Centrală hidroelectrică fără baraj cu propriile mâini. Centrale hidroelectrice fără baraj (HPP-uri). Măsurarea puterii debitului de apă

Pentru început, să decidem cu privire la principiul de funcționare și tipurile de centrale hidroelectrice mici. Debitul râului sau fluxul de apă care cade rotește paletele turbinei și conducta hidraulică, care este conectată la un generator electric - acesta din urmă și generează energie electrică. Centralele hidroelectrice compacte moderne au control automat cu capacitatea de a trece instantaneu în modul manual în caz de urgență. Proiectele centralelor hidroelectrice moderne permit reducerea la minimum a producției de lucrări de construcție în timpul instalării echipamentelor.

Tipuri de minicentrale hidroelectrice

Minicentralele includ dispozitive de generare cu o capacitate de la 1 la 3000 kW. În principiu, un TPP constă din:

1. turbine (priza apa);
2. unitate generatoare;
3. sistem de control.

După tipul de resurse de apă utilizate pentru generare, minihidrocentralele sunt:

• Canal. Astfel de stații sunt construite pe râuri mici și plate cu rezervoare.
• Munte. Stații staționare care folosesc energia unui curent de munte rapid.
• Industrial. Stații care utilizează diferențe de debit de apă în întreprinderile industriale.
• Mobil. Stații care folosesc manșoane întărite pentru curgerea apei.

Tipurile de stații de baraj sunt foarte puternice, dar construcția barajului este costisitoare, iar în acest caz este imposibil să faci fără autorizații. A comunica cu oficialii din țara noastră nu înseamnă doar a-ți face viața grea, ci a pune la îndoială punerea în aplicare a celor mai bune intenții, așa că vom abandona imediat această afacere.

Cum funcționează o minicentrală hidroelectrică?

O diagramă schematică a funcționării unei centrale hidroelectrice poate fi selectată dintre mai multe opțiuni:

• Hidrocentrala Garland. De la un mal la celălalt al râului, este așezat sub apă un cablu cu rotoare înșirate pe el. Curentul rotește rotoarele și, în consecință, cablul în sine. Un capăt al cablului este în rulment, celălalt este conectat la generator.
• Elice. O structură subacvatică asemănătoare unei turbine eoliene cu pale înguste și un rotor vertical. O lamă cu o lățime de numai 20 mm la viteză mare de rotație va oferi o rezistență minimă. O lamă de această lățime este selectată la un debit de 0,8–2,0 m pe secundă.
• Roata de apa. O roată cu zbaturi parțial scufundată în pârâu și în unghi drept cu suprafața apei. Fluxul de apă apasă pe lame, rotind roata.
• Rotor Daria. Rotor vertical cu suprafețe complexe ale palelor. Fluidul care curge în jurul palelor creează presiuni diferite, datorită cărora are loc rotația.

Fotografia prezintă o minicentrală hidroelectrică bazată pe o roată de apă

Cum se evaluează capacitatea potențială a unei minicentrale hidroelectrice

Înainte de a construi o minicentrală hidroelectrică, trebuie să determinați puterea pe care vă puteți baza cu propriile mâini. Există o relație de referință între debitul de apă și puterea care poate fi scoasă din arbore în kW cu un diametru șurub de 1 m.

Debitul este determinat prin măsurarea timpului necesar pentru ca o așchie să fie aruncată în apă pentru a parcurge o anumită distanță. După ce am făcut calcule simple, obținem debitul în metri pe secundă. Dacă în acest caz viteza este mai mică de 1 m / s, atunci construcția unei centrale hidroelectrice va fi inutilă din punct de vedere economic.

La un debit de 2,5 m/s, puterea va fi de 0,86 kW, la 3 m/s - 1,24 kW, la 4 m/s - 2,2 kW. Relația este descrisă de relația: puterea hidrocentralei este proporțională cu cubul debitului de apă. Dacă debitul la locul construcției propuse este scăzut, puteți încerca să îl creșteți cu un dispozitiv pentru o diferență de înălțime de curgere sau prin instalarea unei conducte de scurgere cu diametru variabil la ieșirea din rezervor. Cu cât diametrul conductei de evacuare este mai mic, cu atât debitul va fi mai mare.

Cum să faci o minicentrală hidroelectrică acasă

Principiul de funcționare a unei mici centrale hidroelectrice de casă poate fi înțeles pe exemplul unei biciclete cu un far și un dinam (generator).

1. Din fierul de acoperiș facem trei lame cu lungimea egală cu raza roții bicicletei (distanța de la butucul central până la janta roții) și 3-4 cm lățime.
2. Instalăm lamele între spițele roții, îndoind marginea lamei în jurul spițelor pentru fixare. Lamele trebuie aliniate uniform, păstrând aceleași unghiuri între ele.
3. Cufundam roata cu palete într-un râu rapid la o adâncime de o treime până la jumătate din diametrul roții. Electricitatea generată va fi suficientă, de exemplu, pentru a lumina un cort.

Desenul uneia dintre opțiunile pentru construcția unei minicentrale hidroelectrice

Un exemplu este o centrală hidroelectrică mică pentru o fermă cu o capacitate de 3-5 kW din materiale vechi:

1. Rotorul poate fi realizat dintr-un tambur vechi de cablu metalic cu un diametru de 2,2 m. Folosind o polizor și sudând la un unghi de 45 de grade față de rază, trebuie să sudați 18 lame. Rotorul se rotește pe rulmenți. Suport - țeavă metalică sau colț.
2. Pe rotor, trebuie să instalați un reductor de lanț cu un raport de transmisie (raport de transmisie) 4. În plus, rotația va fi transmisă prin arborele de transmisie VAZ 2101.
3. Veți avea nevoie de o treaptă de viteză (factor - 40) și un generator trifazat. Viteza de rotație a generatorului este de aproximativ 3000 rpm. Raportul total de reducere al celor două cutii de viteze este de 40 x 4 = 160. Generatorul trebuie acoperit cu un capac pentru a-l proteja de umiditate și siguranță. Rotația de proiectare a roții de apă ar trebui să fie de aproximativ 20 de rotații pe minut.
4. Un motor asincron poate fi adaptat pentru un generator, iar unitatea de control poate fi luată de la orice mașină mică. Veți avea nevoie de o lungime de cablu VVG NG 2x4 de la rotor la clădirile fermei.

concluzii

Costurile totale de producție vor fi de aproximativ 10-15 mii de ruble. Principalul articol de cheltuieli este salariul unui sudor și al unui muncitor care ajută la realizarea și montarea structurii.

Principalele avantaje ale unor astfel de echipamente sunt costul scăzut al energiei electrice, siguranța mediului, sursa inepuizabilă de energie și simplitatea designului.

Dintre toate sursele alternative de energie, centralele hidroelectrice sunt cele mai populare. Acest fapt poate fi explicat destul de simplu - cu aceeași investiție, rentabilitatea este mult mai mare. Singurul dezavantaj este că un râu sau un pârâu este necesar pentru o funcționare stabilă.

Clasificarea minicentralelor hidroelectrice

În funcție de principiul de funcționare, există patru tipuri principale de centrale hidroelectrice:

• Ghirlandă centrală hidroelectrică, structuri hidraulice suplimentare sunt utilizate pentru a îmbunătăți fluxul de apă;
• roata clasica de apa, varianta cea mai simpla, pentru o centrala hidroelectrica de casa;
• elice, potrivită dacă albia râului are o lățime mai mare de 10 m;
• rotorul Daoye este utilizat pentru fabricarea microcentralelor hidroelectrice industriale.

Ceea ce au în comun toate aceste tipuri de hidrocentrale este că nu au nevoie să construiască un baraj pentru funcționarea lor. Acest design este o instalație de inginerie de înaltă precizie și costisitoare, a cărei construcție costă de câteva ori mai mult decât centrala hidroelectrică în sine.

Al doilea criteriu după care trebuie împărțite centralele hidroelectrice mici este posibilitatea utilizării lor în scopuri casnice și industriale. Ideea este că unul și același tip de centrală hidroelectrică poate avea mai multe opțiuni pentru alimentarea și eliminarea apei. Acest lucru face posibilă crearea de centrale electrice care pot funcționa într-un sistem de conducte închise. Ele sunt relevante pentru fabrici și întreprinderi, procesul de producție, care este asociat cu un consum mare de apă. In plus, capacitatea instalatiei trebuie sa corespunda necesarului de energie electrica.

Instalațiile de uz casnic sunt mult mai simple și mai ieftine. Dar instalarea lor este posibilă numai dacă există o sursă constantă de apă. În acest caz, nu vorbim de alimentarea cu apă municipală.

Avantajele minicentralelor hidroelectrice

• funcționează aproape în tăcere și nu poluează atmosfera;
• nu afectează în niciun fel calitatea apei, dacă se dorește, filtrele sunt instalate pe sistemul de drenaj, ceea ce face ca apa să fie potrivită pentru băut;
• funcționarea stației nu depinde de condițiile meteorologice, energia electrică este generată 24 de ore pe zi;
• chiar și un mic pârâu este suficient pentru funcționarea unei centrale hidroelectrice;
• există posibilitatea de a vinde surplusul de energie electrică vecinilor;
• nu este nevoie să colectați certificate și permise.

Comparație între minicentrale hidroelectrice de casă și fabrici

Pentru uz casnic, nu aveți nevoie de mai mult de 20 kW pe zi. Aceasta nu este atât de mult, așadar, se pune sub semnul întrebării fezabilitatea achiziționării unei hidrocentrale fabricate printr-o metodă industrială. Se pare că nu există dificultăți în realizarea unei unități hidroelectrice de tip roată sau elice. Dar, în practică, apar o serie de probleme.

În primul rând, este dificil să se facă calculele necesare, în al doilea rând, grosimea și dimensiunea pieselor sunt selectate exclusiv din experiență, iar în al treilea rând, centralele hidroelectrice de casă sunt fabricate fără elemente de protecție, ceea ce duce la defecțiuni permanente și, ca un rezultat, deșeuri suplimentare.

Dacă nu există experiență în hidroenergie, este mai bine să renunțați la ideea unei instalații de casă. Este mult mai ușor și mai sigur să negociezi problema cu vecinii și să achiziționezi în comun un HPP din fabrică cu garanție de calitate. În plus, firmele care vând aceste unități își realizează instalarea.

Prezentare generală a producătorilor de minicentrale hidroelectrice

De fapt, nu multe companii sunt angajate în producția de minicentrale hidroelectrice. Companiile intermediare încearcă să nu dezvăluie aceste informații, deoarece vor pierde partea leului din venit. Printre acele fabrici în care merită cu adevărat încredere, trebuie să evidențiați CINK Hydro-Energy. Este un lider mondial recunoscut în dezvoltarea de echipamente hidraulice.

Cu toate acestea, înainte de a contacta un manager al companiei, trebuie calculate costurile de procesare a informațiilor, logistică și instalare. În cele mai multe cazuri, suma se va dovedi a fi nu cu mult mai mică decât cea a intermediarilor.

Ce companie să comande o minicentrală hidroelectrică

Având în vedere că echipamentul este destul de scump și sunt necesare calcule matematice precise pentru fabricație, este logic să contactați companii care s-au impus pozitiv pe piață. Energia alternativă este o nouă direcție pentru țara noastră, așa că lista este destul de mică.

1. AEnergy este cel mai mare furnizor de centrale hidroelectrice de înaltă calitate, compania oferă o gamă completă de servicii de la colectarea și procesarea informațiilor până la instalarea unei centrale hidroelectrice.

2. INSET este o companie din Sankt Petersburg. Ea este angajată independent în fabricarea centralelor hidroelectrice, prin urmare este personal responsabilă pentru calitate. Avantajele cooperării sunt că este posibilă comandarea unei microhidrocentrale de 5-10 kW.

3. Hydroponics este o altă companie autohtonă care produce independent centrale hidroelectrice. Toate produsele sunt garantate 10 ani. Cel mai interesant model este Shar-Bulak cu o putere de 5 kW.

4. NPO Inversion este un birou de proiectare specializat în dezvoltarea surselor de energie alternative și standard. Caracteristicile distinctive sunt prezența centralelor hidroelectrice nestandard, cu o capacitate de 7,5 și 12,5 kW.

5. Micro hydro power este o companie chineză care vinde mai multe aparate electrocasnice relativ ieftine.

În acest loc vom încerca să facem noua noastră centrală hidroelectrică. Anterior, pe acest iaz, s-au făcut deja încercări de a crea o centrală hidroelectrică de casă de la o roată de veveriță cu transmisie prin curea la un generator (apropo, se arată în fotografia de la sfârșitul articolului), ceea ce a dat un curent de aproximativ 1 Amperi, acesta a fost suficient pentru a alimenta mai multe becuri și un receptor radio în mica noastră cabană de vânătoare ... Această centrală a funcționat cu succes de mai bine de 2 ani și am decis să creăm o versiune mai puternică a unei versiuni similare a unei centrale hidroelectrice pe locul acestui mini-baraj.

Pentru fabricarea unei minicentrale hidroelectrice de baraj pe m2, veți avea nevoie de:

Resturi și colțuri din tablă;
- Discuri pentru roți (utilizate din corpul unui generator Onan defect);
- Generator (facut din doua discuri de 11 inch de la franele cu disc Dodge);
- Arborele de antrenare si rulmentii - pare a fi tot de la Dodge, nu ne amintim exact, asa ca le-am scos cu mainile noastre din alt produs de casa;
- sarma de cupru cu sectiunea transversala de aproximativ 15 mm;
- niste placaj;
- magneți;
- rasina de polistiren pentru umplerea rotorului si statorului.

Proces de fabricație

Lamele roții motoare sunt realizate dintr-o țeavă de oțel de 4 inci tăiată în 4 părți.

Am realizat un șablon care a ajutat la așezarea găurii, suprafețele laterale ale roții sunt jante de 12 ".

Realizam un sablon cu care marcam gaurile pentru butuci (5 bucati), precum si pozitia unghiului paletelor. Într-o astfel de roată, văzută din lateral, apa lovește de sus, pe la ora 10, trece prin mijlocul roții și iese în jos, la ora 5, astfel încât apa lovește roata de două ori. Am analizat un număr mare de fotografii și am încercat să simulăm lățimea și unghiul lamelor. Fotografia de mai sus prezintă marcajele pentru marginile lamelor și găurile pentru atașarea roții la generator. Roata are 16 lame.

Șablonul a fost lipit de unul dintre discuri - viitoarea suprafață laterală a roții, am prins ambele discuri împreună. În imaginea de mai sus se fac găuri mici pentru a poziționa lamele.

Faceți un spațiu de 10 inchi între discuri folosind știfturi solide filetate și aliniați-le cât mai atent posibil înainte de a instala lamele.

Procesul de sudare a roților este prezentat în fotografia de mai sus. Este foarte important ca lamele sa fie realizate din teava de otel galvanizat. Înainte de sudare, este necesar să dezlipiți zincul de pe marginile lamelor, deoarece metalul galvanizat degajă gaz toxic în timpul sudării, pe care încercăm să-l evităm.

Roata finită a viitoarei noastre hidrocentrale, fără generator. Pe cealaltă parte a roții (opus generatorului) în discul lateral există un orificiu de 4 inci pentru înșurubarea ușoară a generatorului, precum și pentru curățare, pentru a introduce mâna și a scoate bețe și alte resturi care udă. poate transporta înăuntru.

Duza are aceeași lățime (10 ") ca și roata și aproximativ 1" înălțime de la capătul de unde iese apa. Zona duzei este puțin mai mică decât tubul de 4 inci pe care este montată duza. În fotografia de mai sus - îndoim o foaie de metal cu propriile mâini pentru o duză.

Punem roata pe ax, hidrocentrala noastra este aproape gata, ramane doar sa facem si sa montam generatorul. Întreaga structură este mobilă. Putem muta duza înainte, înapoi, în sus, în jos. Roata și generatorul se pot deplasa înainte și înapoi.

Fabricarea unui generator pentru centrala noastră hidroelectrică.>

Facem înfășurarea statorului și o pregătim pentru turnare. Înfășurarea este formată din 9 bobine, fiecare bobină este formată din 125 de spire de sârmă de cupru de 1,5 mm. Fiecare fază este formată din 3 bobine conectate în serie, am scos 6 capete, astfel încât să putem face o legătură atât în ​​stea, cât și în deltă.

Și acesta este statorul - după umplere. (Folosim rășină de poliester pentru a-l umple) Diametrul său este de 14 inchi (35,5 cm), grosimea este de 0,5 inci 1,3 cm.

Facem un șablon din placaj - pentru marcarea magneților.

Fotografia prezintă un șablon și unul dintre discurile de frână (viitorul rotor).

Asezam 12 magneti de 2,5 x 5 cm, 1,3 cm grosime conform sablonului pregatit.

Umpleți rotorul cu rășină poliesterică, iar când rășina se usucă, rotorul va fi gata de utilizare.

Așa arată centrala noastră hidroelectrică aproape finalizată, cu un generator.

Fotografie din cealaltă parte. Sub capacul din aluminiu sunt două redresoare de punte de la AC trifazic la DC. Scala ampermetrului - până la 6A. În această stare, când spațiul de aer dintre rotoarele magnetice este redus la o limită, mașina emite 12,5 volți la 38 rpm.

În rotorul magnetic din spate, există 3 șuruburi de reglare pentru a regla spațiul de aer, astfel încât generatorul să se poată întoarce mai repede după cum este necesar, în speranța de a găsi optimul.

În timpul liber, 17 persoane au participat la crearea hidrocentralei.

Continuăm la fabricarea elementelor de fixare, pentru aceasta, mai întâi curățăm toată rugina din tablă și colțuri, grund și vopsea, acest lucru cu siguranță nu este necesar, dar acest lucru este mai frumos, iar vederea va fi comercializabilă.

Generatorul nostru cu roți hidraulice este gata, tot ce trebuie să faci este să-l instalezi!

Ar fi fost frumos să construim un scut de stropire pentru un generator care se rotește cu roata, dar nu am găsit niciodată un material potrivit. Prin urmare, am decis să o facem mai târziu, dacă hidrocentrala începe să funcționeze.

O altă fotografie a unui generator cu o roată de apă. Duza nu a fost inca montata, este in spatele corpului si o vom monta in curand.

Fotografia arată locul unde vrem să-l punem. Din fundul barajului iese o conductă de 4 ", cu o cădere de aproximativ 3 picioare. Luăm doar o mică parte din debitul de apă.

Aceasta este vechea noastră centrală microhidroelectrică, care a funcționat de 2 ani, inclusiv ierni. A fost suficient pentru 1 Amperi (12 wați) sau cam așa ceva. Aceasta este o roată de veveriță, cu o curea de transmisie la motor de la un streamer de computer de la Ametek. Tensiunea curelei este esențială pentru funcționarea cu succes și trebuie ajustată frecvent. Sperăm că am construit ceva mai bun decât asta.

Centrala noastră hidroelectrică este în funcțiune, o ajustăm. În sfârșit, ajungem la parametrii prevăzuți teoretic: cel mai bun rezultat se obține atunci când apa intră la ora 10 de jantă, și iese pe la ora 5.

Functioneaza! Ieșirea este de aproximativ 2 Amperi (1,9 mai exact). Nu este posibilă creșterea curentului. Reglajele nu sunt ușoare - fiecare mișcare a roții necesită o mișcare corespunzătoare a duzei și invers. De asemenea, putem schimba întrefierul și conexiunea de la stea la triunghi. Rezultatul este în mod clar mai bun pentru stea - puterea este mai mare decât cea a triunghiului la același rpm. Am ajuns cu o stea, cu un decalaj de 1,25 inci (destul de mult).

Mașina de scris poate fi făcută puțin mai ieftină folosind magneți mai puțin puternici și un spațiu de aer mai mic... sau poate furniza mai mult curent cu aceiași magneți, un spațiu mai mic și bobine cu mai multe spire. Ne vom ocupa de asta cândva. Între timp, roata produce 160 rpm la ralanti, 110 rpm sub sarcină, producând 1,9 A x 12V.
Ne-a făcut mare plăcere, a fost foarte distractiv, iar minihidrocentrala funcționează bine. Mai avem nevoie de un ecran pentru generator - râul este plin de nisip negru! La fiecare câteva ore trebuie să curățați rotoarele magnetice de acumularea de nisip. Este necesar fie să puneți un ecran, fie să atașați câțiva magneți puternici la intrarea în conductă.

Pe baza materialelor de pe site-ul: Otherpower.com

Dacă în apropierea casei dvs. curge un râu sau chiar un mic pârâu, atunci cu ajutorul unei minicentrale hidroelectrice auto-fabricate, puteți obține electricitate gratuită. Poate că aceasta nu va fi o completare foarte mare a bugetului, dar realizarea că aveți propria energie electrică este mult mai costisitoare. Ei bine, dacă, de exemplu, într-o casă de țară, nu există o sursă centrală de alimentare, atunci chiar și capacități mici de putere vor fi pur și simplu necesare. Și astfel, pentru a crea o centrală hidroelectrică auto-fabricată, sunt necesare cel puțin două condiții - disponibilitatea unei resurse de apă și o dorință.

Dacă ambele sunt prezente, atunci primul lucru de făcut este să măsurați debitul râului. Este foarte simplu să faceți acest lucru - aruncați o crenguță în râu și măsurați timpul în care va înota 10 metri. Împărțind metrii la secunde, obțineți viteza actuală în m / s. Dacă viteza este mai mică de 1 m / s, atunci o minicentrală hidroelectrică productivă nu va funcționa. În acest caz, puteți încerca să creșteți debitul prin îngustarea artificială a canalului sau realizarea unui mic baraj dacă aveți de-a face cu un pârâu mic.

Ca ghid, puteți utiliza raportul dintre debitul în m / s și puterea eliminată de la arborele elicei în kW (diametru elicei 1 metru). Datele sunt experimentale, în realitate puterea obținută depinde de mulți factori, dar este potrivită pentru evaluare.

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, etc.

Putere minicentrală hidroelectrică de casă proporţional cu cubul debitului. După cum am menționat deja, dacă debitul este insuficient, încercați să îl creșteți artificial, dacă este posibil, desigur.

Tipuri de minicentrale hidroelectrice

Există mai multe opțiuni de bază pentru minicentrale hidroelectrice de casă.

Roata de apa

Este o roată cu zbaturi montată perpendicular pe suprafața apei. Roata este mai puțin de jumătate scufundată în curent. Apa apasă pe lame și întoarce roata. Există și roți de turbină cu palete speciale optimizate pentru jetul de fluid. Dar acestea sunt structuri destul de complexe, mai degrabă făcute din fabrică decât făcute în casă.

Rotor Darrieus

Este un rotor cu axă verticală folosit pentru a genera energie electrică. Un rotor vertical care se rotește din cauza diferenței de presiune pe palele sale. Diferența de presiune este creată din cauza fluxului de lichid în jurul suprafețelor complexe. Efectul este similar cu suspensia hidrofoilelor sau cu ridicarea aripii unui avion. Acest design a fost brevetat de Georges Jean-Marie Darier, un inginer aeronautic francez în 1931. De asemenea, este adesea folosit în construcția de turbine eoliene.

Hidrocentrala Garlandnaya

Hidrocentrala este formata din turbine usoare - rotoare hidraulice, insirate si fixate rigid sub forma unei ghirlande pe un cablu aruncat peste rau. Un capăt al cablului este fixat în rulmentul suport, celălalt rotește rotorul generatorului. În acest caz, cablul joacă rolul unui fel de arbore, a cărui mișcare de rotație este transmisă generatorului. Fluxul de apă rotește rotoarele, rotoarele rotesc cablul.

Elice

De asemenea, împrumutat din proiectele centralelor eoliene, un fel de „turbină eoliană subacvatică” cu rotor vertical. Spre deosebire de o elice pneumatică, o elice subacvatică are o lățime minimă a palelor. Pentru apa este suficienta o latime a lamei de numai 2 cm.Cu aceasta latime va exista rezistenta minima si viteza maxima de rotatie. Această lățime a lamei a fost aleasă pentru un debit de 0,8-2 metri pe secundă. La viteze mai mari, alte dimensiuni pot fi optime. Elicea nu se mișcă din cauza presiunii apei, ci datorită generării de portanță. Exact ca aripa unui avion. Paletele elicei se deplasează peste flux, mai degrabă decât să fie purtate de flux în direcția fluxului.

Avantajele și dezavantajele diverselor sisteme de minicentrale hidroelectrice de casă

dezavantaje centrala hidroelectrica garland evident: consum mare de material, pericol pentru altii (cablu subacvatic lung, rotoare ascunse in apa, blocarea raului), randament scazut. Centrala Hidroelectrică Garland este un fel de mic baraj. Potrivit pentru utilizare în locații îndepărtate, părăsite, cu semne de avertizare adecvate. Poate necesita permisiunea autorităților și a ecologiștilor. A doua opțiune este un mic pârâu în grădina dvs.
Rotor Darrieus- dificil de calculat și fabricat. La începutul lucrării, trebuie să-l derauciți. Dar este atractiv prin faptul că axa rotorului este amplasată vertical și priza de putere poate fi efectuată deasupra apei, fără angrenaje suplimentare. Un astfel de rotor se va roti cu orice schimbare a direcției de curgere - acesta este un plus.

Cel mai răspândit la construirea de centrale hidroelectrice auto-fabricate am primit diagramele elicei și roții de apă. Deoarece aceste opțiuni sunt relativ ușor de fabricat, necesită calcule minime și sunt implementate la costuri minime, au o eficiență ridicată, sunt ușor de configurat și de operat.

Dacă nu aveți energie de apă, vă puteți face propriul parc eolian acasă.

NS Exemplu de cea mai simplă minicentrală hidroelectrică

Cea mai simplă centrală hidroelectrică poate fi construită rapid dintr-o bicicletă obișnuită cu un dinam pentru faruri de bicicletă. Mai multe lame trebuie pregătite din fier zincat sau tablă de aluminiu nu groasă (2-3). Lamele ar trebui să aibă lungimea de la janta roții până la butuc și 2-4 cm lățime.Aceste lame sunt instalate între spițe prin orice metodă improvizată sau prin dispozitive de fixare pre-preparate.
Dacă utilizați două lame, așezați-le unul față de celălalt. Dacă doriți să adăugați mai multe lame, împărțiți circumferința roții la numărul de lame și instalați-le la intervale egale. Puteți experimenta adâncimea de scufundare a roții cu zbaturi în apă. De obicei este scufundat de la o treime la o jumătate.
Opțiunea unui parc eolian în marș a fost luată în considerare mai devreme.

O astfel de microcentrală hidroelectrică nu ocupă mult spațiu și va deservi perfect bicicliștii - principalul lucru este prezența unui pârâu sau a unui pârâu - ceea ce este de obicei cazul în camping. O minicentrală hidroelectrică dintr-o bicicletă va putea să lumineze un cort și să încarce telefoane mobile sau alte gadget-uri.

Puterea debitului de apă este o resursă naturală regenerabilă, a cărei utilizare vă va permite să obțineți energie electrică practic gratuită, să economisiți utilități sau să rezolvați problema reîncărcării echipamentelor.

Dacă în apropierea casei tale curge un pârâu sau un râu, o centrală hidroelectrică cu propriile mâini din materiale vechi este o adevărată ieșire. Dar mai întâi, să luăm în considerare care pot fi opțiunile pentru minicentrale hidroelectrice și cum funcționează acestea.

Centrale hidroelectrice neindustriale

Centralele hidroelectrice sunt structuri care pot transforma energia de mișcare a apei în energie electrică. Acestea pot fi baraje pe râuri mari, producând de la zece până la câteva sute de megawați, sau minicentrale hidroelectrice cu o putere maximă de 100 kW, ceea ce este suficient pentru nevoile unei case private. Să aflăm mai multe despre acesta din urmă.

Stație de ghirlande cu șuruburi hidraulice

Structura este formată dintr-un lanț de rotoare fixate pe un cablu flexibil de oțel întins peste râu. Cablul în sine joacă rolul unui arbore rotativ, al cărui capăt este fixat pe rulmentul suport, iar celălalt - activează arborele generatorului.

Fiecare rotor hidraulic al „ghirlandei” este capabil să genereze aproximativ 2 kW de energie, cu toate acestea, viteza debitului de apă pentru aceasta trebuie să fie de cel puțin 2,5 metri pe secundă, iar adâncimea rezervorului nu trebuie să depășească 1,5 m.

Principiul de funcționare al centralei hidroelectrice Garland este simplu: presiunea apei învârte șuruburile hidraulice, iar acestea rotesc cablul și forțează generatorul să genereze energie.

Stațiile de ghirlande au fost folosite cu succes la mijlocul secolului trecut, dar apoi elicele de casă și chiar conservele au jucat rolul șuruburilor. Astăzi, producătorii oferă mai multe tipuri de rotoare pentru diferite condiții de funcționare. Sunt echipate cu lame de diferite dimensiuni, din tablă, și vă permit să obțineți eficiența maximă din funcționarea stației.

Dar, deși acest hidrogenerator este destul de simplu de fabricat, funcționarea lui presupune o serie de condiții speciale care nu sunt întotdeauna fezabile în viața reală. Astfel de structuri blochează albia râului și este puțin probabil ca vecinii de pe mal, ca să nu mai vorbim de reprezentanții serviciilor de mediu, să vă permită să utilizați energia pârâului în scopurile dvs.

In plus, iarna, instalatia poate fi folosita doar pe corpuri de apa care nu ingheta, iar intr-un climat aspru, poate fi conservata sau demontata. Prin urmare, stațiile de ghirlande sunt ridicate temporar și în principal în zone nelocuite (de exemplu, lângă pășunile de vară).

Stațiile rotative cu o capacitate de la 1 la 15 kW/h generează până la 9,3 MW pe lună și vă permit să rezolvați independent problema electrificării în regiunile îndepărtate de autostrăzile centralizate

Analogul modern al instalației de ghirlande este stațiile de cadru submersibile sau de intrare cu rotoare transversale. Spre deosebire de predecesorul lor de ghirlande, aceste structuri nu blochează întregul râu, ci folosesc doar o parte a canalului și pot fi instalate pe un ponton / plută sau coborâte complet până la fundul rezervorului.

Rotor vertical Darrieus

Rotorul Darrieus este un dispozitiv cu turbină care a primit numele inventatorului său în 1931. Sistemul este format din mai multe pale aerodinamice fixate pe grinzi radiale și funcționează prin presiune diferențială pe principiul „aripii de ridicare”, care este utilizat pe scară largă în construcțiile navale și aviație.

Deși astfel de instalații sunt mai folosite pentru a crea turbine eoliene, ele pot funcționa și cu apă. Dar în acest caz, sunt necesare calcule precise pentru a alege grosimea și lățimea palelor în funcție de puterea debitului de apă.

Rotorul Darrieus seamănă cu o „moară de vânt”, instalată doar sub apă și poate funcționa indiferent de fluctuațiile sezoniere ale debitului

Rotoarele verticale sunt rareori folosite pentru a crea centrale hidroelectrice locale. În ciuda indicatorilor de eficiență buni și a simplității aparente a designului, echipamentul este destul de complicat de operat, deoarece sistemul trebuie să fie „destors” înainte de a începe lucrul, dar numai înghețarea rezervorului poate opri stația de funcționare. Prin urmare, rotorul Darrieus este utilizat în principal în instalațiile industriale.

Elice subacvatice - "turbină eoliană"

De fapt, aceasta este cea mai simplă turbină eoliană cu aer, doar că este instalată sub apă. Dimensiunile paletelor sunt calculate in functie de forta debitului pentru a asigura viteza maxima de rotatie si rezistenta minima. De exemplu, dacă viteza curentului nu depășește 2 m / s, atunci lățimea lamei ar trebui să fie de 2-3 cm.

O elice subacvatică este ușor de realizat cu propriile mâini, dar este potrivită numai pentru râuri adânci și rapide - într-un corp de apă puțin adânc, palele rotative pot răni pescarii, scăldatorii, păsările de apă și animalele.

O astfel de turbină eoliană este instalată „spre” flux, dar paletele sale funcționează nu datorită presiunii capului de apă, ci datorită apariției unei forțe de ridicare (după principiul aripii unui avion sau al elicei unei nave).

Roată de apă cu vâsle

Roata hidraulică este una dintre cele mai simple variante ale unui motor hidraulic, cunoscută încă din vremea Imperiului Roman. Eficacitatea muncii sale depinde în mare măsură de tipul de sursă pe care a fost instalat.

Roata de umplere se poate roti numai din cauza debitului, iar roata de umplere - folosind presiunea și greutatea apei care cade de sus pe lame

În funcție de adâncimea și canalul cursului de apă, puteți instala diferite tipuri de roți:

• Gravity (sau fund-piercing) - potrivit pentru râuri de mică adâncime cu un debit rapid.
• Medium-piercing - sunt situate în canale cu cascade naturale astfel încât curgerea să cadă aproximativ în mijlocul tamburului rotativ.
• Vrac (sau deasupra capului) - instalat sub un baraj, țeavă sau la baza unui pervaz natural, astfel încât apa care cade să-și continue drumul prin partea de sus a roții.

Dar principiul de funcționare pentru toate opțiunile este același: apa cade pe lame și antrenează roata, ceea ce face ca generatorul pentru minicentrala să se rotească.

Producătorii de echipamente hidraulice oferă turbine gata făcute, ale căror pale sunt special adaptate pentru un anumit debit de apă. Dar meseriașii de acasă fac structuri de tambur în mod vechi - din materiale vechi.

Amenajarea propriei centrale hidroelectrice este una dintre cele mai bugetare și ecologice modalități de a oferi resurse energetice unei cabane de vară, unei ferme sau unei baze turistice.

Poate că lipsa optimizării va afecta indicatorii de eficiență, dar costul echipamentelor de casă va costa de câteva ori mai ieftin decât analogul achiziționat. Prin urmare, roata de apă este cea mai populară opțiune pentru organizarea propriei mini-hidrocentrale.

Conditii pentru instalarea unei centrale hidroelectrice

În ciuda ieftinității tentante a energiei generate de hidrogenerator, este important să țineți cont de particularitățile sursei de apă, ale cărei resurse intenționați să le utilizați pentru propriile nevoi. La urma urmei, nu orice curs de apă este potrivit pentru funcționarea unei minihidrocentrale, cu atât mai mult pe tot parcursul anului, așa că nu strica să aveți în rezervă posibilitatea de a se conecta la o linie principală centralizată.

Câteva argumente pro și contra

Principalele avantaje ale unei hidrocentrale individuale sunt evidente: echipamentele ieftine care generează energie electrică ieftină, în plus, nu dăunează naturii (spre deosebire de barajele care întrerup curgerea râului). Deși sistemul nu poate fi numit absolut sigur, elementele rotative ale turbinelor pot răni locuitorii lumii subacvatice și chiar oamenii.

Pentru prevenirea accidentelor, hidrocentrala trebuie sa fie imprejmuita, iar in cazul in care sistemul este complet ascuns de apa, trebuie montat pe mal un semn de avertizare.

Avantajele minicentralelor hidroelectrice:

1. Spre deosebire de alte surse de energie „gratuite” (panouri solare, turbine eoliene), sistemele hidraulice pot functiona indiferent de ora din zi si de vreme. Singurul lucru care le poate împiedica este înghețarea rezervorului.
2. Pentru a instala un hidrogenerator, nu este necesar să existe un râu mare - aceleași roți de apă pot fi folosite cu succes chiar și în pâraiele mici (dar rapide!).
3. Unitățile nu emit substanțe nocive, nu poluează apa și funcționează practic silențios.
4. Pentru instalarea minihidrocentralelor cu o capacitate de până la 100 kW nu este necesară întocmirea autorizațiilor (deși totul depinde de autoritățile locale și de tipul instalației).
5. Excesul de energie electrică poate fi vândut către casele învecinate.

În ceea ce privește dezavantajele, puterea curentului insuficientă poate deveni un obstacol serios în funcționarea productivă a echipamentului. În acest caz, vor trebui ridicate structuri auxiliare, ceea ce este asociat cu costuri suplimentare.

Măsurarea puterii debitului de apă

Primul lucru de făcut pentru a te gândi la tipul și metoda de instalare a stației este să măsori viteza debitului de apă la sursa aleasă. Cel mai simplu mod este să coborâți orice obiect ușor (de exemplu, o minge de tenis, o bucată de polistiren sau un flotor de pescuit) pe repezi și să folosiți un cronometru pentru a marca timpul necesar pentru a înota distanța până la un reper. Distanța standard pentru „înot” este de 10 metri.

Dacă rezervorul este departe de casă, puteți construi un canal de ramificație sau o conductă și, în același timp, puteți avea grijă de diferențele de înălțime.

Acum trebuie să împărțiți distanța parcursă în metri la numărul de secunde - aceasta va fi viteza curentului. Dar dacă valoarea rezultată este mai mică de 1 m / s, va fi necesară ridicarea unor structuri artificiale pentru a accelera curgerea cu diferențe de cotă. Acest lucru se poate face folosind un baraj pliabil sau o conductă de scurgere îngustă. Dar fără un debit bun, ideea unei centrale hidroelectrice va trebui abandonată.

Fabricarea hidrocentralelor pe bază de roată de apă

Desigur, asamblarea „pe genunchi” și ridicarea unui colos menit să servească o întreprindere sau o așezare chiar și dintr-o duzină de case este o idee din tărâmul fanteziei. Dar este foarte posibil să construiți o mini-hidrocentrală cu propriile mâini pentru a economisi energie electrică. În plus, puteți folosi atât componente gata făcute, cât și materiale la îndemână.

Prin urmare, vom lua în considerare pas cu pas fabricarea celei mai simple structuri - o roată de apă.

Materiale și instrumente necesare

Pentru a face o minicentrală hidroelectrică cu propriile mâini, trebuie să pregătiți o mașină de sudură, o râșniță, un burghiu și un set de instrumente auxiliare - un ciocan, o șurubelniță, o riglă.

Dintre materialele de care veți avea nevoie:

• Colțuri și tablă de cel puțin 5 mm grosime.
• Tevi din PVC sau otel zincat pentru fabricarea lamelor.
• Generator (puteți folosi unul gata achiziționat sau îl puteți face singur, ca în acest exemplu).
• Discuri de frana.
• Arborele și rulmenții.
• Placaj.
• Rășină de polistiren pentru turnarea rotorului și a statorului.
• Sârmă de cupru 15 mm pentru un generator de casă.
• Magneți de neodim.

Vă rugăm să rețineți că structura roții va fi în permanență în contact cu apa, prin urmare, elementele metalice și din lemn trebuie selectate cu protecție împotriva umezelii (sau să aibă grijă de impregnarea și vopsirea lor singure). În mod ideal, placajul poate fi înlocuit cu plastic, dar piesele din lemn sunt mai ușor de atins și de modelat.

Asamblarea roții și realizarea duzei

Baza roții în sine poate fi două discuri de oțel de același diametru (dacă este posibil să obțineți tamburul de oțel din cablu - grozav, acest lucru va accelera foarte mult procesul de asamblare).

Dar dacă nu există metal în materialele la îndemână, puteți tăia cercuri din placaj impermeabil, deși rezistența și durata de viață a lemnului tratat nu pot fi comparate cu oțelul. Apoi, pe unul dintre discuri, trebuie să tăiați o gaură rotundă pentru instalarea generatorului.

După aceea, lamele sunt făcute și vor avea nevoie de cel puțin 16 bucăți. Pentru aceasta, țevile galvanizate sunt tăiate pe lungime în două sau patru părți (în funcție de diametru). Apoi, punctele de tăiere și chiar suprafața lamelor trebuie șlefuite pentru a reduce pierderile de energie prin frecare.

Lamele sunt setate la o înclinare de aproximativ 40-45 de grade - acest lucru va ajuta la creșterea suprafeței asupra căreia forța de curgere va acționa

Distanța dintre cele două discuri laterale trebuie să fie cât mai apropiată de lungimea lamelor. Pentru a contura locația viitoarelor butuci, se recomandă realizarea unui șablon din placaj, care va indica locația fiecărei piese și orificiul pentru fixarea roții la generator. Marcajele finite pot fi atașate la exteriorul unuia dintre discuri.

Cercurile sunt apoi așezate paralel unul cu celălalt folosind tije solide filetate, iar lamele sunt sudate sau înșurubate în pozițiile dorite. Tamburul se va roti pe rulmenți, iar ca suport se folosește un cadru din colțuri sau țevi de diametru mic.

Duza este proiectată pentru surse de apă de tip cascadă - o astfel de instalație vă va permite să utilizați la maximum energia debitului. Acest element auxiliar este realizat prin îndoirea tablei, urmată de sudarea cusăturilor și apoi împins pe țeavă.

Cu toate acestea, dacă în zona dvs. curge un râu plat fără repezi și alte obstacole de mare altitudine, acest detaliu nu este necesar.

Este important ca lățimea orificiului de evacuare a duzei să corespundă cu lățimea roții în sine, altfel o parte a fluxului va merge „în gol”, fără a cădea pe lame.

Acum roata trebuie montată pe ax și instalată pe un suport din colțuri sudate sau șuruburi. Rămâne să faci un generator (sau să instalezi unul gata făcut) și poți merge la râu.

Generator de bricolaj

Pentru a face un generator de casă, trebuie să faceți o înfășurare și turnare a statorului, pentru care aveți nevoie de bobine cu 125 de spire de sârmă de cupru pe fiecare. După conectarea acestora, întreaga structură este umplută cu rășină poliesterică.

Fiecare fază este formată din trei bobine conectate în serie, astfel încât conexiunea se poate face sub formă de stea sau deltă cu mai multe fire externe

Acum trebuie să pregătiți un șablon de placaj care se potrivește cu dimensiunea discului de frână. Pe inelul de lemn se fac marcaje si se fac fante pentru montarea magneților (în acest caz s-au folosit magneți de neodim de 1,3 cm grosime, 2,5 cm lățime și 5 cm lungime). Apoi, rotorul rezultat este umplut și cu rășină, iar după uscare, este atașat de tamburul roții.

Roata de apa cu rotor disc de frana si generator de sarma de cupru - vopsita, prezentabila si gata de utilizare

Ultima care se montează este o carcasă din aluminiu cu ampermetru, care acoperă redresoarele. Sarcina acestor elemente este de a transforma curentul trifazat în curent continuu.

După instalarea roții în debitul unui râu mic cu o cascadă sau o conductă de ramificație, puteți conta pe performanța unei minicentrale hidroelectrice în 1,9A * 12V la 110 rpm

Pentru a preveni căderea în roată a frunzelor, nisipului și a altor resturi aduse odată cu fluxul, este indicat să puneți o plasă de protecție în fața dispozitivului.

De asemenea, puteți experimenta golurile dintre magneți și bobine cu un număr crescut de spire pentru a crește eficiența unității hidraulice.

Video util pe această temă

Un exemplu de unitate hidraulică funcțională cu un generator de casă bazat pe un motor trifazat:

Minicentrală hidroelectrică, proiectată după principiul roții de apă:

O stație bazată pe o roată de bicicletă este o soluție interesantă la problema alimentării cu energie în vacanță departe de civilizație:

După cum puteți vedea, construirea unei minicentrale de apă cu propriile mâini nu este atât de dificilă. Dar, deoarece majoritatea calculelor și parametrilor componentelor sale sunt determinați „ochi”, ar trebui să fiți pregătit pentru posibile defecțiuni și costurile asociate.

Dacă simți o lipsă de cunoștințe și experiență în acest domeniu, ar trebui să ai încredere în specialiștii care vor efectua toate calculele necesare, vor sfătui echipamentul optim pentru cazul tău și îl vor instala la calitate înaltă.

sovet-ingenera.com

Mini hidrocentrale pentru casă privată, cabane de vară

Creșterea regulată a prețurilor la energie electrică îi face pe mulți oameni să se gândească la problema surselor alternative de energie electrică. Una dintre cele mai bune soluții în acest caz este o centrală hidroelectrică. Căutarea unei soluții la această problemă nu privește doar dimensiunea țării. Din ce în ce mai des puteți vedea minihidrocentrale pentru locuințe (cabane de vară). În acest caz, costurile vor fi doar pentru construcție și întreținere. Dezavantajul unei astfel de structuri este că construcția sa este posibilă numai în anumite condiții. Este necesar un debit de apă. În plus, construcția acestei structuri în curtea dumneavoastră necesită permisiunea autorităților locale.

Schema mini hidrocentrala

Principiul de funcționare a unei centrale hidroelectrice pentru o casă este destul de simplu. Schema de construcție este următoarea. Apa cade pe turbină, forțând paletele să se rotească. Ei, la rândul lor, antrenează sistemul hidraulic din cauza cuplului sau căderii de presiune. Din aceasta, puterea primită este transmisă unui generator electric, care generează energie electrică.

În prezent, o schemă de centrală hidroelectrică este cel mai adesea echipată cu un sistem de control. Acest lucru permite structurii să funcționeze în mod automat. Dacă este necesar (de exemplu, o urgență), este posibil să treceți la control manual.

Varietăți de minicentrale hidroelectrice

Trebuie înțeles că minicentralele hidroelectrice nu pot genera mai mult de trei mii de kilowați. Aceasta este capacitatea maximă a unei astfel de structuri. Valoarea exactă va depinde de tipul de centrală hidroelectrică și de proiectarea echipamentului utilizat.

În funcție de tipul debitului de apă, se disting următoarele tipuri de stații:

• Canal, caracteristic câmpiei. Sunt instalate pe râuri cu debit redus.
• Staționar folosește energia râurilor de apă cu un debit rapid de apă.
• Centrale hidroelectrice instalate în locurile în care cade debitul de apă. Cel mai des întâlnit în organizațiile industriale.
• Mobile, care sunt construite folosind un manșon întărit.

Pentru construirea unei centrale hidroelectrice este suficient chiar și un mic pârâu care curge prin amplasament. Proprietarii de case cu surse centrale de apă nu ar trebui să dispere.

Una dintre companiile americane a dezvoltat o stație care poate fi încorporată în sistemul de alimentare cu apă la domiciliu. În sistemul de alimentare cu apă este construită o turbină de dimensiuni mici, care este pusă în mișcare datorită fluxului de apă care se mișcă gravitațional. Acest lucru reduce debitul de apă, dar reduce costul energiei electrice. În plus, această instalare este complet sigură.

În conducta de canalizare se construiesc chiar și minihidrocentrale. Dar construcția lor necesită crearea unor condiții. Apa din conductă ar trebui să se scurgă în mod natural din cauza pantei. A doua cerință este ca diametrul conductei să fie potrivit pentru dispozitiv. Și acest lucru nu se poate face într-o casă individuală.

Clasificarea minihidrocentralelor

Minicentrale hidroelectrice (casele în care sunt utilizate sunt în mare parte din sectorul privat) aparțin cel mai adesea unuia dintre următoarele tipuri, care diferă prin principiul de funcționare:

• Roata hidrică este de tip tradițional și este cel mai ușor de implementat.
• Elice. Ele sunt folosite în cazurile în care râul are o albie mai mare de zece metri lățime.
• Ghirlanda este instalată pe râuri cu debit redus. Pentru a crește viteza de curgere a apei, se folosesc structuri suplimentare.
• Rotorul Darrieus este instalat de obicei în fabrici industriale.

Prevalența acestor opțiuni se datorează faptului că nu necesită construirea unui baraj.

Roata de apa

Acesta este un tip clasic de centrală hidroelectrică, care este cel mai popular pentru sectorul privat. Minicentrale hidroelectrice de acest tip sunt o roată mare care se poate roti. Lamele sale se scufundă în apă. Restul structurii este deasupra canalului, forțând întregul mecanism să se miște. Puterea este transmisă printr-o acţionare hidraulică la un generator care generează curent.

Stația de elice

Rotorul și o moară de vânt subacvatică, coborâte sub apă, sunt amplasate în poziție verticală pe cadru. Turbina eoliană are pale care se rotesc sub influența fluxului de apă. Cea mai bună rezistență o asigură lamele cu lățimea de doi centimetri (cu un flux rapid, a cărui viteză, însă, nu depășește doi metri pe secundă).

În acest caz, lamele sunt puse în mișcare datorită ridicării rezultate, și nu datorită presiunii apei. Mai mult, direcția de mișcare a palelor este perpendiculară pe direcția curgerii. Acest proces este similar cu funcționarea parcurilor eoliene, cu excepția faptului că funcționează sub apă.

Hidrocentrala Garlandnaya

Acest tip de minihidrocentrala este un cablu intins peste pat si fixat intr-un lagar suport. Pe el, sub forma unei ghirlande, turbine de dimensiuni și greutate mici (rotoare hidraulice) sunt atârnate și fixate rigid. Ele constau din doi semicilindri. Datorită alinierii axelor la coborârea în apă, în acestea se generează un cuplu. Acest lucru face ca cablul să se îndoaie, să se întindă și să înceapă să se rotească. În această situație, cablul poate fi comparat cu arborele, care este folosit pentru a transmite puterea. Unul dintre capetele cablului este conectat la cutia de viteze. Puterea îi este transmisă prin rotirea cablului și a rotorului hidraulic.

Prezența mai multor „ghirlande” va contribui la creșterea capacității stației. Ele pot fi conectate împreună. Nici măcar acest lucru nu crește foarte mult eficiența acestei hidrocentrale. Acesta este unul dintre dezavantajele unei astfel de structuri.

Un alt dezavantaj al acestei specii este pericolul pe care îl creează pentru alții. Acest tip de stație poate fi folosit doar în locuri nelocuite. Sunt necesare semne de avertizare.

Rotor Darrieus

O minihidrocentrală pentru o casă privată de acest tip poartă numele dezvoltatorului său - Georges Darier. Acest design a fost brevetat în 1931. Este un rotor pe care sunt amplasate paletele. Pentru fiecare dintre lame, parametrii necesari sunt selectați individual. Rotorul este coborât în ​​apă în poziție verticală. Lamele se rotesc din cauza căderii de presiune care rezultă din curgerea apei pe suprafața lor. Acest proces este similar cu liftul care obligă avioanele să decoleze.

Acest tip de centrală hidroelectrică are un factor de eficiență bun. Avantajul triplu este că direcția fluxului nu contează.

Dezavantajele acestui tip de centrală includ un design complex și o instalare dificilă.

Avantajele minihidrocentralelor

Indiferent de tipul de construcție, minicentralele hidroelectrice au o serie de avantaje:

• Ecologic, nu produce substanțe nocive pentru atmosferă.
• Procesul de generare a energiei electrice are loc fără a genera zgomot.
• Apa rămâne curată.
• Electricitatea este generată continuu, indiferent de ora din zi sau de condițiile meteo.
• Chiar și un mic flux este suficient pentru a echipa stația.
• Surplusul de energie electrică poate fi vândut vecinilor.
• Nu aveți nevoie de multă documentație permisivă.

Mini hidrocentrala DIY

Puteți construi singur o stație de apă pentru a genera electricitate. Pentru o casă privată, sunt de ajuns douăzeci de kilowați pe zi. Chiar și o minicentrală hidroelectrică auto-asamblată poate face față unei astfel de valori. Dar trebuie amintit că acest proces este caracterizat de o serie de caracteristici:

• Calculele precise sunt dificil de efectuat.
• Dimensiunile și grosimea elementelor se aleg „cu ochi”, doar empiric.
• Structurile autofabricate nu au elemente de protecție, ceea ce duce la defecțiuni frecvente și costuri asociate.

Prin urmare, dacă nu există experiență și anumite cunoștințe în acest domeniu, este mai bine să abandonați o idee de acest fel. Achiziționarea unei stații gata făcute se poate dovedi a fi mai ieftină.

Dacă tot decideți să faceți totul singur, atunci trebuie să începeți prin măsurarea vitezei debitului de apă din râu. La urma urmei, puterea care poate fi obținută depinde de asta. Dacă viteza este mai mică de un metru pe secundă, atunci construcția unei mini-hidrocentrale în acest loc nu va da roade.

O altă etapă care nu poate fi omisă sunt calculele. Este necesar să se calculeze cu atenție suma costurilor care vor merge la construcția stației. Ca urmare, se poate dovedi că o centrală hidroelectrică nu este cea mai bună opțiune. Atunci ar trebui să acordați atenție altor tipuri de electricitate alternativă.

O minicentrala hidroelectrica poate fi cea mai buna solutie in ceea ce priveste economisirea costurilor cu energia. Pentru construcția sa este necesar să existe un râu lângă casă. În funcție de caracteristicile dorite, puteți alege o versiune potrivită a centralei hidroelectrice. Cu abordarea corectă, puteți chiar să realizați o astfel de structură cu propriile mâini.

fb.ru

Electricitate gratuită - mini hidrocentrală DIY

Dacă în apropierea casei dvs. curge un râu sau chiar un mic pârâu, atunci cu ajutorul unei minicentrale hidroelectrice auto-fabricate, puteți obține electricitate gratuită. Poate că aceasta nu va fi o completare foarte mare a bugetului, dar realizarea că aveți propria energie electrică este mult mai costisitoare. Ei bine, dacă, de exemplu, într-o casă de țară, nu există o sursă centrală de alimentare, atunci chiar și capacități mici de putere vor fi pur și simplu necesare. Și astfel, pentru a crea o centrală hidroelectrică auto-fabricată, sunt necesare cel puțin două condiții - disponibilitatea unei resurse de apă și o dorință.

Dacă ambele sunt prezente, atunci primul lucru de făcut este să măsurați debitul râului. Este foarte simplu să faceți acest lucru - aruncați o crenguță în râu și măsurați timpul în care va înota 10 metri. Împărțind metrii la secunde, obțineți viteza actuală în m / s. Dacă viteza este mai mică de 1 m / s, atunci o minicentrală hidroelectrică productivă nu va funcționa. În acest caz, puteți încerca să creșteți debitul prin îngustarea artificială a canalului sau realizarea unui mic baraj dacă aveți de-a face cu un pârâu mic.

Ca ghid, puteți utiliza raportul dintre debitul în m / s și puterea eliminată de la arborele elicei în kW (diametru elicei 1 metru). Datele sunt experimentale, în realitate puterea obținută depinde de mulți factori, dar este potrivită pentru evaluare.

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, etc.

Puterea unei minicentrale hidroelectrice auto-fabricate este proporțională cu cubul debitului. După cum am menționat deja, dacă debitul este insuficient, încercați să îl creșteți artificial, dacă este posibil, desigur.

Tipuri de minicentrale hidroelectrice

Există mai multe opțiuni de bază pentru minicentrale hidroelectrice de casă.

Roata de apa

Este o roată cu zbaturi montată perpendicular pe suprafața apei. Roata este mai puțin de jumătate scufundată în curent. Apa apasă pe lame și întoarce roata. Există și roți de turbină cu palete speciale optimizate pentru jetul de fluid. Dar acestea sunt structuri destul de complexe, mai degrabă făcute din fabrică decât făcute în casă.

Rotor Darrieus

Este un rotor cu axă verticală folosit pentru a genera energie electrică. Un rotor vertical care se rotește din cauza diferenței de presiune pe palele sale. Diferența de presiune este creată din cauza fluxului de lichid în jurul suprafețelor complexe. Efectul este similar cu suspensia hidrofoilelor sau cu ridicarea aripii unui avion. Acest design a fost brevetat de Georges Jean-Marie Darier, un inginer aeronautic francez în 1931. De asemenea, este adesea folosit în construcția de turbine eoliene.

Hidrocentrala Garlandnaya

Hidrocentrala este formata din turbine usoare - rotoare hidraulice, insirate si fixate rigid sub forma unei ghirlande pe un cablu aruncat peste rau. Un capăt al cablului este fixat în rulmentul suport, celălalt rotește rotorul generatorului. În acest caz, cablul joacă rolul unui fel de arbore, a cărui mișcare de rotație este transmisă generatorului. Fluxul de apă rotește rotoarele, rotoarele rotesc cablul.

Elice

De asemenea, împrumutat din proiectele centralelor eoliene, un fel de „turbină eoliană subacvatică” cu rotor vertical. Spre deosebire de o elice pneumatică, o elice subacvatică are o lățime minimă a palelor. Pentru apa este suficienta o latime a lamei de numai 2 cm.Cu aceasta latime va exista rezistenta minima si viteza maxima de rotatie. Această lățime a lamei a fost aleasă pentru un debit de 0,8-2 metri pe secundă. La viteze mai mari, alte dimensiuni pot fi optime. Elicea nu se mișcă din cauza presiunii apei, ci datorită generării de portanță. Exact ca aripa unui avion. Paletele elicei se deplasează peste flux, mai degrabă decât să fie purtate de flux în direcția fluxului.

Avantajele și dezavantajele diverselor sisteme de minicentrale hidroelectrice de casă

Dezavantajele hidrocentralei ghirlande sunt evidente: consum mare de material, pericol pentru alții (cablu subacvatic lung, rotoare ascunse în apă, blocarea râului), eficiență scăzută. Centrala Hidroelectrică Garland este un fel de mic baraj. Potrivit pentru utilizare în locații îndepărtate, părăsite, cu semne de avertizare adecvate. Poate necesita permisiunea autorităților și a ecologiștilor. A doua opțiune este un mic pârâu în grădina dvs. Rotorul Darrieus este greu de calculat și fabricat. La începutul lucrării, trebuie să-l derauciți. Dar este atractiv prin faptul că axa rotorului este amplasată vertical și priza de putere poate fi efectuată deasupra apei, fără angrenaje suplimentare. Un astfel de rotor se va roti cu orice schimbare a direcției de curgere - acesta este un plus.

Cele mai frecvente în construcția hidrocentralelor auto-fabricate au fost schemele elicei și roții de apă. Deoarece aceste opțiuni sunt relativ ușor de fabricat, necesită calcule minime și sunt implementate la costuri minime, au o eficiență ridicată, sunt ușor de configurat și de operat.

Dacă nu aveți energie de apă, vă puteți face propriul parc eolian acasă.

Un exemplu de cea mai simplă minihidrocentrală

Cea mai simplă centrală hidroelectrică poate fi construită rapid dintr-o bicicletă obișnuită cu un dinam pentru faruri de bicicletă. Mai multe lame trebuie pregătite din fier zincat sau tablă de aluminiu nu groasă (2-3). Lamele ar trebui să aibă lungimea de la janta roții până la butuc și 2-4 cm lățime.Aceste lame sunt instalate între spițe prin orice metodă improvizată sau prin dispozitive de fixare pre-preparate. Dacă utilizați două lame, așezați-le unul față de celălalt. Dacă doriți să adăugați mai multe lame, împărțiți circumferința roții la numărul de lame și instalați-le la intervale egale. Puteți experimenta adâncimea de scufundare a roții cu zbaturi în apă. De obicei este scufundat de la o treime la o jumătate. Opțiunea unui parc eolian în marș a fost luată în considerare mai devreme.

O astfel de microcentrală hidroelectrică nu ocupă mult spațiu și va deservi perfect bicicliștii - principalul lucru este prezența unui pârâu sau a unui pârâu - ceea ce este de obicei cazul în camping. O minicentrală hidroelectrică dintr-o bicicletă va putea să lumineze un cort și să încarce telefoane mobile sau alte gadget-uri.

bazila.net

Centrală hidroelectrică de bricolaj pe un teren personal

Minihidrocentrală auto-realizată, realizată manual: o fotografie cu descriere, precum și mai multe videoclipuri care arată funcționarea unei minihidrocentrale.

Autorul are un mic pârâu care curge în apropierea parcelei casei, acest lucru l-a determinat să se gândească la construirea unei mini hidrocentrale pentru a putea obține energie electrică suplimentară pentru a ilumina casa și a opera aparate electrocasnice de putere redusă.

Turbina a fost realizată independent din placaj rezistent la umiditate de 13 mm grosime.

Rezultatul a fost o roată cu un diametru de 1200 mm și o lățime de 600 mm, structura a fost acoperită suplimentar cu un strat hidrofug.

Suportul pentru turbina este realizat din grinzi de stejar, intreaga unitate este ancorata de o baza de beton turnata la fundul paraului.

Această minicentrală hidroelectrică realizată de sine folosește un generator cu magnet permanent de putere albastră, este capabil să genereze 12 V deja la 130 rpm. Un generator auto convențional nu este potrivit aici, deoarece produce 12 V la mai mult de 1000 rpm. Cuplul este transmis de la turbină la generator printr-o transmisie cu lanț.

La început, turbina nu s-a rotit suficient de repede și autorul a decis să facă o treaptă suplimentară sub baraj, la care apa a fost colectată într-un orificiu îngust și a căzut cu o forță mai mare pe palele roții.

La generator sunt conectate o pereche de baterii auto de 110A 12V și un invertor.

Puterea de ieșire a minicentralei hidroelectrice este de 50 W, la vârf produce până la 500 W.

În opinia mea, ideea nu este rea, instalația poate fi îmbunătățită, desigur că capacitatea sa nu va fi suficientă pentru o sursă de energie completă a casei, dar ca sursă suplimentară de electricitate gratuită este destul de potrivită.

Roata de turbina pentru generator.

Minihidrocentrala de casa la serviciu.

Video: O turbină hidroelectrică la sarcină maximă.

Produse de casă populare din această categorie

Generator de gaz DIY...

Încărcător solar pentru telefonul tău cu propriul tău...

Cum se face o turbină eoliană verticală...

Cum se conectează un panou solar...

Cum să faci palete pentru o turbină eoliană...

Colectori solari pentru casa...

Colector solar realizat din sticle...

Mini centrală termică: generator pe element...

Generator eolian DIY...

Colector solar din cutii: desene, fotografii...

Cum se face un generator eolian: fotografie, video ...

Cum să faci o baterie solară pentru a-ți încărca telefonul...

sam-stroitel.com

Minihidrocentrala de bricolaj – este reala?

Deoarece tarifele la energie electrică au început recent să crească, sursele regenerabile de energie electrică devin din ce în ce mai importante în rândul populației, permițând obținerea energiei electrice practic gratuit. Printre astfel de surse cunoscute omenirii, merită evidențiate panourile solare, generatoarele eoliene, precum și centralele hidroelectrice de acasă. Dar acestea din urmă sunt destul de dificile, pentru că trebuie să lucreze în condiții foarte agresive. Deși asta nu înseamnă deloc că este imposibil să construiești o minihidrocentrală cu propriile mâini.

Pentru a face totul corect și eficient, principalul lucru este să alegeți materialele potrivite. Acestea trebuie să asigure durabilitatea maximă a stației. Hidrogeneratoarele auto-fabricate, a căror putere este comparabilă cu cea a panourilor solare și a turbinelor eoliene, pot produce o cantitate mult mai mare de energie. Dar deși multe depind de materiale, nu se termină aici.

Varietăți de minicentrale hidroelectrice

Există un număr mare de variante diferite de minicentrale hidroelectrice, fiecare dintre ele având propriile avantaje, caracteristici și dezavantaje. Se disting următoarele tipuri de aceste dispozitive:

• ghirlandă;
• elice;
• rotorul Darrieus;
• roată de apă cu lame.

Hidrocentrala ghirlanda este formata dintr-un cablu pe care sunt fixate rotoarele. O astfel de frânghie este trasă peste râu și scufundată în apă. Debitul de apă din râu începe să rotească rotoarele, care, la rândul lor, răsucesc cablul, la un capăt al căruia se află un rulment, iar la celălalt - un generator.

Următorul tip este o roată hidrică cu lame. Se instalează perpendicular pe suprafața apei, scufundat în mai puțin de jumătate. Deoarece debitul de apă afectează roata, aceasta se rotește și face ca generatorul pentru minicentrala hidroelectrică să se rotească, pe care este fixată această roată.

Roata clasică de apă - bine uitat vechi

În ceea ce privește centrala hidroelectrică cu elice, este vorba de o turbină eoliană situată sub apă cu rotor vertical. Lățimea palelor unei astfel de mori de vânt nu depășește 2 centimetri. Această lățime este suficientă pentru apă, deoarece acest rating vă permite să produceți cantitatea maximă de energie electrică cu o rezistență minimă. Adevărat, această lățime este optimă numai pentru debite de până la 2 metri pe secundă.

Ca și pentru alte condiții, parametrii paletelor rotorului se calculează separat. Și rotorul Darrieus este un rotor poziționat vertical care funcționează pe principiul presiunii diferențiale. Totul se întâmplă în același mod cu o aripă de avion, care este afectată de portanță.

Avantaje și dezavantaje

Dacă luăm în considerare centrala hidroelectrică cu ghirlande, atunci aceasta are o serie de neajunsuri evidente. În primul rând, cablul lung folosit în construcție este periculos pentru alții. Rotoarele ascunse sub apă sunt, de asemenea, de mare pericol. Ei bine, în plus, merită remarcat ratele scăzute de eficiență și consumul ridicat de materiale.

În ceea ce privește dezavantajele rotorului Darrieus, pentru ca dispozitivul să înceapă să genereze electricitate, acesta trebuie mai întâi deztors. Adevărat, în acest caz, priza de putere se realizează direct deasupra apei, astfel încât indiferent de modul în care se modifică debitul de apă, generatorul va genera energie electrică.

Toate cele de mai sus sunt factori care fac ca mini-hidroturbina și roata de apă să fie mai populare. Dacă luăm în considerare construcția manuală a unor astfel de dispozitive, atunci acestea nu sunt atât de dificile. Și în plus, la costuri minime, astfel de minicentrale hidroelectrice sunt capabile să ofere indicatori de eficiență maximă. Deci criteriile de popularitate sunt evidente.

De unde să începem construcția

Construcția unei minicentrale hidroelectrice cu propriile mâini ar trebui să înceapă cu măsurarea indicatorilor de viteză ai debitului râurilor. Acest lucru se face foarte simplu: doar marcați o distanță de 10 metri în amonte, luați un cronometru, aruncați un cip în apă și notați timpul necesar pentru a parcurge distanța măsurată.

În cele din urmă, dacă 10 metri sunt împărțiți la numărul de secunde petrecute, veți obține viteza râului în metri pe secundă. Trebuie avut în vedere că nu are sens să construim minicentrale hidroelectrice în locuri în care debitul nu depășește 1 m/s.

Dacă rezervorul este departe, puteți construi un canal de ocolire

Dacă trebuie să vă dați seama cum sunt realizate minihidrocentrale într-o zonă în care viteza râului este scăzută, atunci puteți încerca să creșteți debitul organizând o diferență de înălțime. Acest lucru se poate face prin instalarea unei conducte de scurgere în rezervor. În acest caz, diametrul conductei va afecta direct debitul apei. Cu cât diametrul este mai mic, cu atât curgerea va fi mai rapidă.

Această abordare vă permite să organizați o minicentrală hidroelectrică, chiar dacă în apropierea casei curge un mic pârâu. Adică pe el este organizat un baraj pliabil, sub care se instalează direct o minihidrocentrală pentru alimentarea casei și a electrocasnicelor.

energiemir.biz

Generator de apă din aer »Produse de casă utile

Dispozitiv, principiu de funcționare al generatorului de apă Generatorul de apă este un cadru piramidal cu o umplutură care absoarbe umezeala. Cadrul piramidal este format din patru stâlpi poz. 3, sudate la baza poz. 4 realizat dintr-un colț metalic. O plasă metalică este sudată în spațiul dintre colțurile poz. 15: de jos până la bază cu ajutorul suprapunerilor poz. 6, este atașat un palet din polietilenă poz. 5 cu o gaură în mijloc. Spațiul interior al cadrului de plasă este umplut dens (dar fără deformarea pereților) cu material care absoarbe umezeala. În exterior, pe cadrul piramidal este pus o cupolă transparentă poz. 1, care se fixează cu patru bretele poz. 8 si amortizor poz. paisprezece.

Generatorul de apă are două cicluri de lucru: absorbția umidității din aer de către umplere; evaporarea umidității din umplutură, urmată de condensarea acesteia pe pereții domului. Pe măsură ce soarele apune, cupola transparentă este ridicată pentru a asigura accesul aerului la umplutură; umplutura absoarbe umezeala pe tot parcursul noptii. Dimineața, domul este coborât și etanșat cu un amortizor; Soarele evaporă umiditatea din umplutură, aburul se adună în partea superioară a piramidei, condensul curge pe pereții domului pe palet și umple recipientul cu apă prin orificiul din acesta.

Realizarea unui generator de apă Pregătirea pentru realizarea unui generator de apă începe cu colectarea umpluturii. Resturile de hârtie de ziar sunt folosite ca umplutură; hârtia din ziare trebuie luată fără font tipografic pentru a evita contaminarea apei rezultate cu compuși de plumb. Lucrarea de colectare a hârtiei va dura mult timp, iar în acest timp se realizează restul elementelor generatorului de apă. Baza este sudată din colțuri metalice cu dimensiunile raft 35x35 mm, patru suporturi sunt sudate de jos de jos, poz. 10 din aceleași colțuri și opt console pos. 13. Suporturile sunt interconectate prin tije de oțel poz. 17 930 mm lungime; diametru 10 mm. Peste rafturile colțurilor este sudată o plasă metalică cu dimensiunea ochiului de 15x15 mm. diametru sârmă plasă 1,5-2 mm. Patru suprapuneri poz. Sunt tăiate din banda de oțel. 6. Găurile cu un diametru de 4,5 mm sunt găurite prin găurile din căptușelile din colțurile bazei și se taie un filet pentru șuruburile VM 5. Apoi baza este instalată în locul specificat pentru HW într-o parcelă de grădină, gradina de legume etc. Locul trebuie ales astfel încât GW să nu fie umbrit de copaci și clădiri.

După alegerea locului de sprijin, baza se fixează în pământ cu mortar de ciment. Este permisă sudarea plăcuțelor de susținere cu diametrul de 100 mm dintr-o tablă de oțel cu grosimea de 2 mm pe suporturi. După aceea, în colțurile pătratului bazei, patru stâlpi sunt sudați alternativ, astfel încât secțiunile stâlpilor cu lungimea de 30 mm să fie în centrul bazei la o înălțime de aproximativ 1,5 m. Stâlpii sunt întăriți. cu bare transversale, care sunt sudate pe stâlpi din interior.

Materialul traverselor este același cu cel al montanților. Apoi, un palet este decupat dintr-o folie de plastic de 1 mm grosime. 5; marginile paletului, care vor fi sub căptușeli, sunt înfipte pentru a întări punctul de atașare. O gaură rotundă cu diametrul de 70 mm este tăiată în centrul paletului pentru scurgerea apei. Marginile găurilor pot fi, de asemenea, întărite prin sudarea unei benzi suplimentare de polietilenă. În plus, cadrul de plasă este fixat pe rafturi, care este o plasă de pescuit cu ochiuri fine, cu dimensiunea ochiului de 15x15 mm. Plasa este legată de rafturi și de marginile paletului cu plasă metalică cu împletitură de bumbac, astfel încât plasa să fie întinsă între rafturi. De asemenea, este recomandabil să legați plasa de barele transversale, împărțind volumul intern al piramidei în două compartimente. Înainte de a lega plasa de stâlpul din față, compartimentele (începând din partea de sus) ale cadrului de plasă rezultat sunt umplute strâns cu resturi mototolite de hârtie de ziar. Umpleți astfel încât să nu existe spațiu liber în interiorul piramidei, iar proeminența pereților din plasă să fie minimă. Apoi încep să facă o cupolă transparentă. Este realizat din folie de polietilena, care se taie conform desenului poz. 1 și este sudată cu un fier de lipit de-a lungul planurilor A, A1. Efectuați cusătura fără supraîncălzire, astfel încât polietilena să nu devină fragilă la sudare. Pentru a preveni încălcarea integrității domului din vârful piramidei, acesta este acoperit cu un fel de „capac” din polietilenă - fragment B conform desenului de la poz. 1. Apoi, după ce ați pus fragmentul B pe piramidă, puneți cu grijă cupola pe cadru. După ce a îndreptat cupola, marginile planurilor C sunt sudate între ele: se obține un fel de „fustă”. Un inel poz. Este realizat dintr-un tub de cauciuc. 9, care este pus pe piramidă. Patru vergeturi cu cârlige sunt legate de inel, poz. 11. Partea inferioară a cupolei transparente („fustă”) este presată strâns de colțurile bazei de un amortizor. Amortizorul este un inel elastic de 5000 mm lungime și 50 mm lățime, realizat dintr-un bandaj de cauciuc. În absența polietilenei zonei necesare pentru dom, acesta este sudat din mai multe fragmente de polietilenă. Pentru sudarea polietilenei se recomanda folosirea unui fier de lipit cu o putere de 40-65 W, in a carui intepatura este realizata o canelura, in canelura de pe axa se fixeaza un disc metalic de 3-5 mm grosime.

Funcționarea generatorului de apă La apus, cupola transparentă este ascunsă până la nivelul traverselor și fixată în această poziție cu vergeturi, punând cârlige pe tije, poz. 17. Pe timpul nopții, hârtia absoarbe umezeala și, dimineața, domul este coborât, fixându-și marginea inferioară pe bază cu un amortizor. În timpul zilei, soarele va încălzi piramida, umiditatea din hârtie se va evapora, aburul, pe măsură ce se răcește, se condensează pe pereți în apă, care curge în jos. Apa este colectată prin plasarea unui recipient sub orificiul paletului de plastic. La apus, ciclul se repetă. Se recomanda schimbarea hartiei in HV in fiecare sezon; pentru iarna, domul trebuie depozitat in interior. De asemenea, se recomandă schimbarea domului după pierderea transparenței pereților acestuia. În timpul funcționării, este necesar să se monitorizeze integritatea domului.

www.freeseller.ru

Cum să faci o minicentrală hidroelectrică cu propriile mâini / Produse și construcții durabile ...

Dacă în apropierea casei tale există un mic râu, poți folosi un astfel de generator pentru a genera energie curată. Această schemă a fost dezvoltată de un inovator american și a asamblat o minicentrală hidroelectrică în doar trei zile.