+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

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.

Житель Северной Осетии построил ГЭС и попал под проверки — Российская газета

В Северной Осетии местный житель Эльбрус Налдикаев, который построил рядом со своим домом небольшую частную гидроэлектростанцию (ГЭС) и обеспечивает бесплатной энергией и себя, и весь поселок, не может ее узаконить.

Рядом с его жилищем протекает река Фиагдон — на нее он и установил мини-турбину собственного производства, а к ней подключил генератор. Однако гениальное в своей простоте новшество тут же оказалось вне закона: юридических документов, регламентирующих использование таких ГЭС, нет ни в стране, ни в республике.

Как только частная ГЭС начала работать, в гости к Эльбрусу пришли налоговые инспекторы

Эльбрус Налдикаев по специальности инженер-электрик и работает на одном из промышленных предприятий Владикавказа. До этого он несколько лет прожил в Китае, куда его пригласили работать в качестве специалиста с высокой квалификацией. Но когда контракт закончился, вернулся обратно в Осетию. Тогда у талантливого инженера и появилась идея использовать природные мощности реки Фиагдон для обеспечения бесплатной энергией себя и соседей.

— На реку я поставил обычную пропеллерную турбину, которую изготовил сам, — рассказывает Эльбрус Налдикаев. — Турбина соединена с редуктором, который вращает генератор и уже вырабатывает электричество. Мощность зависит от объема воды, которая проходит через турбину. В том месте, где у меня дом — место относительно равнинное и поэтому перепады высот небольшие, — не более трех метров. Соответственно, через турбину проходит около 1 кубометра воды в секунду, что дает мощность всего в 12 кВт, но этого достаточно, чтобы обеспечивать электроэнергией дом, а излишки я отдаю в общую сеть и питаю поселок. Летом получается, что на свои нужды я трачу примерно 30 процентов сгенерированной энергии, а 70 отдаю в сеть. Зимой — наоборот.

По словам Эльбруса, на строительство этой мини-электростанции потребовалось полгода. Главные финансовые расходы составили вовсе не создание турбины или генератора, а гидротехнические сооружения — надо было провести от реки канал длинной 90 метров и шириной 2,5 метра, забетонировать его. Сама же электростанция занимает площадь всего в 10 квадратных метров. Как только частная ГЭС начала действовать, в гости к Налдикаеву пришли налоговые инспекторы. По их мнению, инженер-изобретатель должен был платить налоги, раз он использует природные ресурсы и вырабатывает электричество. Однако спор быстро удалось уладить: нашелся федеральный закон, который гласит, что частные электростанции мощностью до 100 кВт не облагаются налогами. К тому же электроэнергию, которую генерирует ГЭС, Эльбрус Налдикаев использует только в личных целях для обеспечения дома, а излишки бесплатно отдает в сети поселка.

Заинтересовались изобретением Эльбруса и в МРСК Северного Кавказа. Специалисты электросетевой компании установили счетчики на частной ГЭС, чтобы регистрировать количество вырабатываемой энергии. По мнению инженера, подобные простейшие вещи, как частная ГЭС, в России не приживаются. Одна из главных причин — почти полное отсутствие каких-либо документов, регламентирующих статус человека, у которого есть свои генерирующие мощности, и его взаимоотношения с государственными электросетевыми компаниями.

Кстати

В начале февраля 2019 года Госдума приняла в первом чтении законопроект, разработанный Минэнерго России, «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации. Принятие законопроекта упростит процедуру размещения объектов микрогенерации, предоставит их владельцам возможность продавать излишки вырабатываемой электроэнергии на розничных рынках. К объектам микрогенерации относятся солнечная, ветровая, водная энергия с максимальной мощностью до 15 кВт.

Речь в документе идет в том числе и о небольшой гидроэлектростанции. Как, например, в австрийских Альпах, где практически на каждом водотоке стоит мини-ГЭС. «Актуальной становится формула «сам себе производитель и сам себе потребитель», — пояснил «РГ» профессор кафедры возобновляемых источников энергии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Константин Ильковский. — Но для обеспечения безопасного функционирования внутридомовых инженерных систем законопроект не предполагает возможности установки систем микрогенерации в многоквартирных жилых домах.

Директор Фонда энергетического развития Сергей Пикин считает, что этот законопроект про повышение эффективности, чтобы у владельцев частных домохозяйств возникло желание развивать новые источники микрогенерации. Документ необходим, чтобы узаконить деятельность домохозяйств, увлекающихся ВИЭ. По мнению эксперта, инвестиция в покупку ветряка окупится никогда.

При реализации законопроекта может возникнуть ряд сложностей. Например, выдача в сети, которые не готовы к приему электроэнергии от потребителя/производителя электроэнергии. Ведь по сути они должны работать в реверсном режиме. Конфигурация распределительной электросети должна быть изменена очень серьезно.

Кроме того, не решена проблема хранения электроэнергии. Для этого необходимы большие помещения, где были бы установлены накопители.

Подготовила Ольга Бухарова

Мини- и микро-ГЭС

В этой статье мы расскажем вам популярные конструкции и применение мини- и микро-ГЭС.

Если взглянуть на промышленную энергетику сегодняшнего дня, если обратить внимание на динамику разработок в сфере альтернативной энергетики, то можно легко заметить, что здесь давно сформировался такой стереотип: равнинная река в принципе не пригодна для получения мощности на гидроэлектростанции.

Крупные ГЭС возводятся с применением оборудования, изначально разработанного для получения больших электрических мощностей на крутых перепадах или на горных реках, там где скорость потока воды доходит хотя бы до 2 м/с.

Генераторные установки для таких ГЭС не приспособлены для работы на относительно слабом течении равнинной реки. Для этих целей (для любых рек) продаются разве что походные игрушки для зарядки сотовых телефонов на пару ватт…

Конечно, возводить плотину для последующего строительства на ней промышленной ГЭС — мероприятие дорогое, окупаться будет долго, и вообще нет смысла налаживать традиционную ГЭС на равнинной реке. Если даже на равнинную реку установить обычный движитель, то его эффективность не позволит на малых оборотах получить нормальной мощности, тем более с учетом потерь на редукторе.

Наконец, те формулы, которые говорят что скорость воды менее 2 м/с не подходит для гидроэнергетики, просто не предназначены для применения к малым течениям. Здесь нужны иные формулы и иные подходы к генерации, чем на крупных промышленных ГЭС.

Представьте себе, как гидроустановки малой мощности могли бы обеспечивать электричеством труднодоступные районы нашей страны, и небольшие затраты на их возведение довольно быстро бы окупались. На небольших водотоках можно уже сейчас возводить мини- и микро-ГЭС. Как бы это повлияло на развитие альтернативной энергетики, потенциал которой в России реализован всего на долю процента?

Мини-ГЭС хватит для электроснабжения дачного поселка, усадьбы, хутора, фермерского хозяйства, расположенного недалеко от любой реки, куда однако невозможно проложить нормальную электрическую сеть. Даже на объектах водоснабжения и водоотведения можно в принципе устраивать микро-ГЭС. Мало того, конструкции небольших ГЭС уже давно зреют и созревают в умах неравнодушных, творчески настроенных людей.

Давайте рассмотрим наиболее популярные конструкции самодельных мини-ГЭС. Итак, небольшие малогабаритные ГЭС — это всегда проточные ГЭС мощностью от нескольких сотен Вт до нескольких десятков кВт, использующие энергию свободного течения реки, роторы которых могут быть устроены по разному. Есть три основных типа роторов для мини ГЭС: водяное колесо, гирлянда и пропеллер.

Водяное колесо устанавливают перпендикулярно реке, погружая его менее чем на половину лопатками в воду. Течение вращает колесо, врезаясь в лопатки, а колесо вращает ротор генератора (через карданную, зубчатую или иную передачу). Это наиболее простой и универсальный вид турбины для мини-ГЭС: они наименее громоздки, занимают наименьшую площадь, и обладают наибольшим КПД.

Такие колеса могут быть установлены на реке или даже на небольшом горном ручье. В самодельных моделях часто можно встретить в качестве генератора переделанный на постоянные магниты автомобильный генератор. Мощность колесных моделей достигает единиц киловатт.

Гирляндная ГЭС — это набор длинных тросов с закрепленными на них, один за другим, цилиндрическими роторами, которые переброшены с одного берега реки — на другой. Погруженные в воду роторы вращаются течением реки, приводя во вращение тросы, а тросы вращают ротор генератора через зубчатые передачи.

Такая конструкция достаточно материалоемка и в некотором роде опасна, поскольку перегораживает собой русло реки подобно плотине.

Разновидность данной идеи — роторы с лопатками на вращающейся оси, которая через кардан передает вращение на синхронный генератор. Генераторы такого рода изготавливают на единицы киловатт.

Пропеллер — похож на опрокинутый под воду, установленный в трубу, ветряк с тоненькими лопастями. Толщина лопастей и диаметр трубы зависят от скорости течения в месте монтажа ротора. Вращение здесь передается через редуктор на ротор генератора.

Этот тип турбины оказывается наиболее специализированным, поскольку турбина изготавливается строго под условия течения в месте монтажа, чтобы скорость воды в трубе увеличивалась.

Генераторы данного типа не только изготавливают самостоятельно любители, выпускаются они и промышленностью: одна японская фирма производит такие генераторы мощностью по 250 ватт.

Немаловажно энергетическое оборудование, устанавливаемое на мини-ГЭС. Оно должно работать согласованно с напором и скоростью течения, иметь стабилизацию и электронику с возможностью перехода на ручное управление, оснащенную всеми типами защит, в том числе от аварийных ситуаций.

Ранее ЭлектроВести писали, что в поселке городского типа Великий Бычков (Закарпатская область) намерены возобновить строительство каскада семи малых гидроэлектростанций на реке Шопурка.

По материалам: electrik.info.

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.

Мини- и микро-гэс — популярные конструкции и применение

04. 12.2017 2689

Мы побеседовали с Зульфией Мамадалиевой — исследователем Наманганского инженерно-технологического института, которая сегодня устанавливает первую экспериментальную микрогидроэлектростанцию на малом водотоке в городе Касансае Наманганской области. Именно она, маленькая и хрупкая женщина, первой заинтересовалась, как получить бесплатную энергию для жителей родного города.

— Как вы решили заняться такой еще малоизученной в Узбекистане темой ?

— В ходе научных исследований и работы с предпринимателями и фермерами Наманганской области я часто сталкивалась с недостаточной информированностью жителей нашего города об альтернативных источниках энергии.

Все связывали их только лишь с солнечными установками, но ведь существует много других интересных способов. Так и началось мое исследование микрогидроэлектростанций.

Сначала я сделала заметки, потом начала исследовать наш район с целью найти наиболее перспективные места для постройки микро-ГЭС, которые смогли бы компенсировать нужды фермерских хозяйств и частично заменять энергоснабжение.

— В чем преимущества микрогидроэлектростанций?

— Во-первых, они обладают главным плюсом для всех предпринимателей – привлекательной ценой. Конструкция, которую мы установили в качестве экспериментальной, не такая дорогая.

Возможно, она выглядит немного громоздкой, но на самом деле ее очень легко установить, снять, перенести – она мобильна. Если изменится поток воды, вы можете спокойно переместить ее в другое место и настроить там самостоятельно.

Таким образом, вы не затрачиваете ни огромных средств, ни трудовых ресурсов.

Второе преимущество нашей установки — она рассчитана именно на малые потоки воды, которые как раз протекают в нашем районе и многих других областях Узбекистана. Это арыки, саи, которые текут со скоростью от 3 до 5 метров в секунду.

То есть если предпринимателю, к примеру, на постройку крупной ГЭС требуется достаточно много финансов и сил, то наши установки можно прикрепить на обычном арыке.

Мы надеемся, что благодаря этому наши гидроэлектростанции будут популярны среди жителей областей и районов.

  • Схема микро-ГЭС
  • В комплект поставки входят:
  • водозаборное устройство (1), водовод (2), энергоблок (турбина — 3, генератор — 5), выпускной коллектор (4) и устройство автоматического регулирования.
  • — Какую пользу несут микрогидроэлектростанции для экологии?

– Прежде всего, это — чистая энергия. При работе микро-ГЭС не наносится никакого вреда экологии и воде. К примеру, чтобы выработать 1 кВт энергии, требуется много ископаемого топлива, а в случае с микро-ГЭС мы имеем возобновляемый источник энергии, который не кончается. Самое главное в этом деле – наладить работу с оборудованием и вовремя обслуживать его.

По какому принципу работает ваша установка?

– Наша микрогидроэлектростанция – легкого типа. В чем это выражается? По сути, микро-ГЭС – это модернизированный чигирь (чархпалак) — водоподъемное устройство, широко используемое в странах Центральной Азии для полива садов, виноградников и бахчей, который был изобретен еще в III веке предками хорезмийцев.

Еще в древности дешевизна, практичность и безотказность в работе этого древнего механизма сделало его популярным не только среди фермеров, но и ученых, которые предлагают различные усовершенствованные конструкции для использования энергии потока в современных условиях.

Мы решили немного усложнить тот же чигирь, сделать его мобильнее и попробовать использовать для выработки энергии.

Как установить микро-ГЭС? Для начала нужно найти место с небольшим спуском, либо соорудить этот спуск самим. При этом повторюсь, что никаких трудоемких и затратных работ не потребуется, конструкцию спокойно можно установить на любом арыке.

Конструкция с лопастями, установленная перпендикулярно поверхности воды, погружена в нее наполовину. В процессе работы вода давит на лопасти и заставляет вращаться колесо.

Всё очень просто: с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами эта конструкция хорошо работает. Поэтому часто применяется и на практике.

Преимущества микро-ГЭС

— Какова польза, к примеру, от одной такой установки?

Наша установка рассчитана на 10-15 кВт, то есть она может спокойно обеспечить электроэнергией два или три фермерских хозяйства. Обходится в целом эта конструкция от 20 до 25 млн сумов ($2500-$3125), вместе с установкой.

Если, к примеру, ее приобретают три семьи, то в течение 2—2,5 лет ее можно окупить. Обычно данной конструкцией пользуется не один человек, ведь производящую энергию можно использовать не только для своих нужд, но и для целого хозяйства.

В основном это цеха, фермерские хозяйства.

Кроме того, я хотела бы отметить, что в областях нашей страны очень много старых микрогидроэлектростанций, действующих ранее, старых потоков. Наши конструкции можно спокойно устанавливать и на этих сооружениях, в этом случае установка обойдется еще дешевле.

— А сколько таких установок, на ваш взгляд, потребуется, чтобы обеспечить энергией население нашей страны?

— Это зависит от нужд населения, численности и многих других факторов. Наманганская область считается густонаселенной, поэтому, чтобы обеспечить жителей энергией, понадобится, конечно, не одна конструкция. Плюс микро-ГЭС в том, что можно поставить несколько таких установок в одном кишлаке – они не будут мешать работе друг друга.

— Наверняка, среди всех плюсов данной установки, есть и недостатки?

Первый и самый главный недостаток — отсутствие комплектующих. В Узбекистане нет действующих генераторов – все они закупаются за рубежом. А самое дорогое в этой конструкции и есть этот генератор.

Если бы их делали отечественные производители, установка обходилась бы в два раза дешевле.

Мы надеемся, что такие производители у нас обязательно появятся, более того – было бы практичнее организовать целое производство, которое занималось бы разработкой микрогидроэлектростанций исходя из потребностей заказчиков.

Гидроэнергетика Узбекистана в цифрах

Большое будущее малых ГЭС

Анна Марченко

Одно из наиболее перспективных направлений в развитии нетрадиционной энергетики в России — освоение энергии небольших водотоков с помощью микро- и мини-ГЭС. Это связано, прежде всего, со сравнительной простотой их строительства и эксплуатации, а также с большим энергетическим потенциалом малых рек.

Свободный ресурс

К малой гидроэнергетике принято относить гидроэнергетические объекты разного типа с установленной мощностью менее 25 МВт, в том числе совсем небольшие — микроГЭС мощностью от 3 до 100 кВт.

Использование гидроэлектростанций таких мощностей для нашей страны — далеко не новое явление: в 1950-1960-х гг. в СССР действовало более шести тысяч подобных станции.

Сегодня же в России их насчитывается всего несколько сотен, что явно меньше наших возможностей и потребностей.

Принципиально важно отметить, что в малой гидроэнергетике нет необходимости строить крупные гидротехнические сооружения и затапливать большие территории водохранилищами.

Маленькая станция может быть установлена практически на любой реке или даже ручье, что особенно актуально для России, где зоны децентрализованного энергоснабжения охватывают более 70% территории страны, на которой проживают около 20 млн человек.

Мини-ГЭС может применяться для энергоснабжения дачных посёлков, фермерских хозяйств, хуторов, а также небольших производств в труднодоступных районах — там, где строить и содержать электрические сети невыгодно.

Серийная ковшовая микротурбина на основе колеса Пелтона

Основные ресурсы малой гидроэнергетики России сосредоточены в горных районах республик Северного Кавказа, в Ставропольском и Краснодарском краях, на Среднем Урале, в Южной Сибири, Прибайкалье и на Дальнем Востоке.

Виды станций

Конструкция типовой малой ГЭС базируется на гидроагрегате, который включает в себя турбину, водозаборное устройство и элементы управления. В зависимости от того, какие гидроресурсы задействованы малыми гидростанциями, их делят на несколько категорий:

  • русловые или приплотинные с небольшими искусственными водохранилищами;
  • основанные на существующих перепадах уровней воды;
  • использующие энергию свободного течения рек.

По величине напора выделяют низконапорные (Н 75 м) малые гидроэлектростанции.

Спецтурбины

Как и на крупных станциях, на малых ГЭС, используются пропеллерные, радиально-осевые и ковшовые турбины (более подробно о них см. «Энерговектор» № 5/2014 г.) соответствующих размеров и модификаций. Чаще применяются пропеллерные турбины и турбины Френсиса.

Мини-ГЭС устраивают непосредственно в потоке воды или на небольших водохранилищах, которые не могут обеспечить достаточного регулирования стока. Отсюда одна из основных проблем эксплуатации малых ГЭС — непостоянный расход воды.

В период зимней и летней межени сток реки минимален, тогда как во время весеннего половодья объём воды может быть достаточно большим.

По этой причине турбины, используемые на мини-ГЭС, должны быть способны работать как при минимальном, так и при максимальном стоке с наибольшей производительностью.

Такая микроГЭС способна полностью обеспечивать электричеством небольшой частный дом

Таким свойством обладают, например, радиальные двухкамерные проточные турбины системы Ossberger производства одноимённой немецкой компании. Стандартное соотношение размеров камер — 1:2.

Малая камера предназначена для низких расходов, большая камера открывается при средних расходах (при этом малая камера закрывается). Обе камеры работают при полном расходе.

В результате поток воды величиной 12-100% от расчётного максимума используется с наибольшей эффективностью (КПД более 80%), причём турбина запускается при расходе всего 6%.

Существует множество типов конструкций малых ГЭС, проектируемых с учётом различных условий применения. Конечно, охватить их все в этой статье не удастся, поэтому остановимся на некоторых оригинальных разработках.

Гирлянды и рукава

Советский инженер Б. С. Блинов изобрёл и в 1950-1960-х годах впервые применил гирляндные ГЭС для малых рек и рукавные ГЭС для малых рек и ручьёв с дебитом воды более 50 л/с. Гирляндная мини-ГЭС состоит из лёгких турбин — гидровингроторов, нанизанных в виде гирлянды на трос, который переброшен через реку.

Один конец троса закреплён за ось в опорном подшипнике, второй — за ротор генератора. Трос в этом случае играет роль своеобразного вала, вращение которого передаётся к генератору. Одна гирлянда турбин (энергоблок) обеспечивает мощность от нескольких десятков ватт до 5-15 кВт.

Такие энергоблоки можно объединять, заставляя их работать на общую нагрузку и повышая тем самым мощность гидростанции.

Труба рукавной микроГЭС укладывается по склону вдоль водотока

Для устройства рукавной микроГЭС на реке или ручье строится небольшая плотина, к отверстию в которой прикрепляется труба-шланг, уложенная вниз по склону вдоль водотока до электрогенератора. Перепад высот от плотины до генератора должен быть не менее 4-5 м.

Вход в «рукав» располагают так, чтобы захватить среднюю, самую быструю, часть течения реки, и воду по сужающемуся каналу подводят к турбинам. Установленная мощность такой станции может варьироваться от 1 до 100 кВт.

В 70-х годах прошлого века гидроагрегаты для рукавных микроГЭС выпускались серийно на предприятиях сельхозмашиностроения.

Водоворот энергии

Интересную конструкцию для малых ГЭС в 2003 г. запатентовал изобретатель из Австрии Франц Цотлётерер. Он назвал свой проект «Технический водоворот», а мини-ГЭС — «Водоворотно-гравитационной станцией».

Водоворотно-гравитационная мини-ГЭС не повредит рыбе

При строительстве станции Цотлётерера часть воды из водотока отводится в бетонный канал, проложенный вдоль береговой линии. Канал завершается бетонным цилиндром, внизу которого выполнено выпускное отверстие с жёлобом-отводом.

Вода поступает в цилиндр по касательной и, подчиняясь силе гравитации, стремится вниз, закручиваясь по спирали. В центре находится турбина, её то и раскручивает водоворот (средняя скорость вращения турбины — 30 об./мин.).

На водоворотной мини-ГЭС, построенной на ручье с перепадом высоты в 1,3 м и работающей при расходе воды 0,9 м3/с, мощность достигает 9,5 кВт, выработка за год — порядка 35000 кВт/ч. В такой мини-ГЭС КПД доходит до 74%.

Водоворотно-гравитационная ГЭС отличается от станций других видов особенно бережным отношением к биоресурсам реки: скорость вращения турбины всегда остаётся достаточно низкой, и для рыбы лопасти рабочего колеса турбины не представляют опасности.

К тому же лопасти воду не рассекают, а поворачиваются вместе с потоком. Ещё один экологический плюс этого проекта — хорошая аэрация воды и перемешивание в водовороте разного рода загрязнителей.

Всё это способствует более интенсивной жизнедеятельности микроорганизмов, которые естественным образом очищают воду.

Речные звёзды

В 2008 г. компания Bourne Energy (Калифорния) разработала генераторные установки RiverStar («Речная звезда») для устройства мини-ГЭС на небольших реках. RiverStar представляет собой капсулу с поплавком для фиксации ротора на требуемой глубине, ориентируемым глубинным стабилизатором, крыльчаткой, генератором с блоком преобразователя напряжения.

Модули RiverStar удерживаются на месте стальными тросами

Модули RiverStar удерживаются на месте стальными тросами, натянутыми под водой поперёк течения реки, поэтому они не нуждаются в установке плотин, якорей и проведении каких-либо дополнительных работ на речном дне.

Параллельно тросам на берег выходят кабели, по которым, собственно, и идёт электроэнергия. Мощность одного модуля при скорости течения реки 7,4 км/ч составляет 50 кВт.

Генераторные установки RiverStar можно устанавливать блоками по несколько штук для увеличения мощности.

Мини-ГАЭС

В середине прошлого века британский изобретатель Элвин Смит предложил оригинальную конструкцию волновой малой гидроаккумулирующей электростанции. В основе установки — два поплавка, способных двигаться друг относительно друга.

Верхний раскачивается волнами, нижний соединён с морским дном с помощью цепи и якоря.

Предусмотрена автоматическая подстройка высоты положения верхнего поплавка в зависимости от уровня моря, который постоянно меняется из-за приливов и отливов, с помощью телескопической трубы, раздвигающейся и складывающейся под действием сил Архимеда и тяжести.

Между поплавками находится «насосная станция» (цилиндр с поршнем двойного действия, который качает воду при движении вниз и вверх). Она подаёт воду на сушу, в горы. В горах устраивают бассейн, в котором вода накапливается и в часы пиковых нагрузок выпускается обратно в море, по пути вращая водяную турбину.

Установка способна поднимать морскую воду на высоту до 200 м и вырабатывать мощность 0,25 МВт.

* * *

Природные условия в России весьма благоприятны для развития малой гидроэнергетики, а при современном уровне доступности информации и всевозможных материалов умельцы могут сделать мини-ГЭС даже своими руками, была бы подходящая река или ручей. Поэтому у малых ГЭС как альтернативных источников энергии, есть все шансы вновь широко распространиться в нашей стране.

Источник: Энерговектор

Мини- и микро-ГЭС — популярные конструкции и применение

  • Если взглянуть на промышленную энергетику сегодняшнего дня, если обратить внимание на динамику разработок в сфере альтернативной энергетики, то можно легко заметить, что здесь давно сформировался такой стереотип: равнинная река в принципе не пригодна для получения мощности на гидроэлектростанции.
  • Крупные ГЭС возводятся с применением оборудования, изначально разработанного для получения больших электрических мощностей на крутых перепадах или на горных реках, там где скорость потока воды доходит хотя бы до 2 м/с.
  • Генераторные установки для таких ГЭС не приспособлены для работы на относительно слабом течении равнинной реки. Для этих целей (для любых рек) продаются разве что походные игрушки для зарядки сотовых телефонов на пару ватт…

Конечно, возводить плотину для последующего строительства на ней промышленной ГЭС — мероприятие дорогое, окупаться будет долго, и вообще нет смысла налаживать традиционную ГЭС на равнинной реке. Если даже на равнинную реку установить обычный движитель, то его эффективность не позволит на малых оборотах получить нормальной мощности, тем более с учетом потерь на редукторе.

Наконец, те формулы, которые говорят что скорость воды менее 2 м/с не подходит для гидроэнергетики, просто не предназначены для применения к малым течениям. Здесь нужны иные формулы и иные подходы к генерации, чем на крупных промышленных ГЭС.

Представьте себе, как гидроустановки малой мощности могли бы обеспечивать электричеством труднодоступные районы нашей страны, и небольшие затраты на их возведение довольно быстро бы окупались. На небольших водотоках можно уже сейчас возводить мини- и микро-ГЭС. Как бы это повлияло на развитие альтернативной энергетики, потенциал которой в России реализован всего на долю процента?

Мини-ГЭС хватит для электроснабжения дачного поселка, усадьбы, хутора, фермерского хозяйства, расположенного недалеко от любой реки, куда однако невозможно проложить нормальную электрическую сеть.

Даже на объектах водоснабжения и водоотведения можно в принципе устраивать микро-ГЭС. Мало того, конструкции небольших ГЭС уже давно зреют и созревают в умах неравнодушных, творчески настроенных людей.

Давайте рассмотрим наиболее популярные конструкции самодельных мини-ГЭС. Итак, небольшие малогабаритные ГЭС — это всегда проточные ГЭС мощностью от нескольких сотен Вт до нескольких десятков кВт, использующие энергию свободного течения реки, роторы которых могут быть устроены по разному. Есть три основных типа роторов для мини ГЭС: водяное колесо, гирлянда и пропеллер.

Водяное колесо устанавливают перпендикулярно реке, погружая его менее чем на половину лопатками в воду. Течение вращает колесо, врезаясь в лопатки, а колесо вращает ротор генератора (через карданную, зубчатую или иную передачу). Это наиболее простой и универсальный вид турбины для мини-ГЭС: они наименее громоздки, занимают наименьшую площадь, и обладают наибольшим КПД.

Такие колеса могут быть установлены на реке или даже на небольшом горном ручье. В самодельных моделях часто можно встретить в качестве генератора переделанный на постоянные магниты автомобильный генератор. Мощность колесных моделей достигает единиц киловатт.

Гирляндная ГЭС — это набор длинных тросов с закрепленными на них, один за другим, цилиндрическими роторами, которые переброшены с одного берега реки — на другой. Погруженные в воду роторы вращаются течением реки, приводя во вращение тросы, а тросы вращают ротор генератора через зубчатые передачи.

Такая конструкция достаточно материалоемка и в некотором роде опасна, поскольку перегораживает собой русло реки подобно плотине.

Разновидность данной идеи — роторы с лопатками на вращающейся оси, которая через кардан передает вращение на синхронный генератор. Генераторы такого рода изготавливают на единицы киловатт.

Пропеллер — похож на опрокинутый под воду, установленный в трубу, ветряк с тоненькими лопастями. Толщина лопастей и диаметр трубы зависят от скорости течения в месте монтажа ротора. Вращение здесь передается через редуктор на ротор генератора.

Этот тип турбины оказывается наиболее специализированным, поскольку турбина изготавливается строго под условия течения в месте монтажа, чтобы скорость воды в трубе увеличивалась.

Генераторы данного типа не только изготавливают самостоятельно любители, выпускаются они и промышленностью: одна японская фирма производит такие генераторы мощностью по 250 ватт.

Немаловажно энергетическое оборудование, устанавливаемое на мини-ГЭС. Оно должно работать согласованно с напором и скоростью течения, иметь стабилизацию и электронику с возможностью перехода на ручное управление, оснащенную всеми типами защит, в том числе от аварийных ситуаций.

Мини ГЭС

Мини ГЭС – это малая гидроэлектростанция, которая вырабатывает не большое количество электрической энергии.

Принцип работы мини ГЭС

Принцип работы малых гидроэлектростанций ничем не отличается от принципа работы станций большой мощности.

Вода водного образования, реки, озера, водохранилища, под действием напора, создаваемого своей массой, перемещается в заданном направлении и поступает на лопасти гидравлической турбины.

Турбина передает свое вращательное движение на вращательное движение генератора, который вырабатывает электрический ток.

Напор воды создается путем строительства плотины или естественным течением воды, либо обоими способами одновременно.

Классификация устройств

Малыми считаются гидроэлектростанции вырабатывающие мощность до 5,0 МВт.
Существующие малые гидроэлектростанции классифицируются по:

1. Принципу действия

  • Использование «водяного колеса» – в этом случае приемное колесо помещается в водную среду параллельно поверхности воды, при этом погружается лишь частично. Водные массы осуществляя давление на лопасти колеса, приводят его во вращательное движение, которое передается на вращательное движение генератора.
  • Гирляндная конструкция – в данной варианте устройства с противоположных берегов прокладывается трос, на который жестко крепятся роторы. Массы воды поступательно перемещаясь вращают роторы. Вращательное движение роторов передается на трос, который, в свою очередь, вращаясь передает свое вращательное движение на вращательное движение генератора. Генератор устанавливается на берегу.
  • С ротором Дарье – основой работы устройств данного типа является разность давлений на лопастях ротора. Разность давлений создается путем обтекания водой сложных поверхностей ротора.
  • С пропеллером – принцип действия аналогичен работе ветрового генератора, с разницей в том, что в случае мини ГЭС лопасти помещены в водную среду.

2. Возможности применения

  • Промышленное использование (180 кВт и выше) — используются для электроснабжения предприятий или реализации потребителям.
  • Коммерческое использование (до 180 кВт) — используют для электроснабжения мало энергоемких предприятий и группы домов.
  • Бытовое использование (до 15 кВт) — используются для электроснабжения индивидуальных домов и малых объектов.

3. По конструкции турбины

  • Осевые – в агрегатах этой конструкции вода движется вдоль оси турбины и попадет на лопасти, которые приходят во вращение.
  • Радиально-осевые – в этой конструкции вода изначально движется радиально по отношению оси турбины, а затем в соответствии с осью ее вращения.
  • Ковшовые — вода поступает на поверхность ковша (лопатки) через сопла, благодаря которым скорость воды увеличивается, она ударяется о лопатку турбины, турбина вращается, в работу вступает следующая лопатка и процесс продолжается
  • Поворотно-лопастные — лопасти поворачиваются вокруг своей оси одновременно с вращением турбины.

4. По условиям монтажа

  • Высоконапорные, при перепаде более 60 метров;
  • Средненапорные, с перепадом от 25 до 60 метров;
  • Низконапорные, с перепадом до 25 метров.

Плюсы и минусы устройства

К преимуществам использования можно отнести:

  • Экологическую безопасность установок для окружающей среды;
  • Неисчерпаемый источник энергии;
  • Низкая стоимость вырабатываемой энергии;
  • Автономность работы установок;
  • Надежность установок;
  • Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам использования относятся:

  • Потенциальная опасность для обитателей водных объектов;
  • Ограниченная возможность условий монтажа установки.

Производители установок и оборудования

Производством оборудования для мини ГЭС занимается ограниченное количество предприятий как в нашей стране, так и за рубежом. Объясняется это ограниченностью применения малых гидроэлектростанций обусловленную малым наличием необходимых водных объектов, а также тенденциями развития энергетики в разных странах.

Из зарубежных фирм успешно работающих в этой области бизнеса это

  • «CINK Hydro-Energy» Республика Чехия – выполняет весь комплекс работ от проектирования и поставки оборудования, до монтажа и запуска установок в работу.
  • «Micro hydro power» Китай – производит и реализует комплекты оборудования для небольших установок бытового применения.
  • Инженерно-техническая фирма ОсОО «Гидропоника» г. Бишкек, Кыргызстан. Компания производит и реализует гидрогенераторы для малых ГЭС.

В России на этом рынке работают

  • ООО «АЭнерджи» г. Москва. Компания занимается поддержкой развития альтернативных источников энергии. В области малой гидроэнергетики компания предлагает весь спектр услуг от проектирования до сервисного обслуживания сданных установок.
  • Межотраслевое научно-техническое объединение «МНТО ИНСЭТ» г. Санкт-Петербург. Фирма занимается проектированием и разработкой оборудования для мини ГЭС, изготовлением и монтажом своей продукции. В линейке выпускаемой продукции имеется:
    • Мини ГЭС с пропеллерным рабочим колесом мощность от 5,0 до 100 кВт;
    • Мини ГЭС с диагональным рабочим колесом, мощностью 20,0 кВт;
    • Мини ГЭС с ковшовым рабочим колесом мощностью до 180 кВт;
    • Гидроагрегаты для малых ГЭС.
  • Компания «НПО Инверсия» г. Екатеринбург. Фирма производит оборудование и комплекты мини ГЭС мощностью до 10 кВт.

Мини ГЭС своими руками

Для того чтобы изготовить своими руками необходима смекалка, умение работать руками и водный объект,да кое-что по мелочам, как то автомобильный генератор, колесо от любого средства передвижения и передаточный механизм (шкивы, шестерни, зубчатая передача).

В начале необходимо изготовить водяное колесо. Для этого берется колесо от велосипеда, мотоцикла или автомобиля.

По диаметру колеса крепятся лопасти, для это можно использовать любой материал, лишь бы он был прочным и не гнулся – железо, фанера, твердый пластик, эбонит и т.д.

Крепить лучше всего болтовым соединением, чтобы была возможность заменить поврежденные в процесс работы лопасти. Лопасти располагаются на равном расстоянии друг от друга.

Изготавливается каркас, на котором закрепляется колесо. В местах крепления к каркасу необходимо предусмотреть установку подшипников в которые вставляется ось вращения колеса. На один конец оси монтируется большой шкив или большая по размеру звездочка. На ось генератора насаживается малый шкив или меньшая звездочка.

Вариант самодельной мини ГЭС с вертикальной установкой колеса

Колесо помещается в воду, это может быть вертикальная установка в плоскости перпендикулярной поверхности воды, либо горизонтальная – когда колесо погружается в воду целиком. Во втором случае необходимо учесть, что колесо должно быть погружено в воду не более чем на 2/3 толщины диска.
Шкивы между собой соединяются посредством ремня, а звездочки посредством цепи.

Система готова к работе.

Мини-ГЭС. Малые гидроэлектростанции (МГЭС). Классификация, типы, достоинства и недостатки мини ГЭС



Классификация, типы, достоинства и недостатки мини ГЭС

В последнее время, из-за роста тарифов на электроэнергию, все более актуальными становятся возобновляемые источники практически бесплатной энергии.

Малая гидроэлектростанция или малая ГЭС (МГЭС) — гидроэлектростанция, вырабатывающая сравнительно малое количество электроэнергии и основано на гидроэнергетических установках мощностью от 1 до 3000 кВт. Общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции нет, в качестве основной характеристики таких ГЭС принята их установленная мощность.

Установки для малой гидроэнергетики классифицируют по мощности на:

  • оборудование для мини гидроэлектростанции мощностью до 100 кВт;
  • оборудование для микро гидроэлектростанций мощностью до 1000 кВт.

Из известной классической триады: солнечные батареи, ветрогенераторы, гидрогенераторы (ГЭС), последние наиболее сложные. Они, во-первых, работают в агрессивных условиях, а во-вторых, имеют максимальную наработку за равный промежуток времени.

Наиболее просто делать бесплотинные ГЭС, т.к. сооружение плотины достаточно сложное и дорогое дело и часто требует согласования с местными властями или, по крайней мере, с соседями. Бесплотинные мини ГЭС называют проточными. Существует четыре основных варианта таких устройств.

Типы мини ГЭС

Водяное колесо — это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно поверхности воды. Колесо погружено в поток меньше чем наполовину. Вода давит на лопасти и вращает колесо. Существуют также колеса-турбины со специальными лопатками, оптимизированными под струю жидкости. Но это достаточно сложные конструкции скорее заводского, чем самодельного изготовления.

Гирляндная мини-ГЭС — представляет собой трос, с жестко закрепленными на нем роторами. Трос перекинут с одного берега реки на другой. Роторы как бусы нанизаны на трос и полностью погружены в воду. Поток воды вращает роторы, роторы вращают трос. Один конец троса соединен с подшипником, второй с валом генератора.

Ротор Дарье — это вертикальный ротор, который вращается за счет разности давлений на его лопастях. Разница давлений создается за счет обтекания жидкостью сложных поверхностей. Эффект подобен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета.

Пропеллер — это подводный «ветряк» с вертикальным ротором. В отличие от воздушного, подводный пропеллер имеет лопасти минимальной ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см.

При такой ширине будет минимальное сопротивление и максимальная скорость вращения. Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду.

При больших скоростях, возможно, оптимальны другие размеры.

Достоинства и недостатки различных систем миниГЭС

Недостатки гирляндной МГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих (длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это небольшая плотина.

Ротор Дарье сложен в изготовлении, в начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач.

Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.

Таким образом, с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами, необходимо выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер.

Конструкция малой гидростанции

  • Конструкция малой ГЭС базируется на гидроагрегате, который включает в себя энергоблок, водозаборное устройство и элементы управления. В зависимости от того, какие гидроресурсы используются малыми гидростанциями, их делят на несколько категорий:
  • — русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами;
  • — стационарные мини ГЭС, использующие энергию свободного течения рек;
  • — МГЭС, использующие существующие перепады уровней воды на различных объектах водного хозяйства;
  • — мобильные мини ГЭС в контейнерах, с применением в качестве напорной деривации пластиковых труб или гибких армированных рукавов.

Разновидности гидроагрегатов для малых гидроэлектростанций

  1. Основой для малой гидростанции является гидроагрегат, который, в свою очередь, базируется на турбине того или иного вида. Существуют гидроагрегаты с:
  2. — Осевыми турбинами;
  3. — Радиально-осевыми турбинами;
  4. — Ковшовыми турбинами;
  5. — Поворотно-лопастными турбинами.
  6. МГЭС классифицируются и в зависимости максимального использования напора воды на:
  7. — высоконапорные — более 60 м;
  8. — средненапорные — от 25 м;
  9. — низконапорные — от 3 до 25 м.

От того, какой напор воды использует микрогидроэлектростанция, различаются и виды применяемых в оборудовании турбин. Ковшовые и радиально-осевые турбины разработаны для высоконапорных ГЭС. Поворотно-лопастные и радиально-осевые турбины применяются на средненапорных станциях.

На низконапорных малых гидростанциях(МГЭС) устанавливают в основном поворотно-лопастные турбины в железобетонных камерах.

Что касается принципа работы турбины мини ГЭС, то он во всех конструкциях практически идентичен: вода под напором поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться.

Энергия вращения передается на гидрогенератор, который отвечает за выработку электроэнергии. Турбины для объектов подбираются в соответствии с некоторыми техническими характеристиками, среди которых главной остается напор воды.

Кроме того, турбины выбираются в зависимости от вида камеры которая идет в комплекте — стальной или железобетонной.

Мощность миниГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы.

  • При выборе мини ГЭС стоит ориентироваться на такое энергетическое оборудование, которое было бы адаптировано под конкретные нужды объекта и отвечало таким критериям, как:
  • — наличие надежных и удобных в эксплуатации средств управления и контроля над работой оборудования;
  • — управление оборудованием в автоматическом режиме с возможностью перехода при необходимости на ручное управление;
  • — генератор и турбина гидроагрегата должны иметь надежную защиту от вероятных аварийных ситуаций;
  • — площади и объемы строительных работ для установки малых ГЭС должны быть минимальными.

Выгоды использования мини-ГЭС:

Гидроэлектростанции малой мощности обладают целым рядом преимуществ, которые делают это оборудование все более популярным. Прежде всего, стоит отметить экологическую безопасность мини ГЭС – критерий, который становится все более важным в свете проблем защиты окружающей среды.

Малые гидроэлектростанции не возникает вредного влияния ни на свойства, ни на качество воды. Акватории, где устанавливается гидроэлектростанция малой мощности, можно использовать как для рыбохозяйственной деятельности, так и в качестве источника водоснабжения населенных пунктов. Кроме того, для работы малых ГЭС нет необходимости в наличии больших водоемов.

Они могут функционировать, используя энергию течения небольших рек и даже ручьев.

Что касается экономической эффективности, то и здесь у микро и мини гидроэлектростанций есть немало преимуществ. Станции, разработанные с учетом современных технологий, отличаются простой в управлении, они полностью автоматизированы.

Таким образом, оборудование не требуют присутствия человека. Специалисты отмечают, что и качество тока, вырабатываемого малыми ГЭС, соответствует требованиям ГОСТа как по напряжению, так и по частоте.

При этом, мини ГЭС могут действовать как автономно, так и в составе электросети.

Говоря о малых гидроэлектростанциях, стоит отметить и такое их преимущество, как полный ресурс их работы, который составляет не менее 40 лет. Ну а главное — объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

Одним из важнейших экономических факторов является вечная возобновляемость гидротехнических ресурсов.

Если подсчитать буквальную выгоду от применения малых ГЭС, то выяснится, что электроэнергия вырабатываемая ими практически в 4 раза дешевле электроэнергии, которую потребитель получает от теплоэлектростанций.

Именно по этой причине сегодня ГЭС все чаще находят применение для электроснабжения электроёмких производств.

Не забудем и о том, что малые ГЭС не требуют приобретения какого-либо топлива. К тому же они отличаются сравнительно простой технологией выработки электроэнергии, в результате чего затраты труда на единицу мощности на ГЭС почти в 10 раз меньше, чем на ТЭЦ.



Мини/микро ГЭС

Мини/микро ГЭС – это один из перспективных путей развития альтернативной энергетики. В основу его заложено использование небольших природных водных потоков.

Это отличная альтернатива централизованному водо- и энергоснабжению в тех районах, где оно отсутствует совсем или испытывает постоянную нехватку.

Определение понятия мини/микро ГЭС зависит от показателя мощности:
— оборудование мощностью до 100 кВт;
— оборудование мощностью до 1000 кВт.

Гидрогенераторы имеют более технически сложную конструкции по сравнению с ветрогенераторами и гелиогенераторами. Работа их проходит в довольно агрессивной среде и наработка значительно больше за одинаковый временной интервал.

Существует четыре вида проточных Мини/микро ГЭС:
1.  Водяное колесо – представляет собой конструкцию, наполовину погруженную в воду и имеющую строение колеса с лопастями. Приводится оно в движение, когда вода попадает на лопасти и начинает его вращать. Есть более дорогие устройства этого вида, оснащенные турбиной.
2.

  Гирляндная мини/микро ГЭС – это конструкция, которая состоит из троса, который крепится на разных берегах водоема. Один конец троса соединен с подшипником, а второй – с валом генератора. На самом тросе установлены роторы. Вся конструкция напоминает гирлянду.

Роторы на тросе погружены в воду, а потоки воды вращают их, а те потом вращают трос, передавая вращение валу генератора. Вся эта конструкция является небольшой плотиной. Однако имеет не очень высокое КПД и скрывает некую опасность для окружающих наличием скрытых под водой составных частей конструкции.
3.

  Ротор Дарье – это сложное вертикальное устройство, использование его также трудоемко, как и в ветроэнергетике. В принцип его работы заложена разность давления, которая создается на лопастях. С этой целью лопасти ротора в выполнены сложной форме.

Одним из главных недостатков его есть то, что он довольно сложной конструкции и для начало его работы, ротор нужно принудительно запустить. Но использование привлекательно тем, что благодаря вертикальной оси сбор мощности не требует дополнительных передач и можно проводить напрямую. Также работа этой конструкции не зависит от направления потока воды.
4.

  Пропеллер – это своеобразный подводный вертикальный ротор с маленькими лопастями. Маленький размер лопастей оптимальный вариант чтобы значительно снизить сопротивление, и на порядок возросла скорость вращения.
У всех видов мини ГЭС электроэнергия производится по одному и тому же принципу.

Генератор начинает вырабатывать электроэнергию после того как приводится в действие передачей энергии вращения от турбины. А она приходит в движение когда лопасти начинают активизироваться под действием напора воды. Сама же мощность мини электростанции зависит от напора воды, которая воздействует на лопасти и расхода все той же воды, а также зависит напрямую от производительности непосредственно самих турбин и генераторов.

Мини/микро электростанции имеют много достоинств:
— они не безопасны для экологии;
— мини электростанции экономично выгодные, потому что просты в исполнении и практически полностью автоматизированы;
— для установки и эффективной работы электростанции не требуется наличие больших водоемов;
— их работа не нуждается в каком-либо топливе;

— и это самовозобновляемый источник энергии.

Попередня статтяПленка EVA

Архитектурная мастерская «Квадарт» — Index

Нетрадиционной энергетике последнее время уделяется пристальное внимание во всем мире.

Заинтересованность в использовании возобновляемых источников энергии — ветра, солнца, морского прилива и речной воды, — легко объяснима: нет нужды закупать дорогостоящее топливо, имеется возможность использовать небольшие станции для обеспечения электроэнергией труднодоступных районов. Последнее обстоятельство особенно важно для стран, в которых имеются малонаселенные районы или горные массивы, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна.

Две трети территории России не подключено к энергосистеме. В России зоны децентрализованного энергоснабжения составляют более 70% территории страны.

До сих пор у нас можно встретить населенные пункты, в которых электричества не было никогда. Электрификация отдаленных и труднодоступных населенных селений — дело не такое уж и сложное.

Так, в любом уголке России найдется речка или ручей, где можно установить микроГЭС.

Малые и микроГЭС — объекты малой гидроэнергетики. Эта часть энергопроизводства занимается использованием энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности (от 1 до 3000 кВт).

Малая энергетика получила развитие в мире в последние десятилетия, в основном из-за стремления избежать экологического ущерба, наносимого водохранилищами крупных ГЭС, из-за возможности обеспечить энергоснабжение в труднодоступных и изолированных районах, а также, из-за небольших капитальных затрат при строительстве станций и быстрого возврата вложенных средств (в пределах 5 лет).

Конструкция малой ГЭС базируется на гидроагрегате, который включает в себя энергоблок, водозаборное устройство и элементы управления. В зависимости от того, какие гидроресурсы используются малыми гидростанциями, их делят на несколько категорий:

  • русловые или приплотинные станции с небольшими водохранилищами;
  • стационарные мини ГЭС, использующие энергию свободного течения рек;
  • ГЭС, использующие существующие перепады уровней воды на различных объектах водного хозяйства;
  • мобильные мини ГЭС в контейнерах, с применением в качестве напорной деривации пластиковых труб или гибких армированных рукавов.

Водяное колесо — это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно поверхности воды. Колесо погружено в поток меньше чем наполовину. Вода давит на лопасти и вращает колесо. Существуют также колеса-турбины со специальными лопатками, оптимизированными под струю жидкости. Но это достаточно сложные конструкции скорее заводского, чем самодельного изготовления.

Гирляндная мини-ГЭС — представляет собой трос, с жестко закрепленными на нем роторами. Трос перекинут с одного берега реки на другой. Роторы как бусы нанизаны на трос и полностью погружены в воду. Поток воды вращает роторы, роторы вращают трос. Один конец троса соединен с подшипником, второй с валом генератора.

Ротор Дарье — это вертикальный ротор, который вращается за счет разности давлений на его лопастях. Разница давлений создается за счет обтекания жидкостью сложных поверхностей. Эффект подобен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета.

Пропеллер — это подводный «ветряк» с вертикальным ротором. В отличие от воздушного, подводный пропеллер имеет лопасти минимальной ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см.

При такой ширине будет минимальное сопротивление и максимальная скорость вращения. Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду.

При больших скоростях, возможно, оптимальны другие размеры.

Недостатки гирляндной МГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих (длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это небольшая плотина.

Ротор Дарье сложен в изготовлении, в начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач.

Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.

Таким образом, с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами, необходимо выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер.

Разновидности гидроагрегатов для малых гидроэлектростанций

Основой для малой гидростанции является гидроагрегат, который, в свою очередь, базируется на турбине того или иного вида. Существуют гидроагрегаты с:

  • Осевыми турбинами;
  • Радиально-осевыми турбинами;
  • Ковшовыми турбинами;
  • Поворотно-лопастными турбинами.

ГЭС классифицируются и в зависимости максимального использования напора воды на:

  • высоконапорные — более 60 м;
  • средненапорные — от 25 м;
  • низконапорные — от 3 до 25 м.

От того, какой напор воды использует микрогидроэлектростанция, различаются и виды применяемых в оборудовании турбин. Ковшовые и радиально-осевые турбины разработаны для высоконапорных ГЭС. Поворотно-лопастные и радиально-осевые турбины применяются на средненапорных станциях. На низконапорных ГЭС устанавливают в основном поворотно-лопастные турбины в железобетонных камерах.

Что касается принципа работы турбины, то он во всех конструкциях практически идентичен: вода под напором поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться.

Энергия вращения передается на гидрогенератор, который отвечает за выработку электроэнергии. Турбины для объектов подбираются в соответствии с некоторыми техническими характеристиками, среди которых главной остается напор воды.

Кроме того, турбины выбираются в зависимости от вида камеры которая идет в комплекте — стальной или железобетонной.

Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов.

Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность.

К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы. При выборе мини ГЭС стоит ориентироваться на такое энергетическое оборудование, которое было бы адаптировано под конкретные нужды объекта и отвечало таким критериям, как:

  • наличие надежных и удобных в эксплуатации средств управления и контроля над работой оборудования;
  • управление оборудованием в автоматическом режиме с возможностью перехода при необходимости на ручное управление;
  • генератор и турбина гидроагрегата должны иметь надежную защиту от вероятных аварийных ситуаций;
  • площади и объемы строительных работ для установки малых ГЭС должны быть минимальными.

Описание работы гидроэлектростанций

Источником гидроэнергии является преобразованная энергия Солнца в виде запасенной потенциальной энергии воды, которая затем преобразуется в механическую работу и электроэнергию.

Действительно под воздействием солнечного излучения вода испаряется с поверхности озер, рек, морей и океанов. Пар поднимается в верхние слои атмосферы, образуя облака; затем он, конденсируясь, выпадает в виде дождя, пополняя запасы воды в водоемах.

Преобразование потенциальной энергии воды в электрическую происходит на гидроэлектростанции. Поддержание постоянного напора осуществляется с помощью платины, которая образует водохранилище, Служащее аккумулятором гидроэнергии.

В связи с этим при строительстве ГЭС предъявляются определенные требования к рельефу местности, который должен позволить организовать водохранилище и создать требуемый напор за счет плотины. Все это связано со значительными затратами, и стоимость строительных работ может превышать стоимость оборудования ГЭС.

Вместе с тем удельная стоимость электроэнергии, генерируемой ГЭС, является самой низкой по сравнению с себестоимостью энергии, производимой другими источниками. Как правило, срок окупаемости малых ГЭС не превышает 10 лет.

Рис. 1. Машинная станция с гидротурбиной

Для преобразования энергии воды в механическую работу используются гидротурбины (рис.1). Различают активные и реактивные турбины.

В активной турбине кинетическая энергия потока преобразуется в механическую. Дополнительные устройства, обеспечивающие работу турбины, — водовод и сопло.

Из сопла выходит струя, обладающая кинетической энергией, которая направляется на лопасти турбины, находящейся в воздухе.

Сила, действующая со стороны струи на лопасти, приводит во вращение колесо турбины, с валом которого непосредственно или через привод сопряжен электрогенератор. КПД реальных турбин колеблется от 50 до 90 %. В гидротурбинах малой мощности КПД ниже.

Максимальное значение КПД, равно 100% . Оно может быть достигнуто, если струя после взаимодействия с лопатками будет двигаться вертикально вниз только под действием силы тяжести.

КПД активной гидротурбины может быть повышен за счет ограниченного увеличения числа сопел, так как при большом их количестве будет сказываться взаимное влияние струй.

В реактивной гидротурбине рабочее колесо полностью погружено в поток, который постоянно воздействует на лопасти турбины.

В наиболее распространенной турбине Френсиса вращение колеса осуществляется за счет разности давления потока на входе и на выходе вода поступает в рабочее колесо радиально. Зазор между рабочим колесом и камерой – переменный.

После взаимодействия потока с колесом он разворачивается на 90°. Переменный зазор и поворот потока повышает эффективность турбины.

Выгоды использования мини-ГЭС

Гидроэлектростанции малой мощности обладают целым рядом преимуществ, которые делают это оборудование все более популярным. Прежде всего, стоит отметить экологическую безопасность мини ГЭС – критерий, который становится все более важным в свете проблем защиты окружающей среды.

Малые гидроэлектростанции не возникает вредного влияния ни на свойства, ни на качество воды. Акватории, где устанавливается гидроэлектростанция малой мощности, можно использовать как для рыбохозяйственной деятельности, так и в качестве источника водоснабжения населенных пунктов. Кроме того, для работы малых ГЭС нет необходимости в наличии больших водоемов.

Они могут функционировать, используя энергию течения небольших рек и даже ручьев.

Что касается экономической эффективности, то и здесь у микро и мини гидроэлектростанций есть немало преимуществ. Станции, разработанные с учетом современных технологий, отличаются простой в управлении, они полностью автоматизированы.

Таким образом, оборудование не требуют присутствия человека. Специалисты отмечают, что и качество тока, вырабатываемого малыми ГЭС, соответствует требованиям ГОСТа как по напряжению, так и по частоте.

При этом, мини ГЭС могут действовать как автономно, так и в составе электросети.

Говоря о малых гидроэлектростанциях, стоит отметить и такое их преимущество, как полный ресурс их работы, который составляет не менее 40 лет. Ну а главное — объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

Одним из важнейших экономических факторов является вечная возобновляемость гидротехнических ресурсов.

Если подсчитать буквальную выгоду от применения малых ГЭС, то выяснится, что электроэнергия вырабатываемая ими практически в 4 раза дешевле электроэнергии, которую потребитель получает от теплоэлектростанций.

Именно по этой причине сегодня ГЭС все чаще находят применение для электроснабжения электроёмких производств.

Не забудем и о том, что малые ГЭС не требуют приобретения какого-либо топлива. К тому же они отличаются сравнительно простой технологией выработки электроэнергии, в результате чего затраты труда на единицу мощности на ГЭС почти в 10 раз меньше, чем на ТЭЦ.

Выводы о целесообразности применения малых ГЭС

Развитие малой гидроэнергетики в регионах может обеспечить:

  • создание собственных региональных генерирующих мощностей и снижение дефицита электроэнергии в регионе;
  • надежное электроснабжение качественной электроэнергией населенных пунктов в удаленных районах и на концевых участках магистральных линий электропередачи;
  • достижение экономической и социальной стабильности в населенных пунктах, которые до настоящего времени не подключены к единой энергетической системе;
  • снижение дотационности регионов, связанной с закупкой и завозом топлива в труднодоступные районы.

Природа дает нам самый неприхотливый способ добычи энергии, но мы им почти не пользуемся. Несмотря на все преимущества развития в России малой гидроэнергетики в настоящее время нет. Главной проблемой для развития малых ГЭС являются бюрократические и юридические преграды.

Так как для надежного обеспечения какого-либо населенного пункта электроэнергией необходимо подключение ГЭС в общую электрическую систему, т.е.

в ночное время когда разбор электрической энергии минимален малая ГЭС должна отдавать электроэнергию в сеть, а в дневное время, когда нагрузка возрастает многократно недостаток электроэнергии должен компенсироваться из общей сети. Если построить ГЭС на полную максимальную нагрузку, то большую часть суток она будет работать с минимальной загрузкой, т.е.

вложения в постройку ГЭС будут не эффективны и окупаться они будут в разы дольше. Решить вопрос подключения малой ГЭС в общую сеть практически не реально, т.к. имея свою ГЭС вы становитесь поставщиком электроэнергии в сбытовую компанию со всеми вытекающими из этого техническими и юридическими проблемами.

Второй основной проблемой при строительстве малой ГЭС является использование водоемов, т.е. необходимо получить согласования в различных инстанциях связанные с природоохранной, что для частных лиц или небольших организаций не обладающих административным ресурсом задача длительная и крайне сложная.

Как сделать мини-ГЭС своими руками / GEF Small Grants Programme, Программа малых грантов в Узбекистане

Главная > Новости > Как сделать мини-ГЭС своими руками

Если недалеко от вашего дома есть небольшая речка, вы можете использовать такой генератор для получения чистой энергии. Это схему разработал один американский рационализатор и собрал мини-ГЭС всего за три дня.


 

Читайте также:

Blue Freedom — самая маленькая гидроэлектростанция
Как сделать солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок за 6 шагов
Самодельный трактор на солнечных батареях


Он использовал неработающий генератор от фирмы Cummins Onan, с которого взял диски для колеса турбины, а электрический генератор он изготовил из двух тормозных роторов размером по 28 см. Также использовал ступицу колеса от старого Доджа. Лопасти турбины выполнены из 10-ти сантиметровых стальных труб, разрезанных на четыре части.

Далее конструктор изготовил шаблон двенадцати дюймовых колес, на которые были нанесены метки необходимых отверстий, а также места для лопастей в количестве 16 штук.

Сверление должно быть выполнено очень точно — от этого зависит эффективность всей установки.

После сверления отверстий, диски были соединены металлическими прутьями, длиной 25 см.

В полученном изделии было сделано отверстие на 10 см для того, чтобы облегчить монтаж электрического генератора и для того, чтобы была возможность лучшего доступа.

Для усиления приливного водяного потока к турбине была присоединена специальная насадка в трубу, выполнена из согнутого металлического листа.

В результате получена своя электростанция — труба с оригинальной насадкой была закреплена под углом 45 градусов, а саму турбину предварительно установили на втулку. Такой подход позволил конструктору производить регулировку. Установленая труба может осуществлять движение во всех четырех направлениях, а турбина и генератор могут отклоняться только взад-вперед.

Для генератора американский конструктор использует следующий подход: из проволоки был изготовлен статер, который имеет 9 одинаковых колец, на каждое из которых было плотно намотана 125 витков.

Также от статера было отведено 6 жил, а сам статер залит эпоксидным компаундом.

Ротор имеет 12 магнитов, расположенных по краях.


Соединение ротора и статера было выполнено с помощью смеси полиэстера и стекловолокна.

Созданный генератор закрепили с одной стороны турбины.

Со свободной стороны электрического генератора прикрепили преобразователь, который помещен в специальный кожух из алюминия. Он превращает трехфазный переменный ток в постоянный. Мощность установки составила 12,5 Вт при 38 оборотах в минуту.


Для работы установки использовали ручей, который протекал у дома конструктора.

С этого ручья вода набирается и подается к турбине.

После выбора правильного угла наклона средняя скорость вращения турбины 110 оборотов в минуту.

В результате этого турбина обеспечивает ток в 2 ампера (при напряжении 12 В).
Плотина Смита

 

 

Метки: мини, гидро, станция, возобновляемая, энергия

Комментарии

Поделитесь статьей

Как сделать мини-ГЭС своими руками / Устойчивые изделия и конструкц…

Если недалеко от вашего дома есть небольшая речка, вы можете использовать такой генератор для получения чистой энергии. Это схему разработал один американский рационализатор и собрал мини-ГЭС всего за три дня.


Читайте также:
Blue Freedom — самая маленькая гидроэлектростанция
Как сделать солнечный водонагреватель из пластиковых бутылок за 6 шагов
Самодельный трактор на солнечных батареях

Он использовал неработающий генератор от фирмы Cummins Onan, с которого взял диски для колеса турбины, а электрический генератор он изготовил из двух тормозных роторов размером по 28 см. Также использовал ступицу колеса от старого Доджа. Лопасти турбины выполнены из 10-ти сантиметровых стальных труб, разрезанных на четыре части.

Далее конструктор изготовил шаблон двенадцати дюймовых колес, на которые были нанесены метки необходимых отверстий, а также места для лопастей в количестве 16 штук.

Сверление должно быть выполнено очень точно — от этого зависит эффективность всей установки.

После сверления отверстий, диски были соединены металлическими прутьями, длиной 25 см.

В полученном изделии было сделано отверстие на 10 см для того, чтобы облегчить монтаж электрического генератора и для того, чтобы была возможность лучшего доступа.

Для усиления приливного водяного потока к турбине была присоединена специальная насадка в трубу, выполнена из согнутого металлического листа.

В результате получена своя электростанция — труба с оригинальной насадкой была закреплена под углом 45 градусов, а саму турбину предварительно установили на втулку. Такой подход позволил конструктору производить регулировку. Установленая труба может осуществлять движение во всех четырех направлениях, а турбина и генератор могут отклоняться только взад-вперед.

Для генератора американский конструктор использует следующий подход: из проволоки был изготовлен статер, который имеет 9 одинаковых колец, на каждое из которых было плотно намотана 125 витков.

Также от статера было отведено 6 жил, а сам статер залит эпоксидным компаундом.

Ротор имеет 12 магнитов, расположенных по краях.


Соединение ротора и статера было выполнено с помощью смеси полиэстера и стекловолокна.

Созданный генератор закрепили с одной стороны турбины.

Со свободной стороны электрического генератора прикрепили преобразователь, который помещен в специальный кожух из алюминия. Он превращает трехфазный переменный ток в постоянный. Мощность установки составила 12,5 Вт при 38 оборотах в минуту.


Для работы установки использовали ручей, который протекал у дома конструктора.

С этого ручья вода набирается и подается к турбине.

После выбора правильного угла наклона средняя скорость вращения турбины 110 оборотов в минуту.

В результате этого турбина обеспечивает ток в 2 ампера (при напряжении 12 В).
Плотина Смита

По материалам: OtherPower, EcoTown

Гидроэлектрический генератор: как построить маленький

Гидроэлектрический генератор — лучшее, что можно построить для производства электроэнергии, если поблизости протекает ручей.

Все мы знаем, что ученые находятся в постоянном поиске альтернативных источников энергии, и это происходит потому, что в последние годы количество традиционных источников энергии начало значительно сокращаться.

Они разработали различные системы, которые преобразуют энергию природы в электричество, и многие из этих систем могут быть построены дома в меньшем масштабе, чтобы снизить потребление электроэнергии.После того, как мы увидели, как производить электричество с помощью магнитов или энергии ветра, пора поговорить о людях, которые живут рядом с рекой.

Часто называют гидро-, микрогидро- или ручным гидрогенератором . , эта система не очень сложна в сборке.

Чтобы построить гидроэлектрический генератор, вы должны выполнить следующие шаги:

1. Подготовка дисков

Наш гидроэлектрический генератор будет состоять из двух основных частей:
— Статор (эта часть не движется и снабжена витками провода для сбора электроэнергии)
— Ротор (ротор — это часть, которая движется и имеет несколько мощных магнитов. что вызовет электричество в катушках)
Сначала вам понадобятся шаблоны и картон.Два шаблона, которые содержат схему ротора и статора, необходимо вырезать и прикрепить к передней и задней части картона. После того, как эти шаблоны хорошо приклеены к картону, сделайте отверстие (1 см) в центре диска статора.

2. Присоединение статора

Теперь вам нужно сделать 4 катушки, которые будут прикреплены к картону. Для этого необходимо использовать картон с овальным сечением. Затем начните наматывать провода на этот картон, чтобы получилась плотная катушка (200 витков). Осторожно снимите катушку с овальной части и затем повторите эту процедуру, чтобы сделать еще три катушки.

Расположите катушки на картоне по шаблонной схеме (их обмотки должны чередоваться по часовой стрелке и против часовой стрелки). Вы должны быть уверены, что электрон будет следовать по пути, указанному стрелками на шаблоне, начиная с левой катушки против часовой стрелки.

Соедините концы катушек и используйте изоляционную ленту, чтобы избежать ошибок. Используйте мультиметр, чтобы проверить электрическое сопротивление (Ом). Если провода подключены правильно, счетчик должен показывать около 10 Ом.

3. Установка ротора

На этом этапе вам нужно прикрепить 4 сильных магнита к шаблону статора. Проверьте магниты, отметьте южный полюс на двух из них и северный полюс на двух оставшихся. Магниты должны быть расположены на шаблоне так, чтобы их полярность чередовалась (Н-С-Н-С).

Тогда вам понадобится пробка и 8 пластиковых ложек. Вы должны укоротить ложки так, чтобы длина ручки не превышала 1 см. Посмотрите на шаблон ротора и вставьте ложки в пробку (глубиной 1 см).

4. Турбина

Проделайте в пробке отверстие диаметром 6 мм (убедитесь, что отверстие находится по центру), снова зафиксируйте геометрическое положение ложек и добавьте немного горячего клея в каждую ложку, чтобы закрепить ее.

5. Корпус генератора и окончательная сборка

Найдите пластиковый резервуар или бутылку, чтобы прикрепить ротор, статор и небольшую турбину. После того, как вы найдете центр бака, проделайте в этом месте отверстие (6 мм) и закрепите статор с его катушками чуть выше отверстия.Затем прикрепите к одному валу турбину и ротор (ложки должны быть обращены к горлышку бутылки, а магниты должны быть близко к катушкам (3 мм между катушками и магнитами)).

Похоже, наш небольшой гидроэлектрический генератор почти готов к работе. Все, что нам сейчас нужно, это поток воды, чтобы турбина вращалась непрерывно, пока есть вода для ее вращения. Если турбина правильно подключена к генератору, этот поток должен производить достаточно гидроэлектроэнергии, чтобы обеспечивать энергией наши коммунальные предприятия или заряжать аккумуляторы.

Рабочий электрогенератор

Пользователь Youtube TheDamHeroes, вдохновленный разработкой, представленной в этой статье, разместил рабочий гидроэлектрический генератор. Посмотрите это в действии ниже:

(Посещали 114900 раз, сегодня 4 раза)

Гидроэлектростанция питает усадьбу

Узнайте, как поселенцы строят самодельную гидроэлектростанцию, которая питает их усадьбу.

С каким разочарованием мы столкнулись, когда сложили числа.Хотя мы, несомненно, могли бы вырабатывать несколько киловатт, используя самый крутой участок нашего большого ручья, для этого потребуется не менее 1000 футов 8-дюймового трубопровода, а также изготовленное на заказ генераторное оборудование для больших потоков воды. Такая система была далеко за пределами наших финансовых возможностей.

Но со временем мы заметили, что наш ежемесячный счет за электроэнергию редко превышал 750 киловатт-часов. Это означало, что нам требовалась средняя генерирующая мощность всего 1 киловатт (24 часа в сутки X 30 дней = 720 часов). даже с электрической плитой, холодильником, морозильной камерой.водяной насос, водонагреватель и сушилка для белья. Мы также упустили из виду небольшой ручей, изгибающийся с нашей горы, который засевает 360 футов после того, как пересекает нашу территорию. Мы определили, что он легко произведет более киловатта. Гидроэнергетика стала выглядеть более многообещающей.

Уловка заключалась в том, чтобы выяснить, как с помощью нашей самодельной гидроэлектростанции справиться с пиковыми нагрузками на наши жадные по току приборы. Мы остановились на плане установить небольшую гидроэлектрическую систему Harris постоянного тока мощностью 1 л / 2 кВт с батареями и инвертором, способную производить 120 вольт переменного тока, оставив при этом некоторые из наших устройств на 240 В — кухонную плиту, сушилку для белья и водопровод. помпа — подключена к сети.В качестве резерва на случай выхода из строя электросети у нас есть меньшая водяная помпа на 28 В постоянного тока, плита и тостер, все из которых могут работать от гидросистемы. Сушилка для белья — это роскошь, без которой мы можем обойтись в крайнем случае.

Первым шагом было проложить трубу с горы, чтобы проверить наши расчеты давления и расхода — трудная задача, поскольку падение на 360 футов привело нас к довольно крутой и каменистой местности.

Мы знали, что потеряем некоторое давление из-за трения из-за того, что вода будет течь по внутренним сторонам труб (как правило, чем меньше трубы, тем больше поток и тем больше потери).Мы решили, что сможем свести потери давления к минимуму, если будем использовать 2-дюймовую ПВХ-трубу, но ближе к вершине мы переключились на более легкую 1,5-дюймовую ПВХ-трубу, чтобы сэкономить на транспортировке. Мы также решили использовать стальную трубу для дополнительной прочности там, где система пересекает самый широкий участок основного ручья.

Вместо того, чтобы пытаться прорвать каменистые обнажения, чтобы засыпать трубы из ПВХ, мы решили положить их на землю и полагаться на постоянный поток воды во избежание замерзания. Мы планировали следить за температурой воды и, когда становится слишком холодно, перекрывать трубы, пока не вернется теплая погода.В нашем мягком климате мы обычно можем рассчитывать на гидроэнергетику практически все, кроме нескольких недель в году.

Затем мы взвесили различные системы водозабора; все, что мы выберем, должно уметь фильтровать мусор, устранять пузырьки воздуха и удалять осадок. Это, вероятно, самый важный компонент установки и, безусловно, тот, который потенциально может вызвать наибольшие проблемы. Чтобы проверить это, требуется сложный подъем.

Мы остановились на системе, состоящей из двух частей: ведро и отстойник.Мы поместили ведро под низкий водопад, накрыв его сеткой для фильтрации крупного мусора; сильный поток очищает сетку и не дает более мелким осадкам оседать на дне ведра, отправляя их вместе с водой по трубе в отстойник, расположенный дальше по линии.

(Следует признать, что этот тип системы лучше всего работает с таким чистым потоком, как наша. Тем не менее, для надежности мы установили вторую точку забора воды чуть ниже ведра.)

Для отстойника нам нужно было что-то достаточно большое, чтобы ил мог опускаться на дно, а пузыри подниматься вверх, оставляя только чистую воду для выхода на среднем уровне.Зная, что вертикальный резервуар является лучшим сепаратором, чем горизонтальный резервуар, мы выбрали негабаритный пластиковый контейнер для мусора.

Мы закрыли выход из отстойника к гидрооборудованию сеткой с мелкими ячейками, чтобы предотвратить прохождение крупных частиц, которые могут забить форсунку на конце трубопровода. Пузырьки воздуха и турбулентность перемещают эти частицы к поверхности резервуара, откуда они уносятся вместе с излишками воды. (Отстойник выполняет функцию перелива, поскольку в него поступает гораздо больше воды, чем требуется для гидросистемы.Средний расход в ручье составляет 100 галлонов в минуту, в то время как максимальный, который мы используем для гидросистемы, составляет 30 галлонов в минуту. Четыре переливные трубы ведут от верхней части резервуара обратно к ручью.)

Система установлена, мы оперативно провели испытания на давление и расход. Наши измерения показали статическое давление (давление на дне трубопровода, когда вода не течет) в 155 фунтов на квадратный дюйм (psi). При скорости потока 30 галлонов в минуту мы измерили 140 фунтов на квадратный дюйм, как раз для турбины с одним соплом, самой дешевой конструкции.В ожидании прибытия нашего турбогенератора Harris — мощной версии, рассчитанной на выходное напряжение от 24 до 28 В — мы построили для него защитный деревянный навес рядом с основным ручьем, чтобы упростить удаление сточных вод.

Одно из преимуществ гидроэнергетики перед солнечной — помимо соотношения затрат 10: 1 — состоит в том, что аккумуляторная батарея должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать пиковые нагрузки для пусковых двигателей, а также выдерживать рабочие нагрузки, превышающие мощность генератора переменного тока. (В случае солнечной батареи батареи должны накапливать энергию в течение ночи и в дождливые дни, а в случае гидроэнергетики вы можете рассчитывать на непрерывное производство электроэнергии.) Мы начали с шести батарей для дома на 12 В, включенных последовательно / параллельно. Однако они требовали чрезмерного обслуживания, поэтому мы перешли на четыре 6-вольтовых батареи для тележек для гольфа, что по-прежнему дает нам 6 киловатт-часов емкости. (Подробнее о батареях см. «The Almighty Battery», MEN, февраль / март 1999 г.)


В гидросистеме нашего типа генератор переменного тока должен постоянно вырабатывать полный ток (в нашем случае 50 ампер), даже когда он нам не нужен, чтобы избежать износа турбины. (Когда турбина не используется для выработки энергии, скорость вращения турбины увеличивается вдвое.) Таким образом, чтобы избежать перезарядки аккумуляторов, мы установили регулятор, который постоянно проверяет их напряжение; когда батареи полностью заряжены, избыточный ток передается на резисторную нагрузку. В качестве резисторов мы решили использовать группу элементов водонагревателя, поместив их вместе с батареями. Таким образом, в холодную погоду избыточная мощность нагревает батареи, увеличивая как их эффективность, так и ожидаемый срок службы.

В ожидании доставки инвертора, который преобразует постоянный ток наших батарей в 120 В переменного тока, мы обратились к проблеме подключения гидроэлектроэнергии к нашему дому.Мы смогли установить распределительную коробку с восемью цепями в стене рядом с нашей существующей коробкой выключателя. Семь цепей, которые мы хотели включить, независимо от источника энергии (сеть или гидроэнергетика), были перемещены в распределительную коробку. Затем водонагреватель был подключен к восьмому контуру, хотя это означало модификацию его для работы на 120 В, а не на 240 В. Мы заменили существующие водонагревательные элементы на элементы меньшей мощности, чтобы установка потребляла не более 550 Вт.Даже в этом случае мы все равно можем запустить одну загрузку горячей стиральной машины и наслаждаться двумя неторопливыми горячими душами каждый день.

Для удобства мы проложили специальный провод между домом и аккумуляторной батареей, который позволяет нам удаленно контролировать напряжение аккумуляторной батареи. У нас также есть измеритель переменного тока, который мы можем закрепить на проводе под напряжением 120 В, где он входит в коробку передаточного переключателя, для контроля потребляемого тока.

Как только инвертор прибыл, мы приступили к установке всех элементов управления в углу нашей соседней теплицы вместе с батареями.Поскольку мы хотели иметь возможность запускать двигатели и управлять торговым оборудованием, нам требовался инвертор мощностью не менее 2,5 кВт с хорошей импульсной способностью. Учитывая стоимость, мы купили недорогое модифицированное синусоидальное устройство.

Извлеченные уроки гидроэнергетики

Вскоре после перехода на гидросистему мы поняли, что сделали несколько важных ошибок, которые необходимо исправить.

С опозданием мы обнаружили, что батареи выделяют водород, и что простая крышка и вентиляционное отверстие не обязательно предотвратят взрыв расположенного рядом электрического оборудования.Нам нужно было переместить батареи.

Во-вторых, мы обнаружили, что модифицированный синусоидальный инвертор выдает мощность, заметно уступающую чистой синусоидальной мощности, к которой мы привыкли от сети. Многие люминесцентные лампы, которые мы установили, чтобы уменьшить нашу энергетическую нагрузку, не запускались. Компьютер начал сильно ломаться, а мотор видеомагнитофона перегорел так, как ремонтник не мог объяснить.

Что еще хуже, портативный гаусс-метр показал очень высокий уровень излучения электромагнитного поля (ЭМП) в теплице, где мы установили контрольное оборудование, большая часть которого исходит от инвертора.Уровень был достаточно высоким, чтобы сделать теплицу непригодной для проживания во время работы инвертора.

Мы вернули дилеру модифицированный синусоидальный инвертор и заменили его синусоидальным устройством, которое было в два раза дороже, но того стоило. Сейчас невозможно определить, работаем ли мы в сети или на гидроэнергетике, не проверив счетчики.

Еще до того, как появился новый инвертор, мы построили новый навес для всего управляющего оборудования с отдельным отсеком для батарей и водяных нагревательных элементов.Мы расположили здание в стороне от обычного пешеходного движения, чтобы обезопасить его от любых оставшихся электромагнитных помех. (Хотя новый синусоидальный инвертор работает чисто, регулятор батареи и кабели батареи излучают небольшое количество электромагнитного излучения.)

Мы используем нашу самодельную гидроэлектростанцию ​​уже больше года и очень счастливы. Только в одном случае система отключилась из-за разряженных батарей. Мы нагревали горячую воду весь день, плюс работали другие обычные нагрузки — холодильник, морозильная камера и тостер, а также нагрузки от двух вытяжных вентиляторов теплицы, которые, управляемые термостатами, включались автоматически

С тех пор мы добавили переключатель на нагреватель горячей воды, чтобы мы могли отключить его, когда увидим, что батареи разряжены.Мы также подключили этот переключатель таким образом, чтобы тостер и нагреватель горячей воды не могли работать одновременно.

Если бы мы повторили этот проект еще раз, мы бы сделали еще одно изменение. Когда включается холодильник, свет на мгновение тускнеет из-за предельного размера провода, охватывающего 200-футовое расстояние между домом и инвертором. Этот провод должен быть тяжелее, но для его замены сейчас потребуется много копать.

Но в целом проект для нас очень удачный.Мы потратили в общей сложности 4000 долларов, но теперь экономим 50 долларов в месяц на Power Hill. А с двумя электрическими системами — независимо от того, замедляется ли наш ручей до тонкой струйки или выходит из строя кафельная сетка, — наши огни будут гореть.


Первоначально опубликовано: июнь / июль 2000 г.

Лучшие гидроэлектрические генераторы

Если вы ищете надежную, чистую, мощную электроэнергию, то покупка одного из лучших гидроэлектрических генераторов может быть ответом.Использование энергии движущейся воды вряд ли является новой концепцией. От древних цивилизаций, использующих водяные колеса до огромной плотины Гувера, люди использовали этот источник энергии на протяжении тысячелетий.

Благодаря современным технологиям, вы можете легко стать частью истории (и будущего) с вашим собственным гидроэлектрическим генератором на заднем дворе .

Если вам повезло, и через ваш участок протекает ручей или река , то у вас есть множество вариантов.Однако, если на вашей территории нет водоема, не волнуйтесь! Есть возможности использовать энергию движущейся воды, где бы она ни находилась. Это может быть даже труб , которые проходят через ваш дом.

6 лучших гидроэлектрических генераторов

Лучший в целом: Scott Hydroelectric Turbine Generator

  • Вт: 1500 Вт
  • Тип: Гидрогенератор с перекрестным потоком турбины
  • Основные моменты: Отличное качество сборки, низкие эксплуатационные расходы и хорошее энергопотребление при относительно низком напоре
  • Не совсем: Эти устройства довольно дорогие и, как правило, предназначены для людей, которые хотят полностью отключиться от сети

Гидроэлектрические генераторы Скотта — действительно одни из лучших гидроэлектрических генераторов в мире.Они невероятно подходят для потребностей и средств среднего домовладельца.

Эти единицы довольно дорогие , если сравнивать их с другими генераторами аналогичных характеристик. Однако они сделаны очень хорошо и просты в использовании для начинающего энтузиаста.

Генераторы также могут включать батареи , контроллеры заряда, инверторы и многое другое. Это отлично подходит для тех, кто не знает, что и как получить.

Этот блок включает в себя все, что вам нужно, чтобы начать выкачивать чистую энергию.Это делает этот генератор настоящим победителем в плане удобства и выгодной сделки.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты только хвалят эти генераторы. Их впечатлила простота установки .

Генераторы практически не требуют технического обслуживания, что является ключевым моментом. Также рецензенты высоко оценили способность генераторов работать с низким напором.

Scott Hydroelectric предлагает своим клиентам услуги и консультации на постоянной основе.Рецензенты много говорили о том, насколько это было полезно для их установок. Это потому, что такая установка может быть сложной для неопытного новичка.

Особенности и рекомендации

Эти блоки рассчитаны на мощность 1500 Вт , но способны производить 200 Вт при правильных условиях. Этого достаточно для среднего дома.

В генераторе используется турбина с крестообразной головкой. Это отлично подходит для мест с низким расходом воды.Генераторы Скотта хорошо подходят для различных областей и ландшафтов по сравнению с другими генераторами в своем классе.

Гидрогенераторы имеют только два вращающихся компонента. Они работают тихо, , что делает их менее надоедливыми при нахождении рядом с домом.

Генератор поставляется в виде готового, укомплектованного агрегата . Это устраняет большую часть технической работы, которую необходимо выполнить обычному домовладельцу для установки.

Однако рекомендуемые технические характеристики для этого генератора для работы с полной эффективностью — высота напора 25 футов или номинальное давление 9 фунтов на кв. Дюйм .Это может исключить некоторых домовладельцев, которые, к сожалению, не могут оказать такое давление на свою собственность.

Агрегаты производятся и продаются в США. Таким образом, вы можете легко связаться с компанией за советом и помощью, если у вас возникнут какие-либо вопросы по установке.

Посмотреть цену на Ebay

, занявший второе место: водяной турбогенератор SAVEMORE4U

  • Вт: 10 Вт
  • Тип: Внутритрубный микрогидрогенератор
  • Основные моменты: Супер дешевый и простой в установке
  • Не-то: С помощью этого продукта можно произвести очень небольшое количество энергии

Микрогенератор с водяной турбиной SAVEMORE4U разработан для использования в трубопроводе водопроводной системы среднего домохозяйства или на любом участке, где есть трубы подходящего размера.Это устройство обманчиво простое: турбина генератора вращается, когда вода течет по трубе, производя электричество.

Хотя маловероятно, что вы собираетесь удовлетворить потребности своего дома в электроэнергии с помощью только этого небольшого генератора, концепция очень интересна, и рекуперация энергии из таких доступных источников — удобная идея. Стоимость этого продукта довольно низкая, и его довольно легко установить, что делает его жизнеспособным практически для всех, кто хочет быть более экологичным.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом остались довольны изящным маленьким устройством. Тем не менее, у некоторых есть жалобы на то, насколько мал диаметр впускной трубы, которая подается в генератор, поскольку иногда это затрудняет получение достаточного потока.

Некоторые обозреватели также говорили о необходимости приобретения блокирующего диода, чтобы использовать мощность от генератора. Поскольку блок не поставляется с блокирующим диодом , это может быть дополнительной головной болью для источника и установки для тех, кто технически не склонен.

Особенности и рекомендации

Крошечный генератор может производить очень небольшое количество энергии всякий раз, когда вода течет по трубе, к которой он прикреплен. Простым и эффективным применением было бы подключение нескольких из этих генераторов к трубам с высоким расходом, например к тем, которые ведут к душевым или ирригационным системам.

Это позволит генераторам вносить свой вклад в зарядку аккумуляторного блока, который питает дом, в то время как основные источники могут быть от ветряных или солнечных батарей .

Трубы, обеспечивающие наибольшую мощность, можно найти внутри и вокруг дома, например, душевые трубы, ирригационные линии и водопроводы, входящие в водогрейные котлы или нагреватели. Еще одно применение, которое было предложено, — это установка светильников на садовые шланги для полива хорошо освещенного сада в ночное время.

В конечном счете, это фантастическое маленькое устройство представляет собой отличную концепцию, которая, вероятно, станет намного более популярной в системах рекуперации энергии, которые находят свое применение в секторе возобновляемых источников энергии .

Узнать цену на Amazon

Лучшее для кемпинга: Портативный источник питания Waterlily USB

  • Вт: 15 Вт
  • Тип: Переносное устройство для кемпинга / походов
  • Основные моменты: Прочное портативное устройство, способное надежно заряжать устройства
  • Не совсем: Требуется приличный поток воды для правильной зарядки устройств

Waterlily — это компактная переносная гидроэлектрическая турбина , предназначенная в основном для людей на открытом воздухе.Все, что для этого требуется, — это движущийся водоем, например река или ручей. Как только он заработает, вы можете подключить устройство, которое хотите зарядить.

Компания утверждает, что устройство способно генерировать до 360 Вт-часов энергии в день, и это число, над которым не стоит смеяться. Это делает Waterlily лучше, чем солнечная панель мощностью 100 Вт или эквивалентна ей. Если вы заядлый энтузиаст, которому нужна надежная зарядка, это устройство может стать решением ваших проблем с питанием.

Конструкция прочная и долговечная и не похоже, что она сломается после столкновения с несколькими камнями во время сильного течения. Интересное применение этого устройства — буксировка его за лодками, движущимися с малой скоростью, для выработки электроэнергии. Универсальность кувшинки делает ее незаменимой в любой поездке на природу.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты были очень довольны отличным качеством и надежной конструкцией Waterlily .Они также похвалили Waterlily за способность заменять тяжелые батареи, необходимые при поездках на улицу. Это хорошее доказательство того, какое количество энергии способно производить устройство.

Некоторые рецензенты, однако, отметили, что лопасти турбины требуют довольно сильной силы воды для выработки энергии. Это может затруднить использование в медленно движущихся ручьях или реках. Некоторые обозреватели также отметили, что габариты и вес устройства были немного громоздкими при рассмотрении возможности переноски устройства в рюкзаке.

Особенности и рекомендации

Главным преимуществом этого устройства является его портативность и простота использования . Самым сложным из всего этого может быть поиск реки или ручья с достаточным течением, чтобы повернуть лопасти турбины. Однако, если вы путешествуете по местам, где их легко найти, это не должно быть проблемой.

Устройство может поставляться с сухим мешком для дождливой погоды или быстрой воды, которая может разбрызгивать оборудование. Это отличное дополнительное преимущество для тех, кто любит экстремальные занятия на свежем воздухе или беспокоится о том, чтобы повредить устройство во время путешествий.

Кувшинка выпускается в двух вариантах: версия USB и версия 12 В . В конечном счете, выбор устройств, которые вы можете заряжать, весьма разнообразен. Хотя он может не заряжать ноутбук, он, безусловно, может работать с телефонами или небольшой электроникой.

Следует отметить важную особенность: «Кувшинка» также может использоваться вне воды в качестве ветряной турбины, если нет воды и позволяет погода. Кроме того, турбины могут быть проверены вручную для выработки энергии, если нет ни движущейся воды, ни ветра.

Узнать цену на Amazon

Лучший универсальный комплект: WindZilla PMA Pelton Water Wheel Adapter

  • Вт: 350 Вт
  • Тип: Колесный гидроэлектрический генератор Pelton
  • High Points: Отличный комбинированный пакет по разумной цене для тех, кому требуется средний уровень мощности
  • Не-то: Генератору по-прежнему потребуются некоторые технические ноу-хау, и он не сможет самостоятельно удовлетворить потребности среднего дома в электроэнергии

Генераторы WindZilla — это надежные, хорошо сделанные генераторы , которые подходят для питания среднего домашнего пользователя.Что хорошо в этом конкретном устройстве, так это то, что он поставляется с гладким 8-дюймовым колесом Pelton и адаптером, так что он почти готов к работе прямо из коробки.

Колесо Pelton, конструкция отлично подходит для определенных настроек, и удобство отсутствия уже подключенной турбины невозможно переоценить.

Колесо Пелтона отлично подходит для выработки энергии, поскольку это наиболее эффективная конструкция гидроэлектрических генераторов. Фактически, 90% -ный КПД считается довольно низким для колесной системы Пелтона.

Эти системы разработаны для мест, которые могут обеспечивать потоки воды с высоким напором ( высокое давление ), что может сделать их неприменимыми для некоторых свойств. Однако им требуется очень мало воды .

Что говорят рецензенты?

Обозреватели впечатлены эффективностью генератора и его способностью производить достаточное количество энергии на низких оборотах. Некоторые обозреватели упоминали, что подшипники в генераторе имеют слишком большое трение и иногда выходят из строя.Это может вызвать проблемы в долгосрочной перспективе, но детали можно заменить, если они перегорят.

Приспособление для колес Pelton было признано отличным и получило похвалу за свою эффективность при низком давлении . Тот факт, что система поставляется с адаптером и уже прикрепленным колесом Пелтона, был сочтен рецензентами удобным. Фактически, это устраняет иногда обременительный процесс поиска и установки подходящей турбины.

Особенности и рекомендации

Эта установка WindZilla может использоваться как для производства гидроэлектроэнергии. , так и с ветряной турбиной.Хотя к этому устройству прилагается колесо Пелтона, оно позволяет использовать генератор для эффективного использования энергии ветра, если это потребуется.

Генератор способен производить 12 В при впечатляющих 540 об / мин и 24 В при 1080 об / мин , что делает его идеальным для использования в относительно небольших проектах.

Еще одна приятная особенность, о которой часто забывают, — это монтажная ножка , которая прилагается к устройству. Монтажная лапка позволяет легко прикрутить блок на место и запустить его.

Несмотря на то, что это устройство поставляется со многими необходимыми деталями, вы должны учитывать, что настройка иногда бывает более сложной, чем система колес Пелтона.

Система WindZilla требует создания воды под давлением за счет силы тяжести или каким-либо другим способом. Это может не быть проблемой для некоторых потребителей, которые находятся в нужном стечении обстоятельств, но могут быть неприменимы к другим.

Посмотреть цену на Ebay

Лучшее для больших объектов: гидроэлектрический генератор Jiangsu Naier

  • Вт: 2,000 Вт
  • Тип: Универсальный гидроэлектрический генератор
  • Основные моменты: Имеет потенциал для электроснабжения целых домашних хозяйств при правильной настройке и наличии условий
  • Не-то: Требуются серьезные навыки самостоятельного изготовления и немного технических ноу-хау, чтобы заставить этот генератор производить мощность

Этот мощный генератор является основным оборудованием, которое вам понадобится, чтобы начать производить серьезную энергию для вашего дома.Чтобы в полной мере использовать возможности этого продукта, вам потребуется доступ к приличному потоку воды на вашем участке.

Когда этот поток воды направляется и используется для толкания турбин, подключенных к генератору, может быть произведено большое количество энергии.

Генераторная установка может быть оснащена множеством различных турбин, которые можно использовать для использования мощности водяной системы, которая у вас есть. Тип настройки, необходимый для получения максимальной отдачи от устройства, будет зависеть от условий вашей собственности.

Однако устройство универсально и может быть адаптировано к широкому диапазону систем . Тот факт, что эти генераторы являются безредукторными, с системами прямого привода, позволяет им иметь фантастический срок службы, который, по заявлению компании, может составлять более 20 лет.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты, кажется, в целом довольны универсальностью и надежностью этого устройства . Компания Jiangsu Naier заработала репутацию производителя высококачественных генераторов, которые имеют большой срок службы и не требуют минимального обслуживания.Хотя эти генераторы обычно используются для выработки энергии ветра, пользователи обнаружили, что эти устройства отлично подходят для применения в гидроэнергетике.

Большинство обозревателей добились успеха, используя конструкцию колеса Пелтона, но возможности генератора на низких оборотах позволяют ему хорошо адаптироваться и к другим конструкциям. В целом рецензенты пришли к единому мнению, что главными достоинствами этих устройств являются надежность и универсальность.

Особенности и рекомендации

Гидрогенератор Jiangsu Naier Hydro Generator — это 3-фазный генератор с постоянными магнитами , который требует подключения системы, которая использует энергию движущейся воды, которую вы будете использовать.Это может быть что-то простое, например водяное колесо, или более сложная и эффективная система.

Некоторым пользователям может потребоваться помощь профессионала для эффективной установки этого устройства, но если вы думаете, что справитесь с этой задачей, перспектива полного отключения от сети становится еще более реальной при использовании такого генератора.

Эти агрегаты отличаются своей способностью работать в жарких условиях благодаря алюминиевой раме , которая очень эффективно рассеивает тепло.Генератор также примерно на , на 30% легче , чем большинство других устройств своего размера, что упрощает обращение с ним и упрощает работу при настройке. Несмотря на то, что устройство рассчитано на 2000 Вт, максимальная мощность может составлять 2500 Вт.

Посмотреть цену на Aliexpress

Для экономных: портативный микрогидрогенератор WZINTOP

  • Вт: 3,5 Вт
  • Тип: Внутритрубный микрогидрогенератор
  • Основные моменты: Недорогой и незаметный блок, регенерирующий энергию движущейся воды в вашем доме
  • Не так: Не способен производить столько энергии по сравнению с другими микрогидрогенераторами внутри трубы

Невозможно переоценить удобство использования такого микрогенератора.Этот простой генератор можно присоединить к любой трубопроводной системе , в которой будет находиться движущаяся вода, и при прохождении воды через систему можно пассивно производить небольшое количество электроэнергии.

Это позволяет домовладельцам собирать энергию из очень маленьких водотоков на объектах недвижимости, которые в противном случае были бы бесполезны.

Компактный характер устройства позволяет ему генерировать энергию из любого источника воды, при условии, что эта вода может быть направлена ​​по трубе под достаточно приличным давлением, что делает его применение практически безграничным.

Этот продукт относится к тому же классу, что и водяной турбогенератор SAVEMORE4U, хотя WZINTOP уступает по мощности, которую он может производить. Однако он на дешевле и прочнее , чем другие аналогичные модели.

Что говорят рецензенты?

Рецензентам понравилась универсальность продукта. Некоторые обозреватели упоминали, что фитинги нестандартного размера и на меньше, чем кажется на . В связи с этим вам могут потребоваться переходники для подключения этого генератора к водопроводу в зависимости от размера ваших труб.

Хотя эта единица лишь ненамного дешевле, чем другие, некоторые обозреватели, которые оснащали большие объекты множеством единиц, обнаружили, что общая экономия при покупке больших партий была значительной.

Некоторые обозреватели обнаружили, что агрегаты выдерживали небольшое давление, прежде чем начали вырабатывать энергию. Это, вместе с малым диаметром входной трубы , сделало их непригодными для использования в некоторых системах. Небольшие входные трубы также уменьшили общий поток воды, выходящей из трубы на другом конце для некоторых пользователей.

Особенности и рекомендации

Устройство представляет собой недорогое решение для рекуперации энергии из движущейся воды, которая уже присутствует в вашем доме. По сути, это устройство с низкими инвестициями и низкой окупаемостью, но, как говорится, каждая мелочь имеет значение при рассмотрении всей свободной энергии вокруг нас, которая может быть использована.

Эти агрегаты способны выдерживать более высокое давление, чем другие в своем классе, и это, вероятно, связано с их более громоздкой и прочной конструкцией.Средний срок службы этих устройств также немного лучше, чем у конкурентов в этом диапазоне.

Немного больший размер этих блоков делает их немного более громоздкими для установки в ограниченном пространстве, где часто встречаются трубы. Из-за этого препятствия, возможно, стоит проверить, будет ли у вас достаточно места для установки этих устройств в ваш трубопровод.

Узнать цену на Amazon

В начало

Полное руководство покупателя гидроэлектрических генераторов

На что обращать внимание на гидроэлектрический генератор

Перед тем, как выбрать гидроэлектрический генератор, важно сначала обдумать , как и где вы его будете использовать. .В зависимости от вашего использования у каждой модели и типа будет свой набор плюсов и минусов. Эти переменные помогут вам определить, какая модель вам подходит.

Гидроэнергетика — правильный выбор для вас?

Первое и главное требование гидроэнергетики — доступ к воде . Это очевидное требование, и в большинстве ситуаций производство гидроэлектроэнергии зависит от местоположения.

Вот несколько важных вопросов, которые следует задать себе, прежде чем инвестировать в единицу:

  • У вас есть река или ручей, протекающий через вашу собственность?
  • Будете ли вы ходить в поход по рекам или ручьям?
  • Сколько воды ежедневно проходит по трубам в вашем доме?

Если вам не повезло с рекой или ручьем, протекающим через вашу собственность, для вас все еще есть варианты, например, мини-гидрогенаторы , которые люди могут установить в домашнем водопроводе, или те, которые вы можете просто бросить в реки. пеший поход.

Хотя вы не сможете полностью отключиться от сети, используя некоторые из генераторов меньшего размера, у каждого есть возможность производить собственную гидроэлектроэнергию.

К какому источнику воды у вас есть доступ?

Водоем , к которому у вас есть доступ, будет определять, сколько энергии вы можете произвести. В целом, быстрые реки и ручьи являются наиболее подходящими вариантами. Когда дело доходит до производства приличного количества электроэнергии с помощью гидроэлектрических генераторов, вам нужно прежде всего иметь дело с двумя важными факторами:

Напор — это расстояние по вертикали. Вода на вашем участке может падать, и оно в значительной степени определяет величину давления, которое вы сможете создать с помощью своей установки.По сути, чем больше создается давление, тем больше энергии можно вырабатывать.

Вы рассчитываете напор, измеряя расстояние по вертикали, на которое вода может упасть на вашу территорию.

Один фут высоты падения воды равен 0,434 PSI создаваемого давления. Участки могут иметь классификацию высокого или низкого напора при определении величины давления, которое они могут создать.

Установка или любое место, где высота падения воды на меньше двух футов, скорее всего, сделает использование гидроэлектрического генератора непрактичным.

Вы измеряете расход как галлонов в минуту , и это важный фактор в способности вашего объекта вырабатывать электроэнергию.

Есть много способов измерить поток, но один простой метод — перекрыть поток воды и направить его в емкость, объем которой вам известен. Затем вы можете легко измерить количество галлонов , которые перетекают в контейнер за минуту.

Сколько энергии вы хотите производить?

Существует несколько различных типов гидроэлектрических генераторов, и каждый из них имеет разную выходную мощность.Однако общая выработка электроэнергии составляет , в зависимости от вашего источника воды .

После того, как вы определили напор и расход вашего источника воды, расчет потенциальной мощности, которую он будет производить, будет следующим:

Уравнение:

P th = ρ x q x g x h

Переменные:

P th = теоретически доступная мощность (Вт)

ρ = плотность (кг / м3) (~ 1000 кг / м3 для воды)

q = расход воды (м3 / с)

г = ускорение свободного падения (9.81 м / с2)

h = высота падения, напор (м)

Вы опытный специалист в области DIY с некоторыми инженерными знаниями?

Гидрогенераторы среднего размера иногда сложно установить, и перенаправление водоема — задача не из легких. Если вы не уверены в своих силах, чтобы развернуть систему и использовать ее в полной мере, этот вариант может оказаться для вас неприемлемым.

Было бы обидно узнать, что у вас нет подходящих условий для производства электроэнергии после того, как вы потратили деньги на дорогостоящий генератор.

Если у вас нет такого опыта, безопаснее всего использовать мини-гидроэлектрический генератор , который можно легко установить на свои трубы. Это менее сложно и требует меньших накладных расходов. В качестве альтернативы вы можете использовать портативную модель , которая вообще не требует установки.

В начало

Критерии отбора: как мы оценили лучшие гидроэлектрические генераторы

Основываясь на наших заданных критериях, мы сузили конкурентный список вариантов, включив в него 6 лучших систем гидроэлектрических генераторов .

В нашем рейтинге особое внимание уделяется источникам воды, количеству энергии, которое может производить каждый тип устройства, и простоте установки. Мы также приняли во внимание технические ноу-хау среднего домовладельца.

Вт

Различия в количестве энергии, которую может произвести каждый из выбранных генераторов, могут быть большими, но эти генераторы имеют конструкцию с учетом конкретных обстоятельств. В общем, максимальное количество энергии, которое может произвести нормальный домовладелец, составляет 2500 Вт, , а минимальное — 3.5 Вт .

Тип

Вы живете в красивом горном районе, окруженном быстрыми ручьями и водными потоками? Если да, то отлично. Если нет, то тоже ничего. Мы приняли во внимание тот факт, что у большинства людей нет рек или ручьев, протекающих через их владения, и поэтому мы предоставили варианты для всех, независимо от ситуации с вашими источниками воды.

Мы перечислили 5 основных типов гидроэлектрических генераторов:

  • Турбина перекрестного потока
  • Внутренний микроконтроллер
  • Колесо Пелтона
  • Универсальный
  • Портативный
Технические сложности монтажа

Не каждый инженер-электрик может построить генератор с нуля и создать свою собственную мини-плотину Гувера.Вот почему мы выбрали устройства , которые относительно легко установить . Мы также добавили несколько простых юнитов для энтузиастов, которым нравится создавать свои собственные уникальные юниты и которые имеют для этого достаточно опыта.

В начало

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают гидроэлектрические генераторы?

Основная предпосылка, лежащая в основе этих генераторов , заключается в том, что они улавливают энергию падающей или находящейся под давлением воды для производства полезной электроэнергии .Вода обладает кинетической энергией, которая приводит в движение какую-то турбину. Движение этих турбин преобразует эту кинетическую энергию в механическую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется генератором в электрическую энергию.

В различных системах используются разные установки и системы для максимально эффективного использования этой энергии. Один из простейших примеров — водяное колесо.

Люди веками использовали эти устройства для преобразования энергии вращающегося колеса в измельчение, измельчение или молоток материалов.Наши современные гидроэлектрические генераторы используют те же основные принципы.

У меня на территории есть ручей. Сможет ли он производить гидроэлектроэнергию?

Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно принять во внимание несколько факторов . Во-первых, вам нужно будет рассчитать напор и поток вашего ручья, используя шаги, которые мы предоставили выше.

После расчета напора вы сможете определить, какое давление имеется в вашем распоряжении для привода турбины гидроэлектрического генератора.К сожалению, для многих людей отсутствие возвышенности над их домами может быть фактором, делающим нецелесообразным создание гидроэлектроэнергии. Минимальная высота над уровнем моря для любой формы производства гидроэлектроэнергии составляет два фута .

Хорошая высота больше примерно 25-футового диапазона , и на этих высотах генераторы высшего уровня будут вырабатывать значительное количество энергии. Вы также можете искусственно поднять и оптимизировать высоту с помощью создания плотин и небольших дамб, если вы действительно серьезно относитесь к своей настройке.

Если ваш поток ниже 300 галлонов в минуту , ваш источник воды может испытывать некоторые трудности с выработкой энергии, если он находится на недостаточной высоте, но поток не так важен, как высота, когда речь идет о большинстве гидроэлектрических систем.

Нужно ли мне покупать дополнительное оборудование?

Да, скорее всего. Чтобы преобразовать производимую вами энергию во что-то полезное, вам может потребоваться приобрести батареи, генераторы переменного тока, трехфазные выпрямители, инверторы и многое другое в зависимости от вашей установки.

Все это можно приобрести отдельно. Производитель или продавец гидроэлектрического генератора должен сообщить вам о любом дополнительном оборудовании, которое вам может понадобиться.

Повлияет ли на меня засуха?

Если река, протекающая через вашу собственность , сильно колеблется на в течение года, это может существенно повлиять на мощность, которую вы способны производить. Некоторые районы могут производить электроэнергию только в определенное время года.

Города могут ввести ограничений на водопользование во время засухи.Эти ситуации могут создать проблемы для вашей системы производства энергии.

Измерение расхода воды в течение года и Перед установкой генератора необходимо ознакомиться с законами , регулирующими производство гидроэлектроэнергии или использование воды из рек. Вы можете просмотреть соответствующую информацию на веб-сайте местного правительства.

В начало

Малая гидроэнергетика | Учебники по альтернативной энергии

Малая гидроэнергетика Статья Учебники по альтернативной энергии 20.06.2010 05.03.2021 Учебники по альтернативной энергии

Малая гидроэлектростанция для дома

Малая гидроэнергетика — важный источник энергии с множеством преимуществ по сравнению с другими формами возобновляемой энергии, и при правильной конструкции и установке он имеет очень мало экологических рисков.Поскольку потенциальная энергия проточной воды легко доступна, системы малых гидроэлектростанций могут использовать эту бесплатную энергию, обеспечивая недорогой и надежный источник «зеленого электричества».

Как правило, все, что вам нужно для системы «малой гидроэнергетики», — это ручей или река с достаточным количеством воды, протекающей через них с нужным объемом или давлением, которая может питать водяную турбину, подключенную к генератору, который будет обеспечивать электроэнергией ваш дом. Так же, как вы можете с солнечной энергией или возобновляемой системой энергии ветра, вы также можете спроектировать небольшую гидроэнергетическую систему, которая либо подключена к сети, либо подключена к сети с резервным аккумулятором, либо автономна.

Но что мы подразумеваем под «малой гидроэнергетикой»? Маломасштабные гидроэнергетические системы — это уменьшенные версии гораздо более крупных гидроэлектростанций, которые мы видим, используя большие плотины и водохранилища для снабжения энергией миллионов людей. В зависимости от физического размера, высоты головы и генерирующей мощности малые гидроэлектростанции можно разделить на малые, мини- и микромасштабные гидроэлектростанции следующим образом:

  • Малая гидроэнергетика: это схема, которая генерирует электрическую мощность от 100 кВт (киловатт) до 1 МВт (мегаватт), подавая эту генерируемую мощность непосредственно в энергосистему общего пользования или как часть большой автономной схемы, обеспечивающей электроэнергию более чем одно домашнее хозяйство.
  • Mini Scale Hydro Power: это схема, которая вырабатывает мощность от 5 кВт до 100 кВт, подавая ее непосредственно в энергосистему или как часть зарядки аккумулятора или автономной системы с питанием от переменного тока.
  • Micro Scale Hydro Power: обычно классификация небольшой самодельной русловой схемы, в которой используются конструкции генератора постоянного тока для выработки электроэнергии от нескольких сотен ватт до 5 кВт в составе автономной системы зарядки аккумуляторов. .

Малая гидроэлектростанция

Малые гидроэнергетические системы, а также Mini Hydro Systems или Micro Hydro Systems могут быть спроектированы с использованием водяных колес или гидротурбин импульсного типа.Потенциал генерации на конкретном участке будет зависеть от количества потока воды, доступного напора, который, в свою очередь, зависит от условий и местоположения участка, а также от характеристик осадков на участке.

При достаточном напоре и потоке малые гидроэлектростанции могут приводиться в движение непосредственно из реки или ручья, что называется «русловой» системой, встроенной в или на берегу реки или ручья, без необходимости строительства плотины. , отклоните или измените поток воды каким-либо образом.Сделать их самым дешевым решением для выработки электроэнергии.

В русловой гидросхеме расход воды не изменяется, поэтому ее минимальный расход должен быть таким же или выше, чем предложенная выходная мощность турбины, чтобы обеспечить максимальную эффективность. В результате затраты, связанные с русловой схемой, намного ниже и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем другие малые гидроэлектростанции. Недостатком является то, что расход воды меняется в течение года, и система не может хранить энергию воды.

Разработка малых гидроэлектростанций, использующих небольшую плотину или плотину, водохранилище (водохранилище) или требующее отвода речного стока через туннели или каналы, требует гораздо большего использования воды в целом, а также большего комплексные строительные и наземные инженерные работы в соответствии с высотой участка, не говоря уже о воздействии на окружающую среду, которое пропорционально размеру схемы.

Тем не менее, система водохранилища или система с высоким напором имеет гораздо более высокий потенциал выработки электроэнергии, чем у гораздо более мелкой русловой схемы из-за увеличенного объема и скорости пригодной для использования воды, что компенсирует большие капитальные вложения, но затраты могут быть снижены за счет простой конструкции и практичных, легко возводимых строительных и механических работ.

Сколько энергии мы можем извлечь из воды

Водяные колеса и водяные турбины отлично подходят для любой небольшой гидроэнергетической схемы, поскольку они извлекают кинетическую энергию из движущейся воды и преобразуют эту энергию в механическую энергию, которая приводит в действие электрический генератор, вырабатывающий выходную мощность. Максимальное количество электроэнергии, которое может быть получено от реки или ручья текущей воды, зависит от количества энергии в текущей воде в этой конкретной точке.Когда вода движется, гидроэлектрическая система преобразует эту кинетическую входную мощность в электрическую выходную мощность.

Чтобы определить энергетический потенциал воды, текущей в реке или ручье, необходимо определить как расход воды, проходящей через точку в данный момент времени, так и высоту вертикального напора, через которую вода должна упасть. Теоретическая мощность в воде может быть рассчитана следующим образом:

Мощность (P) = Расход (Q) x Напор (H) x Плотность (г) x Плотность воды (ρ)

Где Q в м 3 / с, H в метрах и g — гравитационная постоянная, 9.81 м / с 2 , а ρ — плотность воды, 1000 кг / м 3 или 1,0 кг / литр.

Тогда мы можем видеть, что максимальная теоретическая мощность, доступная в воде, пропорциональна произведению «Напор на расход», поскольку сила тяжести на воде и плотность воды всегда постоянны. Следовательно, P = 1,0 x 9,81 x Q x H (кВт).

Но водяная турбина не идеальна, и часть входной мощности теряется внутри турбины из-за трения и других подобных недостатков.Большинство современных водяных турбин имеют КПД от 80 до 95%, в зависимости от типа, реакция или импульс , поэтому эффективная мощность небольшой гидроэнергетической системы может быть задана как:

Доступная мощность от гидросистемы

Где: η (eta) — коэффициент полезного действия турбины или водяного колеса.

Пример малой гидроэнергетики №1

Небольшой ручей падает на 20 метров вниз по склону горы, производя поток воды 500 литров в минуту мимо фиксированной точки.Сколько энергии может вырабатывать малая гидроэлектростанция в киловаттах, если используемый тип водяной турбины имеет максимальный КПД (η) 85%.

Приведенные данные: напор = 20 м, расход = 500 л / мин, КПД = 0,85 и сила тяжести = 9,81 м / с 2 . Но сначала мы должны преобразовать расход воды 500 литров в минуту в m 3 / сек.

1000 литров равны 1 м 3 , поэтому 500 литров равны 0,5 м 3 . Одна минута равна 60 секундам, затем расход равен 0.5 м 3 в минуту равно 0,00833 м 3 в секунду.

Сейчас 1,4 кВт может показаться немного, но это эквивалентно более 12 000 кВт · ч (1,4 x 24 x 365) бесплатной гидроэлектроэнергии в год. Поскольку мощность пропорциональна произведению «Напор на расход», увеличение любого из этих двух факторов и / или эффективности гидросистемы приведет к увеличению вырабатываемой мощности. Тем не менее, годовое производство электроэнергии зависит от того, будет ли доступное водоснабжение достаточно постоянным в течение года.

Компоненты маломасштабной гидроэнергетической схемы

Типичная схема малой гидроэлектростанции требует ручья, водозаборной системы для отвода воды, канала или канала, называемого напорным водоводом для отвода отводимой воды, водяной турбины или водяного колеса для преобразования кинетической энергии воды в вращательная механическая энергия и электрический генератор для преобразования этой вращательной энергии колеса в электричество.

Хотя фактические компоненты будут различаться для каждой схемы малой гидроэнергетики, тип выбранной схемы будет определять необходимость строительства водослива, плотины или форбека, что в конечном итоге будет зависеть от имеющегося «статического напора» воды и показана типичная схема малой гидроэнергетики.

Если вы не уверены в географическом окружении, покупка карты местности для съемки местности позволит вам получить представление о величине напора, доступного от реки до турбины, путем измерения деталей контуров на карте.

Низкий напор до 20 метров (65 футов) позволяет использовать ряд вариантов гидроэнергетики от одиночной пластиковой водопроводной трубы до желоба, спускающегося по склону от водозабора над струей воды непосредственно на турбину (вероятно, в стиле Пелтона), с турбина, вращающая генератор.

Тогда маломасштабные гидроэнергетические системы состоят из канала, трубопровода или напорного трубопровода (напорного трубопровода), по которому поступает вода. Турбина или водяное колесо преобразует энергию текущей воды в энергию вращения, а генератор переменного тока или генератор преобразует энергию вращения в электричество.

Малые гидрогенераторы

Помимо строительных работ, одна из самых сложных частей проектирования небольшой, мини- или микрогидросистемы для производства электроэнергии — это выбор правильного генератора в сочетании с водяной турбиной или водяным колесом.Вообще говоря, водяные колеса вращаются с меньшей скоростью, чем водяные турбины, поэтому, если выбран высокоскоростной генератор, то может потребоваться система редуктора или шкива, использующая ремень или замену. Доступно множество стандартных электрических машин, и все они имеют свои преимущества и недостатки, но генераторы с постоянными магнитами на сегодняшний день являются наиболее популярным выбором для успешных проектов малых гидроэлектростанций.

Малые гидрогенераторы постоянного тока — они имеют размер от нескольких сотен ватт до более 3000 ватт и могут использоваться для зарядки аккумуляторных батарей для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой, аналогично зарядке автомобильного аккумулятора.Наиболее распространенным типом генератора постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) является Dynamo . Динамо-машины — хороший выбор для новичков в гидроэнергетике, поскольку они большие, тяжелые и, как правило, имеют очень хорошие подшипники на валу шкива.

Дизельные двигатели для грузовиков или автобусов старого образца лучше подходят для водяных колес, поскольку они предназначены для выработки необходимого напряжения и тока на более низких скоростях с упором на эффективность, а не на максимальную мощность. Кроме того, большинство динамо-машин для автобусов и грузовиков могут генерировать мощность до 500 Вт при напряжении 24 В, что более чем достаточно для зарядки аккумуляторов и питания фонарей для небольшой гидросистемы низкого напряжения.

Если батареи включены в конструкцию малой гидроэнергетики, они должны быть расположены как можно ближе к генератору, поскольку может быть затруднительно передавать энергию низкого напряжения по длинным кабелям. Кроме того, маломасштабные гидрогенераторы всегда вырабатывают энергию при включении, даже если батареи полностью заряжены, тогда требуется фиктивная резистивная нагрузка, такая как электрический пожарный элемент, для поглощения и рассеивания этой избыточной мощности. Эта фиктивная резистивная нагрузка может рассеивать много энергии, поэтому потенциально может сильно нагреваться, поэтому ее следует размещать так, чтобы к ней нельзя было прикоснуться.

Автомобильные генераторы

также являются еще одним популярным выбором среди многих мастеров для изготовления низковольтных турбогенераторов, однако они требуют высоких скоростей вращения и не всегда очень эффективны. Автомобильные генераторы переменного тока также требуют внешнего источника питания для питания электромагнитов, создающих магнитное поле.

Автомобильные генераторы переменного тока ограничивают собственный ток с помощью встроенной схемы регулятора. Это предотвращает перезарядку подключенных аккумуляторов генератором. Однако автомобильный генератор переменного тока никогда не должен подключаться к батарее задним ходом или запускать генератор на высоких оборотах без подключенной батареи, поскольку выходное напряжение поднимется до высоких уровней (намного больше 12 вольт) и разрушит внутренний выпрямитель.

Во многих системах постоянного тока также используются выпрямители для преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения (DC), производимой системой, в электрическую сеть переменного тока напряжением 120 или 240 вольт для бытовых приборов и телевизоров, работающих от электроэнергии переменного тока. Гидрогенераторы постоянного тока могут подавать электроэнергию в подключенную к сети систему через инвертор и стабилизатор мощности, но для постоянно подключенной к сети системы лучше установить гидрогенератор переменного тока.

Малые гидрогенераторы переменного тока — используются для схем, подключенных к сети, и могут быть однофазными или трехфазными машинами.Гидрогенераторы переменного тока имеют мощность от 500 Вт до 10 кВт при использовании высокоскоростных синхронных или асинхронных машин. Гидрогенераторы переменного тока постоянно подключены к системе электропроводки дома, питая нагрузки напрямую. Система должна включать стабилизатор мощности, чтобы обеспечить постоянный выход в энергосистему с правильным напряжением и частотой независимо от скорости турбины.

Если вам посчастливилось жить рядом с рекой или ручьем, инвестирование в маломасштабную гидроэнергетическую систему может снизить вашу потребность в ископаемом топливе, что поможет снизить загрязнение воздуха.При проектировании гидроэнергетической системы следует учитывать множество факторов, но с правильным участком и оборудованием, тщательным планированием и вниманием к местным законам и требуемым разрешениям маломасштабные гидроэнергетические системы могут предоставить вам чистые, надежные и обслуживаемые бесплатный источник энергии на долгие годы вперед.

Помимо преимуществ, связанных с продажей собственной генерируемой бесплатной электроэнергии обратно местной коммунальной компании, подключенные к сети гидроэлектрические системы будут поставлять дополнительную мощность, которая вам нужна, когда ваша гидроэнергетическая система не может удовлетворить все ваши потребности в электроэнергии.

Для получения дополнительной информации о Small Scale Hydro Power и о том, как использовать двигатели в качестве генераторов для выработки собственной электроэнергии с использованием энергии воды, или получить дополнительную информацию о гидроэнергетике о различных доступных малых гидроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки гидроэнергетики, затем щелкните здесь, чтобы заказать копию на Amazon сегодня и узнать, как использовать электродвигатели в качестве генераторов как часть вашей собственной гидрогенерирующей системы.

Suneco Hydro Hydro Turbine Generator, Best Water Generators от 300 Вт до 300 кВт

Окончательное руководство по покупке: Гидротурбинный генератор / гидроэлектрический генератор

Развитие микроэнергетики может быть дорогостоящим для создания и обслуживания.Есть фиксированные расходы на техническое обслуживание. Эти затраты варьируются в зависимости от местоположения объекта и требований к материалам.

Гидроэнергия или гидроэнергия вырабатывается с помощью генераторов электроэнергии для извлечения энергии из движущейся воды. Исторически люди использовали силу рек для земледелия и помола пшеницы. Сегодня реки и ручьи перенаправляются через гидрогенераторы для производства энергии, хотя есть свои плюсы и минусы в том, что касается местных экосистем. В статьях на этой странице рассматривается использование воды для производства электроэнергии.

Гидроэнергетика — это источник энергии, который использует преобразование гравитационного потенциала (принадлежащего массам воды на большой высоте) в кинетическую энергию сверх определенной высоты, в которой кинетическая энергия преобразуется благодаря генератору переменного тока, соединенному с турбиной, в электричество.

Гидроэлектроэнергия вырабатывается из русла рек и озер путем создания плотин и водозаборных сооружений. Существуют различные типы плотин: в прыжковых электростанциях используются большие высоты падения и они доступны в горных районах.В проточных водных установках используются большие речные водные массы, которые преодолевают небольшие перепады, но по этой причине река должна быть устойчивой и иметь значительный сток.

Гидравлические турбины доступны для низкого, среднего и высокого напора.

Micro hydro power Ultimate Guide

Предоставлено » Energy.Gov

В последние годы стоимость энергии имеет тенденцию к росту.

Теперь вы ищете альтернативные источники энергии.

Те, которые не будут стоить вам почки.

И, может быть, не загрязнит окружающую среду.

Конечно, есть много решений в области возобновляемых источников энергии, из которых вы можете выбирать.

Ваш выбор будет зависеть от различных факторов.

Но постойте: рядом протекает река или ручей!

Знаете ли вы, что вы можете использовать этот природный ресурс для выработки достаточного количества энергии?

Это и есть микрогидроэнергетика, водяная турбина или гидрогенератор.

Это производство электроэнергии из воды.

Хотите узнать больше о микрогидрогенераторах и гидрогенераторах?

Оставайся на месте.

Это руководство охватывает все, что вам нужно знать о микрогидроэнергетике.

Содержание

1. Что такое микрогидроэнергетика

2. Компоненты микрогидроэнергетики

3. Типы микрогидроэнергетических систем

4. Как работает микрогидроэнергетическая система

5. Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики Гидроэнергетическая система

6.Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

7. Подходит ли мой дом для микрогидроэнергетики?

8. Выбор лучшего производителя микрогидроэлектроэнергии и поставщика гидрогенераторов

Подходит ли мой дом для установки микрогидроэнергетической системы?

1: Что такое микрогидроэлектростанция?

Прежде чем сделать еще один шаг, давайте начнем с определения.

Что такое микрогидроэнергетика?


Предоставлено: Coherent Chronicle

Микрогидроэлектростанция или обычная водяная турбина — это, по сути, тип гидроэлектроэнергии, который вырабатывает от 5 до 100 Вт электроэнергии, используя естественный поток воды.

Означает ли это, что существуют другие виды гидроэнергетики?

Да!

Тот, который вырабатывает менее 5 Вт электроэнергии, известен как Pico hydro.

Тем не менее, в этом руководстве мы уделяем основное внимание микрогидроэнергетике.

Микрогидроэнергетическая система может использоваться для питания одного дома или даже небольшого сообщества.

Многие люди в разных странах мира приняли этот источник электричества.

Есть много причин, по которым микрогидроагрегаты пользуются огромной популярностью.

Во-первых, они рентабельны.

Топливо покупать не нужно.

Во-вторых, они редко подвержены влиянию погодных условий.

Вы даже можете использовать микрогидрогенератор зимой, когда ваша солнечная энергосистема вырабатывает мало энергии.

Хотите узнать больше?

Что ж, продолжайте читать остальные главы.

2. Типы микрогидроэлектрических систем


Предоставлено Energy.Gov

Микро-гидроэлектрические системы не все одинаковы.

Они бывают разных форм и дизайна.

В этой главе мы собираемся обсудить различные типы комплектов микрогидроэнергетики.

К концу обсуждения вы будете в идеальном положении, чтобы выбрать систему, которая будет соответствовать вашим потребностям.

2.1. Сетевые без аккумуляторов микрогидроэлектрические системы

Это одни из самых простых типов микрогидроэнергетических систем или гидротурбин.

Они отправляют избыточную энергию обратно в основную сеть.

Как только они это сделают, вам будет начислена эквивалентная сумма счета за электроэнергию.

Отсутствие батареи означает одно: нет резервной копии на случай отключения электроэнергии.

2.2. Сетевой микрогидроагрегат с батареями

Микрогидроэлектростанция этого типа также подключена к основной сети.

Возможно ли отключение электроэнергии в вашем районе?

Это идеальное решение для вас.

Батареи обеспечивают резервное питание.

Конечно, размер батареи будет определять количество энергии, которую необходимо сохранить.

2.3. Автономная установка без аккумуляторов. Микрогидроэнергетическая система / водяная турбина

Этот тип микрогидроэлектростанции лучше всего подходит для системы генерации переменного тока.

Его выходная мощность определяется пиковой производительностью системы.

2.4 Автономная микрогидроэнергетическая система или водяная турбина с батареями

Это самый популярный тип микрогидроэлектрической системы, которую вы можете установить.

Имеет источник зарядки, который направляет энергию на аккумуляторную батарею.

Различия, основанные на конструкции турбин

Мы также можем дифференцировать микрогидроэнергетические системы на основе конструкции их турбин.

В этом разделе мы имеем:

2,5 Обратный винт Архимеда

В этом типе вода поступает непосредственно в верхнюю часть электрической системы микрогидроэнергетики.

Он заставляет турбину вращаться и вырабатывать энергию.

Вы можете рассмотреть этот вариант, если используете грязную воду.

2.6 Винтовая турбина Гарлова

Как следует из названия, у нее есть винтовые лопасти, которые создают механическую энергию.

Мощность, создаваемая лопастями, не зависит от мощности, создаваемой потоком воды.

2.7 Турбина Каплана

Эта конструкция турбины основана на винтовой системе.

Есть кое-что особенное, что вы должны знать об этой конструкции.

Способен переворачиваться даже при небольшом количестве воды.

2.8 Водяное колесо

У этой конструкции турбины богатая история.

Это один из старейших когда-либо существовавших дизайнов.

Несмотря на то, что он старый, он пользуется уважением из-за его высокой эффективности.

2.9 Гравитационная вода Votex

Вы ищете простую микрогидроэлектростанцию?

Вы влюбитесь в дизайн этой турбины.

Он расположен в низком положении для приема воды с возвышенности.

Имеет вихрь, через который вода выводится из системы.

Размеры гидроэлектростанций

Мы можем дифференцировать гидроэлектростанции в зависимости от их размеров.

Итак, какой размер идеально подходит для бытовых гидроагрегатов?

Какая из них идеальна для продажи коммерческой гидроэнергетической системы?

Вот различия, основанные на размерах турбин:

(I) Большая гидроэнергетика

Эти гидроэлектростанции способны производить не менее 30 мегаватт.

(II) Малая гидроэлектростанция

Малые гидроэлектростанции вырабатывают мощность до 10 МВт

(III) Микрогидроэлектростанция / гидроэлектрический генератор

Микрогидроэнергетическая система имеет мощность до 100 киловатт .

Это наиболее предпочтительные жилищные гидроэнергетические системы.

Итак, какой тип микрогидроэнергетической системы, по вашему мнению, полностью соответствует вашим потребностям?

Если вам нужен какой-либо из вышеперечисленных типов, просто свяжитесь с поставщиками микрогидротурбинных генераторов.

3. Компоненты микрогидроэнергетической системы


Предоставлено Механика изменений

Является ли микрогидроэнергетическая система единым целым?

Типичная микрогидроэлектрическая система состоит из различных компонентов.

Это:

-Передача воды: это канал, основным назначением которого является подача воды

-Турбина / водяное колесо: преобразует энергию текущей воды во вращательную энергию.

-Альтернатор / генератор Преобразует энергию вращения турбин в электрическую энергию.

-Регулятор: Назначение этого компонента — управлять генератором.

-Монтажная система: подает электроэнергию, которая используется бытовыми приборами.

4: Как работает микрогидроэнергетическая система


Предоставлено Gifer

Как работает микрогидроэлектростанция?

Как можно вырабатывать электроэнергию?

Если вы ищете ответы на эти вопросы, это ваша глава.

Рабочий механизм системы микрогидрогенератора:

Движущаяся вода содержит значительное количество энергии.

Как мы упоминали ранее, энергия зависит от скорости потока и вертикального расстояния.

Микрогидроэнергетическая система имеет турбины, которые преобразуют энергию движущейся воды в механическую энергию.

Эти турбины бывают разных конструкций и форм.

Эта энергия, в свою очередь, вращает вал, который вращает генератор для производства электроэнергии.

5.Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики?

Существует множество альтернатив Микрогидроэнергетической системе.

Вы можете использовать солнечную энергию, энергию ветра и многое другое.

Но почему вы должны выбирать микрогидроэнергетику любой другой системе?

Вот причины:

(i) Микро-гидроэнергетические системы энергоэффективны

Вы хотите электрическую систему, которая будет соответствовать вашим деньгам?

Выберите домашний микрогидрогенератор.

Он использует очень минимальные ресурсы для выработки максимального количества электроэнергии.

Произведенную электроэнергию можно доставить на много миль.

(ii) Гидроэлектрические системы надежны

Погодные элементы могут отрицательно сказаться на подаче электроэнергии.

Солнечная энергия — один из наиболее пострадавших источников энергии.

Если вы ищете самый надежный источник электроэнергии, подумайте о микрогидроэнергетических системах.

Они просто устойчивы к погодным условиям.

(iii) Рентабельность

Какова стоимость микрогидроэнергетической системы?

Сколько стоит установка гидроэлектростанции?

Чтобы установить его, будьте готовы потратить от 1000 до 20 000 долларов.

В этом источнике энергии есть чему порадовать.

При проведении анализа затрат на микрогидроэлектростанцию ​​выясните две вещи:

-Стоимость микрогидротурбины

-Стоимость гидроэлектростанции на 1 МВт.

Привлекает низкая плата за обслуживание.

(iv) Экологичность

Мы все стремимся к сохранению окружающей среды, верно?

Один из способов добиться этого — использовать экологически чистые источники энергии.

Микрогидроэнергетика не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.

Вода будет продолжать течь без помех.

На вашей стороне вы будете использовать только небольшую часть потока.

Что ж, это лишь некоторые из преимуществ, которые, как я подумал, следует выделить.

Есть несколько других, которые вы обнаружите, продолжая использовать свою микрогидроэлектрическую систему.

Недостатки гидроэнергетики

(I) Требуются подходящие характеристики площадки

Вы не можете установить микрогидроэлектрическую систему где угодно.

Сайт должен соответствовать определенным строгим характеристикам.

Некоторые необходимые функции слишком сложно реализовать.

(II) Трудно масштабировать

Размер потока определяет количество энергии, которое вам нужно.

Вы не можете увеличить скорость потока, чтобы получить больше энергии от вашей микрогидроэлектростанции.

(III) Низкое энергопотребление летом

Очевидно, вы знаете, что происходит летом.

Объем воды в большинстве ручьев уменьшается.

Меньший объем воды автоматически ведет к низкому производству энергии.

6. Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

Вы хотите, чтобы ваша микрогидроэнергетическая система работала бесперебойно и без сбоев.

В то же время вы не хотите тратить много денег на ремонт и техническое обслуживание.

Что делать?

Не волнуйтесь.

В этой главе мы собираемся выделить ключевые методы обслуживания микрогидроэнергетики, которые вы должны использовать.

-Проверьте, все ли компоненты у вашей микрогидроэнергетической системы. Убедитесь, что все они целы.

-Проверьте, работает ли турбина. Вы можете проверить это, вращая его руками.

7. Подходит ли мой дом для установки микрогидроэнергетической системы?


Предоставлено Факты и информация о гидроэнергетике

Микрогидроэнергетика — уникальный источник энергии.

Это не похоже на другие источники, такие как солнечная энергия и энергия ветра.

Нельзя просто проснуться в один прекрасный день и решить установить микрогидроэнергетическую систему.

Есть много вопросов, на которые вам нужно ответить.

Вверху списка:

«Подходит ли мой дом для производства микрогидроэлектроэнергии?

Непосредственная близость к верхнему водотоку не гарантирует, что вы сможете установить микрогидроэлектростанцию.

Некоторые источники воды могут по-прежнему не соответствовать вашим ожиданиям.

Необходимо учитывать два основных фактора.

Это:

— Напор воды

— Расход воды

Также важно рассчитать потенциальную энергию, доступную на площадке.

Чтобы узнать это, просто умножьте орла на низкую ставку.

Давайте обсудим эти два ключевых фактора, которые определяют пригодность вашего участка:

(i) Напор воды и производство микрогидроэнергии

Перво-наперво, каков напор воды при производстве микрогидроэлектроэнергии?

Проще говоря, напор воды — это вертикальная разница уровней воды между точками забора и сброса.

Измеряется в метрах.

Чем больше напор воды, тем больше давление воды, что автоматически приводит к увеличению выходной энергии.

Из этого описания вы можете кое-что сделать.

Гидроустановки, расположенные на крутых холмах, более продуктивны, чем на плоских поверхностях.

Острые углы обеспечивают отличную почву для увеличения производства гидроэлектроэнергии.

Что делать, если у него низкий уровень воды?

Хотя измерение напора воды является естественным фактором, есть несколько искусственных способов его увеличения.

Вы можете поднять шлюзы или очистить ил.

При этом вы сможете повысить уровень воды.

Однако это можно сделать только после консультации с местными властями и природоохранными органами.

Water Head также определит микрогидроэлектрическую систему, которую вы будете устанавливать.

Но как?

Ну, замер турбины будет зависеть от измерения напора воды.

(II) Расход воды при производстве микрогидроэнергии

В этом контексте термин расход воды означает объем воды, протекающей в данном водотоке.

Чем выше расход воды, тем выше выход энергии.

Важно отметить, что расход воды не остается неизменным в течение года.

Постоянно меняется в зависимости от погодных условий.

В сезон дождей расход воды автоматически увеличивается.

Однако в засушливые дни следует ожидать обратного.

Вариация затрудняет уверенное определение дебита микрогидроэлектростанции.

Но не нужно напрягать себя сложными вычислениями.

Вы всегда можете обратиться за помощью к гидрологу.

Они помогут вам найти почти точный расход воды.

Знание расхода воды также поможет вам выбрать правильный размер турбины для вашей микрогидроэнергетической системы.

У вас также будет приблизительное представление о количестве электроэнергии, которое будет вырабатывать микрогидроэлектрическая система.

Другие факторы

Конечно, есть и другие факторы, которые могут определить пригодность вашего сайта.

Один из них — воздействие установки на окружающую среду.

Что говорят экологи и местные власти о месте.

Как бы все ни казалось, не пренебрегайте их разрешением.

Вы можете понести большие убытки.

Сперва спросите у них разрешения!

8. Выбор лучшего производителя микрогидроэлектростанций или поставщика водяных турбин

Какой производитель микрогидроэлектростанций является лучшим производителем?

Я дам вам ценные советы по выбору лучшего производителя гидроэнергетических систем.

(I) Составьте список потенциальных производителей гидротурбинных генераторов.

Используйте Интернет, чтобы связаться со всеми производителями микрогидроэнергетических систем.

(II) Проверьте уровень профессионализма

Как производитель гидротурбинных генераторов относится к вам?

Вежливо ли к вам обслуживающий персонал?

Если нет, обратитесь к другому производителю.

(III) Имеет ли производитель лицензию и застрахован?

(IV) Спросите отзывы о своих предыдущих клиентах.

Заключение

Что еще вы хотите знать об электрических системах микрогидроэлектростанций или гидротурбинных генераторов?

Из этого руководства ясно, что это возобновляемые источники энергии.

Одна микрогидроэлектрическая установка может питать несколько приборов в вашем доме.

Вы деловой человек?

Эта электрическая система может оказаться полезной для эффективного ведения вашего бизнеса.

Может использоваться в коммерческих целях.

У вас есть ферма в сельской местности?

Возможно, это самый идеальный источник энергии, который вам нужен.

Нет сомнений в том, что все больше людей принимают идею энергосбережения и энергоэффективности.

Вы присоединились к этой подножке?

Не отставайте.

Получите микрогидроэнергетическую систему и присоединяйтесь к ней.

Вырабатывайте электроэнергию самостоятельно и экономьте на расходах!

Чтобы развеять популярное мнение, вам не нужно много воды для выработки электроэнергии на микрогидроэлектростанциях.

Большинство гидроагрегатов очень эффективны.

Они могут вырабатывать больше энергии даже при небольшом количестве воды.

Ссылки

1. Подходит ли мой участок для производства гидроэлектроэнергии?

2. Техническое обслуживание микрогидроэнергетики

3. Типы гидроэнергетических турбин

4. Плюсы и минусы микрогидроэнергетики

Национальный центр соответствующих технологий

Микрогидроэнергетика

(источник: энергия.gov)

Если в вашем доме протекает вода, вы можете подумать о строительстве небольшой гидроэнергетической системы для выработки электроэнергии. Системы микрогидроэнергетики обычно вырабатывают до 100 киловатт электроэнергии. Большинство гидроэнергетических систем, используемых домовладельцами и владельцами малого бизнеса, в том числе фермерами и владельцами ранчо, можно квалифицировать как микрогидроэнергетические системы. Но 10-киловаттная микрогидроэнергетическая система обычно может обеспечить достаточно энергии для большого дома, небольшого курорта или фермы для любителей.

Микрогидроэнергетическая система нуждается в турбине, насосе или водяном колесе для преобразования энергии текущей воды в энергию вращения, которая преобразуется в электричество.

На странице Министерства энергетики по планированию системы микрогидроэнергетики есть дополнительная информация.

Как работает микрогидроэнергетическая система

Гидроэнергетические системы используют энергию проточной воды для производства электричества или механической энергии. Хотя есть несколько способов использовать движущуюся воду для производства энергии, для систем микрогидроэнергетики часто используются русловые системы, для которых не требуются большие водохранилища.

В русловых микрогидроэнергетических системах часть речной воды отводится в водопровод — канал, трубопровод или напорный трубопровод (напорный водовод), — который доставляет ее к турбине или водяному колесу. Движущаяся вода вращает колесо или турбину, которая вращает вал. Движение вала можно использовать для механических процессов, таких как перекачка воды, или его можно использовать для питания генератора переменного тока или генератора для выработки электроэнергии.

Микрогидроэнергетическая система может быть подключена к системе распределения электроэнергии (подключена к сети) или может быть автономной (вне сети).

Компоненты системы микрогидроэнергетики

Русловые микрогидроэнергетические системы состоят из следующих основных компонентов:

  • Водопровод — канал, трубопровод или напорный трубопровод (напорный водовод), по которому вода доставляется
  • Турбина, насос или водяное колесо — преобразует энергию текущей воды в энергию вращения
  • Генератор или генератор — преобразует энергию вращения в электричество
  • Регулятор — управляет генератором
  • Электромонтаж — подает электричество.

Имеющиеся в продаже турбины и генераторы обычно продаются в комплекте. Системы, сделанные своими руками, требуют тщательного согласования генератора с турбиной, мощностью и скоростью.

Во многих системах также используется инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения, вырабатываемой системой, в электричество переменного тока на 120 или 240 вольт. (В качестве альтернативы вы можете купить бытовую технику, работающую от постоянного тока.)

Будет ли микрогидроэнергетическая система подключенной к сети или автономной, во многом будет зависеть баланс ее системных компонентов.

Например, некоторые автономные системы используют батареи для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой. Однако, поскольку гидроэнергетические ресурсы имеют тенденцию быть более сезонными по своей природе, чем ресурсы ветра или солнца, батареи не всегда могут быть практичными для систем микрогидроэнергетики. Если вы все же используете батареи, их следует размещать как можно ближе к турбине, потому что трудно передавать низковольтную энергию на большие расстояния.

Турбины для систем микрогидроэнергетики

Турбины сегодня широко используются в системах микрогидроэнергетики.Движущаяся вода ударяется о лопасти турбины, как водяное колесо, и вращает вал. Но турбины более компактны с точки зрения выходной энергии, чем водяные колеса. У них также меньше шестерен и требуется меньше материалов для строительства.

Лишь несколько компаний производят турбины для микрогидроэнергетики, и большинство из них — турбины с высоким напором. Может быть трудно найти турбины с низким напором и низким расходом, и, возможно, их придется изготавливать по индивидуальному заказу.

Есть два основных типа турбин: импульсные и реактивные.

Импульсные турбины

Импульсные турбины, которые имеют наименее сложную конструкцию, чаще всего используются для высоконапорных микрогидро-систем. Они полагаются на скорость воды для перемещения турбинного колеса, которое называется бегунком. Наиболее распространенные типы импульсных турбин включают колесо Пелтона и колесо Турго.

  • Колесо Пелтона — использует концепцию реактивной силы для создания энергии. Вода подается в напорный трубопровод с узким соплом на одном конце.Вода разбрызгивается из сопла струей, попадая в ведра с двойными чашками, прикрепленные к колесу. Воздействие струи на изогнутые ковши создает силу, которая вращает колесо с высокой эффективностью 70–90%. Колесные турбины Pelton доступны в различных размерах и лучше всего работают в условиях низкого расхода и высокого напора.
  • Импульсное колесо Turgo — модернизированная версия Pelton. Он использует ту же концепцию струйного распыления, но струя Turgo, которая составляет половину размера Pelton, расположена под углом, так что струя попадает в три ведра одновременно.В результате колесо Turgo движется вдвое быстрее. Кроме того, он менее громоздкий, требует небольшого количества шестерен или вовсе без них и имеет хорошую репутацию в плане бесперебойной работы. Turgo может работать в условиях низкого расхода, но требует среднего или высокого напора.
  • Турбина Джека Кролика — турбина типа «капля в ручье», которая может вырабатывать энергию из ручья, имеющего всего 13 дюймов воды и без напора. Максимальная мощность Jack Rabbit составляет 100 Вт, поэтому в среднем дневная мощность составляет 1,5–2,4 киловатт-часа, в зависимости от вашего сайта.Иногда его называют погружным гидрогенератором Aquair UW.

Реакционные турбины

Реакционные турбины, которые являются высокоэффективными, для производства энергии зависят от давления, а не от скорости. Все лопасти реакционной турбины поддерживают постоянный контакт с водой. Эти турбины часто используются на крупных гидроэнергетических объектах.

Из-за своей сложности и высокой стоимости реактивные турбины обычно не используются для проектов микрогидроэнергетики.Исключение составляет гребная турбина, которая бывает разных конструкций и работает так же, как гребной винт лодки.

Пропеллерные турбины

имеют от трех до шести обычно фиксированных лопастей, установленных под разными углами на рабочем колесе. Колба, трубка и трубка Каплана являются вариациями пропеллерной турбины. Турбина Каплана, которая представляет собой легко адаптируемую систему пропеллера, может использоваться на микрогидроустановках.

Насосы и водяные колеса

Обычные насосы могут использоваться в качестве замены гидравлических турбин.Когда действие насоса меняется на противоположное, он работает как турбина. Поскольку насосы производятся серийно, их легче найти, чем турбин. Насосы также дешевле. Однако для обеспечения надлежащей производительности насоса ваша микрогидроэлектростанция должна иметь довольно постоянный напор и расход. Насосы также менее эффективны и более подвержены повреждениям.

Водяное колесо — самый старый компонент гидроэнергетической системы. Водяные колеса все еще доступны, но они не очень практичны для выработки электроэнергии из-за их низкой скорости и громоздкой конструкции.

Доступ к земле

Хотя большинство разработчиков проекта владеют землей, на которой будет расположен проект, другие должны получить эти права от землевладельцев. Забор системы может быть расположен на земле, принадлежащей государственному или федеральному агентству или другой частной стороне. В других случаях и водозабор, и электростанция могут находиться на земле застройщика проекта, но водопровод, соединяющий их, может пересекать собственность другого человека.

Осуществимость всего проекта должна быть определена до заключения каких-либо договоров купли-продажи или аренды.Кроме того, если известно, что рассматриваемая недвижимость недоступна ни при каких обстоятельствах, следует рассмотреть альтернативные планы.

Определение потенциала площадки

Для определения гидропотенциала участка важна информация о количестве и изменении стока. Вы должны в любое время узнать, сохранялись ли записи потока для потока. Хорошее место для начала расследования — поиск данных о водных ресурсах Геологической службы США (USGS), где вы найдете данные о речном стоке и исторические данные о речном стоке, включая списки действующих и прекращенных станций.

Если исторические записи расхода недоступны, вы должны немедленно начать мониторинг стока на участке: возможность строительства небольшой электростанции зависит от того, сколько именно мощности будет выдавать ваш поток. Два наиболее важных фактора, которые следует учитывать, — это поток и напор.

Расход — это количество воды, протекающей через точку в любой момент времени. Эта сумма меняется как сезонно, так и ежегодно, поэтому важно собирать точные данные для каждого сезона полного года.Затем эти данные следует сравнить с информацией USGS из вашего района, чтобы решить, был ли это засушливый год или влажный год. Информацию о снежном покрове в вашем районе можно получить в Службе охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США.

Минимальный расход необходим для точной оценки минимальной продолжительной выходной мощности, которую вы можете ожидать от гидроагрегата. Кроме того, оценка максимального расхода необходима, чтобы гарантировать, что ваша конструкция выдержит пиковое затопление.

Напор — это вертикальное расстояние в футах от поверхности питающей воды до места выхода воды из турбины.Головка оказывает давление, которое может быть преобразовано в полезную мощность, поэтому чем на большее расстояние падает вода, тем больше энергии доступно.

Считается, что низкий напор составляет менее 60 футов; высота головы 60 футов и более. Хотя есть исключения, 10 футов напора обычно является минимумом, необходимым для выработки энергии.

После того, как вы определили чистый напор и средний расход для вашего объекта, вы можете рассчитать выходную мощность вашего потока.

Определение потребности в энергии

Главный вопрос при проектировании осуществимости заключается в том, будет ли площадка вырабатывать достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии.Следует оценивать два типа оценок энергии — пиковое потребление и общее потребление. Пиковое потребление — это максимальная мощность, необходимая в любой момент времени. При использовании в домашних условиях пиковый спрос возникает, когда все электрические нагрузки включены одновременно. Общее потребление — это количество киловатт-часов, использованных за определенный период. Коммунальные предприятия обычно используют меру киловатт-часов в месяц.

Система, способная обеспечить полное потребление, не обязательно покроет потребности в пиковой мощности; потребление или мощность, возможно, придется отрегулировать.Если ваши потребности в энергии больше, чем ваш потенциальный источник энергии, вы можете рассмотреть возможность хранения электроэнергии в батареях или покупки дополнительной электроэнергии у коммунального предприятия для удовлетворения пиковых потребностей. Обратитесь в ближайшее коммунальное предприятие, чтобы обратиться за помощью на раннем этапе процесса.

Гидравлические колеса и водяные турбины — два основных типа гидроэнергетических машин. Водяные колеса — это традиционные устройства, используемые для преобразования энергии текущей и падающей воды в механическую энергию. Они используются для измельчения зерна, а также для работы на пилах, токарных станках, сверлильных станках и насосах.Обычно водяные колеса большого диаметра и медленно вращаются, они хорошо работают в ручьях с большими колебаниями потока. Решетки и решетки для мусора обычно не нужны, потому что палки, камни и грязь будут стекать по колесу в потоке воды. Водяные колеса можно использовать для производства электроэнергии, хотя большой диаметр и медленное вращение требуют, чтобы вращающийся вал приводил в движение гораздо более высокие обороты.

Поскольку водяные колеса работают на малых скоростях, они значительно менее эффективны, чем водяные турбины в производстве электроэнергии.Гидравлические колеса также громоздки, и в более суровых климатических условиях их приходится размещать в больших конструкциях, чтобы избежать образования льда зимой.

Водяные турбины вращаются на высоких скоростях, используются для выработки электроэнергии и могут достигать 70-80 процентов эффективности при производстве механической или электрической энергии. В то время как водяные колеса используют воду, переносимую в открытый желоб или канал, турбины получают энергию от воды, переносимой по напорным трубопроводам. Гидравлические турбины — сложное оборудование, и их необходимо тщательно устанавливать.

Кроме того, обломки, такие как камни, палки и песок, могут мешать работе лопастей, поэтому требуется решетка для мусора или сетка, чтобы предотвратить прохождение этого материала через турбину.

Компоненты системы

Типичная микрогидравлическая система состоит из нескольких компонентов. Водозаборная конструкция контролирует расход воды, которая будет использоваться. Напорный водовод или лоток переносит воду от водозаборного сооружения к турбине. Электростанция содержит водяную турбину, генератор и средства управления.

Расчет затрат

После того, как известны напор, расход и производительность системы, вы можете связаться с поставщиками оборудования, чтобы получить точные данные о затратах. Нет смысла связываться с этими людьми до того, как станут известны подробности сайта, поскольку стоимость оборудования будет значительно варьироваться в зависимости от сайта.

Стоимость сильно различается в зависимости от сайта и размера системы.

Соображения по охране окружающей среды

Гидравлические колеса и гидротурбины сами по себе оказывают незначительное воздействие на окружающую среду.Однако для большинства гидросистем требуется плотина для обеспечения постоянного источника воды. Строительство плотины на реке или ручье может оказать долгосрочное воздействие на окружающую среду. Водоток изменяется, и уровень грунтовых вод обычно поднимается за плотиной и опускается вниз по течению от сооружения. Вы создаете пруд или озеро там, где раньше существовала речная экосистема, поэтому может накапливаться ил, и вы, возможно, создали идеальную среду для размножения комаров.

Движение рыбы может быть заблокировано, если лестница не используется.Подъездные дороги могут способствовать эрозии и нарушать ландшафт. В целом, чем больше плотина, тем сильнее воздействие на окружающую среду. Если вы предвидите экологические последствия установки гидростанции, вы можете свести нарушение водотока к абсолютному минимуму. Имейте в виду, что вам, возможно, придется радикально изменить свой дизайн для работы с вашей местной экосистемой или, в некоторых случаях, полностью отказаться от гидроэнергетического проекта.

Разрешение и лицензирование

Прежде чем вы начнете строить свой поток, вы должны знать о нормативных конфликтах, с которыми вы можете столкнуться.Существует множество институциональных и юридических барьеров, и ваш проект будет идти гораздо легче, если эти потенциальные проблемы будут выявлены в начале графика, чтобы вы могли предпринять необходимые действия.

Несмотря на то, что многочисленные агентства обладают потенциальными полномочиями по выдаче разрешений или проверок, для проектов малой гидроэнергетики, вероятно, потребуется лишь несколько разрешений. Тем не менее время, необходимое для получения всех разрешений и лицензий, может составлять основную часть продолжительности проекта, поэтому для вас важно начать процесс получения разрешений на ранних этапах разработки вашего участка.

Требования к местным разрешениям

Прежде всего, вам следует связаться с местными органами власти, чтобы определить требования к местным разрешениям. В местном городском и окружном отделах планирования и общественных работ вам сообщат, какие разрешения необходимы. Все местные разрешения или требования должны быть удовлетворены до выдачи федеральных лицензий на гидроэнергетику. При создании объектов, влияющих только на собственность застройщика, проблем не возникает.

Государственные разрешительные требования

Застройщику гидроэнергетики необходимо получить ряд разрешений.Лучшим источником информации об этих разрешениях является Департамент экологических разрешений Департамента качества окружающей среды вашего штата и информация о качестве воды.

Как построить небольшую гидроэлектростанцию?

Когда дело доходит до природных ресурсов Земли, мы можем положиться практически на что угодно, чтобы дать нам энергию, если мы знаем, как ее использовать.

Есть солнечная энергия от солнца, энергия ветра от турбин и гидроэнергетика, использующая природную силу воды для выработки электроэнергии, каждая из которых имеет свои преимущества для обычного домовладельца.

Что же такое гидроэлектростанция и можно ли построить ее для себя?

Эти небольшие системы работают в миниатюрном масштабе крупных гидроэлектростанций, которые используют силу проточной или падающей воды для производства энергии, и при наличии необходимых материалов и технических знаний можно построить такую ​​для себя.

Однако с уже собранными мини-заводами, доступными для покупки, может оказаться дешевле и эффективнее купить уже изготовленный .

Имея у себя дома мини-гидроэлектростанцию, вы можете значительно сэкономить на текущих расходах на электроэнергию и быть уверенными, что вносите свой вклад на благо планеты.

Мы собираемся изучить, что такое гидроэнергетика и как вы могли бы построить свою собственную мини-станцию ​​с правильным ноу-хау.

Что такое гидроэлектростанция?

Гидроэлектростанция — это особый тип электростанции, производящий электричество, просто используя энергию воды.

Давление падающей или текущей воды используется для вращения пропеллеров турбины, которая затем вращает металлический вал, расположенный внутри генератора.

Этот генератор имеет двигатель, который вырабатывает электроэнергию , которая затем может быть отправлена ​​в блок питания или сеть и доступна для домов и предприятий.

Гидроэлектростанции бывают всех размеров: от микростанций, обеспечивающих до 100 киловатт энергии для домов и ферм, до крупных гидроэлектростанций, которые могут производить более 30 мегаватт энергии.

В зависимости от потребностей дома или бизнеса в электроснабжении вы можете установить один, который будет обеспечивать вас всей или частью электроэнергии, поэтому вам не придется полагаться на альтернативы, производящие углерод.

Каковы преимущества мини-гидроэлектростанции?

Каждый раз, когда мы меняем обычное потребление электроэнергии на природную энергию, получаемую из земли, мы приносим столько пользы себе и планете.

Вот некоторые из преимуществ наличия собственной мини-гидроэлектростанции или строительства ее для себя.

  • Экономия денег на счетах за электричество и снижение зависимости от источников электроэнергии с выбросами углерода.
  • Использование чистого источника топлива, такого как вода, снижает количество загрязнений, которые оно создает, чтобы приносить вам энергию.
  • Гидроэлектроэнергия считается внутренним источником энергии, что означает, что каждое государство может управлять своими собственными электростанциями, не нуждаясь в других международных источниках топлива, таких как уголь.
  • Гидроэнергетика — это возобновляемый и надежный источник энергии, который никогда не истощится, если вода будет продолжать течь.
  • В зависимости от настройки, некоторые гидроэлектростанции могут вырабатывать полную мощность за минимальное время и быть ценными для обеспечения широкого резервного питания во время перебоев в подаче электроэнергии.
  • Зная, что у вас есть собственный источник чистой, естественной энергии, на который можно положиться, и самодостаточный дом, для работы которого не требуются какие-либо источники топлива.

Можно ли построить гидроэлектростанцию?

Можно построить любые типы возобновляемых источников энергии, такие как солнечные панели, ветряные турбины и даже гидроэлектростанции.

Хотя для того, чтобы все заработало, необходимы некоторые базовые знания в области гидроэнергетики и правильного водоснабжения дома. На реализацию подобных проектов могут уйти годы, поэтому, если вы ищете быстрое решение, оно, вероятно, не будет идеальным.

Создание собственной гидроэлектростанции требует различных этапов, включая земляные работы для поиска подземных вод, установку трубопроводов и турбин, а также строительство двигателей для выработки электроэнергии.

На создание всего процесса может уйти лет, и для этого требуются юридические разрешения и другие нормативные требования, поэтому рассчитывайте потратить некоторое время и усилия на проект.

В большинстве случаев строительство собственной гидроэлектростанции — это подробный проект, который нужно выполнить, если у вас есть необходимые навыки, но этого может быть недостаточно для обеспечения энергией вашего дома в нужное время.

Существуют готовые мини-электростанции, доступные для покупки, которые могут быть более эффективными, чем создание собственных, поэтому вам придется взвесить, какой из них лучше.

Законность строительства вашего собственного завода

Каждый раз, когда вы решаете вырабатывать собственное электричество дома, вам нужно будет рассмотреть юридические последствия.

Независимо от того, хотите ли вы установить солнечную батарею или генератор, существуют правила, которых необходимо придерживаться, и это особенно верно даже для самой маленькой гидроэлектростанции.

Право на производство собственной энергии разрешено общим правом, поскольку это способ продуктивного использования их собственности и дома.

Тем не менее, необходимо учитывать такие вещи, как выбросы в атмосферу, шум и проблемы с землей, поэтому, прежде чем вы попытаетесь построить гидроэлектростанцию ​​на собственном заднем дворе, вам нужно будет провести юридическое обследование.

Помня об этих более мелких деталях, рекомендуется поговорить со специалистом о гидроэнергетике и о том, что разрешено в вашем штате и регионе.

Они смогут посоветовать вам такие вещи, как мандаты, экономические стимулы и меры защиты, которые могут помешать вам использовать гидроэлектростанцию, поэтому все это следует учесть перед тем, как вы приступите к работе.

Стоимость и трудозатраты малых гидроэлектростанций

По рентабельности гидроэлектростанции считаются лучшими из всех возобновляемых источников энергии.

Этот чистый вид электричества является надежным и последовательным, что делает его отличным выбором для дома, а поскольку его можно структурировать для удовлетворения различных нагрузок и пиковых требований, он может удовлетворить потребности любого человека.

Чтобы установить мини-гидроэлектростанцию, различных затрат зависят от источника воды и выбранной вами конфигурации .

Стандартная 10-киловаттная микрогидроэнергетическая система обеспечивает достаточно энергии для стандартного дома и может стоить от нескольких тысяч долларов до 10 000 долларов.

Лучший способ оценить, подойдет ли это для вашего дома, — это посмотреть на потребление и затраты на электроэнергию и сравнить счета за последние несколько лет.

Если покупка и установка гидроэнергетической системы дома в конечном итоге сэкономит вам деньги и поможет внести свой вклад в защиту окружающей среды, рекомендуется использовать ее как лучший природный источник энергии.

Природная сила воды

Сегодня существует так много вариантов природных источников энергии, из которых гидроэнергетика является одной из самых популярных.

Учитывая, что 20 процентов электроэнергии в мире вырабатывается за счет гидроэнергетики, почему бы не использовать ее для своего дома с одной из этих микросистем.

Как и другие природные источники энергии, вы можете выбрать тот, который подходит конкретно для вашего дома, и убедитесь, что он является наиболее энергоэффективным.

Хотя это может быть забавный проект, чтобы заняться его созданием для себя, часто лучше купить готовую систему и установить ее правильно, чтобы быть уверенным, что она работает наилучшим образом.

Какой бы вариант вы ни выбрали, вы сделаете удивительные вещи для своего дома и планеты, переключившись на гидроэнергетику.

Этот природный источник энергии является мощным, стабильным и экономичным, поэтому он отвечает всем критериям того, что мы должны искать в устойчивом и возобновляемом источнике энергии.

Связанные вопросы

Гидроэлектростанции могут показаться сложными системами, но в основном они используют энергию воды для выработки энергии.

Если у вас есть дополнительные вопросы о гидроэнергетике и этих станциях, мы ответили на некоторые из наиболее распространенных, которые могут дать вам больше информации о том, как они работают.

В чем преимущество гидроэнергетики?

Наличие гидроэлектростанции означает, что вы полагаетесь на возобновляемый и безуглеродный источник энергии.

Вода — это бесплатный ресурс, к которому имеет доступ большинство людей, и помимо стоимости земли и системы, он будет работать годами, обеспечивая вас бесплатным электричеством.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *