Большое будущее малых гэс

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 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.

Примеры изготовления

   Можно привести несколько примеров самодельных мини ГЭС. Начнем с простейшего, который не отнимет у вас много времени, но поможет создать представление, как это работает.

   Возьмем обычный велосипед с велогенератором (динамо машиной) и велофарой. Из кровельного железа или из листового алюминия вырежем несколько лопастей (2-3). Лопасти должны быть длиной от обода колеса до втулки, а шириной 2-4 см. Лопасти устанавливаются между спицами, для крепления их края загибают плоскогубцами вокруг спиц. Так как металл лопастей тонкий, это не сложно сделать.

   Если вы используете две лопасти, то установите их напротив друг друга. Если захотите добавить большее количество лопастей, то разделите окружность колеса на число лопастей и установите их через равные промежутки.

   Такая мини ГЭС, зто большое подспорье велотуристам, если они остановились на берегу реки с быстрым течением. Вода поможет освещать палатку и заряжать сотовые телефоны. С глубиной погружения колеса можно поэкспериментировать. Обычно его погружают от одной трети до половины.

   Другой пример гидрогенератора – это мини ГЭС для электроснабжения небольшого фермерского хозяйства, мощностью 3-5 кВт. Мощность потока, вращающего колесо, составляет примерно 100 литров в секунду. Для изготовления использовались только подручные материалы, из тех. Что можно найти на свалке.

   Ротор-колесо был сделан из металлического барабана от кабеля. Диаметр барабана 2200 мм. Барабан разрезали болгаркой и переварили. Расстояние между щечками составило 300 мм. Под углом 45 градусов к радиусу вварили 18 лопастей. Материал лопастей – это остатки от разрезанного барабана. Барабан вращается на подшипниках, в качестве опоры для конструкции применена рама из труб или уголков.

   Самодельные лопасти

   На колесе смонтирован цепной редуктор, с коэффициентом передачи равным четырем. Далее вращение передается через карданный вал от «Жигулей» ВАЗ 2101. Кардан позволяет уменьшить вибрацию и снизить требования к соосности привода и генератора. Генератор и прочая электрика и механика, связанная с ним, закрыты водонепроницаемым кожухом (контейнером). Это сделано из соображений безопасности и долговечности.

   Внутри кожуха установлен повышающий редуктор с коэффициентом 40 и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора примерно 3000 оборотов в минуту. Общий коэффициент редуцирования двух редукторов (цепного и шестеренчатого) 160. Таким образом, водяное колесо вращается со скоростью около 18-20 оборотов в минуту.

   В качестве генератора был использован списанный асинхронный двигатель, блок управления взят от старой списанной кормодробилки 1953 года выпуска. От генератора до фермы протянут кабель ВВГ НГ 2х4 квадрата. Кабель закреплен на самодельных столбах.

   Материалы и изготовление обошлись в 1500 $. Большая часть денег это оплата рабочим и сварщику. Сумма может быть и меньше, ведь у нас есть много свалок, куда выбрасывают вполне работоспособное оборудование и собственные голова и руки помогут вам экономить деньги.

Преимущества и сфера использования маслостанции гидравлического типа

Если сравнивать гидравлическую маслостанцию со стандартным компрессором, то она выделяется такими преимуществами:

• снижение расходов, которые уходят на перевозку оборудования, а также на монтаж, обслуживание и подключение маслостанции;
• компактные размеры облегчают транспортировку и эксплуатацию устройства;
• низкий уровень потребления топлива;
• высокая производительность и эффективность применения устройства;
• маслостанция обладает более низкой выработкой шума, чем компрессор;
• устройство характеризуется широкой сферой использования, возможно подключение маслостанции к агрегатам и оборудованию различной мощности и назначения;
• простота и легкость работы на оборудовании не требует найма и обучения специалистов.

Сфера использования гидравлических маслостанций в основном направлена на обеспечение работоспособности гидравлических приборов и инструментов. При помощи гидравлической маслостанции возможен запуск практически любого механизма. Поэтому они имеют довольно широкую область применения.

Гидравлическая маслостанция способна работать:

• со статическим гидравлическим инструментом;
• с электромонтажным оборудованием;
• с динамическим инструментом гидравлического типа;
• с оборудованием строительного или железнодорожного назначения;
• со шламовыми помпами;
• с буровым оборудованием;
• с термопластавтоматами;
• с прессами;
• с системами, которые занимаются подъемом и перемещением больших и габаритных конструктивных объектов;
• с испытательными стендами;
• с технологическим оборудованием.

Гидравлические маслостанции используются для перекачивания и очищения масла. Они способны подавать масло в отдельные части машинного оборудования, производить смазку и охлаждение его элементов. При помощи гидравлической маслостанции производится испытание гидравлических цилиндров, машин, аппаратуры и трубопроводных систем.

Основные сферы применения гидравлических маслостанций:

• промышленная;
• металлургическая;
• строительная;
• энергетическая;
• сельскохозяйственная;
• транспортная.

Конструкция гидроэнергоблока Ленева:

Мини-ГЭС – гидроэнергоблок Ленева представляет собой систему (два ряда) лопастей прямоугольной формы (плоская пластинка) оси которых делят их на две (1/2) не равные части, большая из которых всегда (за счёт действия потока) находится за осью дальше по потоку. Тем самым достигается минимальное её вращение вокруг своей оси и, следовательно, наименьшие турбулентные завихрения.

Оси лопастей, своей верхней и нижней частями, в свою очередь, закреплены на верхней и нижней, замкнутых в кольца – цепях ПРЛ (либо на любом другом гибком элементе). Цепи передают усилие через звёздочки (рабочие колёса) на два вертикальных вала, с которых механическая энергия движущейся среды (воды, воздуха и т.д. и т.п.) через гибкую муфту и промежуточный вал передаётся на валы электрогенераторов. Валы установки через подшипники скольжения (качения) жёстко закреплены на каркасе гидроэнергоблока, имеющим закрытые на 2/3 боковые и глухую нижнюю стенки, что не препятствует поступлению дополнительной воды из окружающего потока через верх и 1/3 боковых стенок гидроэнергоблока.

В одном каркасе рационально размещать минимум три блока установки мини-ГЭС.

Положение лопастей по отношению к основному потоку регулируется неподвижными направляющими для цепи и подвижными для большей из сторон лопасти, а, меняя расстояние между подвижной направляющей для лопасти и неподвижной для цепи, мы задаем необходимый угол поворота между лопастью и направлением основного потока от 0 до 45, добиваясь тем самым оптимального режима работы гидроэнергоблока либо останавливая её полностью. Таким образом, поток воздействует на лопасть фактически перпендикулярно, под 90. Один из валов гидроэнергоблока имеет натяжное устройство, регулирующее натяжение цепей. Лопасти должны иметь свободу вращения на своих осях, а оси так же свободно вращаться в креплениях к цепям. Между лопастью и местом крепления к цепи на осях должны устанавливаться ролики, которые и будут катиться по неподвижным направляющим, удерживая тем самым цепь постоянно в перпендикулярном положении относительно направления основного потока.

Размеры блоков мини-ГЭС не ограничены. Определяются требуемой мощностью и размерами реки. Как пример, возьмём: ширина – 1200 мм, глубина – 700 мм, длина – 1250 мм, т.е. объём – 1 м3. Он позволяет разместить в нём 3 установки с 17 лопастями в каждой, имеющих, в свою очередь: ширину – 150 мм и глубину – 500 мм, т.е. каждая площадью – 0,075 м2. Так как две лопасти всегда будут находиться на поворотах, тогда общая рабочая площадь одной установки гидроэнергоблока – 1,125 м2, сумма 3-х установок мини-ГЭС в одном каркасе (1 м3 потока) будет – 3,375 м2!!!

Частота вращения валов – всего 30-60 оборотов в минуту.

Именно такая конструкция гидроэнергоблока позволяет наиболее полно использовать каждый кубический метр потока движущейся среды, возникающие центробежное и центростремительное ускорения, значительно увеличивающие как скорость движения потока, так и действие силы тяжести разделённого на секции потока движущейся среды, в нашем случае – реки.

Материалоёмкость одного киловатта мини-ГЭС в зависимости от используемых материалов на изготовление будет варьироваться от нескольких сот грамм (пластмасса, сверхвысокомолекулярный полиэтилен) до 2-3 кг (сталь) на 1 кВт установленной мощности.

Будущее установки

Пока функционирует только рабочий прототип, а создатели активно собирают средства на дальнейшее развитие проекта. Но даже прототип полностью оправдал ожидания, поскольку за 1 час своей «зарядки» прибор способен накопить запас энергии, которого достаточно для 10-часовой работы одного смартфона.

Команда немецких инженеров уверена, что будущее именно за портативными устройствами, которые будут работать от возобновляемых источников энергии. Независимость от централизованных поставщиков энергии, а также полная автономия для всех, кто выезжает на природу, – вот главные идеи, благодаря которым стало возможным появление установки Blue Freedom.

Что ж, осталось только дождаться запуска микрогенераторных установок в промышленное производство. Затея действительно выглядит многообещающей, а подобный способ получения бесплатной энергии для зарядки мобильных устройств – прогрессивным и инновационным.

Обобщая информацию

Полтора киловатта дают несколько мощных устройств. При переходе в режим автономного энергообеспечения, владелец коттеджа должен изменить и некоторые бытовые правила жизни и обустройства жилья, например, использовать устройства большой мощности днём, когда фотоэлементы вырабатывают максимум электроэнергии, обеспечить достойную теплоизоляцию жилища и т.п.

Расчётная цифра в 1,5 кВт, это очень большая величина. В реальной жизни, ночью хватает 500-700 Вт, в т.ч. светодиодное освещение, холодильник, ноутбук, телевизор. Поэтому на практике, одному домовладению может хватить и 1 кВт мощности.

ВЫВОД: у гидроаккумуляторов гораздо больше прав считаться автономной системой, чем у блока АКБ.

Альтернативная энергия – это энергия отличная от той, которую человечество привыкло использовать в повседневной жизни для обеспечения своих потребностей в тепле и электричестве. Источниками альтернативной энергии служат солнечные лучи, ветер, морские волны и сама наша планета.

На сайте Alter220.ru представлены все популярные источники энергии.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Автономное электроснабжение;

Аккумуляторы для солнечных батарей;

Концепция энергонезависимости в частном домостроении;

Спасибо, что дочитали до конца! Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Принцип действия

Принцип действия микро — ГЭС аналогичен действию больших и малых гидроэлектростанций. Разница заключается лишь в мощности установленного оборудования и количества вырабатываемой электрической энергии.
Производство электрического тока осуществляет генератор, вращательное движение ротора которому, передается с гидравлической турбины.
Для того, чтобы турбина пришла во вращательное движение, создается напор воды, на водоеме, где установлена мини ГЭС. Это может быть напор, создаваемый естественным течением водных масс, либо создаваемый путем строительства плотины или иного технического сооружения. В определенных случаях, могут быть использованы оба способа создания напора одновременно.
Под действием напора, потоки воды устремляются в требуемом направлении, в створе их движения монтируется турбина, на лопасти которой и поступает энергия движущихся водных масс. Эта кинетическая энергия воды, преобразуется турбиной, во вращательное движение, которое посредством механической передачи (редуктор) и передается на вал генератора.

Источником энергии могут служить:

• реки различных размеров и интенсивности течения и ручьи,
• перепады высот на водосбросах водоемов различного назначения;
• технологические водотоки;
• перепады высот на трубопроводах различного назначения.

В зависимости от вида используемого оборудования и способа его установки, принцип работы гидроэлектростанции, может различаться. Это могут быть следующие варианты:

1. Принцип «водяного колеса» – при этом варианте, приемное колесо частично погружается в воду параллельное ее поверхности. Водные потоки, перемещаясь по естественному руслу, давят на лопасти, размещенные на колесе, и приводят его во вращение. Колесо, в свою очередь, посредством редуктора и прочих механических устройств, создает вращательное движение генератора.
2. Конструкция в виде гирлянды – с противоположных берегов монтируется трос, на котором установлены специальные роторы. Вода, перемещаясь вращает роторы, вращательное движение которых передается на трос. Трос вращаясь, передает вращательное движение на генератор, установленный на берегу.
3. С использованием ротора Дарье – в принцип работы турбины, заложено использование разности давлений на лопастях ротора.
4. С использованием принципа пропеллера – лопасти устройства помещены в воду и под воздействие воды приходят во вращательное движение, которое и передается на вал генератора, вырабатывающего электрический ток.

Преимущества использования микро — ГЭС:

• Отсутствует необходимость в изменении естественного ландшафта местности;
• На качество воду не оказывается стороннее воздействие, она сохраняет свои свойства;
• Не зависимость от воздействия природных явлений;
• Возможность использования в круглогодичном цикле работы;
• Нет необходимости в строительстве дорогостоящих гидротехнических сооружений.

Мини–ГЭС — гидрогенератор Hydro Induction Power

Мини–ГЭС — трансформатор/выпрямитель

Каждая мини–ГЭС поставляется с трансформаторами, выпрямителями, предохранителями и амперметром, который должен быть установлен в закрытом помещении, рядом с аккумуляторами. Установка дополнительных выключателей или предохранителей не требуется. Регулятор напряжения в комплект не входит.

Рекомендуется устанавливать регулятор постоянного тока в качестве основного или запасного регулятора.

Мы предлагаем 3 модификации мини–ГЭС

Мини–ГЭС — дополнительная информация

Бесколлекторные индукционные гидротурбины:

Высота Истока: 18.29 – 152.4 м Скорость потока: 0,63 – 37,85 л/с Максимальная мощность: 600 – 3 600 Ватт КПД: 30% – 6% Напряжение: 120 – 480 Вольт Напряжение аккумуляторов: 12 В, 24 В, 48 В.

Мини–ГЭС — цены

Тип рабочего колеса — Фрэнсиса (Френсиса) Быстроходность турбины — 46 Разносная скорость — 1,4 * оптимальная частота вращений в минуту Количество лопастей — 9 Размеры рабочего колеса — 203 мм и 254 мм Материал рабочего колеса — 303 and 304 Нержавеющая сталь Вес рабочего колеса — при размере 254 мм вес 11,3 кг Спиральная камера — из трапециевидного профиля Материал корпуса — 304 Нержавеющая сталь Размер впускного патрубка — 254 мм Количество направляющих лопаток — 1 – Отсоединяемая носовая лопатка Общий вес спиральной камеры и впуска — 52 кг Регулировка — Дополнительный клапан–бабочка Сбросная труба — Расширение от 7,5° до 15°, длина — 380 мм Необходимые простенки между сбросными трубами — 558 mm Подшипники — конические валы Смазочный материал — легкое масло Уплотняющий материал — Керамика с углеродным покрытием, конструкция из нержавеющей стали Выключение — Автоматическое (устанавливается дополнительно) Общий вес без генератора — 105 kg КПД — Оценочный 77% Производство электроэнергии — при размере рабочего колеса 203 мм — 360–3 400 Ватт; при размере рабочего колеса 254 мм — 520–2 200 Ватт

Мини–ГЭС — гидрогенератор — принцип работы

Мини–ГЭС — гидрогенераторы Stream Engine, LH1000 и Water Baby спроектированы для зарядки аккумуляторов. Мини–ГЭС — гидрогенераторы вырабатывают напряжение 12, 24 и 48 Вольт. Электроэнергия производится при устойчивой скорости, и хранится в аккумуляторах для дальнейшего использования. Во время низкого потребления мощность аккумулируется. Также может устанавливаться дополнительная обмотка для получения большого напряжения (120, 240 Вольт). Для получения переменного тока используется инвертор. Мини–ГЭС оснащены подключаемой электропроводкой, что позволяет устанавливать стандартные генераторы в любом удобном месте.

Вода из потока направляется в трубопровод для получения необходимой высоты истока (вертикальное расстояние высоты падения воды). Для работы мини–ГЭС — гидрогенератора Stream Engine необходима высота истока 2 метра и более. Вода попадает на гидравлические насадки, там получает необходимое ускорение, затем ударяет колесо турбины, которое вращает вал мини–ГЭС — гидрогенератора. На одной гидротурбине может быть установлено до 4 гидравлических насадок.

1 — Всасывающий фильтр, 2 — Трубопровод, 3 — Высота истока, 4 — Гидрогенератор, 5 — Сбросные воды

Мини–ГЭС — гидрогенератор LH 1000 работает при высоте истока до 3 метров. Вода проходит через направляющие лопасть и вращает пропеллер, который сообщается с генератором, а затем по отсасывающей трубе отводится в сбросные воды.

 1 — Отстойник, 2 — Высота истока, 3 — Генератор, 4 — Верхняя вода, 5 — Направляющие лопасти, 6 — Отсасывающая труба, 7 — Сбросные воды

Принцип работы мини–ГЭС — гидрогенератора Water Baby очень похож на принцип работы Stream Engine, но не требует много воды. Для выработки электроэнергии достаточно скорости потока всего 0,18 л/с, а высоты истока 30 метров.

Мини–ГЭС — гидрогенератор — цены

Сравнение стандартного блока АКБ и гидроаккумулятора

Можно просто рассчитать параметры блока аккумуляторов, для обеспечения электроэнергией в течении 10-12 часов, при потреблении 1,5 кВт.

Есть несколько формул для расчёта, но без скрупулёзного уточнения всех нюансов, результат будет аналогичен вот такой схеме:

12ч * 1,5 кВт = 18 кВтч = 18000 Втч.

При напряжении аккумулятора 12 В получаем 18000 Втч / 12 В = 1500 Ач. Но разряжать на 100% нельзя. Есть оптимальные величины 25-30%. Но чтобы упростить задачу, возьмём уровень разрядки 50%. Это обеспечит около 500 циклов. Значит у системы должна быть ёмкость 3000 Ah, или 20 аккумуляторов по 150 А/ч.

Стоимость одного АКБ «Delta GEL 12-150» около 25 т.р.

20 таких аккумуляторов обойдутся в 500 тысяч рублей! При эксплуатации в стандартном режиме, с соблюдением температурного режима и прочих требований производителя, их хватит на 3-4 года.

А затем надо будет выложить ещё полмиллиона рублей.

В случае какой-либо аварии, короткого замыкания, падения с высоты или замерзания, потратиться придётся раньше.

С гидроаккумулятором расчёт проще – водоём устраивается единожды,

и правильная эксплуатация требует только регулярной очистки. Производитель микро-ГЭС даёт гарантию 5-10 лет, хотя оборудование довольно простое и ломаться там особо нечему.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно самостоятельно. Для частного дома достаточно двадцати киловатт в сутки. С таким значением справится даже мини-ГЭС, собранная своими руками. Но при этом следует помнить, что данный процесс характеризуется рядом особенностей:

• Точные расчеты провести достаточно трудно.
• Размеры, толщина элементов выбирается «на глаз», только опытным путем.
• Самодельные сооружения не имеют защитных элементов, что приводит к частым поломкам и связанным с этим затратам.

Поэтому если нет опыта и определенных знаний в данной сфере, лучше отказаться от идеи подобного рода. Дешевле может оказаться приобретение уже готовой станции.

Если все же решаетесь делать все своими руками, то начинать необходимо с измерения скорости потока воды в реке. Ведь от этого зависит мощность, которую можно получить. Если скорость будет меньше одного метра в секунду, то строительство мини-гидроэлектростанции в данном месте не оправдает себя.

Еще один этап, который нельзя опускать – это расчеты. Необходимо тщательно рассчитать размер затрат, которые уйдут на строительство станции. В результате может оказаться, что гидроэлектростанция – не лучший вариант

Тогда стоит обратить внимание на другие виды альтернативной электроэнергии

Мини-гидроэлектростанция может стать оптимальным решением в вопросе экономии затрат на электроэнергию. Для ее строительства необходимо наличие реки недалеко от дома. В зависимости от желаемых характеристик можно подобрать подходящий вариант ГЭС. При правильном подходе выполнить подобное сооружение можно даже своими руками.