DIY su jeneratörü 220V. DIY ev hidroelektrik santrali

Doğal kaynaklardan bedava enerji elde etmek beni her zaman büyülemiştir. Ve bir şekilde, geçen su akışından elektrik üretecek basit bir mini elektrik santrali yapma fikri aklıma geldi.

Her şey eski bir çamaşır makinesinin tamburunu su çarkı olarak, minyatür bir ev yapımı hidroelektrik santral olarak kullanma fikriyle başladı.

Projede daha fazla iyileştirme

• Su basıncını artırmak için bir mini baraj inşa edin. Aynı zamanda balıkların ikinci dereye kaçabilmesi için nehrin tamamen kapatılması gibi bir plan da yok.
• Barajın altına, suyun ev yapımı bir türbine akacağı bir boru takın. Kauçuk bir taşıma bandı kullanarak boruya bir mahfaza yerleştirin. Borudan su akışını engelleyerek mekanizmaların bakımını yapabilirsiniz.
• Hesaplamalara göre türbin su çarkının yaklaşık iki katı güç üretecek. Ayrıca su çarkının türbin ile değiştirilmesi kışın donma sorununu da ortadan kaldıracaktır.
• Su akışı türbini döndürerek torku jeneratöre iletecektir. Türbin masif ahşaptan yapılmış iki yatak üzerinde desteklenecektir. Düzenli yağlama ile uzun süre dayanırlar. Baskı rondelası mekanizmanın yanal hareket etmesini önleyecektir.
• Bükülmeleri gereken açıyı hesaplayarak metal kanatlar yapın (hidroelektrik santralin gücü bu parametreye bağlıdır). Bıçakların yırtılmasını önlemek için lastik contalar kullanılarak vidalanması gerekecektir.
• Torku iletmek için borulardan monte edilmiş bir şaft kullanın.
• Jeneratörü takın. Jeneratörün üzerine, mile takılı olandan daha küçük bir makara yerleştirin. Bu, jeneratörün verimli çalışması için gerekli olan hızı artıracaktır.

Elektrik fiyatlarında düzenli artışlar birçok kişinin alternatif elektrik kaynakları konusunu düşünmesine neden oluyor. Bu durumda en iyi çözümlerden biri hidroelektrik santraldir. Bu konuya çözüm arayışı sadece ülke ölçeğini ilgilendirmiyor. Ev için mini hidroelektrik santralleri (yazlık ev) giderek daha sık görebilirsiniz. Bu durumda maliyetler yalnızca inşaat ve bakım için olacaktır. Böyle bir yapının dezavantajı, inşaatının ancak belirli koşullar altında mümkün olmasıdır. Bir su akışı gereklidir. Ayrıca bahçenizde bu yapının inşası için yerel makamlardan izin alınması gerekmektedir.

Mini hidroelektrik santral diyagramı

• Kanal, ovaların karakteristiğidir. Düşük akışlı nehirlere kurulurlar.
• Sabit olanlar hızlı su akışıyla su nehirlerinin enerjisini kullanır.
• Su akışının düştüğü yerlere kurulan hidroelektrik santraller. Çoğunlukla endüstriyel organizasyonlarda bulunurlar.
• Güçlendirilmiş hortumlar kullanılarak inşa edilen mobil.

Hidroelektrik santral inşaatı için sahadan akan küçük bir dere bile yeterlidir. Merkezi su temini olan evlerin sahipleri umutsuzluğa kapılmamalıdır.

Amerikan şirketlerinden biri, bir evin su temin sistemine kurulabilecek bir istasyon geliştirdi. Su tedarik sistemine, yerçekimi ile hareket eden su akışıyla tahrik edilen küçük bir türbin yerleştirilmiştir. Bu, suyun akış hızını azaltır ancak elektrik maliyetini azaltır. Ayrıca bu kurulum tamamen güvenlidir.

Kanalizasyon borularına mini hidroelektrik santraller bile kuruluyor. Ancak bunların yapımı belirli koşulların yaratılmasını gerektirir. Eğimden dolayı borunun içinden su doğal olarak akmalıdır. İkinci şart ise boru çapının ekipmanın kurulumuna uygun olmasıdır. Ve bu ayrı bir evde yapılamaz.

Mini hidroelektrik santrallerin sınıflandırılması

Mini hidroelektrik santraller (kullanıldıkları evler çoğunlukla özel sektördedir) çoğunlukla çalışma prensibi bakımından farklılık gösteren aşağıdaki tiplerden birine aittir:

• Su çarkı, uygulaması en kolay olan geleneksel tiptir.
• Pervane. Nehrin yatağının on metreden daha geniş olduğu durumlarda kullanılırlar.
• Çelenk, hafif bir akışla nehirlere kurulur. Su akış hızını arttırmak için ek yapılar kullanılır.
• Darrieus rotoru genellikle endüstriyel işletmelere kurulur.

Bu seçeneklerin yaygınlığı baraj inşaatı gerektirmemelerinden kaynaklanmaktadır.

Su tekerleği

Bu, özel sektör için en popüler olan klasik bir hidroelektrik santral türüdür. Bu tip mini hidroelektrik santraller dönebilen büyük bir çarktır. Bıçakları suya iner. Yapının geri kalanı nehir yatağının üzerinde yer alıyor ve tüm mekanizmanın hareket etmesine neden oluyor. Güç, hidrolik bir tahrik aracılığıyla akım üreten bir jeneratöre iletilir.

Pervane istasyonu

Çerçevede dikey konumda bir rotor ve su altına indirilmiş bir su altı yel değirmeni bulunmaktadır. Bir yel değirmeni, su akışının etkisi altında dönen kanatlara sahiptir. En iyi direnç, iki santimetre genişliğindeki bıçaklar tarafından sağlanır (hızlı bir akışla, ancak hızı saniyede iki metreyi aşmaz).

Bu durumda kanatlar su basıncından ziyade ortaya çıkan su basıncıyla hareket eder. Ayrıca kanatların hareket yönü akış yönüne diktir. Bu işlem rüzgar santrallerine benzer, sadece su altında çalışır.

Garlyandnaya hidroelektrik santrali

Bu tip mini hidroelektrik santral, nehir yatağı üzerine gerilmiş ve bir destek yatağına sabitlenmiş bir kablodan oluşur. Küçük boyut ve ağırlıktaki türbinler (hidrolik rotorlar) asılır ve üzerine bir çelenk şeklinde sağlam bir şekilde sabitlenir. İki yarım silindirden oluşurlar. Eksenlerin suya indirildiğinde hizalanması nedeniyle içlerinde bir tork oluşturulur. Bu, kablonun bükülmesine, gerilmesine ve dönmeye başlamasına neden olur. Bu durumda kablo, güç aktarmaya yarayan bir şafta benzetilebilir. Kablonun uçlarından biri şanzımana bağlanır. Kablonun ve hidrolik pervanelerin dönüşünden elde edilen güç ona iletilir.

Birkaç "çelenk" in varlığı istasyonun gücünün artmasına yardımcı olacaktır. Birbirlerine bağlanabilirler. Bu bile hidroelektrik santralin verimliliğini çok fazla artırmıyor. Bu da böyle bir yapının dezavantajlarından biridir.

Bu türün bir diğer dezavantajı ise başkaları için yarattığı tehlikedir. Bu tür istasyonlar ancak ıssız yerlerde kullanılabilir. Uyarı işaretleri gereklidir.

Rotor Daria

Bu tip özel bir ev için mini hidroelektrik santral, geliştiricisi Georges Darrieus'un adını almıştır. Bu tasarımın patenti 1931'de alındı. Üzerinde kanatların bulunduğu bir rotordur. Gerekli parametreler her bıçak için ayrı ayrı seçilir. Rotor suyun altına dikey konumda indirilir. Kanatlar, yüzeyleri üzerinden akan sudan kaynaklanan basınç farkından dolayı dönerler. Bu işlem, uçakların havalanmasını sağlayan kaldırma işlemine benzer.

Bu tip hidroelektrik santraller iyi bir verimlilik göstergesine sahiptir. Üç kat avantaj - akışın yönü önemli değil.

Bunun dezavantajları karmaşık bir tasarım ve zor kurulumu içerir.

Mini hidroelektrik santrallerin avantajları

Tasarım türüne bakılmaksızın mini hidroelektrik santrallerin bir takım avantajları vardır:

• Çevre dostudurlar ve atmosfere zararlı maddeler üretmezler.
• Elektrik üretme süreci gürültü yaratmadan gerçekleşir.
• Su temiz kalır.
• Elektrik, günün saatine veya hava koşullarına bakılmaksızın sürekli olarak üretilir.
• Küçük bir dere bile istasyon kurmaya yetiyor.
• Fazla elektrik komşulara satılabilir.
• Çok fazla izin belgesine ihtiyacınız yok.

Kendin yap mini hidroelektrik santrali

Elektrik üretmek için kendiniz inşa edebilirsiniz. Özel bir ev için günde yirmi kilovat yeterlidir. Kendi ellerinizle monte edilmiş bir mini hidroelektrik santral bile bu değerle baş edebilir. Ancak bu sürecin bir takım özelliklerle karakterize edildiği unutulmamalıdır:

• Doğru hesaplamalar yapmak oldukça zordur.
• Elemanların boyutları ve kalınlıkları yalnızca deneysel olarak “gözle” seçilir.
• Ev yapımı yapıların koruyucu unsurları yoktur, bu da sık sık arızalara ve ilgili maliyetlere yol açar.

Bu nedenle bu alanda deneyiminiz ve belirli bir bilginiz yoksa bu tür fikirden vazgeçmek daha iyidir. Hazır bir istasyon satın almak daha ucuz olabilir.

Hala her şeyi kendiniz yapmaya karar verirseniz, nehirdeki suyun akış hızını ölçerek başlamanız gerekir. Sonuçta elde edilebilecek güç buna bağlıdır. Hız saniyede bir metreden azsa, bu konumda bir mini hidroelektrik santralinin inşası haklı gösterilmeyecektir.

Atlanamayacak bir diğer aşama ise hesaplamalardır. İstasyonun inşası için harcanacak maliyetlerin miktarını dikkatli bir şekilde hesaplamak gerekiyor. Sonuç olarak hidroelektrik enerjinin en iyi seçenek olmadığı ortaya çıkabilir. O halde diğer alternatif elektrik türlerine dikkat etmelisiniz.

Mini hidroelektrik santral, enerji maliyetlerinden tasarruf etmek için en uygun çözüm olabilir. İnşaatı için evin yakınında bir nehir olması gerekir. İstenilen özelliklere bağlı olarak uygun hidroelektrik santral seçeneğini seçebilirsiniz. Doğru yaklaşımla böyle bir yapıyı kendi ellerinizle bile yapabilirsiniz.

Hidroelektrik santraller elektrik enerjisi üretmek için suyun gücünden yararlanır. Kendi kendine yapılan istasyonlar, merkezi elektrik şebekelerine olan mesafe sorununu çözer veya elektrikten tasarruf etmenize yardımcı olur.

Hidroelektrik santrallerin avantajları ve dezavantajları

Hidroelektrik santrallerin diğer alternatif enerji kaynaklarına göre aşağıdaki avantajları vardır:

• Hava durumuna ve günün saatine bağlı değildirler (farklı olarak). Bu, öngörülebilir bir oranda daha fazla enerji üretilmesine olanak tanır.
• Kaynağın (nehir veya dere) gücü ayarlanabilir. Bunun için kanalın baraj ile daraltılması veya su yükseklik farkı sağlanması yeterlidir.
• Hidrolik tesisatlar ses çıkarmaz (farklı olarak).
• Birçok düşük güçlü santral türü herhangi bir kurulum izni gerektirmez.

Ev yapımı hidroelektrik santrallerin dezavantajları arasında soğuk havalarda çalışamama yer almaktadır. Ayrıca su ortamı agresif olduğundan istasyon parçalarının su geçirmez ve dayanıklı olması gerekir.

Kendi eviniz için alternatif enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere bir mini hidroelektrik santral tasarlarken aşağıdaki faktörler belirleyici olmalıdır:

• Nehrin eve yakınlığı. Evden uzağa ev yapımı bir istasyon kurmanın bir anlamı yok. Kurulum ne kadar uzakta olursa verimliliği o kadar düşük olur çünkü iletim sırasında enerjinin bir kısmı kaybolacaktır. Ayrıca hidroelektrik santralinizi hırsızlık veya hasarlardan korumak daha zordur.
• Yeterli akış hızı veya arttırma olasılığı. İstasyonun gücü artan su hızıyla birlikte katlanarak artıyor.

Hızı öğrenmek kolaydır. Suya bir parça köpük veya tenis topu atın ve belirli bir mesafe yüzmesi için gereken süreyi ölçün. Daha sonra metreyi saniyeye bölün ve hızı bileceksiniz. Ev yapımı bir hidroelektrik santral için yeterli minimum su hızı 1 m/s'dir.

Nehrinizin veya derenizin debisi bu değerin altında ise küçük bir baraj veya daraltma borusu ile artırılacaktır. Ancak bu seçenekler ek zorluklara neden olabilir. Barajın inşası, komşuların rızasının yanı sıra yetkililerin iznini de gerektirir.

Kendin yap mini hidroelektrik santrali

Bir hidroelektrik santralinin tasarımı oldukça karmaşıktır, bu nedenle kendi başınıza yalnızca elektrikten tasarruf edecek veya mütevazı bir haneye enerji sağlayacak küçük bir istasyon inşa etmek mümkün olacaktır. Aşağıda ev yapımı bir hidroelektrik santralinin uygulanmasına iki örnek verilmiştir.

Bisikletten mini hidroelektrik santral nasıl yapılır

Hidroelektrik santralin bu versiyonu bisiklet gezileri için idealdir. Kompakt ve hafiftir ancak bir dere veya nehrin kıyısında kurulan küçük bir kampa enerji sağlayabilir. Ortaya çıkan elektrik, akşam aydınlatması ve mobil cihazların şarj edilmesi için yeterli olacaktır.

İstasyonu kurmak için ihtiyacınız olacak:

• Bir bisikletin ön tekerleği.
• Bisiklet ışıklarına güç sağlamak için kullanılan bir bisiklet jeneratörü.
• Ev yapımı bıçaklar. Alüminyum levhadan önceden kesilirler. Bıçakların genişliği iki ila dört santimetre arasında olmalı ve uzunluk, tekerlek göbeğinden jantına kadar olmalıdır. Herhangi bir sayıda bıçak olabilir; bunların birbirlerinden aynı mesafeye yerleştirilmesi gerekir.

Böyle bir istasyonu başlatmak için tekerleği suya batırmak yeterlidir. Daldırma derinliği deneysel olarak tekerleğin yaklaşık üçte birinden yarısına kadar belirlenir.

Kalıcı kullanım için daha güçlü bir istasyon inşa etmek için daha dayanıklı malzemelere ihtiyaç duyulacaktır. Su ortamına maruz kalmaktan korunması daha kolay olan metal ve plastik elemanlar en uygunudur. Ancak ahşap parçalar, özel bir solüsyona batırılıp su geçirmez boyayla boyanırsa da uygundur.

İstasyon aşağıdaki unsurları gerektirir:

• Çelik kablo tamburu (2,2 metre çapında). Rotor çarkı bundan yapılır. Bunu yapmak için tambur parçalara bölünür ve 30 santimetre mesafede tekrar kaynak yapılır. Tamburun kalıntılarından bıçaklar (18 adet) yapılmıştır. 45 derecelik bir açıyla bir yarıçapa kaynaklanırlar. Tüm yapıyı desteklemek için köşelerden veya borulardan bir çerçeve yapılır. Tekerlek rulmanlar üzerinde döner.
• Tekerleğe bir zincir dişlisi takılmıştır (dişli oranı dört olmalıdır). Tahrik ve jeneratör eksenlerini bir araya getirmeyi kolaylaştırmak ve titreşimi azaltmak için dönüş, eski arabadaki kardan aracılığıyla iletilir.
• Jeneratör için asenkron bir motor uygundur. Buna, yaklaşık 40 katsayılı başka bir dişli redüktörü eklenmelidir. Daha sonra, toplam indirgeme katsayısı 160 olan saniyede 3000 devirli üç fazlı bir jeneratör için devir sayısı dakikada 20 devire düşecektir.
• Tüm elektrikli eşyaları su geçirmez bir kaba yerleştirin.

Açıklanan başlangıç ​​malzemeleri çöplükte veya arkadaşlardan kolayca bulunabilir. Çelik bir tamburu öğütücü ile kesmek ve kaynak yapmak için uzmanlara ödeme yapabilirsiniz (veya her şeyi kendiniz yapabilirsiniz). Sonuç olarak, 5 kW'a kadar kapasiteye sahip bir hidroelektrik santralin maliyeti küçük olacaktır.

Sudan elektrik üretmek o kadar da zor değil. Ev yapımı bir hidroelektrik santraline dayalı otonom bir güç kaynağı sistemi kurmak, istasyonu çalışır durumda tutmak ve etrafındaki insanların ve hayvanların güvenliğini sağlamak daha zordur.

Sırada, prototipi V. Blinov'un serbest akışlı (model 1964) garland hidroelektrik santrali olan tasarımlar var.

Tartışılacak olan hidroelektrik santraller, ortak (belki esnek, kompozit) bir çalışma şaftı üzerine dizilmiş, Savonius rotorları adı verilen oldukça orijinal bir türbine sahip, serbest akışlı santrallerdir. Kurulumları için barajlara veya diğer büyük ölçekli hidrolik yapılara ihtiyaç duymazlar. Sığ suda bile tam verimlilikle çalışabiliyorlar; bu, tasarımın sadeliği, kompaktlığı ve güvenilirliği ile birleştiğinde, bu hidroelektrik santrallerini, arazileri küçük su yollarının (nehirler) yakınında bulunan çiftçiler ve bahçıvanlar için çok umut verici kılıyor. , akarsular ve hendekler).

Barajlardan farklı olarak serbest akışlı hidroelektrik santrallerinin yalnızca akan suyun kinetik enerjisini kullandığı bilinmektedir. Gücü belirlemek için bir formül var:

N=0,5*p*V3*F*n(1),

N - çalışma milindeki güç (W),
- p - suyun yoğunluğu (1000 kt/m3),
- V - nehrin akış hızı (m/s),
- F - hidrolik makinenin çalışma gövdesinin aktif (dalgıç) kısmının kesit alanı (m2),
- n - enerji dönüşüm verimliliği.

Formül 1'den görülebileceği gibi, 1 m/s'lik bir nehir hızında, hidrolik makinenin aktif kısmının kesitinin metrekaresi başına, ideal olarak (n=1 olduğunda) yalnızca 500 W'a eşit bir güç vardır. . Bu değer endüstriyel kullanım için açıkça küçüktür, ancak bir çiftçinin veya yaz sakininin yan arsası için oldukça yeterlidir. Üstelik birkaç “hidroenerji çelenginin” paralel çalışmasıyla artırılabilir.

Ve bir incelik daha. Nehrin farklı bölümlerindeki hızı farklıdır. Bu nedenle mini hidroelektrik santral inşaatına başlamadan önce, yukarıda açıklanan basit yöntemi kullanarak nehrinizin enerji potansiyelini belirlemek gerekir. Sadece ölçüm şamandırasının kat ettiği mesafenin, geçtiği süreye bölünmesiyle bu alandaki ortalama akış hızına karşılık geleceğini hatırlatalım. Ayrıca şunu da belirtmekte fayda var: Bu parametre yılın zamanına bağlı olarak değişecektir.

Bu nedenle tasarım hesaplamaları ortalama (mini hidroelektrik santralin planlanan çalışma süresi boyunca) nehir akış hızına göre yapılmalıdır.

Şekil 1. Ev yapımı garland mini hidroelektrik santralleri için Savonius rotorları:

a, b - bıçaklar; 1 - enine, 2 - uç.

Daha sonra hidrolik makinenin aktif kısmının boyutunu ve tipini belirlemeniz gerekir. Mini hidroelektrik santralin tamamının mümkün olduğu kadar basit ve üretimi karmaşık olmaması gerektiğinden, en uygun dönüştürücü türü, son tasarımın Savonius rotorudur. Tamamen suya daldırılarak çalışırken F değeri, rotor çapı D ile uzunluğunun L çarpımına ve n=0,5'e eşit alınabilir. Dönme frekansı f, aşağıdaki formül kullanılarak pratikte kabul edilebilir bir doğrulukla belirlenir:

f=48V/3,14D (rpm) (2).

Hidroelektrik santralini mümkün olduğu kadar kompakt hale getirmek için, hesaplamada belirtilen güç, güç kaynağının mini hidroelektrik santral tarafından sağlanması gereken gerçek yük ile ilişkilendirilmelidir (çünkü bir rüzgar türbininden farklı olarak, akım tüketici ağına sürekli olarak sağlanacaktır). Kural olarak, bu elektrik aydınlatma, TV'ye, radyoya ve buzdolabına güç sağlamak için kullanılır. Üstelik gün boyunca yalnızca ikincisi sürekli olarak devreye giriyor. Elektrikli cihazların geri kalanı çoğunlukla akşamları çalışır. Buna dayanarak, bir mini hidroelektrik santralden şarj edilen bir batarya ile pik yükü kapsayan, yaklaşık 250-300 W'lık bir "hidroenerji çelenkinden" maksimum güce odaklanılması tavsiye edilir.

Torkun bir hidrolik santralin çalışma şaftından bir elektrik jeneratörünün kasnağına aktarımı genellikle bir ara şanzıman kullanılarak gerçekleştirilir. Bununla birlikte, bir mikrohidroelektrik santralin tasarımında kullanılan jeneratörün çalışma dönüş hızı 750 rpm'den azsa, bu eleman kesin olarak hariç tutulabilir. Ancak çoğu zaman doğrudan iletişimi reddetmeniz gerekir. Nitekim yerli üretim jeneratörlerin büyük çoğunluğunda güç çıkışının başlangıcındaki çalışma dönüş hızı 1500-3000 rpm aralığında yer almaktadır. Bu, hidroelektrik santralinin şaftları ile elektrik jeneratörü arasında ilave koordinasyonun gerekli olduğu anlamına gelir.

Artık teorik ön kısmı geride bıraktığımıza göre, spesifik tasarımlara bakalım, her birinin kendine göre avantajları var.

Burada, örneğin, iki eş eksenli, birbirine göre 90° döndürülmüş (kendi kendine başlamayı kolaylaştırmak için) ve sağlam bir şekilde bağlanmış enine tip Savonius rotorlarından oluşan yatay bir düzenlemeye sahip, yarı sabit, serbest akışlı bir mini hidroelektrik güç istasyonu var. Üstelik bu ev yapımı hidroelektrik santralinin ana parçaları ve bileşenleri, en uygun fiyatlı ve "itaatkar" yapı malzemesi olan ahşaptan yapılmıştır.

Önerilen mini hidroelektrik santral suya daldırılabilir. Yani, destek çerçevesi alttaki su yolu boyunca bulunur ve gergi halatları veya direklerle güçlendirilir (örneğin yakınlarda yürüyüş yolları, tekne iskelesi vb. varsa). Bu, yapının su yolu tarafından taşınmasını önlemek için yapılır.

İncir. 2. Yatay enine rotorlu dalgıç mini hidroelektrik santral:
1 - taban direk (kiriş 150x100, 2 adet.), 2 - alt travers (tahta 150x45, 2 adet.), 3 - orta travers (kiriş 150x120, 2 adet.), 4 - yükseltici (çaplı yuvarlak kiriş) 100 adet, 4 adet.), 5 adet üst direk (tahta 150x45, 2 adet.), 6 - üst travers (tahta 100x40, 4 adet.), 7 - ara mil (paslanmaz çelik, 30 çapında çubuk) , 8 - kasnak bloğu, 9 - sabit jeneratör akımı, 10 - porselen rulo ve iki çekirdekli yalıtımlı tel ile "gezinme", 11 - taban plakası (200x40 tahta), 12 - tahrik kasnağı, 13 - ahşap yatak tertibatı (2) adet), 14 - “hidroenerji çelenk” rotoru (D600, L1000, 2 adet.), 15 disk (20-40 mm kalınlığındaki panolardan bir kalkanın içine vurulmuş, 3 adet); metal tespit elemanları (destekler, dış disklerin göbekleri dahil) gösterilmemiştir.

Elbette mini hidroelektrik santralin kurulum sahasındaki nehrin derinliği, destek çerçevesinin yüksekliğinden daha az olmalıdır. Aksi takdirde, suyun elektrik jeneratörüne girmesini önlemek çok zordur (imkansız olmasa da). Peki, mini hidroelektrik santralinin bulunması gereken yerin derinliği 1,5 m'den fazlaysa veya yıl boyunca büyük ölçüde değişen büyük miktarda su ve akış hızı varsa (ki bu arada, karla beslenen su yolları için oldukça tipiktir), bu durumda bu tasarımın şamandıralarla donatılması önerilir. Bu aynı zamanda nehre kurulduğunda kolayca hareket ettirilmesine de olanak sağlayacaktır.

Mini hidroelektrik santralin destek çerçevesi, çivi ve tel (kablolar) ile sabitlenmiş, ahşap, tahta ve küçük kütüklerden yapılmış dikdörtgen bir çerçevedir. Yapının metal parçaları (çiviler, cıvatalar, kelepçeler, köşebentler vb.) mümkünse paslanmaz çelikten veya diğer korozyona dayanıklı alaşımlardan yapılmalıdır.

Peki, böyle bir mini hidroelektrik santralin işletilmesi genellikle Rusya koşullarında yalnızca mevsimsel olarak (çoğu nehrin donması nedeniyle) mümkün olduğundan, işletme süresinin sona ermesinden sonra, karaya çekilen tüm yapı kapsamlı bir incelemeye tabi tutulur. Alınan önlemlere rağmen çürümüş ahşap elemanlar ve paslanmış metal aksamlar derhal değiştirilmektedir.

Mini hidroelektrik santralimizin ana bileşenlerinden biri, sağlam bir şekilde sabitlenmiş (ve çalışma şaftı üzerinde tek bir bütün oluşturan) iki rotordan oluşan bir "hidroenerji çelengidir". Diskleri 20-30 mm kalınlığındaki levhalardan kolaylıkla yapılabilir. Bunu yapmak için, onlardan bir kalkan yaparak, 600 mm çapında bir daire oluşturmak için bir pusula kullanın. Daha sonra levhaların her biri üzerinde elde edilen eğriye göre kesilir. İş parçalarını iki şerit üzerinde birbirine vurarak (gerekli sertliği sağlamak için), gerekli disk sayısına göre her şeyi üç kez tekrarlarlar.

Bıçaklara gelince, bunların çatı demirinden yapılması tavsiye edilir. Veya daha iyisi, tarımsal gübrelerin ve diğer agresif malzemelerin genellikle depolandığı ve taşındığı, uygun boyutta ve ikiye kesilmiş (eksen boyunca) silindirik paslanmaz kaplardan (variller). Aşırı durumlarda bıçaklar ahşaptan yapılabilir. Ancak ağırlıkları (özellikle suda uzun süre kaldıktan sonra) önemli ölçüde artacaktır. Ve şamandıralarda mini hidroelektrik santraller oluştururken bu hatırlanmalıdır.

“Hidroenerji çelenginin” uçlarına çivili destekler takılmıştır. Esasen bunlar geniş flanşlı ve anahtar için uç yuvası olan kısa silindirlerdir. Flanş, karşılık gelen rotor diskine dört cıvatayla tutturulmuştur.

Sürtünmeyi azaltmak için orta çapraz çubuklarda rulmanlar bulunmaktadır. Ve sıradan bilyalı veya makaralı rulmanlar suda çalışmaya uygun olmadığından, ev yapımı ahşap olanları kullanırlar. Her birinin tasarımı, zıvana desteğinin geçişi için bir delik bulunan iki kelepçe ve yerleştirme panelinden oluşur. Ayrıca orta yatak kovanları, ağaç liflerinin mile paralel uzanacağı şekilde konumlandırılmıştır. Ayrıca yerleştirme levhalarının yanal harekete karşı sağlam bir şekilde sabitlenmesini sağlamak için özel önlemler alınır. Bu, sıkma cıvataları kullanılarak yapılır.

Şek. 3. Kayar yatak tertibatı:
1 - kıvrımlı braket (St3, şerit 50x8, 4 adet), 2 - orta çerçeve traversi, 3 - kıvrımlı ek parça (sert ahşaptan yapılmış, 2 adet.), 4 değiştirilebilir ek parça (sert ahşaptan yapılmış, 2 adet) , 5 - Yivli somun ve rondelalı M10 cıvata (4 takım), iki somunlu ve pullu 6 - M8 saplama (2 adet).

Herhangi bir otomobil jeneratörü, söz konusu mikrohidroelektrik santralde elektrik jeneratörü olarak kullanılmaktadır. 12-14 V DC üretirler ve hem aküye hem de elektrikli cihazlara kolaylıkla bağlanabilirler. Bu makinelerin gücü yaklaşık 300 W'tır.

Dikey bir "çelenk" düzenlemesine ve bir jeneratöre sahip taşınabilir bir mini hidroelektrik santralinin tasarımı da kendi kendine üretim için oldukça kabul edilebilir. Geliştirmenin yazarına göre böyle bir hidroelektrik santral, en az malzeme yoğun olanıdır. Tesisin nehir yatağındaki konumunu sabitleyen destekleyici yapısı içi boş bir çelik çubuktur (örneğin boru bölümlerinden). Uzunluğu, su yolunun tabanının doğasına ve akış hızına göre seçilir. Üstelik çubuğun tabana çakılan keskin ucu, mini hidroelektrik santralin stabilitesini ve akımdan etkilenmemesini garanti edecek. Çatlak izlerinin ek kullanımı da mümkündür.
Formül (1)'i kullanarak rotorun aktif yüzeyini belirledikten ve mini hidroelektrik santralinin kurulum sahasında nehrin derinliğini ölçtükten sonra, burada kullanılan Savonius rotorlarının çapını hesaplamak kolaydır. Tasarımın basit ve kendi kendine başlamasını sağlamak için, birincinin kanatları ikinciye göre (dönme ekseni boyunca) 90° kaydırılacak şekilde bağlanan iki rotordan oluşan bir "hidroenerji çelengi" yapılması tavsiye edilir. Ayrıca, çalışma verimliliğini artırmak için, gelen akışın yanındaki yapı, kılavuz kanat görevi gören bir kalkanla donatılmıştır. Çalışma mili, üst ve alt desteklerin kayar yataklarına monte edilmiştir. Prensip olarak, bir mini hidroelektrik santralin kısa süreli çalışması için (örneğin bir yürüyüş gezisinde), büyük çaplı bilyalı rulmanlar kullanılabilir. Ancak suyun içinde kum veya mil varsa bu ünitelerin her kullanımdan sonra temiz suyla yıkanması gerekecektir.

Pirinç. 4. Uç tipi rotorların dikey düzenine sahip mini hidroelektrik santral:
1 - destek çubuğu, 2 - alt yatak tertibatı, 3 - "hidroenerji çelenk" diski (3 adet.), 4 - rotor (D600, 2 adet.), 5 - üst yatak tertibatı, 6 - çalışma mili, 7 - şanzıman, 8 - elektrik jeneratörü, 9 - porselen silindirli ve iki çekirdekli yalıtımlı telli "bakış", 10 - jeneratör montaj kelepçesi, 11 - hareketli kılavuz panel; a, b - bıçaklar: destek çubuğunun üst ucundaki destekler gösterilmemiştir.

Destekler, "hidroenerji çelenginin" ağırlığına ve onu parçalara ayırma ihtiyacına bağlı olarak çubuğa cıvatalanır ve kaynaklanır. Hidrolik makinenin çalışma milinin üst ucu aynı zamanda çarpanın giriş milidir ve bunun için (en basit ve teknolojik olarak en gelişmiş olanı olarak) bir kayış kullanılabilir.

Elektrik jeneratörü yine bir arabadan alınır. Bir kelepçe ile destek çubuğuna takmak kolaydır. Jeneratörden gelen tellerin de güvenilir bir su yalıtımı olması gerekir. Çizimlerde, ara şanzımanın tam geometrik oranları gösterilmemiştir çünkü bunlar, sahip olduğunuz jeneratörün parametrelerine bağlıdır. Transmisyon kayışları eski bir arabanın iç borusundan yapılabilir, onu 20 mm genişliğinde şeritler halinde kesebilir ve ardından demetler halinde bükebilirsiniz.

Küçük köylere güç sağlamak için, V. Blinov tarafından tasarlanan, gerilmiş esnek bir kabloya bağlı 300-400 mm çapında namlu şeklindeki Savonius rotor zincirinden başka bir şey olmayan bir çelenk mini hidroelektrik santrali uygundur. nehrin karşısında. Kablonun bir ucu menteşeli desteğe, diğer ucu ise basit bir çarpan aracılığıyla jeneratör miline bağlanır. 1,5-2,0 m/s akış hızında, rotor zinciri 90 rpm'ye kadar çıkmaktadır. Ve "hidroenerji çelengi" elemanlarının küçük boyutu, bu mikro hidroelektrik santralinin derinliği bir metreden az olan nehirlerde çalıştırılmasını mümkün kılıyor.

1964'ten önce V. Blinov'un, en büyüğü Porozhki (Tver bölgesi) köyü yakınlarında inşa edilen bir hidroelektrik santrali olan, kendi tasarımına sahip birkaç taşınabilir ve sabit mini hidroelektrik santrali oluşturmayı başardığı söylenmelidir. Buradaki bir çift çelenk, toplam gücü 3,5 kW olan iki standart otomobil ve traktör jeneratörünü çalıştırıyordu.

MK 10 1997 I. Dokunun

Tüketimin ekolojisi Bilim ve teknoloji: Kendin yap ev tipi hidrojeneratörler, güç açısından güneş panelleri ve rüzgar türbinleriyle karşılaştırılabilir, ancak çok daha büyük miktarda elektrik üretirler.

Elektrik tarifeleri son zamanlarda artmaya başladığından, yenilenebilir elektrik kaynakları halk arasında giderek daha önemli hale geliyor ve bu da onların elektriği neredeyse ücretsiz olarak almalarına olanak tanıyor. İnsanlığın bildiği bu tür kaynaklar arasında güneş panelleri, rüzgar jeneratörleri ve ev tipi hidroelektrik santralleri öne çıkmaya değer. Ancak ikincisi oldukça karmaşık çünkü çok agresif koşullarda çalışmak zorundalar. Her ne kadar bu, kendi ellerinizle bir mini hidroelektrik santral inşa etmenin imkansız olduğu anlamına gelmese de.

Her şeyi doğru ve verimli bir şekilde yapmak için asıl önemli olan doğru malzemeleri seçmektir. İstasyonun maksimum dayanıklılığını sağlamalıdırlar. Gücü güneş panelleri ve rüzgar türbinleriyle karşılaştırılabilecek olan kendin yap ev hidrojeneratörleri, çok daha fazla miktarda enerji üretebilir. Ancak çoğu şey malzemelere bağlı olsa da her şey burada bitmiyor.

MİNİ HİDROELEKTRİK SANTRAL ÇEŞİTLERİ

Her biri kendi avantajları, özellikleri ve dezavantajları olan çok sayıda farklı mini hidroelektrik santral çeşidi vardır. Bu cihazların aşağıdaki türleri ayırt edilir:

• çelenk;
• pervane;
• Daria rotoru;
• bıçaklı su çarkı.

Çelenk hidroelektrik santrali, üzerine rotorların bağlandığı bir kablodan oluşur. Böyle bir kablo nehrin karşısına çekilir ve suya batırılır. Nehirdeki su akışı, bir ucunda yatak bulunan kabloyu, diğer ucunda ise jeneratörü döndüren rotorları döndürmeye başlar.

Bir sonraki tip bıçaklı bir su çarkıdır. Su yüzeyine dik olarak, yarısından daha azını suya batıracak şekilde monte edilir. Su akışı çarka etki ettikçe döner ve bu çarkın bağlı olduğu mini hidroelektrik santralin jeneratörünün dönmesine neden olur.

Pervaneli hidroelektrik santral ise su altına yerleştirilmiş dikey rotorlu bir rüzgar türbinidir. Böyle bir yel değirmeninin kanatlarının genişliği 2 santimetreyi geçmez. Bu genişlik su için yeterlidir, çünkü minimum dirençle maksimum miktarda elektrik üretmenizi sağlayan bu derecelendirmedir. Doğru, bu genişlik yalnızca saniyede 2 metreye kadar akış hızları için idealdir.

Diğer koşullara gelince, rotor kanatlarının parametreleri ayrı ayrı hesaplanır. Darrieus rotoru ise diferansiyel basınç prensibine göre çalışan, dikey olarak konumlandırılmış bir rotordur. Kaldırma kuvvetinden etkilenen bir uçak kanadında da her şey benzer şekilde gerçekleşir.

AVANTAJLAR VE DEZAVANTAJLAR

Garland hidroelektrik santralini düşünürsek, bir takım bariz eksiklikleri vardır. Öncelikle tasarımda kullanılan uzun kablo başkaları için tehlike oluşturuyor. Su altında saklanan rotorlar da büyük tehlike oluşturuyor. Ayrıca, düşük verimlilik göstergelerine ve yüksek malzeme tüketimine de dikkat etmek önemlidir.

Darrieus rotorunun dezavantajlarına gelince, cihazın elektrik üretmeye başlaması için önce döndürülmesi gerekiyor. Doğru, bu durumda güç doğrudan suyun üzerinden alınır, bu nedenle su akışı ne kadar değişirse değişsin jeneratör elektrik üretecektir.

Yukarıdakilerin tümü, mini hidroelektrik santraller için hidrolik türbinleri ve su çarklarını daha popüler hale getiren faktörlerdir. Bu tür cihazların manuel yapımını düşünürsek, o kadar da karmaşık değiller. Ayrıca, bu tür mini hidroelektrik santraller minimum maliyetle maksimum verimlilik göstergeleri sağlama kapasitesine sahiptir. Yani popülerliğin kriterleri açıktır.

İNŞAATA NEREDEN BAŞLAMALI

Kendi elinizle bir mini hidroelektrik santralinin inşası, nehir akışlarının hız göstergelerinin ölçülmesiyle başlamalıdır. Bu çok basit bir şekilde yapılır: akıntıya karşı 10 metrelik bir mesafeyi işaretleyin, bir kronometre alın, suya bir çip atın ve ölçülen mesafeyi kat etmesi için geçen süreyi not edin.

Sonuçta 10 metreyi geçen saniye sayısına bölerseniz nehrin hızını saniye başına metre cinsinden bulursunuz. Akış hızının 1 m/s'yi aşmadığı yerlere mini hidroelektrik santral yapılmasının bir anlamı olmadığını düşünmekte fayda var.

Nehir hızının düşük olduğu bölgelerde mini hidroelektrik santrallerin nasıl yapıldığını bulmanız gerekiyorsa, yükseklik farkı düzenleyerek akışı artırmayı deneyebilirsiniz. Bu, rezervuara bir drenaj borusu takılarak yapılabilir. Bu durumda borunun çapı suyun akış hızını doğrudan etkileyecektir. Çap ne kadar küçük olursa akış o kadar hızlı olur.

Bu yaklaşım, evin yanından küçük bir dere geçse bile mini hidroelektrik santralinin düzenlenmesini mümkün kılar. Yani, üzerine doğrudan eve ve ev aletlerine güç sağlamak için bir mini hidroelektrik santralinin kurulduğu katlanabilir bir baraj düzenlenmiştir. yayınlanan