Mini a mikro vodné elektrárne - populárne návrhy a aplikácie

Ak sa pozriete na dnešnú priemyselnú energiu, ak venujete pozornosť dynamike vývoja v oblasti alternatívnej energie, ľahko si všimnete, že sa tu už dávno vytvoril taký stereotyp: plochá rieka v zásade nie je vhodná na výrobu energie vo vodných elektrárňach.

Veľké vodné elektrárne sa stavajú pomocou zariadení pôvodne navrhnutých na výrobu veľkých elektrických kapacít na strmých okrajoch alebo na horských riekach, kde prietok vody dosahuje najmenej 2 m / s.

Generátorové agregáty pre takéto vodné elektrárne nie sú vhodné na prevádzku na relatívne slabom toku nížinnej rieky. Na tieto účely (pre všetky rieky) sa predávajú iba turistické hračky na nabíjanie pár wattov mobilných telefónov ...

Stavať priehradu na následnú výstavbu priemyselnej vodnej elektrárne je samozrejme nákladný podnik, bude to trvať dlho, kým sa vyplatí, a vo všeobecnosti nemá zmysel zakladať tradičnú vodnú stanicu na hladkej rieke. Aj keď je konvenčné pohonné zariadenie nainštalované na hladkej rieke, jeho účinnosť mu neumožňuje získať normálny výkon pri nízkych rýchlostiach, najmä pri zohľadnení strát na prevodovke.

Nakoniec tie vzorce, ktoré hovoria, že rýchlosť vody menšia ako 2 m / s nie je vhodná pre vodnú energiu, jednoducho nie sú určené na aplikáciu na malé prúdy. Tu sú potrebné rôzne vzorce a rôzne prístupy k výrobe ako vo veľkých priemyselných vodných elektrárňach.

Predstavte si, ako by nízkoenergetické hydraulické zariadenia mohli dodávať elektrinu do vzdialených oblastí našej krajiny a malé náklady na ich výstavbu by sa rýchlo vyplatili. Na malých tokoch už môžete stavať mini- a mikroelektrárne. Ako to ovplyvní vývoj alternatívnej energie, ktorej potenciál je v Rusku realizovaný iba zlomok percenta?

Mini-vodná elektráreň postačuje na pohon prázdninovej dediny, statku, farmy, farmy nachádzajúcej sa v blízkosti akejkoľvek rieky, kde však nie je možné položiť normálnu elektrickú sieť. Dokonca aj vo vodovodných a sanitárnych zariadeniach je možné v zásade usporiadať mikroelektrárne. Navyše, návrhy malých vodných elektrární už dozrievali a dozrievali v mysliach starostlivých a kreatívnych ľudí.

Pozrime sa na najobľúbenejšie návrhy domácich malých vodných elektrární. Malé vodné elektrárne malých veľkostí teda vždy tečú hydroelektrárne s kapacitou niekoľko stoviek wattov až niekoľko desiatok kilowattov, pričom využívajú energiu voľného toku rieky, ktorej rotory môžu byť usporiadané rôznymi spôsobmi. Pre malé vodné elektrárne existujú tri hlavné typy rotorov: vodné koleso, veniec a vrtuľa.

Vodné koleso je nainštalované kolmo na rieku a ponorí ho do vody menej ako polovica lopatiek. Prúd rotuje koleso, naráža do lopatiek a koleso otáča rotor generátora (cez kardan, ozubené koleso alebo iné zariadenie). Toto je najjednoduchší a najuniverzálnejší typ turbíny pre mini-hydro: sú najmenej objemné, zaberajú najmenšiu plochu a majú najvyššiu účinnosť.

Takéto kolesá môžu byť inštalované na rieke alebo dokonca na malom horskom toku. V domácich modeloch často nájdete autogenerátor konvertovaný na permanentné magnety ako generátor. Sila modelov kolies dosahuje jednotky kilowattov.

Vodárenská vodná elektráreň je skupina dlhých káblov s valcovými rotormi k nim pripevnenými jeden po druhom, ktoré sa prenášajú z jedného brehu rieky na druhý. Rotory ponorené do vody sa otáčajú pozdĺž rieky, premieňajú káble na rotáciu a káble otáčajú rotor generátora cez ozubené kolesá.

Takáto stavba je dosť materiálovo náročná a nejako nebezpečná, pretože blokuje koryto rieky ako priehrada.

Variant tejto myšlienky sú rotory s lopatkami na rotačnej osi, ktoré prenášajú rotáciu cez kardan na synchrónny generátor. Generátory tohto druhu sa vyrábajú na kilowattovú jednotku.

Vrtuľa - Vyzerá to ako veterná turbína s tenkými lopatkami nainštalovanými prevrátenými pod vodou, inštalovanými v potrubí. Hrúbka lopatiek a priemer rúrky závisia od rýchlosti prúdenia v mieste inštalácie rotora. Otáčanie sa tu prenáša cez prevodovku na generátorový rotor.

Tento typ turbíny sa ukázal byť najšpecializovanejší, pretože turbína je vyrábaná prísne pre podmienky prúdenia v mieste inštalácie, takže sa zvyšuje rýchlosť vody v potrubí.

Generátory tohto typu vyrábajú nielen amatéri sami, ale vyrábajú aj priemyselné odvetvia: jedna japonská spoločnosť vyrába také generátory s kapacitou 250 wattov.

Rovnako dôležité je energetické zariadenie inštalované v mini-vodnej elektrárni. Mal by pracovať v zhode s tlakom a prietokom, mať stabilizáciu a elektroniku so schopnosťou prepnúť na manuálne ovládanie, vybavené všetkými typmi ochrany, a to aj pred núdzovými situáciami.