Самодельная мини гэс: Автономная мини-гидроэлектростанция (ГЭС) своими руками

Автономная мини-гидроэлектростанция (ГЭС) своими руками

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.

Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.

В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.

Содержание статьи:

Гидроэлектростанции непромышленного назначения

Гидроэлектростанции – это сооружения, способные преобразовать энергию движения воды в электричество. пока активно эксплуатируются только на Западе. На территории нашей страны эта перспективная отрасль лишь делает первые робкие шаги.

Галерея изображений

Фото из

Получение электроэнергии при извлечении потенциала воды — одно из перспективных направлений «зеленой» энергетики. Ее плюсы заключаются в использовании неисчерпаемых бесплатных ресурсов планеты с нанесением наименьшего ущерба природной обстановке

К объектам, задействованным в сфере малой гидроэнергетики, относятся мини гидроэлектростанции, вырабатывающие от 3-100 кВт до 25 МВт

Для получения электричества при использовании энергии воды необязательно наличие бурной горной реки или сооружение большой плотины. Достаточно сузить русло небольшой речки или ручья

Турбину небольшой гидроэлектростанции сможет заставить вращаться даже относительно небольшой по объему канал, в который вода поступает из близлежащего водоема или речки

Небольшие ГЭС, устроенные прямо в потоке воды просты, но не позволяют регулировать силу и объем стока. Возможность регулировки обеспечит миниатюрное водохранилище

Наиболее перспективными для организации мини ГЭС являются горные ручьи с характерной разницей высот в русле. Однако подобные условия можно создать и для речки, текущей по равнинной местности

Повысить производительность миниатюрной ГЭС помогут всевозможные водообороты и завихрения, которые можно соорудить искусственно, путем заливки бетонных конструкций

Для увеличения КПД разработчиками малых гидроэлектростанций усовершенствуются турбины. К примеру, обычное колесо с лопастями заменяется многовитковым шнеком

Использование воды для получения электроэнергии

Один из традиционных вариантов малой гидроэнергетики

Сужение канала для извлечения энергии

Устройство направленного на лопасти канала

Приплотинный вариант с небольшим водохранилищем

Разница высоты в русле ручья или речки

Искусственно сооруженное завихрение

Шнековый тип турбины с повышенным КПД

Небольшими частными гидроэлектростанциями могут быть плотины на больших реках, вырабатывающие от десятка до нескольких сотен мегаватт или мини-ГЭС с максимальной мощностью в 100 кВт, которых вполне достаточно для нужд частного дома. Вот о последних и узнаем подробней.

Гирляндная станция с гидровинтами

Конструкция состоит из цепи роторов, закрепленных на гибком стальном тросе, перетянутом поперек реки. Сам трос исполняет роль вращательного вала, один конец которого фиксируется на опорном подшипнике, а второй – активирует вал генератора.

Каждый гидроротор «гирлянды» способен вырабатывать около 2 кВт энергии, правда, скорость водного потока для этого должна быть не менее 2,5 метров в секунду, а глубина водоема не превышать 1,5 м.

Принцип действия гирляндной ГЭС прост: напор воды раскручивает гидровинты, а те вращают трос и заставляют генератор вырабатывать энергию

Гирляндные станции с успехом использовались еще в середине прошлого века, но роль винтов тогда играли самодельные пропеллеры и даже консервные банки. Сегодня же производители предлагают несколько видов роторов для различных условий эксплуатации.

Они комплектуются лопастями разного размера, изготовленными из листового металла, и позволяют получить максимальный КПД от работы станции.

Но хотя в изготовлении этот гидрогенератор достаточно прост, его эксплуатация предполагает ряд специальных условий, не всегда осуществимых в реальной жизни. Такие сооружения перегораживают русло реки, и вряд ли соседи по берегу, не говоря уже о представителях экологических служб, разрешат использовать энергию потока для ваших целей.

Кроме того, в зимний период установку использовать можно только на незамерзающих водоемах, а в условиях сурового климата – консервировать или демонтировать. Поэтому гирляндные станции возводятся временно и преимущественно в безлюдной местности (например, около летних пастбищ).

Роторные станции мощностью от 1 до 15 кВт/час вырабатывают до 9,3 МВт за месяц и позволяют самостоятельно решить проблему с электрификацией в регионах, отдаленных от централизованных магистралей

Современный аналог гирляндной установки – погружные или наплывные рамные станции с поперечными роторами. В отличие от своей гирляндной предшественницы, эти конструкции не перегораживают всю реку, а задействуют только часть русла, причем установить их можно на понтоне/плоте или вовсе опустить на дно водоема.

Вертикальный ротор Дарье

Ротор Дарье – устройство турбины, которое получило название в честь своего изобретателя в 1931 г. Система состоит из нескольких аэродинамических лопастей, зафиксированных на радиальных балках, и работает за счет перепада давления по принципу «подъемного крыла», который широко задействован в кораблестроительстве и авиации.

Хотя такие установки больше используются для создания ветрогенераторов, они могут работать и с водой. Но в этом случае нужны точные расчеты, чтобы подобрать толщину и ширину лопастей в соответствии с силой водного потока.

Ротор Дарье напоминает «ветряк», только установленный под водой, причем работать он может вне зависимости от сезонных колебаний скорости потока

Для создания локальных гидростанций вертикальные роторы используется редко. Несмотря на неплохие показатели КПД и кажущуюся простоту конструкции, оборудование достаточно сложное в эксплуатации.

Перед началом работы систему нужно «раскрутить», зато и остановить запущенную станцию сможет только замерзание водоема. Поэтому используется ротор Дарье преимущественно на промышленных предприятиях.

Интересное решение в сфере проектирования малых ГЭС с вертикально работающей турбиной предложил австрийский изобретатель Франц Цотлётерер:

Галерея изображений

Фото из

Мини станция водоворотно-гравитационного действия

Сооружение отдельного канала с водоворотом

Турбина в центре вращения

Устройства для сбора вырабатываемой энергии

Веским плюсом водоворотных станций вполне обоснованно считается сохранение рыбных ресурсов. Работа вертикальной турбины не наносит вреда живым организмам реки. К тому же на стенках сооружений не задерживается тина из-за специфического движения потока воды.

Подводный винтовой пропеллер

По сути, это самый простой воздушный ветряк, только устанавливается он под водой. Размеры лопастей, чтобы обеспечить максимальную скорость вращения и минимум сопротивления, рассчитываются в зависимости от силы движения потока. Например, если скорость течения не превышает 2 м/сек, то ширина лопасти должна быть в пределах 2-3 см.

Подводный пропеллер несложно сделать своими руками, но он подходит только для глубоких и быстрых рек – на мелком водоеме вращающиеся лопасти могут нанести травмы рыбакам, купальщикам, водоплавающим птицам и животным

Такой ветряк устанавливается «навстречу» потоку, но его лопасти работают не за счет давления водного напора, а благодаря возникновению подъемной силы (по принципу самолетного крыла или винта корабля).

Водяное колесо с лопастями

Водяное колесо – один из простейших вариантов гидравлического двигателя, известный еще со времен Римской Империи. Эффективность его работы во многом зависит от типа источника, на котором его установили.

Подливное колесо может вращаться только благодаря скорости потока, а наливное – с помощью напора и веса воды, ниспадающей сверху на лопасти

В зависимости от глубины и русла водотока можно установить различные типы колес:

• Подливные (или нижнебойные) – подойдут для мелководных рек с быстрым течением.
• Среднебойные – располагаются в руслах с природными каскадами так, чтобы поток попадал приблизительно на середину вращающегося барабана.
• Наливные (или верхнебойные) – устанавливаются под плотиной, трубой или в нижней части естественного порога, чтобы ниспадающая вода продолжила путь через вершину колеса.

Но принцип работы у всех вариантов один и тот же: вода попадает на лопасти и приводит в действие колесо, которое заставляет вращаться генератор для миниэлектростанции.

Производители гидрооборудования предлагают готовые турбины, лопасти которых специально адаптированы под определенную скорость водного потока. Но домашние умельцы изготавливают барабанные конструкции по старинке – из подручных материалов.

Ознакомиться с шагами сооружения простейшего варианта мини ГЭС поможет следующая фото-подборка:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Сужение русло и формирование перепада

Шаг 2: Раскрой деталей для сборки турбины

Шаг 3: Фиксация лопастей в самодельной турбине

Шаг 5: Установка опоры в русле ручья

Шаг 5: Установка турбины на опорную конструкцию

Шаг 6: Подключение генератора и аккумуляторов

Шаг 7: Устройство ременной передачи

Шаг 8: Тестирование устройства после сборки

Возможно, отсутствие оптимизации отразится на показателях КПД, зато себестоимость самодельного оборудования обойдется в разы дешевле покупного аналога. Поэтому водяное колесо наиболее популярный вариант для организации собственной мини-ГЭС.

Условия для установки гидроэлектростанции

Несмотря на заманчивую дешевизну энергии, вырабатываемую гидрогенератором, важно учесть особенности водного источника, ресурсы которого вы планируете задействовать для собственных нужд.

Ведь далеко не каждый водоток подойдет для эксплуатации мини-ГЭС, тем более круглогодичной, поэтому не помешает иметь в резерве возможность подключения к централизованной магистрали.

Несколько «за» и «против»

Основные плюсы индивидуальной гидроэлектростанции очевидны: недорогое оборудование, которое вырабатывает дешевое электричество, да еще и природе не вредит (в отличие от плотин, перекрывающих ток реки). Хотя абсолютно безопасной систему назвать нельзя – все-таки вращающиеся элементы турбин могут нанести травмы жителям подводного мира и даже людям.

Чтобы предупредить несчастные случаи, гидростанцию нужно оградить, а если система полностью скрыта водой – установить на берегу предупреждающий знак

Преимущества мини-ГЭС:

1. В отличие от других «бесплатных» энергоисточников (солнечных батарей, ветрогенераторов), гидросистемы могут работать вне зависимости от времени суток и погоды. Единственное, что может им помешать – замерзание водоема.
2. Для установки гидрогенератора необязательно наличие большой реки – те же водяные колеса с успехом можно использовать даже в мелких (но быстрых!) ручьях.
3. Установки не выделяют вредных веществ, не загрязняют воду и работают практически бесшумно.
4. Для монтажа мини-ГЭС мощностью до 100 кВт не нужно оформлять разрешительную документацию (хотя все зависит от местных властей и типа установки).
5. Избыток электричества можно продавать в соседние дома.

Что касается недостатков – серьезной помехой для продуктивной эксплуатации оборудования может стать недостаточная сила течения. В этом случае придется возводить вспомогательные сооружения, что сопряжено с дополнительными затратами.

Если потенциальной энергии расположенной рядом реки при приблизительном расчете не хватит на выработку электричества в объеме, достаточном для практического применения, стоит обратить внимание на . Ветряк послужит эффективным дополнением.

Измерение силы водного потока

Первое, что нужно сделать, чтобы задуматься о виде и способе монтажа станции, – измерить скорость водного потока на облюбованном источнике.

Самый простой способ – опустить на стремнину любой легкий предмет (например, теннисный мячик, кусок пенопласта или рыбацкий поплавок) и засечь секундомером время, за которое он проплывет расстояние до какого-нибудь ориентира. Стандартная дистанция для «заплыва» – 10 метров.

Если водоем находится далековато от дома, можно построить отводной канал или трубопровод, и заодно и позаботиться о перепадах высоты

Теперь нужно пройденное расстояние в метрах разделить на количество секунд – это и будет скорость течения. Но если полученное значение будет меньше 1 м/сек, потребуется возвести искусственные сооружения, чтобы ускорить поток перепадами высот.

Это реально осуществить с помощью разборной плотины или неширокой сливной трубы. Но без хорошего течения от идеи с гидростанцией придется отказаться.

Изготовление ГЭС на основе водяного колеса

Разумеется, собрать «на коленке» и возвести махину, предназначенную для обслуживания предприятия или населенного пункта даже из десятка домов – идея из области фантастики. Но соорудить своими руками мини-ГЭС для экономии электричества – вполне реально. Причем задействовать можно как готовые комплектующие, так и подручные материалы.

Поэтому рассмотрим пошагово изготовление наиболее простого сооружения – водяного колеса.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы сделать своими руками мини-ГЭС, нужно подготовить сварочный аппарат, болгарку, дрель и набор вспомогательных инструментов – молоток, отвертку, линейку.

Из материалов понадобятся:

• Уголки и листовой металл толщиной не менее 5 мм.
• Трубы из ПВХ или оцинкованной стали для изготовления лопастей.
• Генератор (можно использовать готовый покупной или сделать самому, как в данном примере).
• Тормозные диски.
• Вал и подшипники.
• Фанера.
• Полистироловая смола для заливки ротора и статора.
• Медный провод на 15 мм для самодельного генератора.
• Неодимовые магниты.

Учтите, что конструкция колеса будет постоянно контактировать с водой, поэтому металлические и деревянные элементы необходимо выбирать с защитой от влаги (или позаботится об их пропитке и покраске самостоятельно). В идеале, фанеру можно заменить пластиком, но деревянные детали проще достать и придать им нужную форму.

Сборка колеса и изготовление сопла

Основой для самого колеса могут стать два стальных диска одинакового диаметра (если есть возможность достать стальной барабан от кабеля – отлично, это намного ускорит процесс сборки).

Но если металла в подручных материалах не нашлось, можно вырезать круги и из водостойкой фанеры, хотя прочность и срок службы даже обработанного дерева не сравнится со сталью. Затем на одном из дисков нужно прорезать круглое отверстие под установку генератора.

После этого изготавливаются лопасти, а их понадобится не меньше 16 шт. Для этого оцинкованные трубы разрезаются вдоль на две или четыре части (зависит от диаметра). Затем места резки и саму поверхность лопастей нужно отшлифовать, чтобы уменьшить потери энергии при трении.

Лопасти устанавливаются под наклоном примерно в 40-45 градусов – это поможет увеличить площадь поверхности, на которую будет воздействовать сила потока

Расстояние между двумя боковыми дисками должно быть максимально приближено к длине лопастей. Чтобы наметить место для расположения будущих ступиц, рекомендуется сделать шаблон из фанеры, на котором будет обозначено место для каждой детали и отверстия для фиксации колеса к генератору. Готовую разметку можно прикрепить на внешней стороне одного из дисков.

Затем круги устанавливаются параллельно друг к другу с помощью стержней со сплошной резьбой, а лопасти привариваются или фиксируются болтами в нужных позициях. Барабан будет вращаться на подшипниках, а в качестве опоры используется рама из уголков или труб небольшого диаметра.

На этом этапе сборку барабана можно считать законченной, осталось оснастить его самодельным генератором и соплом, направляющим поток воды

Сопло предназначено для водных источников каскадного типа – такая установка позволит использовать энергию потока по максимуму. Изготавливается этот вспомогательный элемент путем выгибания листового металла с последующей сваркой швов, а после насаживается на трубу.

Однако если в вашей местности протекает равнинная река без порогов и других высотных препятствий, в этой детали нет необходимости.

Важно, чтобы ширина выходного отверстия сопла соответствовала ширине самого колеса, иначе часть потока будет идти «вхолостую», не попадая на лопасти

Теперь колесо нужно насадить на ось и установить на подпорку из сваренных или скрепленных болтами уголков. Осталось сделать генератор (или установить готовый) и можно отправляться к реке.

Генератор своими руками

Для изготовления самодельного генератора нужно сделать обмотку и заливку статора, для чего понадобятся катушки со 125-ю витками медной проволоки на каждой. После их соединения вся конструкция заливается полиэстеровой смолой.

Каждая фаза состоит из трех последовательно прикрепленных мотков, поэтому соединение можно сделать в форме звезды или треугольника с несколькими наружными выводами

Теперь нужно подготовить фанерный шаблон, совпадающий по размерам с тормозным диском.

На деревянном кольце выполняется разметка и делаются прорези для установки магнитов (в данном случае использовались неодимовые магниты толщиной 1,3 см, шириной 2,5 см и длиной 5 см). Затем полученный ротор также заливается смолой, а после просушки – присоединяется к барабану колеса.

Водяное колесо с ротором из тормозных дисков и генератором из мотков медной проволоки – окрашенное, презентабельное и готовое к эксплуатации

Последним монтируется алюминиевый кожух с амперметром, закрывающий выпрямители. Задача этих элементов – преобразовывать трехфазный ток в постоянный.

После установки колеса в поток небольшой речки с каскадом или отводной трубой, можно рассчитывать на производительность мини-ГЭС в 1,9А * 12В при 110 оборотах за минуту

Чтобы в колесо не попадали листья, песок и другой мусор, принесенный с потоком, желательно поставить перед устройством защитную сетку.

Также можно поэкспериментировать с зазорами между магнитами и катушками с увеличенным количеством витков для увеличения КПД гидростанции.

О всех видах вы узнаете, ознакомившись со статьей, посвященной внедрению в быт “зеленых технологий”.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Пример работающей гидроустановки с самодельным генератором на базе трехфазного двигателя:

Видео #2. Мини-ГЭС, сконструированная по принципу водяного колеса:

Видео #3. Станция на основе велосипедного колеса – интересный вариант решения проблемы с энергообеспечением на отдыхе вдали от цивилизации:

Как видите, построить водяную миниэлектростанцию своими руками не так уж и сложно. Но так как большинство расчетов и параметров для ее комплектующих определяется «на глазок», следует быть готовым к возможным поломкам и сопутствующим затратам.

Если вы чувствуете нехватку знаний и опыта в данной сфере, стоит довериться специалистам, которые выполнят все необходимые расчеты, посоветуют оптимальное для вашего случая оборудование и качественно произведут его установку.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь интересными сведениями и полезными рекомендациями, оставляйте тематические фото. Возможно, вы хотите рассказать, как соорудили собственными руками действующую гидроэлектростанцию на загородном участке? Будем рады прочитать ваш рассказ о процессе устройства и эксплуатации.

Самодельная гидроэлектростанция из старой стиральной машины

Меня всегда привлекало получение бесплатной энергии из природных ресурсов. И как-то у меня зародилась идея сделать простую мини электростанцию, которая бы вырабатывала электричество из проходящего мимо водяного ручья.

Все началось с идеи использовать барабан старой стиральной машины в качестве водяного колеса – миниатюрной самодельной гидроэлектростанции.


К барабану с помощью металлических уголков были прикреплены прямые лопасти из влагостойкой фанеры.


Крутящий момент с водяного колеса передается за счет ремня на велосипедную динамо-машину (генератор постоянного тока). Выработанная электроэнергия поступает на светодиод. Достаточно рукой слегка прокрутить колесо, и светодиод начнет мигать.


Основа всей конструкции – велосипедная рама.

Два подшипника позволяют водяному колесу свободно крутится.

Первые испытания на маленькой речке показали, что водяное колесо на раме установлено слишком высоко, что не дает потоку воды его нормально раскручивать.
После небольших изменений в конструкции рамы колесо стало располагаться ниже и скорость вращения резко возросла. Как результат, начала вращаться динамо-машина и светодиод на 4,5 В загорелся.

Вот так из старого хлама получилась самодельная гидроэлектростанция.
Далее мини ГЭС в сборе была установлена на небольшой ручей.


Вырабатывает она всего несколько вольт, но их достаточно для свечения светодиода.

Это был неплохой эксперимент для начала.

Смотрите видео

https://www.youtube.com/watch?v=_F9-vUvBhMs

Дальнейшее усовершенствование в проекте

Дальнейшее усовершенствование водяного колеса должны затронуть:

• Построить мини-дамбу для увеличения напора воды. При этом полностью речку не планируется перегораживать, чтобы рыба могла уходить во втором потоке.
  
• Под дамбой установить трубу, по которой вода будет поступать на самодельную турбину. В трубе устроить кожух из транспортерной резиновой ленты. Перекрыв поток воды через трубу можно провести обслуживание механизмов.
  
• По расчетам, турбина будет выдавать мощность примерно в два раза больше, чем водяное колесо. Кроме того, замена водяного колеса на турбину должна снять проблему замерзания в зимнее время.
  
• Поток воды будет раскручивать турбину, передавая крутящий момент генератору. Держаться турбина будет на двух подшипниках, изготовленных из массива дерева. При регулярном смазывании они прослужат долго. Упорная шайба будет удерживать механизм от бокового смещения.
  
• Изготовить металлические лопатки, рассчитав угол, под которым их нужно загнуть (от этого параметра зависит мощность гидроэлектростанции). Лопатки прикрутить нужно будет с использованием резиновых прокладок, чтобы избежать их отрыва.
  
• Для передачи крутящего момента использовать собранный из труб вал.
  
• Установить генератор. На генератор поставить шкив меньшего размера, чем установленный на валу. Это позволит повысить обороты, что необходимо для эффективной работы генератора.

Генератор должен выдавать порядка 600 Вт электроэнергии. Это даст возможность подключать бытовую технику. Если следующий этап эксперимента завершится удачно, можно будет подумать о дальнейшей модернизации с тем, чтобы вырабатывать несколько киловатт электроэнергии.

Мини ГЭС без плотины своими руками » Полезные самоделки

Известно, что электричество вырабатывает генератор, вал которого вращает двигатель. Двигатель ГЭС устроен просто: на раме из бревен укреплены стойки с двумя коленчатыми валами А и Б (см. рис. 3).

 

Каждый вал имеет три колена, углы между которыми равны 120°. Коленчатые валы соединены штангами, к которым прикреплены лопатки. На рисунке 1 вы видите, что в данный момент все лопатки штанги В находятся внизу, они погружены в воду и под ее напором перемещаются назад (вправо). Лопатки двигают штангу, а штанга, в свою очередь, поворачивает коленчатые валы. Как только колена, соединенные этой штангой, начнут подниматься вверх, в воду погружаются лопатки штанги Г. Теперь уже они вступают в работу. Затем начнут работать лопатки штанги Д. К этому времени лопатки первой штанги В пройдут над поверхностью воды и снова опустятся в воду. Вот так и будет работать двигатель электростанции Логина. Подробнее об бесплотинной ГЭС конструкции Логина читайте в этой статье

 

Если насадить на конец одного из коленчатых валов шкив и соединить его ременной передачей со шкивом генераторе постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к ведущему шкиву приделать шатун и соединить его с насосом, двигатель будет качать воду на пришкольный участок, на ваш огород.

 

Мощность двигателя зависит не только от скорости течения воды, но и от числа и площади лопаток, то есть от геометрических размеров самого двигателя. А его можно сделать любых размеров, соответственно пропорционально увеличивая или уменьшая размеры его деталей.

 

 

Рис. 1. Основные размеры частей мини ГЭС без плотины.

 

Мы даем чертежи двигателя, который при скорости течения воды в 0,8-1 метр в секунду будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, 12 В, а мощность — до 150 Вт.

 

 

Рис.2. Основные узлы самодельной ГЭС без плотины.

Прежде чем приступать к постройке гидростанции, в мастерской или в магазине, где продаются запчасти для автомобилей, подберите генератор. Заготовьте материалы: доски, бревна небольшого диаметра, стальную проволоку, крепеж. Подберите место, где будет находиться электростанция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки. Здесь надо определить скорость течения. Делается это так. На выбранном участке длиной 15-20 метров наметьте два поперечных створа. После этого при помощи небольшого поплавка, например щепки, определите скорость течения воды. Поплавок следует бросать в воду немного выше верхнего створа и, следя за ним, по секундомеру отсчитать время прохождения поплавка от верхнего створа до нижнего. Надо сделать

10-15 таких замеров, бросая поплавок то дальше, то ближе к берегу, и по результатам замеров подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она лежит а пределах 0,8-1 м/с, смело приступайте к строительству.

 

 

Рис.3. Коленчатые валы мини ГЭС без плотины.

 

Как сделать наиболее сложные детали мини ГЭС

 

Коленчатый вал мини ГЭС без плотины.

Его можно изготовить из цельного стального прута диаметром 16-20 мм. Но легче сделать его сборным (рис. 3). Сначала нарежьте из прута заготовки деталей 1, 2, 3 и 4. Щечки колен сделайте из стальной полосы толщиной 5 мм. На концах стержней запилите квадраты, а в щечках — квадратные отверстия. После соединения деталей квадраты расклепываются. Сначала следует собрать части коленчатого вала «а» и «б» (см. рис. 3). Затем надо разметить и выпилить квадраты на свободных концах стержней 2 и 3 так, чтобы среднее колено (после сборки) было расположено под углом 120° по отношению к крайним.

 

Штанги с лопатками мини ГЭС без плотины.

Штанги рекомендуем сделать из деревянных реек, лопатки — из теса или кровельного железа. Лопатки прикрепляются к штангам с помощью вертикальных планок и проволочных растяжек (см. рис. 2).

 

Устройство передачи мини ГЭС без плотины.

Коленчатый вал, а следовательно, и ведущий шкив будут вращаться со скоростью примерно один оборот в две секунды. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000-1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такое число оборотов на генераторе, нужна передача из шкивов разного диаметра (см. рис.).

 

Желобчатые шкивы изготовляются из фанеры толщиной 5 мм. Для каждого шкива следует выпилить по пять кругов. Они сбиваются гвоздями или стягиваются шурупами. Ведущий шкив, который прочно укрепляется на конце коленчатого вала, должен иметь диаметр не менее 700 мм. Два промежуточных прибиваются друг к другу и свободно надеваются на ось. Они должны легко вращаться на этой оси. Если скорость вращения ведущего шкива будет 30 оборотов в минуту, то диаметр малого промежуточного шкива можно принять равным 140 мм, а большого — 600 мм. Тогда шкив генератора (диаметром 60 мм) будет вращаться со скоростью 1500 оборотов в минуту. При других числах оборотов ведущего шкива диаметры промежуточных шкивов будут другие. Подсчитать их размеры вам поможет учитель труда.

 

Приводные ремни мини ГЭС без плотины.

 

Шкивы передачи соединяются приводными ремнями. Чтобы ремни всегда были хорошо натянуты, сделайте их из резинового жгута. Старую автомобильную камеру разрежьте на длинные ленты. Каждую ленту скрутите в жгут, а концы склейте резиновым клеем и туго перевяжите шпагатом.

 

Регулировка мини ГЭС без плотины.

 

После сборки механизма проверьте, свободно ли вращаются штанги. Поворачивая ведущий шкив рукой, заметьте, какая из штанг препятствует вращению коленчатых валов. После этого снимите штангу и увеличьте одно из отверстий для шейки колена так, чтобы оно стало немного продолговатым.

 

О том как сделать тросовую гирляндную мини ГЭС своими руками читайте в этой статье

Авторы: В. Кивоносов, В. Слащилина

Соорудить мини-ГЭС своими руками под силу каждому

«Зеленые» всего мира все чаще и все более активно протестуют против разработки новых месторождений нефти, газа, угля, а также массового использования двигателей внутреннего сгорания во всем мире, которые и приносят самые сильные загрязнения нашей среды обитания. Знаменитости из мира моды, театра, кино, призывают жить экономнее в плане расхода электроэнергии. Они устанавливают на крышах своих особняков солнечные батареи, ветровые генераторы (как актёр Леонардо Ди Каприо, например).

Все больше простых людей также понимают, что и от их поведения что-то может зависеть, и если хотя бы один человек найдет альтернативу двигателю внутреннего сгорания, то тогда мир станет чуточку чище. Поэтому в деревнях, поселках и в нашей стране, там, где есть падающая или бегущая вода, некий бассейн с водой на возвышенности, есть возможность сделать мини ГЭС своими руками и, тем самым, помочь и себе и ее Величеству Природе. Это ведь альтернатива бензиновому или дизельному генератору, который все равно работает на топливе и дает едкий выхлоп в окружающую среду.

А если не один человек, не одно домохозяйство решило найти альтернативный путь получения электроэнергии? Если целый поселок, деревня, аул? Тут уже нагрузка на Природу уменьшится значительно. Да и в кармане у потребителя останется больше денег на домашние нужды, ибо электричество от мини ГЭС, созданной руками и умом энтузиастов выходит примерно раза в три дешевле, чем покупать его от штатных производителей (ТЭЦ, Атомные станции, промышленные ГЭС).

В поисках нужной воды

Недавно я увидел небольшое видео, где показывалось, как в обычной индийской деревне студенты одного из западных колледжей решили сделать мини ГЭС. Электричества в той глуши нет, молодые люди бегут в города, а что произойдёт, если дать жителям свет? Реки как таковой в деревне нет, зато есть водоем. Природная чаша с огромным количеством воды расположена немного выше уровня деревни. Что придумали студенты?

Они своими умными головами сообразили, что раз нет здесь течения от Природы, его можно создать! Руками нанятых рабочих была смонтирована крытая длинная труба диаметром с метр, и один конец ее замкнулся на водоем, а другой — внизу, уходил в небольшую и тихоходную речку. За счет перепада высоты вода из водоема по трубе устремлялась вниз, разгоняясь все больше, и на выходе уже создавался довольно мощный поток, который упирался в лопасти мини ГЭС. Труба, в которую заключили воду водоема, сбегает вниз по склону холма настолько живописно, что кажется, будто огромный питон медленно ползет сверху вниз и своими размерами вселяет ужас в местных жителей. Его хочется потрогать руками, пощупать, почувствовать его мощь.

Если нечто подобное создают в индийской деревушке, то почему не попробовать сделать то же самое в российской? Если рядом нет быстротечной реки, но есть водоем, то и тут возможно строительство мини ГЭС. Нужно просто смотреть рельеф местности, но понятно одно: водоём — пусть он будет природный, или искусственный — должен быть расположен выше, нежели место, где будет установлена гидроэлектростанция. Если разница высот значительная – еще лучше! Поток воды будет бежать сильнее сверху вниз, а значит, возрастет возможная мощность получаемой электроэнергии.

Необязательно покупать дорогие трубы для организации искусственного водного течения. Можно своими руками сделать некий желоб, и пусть пока по нему разгоняется вода из водоема. Для начала лучше вообще взять любые подручные средства, старые трубы пусть и небольшого диаметра пока, и соорудить пробный вариант слива воды из водоема, что расположен выше. Так можно будет измерить скорость потока (как это сделать я уже писал ранее). Если же под боком течет река с быстрым течением, то тогда и не надо строить ни плотин, ни желобов, ни создавать поток воды искусственно. Мини ГЭС в форме гирлянды, пропеллера, ротора Дардье или водяного колеса могут быть установлены в таких местах без особых проблем.

Важно будет защитить сооружение. Как? Впереди мини ГЭС следует установить защитный экран из сетки, или рассеиватель, чтобы плывущие по реке обломки деревьев, а то и целые бревнышки, а также живая и мертвая рыба, всякого рода мусор не попадали на лопасти турбины, а проплывали мимо.

Простейшая мини гидроэлектростанция станция своими руками

Создать собственную мини-ГЭС своими руками способен почти каждый. Примеры? Многие туристы для получения освещения в условиях похода используют обыкновенный велосипед, на котором и передвигаются. На любое колесо велосипеда они устанавливают между спицами перемычки из кусков, скажем, тонкого железа и сначала руками, а затем плоскогубцами заводят края листа за спицу, тем самым фиксируя перемычку. Длина перемычки должна соответствовать половине диаметра колеса, то есть перекрывать расстояние от обода до втулки. По сути, она должна быть равна длине спицы. Оптимальным будет установить четыре таких перемычки по типу сторон света: Север, Юг, Запад, Восток. Далее потребуется обычный велогенератор и фонарик подключенный к нему.

Пора выбираться в поход. На ночлег нужно остановиться у реки. Ну и пусть, что комары закусают! Зато получится сделать видео вечеринки, наделать фотографий у костра. Это же очень живописно! Вода в реке должна иметь заметное течение и тогда наша походная мини гидроэлектростанция будет работать. «Да будет свет!» — сказал монтер и сделал замыкание. Нет, это не про нас.

«Да будет свет!» — сказал турист и опустил колесо с перемычками из железа на треть в воду бегущей реки. Сам велосипед ставится на небольшую подставку, или подвешивается за дерево или колышек на берегу так, чтобы колесо на треть было погружено в поток. Вода давит на перемычки, крутит колесо, генератор преобразует энергию воды в ток и мини-фонарик освещает место стоянки.

Нет риска, что батарейки попались бракованные, как в случае применения обычного фонаря, нет риска, что они «сядут», их не надо брать собой в поход в большом количестве. Течение реки никуда не исчезнет. Туристы, чаще всего, предпочитают останавливаться в проверенных местах. Так что, единожды получив электрический ток посредством минивело-ГЭС на месте ночлега, они будут помнить это место и постараются коротать темное время суток именно здесь.

Трудности согласования

Однако, зажечь одну свечу, образно говоря, это одно, а вот зажечь тысячи, дать людям свет, как то сделал Прометей, это совсем иное дело. Компактная гидроэлектростанция как источник электричества своим появлением в обыденном применении может нарушить устоявшуюся картину и состояние дел.

Крупнейшие монополии привыкли, что именно они производят электроэнергию для малых поселений, сбытовые дочерние структуры привыкли получать деньги за доставку товара – КВт\час потребителю. Куда в эту схему вписать мини — ГЭС? Да еще не подконтрольную монополистам? Сразу скажу, что согласовать такой проект с местными властями в России будет непросто, как впрочем, и всякое иное новое дело. Но результат стоит затраченных усилий.

В целом под компактной (мини) гидроэлектростанцией подразумевается такая станция, что выдает мощность до 100 квт. Народные умельцы, работая руками и головой, могут достаточно легко соорудить сию полезную штуку у себя в поселке или деревне, даже в частном домовладении. Но только если имеются соответствующие природные условия и желание что-то создать НОВОЕ, сэкономить денег, то есть в будущем меньше платить за электричество.

Если вы посмотрите видео, или фото некоторых мини- ГЭС, то увидите, что подчас они выглядят весьма странно. Но ведь для современников Леонардо Да Винчи его махолеты с огромными крыльями тоже казались по меньшей мере странными, а своими дерзкими опытами и идеями великий итальянец и вовсе наводил ужас на многих людей своего времени. Ну и что? Людей тех мы не помним. А чертежи и творения Леонардо будут жить в веках. Стройте мини-ГЭС своими руками, экспериментируйте, дерзайте! Природа и потомки скажут вам лишь «Спасибо»!

Михаил Берсенев

В Таджикистане тоже есть умельцы, не хуже индийских:

Гидроэлектростанция своими руками на приусадебном участке

Самодельная мини гидроэлектростанция, сделанная своими руками: фото с описанием, а также несколько видео где показана работа мини ГЭС.

У автора возле придомового участка протекает небольшой ручей, это натолкнуло его на мысль о постройке мини гидроэлектростанции чтобы иметь возможность получить дополнительную электроэнергию для освещения дома и работы маломощных бытовых приборов.

Далее представлены фото с описанием самоделки.

Первым делом автор построил из камней и бетона на ручье запруду, чтобы создать направленный поток воды на турбину.

Турбина была изготовлена самостоятельно из влагостойкой фанеры толщиной 13 мм.

В результате получилось колесо диаметром 1200 мм и шириной 600 мм, конструкцию дополнительно покрыли водоотталкивающим покрытием.

Крепление под турбину сделано из дубового бруса, вся установка закреплена анкерами к бетонному основанию, отлитому на дне ручья.

В этой самодельной мини ГЭС использован генератор Wind blue Power Permanent Magnet Generator, он способен вырабатывать 12 V уже при 130 оборотах в минуту. Обычный автомобильный генератор сюда не подходит, так как выдает 12 V более чем на 1000 об/мин. Крутящий момент передаётся из турбины на генератор цепной передачей.

По началу турбина вращалась не достаточно быстро и автор решил сделать под запрудой дополнительную ступень, на которой вода собиралась в узкое жерло и с большей силой падала на лопасти колеса.

К генератору подключена пара автомобильных аккумуляторов 12V по 110А и инвертор.

Выходная мощность мини гидроэлектростанции — 50 Вт, на пике выдает до 500 Вт.

На мой взгляд, задумка неплохая, установку можно усовершенствовать, конечно её мощности не хватит для полноценного энергоснабжения дома, но как дополнительный источник бесплатного электричества вполне подойдёт.

Рекомендую посмотреть несколько видео от автора самоделки.

Колесо турбина для генератора.

Самодельная мини ГЭС в работе.

Видео: турбина гидроэлектростанции при полной нагрузке.

Как соорудить мини-ГЭС своими руками

Экология потребления.Наука и техника:Создаваемые своими руками домашние гидрогенераторы по мощности сравнимы с солнечными батареями и ветряками, но производят гораздо больший объем электроэнергии.

Поскольку тарифы на электроэнергию в последнее время начали расти, все большую актуальность среди населения приобретают возобновляемые источники электроэнергии, позволяющие получать электричество практически бесплатно. Среди известных человечеству подобных источников стоит выделить солнечные батареи, ветрогенераторы, а также домашние гидроэлектростанции. Но последние являются достаточно сложными, ведь работать им приходится в очень агрессивных условиях. Хотя это вовсе не говорит, что мини-ГЭС своими руками соорудить невозможно.

Чтобы сделать все правильно и качественно, главное – подобрать правильные материалы. Они должны обеспечивать максимальную долговечность работы станции. Создаваемые своими руками домашние гидрогенераторы, мощность которых сравнима с аналогичной у солнечных батарей и ветряков, могут производить гораздо больший объем энергии. Но хотя от материалов и зависит многое, на них все не заканчивается.

РАЗНОВИДНОСТИ МИНИ-ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Существует большое количество разнообразных вариаций мини-ГЭС, каждая из которых имеет свои преимущества, особенности и недостатки. Выделяют следующие виды этих устройств:

• гирляндную;
• пропеллерную;
• ротор Дарье;
• водяное колесо с лопастями.

Гирляндная ГЭС состоит из троса, на котором закреплены роторы. Такой трос перетягивают через реку и погружают в воду. Поток воды в реке начинает вращать роторы, которые в свою очередь крутят трос, на одном конце которого расположен подшипник, а на втором – генератор.

Следующий вид – это водяное колесо с лопастями. Его устанавливают перпендикулярно водной глади, погружая меньше чем наполовину. Поскольку поток воды воздействует на колесо, оно вращается, и заставляет крутиться генератор для мини-ГЭС, на котором закреплено это колесо.

Что касается пропеллерной ГЭС, то представляет она собой ветряк, расположенный под водой с вертикальным ротором. Ширина лопастей у такого ветряка не превышает 2 сантиметров. Подобной ширины для воды хватает, ведь именно такой номинал позволяет производить максимальное количество электроэнергии при минимальном сопротивлении. Правда, эта ширина оптимальна только для скорости потока до 2 метров в секунду.

Что касается других условий, то параметры лопастей ротора рассчитывают отдельно. А ротор Дарье является вертикально расположенным ротором, действует который по принципу перепада давления. Все происходит аналогично с крылом самолета, на который воздействует подъемная сила.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Если рассматривать гирляндную ГЭС, то у нее имеется ряд очевидных недочетов. Во-первых, длинный трос, используемый в конструкции, представляет опасность для окружающих. Также большую опасность представляют скрытые под водой роторы. Ну а вдобавок, стоит отметить низкие показатели КПД и большую материалоемкость.

Что касается недостатков ротора Дарье, то чтобы устройство начало вырабатывать электроэнергию, его нужно предварительно раскрутить. Правда, при этом отбор мощности производится прямо над водой, так что как бы ни изменился поток воды, генератор будет вырабатывать электричество.

Все вышеперечисленное является факторами, которые делают более популярными гидротурбину для мини-ГЭС и водяные колеса. Если рассматривать ручное сооружение подобных устройств, то они не так уж и сложны. А в добавок, при минимальных затратах такие мини-ГЭС способны выдавать максимальные показатели КПД. Так что критерии популярности очевидны.

С ЧЕГО НАЧИНАТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО

Возведение мини-ГЭС своими руками стоит начинать с измерения скоростных показателей течения рек. Это делается очень просто: достаточно отметить вверх по течению расстояние в 10 метров, взять в руки секундомер, бросить щепку в воду, и засечь время, за которое она пройдет отмеренную дистанцию.

В конечном итоге, если 10 метров разделить на количество затраченных секунд, получится скорость реки в метрах в секунду. Стоит учитывать, что нет толку сооружать мини-ГЭС в местах, в которых скорость потока не превышает 1 м/с.

Если нужно разобраться, как делают мини-ГЭС в местности, где небольшая скорость реки, то можно попытаться добиться увеличения потока путем организации перепада высот. Сделать это можно через установку сливной трубы в водоем. При этом диаметр трубы будет непосредственно влиять на скорость потока воды. Чем меньше будет диаметр, тем быстрее будет течение.

Подобный подход позволяет организовать мини-ГЭС даже в том случае, если возле дома будет проходить небольшой ручеек. То есть на нем организовывается разборная плотина, ниже которой производится монтаж непосредственно мини-гидроэлектростанции для питания дома и бытовых приборов. опубликовано econet.ru

Малые и мини-ГЭС

Compact Hydro — это решения «вода-провод», основанные на предварительно разработанных модульных компонентах и ​​предлагающие единый источник питания для всего электромеханического оборудования, а также испытанные в мастерских блоки, уменьшенные габариты для транспортировки и короткое время установки. Для Mini Compact Hydro уровень стандартизации и параметризации был значительно расширен с сохранением того же уровня производительности и качества, что позволило снизить инвестиционные затраты и упростить эксплуатацию и обслуживание малых гидроэлектростанций.

Функции для малых и мини-ГЭС

Услуги Compact Hydro включают проектирование, проектирование, испытания моделей, закупку, производство, сборку, управление проектами, управление площадкой, установку, ввод в эксплуатацию, испытания и обучение персонала для всего механического и электрического оборудования:

• Гидравлические турбины
• Цифровые регуляторы скорости и ГНУ
• Запорная арматура
• Синхронные и асинхронные генераторы
• Оборудование для автоматизации, управления, защиты, возбуждения и синхронизации
• Система электроснабжения

Осевые агрегаты

Все гарантии, касающиеся эффективности, производительности и устойчивости к кавитации, подтверждаются модельными испытаниями в лабораториях ANDRITZ Hydro для рабочих колес с тремя или шестью лопастями, с двойным или одинарным регулированием, с горизонтальной или вертикальной осью.

Осевые турбины основаны на концепции модульной конструкции с одинаковыми ключевыми компонентами, используемыми для различных типов турбин.

• Mini compact от 20 до 1500 кВт и напором от 2 до 26 м
  Малая гидросистема от примерно 300 кВт до 15000 кВт и напором до 45 м
• Колба с ременным приводом устройства для очень низкого напора с головкой до 5 м и мощностью до 600 кВт
• Колба конической шестерни для напора до 12 м и мощностью до 2600 кВт
• Колба ECO для колбы с чистым напором до 20 м и мощностью до 10 000 кВт
• Агрегаты Bulb для чистого напора до 15 м и мощностью до 15000 кВт
• Агрегаты PIT для чистого напора до 12 м и мощностью до 10 000 кВт
• Компактные осевые турбинные агрегаты (CAT ) агрегатов для чистого напора до 45 м и мощностью до 15000 кВт
• Агрегаты S-типа для чистого напора до 35 м и мощностью до 10 000 кВт

Suneco Hydro Micro Hydro Power Guide

• Продукты
  • Micro Hydro Power серии XJ
    • 300 Вт Hydro XJ14-0.3DCT4-Z
    • 500 Вт Hydro XJ18-0.5DCT4-Z
    • 750 Вт Hydro XJ18-0.75DCT4-Z
    • 1,1 кВт Hydro XJ22-1.1DCT4-Z
    • 1,1 кВт Hydro XJ22-1.1DCTh5-Z
    • 1,5 кВт Hydro XJ25-1.5DCT4-Z
    • Двойная форсунка 1,5 кВт XJ25-1.5DCTh5-Z
    • 3 кВт с одной форсункой XJ25-3.0DCT4-Z
    • Двойная форсунка 3 кВт XJ25-3.0DCTF4-Z
    • 6 кВт Одинарное сопло XJ28-6.0DCT4 / 6-Z
    • 6 кВт Двойная форсунка XJ28-6.0DCTF4 / 6-Z
    • 10 кВт Одиночная форсунка XJ30-10DCT4-Z
    • 10 кВт Двойная форсунка XJ30-10DCTF4 / 6-Z
    • 15 кВт Двойная форсунка XJ30-15SCTF4 / 6-Z
    • 20 кВт Двойная форсунка XJ30-20SCTF4 / 6-Z
    • 30 кВт Двойное сопло XJ38-30SCTF4 / 6-Z
  • Micro Hydro Turbine серии GD
    • Вертикальная турбина 3 кВт GD-LZ-12-3KW
    • Вертикальная турбина 3 кВт GD-LZ-20-3KW
    • Вертикальная трубчатая турбина Micro Hydro Power GD-LZ-20-5KW
    • Вертикальная турбина 6 кВт GD-LZ-20-6KW
    • Вертикальная трубчатая микрогидроэнергетическая турбина GD-LZ-20-8KW
    • Вертикальная турбина 10 кВт GD-LZ-20-10KW
    • Горизонтальная турбина 15 кВт GD-WZ-30-15KW
  • Погружная турбина
    • Погружная турбина-QS-LZ-12-0.55 кВт
  • Большая гидротурбина
    • Francis Turbine Large Hydro Power
    • Винт турбины Каплана Тип
    • Турбогенераторы типа Pelton
    • Трубчатая турбина большой гидроэнергетики
    • Турбина с наклонным двигателем Turgo
  • 3кВт, 6кВт, 10кВт, 50кВт, 100кВт, 200кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 3 кВт
    • Pico Hydro Power Generator 3 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 6 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 10 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 20 кВт
    • 40кВт микрогидро турбогенератор цена
    • Гидрогенератор 50 кВт
    • 100квт гидротурбина цена
    • Гидрогенератор 100 кВт
    • Гидрогенератор 200 кВт
    • Pico Hydro Turbine Generator
  Пример использования
  • по странам
    • Гидротурбина 40 кВт Пуэрто-Рико
    • 3 кВт Pico Hydro USA 110 В 60 Гц
    • Гидрогенератор мощностью 36 кВт, 85 кВт, 50 кВт Франция
    • Гидротурбина 100 кВт Филиппины
• Завод
• Поддержка
  • VIP-услуги по гидроэнергетическим решениям
  • Подпишитесь на нашу рассылку Micro Hydro Power
  • Как измерить напор воды
  • Как измерить расход воды
  • Оценка WaterHead и WaterFlow
  • Пояснения к размеру Micro Hydro Power
  • Руководство по Hydro Power
  • Как выбрать модели микрогидротурбин
  • Как выбрать гидротурбинный генератор
  • Тестирование эффективности
  • Система управления
  • Краткое описание микрогидрогенераторов
  • Micro Hydro Power: основы
  • Последние примеры микрогидроэлектростанций
  • FAQ по ГЭС
  • Часто задаваемые вопросы Micro Hydro Power
  • Как работают гидроэлектростанции
  • Место установки и установка гидроэлектростанции
  • Проектирование микрогидроэнергетических систем
  • Техническое обслуживание микрогидроэнергетики
  • Показания микрогидроэлектростанции
  • Технико-экономическое обоснование микрогидроэнергетической системы
  • Измерение напора воды
  • Гарантируем длительный стабильный период поставки запчастей
  • Процесс установки микрогидро турбины
• Блог
• Свяжитесь с нами

микрогидроэнергетика @ 126.com

• Продукты
  • Micro Hydro Power серии XJ
    • 300 Вт Hydro XJ14-0.3DCT4-Z
    • 500 Вт Hydro XJ18-0.5DCT4-Z
    • 750 Вт Hydro XJ18-0.75DCT4-Z
    • 1,1 кВт Hydro XJ22-1.1DCT4-Z
    • 1,1 кВт Hydro XJ22-1.1DCTh5-Z
    • 1,5 кВт Hydro XJ25-1.5DCT4-Z
    • Двойная форсунка 1,5 кВт XJ25-1.5DCTh5-Z
    • 3 кВт с одной форсункой XJ25-3.0DCT4-Z
    • Двойная форсунка 3 кВт XJ25-3.0DCTF4-Z
    • 6 кВт Одинарное сопло XJ28-6.0DCT4 / 6-Z
    • 6 кВт Двойная форсунка XJ28-6.0DCTF4 / 6-Z
    • 10 кВт Одиночная форсунка XJ30-10DCT4-Z
    • 10 кВт Двойная форсунка XJ30-10DCTF4 / 6-Z
    • 15 кВт Двойная форсунка XJ30-15SCTF4 / 6-Z
    • 20 кВт Двойная форсунка XJ30-20SCTF4 / 6-Z
    • 30 кВт Двойное сопло XJ38-30SCTF4 / 6-Z
  • Micro Hydro Turbine серии GD
    • Вертикальная турбина 3 кВт GD-LZ-12-3KW
    • Вертикальная турбина 3 кВт GD-LZ-20-3KW
    • Вертикальная трубчатая турбина Micro Hydro Power GD-LZ-20-5KW
    • Вертикальная турбина 6 кВт GD-LZ-20-6KW
    • Вертикальная трубчатая микрогидроэнергетическая турбина GD-LZ-20-8KW
    • Вертикальная турбина 10 кВт GD-LZ-20-10KW
    • Горизонтальная турбина 15 кВт GD-WZ-30-15KW
  • Погружная турбина
    • Погружная турбина-QS-LZ-12-0.55 кВт
  • Большая гидротурбина
    • Francis Turbine Large Hydro Power
    • Винт турбины Каплана Тип
    • Турбогенераторы типа Pelton
    • Трубчатая турбина большой гидроэнергетики
    • Турбина с наклонным двигателем Turgo
  • 3кВт, 6кВт, 10кВт, 50кВт, 100кВт, 200кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 3 кВт
    • Pico Hydro Power Generator 3 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 6 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 10 кВт
    • Гидротурбинный генератор мощностью 20 кВт
    • 40кВт микрогидро турбогенератор цена
    • Гидрогенератор 50 кВт
    • 100квт гидротурбина цена
    • Гидрогенератор 100 кВт
    • Гидрогенератор 200 кВт
    • Pico Hydro Turbine Generator
  Пример использования
  • по странам
    • Гидротурбина 40 кВт Пуэрто-Рико
    • 3 кВт Pico Hydro USA 110 В 60 Гц
    • Гидрогенератор мощностью 36 кВт, 85 кВт, 50 кВт Франция
    • Гидротурбина 100 кВт Филиппины
• Завод
• Поддержка
  • VIP-услуги по гидроэнергетическим решениям
  • Подпишитесь на нашу рассылку Micro Hydro Power
  • Как измерить напор воды
  • Как измерить расход воды
  • Оценка WaterHead и WaterFlow
  • Пояснения к размеру Micro Hydro Power
  • Руководство по Hydro Power
  • Как выбрать модели микрогидротурбин
  • Как выбрать гидротурбинный генератор
  • Тестирование эффективности
  • Система управления
  • Краткое описание микрогидрогенераторов
  • Micro Hydro Power: основы
  • Последние примеры микрогидроэлектростанций
  • FAQ по ГЭС
  • Часто задаваемые вопросы Micro Hydro Power
  • Как работают гидроэлектростанции
  • Место установки и установка гидроэлектростанции
  • Проектирование микрогидроэнергетических систем
  • Техническое обслуживание микрогидроэнергетики
  • Показания микрогидроэлектростанции
  • Технико-экономическое обоснование микрогидроэнергетической системы
  • Измерение напора воды
  • Гарантируем длительный стабильный период поставки запчастей
  • Процесс установки микрогидро турбины
• Блог
• Свяжитесь с нами

Направляющая Micro Hydro Power

• Home
• Micro Hydro Blog
• Hydro Power
• Micro Hydro Power Guide

Гидроэнергетика | Национальное географическое общество

Гидроэнергетика, также называемая гидроэлектроэнергией или гидроэлектроэнергией, представляет собой форму энергии, которая использует энергию движения воды, например, воды, текущей через водопад, для выработки электроэнергии.Люди использовали эту силу на протяжении тысячелетий. Более двух тысяч лет назад люди в Греции использовали проточную воду, чтобы превратить колесо своей мельницы, чтобы перемолоть пшеницу в муку.

Как работает гидроэнергетика?

Большинство гидроэлектростанций имеют резервуар с водой, задвижку или клапан для контроля количества воды, вытекающей из резервуара, а также выпускное отверстие или место, куда вода попадает после стекания вниз. Вода приобретает потенциальную энергию непосредственно перед тем, как переливается через вершину плотины или стекает с холма.Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, когда вода течет вниз. Воду можно использовать для вращения лопастей турбины для выработки электроэнергии, которая распределяется среди потребителей электростанции.

Типы гидроэлектростанций

Есть три различных типа гидроэлектростанций, наиболее распространенным из которых является водохранилище. В водохранилище плотина используется для управления потоком воды, хранящейся в бассейне или резервуаре.Когда требуется больше энергии, из плотины сбрасывается вода. Когда вода выпускается, сила тяжести берет верх, и вода течет вниз через турбину. Когда лопасти турбины вращаются, они приводят в действие генератор.

Другой тип гидроэлектростанции — водозаборное сооружение. Этот вид растений уникален тем, что не использует плотину. Вместо этого он использует серию каналов для направления текущей речной воды к турбинам, приводящим в действие генераторы.

Третий тип установок называется гидроаккумулирующим.Эта установка собирает энергию, произведенную из солнечной, ветровой и ядерной энергии, и хранит ее для будущего использования. Завод накапливает энергию, перекачивая воду вверх из бассейна на более низкой высоте в резервуар, расположенный на более высокой высоте. Когда есть высокий спрос на электричество, сбрасывается вода из верхнего бассейна. Когда эта вода стекает обратно в нижний резервуар, она вращает турбину для выработки большего количества электроэнергии.

Насколько широко в мире используется гидроэнергетика?

Гидроэнергетика — наиболее часто используемый возобновляемый источник электроэнергии.Китай — крупнейший производитель гидроэлектроэнергии. К другим ведущим производителям гидроэнергетики во всем мире относятся США, Бразилия, Канада, Индия и Россия. Примерно 71 процент всей возобновляемой электроэнергии, производимой на Земле, вырабатывается гидроэнергетикой.

Какая самая большая гидроэлектростанция в мире?

Плотина «Три ущелья» в Китае, сдерживающая реку Янцзы, является крупнейшей плотиной гидроэлектростанций в мире с точки зрения производства электроэнергии.Плотина 2335 метров (7660 футов) в длину и 185 метров (607 футов) в высоту и имеет достаточно генераторов, чтобы производить 22 500 мегаватт энергии.

гидроэлектростанция — испанский перевод — Linguee

A гидроэлектростанция c a n определяется как […] Комплекс зданий и оборудования, предназначенный для выработки электроэнергии […] за счет гидравлического потенциала рек. itaipu.gov.br	U n a us ina hidroelctrica se pue de def in ir como […] ун конъюнто де образ и снаряжение cuya finalidad es la generacin de energa […] elctrica, por medio del aprovechamiento del Potencial hidrulico existente en un ro. itaipu.gov.br
гидроэлектростанция i n t мир, который […] обеспечивает 20% электроэнергии Бразилии. cipamericas.org	r e pre sa hidroelctrica de l m undo qu e proofe […] el 20% de la energa elctrica que потребляет cipamericas.org
Цель […] проект заключается в использовании гидравлической энергии путем установки ng и гидроэлектростанций . abengoa.es	El Objetivo del Proyecto es […] aprovechar l a energa h id rulica mediante la instalacin d e una cen tra l hidroelctrica . abengoa.es
Венгрия впоследствии вышла из проекта, а Словакия […] завершено т ч е гидроэлектростанция а л по эл. europarl.europa.eu	Posteriormente Hungra se retir del proyecto y Eslovaquia […] termin en solitar io la cent ral hidroelctrica . europarl.europa.eu
ALPINE также строит туннели в Индии, где находится […] участвует в нескольких линиях новой сети метро в Дели и принимает участие […] тоннель для крана ов а н ГЭС . fccconstruccion.com	ALPINE tambin est realizando obras de tneles en la India, en donde Participa en […] varios tramos de la nueva red del metro de Nueva Delhi y una galera de […] impulsin de la cent ra l hidroelctrica d e Tapo van . fccconstruccion.com
Итайпу разрабатывает самую крупную программу лесовосстановления в истории […] проведено по a гидроэлектростанция i n t он мир. itaipu.gov.br	La Itaip desarrolla el mayor programa de […] reforestacin del mundo ya empre nd ido p or una hidroelctrica . itaipu.gov.br
В настоящее время готовится тендер на закупку двух […] панели управления для Тяньцзиня […] Alstom для San X i a гидроэлектростанция , t he world lar ge s t гидроэлектростанция abengoa.es	Актуальная подготовка для Tianjin Alstom […] una oferta de dos cuadros de […] control para la central hidroelctrica de San Xia, l a m ayor central hidroelctrica de l mun do . abengoa.es
A гидроэлектростанция t a ke s занимает много места, и это […] может привести к потере среды обитания животных. lenntech.com	L a s plantas d e e ner ga hidroelctrica req uie ren m uc [… ho espacio] y esto causa la desaparicin de hbitat para animales. lenntech.es
Факторы предложения приводят Комиссию к согласию […] с Siemens, что существует единственный соответствующий […] рынок продукта f o r гидроэлектростанция e q ui pment, хотя […] продукты, представленные на этом рынке, значительно отличаются друг от друга. eur-lex.europa.eu	Hay factores en la oferta que индуцирует a la Comisin a […] совпадение с Siemens en que […] los equ ip os p ara centrales hidroelctricas fo rman u n sol o mercado […] de producto de referencia en el q ue hay di ferencias importants de un producto a otro. eur-lex.europa.eu
ВАШИНГТОН, округ Колумбия — 20 октября Межамериканская инвестиционная корпорация […] (IIC) утвердил заем в размере 7 миллионов долларов США для […] Hidroabanico S.A. для строительства миль n i гидроэлектростанции t o g enerate 14.9 МВт чистой энергии рядом […] город Макас в бассейне реки Амазонки. iic.int	ВАШИНГТОН, округ Колумбия — Эль 20 октября, la Corporacin Interamericana de Inversiones (CII) ha aprobado […] un prstamo de US $ 7 […] millones co n Hidroabanico S .A . para la construccin de u na min icen tr al hidroelctrica qu e perm itir la generacin […] от 14, 9 МВт d e energa l impia cerca de la ciudad de […] Macas, en la cuenca hidrogrfica amaznica. spanish.iic.int
Основное внимание уделяется s ma l l гидроэлектростанция a n d используя […] энергии, получаемой из местной биомассы, включая сельскохозяйственные отходы. dsc.admin.ch	L os aspec tos centrales son la p equ ea energa hid r ulica […] y la utilizacin energtica de la biomasa local a disicin, […] como por ejemplo los desechos de la Agricultura. dsc.admin.ch
При 10-процентном финансировании от IFC, Allain Duhangan Hydro […] Power Limited (AD Hydro) планирует […] построить ct a гидроэлектростанция , w it h и связанные […] Линия передачи , на Allain […] и притоки Духанган реки Беас возле Манали, округ Куллу, в штате Химачал-Прадеш, Индия. cao-ombudsman.org	Con un 10 por ciento financiado por la CFI, Allain Duhangan Hydro […] Power Limited (AD Hydro) самолет […] construir un a ce ntra l hidroelctrica , con una l nea de transmisin […] asociada en los afluentes […] Allain y Duhanagan del ro Beas, cerca de Manali, en el Distrito de Kullu, en el estado de Himachal Pradesh, India. cao-ombudsman.org
Это наша дань уважения парагвайцам […] человек и всем тем, кто […] помог построить мировую ge s t гидроэлектростанцию ​​ i n t erms производства электроэнергии «, […] говорит Гилмар Пиолла, […] Бразильский суперинтендант социальных коммуникаций. itaipu.gov.py	Es nuestro homenaje al pueblo paraguayo […] год назад […] ayudaron a c onstr uir la hidroelctrica ms gr ande de l mundo de generac i energa ma Gilmar […] Piolla, superintendente […] de Comunicacin Social brasileo. itaipu.gov.py
A гидроэлектростанция c o ns ists высокого […] Плотина , построенная через большую реку для создания водохранилища, и станция […] , где происходит процесс преобразования энергии в электричество. lenntech.com	U na planta hidroelctrica con sis te en u na pre […] alta que es construida en un gran ro para crear un reservorio, y una estacin […] donde el processso de convert de energa tiene lugar. lenntech.es
Гидроэлектростанция w i th Генерирующие группы 2 x 147 МВА — Насос / Генератор — Двигатель, со следующими […] основные характеристики efacec.pt	Cen tra l Hidroelctrica c on 2 Gru po s Turbina — Bomba / Alternador — Motor de 147 MV A cada, co n las […] характерных признака efacec.pt
Лобо рассказал о соглашениях, подписанных президентом Луисом […] Incio Lula da Silva […] в Перу на строительство из a гидроэлектростанция i n t страна, предположительно генерирующая […] мощностью около 1400 МВт. itaipu.gov.py	Lobo coment los acuerdos firmados por el President Luiz Incio Lula da Silva, en […] Per, para la construccin […] de un a usin a hidroelctrica e n te rr itorio peruano, con una produccin d e energa d el orden […] на 1.400 МВт. itaipu.gov.py
Описание проекта: To co m a Гидроэлектростанция i s u nder строительство и является последним проектом развития гидроэлектростанции в […] Бассейн реки Нижний Карон. iadb.org	Descripcin del […] Proyecto: La C entr al Hidroelctrica de Toc om a se encuentra en construc ci ny es e l ltimo de e ltimo de e ltimo de ltimo de n la cu enca del […] Бахо Карон. iadb.org
Это произошло в рамках дела местной строительной компании Jos Cartellone S.А., что было […] отвечает за […] строительство -й e гидроэлектростанции P ​​ i ed radelAguilabetweentheemiddleheeighties and1991. fdcl-berlin.de	Se trat del caso de la constructora local Jos Cartellone S.A., ответственный за гражданскую защиту гидроэлектростанций Hidronor, que reclam […] ajustes en la liquidacin de obras […] realiza da s en la hidroelctrica Piedra d el Ag ui la desde […] mediados de los aos ochenta hasta 1991. fdcl-berlin.de
Это s ma l l гидроэлектростанция i s a ble для создания […] 320 кВт тока. deza.admin.ch	Esta pequ e a ce ntra l hidroelctrica p uede prod uc ir 320 […] kW de corriente elctrica. deza.admin.ch
в Чили, ACCIONA завершила строительство ojos de ag u a гидроэлектростанция w h ic h воспользуется преимуществами фильтрации из лагуны la invernada. acciona.com	todas estas obras ayudan a paliar las importantes necesidades hidrulicas de espaa, aunque AccionA infraestructuras ha llevado su tecnologa и muchos otros pases. acciona.es
A т гидроэлектростанции , т he выход воды […] пласт проводится при высоких давлениях по огромным трубам до […] электростанция, где установлены турбины и электрогенераторы. itaipu.gov.br	E n l as hidroelctricas, e l a gua q ue продажа дель […] reservorio seconduce con mucha presin a travs de enormes tubos hasta la […] casa de fuerza, donde estn instalados las turbinas y los generadores que produn electricidad. itaipu.gov.br
Строительные работы […] марки ar i z гидроэлектростанция ( L a Corua, Испания). tecsa.es	Trabajos для […] construccin d e la cen tra l hidroelctrica d e B run dariz ( La Corua, […] Эспаа). tecsa.es
Завершим строительство […] Мо в a k гидроэлектростанция t h год и […] будет продолжать расширяться и улучшать […] Электростанция ГРЭС-1 в Экибастузе. daccess-ods.un.org	Terminaremos de […] construir l a cen tra l hidroelctrica d e M oinak e st e ao y […] непрерывное усиление и центральный центральный […] ГРЭС-1 в Экибастузе, en la que slo funcionan cuatro de las ocho unidades. daccess-ods.un.org
Моллюск отвечает за […] засорение труб в т h e гидроэлектростанции e q ui pment, а также […] за нарушение баланса окружающей среды. itaipu.gov.br	El molusco esponsable por el taponamiento […] de las tu bera s en e quipos de l a hidroelctrica y tam bin c ariusa ambientales. itaipu.gov.br
Проект: Проект: […] Проект: To co m a Гидроэлектростанция — In ter-American […] Банк развития — Межамериканское развитие […] Bank — Межамериканский банк развития iadb.org	Проект: […] Proyecto: Proy ec to: C ent ral Hidroelctrica de Toc oma — B anco Interamericano […] de Desarrollo — Banco Interamericano […] de Desarrollo — Banco Interamericano de Desarrollo iadb.org
Электростанция Лаго Кндор: состоит в строительстве и […] эксплуатация из a гидроэлектростанция w i th мощность […] для выработки 54 МВт электроэнергии, […] расположен в 15 км к юго-западу от города Пуэрто Чакабуко в районе Айсн. energiaaustral.cl	Central Lago Cndor: Consiste en la construccin y operacin […] de un a centr al hidroelctrica de embalse con u na Capcidad […] генерации 54 МВт убикада […] в 15 км от Сьюдад-де-ла-Сьюдад-де-Пуэрто-Чакабуко, в районе Реджин-де-Айсн, в комуне Айсн. energiaaustral.cl
В частности, Elecnor стала разработчиком под ключ и рекомендуемым подрядчиком в отрасли возобновляемых источников энергии, […] проектов в области ветроэнергетики, фотоэлектрической и […] термоэлектрическая солнечная энергия a n d гидроэлектростанции . elecnor.es	Concretamente, Elecnor se ha convertido en promotor y contratista «llave en mano» de referencia dentro del сектор де лас энергия обновляемые материалы […] acometiendo proyectos en las reas de la energa elica, energa solar […] fotovoltaica y te rm oelc tri ca y centrales hidroelctricas . elecnor.es
Еще один проект был запущен в 2008 году для повышения продовольственной безопасности населения Нигера, борьба […] против бедности, сохранение экосистемы и удовлетворение потребностей в энергии к […] строительство водохранилища nd ГЭС . africaneconomicoutlook.org	Otro proyecto iniciado en el 2008 fue la construccin de una presa y una central hydroelctrica para la produccin de energa, con el objetivo de mejorar la seguridad […] alimentaria de los nigerinos, luchar contra la pobreza, conservar el […] ecosis te ma y satisfacer las ne cesida de s de energa . africaneconomicoutlook.org

Факты о гидроэнергетике для детей

Гидроэлектростанция в Германии Энергия падающей воды использовалась людьми на протяжении тысяч лет.

Гидроэлектроэнергия — это электричество, которое производится за счет движения воды. Обычно это делается с помощью дамб, которые перекрывают реку, чтобы создать резервуар или собрать воду, которая туда перекачивается. Когда вода «отпускается», огромное давление за плотиной заставляет воду течь по трубам, ведущим к турбине.Это заставляет турбину вращаться, что приводит к вращению генератора, вырабатывающего электричество. Такое использование возобновляемой энергии приводит к меньшему загрязнению окружающей среды, чем паровые двигатели. Некоторые места, такие как Норвегия и Квебек, получают большую часть электроэнергии таким образом.

Гидроэлектростанции

Методы генерации

Ряд турбин на электростанции Эль-Нихуил II в Мендосе, Аргентина

Обычные (плотины)

Большая часть гидроэлектроэнергии вырабатывается за счет потенциальной энергии плотины, приводящей в движение водяную турбину и генератор.Мощность, извлекаемая из воды, зависит от объема и разницы в высоте между источником и выходом воды. Эта разница в высоте называется головой. Большая труба («затвор») подает воду из резервуара к турбине.

ГАЗ

Этот метод производит электроэнергию для удовлетворения высоких пиковых потребностей за счет перемещения воды между резервуарами на разной высоте. Во времена низкого спроса на электроэнергию избыточная генерирующая мощность используется для закачки воды в более высокий резервуар.Когда потребность становится больше, вода сбрасывается обратно в нижний резервуар через турбину. В настоящее время схемы гидроаккумулирования являются наиболее коммерчески важными средствами крупномасштабного хранения энергии в сети и повышают суточный коэффициент мощности системы генерации. Накачиваемое хранилище не является источником энергии и отображается в списках как отрицательное число.

Русло реки

Русловые гидроэлектростанции — это гидроэлектростанции с небольшой емкостью водохранилища или без них, так что в этот момент для выработки доступна только вода, поступающая из верхнего течения, и любое избыточное предложение должно оставаться неиспользованным.Постоянная подача воды из озера или существующего водохранилища выше по течению является значительным преимуществом при выборе участков для русла реки. В Соединенных Штатах речная гидроэлектроэнергия потенциально может обеспечить 60 000 мегаватт (80 000 000 л.с.) (около 13,7% от общего потребления в 2011 г., если оно будет постоянно доступно).

Прилив

Приливная электростанция использует ежедневный подъем и опускание океанской воды из-за приливов; такие источники очень предсказуемы, и, если условия позволяют строительство резервуаров, также могут быть диспетчеризованы для выработки электроэнергии в периоды высокого спроса.Менее распространенные типы гидроэнергетических схем используют кинетическую энергию воды или неповрежденные источники, такие как подводные водяные колеса. Приливная энергия жизнеспособна в относительно небольшом количестве мест по всему миру. В Великобритании есть восемь объектов, которые могут быть построены, на которых будет производиться 20% электроэнергии, используемой в 2012 году.

Размеры, типы и мощности гидроузлов

Крупные объекты

Крупные гидроэлектростанции чаще рассматриваются как крупнейшие в мире объекты по производству электроэнергии, при этом некоторые гидроэлектростанции способны генерировать более чем вдвое установленную мощность по сравнению с нынешними крупнейшими атомными электростанциями.

Хотя официального определения диапазона мощностей крупных гидроэлектростанций не существует, объекты мощностью более нескольких сотен мегаватт обычно считаются крупными гидроэлектростанциями.

В настоящее время во всем мире в эксплуатации находятся всего четыре объекта мощностью более 10 ГВт (10 000 МВт), см. Таблицу ниже.

Малый

Малая гидроэлектростанция — это развитие гидроэнергетики в масштабах небольшого поселения или промышленного предприятия. Определение проекта малой гидроэлектростанции варьируется, но генерирующая мощность до 10 мегаватт (МВт) обычно принимается как верхний предел того, что можно назвать малой гидроэлектростанцией.Это может быть увеличено до 25 МВт и 30 МВт в Канаде и США. Производство малой гидроэлектроэнергии выросло на 28% в 2008 году по сравнению с 2005 годом, в результате чего общая мировая мощность малых гидроэлектростанций выросла до 85 ГВт. Более 70% из них пришлось на Китай (65 ГВт), за которым следуют Япония (3,5 ГВт), США (3 ГВт) и Индия (2 ГВт).

ГЭС Пико в Мондулкири, Камбоджа

Малые гидроэлектростанции могут быть подключены к обычным электрическим распределительным сетям в качестве источника недорогой возобновляемой энергии.В качестве альтернативы, проекты малых гидроэлектростанций могут быть построены в изолированных районах, которые было бы нерентабельно обслуживать от сети, или в районах, где нет национальной распределительной сети. Поскольку небольшие гидроэнергетические проекты обычно имеют минимальное количество резервуаров и строительных работ, они считаются оказывающими относительно низкое воздействие на окружающую среду по сравнению с крупными гидроэлектростанциями. Это уменьшенное воздействие на окружающую среду сильно зависит от баланса между потоком ручья и производством энергии.

Micro

Микрогидро — это термин, используемый для гидроэнергетических установок, которые обычно производят до 100 кВт энергии.Эти установки могут обеспечивать электроэнергией изолированный дом или небольшой поселок или иногда подключены к электрическим сетям. Этих установок много по всему миру, особенно в развивающихся странах, поскольку они могут обеспечить экономичный источник энергии без покупки топлива. Микрогидросистемы дополняют фотоэлектрические солнечные энергетические системы, потому что во многих областях поток воды и, следовательно, доступная гидроэнергия максимальны зимой, когда солнечная энергия минимальна.

Пико

Pico hydro — термин, используемый для выработки гидроэлектроэнергии мощностью менее 5 кВт.Это полезно в небольших удаленных населенных пунктах, где требуется лишь небольшое количество электроэнергии. Например, для питания одной или двух люминесцентных лампочек и телевизора или радио в нескольких домах. Даже небольшие турбины мощностью 200–300 Вт могут привести в действие один дом в развивающейся стране с перепадом высоты всего 1 м (3 фута). Пикогидроустановка обычно является русловой, что означает, что плотины не используются, а скорее трубы отводят часть потока, сбрасывают его вниз по градиенту и через турбину перед возвращением в поток.

Метро

Подземная электростанция обычно используется на крупных объектах и ​​использует большую естественную разницу высот между двумя водотоками, такими как водопад или горное озеро. Подземный туннель построен для забора воды из высокого резервуара в генераторный цех, построенный в подземной пещере около самой нижней точки водного туннеля, и горизонтальный отвод воды, отводящий воду к нижнему водовыпускному каналу.

Измерение скорости отводов и передних отводов на станции по производству известняка в Манитобе, Канада.

Преимущества гидроэнергетики

Способ производства электричества не вредит окружающей среде в такой степени, как ископаемое топливо, такое как нефть или уголь. Гидроэлектроэнергия очень мощная и безопасная, она не производит отходов.

Электроэнергия может быть произведена очень быстро. Это делает его полезным в периоды, когда потребность в электроэнергии высока. Воду, которая хранилась в резервуаре, можно выпустить (отпустить) при необходимости, поэтому энергия может быть произведена быстро. Эта управляемость также делает гидроэнергетику подходящим вариантом для менее контролируемых прерывистых источников энергии.Когда не дует ветер или не светит солнце, можно использовать гидроэлектричество.

Еще одно преимущество состоит в том, что гидроэлектроэнергия не может иссякнуть, пока есть хорошее водоснабжение. После того, как плотина построена, электричество стоит очень мало, не образуются никакие отходы или загрязнения, а электричество можно вырабатывать, когда это необходимо.

Некоторые гидротурбины не имеют плотины, но вместо этого используют течение «русла реки». Они производят меньше электроэнергии и не могут хранить энергию для дальнейшего использования.

Недостатки гидроэнергетики

Строительство больших плотин для удержания воды может нанести ущерб окружающей среде. В 1983 году правительство Австралии запретило правительству штата Тасмания построить плотину на реке Гордон в Тасмании после огромного общественного протеста. Плотина затопила бы красивую реку Франклин. Плотина «Три ущелья» в Китае станет крупнейшим в мире гидроэнергетическим проектом. Плотина затопила огромную территорию, а это значит, что 1,2 миллиона человек пришлось переселить.Ученых беспокоят многие проблемы с плотиной, такие как загрязнение, ил и опасность разрушения стены плотины.

Картинки для детей

• Плотина «Три ущелья» в Центральном Китае — крупнейшее в мире предприятие по производству электроэнергии.

• Музейная ГЭС «Под городом» в Сербии, построенная в 1900 году.

Проект Микрогидроэлектростанции

1 Международный журнал инженерии и передовых технологий (IJEAT) ISSN:, Том-3, выпуск-3, февраль 214 г. Проектирование микрогидроэлектростанции Билал Абдулла Насир Краткое содержание: Микрогидроэлектростанция является одновременно эффективной и эффективной. надежный вид чистого источника возобновляемой энергии.Это может быть отличным методом использования возобновляемых источников энергии небольших рек и ручьев. Проект микрогидроэнергетики спроектирован как русловой, потому что для работы турбины требуется очень мало или совсем нет резервуара. Вода будет проходить прямо через турбину и обратно в реку или ручей, чтобы использовать ее для других целей. Это оказывает минимальное воздействие на окружающую среду на местную экосистему. Процедура проектирования микрогидроэлектростанции была реализована компьютерной программой Matlab Simulink для расчета всех проектных параметров.Выбор типа турбины в основном зависит от напора объекта и расхода. Мощность и скорость турбины были прямо пропорциональны напору на площадке, но были определенные точки для максимальной мощности и скорости турбины с изменением расхода воды на площадке. Эти потери напора в напорном трубопроводе могут варьироваться от 5 до 1 процента от общей головы, в зависимости от длины напорного трубопровода, количества и скорости потока воды и ее скорости. КПД турбины может составлять от 8 до 95 процентов в зависимости от типа турбины, а КПД генератора — около 9 процентов.Изучение проекта показало, что строительство микрогидроэлектростанции было возможным на проектной площадке, и не было никаких серьезных проблем на этапах проектирования и реализации микрогидроэлектростанции. Ключевые слова: микрогидроэлектростанция, проектирование и реализация, гидротурбины. I. ВВЕДЕНИЕ: Энергия — один из самых фундаментальных элементов нашей Вселенной. Это неизбежно для выживания и необходимо для деятельности по развитию, направленной на развитие образования, здравоохранения, транспорта и инфраструктуры для достижения разумного уровня жизни, а также является критическим фактором для экономического развития и занятости [1].В последнее десятилетие проблемы, связанные с энергетическим кризисом, такие как нефтяной кризис, изменение климата, спрос на электроэнергию и ограничения оптовых рынков, обострились во всем мире. Эти трудности постоянно увеличиваются, что указывает на необходимость технологических альтернатив для обеспечения их решения. Одна из этих технологических альтернатив — выработка электроэнергии как можно ближе к месту потребления с использованием возобновляемых источников энергии, не вызывающих загрязнения окружающей среды, таких как ветровые, солнечные, приливные и гидроэлектрические электростанции [2, 3].Гидроэлектроэнергия — это форма возобновляемого источника энергии, которая поступает из проточной воды. Чтобы производить электричество, вода должна находиться в движении. Когда вода падает под действием силы тяжести, ее потенциальная энергия превращается в кинетическую. Эта кинетическая энергия текущей воды вращает лопасти или лопасти в гидравлических турбинах, форма энергии меняется на механическую. Турбина вращает ротор генератора, который затем преобразует эту механическую энергию в электрическую [4]. Рукопись поступила 214 февраля.Билал Абдулла Насир, Технический институт Хавиджи, Киркук, Ирак. Энергия, вырабатываемая падающей водой, используется в различных областях, таких как измельчение зерна, распиловка древесины и перекачка воды для орошения. Медленно движущиеся водяные колеса использовались, чтобы использовать механическую силу текущей воды. Улучшения конструкции и эффективности, внесенные в эти первые водяные колеса, привели к появлению гидроэлектрических турбин. Первые гидроэнергетические системы были созданы в 188-х годах. По данным Международного энергетического агентства (IEA), крупные гидроэлектростанции в настоящее время производят 16% мировой электроэнергии.Однако такого рода проекты требуют огромных площадей отводов земли, плотин и борьбы с наводнениями, и часто они оказывают воздействие на окружающую среду [5]. Микрогидроэлектростанции — один из альтернативных источников выработки энергии. Это самый маленький тип гидроэнергетических систем. Они вырабатывают от (5) до (1) киловатт энергии, когда они устанавливаются через реки и ручьи. Преимущества микрогидроэлектростанции перед электростанциями на ископаемом топливе и атомными электростанциями заключаются в следующем [4, 6]: — Она имеет способность генерировать энергию поблизости, когда это необходимо, что снижает мощность, неизбежно теряемую при передаче.- Он может более экономично справляться с изменяющимся спросом на пиковые нагрузки, в то время как электростанции, работающие на ископаемом топливе или атомные электростанции, могут обеспечивать только базовую нагрузку из-за их эксплуатационных требований и длительного времени запуска. — Он может быстро запускаться и быстро регулировать выходную мощность. — Не вызывает загрязнения воздуха или воды. — Имеет низкую частоту отказов, низкую стоимость эксплуатации и надежность. — Он действует как батарея, накапливая энергию в виде воды. В частности, преимуществами микрогидроэлектростанции перед ветровыми, волновыми и солнечными электростанциями такого же размера являются: — Высокий КПД (7-9%), безусловно, лучший из всех энергетических технологий.- Высокие коэффициенты мощности (> 5%) по сравнению с 1% для солнечной и 3% для ветровой электростанции. -Низкая скорость изменения; выходная мощность меняется постепенно от дня к дню, а не от минуты к минуте. — Выходная мощность зимой максимальная. Сравнительное исследование малых гидроэлектростанций (мощностью до 1 МВт) и микрогидроэлектростанций (мощностью до 1 кВт) показывает, что первая является более капиталоемкой и требует принятия важных политических решений, вызывающих трудности в различных сферах. фазы реализации.С другой стороны, микрогидроэлектростанции являются недорогими, небольшими по размеру и могут быть установлены для обслуживания небольшого сообщества, что делает их реализацию более подходящей в социально-политическом контексте. Многие из этих систем являются «русловыми», и для них не требуется водохранилище. Вместо этого часть водного потока отводится по трубе или каналу к небольшой турбине, которая расположена поперек потока, как показано на рисунке (1) [7]. Итак, есть возможности для использования потенциала микрогидроэлектростанции путем определения надлежащего участка и 388 Опубликовано:

2 Проектирование микрогидроэлектростанции с проектированием соответствующих систем выработки электроэнергии.Правильно спроектированная микрогидроэлектростанция вызывает минимальное нарушение окружающей среды реки или ручья и может сосуществовать с местной экологией. Рисунок (1) Принципиальная схема микрогидроэлектростанции В этом документе описывается проект в процедуре Matlab Simulink и реализация микрогидроэлектростанции с учетом множества проектных соображений, таких как обследование площадки, измерение напора. расход воды, компоненты строительных работ (водосборный канал водосливной эстакады — напорный водовод), выбор типа и размеров гидротурбины, а также характеристики электрогенератора.II. РАЗРАБОТКА МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Для проектирования микрогидроэлектростанции необходимо подготовить множество соображений, которые необходимо учесть при проектировании. Вот эти соображения: a — Кривая продолжительности потока (FDC) [6]: Выбор типа, размера и скорости турбины основывается на чистом напоре и максимальном расходе воды, которые должны определяться рекой или ручьем, где должна турбина. быть установлен. Поскольку микрогидроэлектростанции обычно строятся как речные электростанции, максимальный поток воды турбины должен определяться с помощью кривой продолжительности потока для реки или ручья.Одним из способов организации данных о расходе является построение кривой продолжительности потока, которая показывает для конкретной точки реки пропорцию времени, в течение которой сток равен или превышает определенные значения. Его можно получить из гидрографа, организовав данные по величине, а не в хронологическом порядке. Среднегодовой расход дает представление о энергетическом потенциале ручья. КФД могут производиться как на определенные периоды времени, так и на определенные годы. b- Измерение расхода [4]: ​​Для измерения расхода (расхода) воды доступно несколько методов.Метод скорости-площади — это традиционный метод для средних и крупных рек, включающий измерение площади поперечного сечения реки и средней скорости потока воды через нее. Это полезный подход для определения расхода потока с минимальными усилиями. Река должна иметь одинаковую ширину и четко обозначенную территорию. i- Измерение площади поперечного сечения (Ar): Чтобы вычислить площадь поперечного сечения естественного водотока, его следует разделить на серию трапеций. При измерении сторон трапеции, отмеченных правилами, поперечное сечение будет определяться следующим образом: Где a = ширина верхнего течения реки (м) b = ширина нижнего течения реки (м) = средняя высота воды в реке (м).ii- Измерение скорости (Vr): Поскольку скорость как в потоке, так и в вертикальном направлении непостоянна, необходимо измерить скорость воды в нескольких точках, чтобы получить основное значение. Скорость можно измерить по плавающему объекту, который находится в центре потока. Регистрируется время (t) в секундах, затраченное на прохождение определенной длины (L) в метрах. Поверхностная скорость (м / с) определяется как: (2) Для оценки средней скорости потока (Vr) указанное выше значение необходимо умножить на поправочный коэффициент, который может варьироваться в пределах (.6) и (0,85), в зависимости от глубины водотока, их дна и неровности берега реки (0,75 — приемлемое значение). (3) Затем расход можно рассчитать как: Где Q = расход воды (расход) реки или ручья. c- Плотина и открытый канал [4]: ​​В случае рек с низким расходом (менее 4 м 3 / с), возможно, будет построена плотина. Это невысокая стена или плотина, пересекающая ручей, с выемкой, через которую может проходить вся вода. Простого линейного измерения разницы уровней между поверхностью воды в верхнем течении и дном выемки достаточно для количественной оценки расхода (расхода).Можно использовать несколько типов надреза, например прямоугольный, Vee или трапециевидный. Фактическая выемка может быть металлической пластиной или твердой древесиной с острыми краями, скорость потока через нее может быть задана как [4]: ​​Где W = ширина водослива (м) h = высота водослива (м) Если w = 3h, то размеры водослива можно рассчитать. Самое главное, чтобы учитывать при построении подводящего открытого канала, чтобы сделать наклон канала только слегка приподнят, потому что выше наклон может привести к более высокой скорости воды, которая затем может привести к эрозии поверхности канала.В фундаменте с открытым швом должны быть выполнены два требования: Устойчивость: швеллер представляет собой жесткую конструкцию и не допускает деформаций. Канал не поддерживает тяги или подъемного давления. Поток воды в открытом канале считается равномерным, если: Глубина, площадь и скорость воды в каждом поперечном сечении канала постоянны. Линия градиента энергии, линия поверхности и линия нижнего канала параллельны друг другу. Основываясь на этих концепциях, Мэннинг обнаружил, что [4]: ​​где Q = расход воды в однородном открытом канале.n ch = коэффициент укомплектования персоналом. Sf = коэффициент сечения. (1) (4) (5) (6) 389 Автор:

3 Международный журнал инженерии и передовых технологий (IJEAT) ISSN:, Volume-3, Issue-3, February 214 S ch = наклон нижней линии канала (гидравлический градиент), который обычно является уклоном пласта. открытый канал поперечного сечения — Где площадь сечения. гидравлический радиус площади сечения. Скорость в открытом канале (V ch) может быть рассчитана как: (7) (8) (9) (1) d — Место забора воды [4]: ​​Забор воды обычно расположен в конце водяного канала.В малых гидроэлектростанциях, даже в высоконапорных, водозаборы горизонтальные, за ними следует изгиб к наклонному или вертикальному водопроводу. Местоположение водозабора зависит от ряда факторов, таких как глубина погружения, геотехнические условия, экологические соображения и образование льда. Необходимо учитывать несколько компонентов: Подходящие стены к стойке для мусора, спроектированные так, чтобы минимизировать разделение потока и потери напора. Переход от прямоугольного сечения к круглому, чтобы встретить вход в напорный водовод.Пирсы для поддержки механического оборудования, включая мусорные корзины и служебные ворота. Устройства подавления вихрей. Скорость воды вдоль забора может варьироваться from.8-1 м / с через стойку для мусора до 3-5 м / с в напорный. Хороший профиль позволит достичь равномерного ускорения потока, минимизируя потери напора. Лучшая конструкция — это компактный водозаборник с покатой крышей и сходящейся стенкой. e- Конструкция корзины для мусора [4]: ​​для предотвращения попадания мусора во входной лоток решетки на определенном расстоянии (называемые стойкой для мусора) размещаются под наклоном (под углом от 6 до 8 к горизонту).Максимально возможное расстояние между стержнями обычно определяется производителями турбин. Типичное значение составляет (2-3 мм) для турбин Пелтона, (4-5 мм) для турбин Фрэнсиса и (8-1 мм) для турбин Каплана. Экран или решетка всегда находятся почти у входа как в напорные трубы, так и в воздухозаборники, чтобы избежать попадания плавающего мусора. Поток воды через стойку также вызывает потерю напора. Коэффициент корзины для мусора (K tr) зависит от формы стержня и может варьироваться от (0,8) до (2,4).е — Затворы и клапаны [4]: ​​В схемах с низким напором со встроенным забором и электростанцией лучшим способом увеличения напора без риска затопления вверх по течению является секторный затвор. Гидравлическая система или электродвигатель открывает ворота, так что вода проходит под ними. В случае технического обслуживания или ремонта заслонка используется для предотвращения взлетно-посадочной полосы на остановленной турбине. Откатные ворота из чугуна, стали, пластика или дерева подходят для малых водозаборов и микрогидравлических систем. Потеря напора, вызванная протеканием воды через открытый клапан или задвижку, зависит от типа и изготовления клапана.g- Форбэй [6]: вода, переносимая по силовому каналу, распределяется по разным водозаборным затворам, ведущим к турбинам через форпуск. Он также известен как головной пруд. Вода временно хранится в форпосту на случай сброса нагрузки турбиной, а при увеличении нагрузки происходит отбор из нее. Также преддверие действует как своего рода регулирующий резервуар. h- Завихренность [6]: завихренность может появиться для воздухозаборников с низким напором (воздухозаборников), и этого следует избегать, поскольку это мешает хорошей работе турбин.Завихрение может привести к неравномерному потоку, попаданию воздуха в поток с плохими результатами для турбины и попаданию мусора во впускное отверстие. Отсутствие достаточного погружения и несимметричный подход кажутся наиболее частыми причинами образования вихрей. Минимальное значение погружения (h s) определяется по формуле [4]: ​​(11) Где = гидравлический диаметр нижнего канала (м). = входная скорость (м / с). g = гравитационная постоянная (9,8 м / с 2). i- Конструкция затвора: затворы (трубы) используются для транспортировки воды от водозабора к электростанции.Они могут быть установлены над или под землей, в зависимости от таких факторов, как природа самой земли, напорный трубопровод материалов, температуры окружающей среды и экологических требований. Внутренний диаметр напорного (Д р) может быть оценен из скорости потока, длина трубы и напора, как [4]: ​​(12) где р = п коэффициент Мэннинга. Q = расход воды (м 3 / с). L = длина р напорный в (м). H g = общий напор в (м). Толщина стенки затвора зависит от материалов трубы, ее прочности на разрыв, диаметра трубы и рабочего давления.Рекомендуемая минимальная толщина стенки составляет: (13) где D p = диаметр затвора в (мм). т р = минимальная толщина Пенсток в (мм). Труба должна быть достаточно жесткой, чтобы с ней можно было работать без опасности деформации в полевых условиях. J- Седло [4]: ​​Седла предназначены для поддержки веса напорного полной воды. Вертикальная составляющая веса будет поддерживаться в KN, имеет значение [4]: ​​(14) где W р = масса водовода на метр (кН / м). W w = вес воды на метр (кН / м). L мс = длина водовода между средними точками каждого пролета (м).θ = угол трубы относительно горизонтали. Максимальная длина между опорами дана [4]: ​​39 Опубликовано:

4 Дизайн-Micro-Hydro Electric электростанции Где D P = внутренний диаметр напорного трубопровода (м). Р ш = удельный вес в напорных полной воде (кг / м). (15) k- Отвод [6]: после прохождения турбины вода возвращается в реку по короткому каналу, называемому отводом.Импульсные турбины могут иметь относительно высокие скорости на выходе, поэтому отводная труба должна быть спроектирована таким образом, чтобы гарантировать, что электростанция не будет подорвана. Между электростанцией и ручьем должна быть предусмотрена защита каменной наброской или бетонными фартуками. Конструкция также должна обеспечивать, чтобы при относительно высоких расходах водоотвод не поднимался так далеко, чтобы не мешать рабочему колесу турбины. В реакционной турбине уровень воды в отводе влияет на работу турбины и, в частности, на возникновение кавитации.Уровень над отводом также определяет доступный чистый напор, а в системах с низким напором может иметь решающее влияние на экономические результаты. l- Измерение напора [4]: ​​Общий напор (Hg) — это расстояние по вертикали между уровнем поверхности воды на входе и на выходе реактивных турбин (таких как турбины Фрэнсиса и Каплана) и уровнем сопла для импульса. турбины (такие как Pelton, Turgo и турбины с поперечным потоком). Современные электронные цифровые нивелиры обеспечивают автоматическое отображение высоты и расстояния примерно с (4) секундами с точностью измерения (.4 мм). Геодезическая съемка с помощью глобальных систем позиционирования (GPS) уже практикуется, и портативный GPS-приемник идеально подходит для определения местоположения в поле и приблизительного картирования. Как только общий напор известен, чистый напор (H n) может быть вычислен путем простого вычитания потерь на его пути, таких как потери в открытом канале, потери на стеллаже для мусора, потери на входе или входе в затвор, затвор или затвор и трение затвора. потеря. м — Мощность турбины [5]: Вся выработка гидроэлектроэнергии зависит от падающей воды. Поток является топливом гидроэлектростанции, и без него генерация прекращается.Независимо от пути воды через открытый канал или напорный водовод, мощность, вырабатываемая в турбине (потеря потенциальной энергии воды), определяется как [4, 5]: (16) где P t = мощность в ваттах, генерируемая на валу турбины. = плотность воды (1 кг / м 3). H n = чистый напор (м). Q = расход воды (м 3 / с). g = постоянная ускорения свободного падения (9,8 м / с 2). η t = КПД турбины (обычно 8-9%). КПД турбины (η t) определяется как отношение мощности, подаваемой турбиной (механическая мощность, передаваемая валом турбины), к потребляемой мощности (гидравлическая мощность, эквивалентная измеренному расходу под чистым напором).Следует отметить, что для импульсных турбин напор измеряется в точке удара струи, которая всегда находится выше нижнего уровня воды. Это сводится к уменьшению головы. Разница немалая для схем с низким напором при сравнении производительности импульсных турбин с характеристиками реактивных турбин, которые используют весь имеющийся напор. Чтобы оценить общий КПД микрогидроэлектростанции, КПД турбины необходимо умножить на КПД устройства увеличения скорости (если есть) и генератора переменного тока.n- Частота вращения турбины [4]: ​​Для обеспечения контроля скорости турбины путем регулирования расхода воды требуется определенная инерция вращающихся компонентов. Дополнительную инерцию может обеспечить маховик на валу турбины или генератора. Когда нагрузка отключена, избыток мощности ускоряет маховик, позже, когда нагрузка снова подключается, замедление дополнительной инерции обеспечивает дополнительную мощность, которая помогает минимизировать изменение скорости. Основное уравнение вращающейся системы: (17) Где w = частота вращения турбины в (рад./ сек). P t = мощность турбины (ватт). P l = мощность нагрузки (ватт). B = коэффициент момента трения турбины и генератора (Нм / (рад / сек)). J = момент инерции всей вращающейся системы (кг / м 2). Когда P t = P l + B * w 2, dw / dt = и w = константа. Так что работа стабильна. Когда P t больше или меньше, чем (P l + B * w 2), скорость не является постоянной, и регулятор должен вмешаться, чтобы выходная мощность турбины соответствовала выходной мощности генератора. Уравнение движения всей системы является дифференциальным уравнением первого порядка и может быть решено численно с помощью программного обеспечения Matlab или Matlab Simulink или решения в закрытой форме как: (18) Тогда скорость турбины в r.вечера. может быть определен как: (19) Любая турбина с одинаковыми геометрическими пропорциями, даже если размеры разные, будет иметь одинаковую удельную скорость (N s). Конкретная скорость определяется как [4]: ​​(2) Где N = частота вращения турбины в (об / мин), которая может быть вычислена из решения уравнения движения. H n = чистый напор в (метр). P t = мощность турбины в (кВт). Конкретная частота вращения является надежным критерием для выбора типа и размера турбины. После определения частоты вращения турбины (N) можно выбрать передаточное число коробки передач и тип генератора.o- Выбор турбины [4, 6]: после того, как известны мощность турбины, удельная скорость и чистый напор, тип турбины, основные размеры турбины и высота или возвышение над водяной поверхностью отводящего канала, которую следует установить турбину, чтобы избежать кавитации. явление, можно рассчитать. В случае турбин типа Каплана или Фрэнсиса потери напора из-за кавитации, чистый напор и мощность турбины должны быть пересчитаны. Как правило, турбины Пелтона покрывают область высокого давления до (5 м) для микрогидравлических систем.Типы турбин Фрэнсиса покрывают самый большой диапазон напора ниже области турбины Пелтона с некоторым перекрытием и напором до (1 м) для микрогидро. Самая низкая область напора ниже (1 м) покрыта турбиной типа Каплана с фиксированной или фиксированной 391 Опубликовано:

5 Международный журнал инженерии и передовых технологий (IJEAT) ISSN:, Том-3, Выпуск-3, февраль 214 подвижных лопастей.Для малых напоров и до (5 м) также может использоваться импульсная турбина с поперечным потоком. Как только тип турбины известен, основные размеры турбины можно легко оценить как [6]: i- Для турбины Пелтона: если известны скорость рабочего колеса (N), чистый напор и расход воды (Q), размеры турбины Пелтона можно оценить из следующих уравнений [6]: диаметр окружности, описывающей центральную линию лопастей в метрах. Где K = количество форсунок. (21) ширина ковша в метрах. (22) диаметр сопла в метрах.(23) диаметр струи в метрах. (24) скорость струи (м / с). (25) Отношение D 1 / B 2 всегда должно быть больше (2.7). если это не так, необходимо выполнить новые расчеты с большим количеством сопел. Если турбина Turgo с той же мощностью, что и Pelton, удельная скорость вдвое больше, чем Pelton, а диаметр уменьшается вдвое. ii- Для турбины Фрэнсиса: покрывает широкий диапазон удельной скорости от (5) до (35), соответствующих высокому и низкому напору соответственно. Основные размеры можно оценить как [6]: метры метры. Если N s <163, то D 1 = D 2 iii- Для турбины Каплана: (внешний) диаметр в метрах диаметр в метрах iv- Для турбины с поперечным потоком: выходной диаметр в входной диаметр рабочего колеса в (26) (27) входной диаметр в метрах (28) рабочий стол на выходе из ступицы рабочего колеса (вход) (29) (3) диаметр рабочего колеса в метрах (31) длина рабочего колеса в метрах (32) толщина струи или сопла ширина в метрах (33) p- Явление кавитации [12]: Когда гидродинамическое давление в проточной жидкости падает ниже давления пара жидкости, возникают паровые карманы.Это вызывает образование небольших отдельных пузырьков, которые выносятся потоком из области низкого давления и схлопываются в областях с более высоким давлением. Процесс образования этих пузырьков и их последующее схлопывание называется кавитацией. Если пузырьки пара находятся рядом с твердой границей или в контакте с ней, когда они схлопываются, силы, оказываемые жидкостью, устремляющейся в полости, создают очень высокие локальные давления, которые вызывают точечную коррозию твердой поверхности. Это явление сопровождается шумом и вибрацией, напоминающими гравий, проходящий через центробежный насос.Чтобы избежать кавитации, турбину следует устанавливать, по крайней мере, на высоте над уровнем воды отвода (Z), что определяется уравнением [12]: (34) Где Z = высота над отводом (в метрах). H atm = напор атмосферного давления в (метрах). H vap = напор водяного пара в (метрах). T = сигма-коэффициент Томы. H n = чистый напор схемы в (метрах). V e = скорость всасывающей трубы (м / с). H DT = потеря напора в вытяжной трубе в (метрах). g = гравитационная постоянная (9,8 м / с 2). Также сигма-коэффициент Тома для турбин Фрэнсиса и Каплана может быть задан как функция удельной скорости турбины (Н · с) как [4]: ​​Для турбины Фрэнсиса T = 7.54 * 1-5 * (Н · с) 1,41 Для турбины Каплана T = 6,4 * 1-5 * (Н · с) 1,46 Положительное значение напора на всасывании (Z) означает, что рабочее колесо турбины находится над нижним потоком. уровень, отрицательное значение (Z), то есть ниже уровня ниже по течению, и установка (установка) турбины требует выемки грунта. Чтобы избежать кавитации, при проектировании микрогидроэлектростанции должен соблюдаться следующий критерий [12]: (35) q- Электростанция [4]: ​​из-за наличия больших и тяжелых единиц оборудования, устойчивость электростанции должна полностью обеспечен.Расчеты в ГЭС не принимаются. Если здание электростанции основано на скале, земляные работы устранят поверхностный слой выветривания, оставив прочный скальный фундамент. Если электростанция должна быть расположена на речных террасах у берегов реки, которые не имеют хорошего фундамента, то необходимо восстановить землю. Оборудование электростанции - турбина, электрогенератор и приводные системы. r - Увеличитель скорости [4, 13]: когда турбина и генератор работают с одинаковой скоростью и могут быть размещены так, чтобы их валы были на одной линии, прямое соединение является правильным решением.Потери мощности практически отсутствуют, а техническое обслуживание минимально. Производители турбин рекомендуют тип используемой муфты: жесткую или гибкую, хотя обычно рекомендуется гибкая муфта, которая может выдерживать определенное смещение. В самом низком диапазоне мощности турбины работают со скоростью менее (4) об / мин, что требует увеличения скорости вращения, чтобы соответствовать (15) об / мин стандартного генератора переменного тока. В диапазоне мощностей, предусмотренных для малых и микрогидро схем, это решение всегда более экономично, чем использование нестандартного генератора переменного тока.s- Скорость вращения и разгона [4, 14]: Скорость вращения турбины является функцией ее мощности и чистого напора. В схемах малых и микрогидравлических систем по возможности следует устанавливать стандартные генераторы, поэтому при выборе турбины необходимо учитывать, что турбина, подключенная напрямую или через редуктор (редуктор), обеспечивает синхронную скорость. . 392 Опубликовано:

6 Конструкция микрогидроэлектростанции Каждый профиль рабочего колеса характеризуется максимальной скоростью разгона.Это скорость, которую блок теоретически может достичь, когда мощность турбины максимальна и электрическая нагрузка отключена. В зависимости от типа турбины, она может развивать скорость в 2–3 раза выше номинальной. Стоимость генератора и коробки передач может возрасти при увеличении скорости взлетно-посадочной полосы, поскольку они должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать это. t — Регулятор скорости [6]: Регулятор скорости — это комбинация устройств и механизмов, которые обнаруживают отклонение скорости и преобразуют его в изменение положения серводвигателя.Доступны несколько типов регуляторов. Используется чисто механический регулятор, в котором используются довольно маленькие турбины. В современном электрогидравлическом регуляторе датчик, расположенный на валу генератора, определяет скорость вращения турбины. Скорость турбины сравнивается с эталонной скоростью. Сигнал ошибки усиливается и отправляется на серводвигатель, чтобы он действовал в требуемом смысле. Чтобы обеспечить управление частотой вращения турбины путем регулирования расхода воды, требуется определенная инерция вращающихся компонентов. Дополнительную инерцию может обеспечить маховик, турбина или вал генератора.Эффект маховика вращающихся компонентов стабилизирует, тогда как эффект водяного столба дестабилизирует. Время запуска вращающейся системы (t r) определяется как [6]: (36) где Wt = вес всех вращающихся частей (кг). r = радиус вращения (м). N = частота вращения турбины (об / мин). P t = мощность турбины (кВт). Вода пуско-время (т ш), которые необходимы для ускорения толщи воды для нуля до скорости Пенсток воды задаются как [6]: (37) где р = л длина Пенсток (м). В р = напорная скорость воды (м / с).H g = общий напор (м). g = постоянная ускорения свободного падения (9,8 м / с 2). Для достижения хорошего регулирования необходимо, чтобы t r / t w> 4. Время запуска воды не превышает (2,5) секунды. Если он больше, модификация водовода должны быть рассмотрены, либо за счет снижения скорости или длины напорного трубопровода. Также можно рассмотреть возможность добавления маховика к генератору для увеличения инерции вращающихся частей. Это может улучшить эффект водяного молота и снизить скорость разгона.u- Байпас [6, 15]: Байпас турбины может потребоваться для обеспечения основной функции существующей микрогидроэлектростанции в любое время. Его можно использовать, когда турбина не работает, например, из-за слишком низкого расхода или необходимости технического обслуживания. Его также можно использовать, когда необходимый для существующей схемы расход выше номинального значения турбины. В такой ситуации турбина использует свой максимальный расход, а избыток проходит через байпас. Основной процесс проектирования байпаса — это расчет водозабора во время паводков.Затем следует рассчитать максимальную высоту уровня воды в канале во время паводка, а затем — размеры гребня обходной дороги. Размеры байпаса указаны как [15]: (38) Где L байпаса = длина байпаса (м). Q flood = паводковый расход через водозабор (м 3 / с). В конструкции = проектный расход в подводящем (впускном канале) (м 3 / с). H паводка = высота уровня паводка в канале (м). H sp = высота гребня обхода от русла канала (м). (39) v- Коэффициент нагрузки [4]: ​​Коэффициент нагрузки — это коэффициент, суммирующий, насколько интенсивно работает турбина, выраженный как [4]: ​​(4) Вырабатываемая за год энергия (кВт · ч) может быть рассчитана как: (41 ) Где g = гравитационная постоянная (9.8 м / с2). = плотность воды (1 кг / м 3). Q = расход (м 3 / с). H n = чистый напор (м). η турбина = КПД турбины. η генератор = КПД генератора. η коробка передач = КПД коробки передач. η трансформатор = КПД трансформатора. n = количество часов в году, в течение которых имеет место указанный расход. 3- ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСХОДНАЯ СХЕМА MATLAB SIMULINK Процедура проектирования включает следующие этапы: 1- подготовка исходных данных и параметров микрогидроэлектростанции для компьютерной программы. Это следующие параметры: a — Площадь реки или ручья (A r) в (м 2).b- Скорость потока реки или ручья (V r) в (м / с). c- Длина открытого канала (L ch) в (м). D- Длина напорного трубопровода (L P) в (м). e- Коэффициент укомплектования водовода (n p). е — коэффициент укомплектования открытым каналом (n ch). g- Полный напор (Hg) потока воды через турбину в (м). h- Угол наклона (α) с горизонталью для корзины для мусора. i- Толщина стержня (t) в (мм) решетки решетки для мусора. j- Ширина полосы (b) в (мм) решетки решетки для мусора. k- Коэффициент входа (K en). l- Коэффициент экрана (K tr) корзины для мусора. m — коэффициент затвора клапана (K v).n- КПД турбины (η t). o- Плотность воды (ρ) в (кг / м 3). p — Постоянная силы тяжести в (м / с 2). q- Момент инерции всей системы (Дж) в (кг.м 2). r- Коэффициент момента трения всей системы (Нм / (рад / сек)). 2- Расчет расхода воды (Q) в (м 3 / с) по уравнению (4). 3- Расчет размеров прямоугольного водослива и открытого канала (ширина (w) и высота (h) в (м)) по уравнению (5). 4- Расчет наклона нижней линии открытого канала (S ch) по уравнению (7). 393 Опубликовано:

7 Международный журнал инженерии и передовых технологий (IJEAT) ISSN:, Том-3, Выпуск-3, февраль Расчет гидравлического радиуса открытого канала (Rch) по уравнению (9).6- Расчет скорости потока воды в открытом канале (V ch) в (м / с) по уравнению (1). 7- Расчет впускных напорных скоростей (V р) в (м / с) по следующей формуле [4]: ​​(42) где А р = напорная площадь (м 2). Д р = диаметр напорный в (м), которое можно рассчитать из уравнения (12). 8- Расчет чистого напора электростанции из следующего соотношения: где H n = чистый напор электростанции в (м). (43) потери в открытом канале (м). (44) Где A ch = площадь открытого канала (Вт * ч) в (м 2).(м). потери на стеллаже для мусора в (45) потери на входе в (м). (46) потери на затворе клапана в (м). (47) напорные потери на трение головки в (48) (м). 9- Расчет мощности турбины в (ваттах) по уравнению (16). 1- Расчет скорости турбины (N) в (об / мин) на основе решения дифференциального уравнения движения (17). 11- Расчет удельной скорости (Нс) в (об / мин) по уравнению (2). 12- Выбор типа турбины из сравнения расчетной удельной скорости (Ns) и чистого напора (Hn) с указанными в стандартных спецификациях.13- Расчет размеров турбины в соответствии с типом турбины, полученным на предыдущем шаге, с использованием соотношений, приведенных в уравнениях (21) — (33). 14- Если тип турбины — Фрэнсис или Каплан, чистый напор на этапе (8) корректируется путем введения потери напора из-за подъема над отводом с помощью уравнения (34). Затем шаги с (9) по (13) будут повторены, чтобы учесть эффект кавитации. Блок-схема всей программы Matlab Simulink, включая этапы проектирования, представлена ​​на рисунке (2).Рисунок (2) Блок-схема программы Matlab Simulink IV. РЕЗУЛЬТАТЫ: Процедура проектирования микрогидроэлектростанции была реализована с помощью компьютерной программы Matlab Simulink. После введения измерений и расчетов на объекте как 394 Опубликовано:

8 Мощность турбины Pt (кВт) Скорость турбины N (об / мин) Расход воды Мощность турбины Pt (кВт) Полный напор Hg (м) Скорость турбины N (r.м) Конструкция станции Микро-гидро-электрическая мощность входных данных в компьютерной программе, размеры Weir, открытые размеры канала, размеры Пенсток, тип турбины, размер турбины, мощность турбины, скорость турбины, КПД турбины, характеристики генератора и отношение коробки передач были определены. На рисунках (3, 4) показана зависимость мощности турбины от скорости с полным напором при различных значениях расхода воды. На рисунках (5, 6) показано изменение мощности и скорости турбины в зависимости от расхода воды при различных значениях напора на площадке.Исходя из этих результатов, мощность и скорость турбины были прямо пропорциональны общему напору, но были определенные точки для максимальной мощности и максимальной скорости в случае изменения расхода воды. На рисунках (7, 8) показано изменение потери напора в зависимости от напора брутто и расхода воды. Можно показать, что потеря напора увеличивалась очень сильно с увеличением расхода воды, чем с увеличением напора брутто Q = 1 м 3 / с Q = 0,8 м 3 / с Рисунок (6) Изменение скорости турбины в зависимости от расхода воды при различных значениях общего напора Hg = 2 м Hg = 4 м Hg = 6 м Hg = 8 м Hg = 1 м Расход воды Q (м 3 / с) Q =.2 м 3 / с Q = 0,4 м 3 / с Q = 0,6 м 3 / с Q = 0,8 м 3 / с Q = 1 м 3 / с 5 Q = 0,6 м 3 / с Общий напор Q = 0,4 м 3 / с Q = 0,2 м 3 / с Рисунок (3) Изменение мощности турбины с общим напором при различных значениях расхода воды Hg (м) Рисунок (7) Изменение общего напора с потерей напора при различных значениях расхода воды Q 2 (м 3 / с) Потери напора Hg = 8 м Hg = 1 м Hl (м) Q = 1 м 3 / с Q = 0,8 м 3 / с Q = 0,6 м 3 / с Hg = 2 м Hg = 4 м Hg = 6 м 3 Q = 0,4 м 3 / с Q = 0,2 м 3 / с Потеря напора Рисунок (8) Изменение расхода воды с потерей напора при различных значениях полного напора Hl (м) Полный напор Hg (м) Рисунок (4) Вариация турбины скорость с полным напором при различных значениях расхода воды Hg = 2 м Hg = 4 м Hg = 6 м Hg = 1 м Hg = 8 м Расход воды Q (м 3 / с) Рисунок (5) Изменение мощности турбины с расход воды при различных значениях полного напора V.ВЫВОДЫ i- Микрогидроэнергетика продолжает расти во всем мире, важно показать общественности, насколько реально осуществимые микрогидроэнергетические системы находятся на подходящем месте. Единственные требования к микрогидроэнергетике — это источники воды, турбины, генераторы, надлежащий дизайн и установка, которые не только помогают каждому человеку в отдельности, но также помогают миру и окружающей среде в целом. ii- Русловые микрогидротурбинные схемы вырабатывают электроэнергию, когда вода доступна и подается из реки.Когда река высыхает и поток падает ниже заданного количества или минимального технического потока для турбины, генерация прекращается. iii- В схемах со средним и высоким напором используются водосливы для отвода воды к водозабору, после чего она подается к турбинам через напорный трубопровод или напорный трубопровод. Затворы дороги, а их конструкция обычно неэкономична из-за больших потерь напора напора на трение. Альтернатива является, чтобы передать воду низкого наклона каналом, бег длинной стороне реки с впускным давлением или бьеф, а затем в течение короткой напорного к турбине.iv- Выбор турбины будет зависеть в основном от имеющегося напора и расхода воды. Есть два основных режима работы гидроэнергетических турбин: импульсный и реактивный. Импульсные турбины приводятся в движение струей воды. 395 Опубликовано:

9 они подходят для высоких напоров и малых расходов. Реакционные турбины работают, заполненные водой, и используют как угловой, так и линейный момент текущей воды для вращения ротора, и они используются для среднего и низкого напора и высокого расхода.v- Регулируемые турбины могут перемещать свои входные направляющие лопатки или лопасти рабочего колеса, чтобы увеличить или уменьшить количество потребляемого ими потока. Поперечные турбины считаются лучшими для микрогидро проектов с напором (5) метров или меньше и расходом воды (1) м 3 / с или меньше. vi- Микрогидроустановки обычно представляют собой русловые системы, для которых не требуется плотина, и они устанавливаются на водном потоке, доступном на круглогодичной основе. Водозаборная конструкция с решеткой для мусора направляет воду по трубе (напорный трубопровод) или водовод к турбине до того, как вода будет выпущена вниз по потоку.При высоком напоре (более 5 м) и низком расходе воды (менее 5 м 3 / с) турбина, как правило, представляет собой турбину типа Пелтона, подключенную непосредственно к генератору с регулирующим клапаном для регулирования расхода воды и скорости вращения турбины. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1] Мохибулла, MAR и Мохдикбал Абдул Хаким: «Основные аспекты проектирования микрогидроэлектростанции и ее потенциальное развитие в Малайзии», Труды Национальной конференции по энергетике и энергетике (PECon), Куала-Лумпур, Малайзия, 24. [2 ] [3] [4] Селсо Пенче: «Руководство непрофессионала о том, как построить малую гидроэлектростанцию», опубликовано Европейской ассоциацией малой гидроэнергетики (ESHA), второе издание, Бельгия, июнь, [5] Дилип Сингх: «Микро- гидроэнергетика », Справочник по оценке ресурсов, инициатива Азиатско-Тихоокеанского центра трансфера технологий, 29 сентября.[6] Европейская ассоциация малой гидроэнергетики (ESHA): «Восстановление энергии в существующей инфраструктуре с помощью малых гидроэлектростанций», Шестая рамочная программа, публикация Mhylab, Швейцария, 21 июня. [7] Хурана С. и Ануп Кумар: «Малая гидроэнергетика Обзор », International Journal of Thermal Technologies, Vol. 1, № 1, стр., Декабрь, 211. [8] Вазед М. А. и Шамсуддин Ахмед: «Технико-экономическое обоснование производства микрогидроэлектроэнергии на водопаде Сапчари, Хаграчари, Бангладеш», Journal of Applied Science, Vol.9, No. 2, pp, 29. [9] Бард Джексон: «Последние достижения в проектировании мини-гидроэлектростанций», Renewable Energy Review Journal, Vol. 4, No. 2, pp, декабрь, [1] Sadrul Islam, AKM и др .: «Соответствующие микрогидравлические системы с низким напором для Бангладеш», Вторая международная конференция по электротехнике и вычислительной технике (ICECE), Дакка, Бангладеш, С., 26-28 декабря, 22. [11] Разак, Дж. А. и др.: «Применение турбины с поперечным потоком в автономных пикогидро возобновляемых энергетических системах», Материалы конференции American-Math 1 по прикладной математике, стр, 21.[12] Хурана С. и Хардип Сингх: «Влияние кавитации на гидравлические турбины — обзор», Международный журнал современной инженерии и технологий, Vol. 2, No. 1, pp, March, 212. [13] Оконкво, Г. Н., Эзеону, С. О.: «Проектирование и установка мини-гидроэлектростанции», Научный журнал инженерных исследований, Vol. 1, No. 1, pp, апрель, 212. [14] Ченнани, М., Салхи, И. и Дубаби, С.: «Изучение регулирования прототипа микрогидроэлектростанции», Международный научный журнал для альтернативной энергетики и экологии, Vol.5, No. 61, pp, 28. [15] Панди, В .: «Технико-экономическое обоснование микрогидроэнергетики в Непале», исследовательский отчет, Непальский инженерный колледж, Бхактапур, 211. Международный журнал инженерии и передовых технологий ( IJEAT) ISSN:, Том 3, Выпуск 3, Февраль Опубликовано:

.

No related posts.