DIY mikro hidroelektrik santrali. Kendin yap hidroelektrik jeneratörü veya ev yapımı hidroelektrik santrali

Evin yakınında baraj veya dere bulunan bir gölet varsa, mükemmel bir ücretsiz ek enerji kaynağı yapabilirsiniz. Makale, kendi elinizle bir su çarkına dayalı bir hidroelektrik santrali nasıl yapabileceğinizin bir örneğini ele alacaktır. Bu şekilde üretilen bir elektrik santrali, küçük bir akıma kurulduğunda 6 A'ya kadar bir akım iletebilir, kurulum 2 A sonuç gösterdi. Bu, alıcıyı ve birkaç ampulü açmak için yeterlidir. Güç, su akışının ne kadar güçlü olduğuna bağlıdır.

Malzemeler ve araçlar:
- sacın köşeleri ve kenarları;
- tekerlek oluşturmak için diskler (sıra dışı olan Onan jeneratör kasasından kullanılır);
- jeneratör (iki adet 28 cm Dodge fren diskinden yapılmıştır);
- mil ve yataklar da Dodge'dan alındı;
- yaklaşık 15 mm kesitli bakır tel;
- Neodim mıknatıslar;
- kontrplak;
- polistiren reçinesi (stator ve rotoru doldurmak için gereklidir).

Adım bir. Bir tekerlek oluşturun
Tekerleği oluşturmak için iki çelik diske ihtiyacınız olacak. Bu durumda, çapları 28 cm'dir (11 inç). Diskin, bıçakların nereye takılacağının açıkça görülebilmesi için işaretlenmesi gerekir. Bıçakları yapmak için 4 inçlik bir boru alınır ve uzunlamasına 4 parçaya kesilir. Tekerleğin toplam 16 bıçağı vardır. Diskleri sabitlemek için dört cıvata ile birlikte çekilirler. Ardından bıçakları istediğiniz pozisyonlara ayarlayabilirsiniz. Kaynakla kaynatılırlar. Diskler arasındaki boşluk 10 inç, yani tekerleğin uzunluğu 10 inç.

Artık aksa bir tekerlek takabilirsiniz ve hidroelektrik santralinin mekanik kısmı neredeyse hazır. Jeneratörü monte etmek ve kurmak için kalır.
Nozulun yüksekliği ayarlanabilir, bu da duruma göre su akışını kontrol etmenizi sağlar.

Son olarak bobinler polietilen reçine ile doldurulur ve bitmiş stator dışarı çıkar. 14 "çapında ve 0,5" kalınlığındadır.

Alüminyum kapağın altında üç fazlı alternatif akımdan doğru akıma doğru yapılmış redresörler bulunmaktadır. Ampermetre ölçeği 6 A'ya kadar bir aralığa sahiptir. Mıknatıslar arasındaki en küçük boşluk ile cihaz, 38 rpm'de 12 Volt çıkış verir.

Jeneratörün arkasında, hava boşluğunu ayarlamanıza izin veren iki trim vidası vardır. Böylece jeneratör için en uygun parametreleri seçebilirsiniz.

Adım dört. Jeneratörün montajı ve kurulumunun son aşaması
Tüm bağlantı elemanları ve su çarkı boyanmalıdır. İlk olarak, cihazın daha güzel görünmesini sağlayacaktır. İkincisi, boya metali su kaynağının yakınında hızla görünecek olan pastan koruyacaktır. Jeneratörü, sıçramaları saptıran koruyucu bir kanatla donatmak güzel olurdu, ancak yazar doğru malzemeye sahip değildi.

Kır evinizden çok uzakta olmayan küçük bir nehir veya akarsu olması durumunda, eviniz için bağımsız olarak düşük güçlü bir hidrojeneratör oluşturabilirsiniz. Kendi kendine yapılan bir hidroelektrik santrali ücretsiz elektrik sağlayacaktır.

Size çok para kazandırmayabilir, ancak kendi güç kaynağınızın olduğunu anlamak çok daha pahalıya mal olur. Eve merkezi bir güç kaynağının olmadığı durumlar vardır. O zaman çok önemsiz güç kapasiteleri bile çok faydalı olabilir.

Küçük bir hidroelektrik santrali için elektrik kaynakları şunlar olabilir:

1. Nehirler veya akarsular.
2. Göl dolusavaklarında yükseklik farklılıkları.
3. Teknik oluklar.

Yenilenebilir bir kaynaktan çalışan elektrik üreten diğer cihazlarla karşılaştırıldığında, hidrojeneratörler en karmaşık olanıdır. Bir mini hidroelektrik santral kurmaya karar verirseniz, ilk adım nehrin akış hızını ölçmektir. Bunu yapmanın en kolay yolu, bir cismin 10 metreyi kaç saniyede yüzeceğini belirlemektir. Hız saniyede 1 metreden az ise, verimli bir hidroelektrik santral çalışmayacaktır. Ancak kanalı yapay olarak daraltırsanız veya küçük bir baraj yaparsanız, akış hızı biraz artabilir.

Mikro hidroelektrik santrali belirli bir su basıncı kuvveti gerektirir - hidrolik türbinin kanatlarına düşen jet jeneratörü çalıştırır. Bu prensibe göre hareket eden tesisat elektrik üretir. Su akışının gücü, ya su seviyelerindeki doğal farklılığa (türetme) ya da kanalın bir baraj vasıtasıyla suni olarak daralmasına bağlıdır.

Belli bir miktar elektrik üretebilmek için yükseklik farkının yaklaşık 1-2 metre, su tüketiminin ise saniyede 90 litre olması gerekir. Engebeli arazi koşullarında, mini hidroelektrik santralleri basitçe yeri doldurulamaz. Kurulum süreci oldukça basittir ve özel bilgi ve beceri gerektirmez.

Tasarıma ve çalışma prensibine bağlı olarak, kendi kendine yapılan hidroelektrik santrallerin birkaç ana türü vardır.

1. Çelenk. Nehrin bir tarafından diğer tarafına uzanan bir kablodan oluşur. Üzerine su akışı sayesinde dönen rotorlar sabitlenmiştir. Buna karşılık, rotorlar, bir ucu yatağa, diğeri ise jeneratör miline bağlı olan kabloyu döndürür.
2. Su tekerleği. Ev yapımı bir hidroelektrik santrali için önemli bir detay. Tekerleğin su yüzeyine dik olan bıçakları vardır. Su, çarkın kendisinin dönmesinin bir sonucu olarak bıçaklara baskı uygular.
3. Pervane. Nehir yatağının 10 m'den daha geniş olması durumunda mini hidroelektrik santraller için mükemmel bir seçenek Pervane rotoru dikey konumda monte edilmiştir. Pervanenin yaklaşık 2 cm'lik küçük kanatları vardır Nehir akış hızı saniyede 2 metreden fazla ise diğer kanat boyutlarının seçilmesi tavsiye edilir.
4. Rotor Darya. Kanatlarındaki basınç farkından dolayı dönen dikey olarak monte edilmiş bir rotordur.

Bu tür mini hidroelektrik santraller, yapılarının bir baraj inşaatı gerektirmemesi gerçeğiyle birleşiyor. Baraj, inşaat fiyatı ev yapımı ürünlerin maliyetinden birkaç kat daha yüksek olan yüksek hassasiyetli ve pahalı bir nesnedir. Bir mini hidroelektrik santralinin kapasitesinin elektrik enerjisi ihtiyaçlarını karşılaması gerektiğine dikkat edilmelidir.

Hibrit hidroelektrik santraller

İhtiyaçlarınızın bir ev hidroelektrik santralinin ürettiğinden daha fazla elektrik enerjisi gerektirmesi durumunda, en iyi seçenek hibrit tip santral ve dizel jeneratör kurmaktır. Ancak bu tasarımın aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli dezavantajları vardır:

1. Yüksek gürültü seviyesi ve çevre kirliliği riski yoktur.
2. Çalışmaları önemli malzeme maliyetleri gerektirir. Bu tür ekipmanların yardımıyla üretilen bir elektrikçinin fiyatı yaklaşık 20 ruble olacaktır. kWh başına.
3. Dizel jeneratörlerin düzenli olarak kapatılmasıyla çalışma süreleri önemli ölçüde azalır, jeneratörün verimliliği önemli ölçüde azalır.

Hibrit bir enerji santrali kurmak için en uygun çözüm, yedek olarak dizel jeneratörleri kullanmaktır. Tüketiciye gerekli güç sağlanırsa devre dışı bırakılırlar. Kendi kendine yapılan hidroelektrik santrali, gerekli gücün enerjisini üretmeyi bıraktığı anda, dizel jeneratör devreye girer ve elektrik eksikliğini giderir.

Mini hidroelektrik santrallerin avantajları

1. Mini hidroelektrik santralinin inşaatı ve kullanım süresi boyunca doğal peyzaja herhangi bir zarar gelmemiştir.
2. Bir mini hidroelektrik santralinin kurulumu suyun kalitesini bozmaz: doğal özelliklerini korur.
   Hava koşulları santralin çalışmasını etkilemez.
3. Büyük ölçekli enerji mühendisliğinde gözlemlenen hiçbir sorun yoktur: pahalı yapıların inşası veya alanın su basması.

Hidroelektrik santrallerin verimliliği nasıl artırılır

Üretilen elektrik miktarını biraz artırmanız gerekiyorsa, yükseklik farkı oluşturarak debide bir artış organize edebilirsiniz. Bu sorunun en basit çözümü, hazneye bir tahliye borusu takmaktır. Bu durumda, akış hızını doğrudan etkileyeceği için borunun çapını dikkate almak gerekir. Ne kadar küçükse, hız o kadar büyük olur. Bu yöntem, evin yakınında küçük bir akış olsa bile bir mini hidroelektrik santral kurmanıza izin verir. Bir jeneratör oluştururken kaliteli malzemeler kullanan mini hidroelektrik santrali, bu ekipmanı ev ihtiyaçları için başarıyla çalıştırabilir.

Mini hidroelektrik santrali, büyük miktarda elektrik üretmeyen küçük bir hidroelektrik santraldir.

Mini hidroelektrik santralinin çalışma prensibi

Küçük hidroelektrik santrallerin çalışma prensibi, büyük santrallerin çalışma prensibinden farklı değildir. Bir su oluşumunun, bir nehrin, bir gölün, bir rezervuarın suyu, kütlesi tarafından oluşturulan basıncın etkisi altında, belirli bir yönde hareket eder ve bir hidrolik türbinin kanatlarına girer. Türbin, dönme hareketini bir elektrik akımı üreten jeneratörün dönme hareketine iletir.
Su basıncı, bir barajın inşası veya suyun doğal akışı veya aynı anda her ikisi tarafından oluşturulur.

Cihaz sınıflandırması

Küçük hidroelektrik santrallerinin 5,0 MW'a kadar güç ürettiği düşünülmektedir.
Mevcut küçük hidroelektrik santralleri şu şekilde sınıflandırılır:

1. Eylem ilkesi

• Bir "su çarkı" kullanarak - bu durumda, alıcı çark su yüzeyine paralel olarak su ortamına yerleştirilirken, yalnızca kısmen daldırılır. Tekerleğin kanatlarına basınç uygulayan su kütleleri, onu, jeneratörün dönme hareketine iletilen dönme hareketine getirir.
• Çelenk yapısı - cihazın bu versiyonunda, rotorların sıkıca tutturulduğu karşıt bankalardan bir kablo döşenir. Su kütleleri ileriye doğru hareket ediyor ve rotorları döndürüyor. Rotorların dönme hareketi, dönerken dönme hareketini jeneratörün dönme hareketine ileten kabloya iletilir. Jeneratör kıyıya kurulur.
• Darrieus rotorlu - bu tip cihazların çalışmasının temeli, rotor kanatları arasındaki basınç farkıdır. Basınç farkı, rotorun karmaşık yüzeyleri etrafında akan su ile yaratılır.
• Bir pervane ile - çalışma prensibi, bir rüzgar jeneratörününkine benzer, ancak mini hidroelektrik santrallerde kanatların sulu bir ortama yerleştirilmesi farkıyla.

2. Uygulama olanakları

• Endüstriyel kullanım (180 kW ve üzeri) - işletmelere güç sağlamak veya tüketicilere satmak için kullanılır.
• Ticari kullanım (180 kW'a kadar) - düşük enerjili işletmelere ve bir grup eve güç sağlamak için kullanılırlar.
• Ev içi kullanım (15 kW'a kadar) - bireysel evlere ve küçük nesnelere güç sağlamak için kullanılır.

3. Türbin tasarımına göre

• Eksenel - bu tasarımın birimlerinde, su türbinin ekseni boyunca hareket eder ve dönmeye başlayan kanatların üzerine düşer.
• Radyal eksenli - bu tasarımda, su başlangıçta türbin eksenine göre radyal olarak ve daha sonra dönüş eksenine göre hareket eder.
• Kova - su, kepçenin (bıçağın) yüzeyine nozullardan girer, bu nedenle su hızı artar, türbin kanadına çarpar, türbin döner, bir sonraki bıçak devreye girer ve işlem devam eder
• Kaplan - kanatlar, türbinin dönüşü ile aynı anda kendi eksenleri etrafında döner.

4. Kurulum koşullarına göre

Cihazın artıları ve eksileri

Kullanmanın faydaları şunları içerir:

• Çevre için tesislerin ekolojik güvenliği;
• Tükenmez bir enerji kaynağı;
• Üretilen enerjinin düşük maliyeti;
• Tesislerin özerkliği;
• Tesisatların güvenilirliği;
• Uzun servis ömrü.

Kullanmanın dezavantajları şunlardır:

• Su kütlelerinin sakinleri için potansiyel tehlike;
• Sınırlı kurulum kurulum koşulları olasılığı.

Tesis ve ekipman üreticileri

Ülkemizde ve yurt dışında sınırlı sayıda işletme mini hidroelektrik santraller için ekipman üretimi yapmaktadır. Bu, gerekli su kütlelerinin az mevcudiyeti nedeniyle küçük hidroelektrik santrallerinin sınırlı kullanımı ve farklı ülkelerde enerjinin gelişme eğilimleri ile açıklanmaktadır.

Bu iş alanında başarıyla faaliyet gösteren yabancı firmalardan bunlar;

• CINK Hydro-Energy Çek Cumhuriyeti - ekipman tasarımı ve tedarikinden ünitelerin kurulumuna ve devreye alınmasına kadar tüm işleri gerçekleştirir.
• "Mikro hidroelektrik" Çin - ev içi kullanım için küçük tesisler için ekipman setleri üretir ve satar.
• Mühendislik ve teknik şirket LLC "Hydroponics", Bişkek, Kırgızistan. Şirket, küçük hidroelektrik santraller için hidro jeneratörler üretir ve satar.

Rusya'da, bu pazar tarafından işletilmektedir.

• LLC "AEenerji", Moskova. Şirket, alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesini desteklemektedir. Küçük hidroelektrik alanında şirket, devreye alınan kurulumların tasarımından bakımına kadar eksiksiz bir hizmet yelpazesi sunmaktadır.
• Sektörler arası bilimsel ve teknik dernek "MNTO INSET", St. Petersburg. Şirket, mini hidroelektrik santralleri için ekipman tasarımı ve geliştirmesi, ürünlerinin üretimi ve montajı ile uğraşmaktadır. Ürün grubu şunları içerir:
  • Pervaneli pervaneli mini hidroelektrik santrali, gücü 5,0 ila 100 kW;
  • Çapraz çarklı mini hidroelektrik santrali, gücü 20.0 kW;
  • 180 kW'a kadar kapasiteye sahip bir kova çarklı mini hidroelektrik santrali;
  • Küçük hidroelektrik santraller için hidroelektrik üniteleri.
• NPO Inversion şirketi, Yekaterinburg. Şirket, 10 kW'a kadar kapasiteye sahip ekipman ve mini hidroelektrik santral setleri üretmektedir.

DIY mini hidroelektrik santrali

Kendi ellerinizle yapmak için ustalığa, ellerinizle çalışma yeteneğine ve bir su kütlesine ihtiyacınız var,
evet, bir araba jeneratörü, herhangi bir araçtan bir tekerlek ve bir şanzıman mekanizması (kasnaklar, dişliler, dişli şanzımanı) gibi önemsiz şeyler.

İlk önce bir su çarkı yapmanız gerekir. Bunu yapmak için bisiklet, motosiklet veya arabadan bir tekerlek alın. Bıçaklar tekerleğin çapına bağlanmıştır, bunun için güçlü olduğu ve bükülmediği sürece herhangi bir malzemeyi kullanabilirsiniz - demir, kontrplak, sert plastik, ebonit vb. Çalışma sırasında hasar gören bıçakların değiştirilebilmesi için cıvatalı bir bağlantı ile sabitlemek en iyisidir. Bıçaklar birbirinden eşit uzaklıkta.

Tekerleğin sabitlendiği bir çerçeve yapılır. Çerçeveye bağlantı noktalarında, içine tekerleğin dönme ekseninin yerleştirildiği yatakların takılmasını sağlamak gerekir. Aksın bir ucuna büyük bir kasnak veya büyük bir zincir dişlisi monte edilmiştir. Jeneratör aksına küçük bir kasnak veya daha küçük bir zincir dişlisi monte edilmiştir.

Tekerleğin dikey montajı ile kendi kendine yapılan mini hidroelektrik santralinin bir çeşidi

Tekerlek suya yerleştirilir, su yüzeyine dik düzlemde dikey kurulum veya tekerlek tamamen suya daldırıldığında yatay olabilir. İkinci durumda, tekerleğin disk kalınlığının 2/3'ünden fazla suya daldırılmaması gerektiği dikkate alınmalıdır.
Kasnaklar birbirine bir kayışla, dişliler bir zincirle bağlanmıştır.

Sistem kullanıma hazırdır.

Hep evimin çevresinden akan dereden elektrik almak istemişimdir. Yaklaşık üç yıl önce, daha büyük bir türbin çarkının çalışıp çalışmayacağını test etmek için geçici bir türbin kurdum.

Bu tekerleğin demo versiyonu, eski tekerlek sehpalarından ve bıçak olarak ahşap paletlerden yapılmıştır.

Jeneratör olarak, bir Ametec tahrik motorundan eski bir DC şeridi kullandım. Her şeyi halletmek için bir mini motosiklet zinciri ve 70 ve 9 dişli (tekerlek dönüşü ve motor için) zincir dişlileri kullandım. Tüm ürünlerin fiyatı 30 TL civarındadır.

Maksimum 25 watt üretti ve esas olarak Ametec motorunun ve tekerlek boyutunun sınırlamaları nedeniyle yaklaşık bir yıl çalıştı ve beni daha büyük bir türbin yaratmaya teşvik etti.

Öncelikle derenin suyuna bir baraj yapmalıydım ki su seviyesi göğsüme yakın olsun. Yazın sonunu beklemeden bir sintine pompası yardımıyla suyu boşalttım ve bir çimento barajı yaptım.

Türbin çarkları benim için yerel inşaatçılar tarafından gemi inşası kaplaması ve döşemesi için kullanılan 13 mm kalınlığında, dayanıklı laminattan yapıldı. Bıçakları da aynı malzemeden yaptım. Son olarak diskleri ve bıçakları ömürlerini uzatmak için özel bir su itici bileşik ile kapladım.

Türbin tabanını meşe kütüklerinden yaptım. Meşe çok sert çıktı, bu yüzden kütükleri taş çerçeveye vidalarken tamir etmek zorunda kaldım. Delik açmam gerekiyordu ve bunun için türbini dengelemek ve tüm boyutları ayarlamak ve cıvataları sıkmak için bağlamak zorunda kaldım.

Tekerleği taktıktan sonraki adım, sürücü ve jeneratörle ilgili sorunu çözmekti.

Başlangıçta bir Minimoto sürücüsü kullandım, ancak daha sonra diş aralığından dolayı küçük zincir kaymaya başladı ve bir rulman tedarikçisinden 3/8 hatveli zincirler ve dişliler satın almaya karar verdim. Jeneratör, Windblue Power Daimi Mıknatıslı Jeneratör (PMG) sağladı. 150 rpm'de 12V üretebilmektedir. Genellikle dönüştürülmüş bir araba jeneratörü olarak kullanılır. Geleneksel bir jeneratör 3000 rpm'de sadece 12 volt verir. Bu motoru ABD'den posta ücreti dahil 135 sterline sipariş ettim.

Çark çok yavaş dönüyordu ve barajın altında suyun dar bir havalandırmada toplandığı ve bıçakların üzerine daha güçlü bir şekilde döküldüğü kademeli bir karter yapmak zorunda kaldım.

Ayrıca, ana çerçeve raylarını 1 cm çelik kablo ile sabitledim ve mümkünse, baraj aniden patladığında veya kuvvetli bir rüzgar olduğunda cihazı hasardan korumak için tabanı 1 fit uzunluğunda ankraj cıvatalarıyla güçlendirdim.

Türbin, 4x55AH Yepyeni akümülatörlerle donatılmıştır. Onların yardımıyla dizüstü bilgisayarımı sürekli şarj ediyorum. Ayrıca garajı ve evi aydınlatmak için iki adet askeri çekişli kurşun-asit akü 2x110Ah Hawker aldım. İki farklı akü tipine voltaj beslemesi farklı kablolardan gelir.

Yaklaşık 1 yıldır bu sistemi kullanıyorum. Çıkış gücü 50 W, zirvede 500 W'a kadar çıkıyor. Suyun azalması ve sel sırasında ana akışın tıkanması nedeniyle türbin birkaç kez durduruldu. Ve böylece - tüm yıl boyunca çalışır.

Tercüme: Yaroslav Nikolaevich

Son zamanlarda, elektrik tarifelerindeki artış nedeniyle, pratik olarak ücretsiz olan yenilenebilir enerji kaynakları giderek daha önemli hale geliyor.

Küçük hidroelektrik santrali veya küçük hidroelektrik santrali (SHPP) nispeten az miktarda elektrik üreten ve 1 ila 3000 kW kapasiteli hidroelektrik santrallerine dayanan bir hidroelektrik santralidir. Tüm ülkeler için genel olarak kabul edilen küçük bir hidroelektrik santrali kavramı yoktur; kurulu kapasiteleri bu tür hidroelektrik santrallerin temel özelliği olarak alınır.

Küçük hidroelektrik tesisleri kapasiteye göre şu şekilde sınıflandırılır:

• 100 kW'a kadar kapasiteye sahip mini hidroelektrik santralleri için ekipman;
• 1000 kW'a kadar kapasiteye sahip mikro hidroelektrik santraller için ekipman.

Bilinen klasik üçlüden: güneş panelleri, rüzgar jeneratörleri, hidroelektrik jeneratörler (HES), ikincisi en karmaşık olanlarıdır. Birincisi, agresif koşullarda çalışırlar ve ikincisi, eşit bir zaman diliminde maksimum çalışma süresine sahiptirler.

Barajsız hidroelektrik santralleri kurmanın en kolay yolu, bir barajın inşası oldukça karmaşık ve pahalıdır ve genellikle yerel makamlarla veya en azından komşularla koordinasyon gerektirir. Barajsız mini hidroelektrik santrallere akış yolu denir. Bu tür cihazlar için dört ana seçenek vardır.

Mini hidroelektrik santral çeşitleri

Su tekerleği su yüzeyine dik olarak monte edilmiş bir çarktır. Çark yarıdan daha az akıntıya daldırılmıştır. Su, bıçaklara baskı yapar ve çarkı döndürür. Akışkan jeti için optimize edilmiş özel kanatlı türbin çarkları da vardır. Ancak bunlar ev yapımı olmaktan çok fabrika yapımı oldukça karmaşık yapılardır.

Garland mini hidroelektrik santrali- rotorları sıkıca sabitlenmiş bir kablodur. Kablo nehrin bir tarafından diğer tarafına atılır. Rotorlar bir kabloya boncuk gibi dizilmiş ve tamamen suya daldırılmış durumda. Su akışı rotorları döndürür, rotorlar kabloyu döndürür. Kablonun bir ucu yatağa, diğer ucu ise jeneratör miline bağlıdır.

Rotor Darrieus kanatları arasındaki basınç farkı nedeniyle dönen dikey bir rotordur. Basınç farkı, karmaşık yüzeylerin etrafındaki sıvı akışı nedeniyle oluşur. Etki, hidrofillerin kaldırılmasına veya bir uçak kanadının kaldırılmasına benzer.

pervane dikey rotorlu bir sualtı "rüzgar türbini" dir. Bir hava pervanesinin aksine, bir su altı pervanesinin minimum kanat genişliği vardır. Su için sadece 2 cm kanat genişliği yeterlidir, bu genişlik ile minimum direnç ve maksimum dönüş hızı olacaktır. Bu kanat genişliği, saniyede 0,8-2 metrelik bir akış hızı için seçilmiştir. Daha yüksek hızlarda, diğer boyutlar muhtemelen optimaldir.

Çeşitli mini HES sistemlerinin avantajları ve dezavantajları

Dezavantajları çelenk SHPP bariz: yüksek malzeme tüketimi, diğerleri için tehlike (uzun su altı kablosu, suya gizlenmiş rotorlar, nehri bloke ediyor), düşük verimlilik. Garlandnaya HES küçük bir barajdır. Rotor Darrieusüretimi zor, işin başında bükülmemiş olması gerekiyor. Ancak rotor ekseninin dikey olarak konumlandırılması ve PTO'nun ek dişliler olmadan su üzerinde gerçekleştirilebilmesi çekicidir. Böyle bir rotor, akış yönündeki herhangi bir değişiklikle dönecektir.

Bu nedenle, üretim kolaylığı ve minimum maliyetle maksimum verim elde edilmesi açısından, tipte bir tasarım seçmek gerekir. su tekerleği veya pervane.

Küçük hidroelektrik santral tasarımı

Küçük hidroelektrik santrali bir güç ünitesi, bir su girişi ve kontrol elemanları içeren bir hidrolik üniteye dayanmaktadır. Küçük hidroelektrik santralleri tarafından hangi hidro kaynakların kullanıldığına bağlı olarak, bunlar birkaç kategoriye ayrılır:

Küçük rezervuarlı kanal veya baraj istasyonları;

Nehirlerin serbest akışının enerjisini kullanan sabit mini hidroelektrik santraller;

Çeşitli su tesislerinde su seviyesindeki mevcut düşüşleri kullanan SHPP'ler;

Basınç türevi olarak plastik borular veya esnek takviyeli hortumlar kullanan konteynerlerdeki mobil mini hidroelektrik santraller.

Küçük hidroelektrik santraller için hidroelektrik ünite çeşitleri

Küçük bir hidroelektrik santralinin temeli, sırayla bir tür türbine dayanan bir hidrolik ünitedir. Aşağıdakilere sahip hidrolik üniteler vardır:

Eksenel türbinler;

Radyal eksenli türbinler;

Kovalı türbinler;

Kaplan türbinleri.

SHPP'ler sınıflandırılır ve su basıncının maksimum kullanımına bağlı olarak:

Yüksek basınç - 60 m'den fazla;

Orta basınç - 25 m'den itibaren;

Düşük basınç - 3 ila 25 m.

Ekipmanda kullanılan türbin türleri, mikro hidroelektrik santralinin kullandığı su basıncından farklıdır. Kovalı ve radyal eksenli türbinler, yüksek basınçlı hidroelektrik santraller için tasarlanmıştır. Orta basınç istasyonlarında Kaplan ve radyal eksenli türbinler kullanılmaktadır. Düşük basınçlı küçük hidroelektrik santrallerinde (SHPP'ler), esas olarak Kaplan türbinleri betonarme odalara kurulur.

Bir mini hidroelektrik santralinin türbininin çalışma prensibine gelince, tüm tasarımlarda pratik olarak aynıdır: basınç altındaki su, dönmeye başlayan türbin kanatlarına girer. Dönme enerjisi, elektrik üretmekten sorumlu olan bir hidrojeneratöre aktarılır. Nesneler için türbinler, su basıncının ana olduğu bazı teknik özelliklere göre seçilir. Ek olarak, türbinler, kit ile birlikte gelen oda tipine bağlı olarak seçilir - çelik veya betonarme.

Bir mini hidroelektrik santralinin gücü, suyun basıncına ve akış hızına ve ayrıca kullanılan türbin ve jeneratörlerin verimliliğine bağlıdır. Doğa kanunlarına göre, su seviyesinin mevsime bağlı olarak sürekli değişmesinden ve ayrıca bir dizi nedenden dolayı, bir hidroelektrik istasyonunun gücünün bir ifadesi olarak çevrimsel gücü almak gelenekseldir. Örneğin, yıllık, aylık, haftalık veya günlük çalışma döngüleri arasında bir ayrım yapılır.

Bir mini hidroelektrik santrali seçerken, tesisin özel ihtiyaçlarına uyarlanacak ve aşağıdaki kriterleri karşılayan güç ekipmanlarına odaklanılmalıdır:

Güvenilir ve kullanımı kolay kontrollerin ve ekipman çalışma kontrolünün mevcudiyeti;

Gerekirse manuel kontrole geçme özelliği ile otomatik modda ekipman kontrolü;

Hidroelektrik ünitesinin jeneratörü ve türbini olası acil durumlara karşı güvenilir korumaya sahip olmalıdır;

Küçük hidroelektrik santrallerinin kurulumu için inşaat işinin alanı ve hacmi minimum düzeyde olmalıdır.

Mini hidroelektrik santralleri kullanmanın faydaları:

Küçük hidroelektrik santrallerinin, bu ekipmanı giderek daha popüler hale getiren bir takım avantajları vardır. Her şeyden önce, çevre koruma sorunları ışığında giderek daha önemli hale gelen bir kriter olan mini hidroelektrik santrallerinin çevre güvenliğini belirtmekte fayda var. Küçük hidroelektrik santraller, suyun özelliklerini veya kalitesini olumsuz yönde etkilemez. Düşük güçlü hidroelektrik santralinin kurulu olduğu su alanları hem balıkçılık faaliyetleri için hem de yerleşim yerleri için su temini kaynağı olarak kullanılabilir. Ayrıca küçük hidroelektrik santrallerin işletilmesi için büyük rezervuarlara gerek yoktur. Küçük nehirlerin ve hatta akarsuların akımlarının enerjisini kullanarak işlev görebilirler.

Ekonomik verimlilik açısından mikro ve mini hidroelektrik santrallerin burada da birçok avantajı vardır. Modern teknolojiler dikkate alınarak geliştirilen istasyonların kullanımı kolaydır, tam otomatiktir. Bu nedenle, ekipman insan varlığını gerektirmez. Uzmanlar, küçük hidroelektrik santraller tarafından üretilen akımın kalitesinin hem voltaj hem de frekansta GOST gereksinimlerini karşıladığını belirtiyor. Aynı zamanda, mini hidroelektrik santraller hem otonom olarak hem de elektrik şebekesinin bir parçası olarak çalışabilir.

Küçük hidroelektrik santrallerinden bahsetmişken, en az 40 yıl olan tam hizmet ömürleri olarak avantajlarını belirtmekte fayda var. Ve en önemlisi, küçük ölçekli enerji tesisleri, bölgenin su basması ve muazzam maddi hasar ile büyük rezervuarların organizasyonunu gerektirmez.

En önemli ekonomik faktörlerden biri hidroteknik kaynakların sonsuz yenilenebilirliğidir. Küçük hidroelektrik santrallerin kullanımının gerçek faydasını hesaplarsak, ürettikleri elektriğin, tüketicinin termik santrallerden aldığı elektriğe göre neredeyse 4 kat daha ucuz olduğu ortaya çıkıyor. Bu nedenle günümüzde hidroelektrik santraller, yüksek güçlü endüstrilere güç sağlamak için giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Küçük hidroelektrik santrallerin herhangi bir yakıt alımı gerektirmediğini unutmayalım. Ek olarak, elektrik üretmek için nispeten basit bir teknoloji ile ayırt edilirler, bunun bir sonucu olarak, bir hidroelektrik santralinde birim güç başına işçilik maliyetleri, kombine bir ısı ve enerji santralinden neredeyse 10 kat daha azdır.