Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Sila prúdu vody je obnoviteľný prírodný zdroj, ktorý vám umožní získať takmer bezplatnú elektrinu. Energia prezentovaná prírodou poskytne príležitosť na úsporu energie a riešenie problému s nabíjacím zariadením.

Ak pri vašom dome tečie prúd alebo rieka, mali by byť použité. Budú schopní dodávať elektrinu na stavenisku a do domu. A ak je vodná elektráreň postavená ručne, ekonomický efekt sa výrazne zvyšuje.

Tento článok detailne popisuje výrobné techniky súkromných hydraulických konštrukcií. Hovorili sme o tom, čo je potrebné pre systém zariadenia a pripojiť ho k spotrebiteľom. S nami sa dozviete o všetkých možnostiach dodávateľov miniatúrnej energie, zozbieraných zo šrotových materiálov.

Nepriemyselné vodné elektrárne

Vodné elektrárne sú štruktúry, ktoré dokážu premeniť energiu pohybu vody na elektrinu. Alternatívne „zelené“ dodávatelia elektriny sa stále aktívne využívajú len na Západe. Toto sľubné odvetvie na území našej krajiny robí iba prvé predbežné kroky.

Malé súkromné vodné elektrárne môžu byť priehrady na veľkých riekach, ktoré vytvárajú tucet až niekoľko stoviek magawattov alebo mini-vodných elektrární s maximálnym výkonom 100 kW, čo je dosť dosť pre potreby súkromného domu. Tu sú najnovšie a dozviete sa viac.

Hydraulická skrutkovacia stanica

Konštrukcia sa skladá z reťaze rotorov namontovaných na pružnom oceľovom lane, previazanom cez rieku. Samotný kábel plní úlohu rotačného hriadeľa, ktorého jeden koniec je pripevnený k nosnému ložisku a druhý aktivuje hriadeľ generátora.

Každý "girlandový" hydrorotor je schopný generovať približne 2 kW energie, avšak rýchlosť prúdenia vody by mala byť aspoň 2, 5 metra za sekundu a hĺbka zásobníka by nemala prekročiť 1, 5 m.

Princíp činnosti vodnej elektrárne je jednoduchý: tlak vody sa otáča hydraulickými skrutkami a otáčajú káblom a generátor vyrába energiu.

Garland stanice boli úspešne použité v polovici minulého storočia, ale domáce vrtule a dokonca plechovky hrali úlohu skrutiek. Dnes výrobcovia ponúkajú niekoľko typov rotorov pre rôzne prevádzkové podmienky.

Sú doplnené čepeľami rôznych veľkostí, vyrobené z plechu, a umožňujú vám dosiahnuť maximálnu účinnosť zo stanice.

Ale aj keď je výroba tohto hydrogenerátora pomerne jednoduchá, jeho prevádzka zahŕňa množstvo špeciálnych podmienok, ktoré nie sú vždy možné v reálnom živote. Takéto stavby blokujú koryto rieky a je nepravdepodobné, že susedia pozdĺž pobrežia, nehovoriac o predstaviteľoch environmentálnych služieb, budú môcť využívať energiu prúdu na vaše účely.

Okrem toho, v zime sa inštalácia môže používať iba na nemrznúcich vodných plochách av drsnom podnebí - konzervované alebo demontované. Z tohto dôvodu sú garážové stanice budované dočasne a väčšinou v opustenej oblasti (napríklad v blízkosti letných pasienkov).

Rotačné stanice s kapacitou od 1 do 15 kW / hod. Produkujú až 9, 3 MW mesačne a umožňujú nezávisle vyriešiť problém elektrifikácie v regiónoch vzdialených od centralizovaných diaľnic

Moderný analóg inštalácie girlandy - ponorné alebo rámové rámové stanice s priečnymi rotormi. Na rozdiel od svojho predchodcu girlandy, tieto stavby neblokujú celú rieku, ale zahŕňajú len časť kanála, a môžete ich nainštalovať na pontóne / plte alebo úplne spustiť na dno nádrže.

Vertikálny rotor Daria

Rotor Darier je turbínové zariadenie, pomenované podľa jeho vynálezcu v roku 1931. Systém sa skladá z niekoľkých aerodynamických lopatiek upevnených na radiálnych nosníkoch a funguje v dôsledku poklesu tlaku podľa princípu „zdvíhacieho krídla“, ktorý sa široko zaoberá stavbou lodí a letectva.

Aj keď sa takéto zariadenia používajú na vytvorenie veterných turbín, môžu pracovať s vodou. V tomto prípade sú však potrebné presné výpočty, aby zodpovedali hrúbke a šírke čepelí v súlade s pevnosťou prúdenia vody.

Rotierov rotor sa podobá „veternému mlynu“, ktorý je inštalovaný len pod vodou a môže pracovať bez ohľadu na sezónne výkyvy rýchlosti prúdenia.

Vertikálne rotory sa zriedka používajú na vytvorenie miestnych vodných elektrární. Napriek dobrým ukazovateľom výkonnosti a zdanlivej jednoduchosti dizajnu je zariadenie pomerne zložité pracovať.

Pred začatím práce musí byť systém „odvinutý“, ale iba zmrazenie zásobníka môže zastaviť bežiacu stanicu. Rotor Darier sa preto používa hlavne v priemyselných podnikoch.

Podvodná vrtuľa „veterná turbína“

V skutočnosti je to najjednoduchšia vzduchová veterná turbína, len je inštalovaná pod vodou. Rozmery lopatiek, aby sa zaistila maximálna rýchlosť otáčania a minimálny odpor, sa vypočítajú v závislosti na sile prúdenia. Ak napríklad rýchlosť prúdenia neprekročí 2 m / s, šírka čepele by mala byť do 2 - 3 cm.

Podvodná vrtuľa sa dá ľahko ovládať vlastnými rukami, ale je vhodná len pre hlboké a rýchle rieky - na plytkých rybníkoch, rotujúce lopatky môžu spôsobiť zranenie rybárov, kúpajúcich sa, vodných vtákov a zvierat.

Takáto veterná turbína je inštalovaná „smerom k“ prietoku, ale jej lopatky nepôsobia kvôli tlaku tlaku vody, ale kvôli vzhľadu zdvíhacej sily (podľa princípu krídla lietadla alebo vrtule lode).

Vodné koleso s čepeľami

Vodné koleso je jednou z najjednoduchších verzií hydraulického motora, známeho od čias Rímskej ríše. Účinnosť jeho práce závisí do značnej miery od typu zdroja, na ktorom bola nainštalovaná.

Vylievacie koleso sa môže otáčať len v dôsledku rýchlosti prúdenia a plniaceho kolesa - pomocou tlaku a hmotnosti vody padajúcej na vrch čepele.

V závislosti od hĺbky a kanála vodného toku môžete inštalovať rôzne typy kolies:

  • Cukrové žľaby (alebo dolné fells) - vhodné pre plytké rieky s rýchlym prúdením.
  • Sredneboynye - sú umiestnené v lôžkach s prírodnými kaskádami tak, že prietok padá približne v strede rotujúceho bubna.
  • Hromadné (alebo zvislé) - inštalované pod priehradou, potrubím alebo na dne prirodzeného prahu tak, aby padajúca voda pokračovala v ceste cez vrchol kolesa.

Ale princíp fungovania pre všetky možnosti je rovnaký: voda sa dostane na čepele a poháňa koleso, ktoré spôsobuje, že generátor sa otáča pre mini-elektráreň.

Výrobcovia hydraulických zariadení ponúkajú hotové turbíny, ktorých lopatky sú špeciálne prispôsobené určitej rýchlosti prúdenia vody. Ale domáci remeselníci robia bubon návrhy staromódny spôsob - zo šrotu materiálov.

Usporiadanie vlastnej vodnej elektrárne je jedným z najviac rozpočtových a environmentálne priaznivých spôsobov poskytovania letných domov, farmy alebo turistickej základne s energetickými zdrojmi.

Možno, že nedostatok optimalizácie bude mať vplyv na výkonnostné ukazovatele, ale náklady na domáce vybavenie bude stáť niekoľkokrát lacnejšie ako nakúpený náprotivok. Preto je vodné koleso najobľúbenejšou voľbou pre organizovanie vlastnej mini-hydro.

Podmienky pre inštaláciu vodnej elektrárne

Napriek lákavej lacnosti energie vyrobenej hydrogenerátorom je dôležité brať do úvahy zvláštnosti vodného zdroja, ktorého zdroje plánujete použiť pre vlastné potreby.

Koniec koncov, nie každý vodný tok je vhodný na prevádzku mini-vodnej elektrárne, najmä celoročne, takže by nebolo na škodu mať možnosť napojenia na centralizovanú diaľnicu.

Niekoľko kladov a záporov

Hlavné výhody individuálnej vodnej elektrárne sú zrejmé: lacné zariadenie, ktoré vyrába lacnú elektrickú energiu, a dokonca nepoškodzuje prírodu (na rozdiel od priehrad, ktoré blokujú tok rieky). Hoci nie je možné pomenovať úplne bezpečný systém, rotujúce prvky turbín môžu spôsobiť zranenia obyvateľom podmorského sveta a dokonca aj ľuďom.

Aby sa zabránilo nehodám, mala by byť vodná elektráreň chránená a ak je systém úplne skrytý vodou, na brehu nainštalujte výstražnú značku.

Výhody mini-hydro:

  1. Na rozdiel od iných „voľných“ zdrojov energie (solárne panely, veterné turbíny) môžu hydraulické systémy pracovať bez ohľadu na dennú dobu alebo počasie. Jediná vec, ktorá im môže zabrániť - zmrazenie nádrže.
  2. Na inštaláciu hydrogenerátora nie je potrebná veľká rieka - rovnaké vodné kolesá sa dajú úspešne použiť aj v plytkých (ale rýchlych!) Prúdoch.
  3. Zariadenia nevypúšťajú škodlivé látky, neznečisťujú vodu a pracujú takmer ticho.
  4. Pre inštaláciu mini-vodných elektrární s kapacitou do 100 kW nie je potrebné vydávať povolenia (hoci všetko závisí od miestnych úradov a typu inštalácie).
  5. Nadbytočná elektrina sa môže predávať do susedných domov.

Pokiaľ ide o nedostatky, nedostatočná prietoková sila môže byť vážnou prekážkou produktívnej prevádzky zariadenia. V tomto prípade bude potrebné vybudovať pomocné zariadenia, ktoré sú spojené s dodatočnými nákladmi.

Ak potenciálna energia neďalekej rieky pri približnom výpočte nestačí na výrobu elektriny v množstve dostatočnom na praktické využitie, mali by ste venovať pozornosť metódam budovania veterných turbín. Veterný mlyn bude účinným doplnkom.

Meranie prietoku vody

Prvá vec, ktorú treba urobiť, je premýšľať o type a spôsobe montáže stanice na meranie rýchlosti prietoku vody vo vybranom zdroji.

Najjednoduchší spôsob je, že na pereje položíte akýkoľvek ľahký predmet (napríklad tenisový loptičku, kúsok peny alebo rybársky plavák) a označíte čas stopky, počas ktorého bude cestovať do akéhokoľvek referenčného bodu. Štandardná vzdialenosť pre plávanie je 10 metrov.

Ak sa nádrž nachádza ďaleko od domova, môžete vybudovať odvádzací kanál alebo potrubie a zároveň sa postarať o výškové rozdiely

Teraz je potrebné rozdeliť vzdialenosť v metroch podľa počtu sekúnd - to bude rýchlosť prúdu. Ak je však získaná hodnota menšia ako 1 m / s, bude potrebné vybudovať umelé štruktúry, aby sa urýchlili zmeny výškových zmien.

Toto sa v skutočnosti uskutočňuje pomocou skladacej priehradky alebo úzkej odtokovej rúrky. Bez dobrého toku však bude potrebné upustiť od myšlienky vodnej elektrárne.

Výroba vodnej elektrárne na báze vodného kolesa

Samozrejme, ide o myšlienku z oblasti fantázie zostaviť „na koleno“ a postaviť kolos určený na obsluhu podniku alebo osady aj z tucet domov. Budovanie mini-vodnej elektrárne vlastnými rukami na úsporu elektrickej energie je však dosť realistické. Môžete použiť aj hotové komponenty a improvizované materiály.

Preto považujeme krok za krokom výrobu najjednoduchšej konštrukcie - vodného kolesa.

Požadované materiály a nástroje

Ak chcete urobiť mini-vodné elektrárne sami, musíte pripraviť zváracie stroje, brúsky, vŕtačky a sadu pomocných nástrojov - kladivo, skrutkovač, pravítko.

Z materiálov, ktoré budete potrebovať:

  • Rohy a plechy hrúbky najmenej 5 mm.
  • PVC alebo pozinkované oceľové rúry na výrobu čepelí.
  • Generátor (môžete použiť ready-made nákup alebo to urobiť sami, ako v tomto príklade).
  • Brzdové kotúče.
  • Hriadeľ a ložiská.
  • Preglejky.
  • Polystyrénová živica na liatie rotora a statora.
  • Medený drôt na 15 mm pre domáci generátor.
  • Neodymové magnety.

Zvážte, že konštrukcia kolesa bude neustále v kontakte s vodou, preto kovové a drevené prvky musia byť vybrané s ochranou pred vlhkosťou (alebo sa postarať o ich impregnáciu a natieranie nezávisle). V ideálnom prípade môže byť preglejka nahradená plastom, ale je ľahšie získať drevené diely a dať im požadovaný tvar.

Montáž kolesa a výroba dýz

Základom samotného kolesa môžu byť dva oceľové kotúče rovnakého priemeru (ak sa dá oceľový bubon z kábla - veľký, urýchli proces montáže).

Ak však v materiáloch nebol po ruke žiadny kov, je možné rezať kruhy z vodotesnej preglejky, aj keď pevnosť a trvanlivosť ani upraveného dreva sa nedá porovnať s oceľou. Potom na jednom z diskov je potrebné vyrezať kruhový otvor na inštaláciu generátora.

Potom sú čepele vyrobené a budú potrebovať najmenej 16 kusov. Z tohto dôvodu sú pozinkované rúrky pozdĺžne rozrezané na dve alebo štyri časti (v závislosti od priemeru). Potom by mali byť miesta rezania a samotný povrch lopatiek brúsené, aby sa znížili straty trecej energie.

Čepele sú inštalované so sklonom približne 40-45 stupňov - to pomôže zväčšiť povrchovú plochu, ktorá bude ovplyvnená prietokovou silou

Vzdialenosť medzi oboma bočnými kotúčmi by mala byť čo najbližšie k dĺžke lopatiek. Pre zmapovanie umiestnenia budúcich rozbočovačov sa odporúča vytvoriť šablónu z preglejky, ktorá označí miesto pre každú časť a otvory pre upevnenie kolesa k generátoru. Dokončené značenie môže byť pripojené k vonkajšej strane jedného z diskov.

Potom sú kruhy navzájom rovnobežné s tyčami s pevnými závitmi a čepele sú privarené alebo priskrutkované v požadovaných polohách. Bubon sa bude otáčať na ložiskách a ako podpera sa použije rám rohov alebo rúrok s malým priemerom.

V tomto štádiu je možné zostavu bubna považovať za kompletnú, zostáva ju vybaviť domácim generátorom a dýzou, ktorá riadi prietok vody.

Tryska je určená pre vodné zdroje kaskádového typu - takéto zariadenie umožní maximálne využitie energie z prietoku. Tento pomocný prvok je vyrobený ohýbaním plechu, po ktorom nasleduje zváranie švov, a potom sa montuje na rúru.

Ak však vo vašej oblasti tečie rieka bez perejí a iných výškových prekážok, tento detail nie je potrebný.

Je dôležité, aby šírka výtoku dýzy zodpovedala šírke samotného kolesa, inak bude časť prúdu „prázdna“ bez toho, aby sa dostala na lopatky.

Teraz musí byť koleso namontované na náprave a namontované na podperu zo zváraných alebo skrutkových častí. Zostáva, aby sa generátor (alebo nainštalovať pripravený) a môžete ísť do rieky.

Generátor DIY

Ak chcete vytvoriť vlastný generátor, musíte vetrom a naplniť stator, pre ktorý budete potrebovať cievky s 125 závitmi medeného drôtu na každom. Po ich pripojení je celá konštrukcia naplnená polyesterovou živicou.

Každá fáza pozostáva z troch za sebou nasledujúcich pradien, takže spojenie môže byť vytvorené vo forme hviezdy alebo trojuholníka s niekoľkými vonkajšími vodičmi

Teraz musíte pripraviť vzor preglejky, ktorý zodpovedá veľkosti brzdového kotúča.

Drevený krúžok je označený a na montáž magnetov sú zhotovené zárezy (v tomto prípade boli použité neodymové magnety hrubé 1, 3 cm, šírka 2, 5 cm a dĺžka 5 cm). Výsledný rotor sa potom tiež vyleje živicou a po vysušení sa pripevní na bubon kolesa.

Vodné koleso s rotorom brzdového kotúča a generátorom medených oceľových pradien - lakované, prezentovateľné a pripravené na prevádzku

Posledným je hliníkový kryt s ampérmetrom, ktorý zakrýva usmerňovače. Úlohou týchto prvkov je previesť trojfázový prúd na jednosmerný prúd.

Po nainštalovaní kolesa v prúde rieky s kaskádou alebo odbočkou sa môžete spoľahnúť na výkon mini-hydro v 1, 9 * 12V pri 110 otáčkach za minútu

Aby sa koleso zabránilo padajúcim listom, piesok a iné nečistoty privádzané s prúdom, je vhodné umiestniť pred zariadenie ochrannú sieť.

Môžete tiež experimentovať s medzerami medzi magnetmi a cievkami so zvýšeným počtom otáčok, aby sa zvýšila účinnosť hydraulickej stanice.

O všetkých druhoch alternatívnych zdrojov energie sa dozviete v článku venovanom zavádzaniu „zelených technológií“ do života.

Závery a užitočné video na túto tému

Video č. 1. Príklad pracovného hydraulického systému so samočinným generátorom na báze trojfázového motora:

Video č. 2. Mini-vodná elektráreň navrhnutá podľa princípu vodného kolesa:

Video č. 3. Stanica na základe bicykla je zaujímavým riešením problému dodávky energie na dovolenku mimo civilizácie:

Ako vidíte, vybudovať vodnú mini elektráreň vlastnými rukami nie je tak ťažké. Ale pretože väčšina výpočtov a parametrov pre jeho komponenty sú určené "oko", mali by ste byť pripravení na možné poruchy a súvisiace náklady.

Ak pociťujete nedostatok vedomostí a skúseností v tejto oblasti, mali by ste dôverovať odborníkom, ktorí vykonajú všetky potrebné výpočty, poradia s vybavením, ktoré je optimálne pre váš prípad, a vykonať kvalitnú inštaláciu.

Napíšte poznámky do poľa nižšie. Zdieľajte zaujímavé informácie a užitočné odporúčania, zanechajte tematické fotografie. Možno chcete povedať, ako ste si vybudovali vlastnú vodnú elektráreň v prímestskej oblasti? Budeme radi prečítať váš príbeh o procese zariadenia a prevádzky.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Stavba