Vízturbinák magánházhoz. DIY házi vízerőmű

Mini vízerőmű. Mikrovízi erőművek

A kis vízierőmű vagy kis vízierőmű (SHPP) olyan vízerőmű, amely viszonylag kis mennyiségű villamos energiát termel, és 1-3000 kW beépített teljesítményű vízerőművekből áll.

Mikro vízerőmű Úgy tervezték, hogy a folyadékáram hidraulikus energiáját elektromos energiává alakítsa át a megtermelt villamos energia további továbbítása érdekében az energiarendszerbe. A mikro kifejezés azt jelenti, hogy ezt a vízerőművet kis víztestekre - kis folyókra vagy akár patakokra, technológiai csatornákra vagy vízkezelő rendszerek magasságváltozásaira telepítik, és a vízerőmű teljesítménye nem haladja meg a 10 kW-ot.

Az SHPP-ket két osztályba sorolják: ezek mikro-vízerőművek (200 kW-ig) és mini-vízerőművek (3000 kW-ig). Az előbbieket elsősorban háztartásokban és kisvállalkozásokban használják, az utóbbiakat nagyobb létesítményekben. Egy vidéki ház vagy egy kisvállalkozás tulajdonosa számára nyilván az előbbiek érdekelnek jobban.

A működési elv alapján a mikro-vízerőműveket a következő típusokra osztják:

Vizimalom ... Ez egy pengékkel ellátott kerék, amely a víz felszínére merőlegesen van felszerelve, és félig elmerül benne. Működés közben a víz rányomja a pengéket és forogni készteti a kereket.

A gyártás egyszerűsége és a legalacsonyabb költség melletti maximális hatékonyság szempontjából ez a kialakítás jól működik. Ezért a gyakorlatban gyakran használják.

Garland mini-vízerőmű ... Ez egy kábel, amelyet egyik folyópartról a másikra dobnak, mereven rögzített rotorokkal. A víz áramlása megforgatja a forgórészeket, és róluk a forgást a kábelre továbbítja, amelynek egyik vége a csapágyhoz, a másik a generátor tengelyéhez kapcsolódik.

A koszorús vízerőmű hátrányai: nagy anyagfelhasználás, mások veszélye (hosszú víz alatti kábel, vízbe rejtett rotorok, folyó elzáródása), alacsony hatásfok.

Darrieus rotor ... Ez egy függőleges forgórész, amely a lapátjai közötti nyomáskülönbség miatt forog. A nyomáskülönbség az összetett felületek körüli folyadékáramlás miatt jön létre. A hatás hasonló a szárnyashajók vagy egy repülőgép szárnyának emeléséhez. Valójában az ilyen kialakítású SHPP-k megegyeznek az azonos nevű szélgenerátorokkal, de folyékony közegben helyezkednek el.

A Darrieus rotort nehéz gyártani, a munka elején ki kell csavarni. De vonzó abban, hogy a rotor tengelye függőlegesen helyezkedik el, és a teljesítményleadás víz felett végezhető, további fogaskerekek nélkül. Az ilyen forgórész az áramlási irány bármilyen változásával forog. A légi megfelelőjéhez hasonlóan a Darrieus rotor hatásfoka alacsonyabb, mint a propeller típusú kis vízerőmű.

Propeller ... Ez egy víz alatti "szélmalom" függőleges rotorral, amelynek a levegővel ellentétben minimális szélessége mindössze 2 cm. Ez a szélesség minimális ellenállást és maximális forgási sebességet biztosít, és a legáltalánosabb áramlási sebességhez választották - 0,8 -2 méter másodpercenként.

Propeller SHPP , valamint a kerekesek is könnyen gyárthatók és viszonylag nagy hatásfokkal rendelkeznek, gyakori használatuk ennek köszönhető.

Mini vízierőművek osztályozása

Teljesítmény besorolása (alkalmazási terület) .

A mikrovízi erőmű által megtermelt teljesítményt két tényező együttes hatása határozza meg, az első a hidroturbina lapátjaiba belépő víz nyomása, amely meghajtja az áramot termelő generátort, a második pedig az áramlási sebesség, azaz. a turbinán 1 másodperc alatt áthaladó víz térfogata. A fogyasztás meghatározó tényező, amikor egy vízerőművet egy bizonyos típushoz rendelünk.

A megtermelt kapacitás szerint az SHPP-ket a következőkre osztják:

• Háztartási teljesítmény 15 kW-ig: magánháztartások és gazdaságok áramellátására szolgál.
• Kereskedelmi teljesítmény 180 kW-ig: kisvállalkozások áramellátása.
• 180 kW feletti ipari teljesítmények: villamos energiát termelnek eladásra, vagy energiát helyeznek át a termelésbe.

Osztályozás tervezés szerint

Telepítési hely besorolása

• Nagy nyomás - több mint 60 m;
• Közepes nyomású - 25 m-től;
• Alacsony nyomás - 3-25 m.

Ez a besorolás azt jelenti, hogy az erőmű különböző sebességgel működik, és számos intézkedést tesznek annak mechanikai stabilizálására. az áramlási sebesség a fejtől függ.

A Mini HPP összetevői

Egy kis vízi erőmű áramtermelő egysége egy turbinából, egy generátorból és egy automata vezérlőrendszerből áll. A rendszerelemek egy része hasonló a vagy. A rendszer fő elemei:

• Hidraulikus turbina lapátokkal, tengelyen generátorhoz kötve
• Generátor ... Váltakozó áram generálására tervezték. Csatlakozik a turbina tengelyéhez. A megtermelt áram paraméterei viszonylag instabilok, azonban a szélgenerálás során a teljesítménylökésekhez hasonló nem fordul elő;
• Hidroturbina vezérlőegység biztosítja a hidraulikus egység indítását és leállítását, a generátor automatikus szinkronizálását, amikor az elektromos rendszerhez csatlakozik, a hidraulikus egység üzemmódjainak vezérlését, vészleállítást.
• Ballaszt rakodóegység A fogyasztó által pillanatnyilag fel nem használt teljesítmény elvezetésére tervezett, elkerülhető az elektromos generátor és a felügyeleti és vezérlőrendszer meghibásodása.
• Töltésvezérlő / stabilizátor : akkumulátor töltés szabályozására, penge forgásszabályozására és feszültség átalakítására tervezték.
• Bank AKB : tárolótartály, amelynek mérete meghatározza az általa táplált tárgy autonóm működésének időtartamát.
• Inverter , sok vízerőmű inverteres rendszert használ. Akkumulátorbank és töltésvezérlő jelenlétében a hidraulikus rendszerek nem sokban különböznek a RES-t használó többi rendszertől.

Mini vízerőmű magánházhoz

A villamosenergia-tarifák emelkedése és a kellő kapacitás hiánya aktuálissá teszi az ingyenes megújuló energiaforrások háztartási felhasználásával kapcsolatos kérdéseket. Más megújuló energiaforrásokhoz képest a mini vízerőművek érdekesek, hiszen szélturbinával és napelemes akkumulátorral azonos teljesítménnyel sokkal több energiát képesek előállítani azonos idő alatt. Használatuk természetes korlátja a folyó hiánya

Ha egy kis folyó, patak folyik a háza közelében, vagy a tó kiöntésein magasságváltozások vannak, akkor minden feltétel adott egy mini vízerőmű telepítéséhez. A vásárlásra fordított pénz gyorsan megtérül - az év bármely szakában olcsó áramot biztosítanak Önnek, függetlenül az időjárási viszonyoktól és egyéb külső tényezőktől.

Az SHPP használatának hatékonyságát jelző fő mutató a tározó áramlási sebessége. Ha a sebesség kisebb, mint 1 m / s, akkor további intézkedéseket kell tenni annak felgyorsítására, például változó keresztmetszetű bypass csatornát kell készíteni vagy mesterséges magasságkülönbséget kell megszervezni.

A mikrovízenergia előnyei és hátrányai

Az otthoni mini vízerőmű előnyei a következők:

• Környezetbiztonsági (a halivadékok fenntartásával) berendezések és a nagy területek óriási anyagi károkkal való elárasztásának hiánya;
• A kapott energia ökológiai tisztasága. Nincs hatással a víz tulajdonságaira és minőségére. A tározók mind halászati ​​tevékenységre, mind a lakosság vízellátására használhatók;
• A kapott villamos energia alacsony költsége, amely többszöröse olcsóbb, mint a hőerőművekben előállított;
• Az alkalmazott berendezések egyszerűsége, megbízhatósága, autonóm üzemmódban való működésének lehetősége (táphálózaton belül és kívül egyaránt). Az általuk generált elektromos áram frekvencia és feszültség tekintetében megfelel a GOST követelményeinek;
• Az állomás teljes élettartama - legalább 40 év (legalább 5 év a nagyjavítás előtt);
• az energiatermeléshez felhasznált erőforrások kimeríthetetlensége.

A mikrovízi erőművek fő hátránya a vízi fauna lakóinak viszonylagos veszélye, mert a forgó turbinalapátok, különösen nagy sebességű patakokban, veszélyt jelenthetnek a halakra vagy ivadékokra. Feltételes hátránynak tekinthető a technológia korlátozott használata is.

Mindig is szerettem volna áramot szerezni abból a patakból, amely a házam kerületében folyik. Körülbelül három éve telepítettem egy ideiglenes turbinát, hogy megnézzem, működik-e egy nagyobb turbinakerék.

Ennek a keréknek a demóváltozata régi kerékállványokból és fa raklapokból készült, mint pengék.

Generátorként egy régi DC szalagot használtam egy Ametec hajtómotorból. Az egészhez egy mini motorláncot és 70 és 9 fogú lánckereket használtam (a kerékforgatáshoz és a motorhoz). Az összes elem körülbelül 30 fontba kerül.

Maximum 25 wattot produkált, és nagyjából egy évig működött, főleg az Ametec motor és a kerékméret korlátai miatt, és nagyobb turbina létrehozására késztetett.

Mindenekelőtt a patak vizét kellett duzzasztani, hogy a vízszint a mellem körül legyen. A nyár végét meg sem várva fenékvízszivattyú segítségével elvittem a vizet és cementből gátat csináltam.

A turbinakerekeket a helyi építőipari cégek gyártották nekem egy 13 mm vastag, strapabíró laminátumból, amelyet hajóépítésben burkolatok és burkolatok készítésére használnak. A pengéket ugyanabból az anyagból készítettem. Végül a tárcsákat és a pengéket speciális vízlepergető keverékkel vontam be, hogy meghosszabbítsák az élettartamukat.

A turbina alapját tölgyfa rönkből építettem. A tölgy nagyon keménynek bizonyult, így bütykölni kellett, miközben a rönköket a kővázhoz csavaroztam. Lyukakat kellett fúrnom, és ehhez be kellett kötni a turbinát, hogy egyensúlyba hozzam, és minden méretet beállítsam, és meghúzzam a csavarokat.

A kerék felszerelése után a következő lépés a meghajtóval és a generátorral kapcsolatos probléma megoldása volt.

Kezdetben Minimoto hajtást használtam, de aztán a kis lánc elkezdett csúszni a fogtávolság miatt, és úgy döntöttem, hogy 3/8-as láncokat és lánckereket vásárolok egy csapágyszállítótól. A generátor a Windblue Power Permanent Magnet Generatort (PMG) szállította. 150 ford./percnél 12V feszültséget képes generálni. Gyakran használják átalakított autógenerátorként. Egy hagyományos generátor csak 12 voltot ad ki 3000 ford./perc mellett. Ezt a motort az USA-ból rendeltem 135 GBP-ért postaköltséggel együtt.

A kerék túl lassan forgott, a gát alatt lépcsőzetes aknát kellett csinálnom, amelyen egy keskeny szellőzőnyíláson összegyűlt a víz, és erőteljesebben öntötték a lapátokra.

Ezen kívül a fővázsíneket 1 cm-es acélkábellel rögzítettem, és ahol lehetett, az alapot 1 láb hosszú horgonycsavarokkal erősítettem meg, hogy megóvjam a készüléket a sérülésektől, ha a gát hirtelen átszakad, vagy erős széllökés támad.

A turbina 4x55AH vadonatúj akkumulátorokkal van felszerelve. Segítségükkel folyamatosan töltöm a laptopomat. Vettem még két katonai vontatási ólom-savas akkumulátort 2x110Ah Hawker a garázs és az otthon világítására. Két különböző típusú akkumulátor feszültségellátása különböző vezetékekről származik.

Körülbelül egy éve használom ezt a rendszert. A kimenő teljesítmény 50 W, csúcson akár 500 W-ot is lead. Néhányszor leállt a turbina a víz csökkenése, valamint a fő áramlás árvízi elzáródása miatt. És így - egész évben működik.

Fordítás: Yaroslav Nikolaevich

Abban az esetben, ha a vidéki háztól nem messze van egy kis folyó vagy patak, önállóan építhet egy kis teljesítményű hidrogenerátort otthonába. Egy saját készítésű vízerőmű biztosít majd ingyenes áramot.

Lehet, hogy nem spórol meg sok pénzt, de sokkal többe kerül annak felismerése, hogy saját áramforrással rendelkezik. Vannak esetek, amikor nincs központi áramellátás a házhoz. Ekkor még a nagyon jelentéktelen teljesítménykapacitások is nagyon hasznosak lehetnek.

Egy kis vízerőmű villamosenergia-forrásai lehetnek:

1. Folyók vagy patakok.
2. Magasságkülönbségek a tó kiömlőin.
3. Műszaki ereszcsatornák.

Más, megújuló forrásból működő villamosenergia-termelő készülékekhez képest a hidrogenerátorok a legösszetettebbek. Abban az esetben, ha úgy dönt, hogy mini-vízerőművet épít, az első lépés a folyó áramlási sebességének mérése. Ennek legegyszerűbb módja annak meghatározása, hogy egy tárgy hány másodpercig ússzon 10 métert. Ha a sebesség másodpercenként 1 méternél kisebb, akkor a termelő vízerőmű nem fog működni. De ha mesterségesen szűkíti a csatornát vagy kis gátat készít, akkor az áramlási sebesség kissé növekedhet.

A mikro-vízerőműhöz bizonyos víznyomási erő szükséges - a hidraulikus turbina lapátjaira eső sugár beindítja a generátort. Ezen az elven működve a létesítmény villamos energiát termel. A vízhozam ereje vagy a természetes vízszinteséstől (származás), vagy a meder mesterséges gáttal történő szűkítésétől függ.

Egy bizonyos mennyiségű villamos energia előállításához a magasságkülönbségnek körülbelül 1-2 méternek kell lennie, a vízfogyasztásnak pedig másodpercenként 90 liternek kell lennie. A dombos terepviszonyok között a mini vízerőművek egyszerűen pótolhatatlanok. A telepítési folyamat meglehetősen egyszerű, és nem igényel különleges ismereteket és készségeket.

A tervezéstől és a működési elvtől függően több fő típusa van a saját készítésű vízerőműveknek.

1. Girland. Egy kábelből áll, amelyet a folyó egyik partjától a másikig húznak. Rotorok vannak rögzítve, amelyek a víz áramlásának köszönhetően forognak. A rotorok viszont forgatják a kábelt, amelynek egyik vége a csapágyhoz, a másik pedig a generátor tengelyéhez csatlakozik.
2. Vizimalom. Fontos részlet egy házi készítésű vízerőműhöz. A keréknek pengéi vannak, amelyek merőlegesek a víz felszínére. A víz nyomást gyakorol a pengékre, aminek következtében maga a kerék forog.
3. Propeller. Kiváló lehetőség mini-vízerőművekhez abban az esetben, ha a meder szélessége meghaladja a 10 m-t A propeller rotor függőleges helyzetben van beépítve. A propeller kis lapátokkal rendelkezik, kb. 2 cm. Ha a folyó áramlási sebessége meghaladja a 2 métert másodpercenként, akkor javasolt más lapátméretet választani.
4. Daria rotor. Ez egy függőlegesen szerelt forgórész, amely a lapátjain lévő nyomáskülönbség miatt forog.

Az ilyen típusú mini-vízerőműveket egyesíti, hogy szerkezeteik nem igényelnek gát építését. A gát egy nagy pontosságú és drága tárgy, amelynek építési ára többszöröse a házi készítésű termékek költségének. Megjegyzendő, hogy egy mini vízerőmű kapacitásának meg kell felelnie az elektromos energia szükségleteinek.

Hibrid vízerőművek

Abban az esetben, ha az Ön igényei több elektromos energiát igényelnek, mint amennyit egy otthoni vízerőmű termel, a legjobb megoldás egy hibrid típusú erőmű és egy dízelgenerátor telepítése. Ennek a kialakításnak azonban számos hátránya van, többek között:

1. Magas zajszint és nincs környezetszennyezés veszélye.
2. Működésük jelentős anyagköltséget igényel. Az ilyen berendezések segítségével generált villanyszerelő ára körülbelül 20 rubel lesz. kWh-nként.
3. A dízelgenerátorok rendszeres leállítása esetén működési idejük jelentősen csökken, a generátor hatékonysága jelentősen csökken.

A hibrid erőmű telepítésénél az optimális megoldás a dízelgenerátorok tartalékként történő alkalmazása. Ezek letiltásra kerülnek, ha a fogyasztó megkapja a szükséges áramot. Amint a saját gyártású vízerőmű abbahagyja a szükséges teljesítményű energia előállítását, a dízelgenerátor bekapcsol, és pótolja az áramhiányt.

A mini-vízerőművek előnyei

1. A minivízi erőmű építése során és használatának időtartama alatt a természeti táj sérelme nem történik.
2. A mini-vízerőmű telepítése nem rontja a víz minőségét: megőrzi természetes tulajdonságait.
   Az időjárási viszonyok az erőmű működését nem befolyásolják.
3. Egyáltalán nincs olyan probléma, ami a nagyszabású energetikában megfigyelhető: drága építmények építése vagy a terület elárasztása.

Hogyan lehet növelni a vízerőművek hatékonyságát

Ha kissé növelni kell a megtermelt villamos energia mennyiségét, magasságkülönbség kialakításával megszervezheti az áramlás növelését. A probléma legegyszerűbb megoldása egy lefolyócső felszerelése a tartályba. Ebben az esetben figyelembe kell venni magának a csőnek az átmérőjét, mert ez közvetlenül befolyásolja az áramlási sebességet. Minél kisebb, annál nagyobb a sebesség. Ez a módszer lehetővé teszi egy mini vízerőmű telepítését még akkor is, ha egy kis patak folyik a ház közelében. Minőségi anyagok felhasználásával a generátor létrehozása során a mini-vízerőmű sikeresen működtetheti ezt a berendezést háztartási igényekre.

A mini vízerőmű egy kis vízerőmű, amely nem termel nagy mennyiségű villamos energiát.

A mini vízerőmű működési elve

A kis vízi erőművek működési elve nem különbözik a nagy erőművek működési elvétől. Egy vízképződmény, folyó, tó, tározó vize a tömege által keltett nyomás hatására egy adott irányba mozog és egy hidraulikus turbina lapátjaiba kerül. A turbina forgó mozgását a generátor forgó mozgásának adja át, amely elektromos áramot hoz létre.
A víznyomást gátépítés vagy a víz természetes áramlása, vagy mindkettő egyidejűleg hozza létre.

Eszköz osztályozás

A kis vízerőművek legfeljebb 5,0 MW teljesítményt termelnek.
A meglévő kis vízerőműveket a következők szerint osztályozzák:

1. A cselekvés elve

• "Vízikerék" segítségével - ebben az esetben a fogadó kerék a víz felszínével párhuzamosan kerül a vízi környezetbe, miközben csak részben merül alá. A víztömegek, nyomást gyakorolva a kerék lapátjaira, forgó mozgásba hozzák azt, ami átadódik a generátor forgó mozgásának.
• Garland szerkezet - a készülék ezen verziójában egy kábelt fektetnek le az ellenkező partokról, amelyre a rotorok mereven vannak rögzítve. A víztömegek előrehaladnak és forgatják a rotorokat. A rotorok forgó mozgása átadódik a kábelnek, amely viszont forgás közben a forgó mozgását továbbítja a generátor forgó mozgásának. A generátor a parton van felszerelve.
• Darrieus rotorral - az ilyen típusú eszközök működésének alapja a rotor lapátjai közötti nyomáskülönbség. A nyomáskülönbséget a forgórész összetett felületein áramló víz hozza létre.
• Légcsavarral - a működési elve hasonló a szélgenerátorhoz, azzal a különbséggel, hogy a mini vízerőműveknél a lapátok vizes közegbe kerülnek.

2. Alkalmazási lehetőségek

• Ipari felhasználás (180 kW és több) – vállalkozások áramellátására vagy fogyasztók értékesítésére szolgál.
• Kereskedelmi felhasználás (180 kW-ig) - alacsony energiafelhasználású vállalkozások és házcsoportok áramellátására szolgálnak.
• Háztartási felhasználás (15 kW-ig) - egyéni házak és kisebb tárgyak áramellátására szolgál.

3. A turbina kialakítása szerint

• Axiális - az ilyen kialakítású egységekben a víz a turbina tengelye mentén mozog, és a lapátokra esik, amelyek forognak.
• Radiális-axiális - ebben a kialakításban a víz kezdetben radiálisan mozog a turbina tengelyéhez képest, majd a forgástengelyének megfelelően.
• Vödör - a víz a fúvókákon keresztül belép a vödör (lapát) felületére, aminek következtében a víz sebessége megnő, eltalálja a turbina lapátját, a turbina elfordul, a következő lapát működésbe lép és a folyamat folytatódik
• Kaplan - a lapátok a tengelyük körül forognak a turbina forgásával egyidejűleg.

4. A beépítési feltételeknek megfelelően

A készülék előnyei és hátrányai

A használat előnyei a következők:

• Berendezések ökológiai biztonsága a környezet számára;
• Kimeríthetetlen energiaforrás;
• Az előállított energia alacsony költsége;
• A létesítmények autonómiája;
• A berendezések megbízhatósága;
• Hosszú élettartam.

A használat hátrányai közé tartozik:

• Potenciális veszély a víztestek lakóira;
• A beépítési feltételek korlátozott lehetősége.

Berendezések és berendezések gyártói

Mind hazánkban, mind külföldön korlátozott számú vállalkozás foglalkozik mini vízerőművek berendezéseinek gyártásával. Ennek magyarázata a kis vízerőművek korlátozott felhasználása a szükséges víztestek csekély rendelkezésre állása miatt, valamint a különböző országok energiafejlesztési tendenciái.

Az ezen a területen sikeresen működő külföldi cégek közül ezek

• A CINK Hydro-Energy Czech Republic a munkák teljes skáláját végzi a tervezéstől és a berendezések szállításától az egységek telepítéséig és üzembe helyezéséig.
• "Mikro vízerőmű" Kína - háztartási kisméretű berendezésekhez gyárt és értékesít berendezéseket.
• Mérnöki és műszaki cég LLC "Hydroponics", Bishkek, Kirgizisztán. A cég hidrogenerátorokat gyárt és értékesít kis vízerőművekhez.

Oroszországban ezt a piacot a

• LLC "AEnergy", Moszkva. A cég támogatja az alternatív energiaforrások fejlesztését. A kisvízi energia területén a cég teljes körű szolgáltatást nyújt a tervezéstől az üzembe helyezett létesítmények karbantartásáig.
• Interdiszciplináris tudományos és műszaki egyesület "MNTO INSET", Szentpétervár. A cég mini vízerőművek berendezéseinek tervezésével és fejlesztésével, termékeinek gyártásával és telepítésével foglalkozik. A termékcsalád a következőket tartalmazza:
  • Mini vízerőmű propeller járókerékkel, teljesítmény 5,0-100 kW;
  • Mini vízerőmű diagonális járókerékkel, 20,0 kW teljesítményű;
  • Mini vízerőmű serleges járókerékkel, legfeljebb 180 kW teljesítménnyel;
  • Vízierőművek kis vízerőművekhez.
• NPO Inversion cég, Jekatyerinburg. A cég mini vízerőművek berendezéseit és készleteit gyártja 10 kW-ig.

DIY mini vízerőmű

A saját kezű készítéshez leleményességre, kézzel való munkavégzésre és víztestre van szükség,
igen, valami apróságon, például autógenerátoron, bármilyen járműből származó keréken és sebességváltón (szíjtárcsák, fogaskerekek, fogaskerekek).

Először vízkereket kell készítenie. Ehhez vegyen kereket kerékpárról, motorkerékpárról vagy autóról. A pengék a kerék átmérőjére vannak rögzítve, ehhez bármilyen anyagot használhat, amíg az erős és nem hajlik - vas, rétegelt lemez, kemény műanyag, ebonit stb. A legjobb, ha csavaros csatlakozással rögzíti, hogy ki lehessen cserélni a működés közben megsérült késeket. A pengék egyenlő távolságra vannak egymástól.

Készül egy keret, amelyre a kereket rögzítik. A kerethez való rögzítési pontokon gondoskodni kell csapágyak felszereléséről, amelyekbe a kerék forgástengelye be van helyezve. A tengely egyik végére nagy szíjtárcsa vagy nagy lánckerék van felszerelve. A generátor tengelyére egy kis szíjtárcsa vagy egy kisebb lánckerék van felszerelve.

Egy saját készítésű mini vízerőmű változata a kerék függőleges beépítésével

A kerék vízbe van helyezve, lehet függőleges beépítés a vízfelületre merőleges síkban, vagy vízszintes - amikor a kerék teljesen vízbe merül. A második esetben figyelembe kell venni, hogy a kereket a tárcsa vastagságának legfeljebb 2/3-áig vízbe kell meríteni.
A szíjtárcsákat szíj, a lánckerekeket lánc köti össze.

A rendszer használatra kész.

Ha egy folyó vagy akár egy kis patak folyik az otthona közelében, akkor egy saját készítésű mini vízerőmű segítségével ingyenes áramhoz juthat. Talán ez nem lesz túl nagy költségvetés-feltöltés, de sokkal drágább az a felismerés, hogy saját árammal rendelkezik. Nos, ha például egy vidéki házban nincs központi tápegység, akkor még kis teljesítményekre is szükség lesz. Tehát egy saját készítésű vízerőmű létrehozásához legalább két feltétel szükséges - a vízkészlet rendelkezésre állása és a vágy.

Ha mindkettő jelen van, akkor először meg kell mérni a folyó áramlási sebességét. Ezt nagyon egyszerű megtenni - dobjon egy gallyat a folyóba, és mérje meg azt az időt, amely alatt 10 métert úszik. A métert másodpercekkel elosztva megkapja az áram sebességét m / s-ban. Ha a sebesség kisebb, mint 1 m / s, akkor egy produktív mini vízerőmű nem fog működni. Ebben az esetben megpróbálhatja növelni az áramlási sebességet a csatorna mesterséges szűkítésével, vagy kis gát készítésével, ha kis patakkal van dolgunk.

Útmutatóként használhatja az áramlási sebesség m / s-ban és a kardántengelyről levett teljesítmény kW-ban kifejezett arányát (a légcsavar átmérője 1 méter). Ezek az adatok kísérleti jellegűek, a valóságban a kapott teljesítmény sok tényezőtől függ, de kiértékelésre alkalmas.

0,5 m/s - 0,03 kW,
0,7 m/s - 0,07 kW,
1 m/s - 0,14 kW,
1,5 m/s - 0,31 kW,
2 m/s - 0,55 kW,
2,5 m/s - 0,86 kW,
3 m/s -1,24 kW,
4 m / s - 2,2 kW stb.

Erő házi készítésű mini vízerőmű arányos az áramlási sebesség kockájával. Ahogy már jeleztük, ha az aktuális sebesség nem elegendő, próbálja meg mesterségesen növelni, természetesen, ha lehetséges.

A mini-vízerőművek típusai

Számos fő lehetőség van a házi készítésű mini vízerőművekhez.

Vizimalom

Ez egy lapátkerék, amely a víz felszínére merőlegesen van felszerelve. A kerék kevesebb, mint félig elmerül a patakban. A víz rányomja a pengéket és forgatja a kereket. Vannak olyan turbinakerekek is, amelyek speciális lapátokkal vannak optimalizálva a folyadéksugárhoz. De ezek meglehetősen összetett szerkezetek, inkább gyáriak, mint házilag.

Darrieus rotor

Ez egy függőleges tengelyű rotor, amelyet elektromos energia előállítására használnak. Függőleges forgórész, amely a lapátjai közötti nyomáskülönbség miatt forog. A nyomáskülönbség az összetett felületek körüli folyadékáramlás miatt jön létre. A hatás hasonló a szárnyashajók vagy egy repülőgép szárnyának emeléséhez. Ezt a tervet Georges Jean-Marie Darier francia repülőmérnök szabadalmaztatta 1931-ben. Szélturbinák építésénél is gyakran használják.

Garlandnaya vízerőmű

A vízerőmű könnyű turbinákból - hidraulikus rotorokból áll, felfűzve és mereven rögzítve egy füzér formájában a folyón átdobott kábelre. A kábel egyik vége a tartócsapágyban van rögzítve, a másik a generátor forgórészét forgatja. Ebben az esetben a kábel egyfajta tengely szerepét tölti be, amelynek forgó mozgása a generátorra kerül. A víz áramlása forgatja a rotorokat, a rotorok a kábelt.

Propeller

Szintén a szélerőművek terveiből kölcsönzött, amolyan "víz alatti szélturbina" függőleges rotorral. A légcsavarral ellentétben a víz alatti légcsavarnak minimális lapátszélessége van. Vízhez mindössze 2 cm-es pengeszélesség elegendő, ezzel a szélességgel minimális ellenállás és maximális forgási sebesség érhető el. Ezt a lapátszélességet 0,8-2 méter/s áramlási sebességhez választották. Nagyobb sebességnél más méretek is optimálisak lehetnek. A légcsavar nem a víz nyomása miatt mozog, hanem az emelés hatására. Akárcsak egy repülőgép szárnya. A légcsavar lapátjai inkább az áramláson keresztül mozognak, mintsem az áramlás az áramlás irányába vinné el őket.

Különféle házi készítésű mini vízerőmű-rendszerek előnyei és hátrányai

hátrányai füzér vízerőmű nyilvánvaló: nagy anyagfelhasználás, veszély másokra (hosszú víz alatti kábel, vízbe rejtett rotorok, elzárják a folyót), alacsony hatásfok. A Garland vízierőmű egyfajta kis gát. Alkalmas elhagyatott, távoli helyeken történő használatra megfelelő figyelmeztető táblákkal. Szükség lehet a hatóságok és a környezetvédők engedélyére. A második lehetőség egy kis patak a kertben.
Darrieus rotor- nehéz kiszámítani és gyártani. A munka elején ki kell csavarni. De vonzó abban, hogy a rotor tengelye függőlegesen helyezkedik el, és a teljesítményleadás víz felett végezhető, további fogaskerekek nélkül. Egy ilyen forgórész az áramlási irány bármilyen változásával forog - ez plusz.

A legelterjedtebb a saját készítésű vízerőművek építése megkaptam a propeller és a vízikerék diagramjait. Mivel ezek az opciók viszonylag könnyen gyárthatók, minimális számítást igényelnek és minimális költséggel valósulnak meg, nagy hatásfokkal rendelkeznek, könnyen konfigurálhatók és működtethetők.

Ha nincs vízenergiája, készíthet saját szélerőművet.

NS Példa a legegyszerűbb mini-vízerőműre

A legegyszerűbb vízierőmű gyorsan megépíthető egy rendes kerékpárból, kerékpáros fényszóródinamóval. Több pengét horganyzott vasból vagy nem vastag alumíniumlemezből (2-3) kell elkészíteni. A pengék a kerék peremétől a kerékagyig hosszúak és 2-4 cm szélesek legyenek.Ezeket a pengéket a küllők közé tetszőlegesen kéznél lévő módon vagy előre elkészített rögzítőkkel kell felszerelni.
Ha két pengét használ, helyezze őket egymással szemben. Ha több pengét szeretne hozzáadni, akkor ossza el a kerék kerületét a pengék számával, és egyenlő időközönként szerelje fel őket. Kísérletezhet a lapátkerék vízbe merülésének mélységével. Általában egyharmadától az egyik feléig víz alá kerül.
Korábban szóba került a felvonuló szélerőműpark lehetősége.

Egy ilyen mikro vízerőmű nem foglal sok helyet, és tökéletesen ki fogja szolgálni a kerékpáros turistákat - a lényeg a patak vagy patak jelenléte -, ami általában a kempingben előfordul. A kerékpárból készült mini vízerőmű képes lesz sátrat világítani, mobiltelefonokat vagy egyéb kütyüket tölteni.