A vízáram erőssége megújuló természeti erőforrás, amely lehetővé teszi szinte ingyenes villamos energia befogadását. A természet által adományozott energia lehetőséget nyújt a közművek megtakarítására és a berendezések újratöltésének problémájának megoldására.
Ha patak vagy folyó folyik otthonod közelében, akkor érdemes ezeket használni. Képesek lesznek áramot szolgáltatni a telekhez és a házhoz. És még ha önálló vízierőmű is épül, a gazdasági hatás jelentősen növekszik.
A bemutatott cikk részletesen leírja a magánhidraulikus szerkezetek gyártási technológiáját. Beszéltünk arról, hogy mi szükséges a rendszer felállításához és a fogyasztókhoz történő csatlakoztatásához. Itt megismerheti a miniatűr energiaszolgáltatók összes lehetőségét, improvizált anyagokból összeállítva.
Hidroelektromos erőművek
A vízerőművek olyan struktúrák, amelyek képesek a víz mozgásának energiáját villamos energiává alakítani. Az alternatív „zöld” villamosenergia-szolgáltatókat továbbra is csak nyugaton használják ki aktívan. Országunk területén ez az ígéretes ipar csak az első félénk lépéseket tesz.
Képgaléria
Fotó a
A zöld energia egyik ígéretes területe a villamosenergia-termelés a vízpotenciál kiaknázásával. Előnyei a bolygó kimeríthetetlen szabad erőforrásai, amelyek a legkevesebb kárt okozják a természeti környezetben.
A kis vízenergia területén részt vevő objektumok közé tartoznak a 3-100 kW-tól 25 MW-ig termelő mini hidroelektromos erőművek.
A vízenergia felhasználása érdekében villamos energiának megszerzéséhez nem szükséges turbulens hegyi folyó vagy nagy gát építése. Elegendő egy kis folyó vagy patak mederének szűkítése
Egy kis vízerőmű turbináját arra kényszeríthetik, hogy még egy viszonylag kicsi csatornát is forgassa, amelybe a víz a közeli tározóból vagy folyóból származik
A közvetlenül a vízáramban elhelyezkedő kicsi vízerőművek egyszerűek, ám ezek nem teszik lehetővé a vízfolyás erősségének és mennyiségének szabályozását. A beállítási lehetőség miniatűr tartályt fog biztosítani
A mini vízerőművek szervezésére a legígéretesebb a hegyi patakok, amelyek jellemző csatornamagassági különbségük van. Hasonló feltételeket lehet létrehozni a sík terepen folyó folyóra is.
A miniatűr vízerőmű teljesítményét elősegítik mindenféle vízforgás és kavarogás, amelyek mesterségesen építhetők betonszerkezetek öntésével.
A hatékonyság növelése érdekében a kis vízenergia-fejlesztők fejlesztik a turbinákat. Például egy hagyományos pengével ellátott kereket egy több fordulattal csavar helyettesít
Víz felhasználása villamos energia előállítására
Az egyik hagyományos lehetőség a kis vízenergia számára
Csatorna szűkítése az energia visszanyerése érdekében
Pengékkel irányított eszköz
Gát közeli lehetőség egy kis tározóval
A patak vagy folyó magasságának különbsége
Mesterségesen kialakított csavar
Nagy hatékonyságú csavaros típusú turbina
A kicsi magántulajdonban lévő vízerőművek gátak lehetnek nagy folyókon, tucatotól több száz száz wattot generálva, vagy mini-hidroelektromos erőművek, amelyek maximális teljesítménye 100 kW, ami elegendő egy magánház igényeinek. Itt az utóbbiról, és tudjon meg többet.
Hidraulikus csavarállomás
A kialakítás egy, a folyón áthúzott rugalmas acélkábelre szerelt rotorláncból áll. Maga a kábel egy forgótengely szerepet játszik, amelynek egyik vége a tartócsapágyra van rögzítve, a másik pedig a generátor tengelyét aktiválja.
Minden „koszorú” hidraulikus forgórész képes körülbelül 2 kW energiát előállítani, azonban ehhez a víz áramlási sebességének legalább 2,5 méter / másodpercnek kell lennie, és a rezervoár mélysége nem haladhatja meg az 1,5 m-t.
A koszorú vízierőmű működési elve egyszerű: a víz nyomása megforgatja a hidraulikus csavarokat, ezek elforgatják a kábelt, és a generátort energiára kényszerítik
A koszorúállomásokat már a múlt század közepén sikeresen felhasználták, ám a csavarok szerepét házi hajtócsavarok és még konzervdobozok játszották. Manapság a gyártók különféle típusú rotorokat kínálnak különböző működési körülmények között.
Fel vannak szerelve különféle méretű fémlemezből, és lehetővé teszik az állomás működésének maximális hatékonyságát.
De bár ezt a hidrogéngenerátort nagyon egyszerű elõállítani, mûködtetése számos különös körülményt igényel, amelyek a valós életben nem mindig megvalósíthatók. Az ilyen struktúrák blokkolják a folyómedencét, és valószínűtlen, hogy a part mentén fekvő szomszédok, nem is beszélve a környezetvédelmi szolgálatok képviselőiről, lehetővé teszik az áramlási energia felhasználását az Ön céljaira.
Ezenkívül télen az egységet csak nem fagyos víztestekben lehet használni, és szélsőséges éghajlati körülmények között meg lehet őrizni vagy leszerelni. Ezért a koszorúállomásokat ideiglenesen és elsősorban kihalt területeken építik (például nyári legelők közelében).
Az 1–15 kW / h teljesítményű rotorállomások havonta akár 9,3 MW-ot termelnek, és lehetővé teszik az elektromosodás problémájának független megoldását a központi autópályáktól távol eső régiókban.
A százszorszépű láncszerelés modern analógja a merülő vagy dagályos keretes állomások keresztirányú rotorokkal. A girland elődjétől eltérően ezek a szerkezetek nem blokkolják a teljes folyót, hanem csak a csatorna egy részét használják, és pontonra / tutajra szerelhetők vagy teljesen leengedhetők a rezervoár aljára.
Függőleges forgórész Daria
A Darier rotor turbinaegység, amelyet 1931-ben a feltaláló tiszteletére neveztek el. A rendszer több sugárirányú gerendára rögzített aerodinamikai pengéből áll, és a nyomáskülönbség miatt működik a „emelő szárny” elv szerint, amelyet széles körben használnak a hajógyártásban és a repülésben.
Noha ezeket a növényeket inkább szélgenerátorok készítésére használják, vízzel tudnak dolgozni. De ebben az esetben pontos számításokra van szükség a pengék vastagságának és szélességének a vízáramlás erősségével összhangban történő kiválasztásához.
A Darier rotor „szélmalomra” hasonlít, amelyet csak víz alá szereltek, és az áramlási sebesség szezonális ingadozásaitól függetlenül képes működni.
A függőleges forgórészeket ritkán használják helyi vízerőművek létrehozására. A jó teljesítménymutatók és a felépítés látszólagos egyszerűsége ellenére a berendezés működése meglehetősen nehéz.
A munka megkezdése előtt a rendszert "nem kell megcsavarodni", de a tartály lefagyását csak egy tartály fagyasztása képes megállítani. Ezért a Darier rotorot főleg ipari vállalkozásokban használják.
Franz Zotloterer osztrák feltaláló érdekes megoldást javasolt egy függőlegesen működő turbinával rendelkező kisméretű vízerőművek tervezése területén:
Képgaléria
Fotó a
Mini-állomás whirlpool-gravitációs fellépéshez
Külön csatorna építése pezsgőfürdővel
Turbina a forgás közepén
Generált energiagyűjtők
A pezsgőfürdő súlyos előnye helyesen tekinthető a halforrások megóvásának. Egy függőleges turbina működése nem károsítja a folyó élő szervezeteit. Ezen felül az iszap a vízáramlás sajátos mozgása miatt nem marad meg a szerkezetek falán.
Víz alatti légcsavar
Valójában ez a legegyszerűbb szélturbina, csak víz alatt telepítik. A pengék méretét a maximális fordulatszám és a minimális ellenállás biztosítása érdekében az áramlás erősségétől függően számítják ki. Például, ha az áramlási sebesség nem haladja meg a 2 m / s-t, akkor a penge szélességének 2-3 cm-en belül kell lennie.
A víz alatti légcsavar könnyen elkészíthető saját kezével, de csak mély és gyors folyókhoz használható - sekély tóban a forgó pengék sérülést okozhatnak a halászok, úszók, vízimadarak és állatok számára.
Egy ilyen szélmalmat az áramlás felé "telepítenek", de pengéi nem a víznyomás nyomása, hanem az emelőerő fellépése miatt működnek (a repülőgép szárnya vagy a hajócsavar elvén).
Vízkerék pengékkel
A vízkerék a hidraulikus motor egyik legegyszerűbb változata, a Római Birodalom óta ismert. Munkája hatékonysága nagymértékben függ a forrás típusától, amelyre telepítették.
Az öntőkerék csak az áramlási sebesség miatt foroghat, az öntőkerék pedig a fentről a pengékre áramló nyomás és víz súlyának segítségével forgatható
A vízfolyás mélységétől és csatornájától függően különféle típusú kerekek szerelhetők be:
- Tengeralattjáró (vagy alacsonyabbrendű) - Alkalmas sekély, gyors folyású folyókhoz.
- Midbottom - olyan csatornákban vannak elhelyezve, amelyek természetes kaszkádokkal vannak ellátva úgy, hogy az áram körülbelül a forgó dob közepén folyjon.
- Ömlesztett (vagy magas oszlopok) - a gát, a cső alá vagy a természetes küszöb aljára kell felszerelni úgy, hogy az eső víz a kerék felső részén tovább folyjon.
De az összes lehetőség működési elve ugyanaz: a víz belép a pengékbe és meghajtja a kereket, ami a mini-erőmű generátorának forogását teszi lehetővé.
A hidraulikus berendezések gyártói olyan polcon kívüli turbinákat kínálnak, amelyek pengéi kifejezetten egy meghatározott vízáramlási sebességhez vannak kialakítva. Az otthoni kézművesek azonban dobszerkezeteket készítenek régimódi módon - improvizált anyagokból.
Az alábbi fotókiválasztás segít megismerni a mini vízerőmű legegyszerűbb változatának felépítését:
Képgaléria
Fotó a
1. lépés: A csatorna szűkítése és delta kialakítása
2. lépés: Alkatrészek darabolása a turbina összeszereléséhez
3. lépés: A pengék rögzítése fordulatszámú turbinába
5. lépés: A támogatás telepítése az adatfolyam csatornába
5. lépés: A turbina felszerelése egy tartószerkezetre
6. lépés: A generátor és az elemek csatlakoztatása
7. lépés: Szíjhajtás
8. lépés: Az eszköz tesztelése az összeszerelés után
Lehet, hogy az optimalizálás hiánya befolyásolja a hatékonysági mutatókat, de a házi készítésű berendezések költsége többször olcsóbb lesz, mint a vásárolt megfelelő. Ezért egy vízkerék a legnépszerűbb lehetőség a saját mini-hidroelektromos erőmű megszervezéséhez.
A vízerőmű telepítésének feltételei
A hidrogenerátor által előállított energia csábító olcsósága ellenére fontos figyelembe venni egy olyan vízforrás tulajdonságait, amelynek forrásait saját igényeire tervezi felhasználni.
Valójában nem minden vízfolyás alkalmas minihidroelektromos erőmű üzemeltetésére, főleg egész évben, így nem árt az, ha tartalékban van egy lehetőség arra, hogy csatlakozzon egy központi autópályához.
Néhány előnye és hátránya
Az egyes vízerőművek fő előnyei nyilvánvalóak: olcsó, olcsó villamos energiát előállító berendezés nem árt a természetnek (ellentétben a folyó áramlását gátló gátakkal). Noha a rendszert nem lehet abszolút biztonságosnak nevezni, a turbina forgó elemei továbbra is sérüléseket okozhatnak a víz alatti világ lakói és még az emberek is.
A balesetek elkerülése érdekében a vízerőművet védeni kell, és ha a rendszert víz teljesen elrejti - szereljen fel egy figyelmeztető táblát a partra
A mini-hidroxid előnyei:
- Más „ingyenes” energiaforrásoktól (napelemek, szélgenerátorok) ellentétben a hidraulikus rendszerek a napszakotól vagy az időjárástól függetlenül is működhetnek. Az egyetlen dolog, amely megakadályozhatja őket, a rezervoár fagyasztása.
- A hidrogéngenerátor telepítéséhez nem szükséges nagy folyó - ugyanazok a vízkerekek sikeresen használhatók még kis (de gyors!) Patakokban is.
- A létesítmények nem bocsátanak ki káros anyagokat, nem szennyezik a vizet, és szinte csendesen működnek.
- Legfeljebb 100 kW teljesítményű minihidroelektromos erőművek beépítéséhez nem szükséges engedélyeket kiállítani (bár minden a helyi hatóságoktól és a létesítmény típusától függ).
- A fölösleges villamos energiát el lehet adni a szomszédos házaknak.
Ami a hiányosságokat illeti, az áramlás hiánya komoly akadályt jelenthet a berendezés eredményes működésében. Ebben az esetben segédszerkezeteket kell felállítani, ami további költségeket von maga után.
Ha a közeli folyó potenciális energiája nem elegendő a gyakorlati felhasználáshoz szükséges mennyiségű villamos energia előállításához, érdemes figyelni a szélgenerátorok gyártási módszereire. A szélmalom hatékony kiegészítésként szolgál.
Vízáramlás mérése
Az állomás felszerelésének formájára és módjára való gondolkodáshoz először meg kell mérnie a víz áramlási sebességét egy kiválasztott forrásnál.
A legegyszerűbb módszer, ha bármilyen könnyű tárgyat (például egy teniszlabdát, egy darab polisztirolhabot vagy egy horgászat úszót) enged le a zuhatagokra, és megállítja az időt, amellyel megteszi a távolságot egy bizonyos mérföldkőhöz. Az „úszás” standard távolsága 10 méter.
Ha a tó otthonától távol van, építhet egy ágcsatornát vagy csővezetéket, és ugyanakkor vigyázhat a magasságkülönbségekre is
Most meg kell osztania a megtett távolságot méterben a másodpercek számával - ez lesz az áram sebessége. De ha a kapott érték kisebb, mint 1 m / s, akkor mesterséges szerkezeteket kell felállítani, hogy az áramlást magassági különbségekkel gyorsítsák fel.
Ezt összecsukható gáttal vagy keskeny lefolyócsővel lehet megtenni. De jó áramlás nélkül el kell hagyni a vízerőmű ötletét.
Vízierőművek előállítása vízkerék alapján
Természetesen egy ötlet összeállítása és egy vállalkozás vagy település kiszolgálására szolgáló koloszum felépítése akár tucat házból is a fantázia birodalma. Nagyon is valóságos, ha saját kezűleg mini-hidroelektromos állomást építenek, hogy megtakarítsák az áramot. Ezenkívül felhasználhatja kész elemeket és improvizált anyagokat is.
Ezért fontolóra vesszük a legegyszerűbb szerkezet - vízkerék - gyártását lépésről lépésre.
Szükséges anyagok és eszközök
Saját kezű mini-hidroelektromos állomás elkészítéséhez hegesztőgépet, darálót, fúrót és kiegészítő eszközkészletet kell készítenie - kalapács, csavarhúzó, vonalzó.
A szükséges anyagokból:
- Sarok és fémlemez vastagsága legalább 5 mm.
- PVC vagy horganyzott acél csövek pengék gyártásához.
- Generátor (készpénzt is használhat, vagy elkészítheti magad, mint a példában).
- Féktárcsák.
- Tengely és csapágyak.
- Furnér.
- Polisztirolgyanta a rotor és az állórész feltöltéséhez.
- 15 mm-es rézhuzal egy váltóáramú generátorhoz.
- Neodímium mágnesek.
Felhívjuk figyelmét, hogy a kerék kialakítása állandóan érintkezik vízzel, ezért a fém és fa elemeket nedvességtől védve kell választani (vagy az impregnálással és a festéssel gondoskodni kell). Ideális esetben a rétegelt lemez lecserélhető műanyaggal, de a fa alkatrészeket könnyebb megszerezni és alakítani.
Kerék szerelés és fúvóka gyártása
Maga a kerék alapja lehet két azonos átmérőjű acéltárcsa (ha acéldobot lehet beszerezni a kábelből - kiváló, ez nagyban felgyorsítja az összeszerelési folyamatot).
Ha azonban nem találtak fémet a kezelt anyagokban, akkor körvonalak vághatók vízálló rétegelt lemezből, bár még a kezelt fa szilárdságát és tartósságát sem lehet összehasonlítani az acéllal. Ezután az egyik lemezen kerek lyukat kell kivágnia a generátor beszereléséhez.
Ezután elkészítik a pengéket, és legalább 16 db-ra lesz szükségük. Ehhez a horganyzott csöveket hosszirányban két vagy négy részre vágják (az átmérőtől függően).Ezután a vágóhelyeket és a pengék felületét csiszolni kell a súrlódás során fellépő energiaveszteségek csökkentése érdekében.
A pengék körülbelül 40-45 fokos szögben vannak felszerelve - ez elősegíti a felület növelését, amelyet az áramlási erő befolyásol.
A két oldaltárcsa közötti távolságnak a lehető legközelebb kell lennie a pengék hosszához. Annak érdekében, hogy körvonalazzuk a jövőbeli kerékagyak elhelyezkedését, javasoljuk, hogy készítsen sablont furnérlemezből, amelyen minden alkatrész helyét és egy lyukat fel kell tüntetni a kerék rögzítéséhez a generátorhoz. A kész jelölést az egyik meghajtó külső oldalán el lehet helyezni.
Ezután a köröket egymással párhuzamosan kell felszerelni szilárd menetes rudakkal, és a pengeket hegeszteni vagy csavarokkal rögzíteni a kívánt helyzetbe. A dob a csapágyakon forog, és tartóként kis átmérőjű sarkok vagy csövek keretét használják.
Ebben a szakaszban a dob szerelvény komplettnek tekinthető, mégis felszerelni kell egy házi készítésű generátorral és a víz áramlását irányító fúvókával.
A fúvókát kaszkád típusú vízforrásokhoz tervezték - egy ilyen beállítás lehetővé teszi az áramlási energia maximális felhasználását. Ezt a kiegészítő elemet fémlemez hajlításával állítják elő, a varratok ezt követő hegesztésével, majd a csőre szerelik.
Ha azonban egy sík folyó folyik az Ön területén zuhatagok és más magas tengerszint feletti akadályok nélkül, ez a részlet nem szükséges.
Fontos, hogy a fúvóka kilépési nyílásának szélessége megegyezzen a kerék szélességével, különben az áramlás egy része alapjáraton megy anélkül, hogy a pengékre esne.
Most a kereket fel kell szerelni a tengelyre, és a hegesztett vagy csavarozott sarkokból egy tartóra kell felszerelni. Végül el kell készíteni egy generátort (vagy készen kell telepíteni), és akkor mehet a folyóhoz.
Barkács generátor
Házi generátor készítéséhez el kell készítenie egy állórész tekercset és kitölteni, amelyre mindegyik tekercsre szükség van, mindegyik 125 fordulatú rézhuzallal. Miután összekapcsoltuk őket, a teljes szerkezetet poliészter gyantával öntjük.
Mindegyik fázis három egymást követő módon csatlakoztatott tekercsből áll, így a csatlakozás csillag vagy háromszög formájában is kialakítható, több külső vezetékkel
Most el kell készítenie egy rétegelt lemez sablont, amely megfelel a féktárcsa méretének.
A jelöléseket egy fagyűrűn végezzük, és réseket készítünk a mágnesek beszerelésére (ebben az esetben 1,3 cm vastag, 2,5 cm széles és 5 cm hosszú neodímium mágneseket használtunk). Ezután a képződött forgórészt gyantával megtöltjük, majd szárítás után rögzítjük a kerékdobhoz.
Vízkerék féktárcsa-rotorral és réz huzaltekercs-generátorral - festett, kiszerelhető és használatra kész
Az utoljára szerelt alumínium ház ampermérővel, az egyenirányítókkal borítva. Ezen elemek feladata a háromfázisú áram egyenáramúvá történő átalakítása.
Miután a kereket egy kaszkáddal vagy bypass-csővel ellátott kis folyóba telepítette, számíthat egy mini-hidroelektromos erőmű 1,9A * 12 V-os teljesítményére percenkénti 110 fordulaton
Annak megakadályozása érdekében, hogy a patak, a homok és az egyéb hulladék beleesjen a kerékbe, tanácsos védőhálót helyezni a készülék elé.
Kísérletezhet a mágnesek és a tekercsek közötti résekkel is, megnövekedett fordulásokkal, hogy növelje a vízerőmű hatékonyságát.
A „zöld technológiák” mindennapi bevezetéséről szóló cikk elolvasásával megismerheti az összes alternatív energiaforrás típusát.
1. videó. Példa egy működő hidraulikus berendezésre egy háromfázisú motoron alapuló, saját készítésű generátorral:
2. videó. Vízüzemű mini vízerőmű:
3. videó. A kerékpárkeréken alapuló állomás érdekes megoldást jelent a civilizációtól távol eső vakáció során az energiaellátás problémájára:
Mint láthatja, a vízkezelő mini erőmű saját kezével történő építése nem olyan nehéz. Mivel azonban az alkatrészek számításának és paramétereinek nagy részét „szemmel” határozza meg, fel kell készülni a lehetséges bontásokra és a kapcsolódó költségekre.
Ha hiányzik a tudás és a tapasztalat ezen a területen, bízzon a szakemberekben, akik elvégzik az összes szükséges számítást, tanácsot adnak az Ön számára optimális berendezés számára, és minőségi módon telepítik.
Kérjük, írja megjegyzéseit az alábbi blokkba. Ossza meg érdekes információkat és hasznos ajánlásokat, tematikus fényképeket hagyjon itt. Talán el akarja mondani, hogyan épített egy saját vízerőművet egy külvárosi helyszínen? Örömmel olvassuk el az ön történetét az eszköz folyamatáról és működéséről.