski.
• Samostalne konstrukcije nemaju zaštitne elemente, što dovodi do čestih kvarova i povezanih troškova.

Stoga, ako nema iskustva i određenog znanja u ovoj oblasti, bolje je odustati od ideje ove vrste. Kupovina gotove stanice može biti jeftinija.

Ako ipak odlučite sve učiniti sami, onda morate početi s mjerenjem brzine protoka vode u rijeci. Uostalom, snaga koja se može dobiti ovisi o tome. Ako je brzina manja od jednog metra u sekundi, onda se izgradnja mini hidroelektrane na ovom mjestu neće isplatiti.

Druga faza koja se ne može izostaviti su proračuni. Potrebno je pažljivo izračunati iznos troškova koji će ići na izgradnju stanice. Kao rezultat toga, može se pokazati da hidroelektrana nije najbolja opcija. Zatim treba obratiti pažnju na druge vrste alternativne struje.

Mini hidroelektrana može biti najbolje rješenje u smislu uštede troškova energije. Za njenu izgradnju potrebno je imati rijeku u blizini kuće. Ovisno o željenim karakteristikama, možete odabrati odgovarajuću verziju hidroelektrane. Uz pravi pristup, takvu strukturu možete napraviti čak i vlastitim rukama.

fb.ru

Besplatna struja - DIY mini hidroelektrana

Ako u blizini vašeg doma teče rijeka ili čak mali potok, onda uz pomoć samostalne mini hidroelektrane možete dobiti besplatnu struju. Možda ovo neće biti jako veliko popunjavanje budžeta, ali spoznaja da imate vlastitu struju je mnogo skuplja. Pa, ako, na primjer, u dachi nema centralnog napajanja, onda će čak i mali kapaciteti moći jednostavno biti potrebni. I tako, za stvaranje hidroelektrane vlastite izrade potrebna su najmanje dva uvjeta - dostupnost vodnog resursa i želja.

Ako su oba prisutna, prvo što treba učiniti je izmjeriti protok rijeke. To je vrlo jednostavno učiniti - bacite grančicu u rijeku i izmjerite vrijeme za koje će preplivati ​​10 metara. Podjelom metara sa sekundama, dobijate trenutnu brzinu u m/s. Ako je brzina manja od 1 m / s, tada produktivna mini hidroelektrana neće raditi. U tom slučaju možete pokušati povećati brzinu protoka umjetnim sužavanjem kanala ili pravljenjem male brane ako imate posla s malim potokom.

Kao smjernicu, možete koristiti omjer između brzine protoka u m/s i snage uklonjene sa osovine propelera u kW (promjer propelera 1 metar). Ovi podaci su eksperimentalni, u stvarnosti dobijena snaga zavisi od mnogo faktora, ali je pogodna za procenu. Dakle:

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, itd.

Snaga mini hidroelektrane vlastite izrade proporcionalna je kubiku protoka. Kao što je već spomenuto, ako je protok nedovoljan, pokušajte ga umjetno povećati, ako je to moguće, naravno.

Vrste mini hidroelektrana

Postoji nekoliko osnovnih opcija za domaće mini hidroelektrane.

Vodeni kotač

To je kotač s veslom postavljen okomito na površinu vode. Točak je manje od pola uronjen u mlaz. Voda pritiska lopatice i okreće točak. Tu su i turbinski točkovi sa specijalnim lopaticama optimizovanim za mlaz fluida. Ali to su prilično složene strukture, više fabričke nego domaće.

Rotor Darrieus

To je rotor vertikalne ose koji se koristi za proizvodnju električne energije. Vertikalni rotor koji se rotira zbog razlike pritiska na lopaticama. Razlika u tlaku nastaje zbog strujanja tekućine oko složenih površina. Efekat je sličan podizanju hidroglisera ili podizanju krila aviona. Ovaj dizajn je patentirao Georges Jean-Marie Darier, francuski inženjer aeronautike 1931. godine. Takođe se često koristi u konstrukciji vjetroturbina.

Hidroelektrana Garlandnaya

Hidroelektrana se sastoji od lakih turbina - hidrauličnih rotora, nanizanih i kruto pričvršćenih u obliku vijenca na kablu bačenom preko rijeke. Jedan kraj kabla je pričvršćen u noseći ležaj, drugi rotira rotor generatora. U ovom slučaju kabel igra ulogu svojevrsne osovine, čije se rotacijsko kretanje prenosi na generator. Protok vode rotira rotore, rotori rotiraju kabl.

Propeler

Također je pozajmljena iz dizajna vjetroelektrana, neka vrsta "podvodne vjetroturbine" s vertikalnim rotorom. Za razliku od zračnog propelera, podvodni propeler ima minimalnu širinu lopatica. Za vodu je dovoljna širina oštrice od samo 2 cm. Sa ovom širinom bit će minimalan otpor i maksimalna brzina rotacije. Ova širina lopatice je odabrana za brzinu protoka od 0,8-2 metra u sekundi. Pri većim brzinama, druge dimenzije su vjerovatno optimalne. Propeler se ne pomiče zbog pritiska vode, već zbog stvaranja podizanja. Baš kao krilo aviona. Lopatice propelera se kreću preko toka umjesto da ih tok odnese u smjeru toka.

Prednosti i nedostaci različitih sistema domaćih mini hidroelektrana

Nedostaci hidroelektrane vijenca su očigledni: velika potrošnja materijala, opasnost za druge (dugački podvodni kabl, rotori skriveni u vodi, blokiranje rijeke), niska efikasnost. Hidroelektrana Garland je svojevrsna mala brana. Pogodno za upotrebu na napuštenim, udaljenim lokacijama sa odgovarajućim znakovima upozorenja. Može zahtijevati dozvolu nadležnih organa i ekologa. Druga opcija je mali potok u vašoj bašti. Darrieus rotor je teško izračunati i proizvesti. Na početku rada morate ga odvrnuti. Ali je atraktivan po tome što je osovina rotora smještena okomito i izvod snage se može izvesti iznad vode, bez dodatnih zupčanika. Takav rotor će se okretati sa bilo kojom promjenom smjera protoka - to je plus.

Najčešći u izgradnji samostalnih hidroelektrana bile su sheme propelera i vodenog točka. Pošto su ove opcije relativno jednostavne za proizvodnju, zahtevaju minimalne proračune i implementiraju se uz minimalne troškove, imaju visoku efikasnost, jednostavne su za konfigurisanje i rad.

Ako nemate vodenu energiju, možete napraviti svoju vlastitu vjetroelektranu.

Primjer najjednostavnije mini hidroelektrane

Najjednostavnija hidroelektrana može se brzo izgraditi od običnog bicikla sa biciklističkim dinamom za farove. Nekoliko sečiva mora biti pripremljeno od pocinkovanog gvožđa ili nedebelog aluminijumskog lima (2-3). Oštrice trebaju biti dugačke od ruba kotača do glavčine i široke 2-4 cm.Ove oštrice se ugrađuju između žbica na bilo koji način ili unaprijed pripremljenim pričvršćivačima. Ako koristite dvije oštrice, postavite ih jedno nasuprot drugom. Ako želite dodati još oštrica, tada podijelite obim kotača s brojem lopatica i postavite ih u jednakim intervalima. Možete eksperimentirati s dubinom uranjanja lopatice u vodu. Obično je potopljena od jedne trećine do jedne polovine. Ranije je razmatrana opcija marširajuće vjetroelektrane.

Takva mikro hidroelektrana ne zauzima puno prostora i savršeno će poslužiti biciklističkim turistima - glavna stvar je prisustvo potoka ili rječice - što je obično slučaj u kampu. Mini hidroelektrana iz bicikla moći će osvijetliti šator i napuniti mobitele ili druge sprave.

bazila.net

Hidroelektrana uradi sam na privatnoj parceli

Samostalna mini hidroelektrana, ručno izrađena: fotografija s opisom, kao i nekoliko video zapisa koji prikazuju rad mini hidroelektrane.

Autor ima mali potok koji teče u blizini kućne parcele, što ga je navelo na razmišljanje o izgradnji mini hidroelektrane kako bi mogao dobiti dodatnu struju za osvjetljavanje kuće i pogon kućanskih aparata male snage.

Turbina je napravljena samostalno od šperploče otporne na vlagu debljine 13 mm.

Rezultat je bio kotač promjera 1200 mm i širine 600 mm, konstrukcija je dodatno prekrivena vodoodbojnim premazom.

Nosač za turbinu je napravljen od hrastovih greda, cijela jedinica je usidrena za betonsku podlogu izlivenu na dnu potoka.

Ova domaća mini hidroelektrana koristi Wind blue Power Permanent Magnet Generator, sposoban je proizvesti 12 V već pri 130 o/min. Konvencionalni automobilski generator ovdje nije prikladan, jer proizvodi 12 V pri više od 1000 o/min. Obrtni moment se prenosi sa turbine na generator pomoću lančanog pogona.

U početku se turbina nije dovoljno brzo okretala i autor je odlučio napraviti dodatnu etapu ispod brane, na kojoj se voda skupljala u uskom otvoru i s većom silom padala na lopatice kotača.

Par 110A 12V akumulatora za automobile i inverter su spojeni na generator.

Izlazna snaga mini hidroelektrane je 50 W, a na svom vrhuncu daje do 500 W.

Po mom mišljenju, ideja nije loša, instalacija se može poboljšati, naravno, njen kapacitet neće biti dovoljan za potpuno napajanje kuće, ali kao dodatni izvor besplatne struje sasvim je prikladan.

Turbinski točak za generator.

Domaća mini hidroelektrana na poslu.

Video: Hidroelektrična turbina pri punom opterećenju.

Popularni domaći proizvodi iz ove kategorije

DIY generator plina...

Solarni punjač za vaš telefon...

Kako napraviti vertikalnu vjetroturbinu...

Kako spojiti solarni panel...

Kako napraviti lopatice za vjetroturbinu...

Solarni kolektori za kuce...

Solarni kolektor od boca...

Termo mini elektrana: generator po elementu ...

DIY vjetrogenerator...

Solarni kolektor iz limenki: crteži, fotografije...

Kako napraviti vjetrogenerator: fotografija, video ...

Kako napraviti solarnu bateriju za punjenje telefona...

sam-stroitel.com

Mini hidroelektrana "uradi sam" - je li to stvarno?

S obzirom na to da su tarife električne energije nedavno počele rasti, obnovljivi izvori električne energije postaju sve važniji među stanovništvom, što omogućava da se električna energija dobije praktično besplatno. Među takvim izvorima poznatim čovječanstvu, vrijedi istaknuti solarne panele, vjetrogeneratore, kao i kućne hidroelektrane. Ali ovo drugo je prilično teško, jer moraju raditi u vrlo agresivnim uvjetima. Iako to uopće ne znači da je nemoguće izgraditi mini hidroelektranu vlastitim rukama.

Da biste sve učinili ispravno i efikasno, glavna stvar je odabrati prave materijale. Oni moraju osigurati maksimalnu trajnost stanice. Domaći hidrogeneratori koji se sami prave, čija je snaga uporediva sa solarnim panelima i vjetroturbinama, mogu proizvesti mnogo veću količinu energije. Ali iako mnogo zavisi od materijala, tu nije kraj.

Vrste mini hidroelektrana

Postoji veliki broj različitih varijanti mini-hidroelektrana, od kojih svaka ima svoje prednosti, karakteristike i nedostatke. Razlikuju se sljedeće vrste ovih uređaja:

• vijenac;
• propeler;
• Darrieus rotor;
• vodeni kotač sa lopaticama.

Hidroelektrana vijenac se sastoji od kabla na koji su pričvršćeni rotori. Takav konopac se prevlači preko rijeke i uranja u vodu. Protok vode u rijeci počinje okretati rotore, koji zauzvrat uvijaju kabel, na čijem se jednom kraju nalazi ležaj, a na drugom - generator.

Sljedeći tip je vodeni kotač sa lopaticama. Postavlja se okomito na površinu vode, uronjen na manje od pola. Pošto protok vode utiče na točak, on se okreće i pokreće generator za mini hidroelektranu na koji je ovaj točak pričvršćen.

Klasični vodeni točak - dobro zaboravljeno staro

Što se elisne hidroelektrane tiče, radi se o vjetroturbini koja se nalazi pod vodom sa vertikalnim rotorom. Širina lopatica takve vjetrenjače ne prelazi 2 centimetra. Ova širina je dovoljna za vodu, jer upravo ova ocjena vam omogućava da proizvedete maksimalnu količinu električne energije s minimalnim otporom. Istina, ova širina je optimalna samo za brzine protoka do 2 metra u sekundi.

Što se tiče ostalih uslova, parametri lopatica rotora se izračunavaju zasebno. A Darrieus rotor je vertikalno postavljen rotor koji radi na principu diferencijalnog pritiska. Sve se dešava na isti način i sa krilom aviona, na koje utiče uzgona.

Prednosti i nedostaci

Ako uzmemo u obzir vijenac hidroelektrane, onda ima niz očiglednih nedostataka. Prvo, dugi kabel koji se koristi u konstrukciji opasan je za druge. Rotori skriveni pod vodom takođe predstavljaju veliku opasnost. Pa, osim toga, vrijedi napomenuti niske stope efikasnosti i veliku potrošnju materijala.

Što se tiče nedostataka Darrieus rotora, da bi uređaj počeo proizvoditi električnu energiju, prvo se mora odvrnuti. Istina, u ovom slučaju izvod snage se izvodi direktno iznad vode, tako da bez obzira na to kako se protok vode mijenja, generator će proizvoditi električnu energiju.

Sve gore navedeno su faktori koji čine mini hidro turbinu i vodeni točak popularnijim. Ako uzmemo u obzir ručnu konstrukciju takvih uređaja, onda oni nisu tako teški. Osim toga, uz minimalne troškove, takve mini hidroelektrane mogu isporučiti maksimalne pokazatelje učinkovitosti. Dakle, kriterijumi popularnosti su očigledni.

Gdje započeti gradnju

Izgradnja mini hidroelektrane vlastitim rukama trebala bi započeti mjerenjem indikatora brzine toka rijeka. To se radi vrlo jednostavno: samo označite udaljenost od 10 metara uzvodno, uzmite štopericu, bacite čip u vodu i zabilježite vrijeme koje mu je potrebno da pređe izmjerenu udaljenost.

Konačno, ako se 10 metara podijeli s brojem utrošenih sekundi, dobićete brzinu rijeke u metrima u sekundi. Treba imati na umu da nema smisla graditi mini hidroelektrane na mjestima gdje brzina protoka ne prelazi 1 m/s.

Ako je vodno tijelo daleko, možete izgraditi obilazni kanal

Ako trebate shvatiti kako se prave mini-hidroelektrane u području gdje je rijeka mala, tada možete pokušati postići povećanje protoka organiziranjem visinske razlike. To se može učiniti postavljanjem odvodne cijevi u rezervoar. U ovom slučaju, promjer cijevi će direktno utjecati na brzinu protoka vode. Što je manji prečnik, protok će biti brži.

Ovaj pristup vam omogućava da organizirate mini hidroelektranu, čak i ako u blizini kuće teče mali potok. Odnosno, na njemu je organizirana sklopiva brana, ispod koje je postavljena mini hidroelektrana direktno za napajanje kuće i kućanskih aparata.

energomir.biz

Generator vode iz vazduha »Korisni domaći proizvodi

Uređaj, princip rada generatora vode Generator vode je piramidalni okvir s punilom koji upija vlagu. Piramidalni okvir čine četiri stupa poz. 3, zavaren na osnovu poz. 4, od metalnog ugla. Metalna mreža je zavarena u prostor između uglova osnovne poz. 15: odozdo prema bazi uz pomoć preklopa poz. 6, polietilenska paleta je pričvršćena poz. 5 sa rupom u sredini. Unutrašnji prostor mrežastog okvira je gusto (ali bez deformacija zidova) ispunjen materijalom koji upija vlagu. Izvana je na piramidalni okvir poz. 1, koji je fiksiran sa četiri nosača poz. 8 i amortizer poz. četrnaest.

Generator vode ima dva radna ciklusa: apsorpciju vlage iz zraka punilom; isparavanje vlage iz punila, praćeno njenom kondenzacijom na zidovima kupole. Kako sunce zalazi, prozirna kupola se podiže kako bi se omogućio pristup zraku punilu; punilo upija vlagu tokom cele noći. Ujutro se kupola spušta i zatvara amortizerom; sunce isparava vlagu iz punila, para se skuplja u gornjem dijelu piramide, kondenzat teče niz zidove kupole na paletu i puni posudu vodom kroz rupu u njoj.

Izrada generatora vode Priprema za izradu generatora vode počinje prikupljanjem punila. Kao punilo koriste se komadići novinskog papira; papir iz novina treba uzeti bez tipografskog tipa kako bi se izbjegla kontaminacija rezultirajuće vode spojevima olova. Posao prikupljanja papira će potrajati dosta vremena, a za to vrijeme se izrađuju ostali elementi generatora vode. Podnožje je zavareno od metalnih uglova sa dimenzijama police 35x35 mm, na njega su zavarena četiri nosača odozdo, poz. 10 iz istih uglova i osam zagrada poz. 13. Nosači su međusobno povezani čeličnim šipkama poz. 17 930 mm dužine; prečnika 10 mm. Na vrhu polica uglova zavarena je metalna mreža veličine mreže 15x15 mm. mrežaste žice prečnika 1,5-2 mm. Četiri preklopa su izrezana iz čelične trake poz. 6. Probušene su rupe prečnika 4,5 mm kroz rupe u oblogama u uglovima postolja i urezan navoj za vijke VM 5. Zatim se baza postavlja na mesto određeno za GW u okućnici, povrtnjak itd. Mjesto mora biti odabrano tako da GW nije zasjenjen drvećem i zgradama.

Nakon odabira mjesta oslonca, baza se učvršćuje u tlo cementnim malterom. Dopušteno je zavariti potporne jastučiće promjera 100 mm od čeličnog lima debljine 2 mm na nosače. Nakon toga se u uglove kvadrata postolja naizmjenično zavaruju četiri stupa tako da se dijelovi stubova dužine 30 mm nalaze u sredini postolja na visini od oko 1,5 m. Stupovi se armiraju. sa prečkama, koje su zavarene na stupove iznutra.

Materijal prečke je isti kao i za stubove. Zatim paleta, poz. 5; rubovi palete, koji će biti ispod obloga, su uvučeni kako bi se ojačala točka pričvršćivanja. U sredini palete izrezana je okrugla rupa promjera 70 mm za odvod vode. Rubovi rupa se također mogu ojačati zavarivanjem dodatne polietilenske trake. Nadalje, mrežasti okvir je pričvršćen na stalke, a to je ribarska mreža s finim mrežama veličine oka 15x15 mm. Mreža je vezana za regale i rubove metalne mrežaste palete pamučnom pletenicom tako da je mreža zategnuta između regala. Također je preporučljivo vezati mrežu za prečke, dijeleći unutrašnji volumen piramide na dva odjeljka. Prije vezivanja mreže za prednji stup, pretinci (počevši od vrha) dobivenog mrežastog okvira se čvrsto popune zgužvanim komadićima novinskog papira. Ispunite tako da unutar piramide ne ostane slobodnog prostora i da izbočenje mrežastih zidova bude minimalno. Zatim počinju da prave prozirnu kupolu. Izrađen je od polietilenske folije, koja je izrezana prema crtežu poz. 1 i zavaren je lemilom duž ravnina A, A1. Izvedite šav bez pregrijavanja kako polietilen ne bi postao lomljiv na zavaru. Kako bi se spriječilo kršenje integriteta kupole na vrhu piramide, prekrivena je nekom vrstom polietilenske "kape" - fragment B prema crtežu poz. 1. Zatim, nakon postavljanja fragmenta B na piramidu, pažljivo stavite kupolu na okvir. Nakon ispravljanja kupole, ivice C ravnina su zavarene zajedno: dobiva se neka vrsta "suknje". Poz prstena je napravljen od gumene cijevi. 9, koji se stavlja na piramidu. Četiri strije sa kukama su vezane za prsten, poz. 11. Dno prozirne kupole ("suknje") je čvrsto pritisnuto uz uglove baze pomoću amortizera. Amortizer je gumeni prsten dužine 5000 mm i širine 50 mm od gumenog zavoja. U nedostatku polietilena potrebne površine za kupolu, zavaren je od nekoliko polietilenskih fragmenata. Za zavarivanje polietilena preporučuje se upotreba lemilice snage 40-65 W, u čijem je ubodu napravljen žlijeb, metalni disk debljine 3-5 mm je pričvršćen u utor na osi.

Rad generatora vode Sa zalaskom sunca, prozirna kupola se podiže do nivoa prečke i fiksira u tom položaju strijama, stavljajući kuke na šipke, poz. 17. Tokom noći papir upija vlagu, a ujutro se kupola spušta, pričvršćujući njenu donju ivicu na podlogu amortizerom. Tokom dana sunce će zagrejati piramidu, vlaga iz papira će ispariti, para se, hladeći se, kondenzuje na zidovima u vodu, koja se sliva. Voda se sakuplja postavljanjem posude ispod rupe na plastičnoj paleti. Pri zalasku sunca ciklus se ponavlja. Preporučljivo je mijenjati papir u HV svake sezone, a za zimu kupola se mora čuvati u zatvorenom prostoru. Također se preporučuje promjena kupole nakon gubitka transparentnosti njenih zidova. Tokom rada potrebno je pratiti integritet kupole.

www.freeseller.ru

Kako napraviti mini hidroelektranu vlastitim rukama / Održivi proizvodi i konstrukcija ...

Ako u blizini vašeg doma postoji rijeka, možete koristiti takav generator za proizvodnju čiste energije. Ovu šemu razvio je jedan američki inovator i sagradio je mini hidroelektranu za samo tri dana.