Brezjezove hidroelektrarne (HE) naredi sam. DIY domača hidroelektrarna Domače hidroelektrarne iz avtomobilskega generatorja

Vedno me je privlačilo pridobivanje brezplačne energije iz naravnih virov. In nekako se mi je porodila ideja, da naredim preprosto mini elektrarno, ki bi proizvajala elektriko iz tekočega vodnega toka.

Vse se je začelo z idejo o uporabi starega bobna pralni stroj kot vodno kolo - miniaturna doma narejena hidroelektrarna.

Ravne lopatice iz vezanega lesa, odpornega na vlago, so bile pritrjene na boben s kovinskimi vogali.

Navor iz vodnega kolesa se preko jermena prenaša na kolesarski dinamo (generator enosmernega toka). Proizvedena električna energija se napaja na LED. Dovolj je, da z roko narahlo zavrtite kolesce in LED dioda začne utripati.

Osnova celotne strukture je okvir kolesa.

Dva ležaja omogočata prosto vrtenje vodnega kolesa.

Prvi testi na reki so pokazali, da je vodno kolo na okvirju postavljeno previsoko, kar preprečuje, da bi ga vodni tok normalno vrtel.
Po majhnih spremembah v zasnovi okvirja se je kolo začelo nahajati nižje in hitrost vrtenja se je dramatično povečala. Posledično se je dinamo začel vrteti in 4,5 V LED je zasvetila.

Tako je iz starih smeti nastala doma narejena hidroelektrarna.
Nadalje je bil sklop mini hidroelektrarne nameščen na majhnem potoku.

Proizvaja le nekaj voltov, vendar so dovolj za osvetlitev LED.

Za začetek je bil dober poskus.

Nadaljnje izboljšave v projektu

Nadaljnja izboljšava vodnega kolesa bi morala vplivati ​​na:

• Zgradite mini jez za povečanje pritiska vode. Hkrati ni predvidena popolna zapora reke, da bi ribe lahko odšle v drugem toku.
• Pod jezom namestite cev, po kateri bo voda tekla do improvizirane turbine. V cevi namestite ohišje iz gumijastega transportnega traku. Z blokiranjem pretoka vode skozi cev lahko servisirate mehanizme.
• Po izračunih bo turbina proizvedla približno dvakrat večjo moč kot vodno kolo. Poleg tega naj bi zamenjava vodnega kolesa s turbino odpravila problem zmrzovanja zimski čas.
• Tok vode bo vrtel turbino in prenašal navor na generator. Turbina bo držana na dveh ležajih iz masivnega lesa. Z rednim mazanjem bodo zdržali dolgo časa. Potisna podložka bo preprečila bočni premik mehanizma.
• Izdelajte kovinska rezila, izračunajte kot, pod katerim jih je treba upogniti (od tega parametra je odvisna moč hidroelektrarne). Rezila je treba priviti z gumijastimi tesnili, da jih ne bi odtrgali.
• Za prenos navora uporabite gred, sestavljeno iz cevi.
• Namestite generator. Na generator namestite jermenico, ki je manjša od tiste, ki je nameščena na gredi. To bo povečalo hitrost, ki je potrebna za učinkovito delovanje generatorja.

Generator naj bi proizvedel približno 600 vatov električne energije. To vam bo omogočilo povezavo gospodinjski aparati. Če bo naslednja faza poskusa uspešna, bo mogoče razmišljati o nadaljnji posodobitvi, da bi proizvedli več kilovatov električne energije.

Če je v bližini hiše ribnik z jezom ali potok, lahko naredite odličen vir brezplačne dodatne energije. Članek bo obravnaval primer, kako lahko z lastnimi rokami naredite hidroelektrarno na osnovi vodnega kolesa. Tako izdelana elektrarna je sposobna oddajati tok do 6 A, pri namestitvi na majhen potok je namestitev pokazala rezultat 2 A. To je dovolj za vklop sprejemnika in nekaj žarnic. Moč je odvisna od moči toka vode.

Materiali in orodja:
- vogali in odrezki pločevine;
- diski za ustvarjanje kolesa (uporabljeni iz ohišja generatorja Onan, ki ni uspelo);
- generator (izdelan je iz dveh zavornih kolutov Dodge po 28 cm);
- tudi gred in ležaji so bili vzeti iz Dodgea;
- bakrena žica s prerezom približno 15 mm;
- Neodimovi magneti;
- vezane plošče;
- polistirenska smola (potrebna za polnjenje statorja in rotorja).

Proizvodni proces:

Prvi korak. Izdelava kolesa
Za izdelavo kolesa potrebujete dva jeklena diska. V tem primeru je njihov premer 28 cm (11 palcev). Disk mora biti označen tako, da je jasno, kam namestiti rezila. Za izdelavo rezil se vzame cev s premerom 4 palcev in se po dolžini razreže na 4 dele. Skupaj ima kolo 16 rezil. Za pritrditev diskov jih potegnemo skupaj s štirimi vijaki. Nato lahko nastavite rezila na želene položaje. Privarjene so. Razmik med diski je 10 palcev, kar pomeni, da je dolžina kolesa 10 palcev.

Na tej stopnji je montaža hidroelektrarne končana, kolo je pripravljeno, zdaj morate narediti šobo in generator. Na eni strani diska je luknja za priročno pritrditev kolesa na generator.

Drugi korak. Izdelava šobe
Šoba je potrebna za usmerjanje vode na kolo. Njegova širina je 10 palcev, toliko je tudi širina kolesa. Šoba je izdelana iz enega kosa kovine z upogibanjem. Nato je konstrukcija varjena z varjenjem.

Zdaj lahko namestite kolo na os in mehanski del HPP je skoraj pripravljen. Še vedno je treba sestaviti in namestiti generator.
Šoba je nastavljiva po višini, kar vam omogoča nadzor pretoka vode glede na situacijo.

Tretji korak. Sestavljanje generatorja
Postopek izdelave generatorja je sestavljen iz več korakov. Najprej morate narediti navitje, sestavljeno je iz 9 tuljav. Vsaka tuljava ima 125 ovojev. Premer bakrene žice je 1,5 mm. Vsako fazo sestavljajo tri zaporedno povezane tuljave. Skupno je prikazanih 6 koncev, tako da bo povezava tako zvezda kot trikotnik.

Na koncu so tuljave napolnjene s polietilensko smolo in končni stator pride ven. Njegov premer je 14 palcev, debelina pa 0,5 palca.

Za sestavljanje generatorja je potreben vezan les, iz njega je izdelana predloga. Nadalje se po tej predlogi namesti 12 magnetov dimenzij 2,5 x 5 cm in debeline 1,3 cm, na koncu pa se rotor napolni še s polietilensko smolo. To je vse, po sušenju je generator pripravljen.

Pod aluminijastim pokrovom so usmerniki, ki so izdelani iz treh faz izmenični tok konstantna. Lestvica ampermetra ima razpon do 6 A. Z najmanjšo režo med magneti naprava odda 12 voltov pri 38 obratih na minuto.

Na zadnji strani alternatorja sta dva nastavitvena vijaka, ki omogočata nastavitev zračne reže. Tako je mogoče izbrati najbolj sprejemljive parametre za delovanje generatorja.

Četrti korak. Končna faza montaža in namestitev generatorja
Vse pritrdilne elemente, kot tudi vodno kolo, je treba pobarvati. Prvič, tako bo naprava videti lepša. In drugič, barva bo zaščitila kovino pred rjo, ki se bo hitro pojavila v bližini vodnega vira. Lepo bi bilo generator opremiti z zaščitnim krilom, ki odstranjuje brizganje, vendar avtor tega ni imel primeren material.

Na fotografiji lahko vidite mesto, kjer bo generator nameščen. To je cev, iz katere teče voda iz jezu. Padec je približno 3 čevlje. Kolo bo prevzelo le določen del celotnega toka vode. V praksi se je najbolje izkazal položaj, kjer voda vstopa pod kotom 10 ur in izstopa pod kotom 5 ur. Takrat je dosežena največja moč.

Možnost številka 1

Domača mini hidroelektrarna Rope Garland - popolna rešitev da bi dobili cenovno ugodno in poceni elektriko, če je z vašim prebivališčem majhna reka.

Zasnova mini hidroelektrarne s kablom girlanda temelji na vrtenju kabla v strugi.

Prve zasnove avtonomne najpreprostejše hidroelektrarne so posamezni obrtniki udejanjili pred pol stoletja. Že v reviji Radio za 50. leta so natisnili informacijo o hidroelektrarni girlanda, narejeni v pločevinkah in z generatorjem iz avtomobila!

Slika 1. Videz naredite sami vrvni venec mini hidroelektrarne.

Kako narediti kabelski venec hidroelektrarne z lastnimi rokami?

Spodnja slika prikazuje diagram zasnove preproste mini hidroelektrarne s kabelskim vencem s hidravličnim pogonom s turbinskim kablom, ki se vrti iz toka reke.

Sl. 2 Shema in princip delovanja mini hidroelektrarne Garland

1. Ležaj, 2. Nosilec, 3. Kovinski kabel, 4. Hidravlično kolo (turbina),

5. Električni generator, 6. Zgornji nivo reke, 7. Struga.

Kot hidravlična kolesa (rotorje) lahko v kabelskem hidravličnem pogonu mini hidroelektrarne uporabite več "tekačev" iz tanke pločevine, premera približno pol metra, kot otroška igrača - propeler iz kvadratni list papirja. Kot gibljivo gred je priporočljivo uporabiti običajen jekleni kabel s premerom 10 ... 15 mm.
Približni izračuni kažejo, da lahko iz takšne kabelske hidroelektrarne dobite do 1,5 ... 2,0 kW iz enega vodnega kolesa s pretokom reke približno 2,5 metra / s!

Če so nosilci 2 z ležaji 1 in električni generator 5 nameščeni na dnu reke, ležaji z generatorjem pa so dvignjeni nad gladino reke in je celotna konstrukcija postavljena vzdolž osi toka, bo rezultat praktično enako. Ta shema se smotrno uporablja za zelo "ozke reke", vendar z globino več kot 0,5 metra. Toplotno energijo v takšni hidroelektrarni lahko pridobimo s priklopom električnih grelnikov na električni generator.

Rotorji hidroelektrarne se običajno nahajajo v jedru toka (poleti 0,2 globine od gladine in pozimi 0,5 globine od ledene površine). Globina reke na mestu namestitve hidroelektrarne ne presega 1,5 m, pri globini reke več kot 1,5 m pa je povsem mogoče uporabiti rotorje, razporejene v dveh vrstah.

Pojav dač in celo kmetij na pustih zemljiščih, oddaljenih od električnega omrežja, skokovita rast cen goriva in električne energije je oživela stare zamisli o avtonomni oskrbi z električno energijo s široko uporabo naravne energije sonca, vetra in vode. Vključno s povečanim zanimanjem za mini- in mikrohidroelektrarne.

Dve izmed teh hidroelektrarn, sprejemljivih za samogradnjo, sta: mikrohidroelektrarna naredi sam in plavajoča minihidroelektrarna brez jezova. Naslednje so na vrsti strukture, katerih prototip je bila prostotočna (model 1964) verižna hidroelektrarna V. Blinova.

Dudyshev V.D.

Možnost številka 2

Hidroelektrarne, o katerih bo govora, so prostotočne, z dokaj izvirno turbino iz tako imenovanih Savoniusovih rotorjev, nanizanih na skupno (lahko upogljivo, kompozitno) delovno gred. Za svojo namestitev ne potrebujejo jezov in drugih velikih hidravličnih objektov. Lahko delujejo s polno učinkovitostjo tudi v plitvi vodi, zaradi česar so te hidroelektrarne v kombinaciji s preprostostjo, kompaktnostjo in zanesljivostjo zasnove zelo obetavne za tiste kmete in vrtnarje, katerih zemljišča se nahajajo v bližini majhnih vodotokov (reke, potoki). in jarki).

Za razliko od jezov prostotočne hidroelektrarne, kot je znano, izkoriščajo samo kinetično energijo tekoče vode. Za določitev moči je tukaj formula:

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

N - moč na delovni gredi (W),
- р - gostota vode (1000 kt/m3),
- V - hitrost toka reke (m/s),
- F - površina prečnega prereza aktivnega (potopljenega) dela delovnega telesa hidravličnega stroja (m2),
- n - učinkovitost pretvorbe energije.

Kot je razvidno iz formule 1, pri hitrosti reke 1 m/s na kvadratni meter delu aktivnega dela hidravličnega stroja, idealno (ko je n \u003d 1) je moč enaka samo 500 vatov. Ta vrednost je očitno majhna za industrijsko uporabo, vendar je povsem zadostna za hčerinsko kmetijo kmeta ali poletnega prebivalca. Poleg tega ga je mogoče povečati z vzporednim delovanjem več "hidravličnih girland".

In še ena subtilnost. Hitrost reke v različnih delih je različna. Zato je treba pred začetkom gradnje mini hidroelektrarne na preprost način določiti energetski potencial vaše reke. Spomnimo se le, da bo razdalja, ki jo prepotuje merilni plovec in deljena s časom njegovega prehoda, ustrezala povprečni hitrosti toka v tem odseku. Prav tako je treba opozoriti, da se bo ta parameter spreminjal glede na sezono.

Zato je treba načrtovanje izračunati na podlagi povprečne (za načrtovano obdobje obratovanja mini-HE) hitrosti reke.

Slika 1 Savoniusovi rotorji za domače verižne mini hidroelektrarne:

a, b - rezila; 1 - prečni, 2 - konec.

Nato morate določiti velikost aktivnega dela hidravličnega stroja in njegovo vrsto. Ker mora biti celotna mini hidroelektrarna čim bolj enostavna in enostavna za izdelavo, je najprimernejši tip pretvornika Savoniusov rotor končne izvedbe. Pri delu s popolno potopitvijo v vodo lahko vrednost F vzamemo enako zmnožku premera rotorja D in njegove dolžine L, n = 0,5. Vrtilna frekvenca f s točnostjo, sprejemljivo za prakso, je določena s formulo:

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

Da bi bila hidroelektrarna čim bolj kompaktna, je treba moč, določeno v izračunu, povezati z dejansko obremenitvijo, katere napajanje naj bi zagotovila mini hidroelektrarna (saj bo za razliko od vetrne turbine tok tukaj neprekinjeno dobavljeno v potrošnikovo omrežje). Praviloma se ta električna energija porabi za osvetlitev, napajanje televizorja, radia, hladilnika. In le slednji je ves dan vključen v delo čez dan. Ostali električni aparati delujejo predvsem zvečer. Na podlagi tega je priporočljivo, da se osredotočite na največjo moč ene "hidravlične vence" reda 250-300 W, ki pokriva največjo obremenitev z baterijo, napolnjeno iz mini hidroelektrarne.

Prenos navora z delovne gredi hidravlične elektrarne na jermenico električnega generatorja se običajno izvaja z vmesnim prenosom. Vendar pa je ta element, strogo gledano, mogoče izključiti, če ima generator, uporabljen pri zasnovi mikrohidroelektrarne, delovno hitrost vrtenja manjšo od 750 vrt/min. Neposredno komunikacijo pa je pogosto treba opustiti. Navsezadnje je za veliko večino generatorjev domače proizvodnje delovna hitrost vrtenja na začetku "dodaje" moči v območju 1500-3000 vrt / min. To pomeni, da je potrebna dodatna koordinacija gredi hidravlične elektrarne in elektrogeneratorja.

No, zdaj pa predhodni teoretični del zadaj, upoštevajte posebne modele, Vsak od njih ima svoje prednosti.

Tukaj je na primer polstacionarna mini hidroelektrarna s prostim tokom z vodoravno razporeditvijo dveh koaksialnih, zasukanih za 90 ° glede na drugega (za lažji samozagon) in togo povezanih prečnih rotorjev Savonius. Poleg tega so glavni deli in sestavni deli te domače hidroelektrarne izdelani iz lesa kot najbolj dostopnega in "ubogljivega" gradbenega materiala.

Predlagana mini hidroelektrarna je potopna. To pomeni, da je njegov nosilni okvir nameščen čez vodotok na dnu in je ojačan z raztegljivimi kabli ali stebri (če so na primer v bližini pešpoti, pomol za čolne itd.). To se naredi, da se izognemo odvajanju strukture s samim vodotokom.

Sl. 2 Potopna mini hidroelektrarna z vodoravno razporeditvijo rotorjev prečnega tipa:

1 - podstavek (nosilec 150x100, 2 kos.), 2 - spodnji prečni nosilec (deska 150x45, 2 kos.), 3 - srednji prečni nosilec (nosilec 150x120, 2 kos.), 4 - dvižni element (okrogel les) s premerom 100, 4 kosi.), 5 zgornji del (deska 150x45, 2 kosi), 6 - zgornji prečni nosilec (deska 100x40, 4 kosi), 7 - vmesna gred (nerjaveče jeklo, palica s premerom od 30), 8 - jermenica, 9 - enosmerni generatorski tok, 10 - "gander" s porcelanastim valjem in dvožilno izolirano žico, 11 - osnovna plošča (plošča 200x40), 12 - pogonski jermenik, 13 - lesen ležaj sklop (2 kos), 14 - rotor "hidravlični venec" (D600, L1000 , 2 kos.), 15 disk (iz desk debeline 20-40 mm, podrtih v ščit, 3 kosi); kovinski pritrdilni elementi (vključno s podaljški, pesti zunanjih diskov) niso običajno prikazani.

Seveda bi morala biti globina reke na mestu postavitve mini hidroelektrarne manjša višina podporni okvir. V nasprotnem primeru se je zelo težko (če ne nemogoče) izogniti vdoru vode električni generator. No, če ima kraj, kjer naj bi postavili mini hidroelektrarno, globino več kot 1,5 m ali je velik pretok vode in pretok, ki se skozi leto močno spreminja (kar je, mimogrede, precej značilno za zasnežene vodotoke), potem je priporočljivo, da je ta oblika opremljena s plovci. To bo tudi olajšalo premikanje, ko ga namestite na reko.

Nosilno ogrodje mini hidroelektrarne je pravokoten okvir iz lesa, desk in hlodov, pritrjenih z žeblji in žico (kabli). Kovinski deli konstrukcije (žeblji, sorniki, objemke, vogali itd.) naj bodo po možnosti izdelani iz nerjavnega jekla ali drugih korozijsko odpornih zlitin.

No, ker je delovanje takšne mini hidroelektrarne v Rusiji pogosto možno le sezonsko (zaradi zamrznitve večine rek), potem je po izteku delovanja celotna konstrukcija, potegnjena na obalo, podvržena temeljitemu pregledu. Pravočasno spremenite gnilo leseni elementi zarjaveli, kljub sprejetim varnostnim ukrepom, kovinski deli.

Eden glavnih sestavnih delov naše mini hidroelektrarne je "hidroenergetski venec" dveh togo pritrjenih (in sestavljata eno samo enoto na delovni gredi) rotorjev. Njihove plošče je enostavno izdelati iz plošč debeline 20-30 mm. Če želite to narediti, iz njih naredite ščit in s kompasom zgradite krog s premerom 600 mm. Po tem se vsaka plošča razreže glede na krivuljo, dobljeno na njej. Po udarjanju obdelovancev skupaj na dve letvi (za zagotovitev zahtevane togosti) vse ponovijo trikrat - glede na število potrebnih diskov.

Kar zadeva rezila, jih je priporočljivo izdelati iz strešnega železa. In še bolje - iz cilindričnih nerjavnih posod (sodov) primerne velikosti in prerezanih na polovico (vzdolž osi), v katerih se običajno hranijo in prevažajo kmetijska gnojila in drugi agresivni materiali. V skrajnem primeru so lahko rezila tudi lesena. Toda njihova teža (zlasti po dolgem bivanju v vodi) se bo močno povečala. In tega se je treba spomniti pri ustvarjanju mini hidroelektrarne na plovcih.

Na konce "hidroenergetskega girlande" so pritrjeni nosilci za konice. Pravzaprav so to kratki cilindri s široko prirobnico in končno režo za ključ. Prirobnica je pritrjena na ustrezni disk rotorja s štirimi vijaki.

Za zmanjšanje trenja so na srednjih prečkah nameščeni ležaji. In ker navadni kroglični ali valjčni ležaji niso primerni za delo v vodi, uporabljajo ... domače lesene. Zasnova vsakega od njih je sestavljena iz dveh sponk in vložnih plošč z luknjo za prehod nosilca konice. Poleg tega so srednje ležajne lupine nameščene tako, da lesna vlakna potekajo vzporedno z gredjo. Poleg tega so sprejeti posebni ukrepi za zagotovitev, da so vložne plošče trdno pritrjene proti bočnim premikom. To naredite s pomočjo zateznih vijakov.

Slika 3 Sklop drsnega ležaja:

1 - nosilec za stiskanje (St3, trak 50x8, 4 kosi), 2 - prečni nosilec srednjega okvirja, 3 - vložek za stiskanje (iz trdega lesa, 2 kos.), 4 zamenljiv vložek (iz trdega lesa, 2 kos.) , 5 - vijak M10 z Groverjevo matico in podložko (4 kompleti), 6 - vijak M8 z dvema maticama in podložkama (2 kosa).

Kot električni generator v obravnavani mikrohidroelektrarni se uporablja kateri koli od avtomobilskih. Oddajajo 12-14 V DC in se zlahka priključijo tako na baterijo kot na električne naprave. Moč teh strojev je približno 300 vatov.

Povsem sprejemljivo za samoizdelava in zasnova prenosne mini hidroelektrarne z navpično razporeditvijo "venca" in generatorja. Takšna hidroelektrarna je po mnenju avtorja razvoja najmanj materialno intenzivna. Nosilna konstrukcija naprave, ki fiksira njen položaj v strugi, je votla jeklena palica (na primer iz cevnih odsekov). Njegova dolžina je izbrana glede na naravo dna vodotoka in hitrost toka. Še več, tako, da bi oster konec palice, zabit v dno, zagotavljal stabilnost mini hidroelektrarne in njen neločljivi tok. Možna je tudi uporaba dodatnih strij.

Ko smo določili aktivno površino rotorja s formulo (1) in izmerili globino reke na mestu namestitve mini hidroelektrarne, je enostavno izračunati premer uporabljenih rotorjev Savonius. Da bi bila zasnova preprosta in samozagonska, je priporočljivo izdelati "hidravlični venec" dveh rotorjev, povezanih tako, da so lopatice prvega premaknjene za 90 ° glede na drugo (vzdolž osi vrtenja). Poleg tega je za povečanje učinkovitosti dela konstrukcija na strani prihajajočega toka opremljena s ščitom, ki igra vlogo vodilne lopatice. No, delovna gred je nameščena v drsnih ležajih zgornjega in spodnjega nosilca. Načeloma se lahko s kratkim časom delovanja mini hidroelektrarne (na primer na pohodniškem izletu) uporabljajo tudi kroglični ležaji velikega premera. Če pa je v vodi pesek ali mulj, je treba te enote po vsaki uporabi oprati v čisti vodi.

riž. 4 mini hidroelektrarne z navpično razporeditvijo končnih rotorjev:

1 - nosilna palica, 2 - spodnji ležajni sklop, 3 - vodni venec (3 kosi), 4 - rotor (D600, 2 kosa), 5 - zgornji ležajni sklop, 6 - delovna gred, 7 - menjalnik, 8 - električni generator, 9 - "gander" s porcelanskim valjem in dvožilno izolirano žico, 10 - objemka za pritrditev generatorja, 11 - premični ščitni vodnik; a, b - rezila: podaljški na zgornjem koncu nosilne palice običajno niso prikazani.

Pritrditev nosilcev na palico je vijačena in varjena, odvisno od teže "hidravličnega venca" in potrebe po razstavljanju na dele. Zgornji konec delovne gredi hidravličnega stroja je tudi vhodna gred multiplikatorja, ki se (kot najbolj preprosta in tehnološka) lahko uporablja kot jermen.

Električni generator spet prevzame avto. Z objemko ga je enostavno pritrditi na nosilno palico. In same žice, ki prihajajo iz generatorja, morajo imeti zanesljivo hidroizolacijo. Na slikah natančna geometrijska razmerja vmesnega prenosa niso običajno prikazana, saj so odvisna od parametrov posameznega generatorja, ki ga imate. No, prenosne jermene lahko naredite iz stare avtomobilske kamere tako, da jo razrežete na trakove širine 20 mm, ki jim sledi zvijanje v snope.

Za oskrbo z električno energijo majhnih vasi je primerna verižna mini hidroelektrarna, ki jo je zasnoval V. Blinov, ki ni nič drugega kot veriga sodčastih Savoniusovih rotorjev s premerom 300-400 mm, pritrjenih na prožni kabel, napet čez reko. En konec kabla je pritrjen na zgibni nosilec, drugi pa preko preprostega množilnika na gred generatorja. Pri pretoku 1,5-2,0 m/s doseže veriga rotorjev do 90 obratov na minuto. In majhna velikost elementov "hidroenergetskega venca" omogoča delovanje te mikrohidroelektrarne na rekah z globino manj kot en meter.

Moram reči, da je V. Blinov pred letom 1964 uspel ustvariti več prenosnih in stacionarnih mini hidroelektrarn po svoji zasnovi, med katerimi je bila največja hidroelektrarna, zgrajena v bližini vasi Porozhki (regija Tver). Par girland je tukaj poganjal dva standardna avtotraktorska generatorja s skupno močjo 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin

Možnost številka 3

Domača hidroelektrarna (HE) na reki brez jezu.

Znano je, da elektriko proizvaja generator, katerega gred vrti motor. Motor HPP ima preprosto zasnovo: stojala z dvema ročičnima gredema A in B so pritrjena na okvir iz hlodov (glej sliko 3).

Vsaka gred ima tri kolena, koti med katerimi so enaki 120°. Ročične gredi so povezane s palicami, na katere so pritrjeni rezili. Na sliki 1 lahko to vidite v ta trenutek vsa rezila palice B so na dnu, potopljena so v vodo in se pod njenim pritiskom premikajo nazaj (desno). Rezila premikajo palico, palica pa obrača ročične gredi. Takoj, ko se kolena, povezana s to palico, začnejo dvigovati, se v vodo potopijo lopatice palice G. Zdaj že začnejo delovati. Nato bodo začele delovati lopatice palice D. V tem času bodo lopatice prve palice B prešle čez gladino vode in se spet spustile v vodo. Tako bo deloval motor Loginove elektrarne.

Če namestite jermenico na konec ene od ročičnih gredi in jo z jermenskim pogonom povežete z jermenico generatorja enosmernega toka, bo generator začel proizvajati elektriko. In če pritrdite ojnico na pogonsko jermenico in jo povežete s črpalko, bo motor črpal vodo na šolsko območje, na vaš vrt.

Moč motorja ni odvisna le od hitrosti pretoka vode, temveč tudi od števila in površine rezil, torej od geometrijskih dimenzij samega motorja. Izdelati ga je mogoče poljubne velikosti, oziroma sorazmerno povečati ali zmanjšati velikost njegovih delov.

riž. 1 Glavne dimenzije delov mini hidroelektrarne brez jezu.

Dajemo risbe motorja, ki bo pri pretoku vode 0,8-1 meter na sekundo vrtel generator iz avtomobila. Napetost, ki jo ustvari generator, je 12 V, moč pa do 150 vatov.

Sl. 2 Glavni sestavni deli domače hidroelektrarne brez jezu.

Preden začnete graditi hidro postajo, v delavnici ali v trgovini, ki prodaja rezervne dele za avtomobile, vzemite generator. Pripravite materiale: deske, hlode majhnega premera, jekleno žico, pritrdilne elemente. Izberite lokacijo, kjer bo elektrarna postavljena. Zaželeno je, da je raven odsek reke. Tukaj je treba določiti hitrost toka. To se naredi takole. Na izbranem odseku dolžine 15-20 metrov označite dve prečni niveli. Nato z majhnim plovcem, kot so lesni sekanci, določite hitrost vodnega toka. Plovec naj bo vržen v vodo nekoliko višje od zgornjega položaja in po tem s štoparico preštejte čas, ki ga je plovec pretekel od zgornjega do spodnjega. Potrebno je narediti 10-15 takšnih meritev, pri čemer plovec vržete dlje ali bližje obali in na podlagi rezultatov meritev izračunate povprečno hitrost reke. Če leži znotraj 0,8-1 m / s, lahko nadaljujete z gradnjo.

Slika 3. Ročične gredi mini hidroelektrarne brez jezu.

Kako narediti najbolj zapletene dele mini hidroelektrarne brez jezu. Ročična gred mini ges brez pregrade.

Lahko je izdelan iz trdne jeklene palice s premerom 16-20 mm. Lažje pa ga je izdelati montažnega (slika 3). Najprej iz palice izrežite surovce delov 1, 2, 3 in 4. Iz jeklenega traku debeline 5 mm naredite lica kolen. Zažagajte kvadrate na koncih palic in kvadratne luknje na licih. Po povezovanju delov so kvadrati zakovičeni. Najprej morate sestaviti dele ročične gredi "a" in "b" (glej sliko 3). Nato je treba na prostih koncih palic 2 in 3 označiti in izrezati kvadrate, tako da je srednje koleno (po montaži) nameščeno pod kotom 120 ° glede na skrajne.

Palice z lopaticami mini hidroelektrarne brez jezu.

Prenosna naprava mini hidroelektrarne brez jezu.

Ročična gred in s tem pogonsko jermenico se vrtita s hitrostjo približno enega obrata vsaki dve sekundi. Generator lahko ustvari elektrika pri 1000-1500 obratih na minuto. Da bi dobili to število vrtljajev na generatorju, potrebujete prenos iz jermenic različnih premerov (glej sliko).

Žlebljene jermenice so izdelane iz 5 mm debele vezane plošče. Za vsak škripec je treba izrezati pet krogov. Podrejo se z žeblji ali zategnejo z vijaki. Pogonsko jermenico, ki je trdno pritrjena na konec ročične gredi, mora imeti premer najmanj 700 mm. Dva vmesna sta pribita drug na drugega in prosto nameščena na os. Na tej osi se morajo zlahka vrteti. Če je hitrost vrtenja pogonskega jermenice 30 vrt / min, se lahko premer majhnega vmesnega jermenice vzame za 140 mm, velikega pa 600 mm. Nato se bo jermenica alternatorja (premer 60 mm) vrtela s hitrostjo 1500 vrt/min. Pri drugih hitrostih pogonskega jermenica bodo premeri vmesnih jermenic drugačni. Učitelj dela vam bo pomagal izračunati njihove velikosti.

Pogonski jermeni mini hidroelektrarne brez jezu.

Prenosne jermenice so povezane s pogonskimi jermeni. Da bodo pasovi vedno dobro napeti, jih naredite iz gumijastega traku. Staro avtomobilsko kamero narežite na dolge trakove. Vsak trak zvijte v snop, konce zlepite z gumijastim lepilom in tesno zavežite z vrvico.

Prilagoditev mini hidroelektrarne brez jezu.

Po sestavljanju mehanizma preverite, ali se palice prosto vrtijo. Z vrtenjem pogonske jermenice z roko opazite, katera od palic preprečuje vrtenje ročičnih gredi. Nato odstranite palico in povečajte eno od lukenj za vrat kolena, tako da postane nekoliko podolgovat.

V. Kivonosov, V. Slaščilina

Možnost številka 4

Na večini rek je možno zgraditi male, poceni brezjezove hidroelektrarne (HE). Moč takih elektrarn je majhna, vendar zadostna za elektrifikacijo hiše in celo majhne vasi.

Na rekah s pretokom 0,8 metra na sekundo ali več je mogoče namestiti nov tip brezjezovitega hidravličnega motorja. Načelo delovanja tega motorja je razvidno iz priloženih risb in diagramov.

Pod pritiskom vode rezila premikajo palice, katerih gibanje povzroči vrtenje ročice. Na njegovi gredi sedi škripec.

Vrtenje jermenice se prenaša na generator. Moč motorja je odvisna od hitrosti vodnega toka.

Na mestih, kjer je hitrost toka majhna, je potrebno strugo zožiti. Zasnova hidravličnega motorja, na primer 3,5 kilovata, je tako preprosta, da jo je mogoče izdelati v katerem koli šolskem klubu ali delavnici.

M. Prijava

Na tem mestu bomo poskušali zgraditi našo novo hidroelektrarno. Prej so na tem ribniku že poskušali ustvariti domačo hidroelektrarno iz veveričjega kolesa z jermenskim pogonom na generator (mimogrede, prikazano je na fotografiji na koncu članka), kar je dalo tok približno 1 ampera je to zadostovalo za napajanje več žarnic in radia v naši mali lovska koča. Ta elektrarna uspešno deluje že več kot 2 leti in odločili smo se, da na mestu tega mini jezu ustvarimo močnejšo različico podobne različice hidroelektrarne.

Za izdelavo mini jezu hidroelektrarne boste potrebovali:

Ostanki pločevine in vogali;
- diski za kolo (uporabljeni iz telesa pokvarjenega generatorja Onan);
- Generator (izdelan je bil iz dveh diskov s premerom 11 palcev iz kolutne zavore Umakniti);
- Pogonska gred in ležaji so tudi videti od Dodgea, ne spomnimo se natančno, zato smo jih lastnoročno odstranili iz nekega drugega domačega izdelka;
- bakrena žica s prerezom približno 15 mm;
- nekaj vezanega lesa;
- magneti;
- polistirenska smola za polnjenje rotorja in statorja.

Postopek izdelave

Rezila pogonskega kolesa izdelamo iz 4-palčne jeklene cevi, razrezane na 4 dele.

Izdelali smo šablono, ki je pomagala pri postavitvi luknje Stranske površine kolesa so 12-palčna platišča.

Izdelamo šablono, s katero označimo luknje za pesta (5 kosov), kot tudi položaj kota lamel. Pri takem kolesu, gledano od strani, udari voda na vrh okoli 10. ure, gre skozi sredino kolesa in izstopi na dnu na 5. uri, tako da voda dvakrat udari v kolo. Pregledali smo veliko število fotografij in poskušali modelirati širino in kot lopatic. Na zgornji fotografiji - oznake za robove rezil in luknje za pritrditev kolesa na generator. Kolo ima 16 rezil.

Šablono smo prilepili na enega od diskov - bodočo stransko površino kolesa, oba diska smo vpeli skupaj. Na zgornji fotografiji - vrtanje majhnih lukenj za pozicioniranje rezil.

Med diski naredimo 10-palčni razmik s čepi s trdnimi navoji in jih pred namestitvijo nožev čim bolj natančno poravnamo.

Postopek varjenja kolesa je prikazan na zgornji fotografiji. Zelo pomembno je, da so rezila izdelana iz pocinkane jeklene cevi. Pred varjenjem je potrebno odstraniti cink z robov rezil, saj pocinkana kovina med varjenjem sprošča strupene pline, čemur se poskušamo izogniti.

Končano kolo naše bodoče hidroelektrarne, brez generatorja. Na drugi strani kolesa (nasproti alternatorja) je v stranskem kolutu luknja s premerom 4" za enostavno privijanje na alternator in tudi za čiščenje, da vtaknete roko in odstranite palice in druge smeti, ki jih voda lahko prinese v notranjost .

Šoba je enake širine (10 palcev) kot kolo in približno 1 palec visoka od konca, kjer voda izstopa. Površina šob je nekoliko manjša od 4 palčna cev na kateri je nameščena šoba. Na zgornji fotografiji - z lastnimi rokami upognemo kovinsko pločevino za šobo.

Postavili smo kolo na os, naša hidroelektrarna je skoraj pripravljena, ostane le še izdelava in namestitev generatorja. Celotna konstrukcija je premična. Šobo lahko premikamo naprej, nazaj, gor, dol. Kolo in generator se lahko premikata naprej in nazaj.

Izdelava generatorja za našo hidroelektrarno.>

Izdelamo navitje statorja in se pripravimo na vlivanje. Navitje je sestavljeno iz 9 tuljav, vsaka tuljava je sestavljena iz 125 ovojev bakrene žice s presekom 1,5 mm. Vsaka faza je sestavljena iz 3 zaporedno povezanih tuljav, izpeljali smo 6 koncev, tako da lahko izvedemo povezavo kot zvezda ali trikot.

In to je stator - po vlivanju. (Za polnjenje uporabljamo poliestrsko smolo) Njegov premer je 14 palcev (35,5 cm), debelina 0,5 palcev 1,3 cm.

Izdelamo šablono iz vezanega lesa - za označevanje pod magneti.

Na fotografiji - šablona in eden od zavornih diskov (prihodnji rotor).

Po pripravljeni šabloni razporedimo 12 magnetov velikosti 2,5 x 5 cm, debeline 1,3 cm.

Rotor napolnimo s poliestrsko smolo in ko se smola posuši, bo rotor pripravljen za delo.

Takole izgleda naša skoraj dokončana hidroelektrarna z generatorjem.

Fotografija z druge strani. Pod aluminijastim pokrovom sta dva mostična usmernika iz 3-faznega AC v DC. Lestvica ampermetra - do 6A. V tem stanju, ko je zračna reža med magnetnima rotorjema zmanjšana do meje, stroj odda 12,5 voltov pri 38 obratih na minuto.

V zadnjem magnetnem rotorju so 3 nastavitveni vijaki za nastavitev zračne reže, tako da se lahko generator vrti hitreje, kot je potrebno, v upanju, da bo našel optimalno.

V prostem času je pri nastajanju hidroelektrarne sodelovalo 17 ljudi.

Lotimo se izdelave pritrdilnih elementov, za to najprej očistimo vso rjo s pločevine in vogalov, grundiramo in pobarvamo, to seveda ni potrebno, je pa lepše, pa še tržni videz bo.

Naš generator vodnega kolesa je pripravljen, ostane le še, da ga namestite!

Lepo bi bilo zgraditi zaščitni zaslon za generator, ki bi se vrtel s kolesom, vendar nismo našli primernega materiala. Zato smo se odločili, da to naredimo kasneje, če bo hidroelektrarna delovala.

Še ena fotografija generatorja z vodnim kolesom. Šoba še ni nameščena, je v zadnjem delu karoserije in jo bomo kmalu vstavili.

Na fotografiji - mesto, kamor ga želimo postaviti. 4" cev izstopa iz dna jezu, padec približno 3 čevlje. Zavzamemo le majhen del toka vode.

To je naša stara mikrohidroelektrarna, ki je delovala 2 leti, vključno z zimami. Dovolj je bil 1 amper (12 vatov) ali tako. To je veveričje kolo z jermenskim pogonom do motorja iz računalniškega streamerja Ametek. Napetost jermena je kritična za uspešno delo, ga je treba pogosto nastavljati. Upamo, da smo zgradili kaj boljšega od tega.

Tukaj je naša HE na mestu, postavljamo jo. Končno pridemo do teoretično predvidenih parametrov: najboljši rezultat dobimo, ko voda vstopa 10 ur. platišče, odhod pa okoli 5. ure.

Zasluženo! Izhod je približno 2 ampera (natančneje 1,9). Toka ni mogoče povečati. Nastavitve niso enostavne – vsak premik kolesa zahteva ustrezen premik šobe in obratno. Prav tako lahko spremenimo zračno režo in spremenimo povezavo iz zvezde v trikot. Rezultat je očitno boljši za zvezdo - moč je večja kot pri trikotniku pri enaki hitrosti. Na koncu smo dobili 1,25" zvezdo (precej).

Stroj je mogoče nekoliko poceniti z uporabo manj močnih magnetov in manjšo zračno režo ... ali pa proizvede več toka z istimi magneti, manjšo režo in tuljavami z več obrati. Nekega dne bomo prišli do tega. Medtem - kolo proizvaja 160 vrt/min v prostem teku, 110 vrt/min pod obremenitvijo, proizvaja 1,9 A x 12V.
Na morju smo uživali, bilo je zelo zabavno, mini hidroelektrarna pa dobro deluje. Še vedno potrebujemo zaslon za generator - reka je polna črnega peska! Vsakih nekaj ur je potrebno magnetne rotorje očistiti pred nabiranjem peska. Potrebno je bodisi postaviti zaslon bodisi pritrditi nekaj močnih magnetov na vhod v cev.

Na podlagi gradiva s spletnega mesta: Otherpower.com

Redno zvišanje cen električne energije marsikoga prisili k razmišljanju o tem vprašanju alternativnih virov prejemanje električne energije. Eden od najboljše rešitve v tem primeru hidroelektrarna. Iskanje rešitve tega vprašanja ne zadeva le obsega države. Vse pogosteje lahko vidite mini hidroelektrarne za dom (kočo). V tem primeru bodo stroški samo za gradnjo in Vzdrževanje. Pomanjkljivost takšne strukture je, da je njena gradnja možna le pod določenimi pogoji. Potreben je pretok vode. Poleg tega je za gradnjo te strukture na vašem dvorišču potrebno dovoljenje lokalnih oblasti.

Shema mini hidroelektrarne

• Kanal, značilen za nižine. Nameščeni so na rekah z rahlim tokom.
• Stacionarni uporabljajo energijo vodnih rek s hitrim tokom vode.
• Hidroelektrarne, nameščene na mestih, kjer pretok vode pade. Najpogosteje jih najdemo v industrijskih organizacijah.
• Mobilni, ki so zgrajeni z uporabo ojačanega tulca.

Za gradnjo hidroelektrarne je dovolj že majhen potok, ki teče skozi lokacijo. Lastniki hiš s centralno oskrbo z vodo ne smejo obupati.

Eno od ameriških podjetij je razvilo postajo, ki jo je mogoče vgraditi v vodovodni sistem doma. V vodovodni sistem je vgrajena majhna turbina, ki jo poganja gravitacijski tok vode. To zmanjša pretok vode, vendar zmanjša stroške električne energije. Poleg tega je ta namestitev popolnoma varna.

Gradijo se celo mini hidroelektrarne kanalizacijska cev. Toda njihova gradnja zahteva ustvarjanje določenih pogojev. Voda skozi cev mora teči naravno zaradi naklona. Druga zahteva je, da mora premer cevi ustrezati opremi. In tega ni mogoče storiti v samostojni hiši.

Razvrstitev mini hidroelektrarn

Mini hidroelektrarne (hiše, v katerih se uporabljajo, so večinoma zasebni sektor) so najpogosteje ena od naslednjih vrst, ki se razlikujejo po principu delovanja:

• Vodno kolo je tradicionalen tip in ga je najlažje narediti.
• Propeler. Uporablja se v primerih, ko ima reka kanal s širino več kot deset metrov.
• Girlanda je nameščena na rekah z rahlim tokom. Za povečanje hitrosti pretoka vode se uporabljajo dodatne strukture.
• Darrieusov rotor je običajno nameščen v industrijskih obratih.

Razširjenost teh možnosti je posledica dejstva, da ne zahtevajo gradnje jezu.

Vodno kolo

To je klasična vrsta hidroelektrarne, ki je najbolj priljubljena v zasebnem sektorju. Tovrstne mini hidroelektrarne so veliko kolo sposoben vrteti. Njegove lopatice so spuščene v vodo. Preostali del strukture je nad kanalom, zaradi česar se premika celoten mehanizem. Moč se preko hidravličnega pogona prenaša na generator, ki ustvarja tok.

propelerska postaja

Na okvirju v navpičnem položaju sta rotor in podvodna vetrnica, ki se spusti pod vodo. Vetrnica ima lopatice, ki se vrtijo pod vplivom toka vode. Najboljšo odpornost zagotavljajo rezila širine dva centimetra (s hitrim tokom, katerega hitrost pa ne presega dveh metrov na sekundo).

V tem primeru se lopatice poženejo zaradi nastajajočega in ne zaradi pritiska vode. Poleg tega je smer gibanja lopatic pravokotna na smer toka. Ta proces je podoben delovanju vetrnih elektrarn, le da deluje pod vodo.

Hidroelektrarna Garland

Ta vrsta mini hidroelektrarne je kabel, raztegnjen čez kanal in pritrjen v potisnem ležaju. Turbine majhne velikosti in teže (hidravlični rotorji) so na njem obešene in togo pritrjene v obliki girlande. Sestavljeni so iz dveh polvaljev. Zaradi poravnave osi se pri spuščanju v vodo v njih ustvari navor. To vodi do dejstva, da se kabel upogne, raztegne in začne vrteti. V tej situaciji lahko kabel primerjamo z gredjo, ki služi za prenos moči. En konec vrvi je povezan z menjalnikom. Moč se nanj prenaša iz vrtenja kabla in hidravličnih gorilnikov.

Prisotnost več "vencev" bo pripomogla k povečanju moči postaje. Med seboj se lahko povezujejo. Tudi to ne poveča bistveno učinkovitosti te HE. To je ena od pomanjkljivosti takšne strukture.

Druga pomanjkljivost te vrste je nevarnost, ki jo ustvarja za druge. Tovrstno postajo lahko uporabljate samo na zapuščenih mestih. Opozorilni znaki so obvezni.

Rotor Daria

Mini hidroelektrarna za zasebno hišo te vrste je poimenovana po njenem razvijalcu Georgesu Darierju. Ta zasnova je bila patentirana leta 1931. To je rotor z rezili na njem. Za vsako od rezil so potrebni parametri izbrani posebej. Rotor se spusti pod vodo v navpičnem položaju. Lopatice se vrtijo zaradi padca tlaka, ki nastane pod delovanjem vode, ki teče po njihovi površini. Ta proces je podoben vzgonski sili, zaradi katere letalo vzleti.

Ta vrsta HE ima dober indeks učinkovitosti. Druga prednost je, da smer toka ni pomembna.

Med pomanjkljivostmi tega je mogoče ugotoviti kompleksna struktura in težavna namestitev.

Prednosti mini hidroelektrarne

Ne glede na vrsto konstrukcije imajo mini hidroelektrarne številne prednosti:

• Okolju prijazen, ne proizvaja snovi, škodljivih za ozračje.
• Proces pridobivanja električne energije poteka brez nastajanja šuma.
• Voda ostane čista.
• Električna energija se proizvaja nenehno, ne glede na čas dneva ali vremenske razmere.
• Tudi majhen potok je dovolj za opremljanje postaje.
• Viške električne energije lahko prodate sosedom.
• Ne potrebujete veliko permisivne dokumentacije.

Mini hidroelektrarna naredi sam

Za proizvodnjo električne energije lahko zgradite sami. Za zasebno hišo je dovolj dvajset kilovatov na dan. Tudi mini hidroelektrarna, ki jo naredi sam, lahko prenese to vrednost. Vendar je treba zapomniti, da je za ta postopek značilno več značilnosti:

• Natančne izračune je težko narediti.
• Dimenzije, debelina elementov se izberejo "na oko", samo empirično.
• Domače konstrukcije nimajo zaščitnih elementov, kar vodi do pogostih okvar in s tem povezanih stroškov.

Če torej na tem področju ni izkušenj in določenega znanja, je bolje opustiti tovrstno idejo. Morda bo ceneje kupiti že pripravljeno postajo.

Če se še vedno odločite, da boste vse naredili z lastnimi rokami, potem morate začeti z merjenjem hitrosti toka vode v reki. Navsezadnje je odvisno od moči, ki jo je mogoče pridobiti. Če je hitrost manjša od enega metra na sekundo, se gradnja mini hidroelektrarne na tem mestu ne bo upravičila.

Drugi korak, ki ga ne smemo izpustiti, so izračuni. Treba je natančno izračunati znesek stroškov, ki bodo porabljeni za gradnjo postaje. Posledično se lahko izkaže, da hidroelektrarna ni najboljša možnost. Potem bodite pozorni na druge vrste alternativne električne energije.

Mini hidroelektrarna je lahko najboljša rešitev za prihranek stroškov energije. Za njegovo gradnjo je potrebna reka v bližini hiše. Glede na želene lastnosti lahko izberete ustrezno različico hidroelektrarne. S pravilnim pristopom lahko takšno strukturo celo naredite z lastnimi rokami.