Услышав аббревиатуру ГЭС (гидроэлектростанция) большинство людей представляют себе огромные дамбы с мощными турбинами для преобразования энергии воды в электрическую. Однако известны и достаточно небольшие мини-ГЭС, установив которые на близлежащем водоеме можно обеспечить электрической энергией свой дачный домик. О таких мини-ГЭС и поговорим в данной статье.

1 Тросовая (гирляндная) мини-ГЭС.

Тросовая мини-ГЭС предназначена для установки на небольшую реку. Внешний вид такой мини-ГЭС приведен на рисунке 1.



Рисунок 1

Принцип действия тросовой мини-ГЭС следующий: гидроколеса (крыльчатки из металлического листа), размещенные непосредственно в воде, приводят в действие электрический генератор, посредствам гибкого троса (рисунок 2).



Рисунок 2

Для установки тросовой мини-ГЭС необходимо, чтобы глубина реки была более 0,5 м. При глубине более 1,5 м гидроколеса можно устанавливать в два яруса.

2 Свободнопоточная мини-ГЭС с ротором Савониуса.

Свободнопоточные мини-ГЭС подходят для установки на небольших и неглубоких реках. Принцип действия таких гидроустановок основан на преобразовании кинетической энергии текущей воды. Мощность установки определяется следующим выражением:



Формула 1

Для установки свободнопоточной мини-ГЭС для начала необходимо определить энергетический потенциал реки в месте установки, так как скорости на разных участках реки различны. Для этого необходимо измерить время движения поплавка на заданном участке реки, а затем рассчитать скорость реки. В зависимости от времени года скорость реки будет изменяться, поэтому для расчетов стоит применять усредненное значение скорости реки за год.

Для изготовления активной части гидроустановки можно воспользоваться конструкцией роторов Савониуса (рисунок 3). Наиболее простым вариантом является ротор Савониуса торцевой конструкции. Для передачи крутящего момента применяются промежуточные трансмиссии.



Рисунок 3

Частота вращения такого ротора определяется выражением:

[size=17]
f=48V/3,14D (об/мин)


Особенностью мини-ГЭС является то, что они выдают электрическую энергию в сеть потребителя постоянно, в отличие от ветроустановок или солнечных батарей. Поэтому для всей системы электроснабжения не требуется установка емких аккумуляторных батарей. Главная задача аккумуляторов в системах мини-ГЭС – покрывать пиковую нагрузку.

А теперь рассмотрим конструкции свободнопоточных мини-ГЭС. Первая - полустационарная свободнопоточная мини-ГЭС с горизонтальным расположением двух соосных, развёрнутых относительно друг друга на 90° и жёстко связанных роторов Савониуса поперечного типа (рисунок 4). Установка, за исключением верхней части рамы с электрическим генератором, погружается в воду поперек водотоку.



Рисунок 4

В качестве опорной рамы используется прямоугольный деревянный каркас. Все металлические элементы каркаса должны быть изготовлены из нержавеющей стали. На рабочем валу жестко закреплены два ротора. Лопасти гидроколес изготавливаются из кровельного железа. В качестве подшипников можно использовать самодельные деревянные подшипники (рисунок 5).



Рисунок 5

Еще один вариант изготовления свободнопоточной мини-ГЭС - Мини-ГЭС с вертикальным расположением роторов торцевого типа (рисунок 6). Основой для такой гидроустановки служит стальной стержень, длина которого определяется характером дна реки. На рабочем валу размещают два ротора Савониуса со смещением на 90 градусов. Это позволит повысить эффективность работы установки.



Рисунок 6

3 Самодельная мини-ГЭС для малых рек без платины (рисунок 7).

Принцип действия мини-ГЭС для рек без платины: электрический генератор приводится в действие системой из коленчатых валов и штанг, закрепленных на раме. Коленчатые валы соединены штангами, к которым прикреплены лопатки, погруженные в воду. Лопатки под действием воды перемещаются, а вмести с ними и штанги, которые и проворачивают коленчатые валы.



Рисунок 7

Мощность всей гидроустановки определяется не только скоростью течения реки, но и числом и площадью лопаток. Ниже приведены основные размеры для мини-ГЭС с максимальной мощностью 150 ВТ и выходным напряжением генератора 12В.



Рисунок 8

Коленчатые валы для гидроустановки изготавливают из цельного стального прута диаметром 16—20 мм. Штанги делают из деревянных реек, лопатки - из теса или кровельного железа.

4 Беcплотинные мини-ГЭС.



Рисунок 9

Конструкция таких гидроустановок приведена ниже.



Рисунок 10



Рисунок 11

Принцип действия аналогичен рассмотренной ранее установке: лопатки под напором воды перемещаются в продольном направлении. Лопатки перемещают штанги, которые соединяются с кривошипом. На валу с кривошипом установлен шкив, соединенный с генератором.




Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com

Электрическое отопление

Электроотопление
A_l_ik Multiki / 45

Влагозащищенные розетки

Электрозащитные средства
marketing4796 costyadziu2017 / 10