Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Puterea fluxului de apă este o resursă naturală regenerabilă care vă permite să obțineți electricitate aproape liberă. Energia prezentată de natură va oferi o oportunitate de a salva pe utilități și de a rezolva problema cu echipamentele de încărcare.

Dacă un flux sau un râu curge în apropierea casei dvs., acestea ar trebui utilizate. Ei vor putea să furnizeze energie electrică site-ului și casei. Iar dacă o centrală hidroelectrică este construită manual, efectul economic crește semnificativ.

Acest articol descrie în detaliu tehnicile de fabricare a structurilor hidraulice private. Am vorbit despre ce este necesar pentru sistemul dispozitivului și îl conectați la consumatori. Cu noi veți afla despre toate opțiunile furnizorilor de energie miniaturală, colectate din materiale uzate.

Centrale hidroelectrice non-industriale

Centralele hidroelectrice sunt structuri care pot transforma energia mișcării apei în energie electrică. Furnizorii alternativi de "verde" de energie electrică sunt încă exploatați în mod activ numai în Occident. Pe teritoriul țării noastre, această industrie promițătoare face doar primii pași tentativi.

Instalațiile hidroelectrice private private pot fi baraje pe râuri mari, generând de la o duzină la câteva sute de magawați sau mini-hidrocentrale cu o capacitate maximă de 100 kW, care sunt destul de suficiente pentru nevoile unei case particulare. Iată cele mai recente și aflați mai multe.

Stație de șurub hidraulică

Proiectul constă dintr-un lanț de rotoare montat pe un cablu flexibil din oțel, legat peste râu. Cablul propriu-zis joacă rolul unui arbore rotativ, al cărui capăt este fixat la lagărul suport, iar celălalt acționează arborele generatorului.

Fiecare hidrogotor "garland" este capabil să genereze aproximativ 2 kW de energie, totuși viteza debitului de apă pentru aceasta ar trebui să fie de cel puțin 2, 5 metri pe secundă, iar adâncimea rezervorului nu trebuie să depășească 1, 5 m.

Principiul de funcționare a stației hidroelectrice de garland este simplu: presiunea apei se rotește șuruburile hidraulice și rotesc cablul și face ca generatorul să producă energie

Stațiile Garland au fost folosite cu succes în mijlocul secolului trecut, însă elici de casă și chiar cutii au jucat rolul șuruburilor. Astăzi, producătorii oferă mai multe tipuri de rotoare pentru diferite condiții de funcționare.

Sunt completate cu lame de diferite dimensiuni, fabricate din tablă și vă permit să obțineți o eficiență maximă de la stație.

Deși în fabricarea acestui hidrogenerator este destul de simplă, funcționarea acestuia implică o serie de condiții speciale care nu sunt întotdeauna fezabile în viața reală. Astfel de structuri blochează patul râului și este puțin probabil ca vecinii de-a lungul coastei, ca să nu mai vorbim de reprezentanții serviciilor de mediu, să li se permită să folosească energia fluxului pentru scopurile dvs.

În plus, în timpul iernii, instalația poate fi utilizată numai pe corpuri de apă fără îngheț și într-un climat aspru - conservat sau demontat. Prin urmare, stațiile de garland sunt construite temporar și mai ales într-o zonă pustie (de exemplu, lângă pășuni de vară).

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

Analog analogic al instalației de ghirlandă - stații submersibile sau în cadru cu rotoare transversale. Spre deosebire de predecesorul său de ghirlandă, aceste construcții nu blochează întregul râu, ci implică doar o parte a canalului, le puteți instala pe ponton / plută sau o coborâ complet până la fundul rezervorului.

Rotor rotativ Daria

Rotorul Darier este un dispozitiv de turbină, numit după inventatorul său în 1931. Sistemul este alcătuit din mai multe lame aerodinamice fixate pe grinzi radiale și funcționează datorită căderii de presiune pe principiul "aripii de ridicare", care este implicat în mare măsură în construcția navală și aviația.

Deși astfel de plante sunt mai utilizate pentru a crea turbine eoliene, ele pot lucra cu apă. Dar, în acest caz, sunt necesare calcule exacte pentru a se potrivi cu grosimea și lățimea lamelor în concordanță cu puterea debitului de apă.

Rotorul lui Darier seamănă cu o "moară de vânt", instalată doar sub apă, și poate funcționa indiferent de fluctuațiile sezoniere ale vitezei de curgere.

Rotoarele verticale sunt folosite rar pentru a crea stații hidroelectrice locale. În ciuda indicatorilor buni de performanță și a simplității aparente a designului, echipamentul este destul de complicat de operat.

Înainte de a începe lucrările, sistemul trebuie să fie "derulat", dar numai înghețarea rezervorului poate opri stația de rulare. Prin urmare, rotorul Darier este utilizat în principal în fabricile industriale.

Elice submarine "turbine eoliene"

De fapt, aceasta este cea mai simplă turbină eoliană a aerului, numai că este instalată sub apă. Dimensiunile lamei, pentru a asigura o viteză maximă de rotație și o rezistență minimă, sunt calculate în funcție de puterea debitului. De exemplu, dacă viteza fluxului nu depășește 2 m / s, atunci lățimea lamei trebuie să fie de 2-3 cm.

O elice subacvatică este ușor de făcut cu propriile mâini, dar este potrivită numai pentru râurile adânci și rapide - pe un iaz de mică adâncime, lamele rotative pot provoca răni pescariilor, scăldătorilor, păsărilor de apă și animalelor

O astfel de turbină eoliană este instalată spre "curgere", dar lamele funcționează nu datorită presiunii presiunii apei, ci datorită apariției forței de ridicare (conform principiului unei aripi de avion sau a unei elice a unei nave).

Roată de apă cu lame

Roata de apă este una dintre cele mai simple versiuni ale unui motor hidraulic, cunoscut încă din timpul Imperiului Roman. Eficacitatea activității sale depinde în mare măsură de tipul sursei pe care a fost instalată.

Roata de turnare se poate roti numai datorită vitezei de curgere și a roții de umplere - cu ajutorul presiunii și a greutății apei care se încadrează pe partea superioară a lamei

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

  • Jgheaburi de zahăr (sau crăpături inferioare) - potrivite pentru râurile de mică adâncime cu curgere rapidă.
  • Sredneboynye - sunt situate în paturi cu cascade naturale astfel încât debitul să scadă aproximativ în mijlocul tamburului rotativ.
  • Vrac (sau gaura) - instalat sub baraj, conductă sau în partea inferioară a pragului natural, astfel încât apa care se încadrează să-și continue drumul prin partea superioară a roții.

Dar principiul de funcționare pentru toate opțiunile este același: apa intră pe lamele și acționează o roată care face ca generatorul să se rotească pentru o centrală mini-electrică.

Producătorii de echipamente hidraulice oferă turbine gata fabricate, ale căror lame sunt adaptate în mod special la o anumită viteză a debitului de apă. Dar meseriașii de casă fac din tamburi desenul de modă veche - de la resturi materiale.

Aranjamentul propriei dvs. stații hidroelectrice este una dintre cele mai economice și ecologice moduri de a oferi case de vară, o fermă sau o bază turistică cu resurse energetice.

Poate că lipsa optimizării va afecta indicatorii de performanță, însă costul echipamentelor realizate la domiciliu va costa de câteva ori mai ieftin decât omologul achiziționat. Prin urmare, roata cu apă este cea mai populară opțiune pentru organizarea propriului dvs. mini-hidro.

Condiții pentru instalarea unei stații hidroelectrice

În ciuda ieftinității tentante a energiei produse de hidroenergie, este important să se țină seama de particularitățile sursei de apă, resursele pe care intenționați să le utilizați pentru propriile nevoi.

La urma urmei, nu toate cursurile de apă sunt potrivite pentru funcționarea unei centrale mini-hidroelectrice, mai ales pe tot parcursul anului, astfel încât nu ar face rău să aibă în rezervă posibilitatea de a se conecta la o autostradă centralizată.

Mai multe pro și contra

Principalele avantaje ale unei centrale hidroelectrice individuale sunt evidente: un echipament ieftin care produce energie electrică ieftină și chiar nu dăunează naturii (spre deosebire de barajele care blochează curgerea unui râu). Deși este imposibil să se numească un sistem absolut sigur, elementele rotative ale turbinelor pot provoca leziuni locuitorilor lumii subacvatice și chiar oamenilor.

Pentru a preveni accidentele, stația hidroelectrică trebuie protejată și dacă sistemul este complet ascuns de apă - instalați un semn de avertizare pe țărm.

Avantajele mini-hidro:

  1. Spre deosebire de alte surse de energie "gratuite" (panouri solare, turbine eoliene), sistemele hidraulice pot funcționa indiferent de timpul zilei sau de vreme. Singurul lucru care le poate împiedica - înghețarea rezervorului.
  2. Pentru a instala un hidrogenerator, nu este necesar un râu mare - aceleași roți de apă pot fi utilizate cu succes chiar și în fluxuri de mică (dar rapide!).
  3. Instalațiile nu emit substanțe dăunătoare, nu poluează apa și nu funcționează aproape în tăcere.
  4. Pentru instalarea mini-hidrocentralelor cu o capacitate de până la 100 kW nu este necesară emiterea de autorizații (deși totul depinde de autoritățile locale și de tipul instalației).
  5. Energia excesivă poate fi vândută caselor vecine.

În ceea ce privește deficiențele, forța de curgere insuficientă poate constitui un obstacol serios în calea funcționării productive a echipamentului. În acest caz, va fi necesar să se construiască facilități auxiliare, care sunt asociate cu costuri suplimentare.

Dacă energia potențială a râului din apropiere la un calcul aproximativ nu este suficientă pentru a genera energie electrică într-o cantitate suficientă pentru utilizare practică, ar trebui să acordați atenție metodelor de construire a turbinelor eoliene. Moara de vânt va fi o adăugare eficientă.

Măsurarea debitului de apă

Primul lucru pe care trebuie să-l faceți pentru a vă gândi la tipul și metoda de montare a stației este măsurarea vitezei debitului de apă la sursa aleasă.

Cea mai ușoară modalitate este de a lăsa pe peretele rapid orice obiect ușor (cum ar fi o minge de tenis, o bucată de spumă sau un flotor de pescuit) și marcați timpul cronometrorului în care va călători în orice punct de referință. Distanta standard pentru inot este de 10 metri.

Dacă rezervorul se află departe de casă, puteți construi un canal de deviere sau o conductă și, în același timp, să aveți grijă de diferențele de înălțime

Acum trebuie să împărțiți distanța în metri cu numărul de secunde - aceasta va fi viteza curentului. Dar dacă valoarea obținută este mai mică de 1 m / s, va fi necesar să se construiască structuri artificiale pentru a accelera fluxul de schimbări de elevație.

Aceasta este de fapt realizată folosind un baraj pliabil sau o conductă de scurgere îngustă. Dar fără un flux bun, ideea unei stații hidroelectrice va trebui abandonată.

Fabricarea unei centrale hidroelectrice bazate pe o roată de apă

Desigur, este o idee din domeniul fanteziei de a aduna "pe genunchi" și a ridica un colos conceput pentru a deservi o întreprindere sau o așezare chiar din zeci de case. Dar construirea unei centrale mini-hidroenergetice cu propriile mâini pentru economisirea energiei electrice este destul de realistă. Și puteți utiliza atât componente finite, cât și materiale improvizate.

Prin urmare, considerăm pas cu pas fabricarea celei mai simple structuri - roata de apă.

Materiale și instrumente necesare

Pentru a face singur mini-hidrocentralele, trebuie să pregătiți o mașină de sudură, un șlefuitor, un burghiu și un set de instrumente auxiliare - un ciocan, o șurubelniță, o riglă.

Din materialele de care ai nevoie:

  • Colțuri și tablă de cel puțin 5 mm grosime.
  • Țevi din oțel din PVC sau din oțel galvanizat pentru fabricarea lamelor.
  • Generator (puteți utiliza achiziția gata sau faceți-o singură, ca în acest exemplu).
  • Discuri de frână.
  • Arbore și rulmenți.
  • Placaj.
  • Rășină polistirenă pentru turnarea rotorului și statorului.
  • Sârmă de cupru de 15 mm pentru un generator de casă.
  • Magneți de neodim.

Luați în considerare faptul că designul roții va intra în contact permanent cu apa, prin urmare elementele metalice și din lemn trebuie alese cu protecție împotriva umezelii (sau să aibă grijă de impregnarea și vopsirea lor în mod independent). În mod ideal, placajul poate fi înlocuit cu plastic, dar este mai ușor să obțineți piese din lemn și să le dați forma dorită.

Ansamblul roților și fabricarea duzei

Baza roții în sine poate fi de două discuri de oțel cu același diametru (dacă puteți obține un tambur de oțel de la cablu - mare, va accelera procesul de asamblare).

Dar dacă nu există metal în materialele la îndemână, este posibil să se taie cercuri din placaj impermeabil, deși rezistența și durabilitatea lemnului tratat chiar nu poate fi comparat cu oțelul. Apoi pe unul dintre discuri trebuie să tăiați o gaură rotundă pentru instalarea generatorului.

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

Lamele sunt instalate la o înclinație de aproximativ 40-45 grade - aceasta va ajuta la creșterea suprafeței, care va fi afectată de forța de curgere

Distanța dintre cele două discuri laterale trebuie să fie cât mai aproape de lungimea palelor. Pentru a schimba locația pentru hub-uri viitoare, se recomandă să se facă un șablon din placaj, care să marcheze locul pentru fiecare piesă și găurile pentru fixarea roții la generator. Marcarea finalizată poate fi atașată la exteriorul unuia dintre discuri.

Apoi, cercurile sunt poziționate paralel unul cu altul cu tije cu filete solide, iar lamele sunt sudate sau înșurubate în pozițiile dorite. Tamburul se va roti pe rulmenți, iar un cadru de colțuri sau țevi de diametru mic este folosit ca suport.

În acest stadiu, ansamblul tambur poate fi considerat complet, rămâne să-l echipeze cu un generator realizat la domiciliu și cu o duză care direcționează fluxul de apă

Duza este destinată surselor de apă de tip cascadă - o astfel de instalație va permite utilizarea energiei debitului la maxim. Acest element auxiliar este realizat prin îndoirea foii de metal, urmată de sudarea cusăturilor, apoi este montat pe conductă.

Cu toate acestea, în cazul în care în zona dvs. se scurge un râu plat fără pereți și alte obstacole în înălțime, acest detaliu nu este necesar.

Este important ca lățimea ieșirii duzei să corespundă lățimii roții, altfel o parte a fluxului va deveni "goală" fără a se atinge de lamele.

Acum, roata trebuie montată pe ax și instalată pe un suport din părțile sudate sau cu șuruburi. Rămâne să faceți un generator (sau să îl instalați gata) și puteți merge la râu.

DIY generator

Pentru a face un generator auto-făcut, trebuie să înfășurați și să umpleți statorul, pentru care veți avea nevoie de bobine cu câte 125 de fire de sârmă de cupru pe fiecare. După conectarea lor, întreaga structură este umplută cu rășină poliesterică.

Fiecare fază constă din trei jurubițe atașate succesiv, astfel încât conexiunea poate fi făcută sub forma unei stele sau a unui triunghi cu mai multe fire externe

Acum trebuie să pregătiți un model de placaj care se potrivește cu dimensiunea discului de frână.

Inelul din lemn este marcat și sunt executate tăieturi pentru instalarea de magneți (în acest caz au fost utilizați magneți neodymi 1, 3 cm groși, 2, 5 cm lățime și 5 cm lungime). Apoi, rotorul rezultat este de asemenea turnat cu rășină, iar după uscare este atașat la tamburul roții.

Roată de apă cu rotor disc de frână și generator de sârme din cupru - vopsit, prezentabil și gata de funcționare

Ultimul este carcasa din aluminiu montat cu un ampermetru, care acopera redresoarele. Sarcina acestor elemente este de a transforma curentul trifazat în curent continuu.

După instalarea roții în fluxul unui mic râu cu o conductă de tip cascadă sau ramificație, puteți conta pe performanța unui mini-hidro în 1.9 * 12V la 110 rotații pe minut

Pentru a împiedica roata să cadă frunze, nisip și alte resturi aduse cu fluxul, se recomandă plasarea unei plase de protecție în fața dispozitivului.

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

Veți învăța despre toate tipurile de surse alternative de energie prin citirea articolului dedicat introducerii "tehnologiilor verzi" în viață.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul # 1. Un exemplu de sistem hidraulic de lucru cu un generator auto-fabricat bazat pe un motor trifazat:

Video # 2. Centrala hidroelectrică, proiectată în conformitate cu principiul roții de apă:

Video # 3. Stația pe baza unei roți de biciclete este o soluție interesantă pentru problema alimentării cu energie în vacanță departe de civilizație:

După cum puteți vedea, construirea unei centrale electrice de apă cu mâna ta nu este atât de dificilă. Dar, deoarece majoritatea calculelor și parametrilor pentru componentele sale sunt determinate "cu ochi", ar trebui să fii pregătit pentru posibile defalcări și costuri asociate.

Dacă simțiți o lipsă de cunoștințe și experiență în acest domeniu, trebuie să aveți încredere în experții care vor efectua toate calculele necesare, să vă sfătuiască echipamentul optim pentru cazul dvs. și să faceți o instalare de calitate.

Vă rugăm să scrieți comentarii în căsuța de mai jos. Distribuiți informații interesante și recomandări utile, lăsați fotografii tematice. Poate doriți să spuneți cum ați construit propria dvs. stație hidroelectrică în zona suburbană? Vom fi bucuroși să vă citiți povestea despre procesul de funcționare și dispozitiv.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Constructie