Générateur d'énergie hydraulique. Générateur hydroélectrique DIY ou centrale hydroélectrique maison

Les augmentations régulières des prix de l’électricité amènent de nombreuses personnes à réfléchir à la question des sources alternatives d’électricité. L’une des meilleures solutions dans ce cas est une centrale hydroélectrique. La recherche d’une solution à ce problème ne concerne pas seulement l’échelle du pays. De plus en plus souvent, vous pouvez voir des mini-centrales hydroélectriques pour la maison (datcha). Les coûts dans ce cas concerneront uniquement la construction et l’entretien. L'inconvénient d'une telle structure est que sa construction n'est possible que sous certaines conditions. Un débit d'eau est nécessaire. De plus, la construction de cette structure dans votre cour nécessite l'autorisation des autorités locales.

Schéma d'une mini-centrale hydroélectrique

• Chenal, caractéristique des plaines. Ils sont installés sur des rivières à faible débit.
• Les stationnaires utilisent l’énergie des rivières à écoulement rapide.
• Centrales hydroélectriques installées dans des endroits où le débit d'eau diminue. On les retrouve le plus souvent dans les organisations industrielles.
• Mobiles, construits à l'aide de tuyaux renforcés.

Pour la construction d'une centrale hydroélectrique, même un petit ruisseau traversant le site suffit. Les propriétaires de maisons dotées d’un approvisionnement central en eau ne devraient pas désespérer.

L'une des sociétés américaines a développé une station qui peut être intégrée au système d'approvisionnement en eau d'une maison. Une petite turbine est intégrée au système d'approvisionnement en eau, qui est entraînée par le débit d'eau se déplaçant par gravité. Cela réduit le débit d’eau, mais réduit le coût de l’électricité. De plus, cette installation est totalement sécuritaire.

Même des mini-centrales hydroélectriques sont installées dans les canalisations d'égout. Mais leur construction nécessite la création de certaines conditions. L'eau qui traverse le tuyau doit s'écouler naturellement en raison de la pente. La deuxième exigence est que le diamètre du tuyau soit adapté à l'installation de l'équipement. Et cela ne peut pas se faire dans une maison séparée.

Classification des mini-centrales hydroélectriques

Les mini-centrales hydroélectriques (les maisons dans lesquelles elles sont utilisées appartiennent pour la plupart au secteur privé) appartiennent le plus souvent à l'un des types suivants, qui diffèrent par le principe de fonctionnement :

• La roue hydraulique est du type traditionnel, qui est le plus simple à mettre en œuvre.
• Hélice. Ils sont utilisés dans les cas où la rivière a un lit de plus de dix mètres de large.
• La guirlande est installée sur les rivières à faible débit. Pour augmenter la vitesse du débit de l'eau, des structures supplémentaires sont utilisées.
• Le rotor Darrieus est généralement installé dans les entreprises industrielles.

La prédominance de ces options est due au fait qu’elles ne nécessitent pas la construction d’un barrage.

Roue à eau

Il s’agit d’un type classique de centrale hydroélectrique, le plus apprécié du secteur privé. Les mini-centrales hydroélectriques de ce type sont une grande roue qui peut tourner. Ses pales descendent dans l'eau. Le reste de la structure se trouve au-dessus du lit de la rivière, provoquant le déplacement de l’ensemble du mécanisme. La puissance est transmise via un entraînement hydraulique à un générateur qui produit du courant.

Station d'hélice

Sur le châssis en position verticale se trouvent un rotor et un moulin à vent sous-marin, abaissé sous l'eau. Un moulin à vent possède des pales qui tournent sous l’influence du débit d’eau. La meilleure résistance est assurée par des pales de deux centimètres de large (avec un débit rapide dont la vitesse ne dépasse cependant pas deux mètres par seconde).

Dans ce cas, les pales sont entraînées par la pression de l’eau résultante plutôt que par celle-ci. De plus, la direction de déplacement des pales est perpendiculaire à la direction d'écoulement. Ce processus est similaire aux centrales éoliennes, sauf qu’il fonctionne sous l’eau.

Centrale hydroélectrique de Garlyandnaya

Ce type de mini-centrale hydroélectrique est constitué d'un câble tendu sur le lit d'une rivière et fixé dans un palier de support. Des turbines de petite taille et de petit poids (rotors hydrauliques) y sont suspendues et fixées rigidement sous forme de guirlande. Ils sont constitués de deux demi-cylindres. En raison de l'alignement des axes lors de la descente dans l'eau, un couple y est créé. Le câble se plie, s’étire et commence à tourner. Dans cette situation, le câble peut être comparé à un arbre qui sert à transmettre de la puissance. L'une des extrémités du câble est reliée à la boîte de vitesses. La puissance issue de la rotation du câble et des hélices hydrauliques lui est transmise.

La présence de plusieurs « guirlandes » contribuera à augmenter la puissance de la station. Ils peuvent être connectés les uns aux autres. Même cela n’augmente pas beaucoup l’efficacité de cette centrale hydroélectrique. C'est l'un des inconvénients d'une telle structure.

Un autre inconvénient de cette espèce est le danger qu’elle crée pour les autres. Ce genre de station ne peut être utilisé que dans des endroits déserts. Des panneaux d'avertissement sont requis.

Rotor Daria

Une mini-centrale hydroélectrique destinée à une maison privée de ce type porte le nom de son promoteur, Georges Darrieus. Cette conception a été brevetée en 1931. Il s'agit d'un rotor sur lequel se trouvent les pales. Les paramètres requis sont sélectionnés individuellement pour chaque lame. Le rotor est abaissé sous l'eau en position verticale. Les pales tournent en raison de la différence de pression résultant de l’eau qui coule sur leur surface. Ce processus est similaire à la portance qui fait décoller les avions.

Ce type de centrale hydroélectrique présente un bon indicateur d'efficacité. Triple avantage : le sens d'écoulement n'a pas d'importance.

Les inconvénients incluent une conception complexe et une installation difficile.

Avantages des mini-centrales hydroélectriques

Quel que soit le type de conception, les mini-centrales hydroélectriques présentent de nombreux avantages :

• Ils sont respectueux de l’environnement et ne produisent pas de substances nocives pour l’atmosphère.
• Le processus de production d’électricité se déroule sans créer de bruit.
• L'eau reste propre.
• L'électricité est produite en permanence, quelle que soit l'heure de la journée ou les conditions météorologiques.
• Même un petit ruisseau suffit pour installer une station.
• L'excédent d'électricité peut être vendu aux voisins.
• Vous n'avez pas besoin de beaucoup de documents d'autorisation.

Mini centrale hydroélectrique à faire soi-même

Vous pouvez le construire vous-même pour produire de l'électricité. Pour une maison privée, vingt kilowatts par jour suffisent. Même une mini-centrale hydroélectrique assemblée de vos propres mains peut supporter cette valeur. Mais il ne faut pas oublier que ce processus se caractérise par un certain nombre de caractéristiques :

• Il est assez difficile de faire des calculs précis.
• Les dimensions et l'épaisseur des éléments sont sélectionnées « à l'œil nu », uniquement expérimentalement.
• Les structures faites maison ne comportent pas d'éléments de protection, ce qui entraîne des pannes fréquentes et les coûts associés.

Par conséquent, si vous n'avez pas d'expérience et certaines connaissances dans ce domaine, il vaut mieux abandonner ce genre d'idée. Il peut être moins coûteux d'acheter une station prête à l'emploi.

Si vous décidez néanmoins de tout faire vous-même, vous devez commencer par mesurer la vitesse d'écoulement de l'eau dans la rivière. Après tout, la puissance pouvant être obtenue en dépend. Si la vitesse est inférieure à un mètre par seconde, alors la construction d'une mini-centrale hydroélectrique à cet endroit ne sera pas justifiée.

Une autre étape à ne pas manquer sont les calculs. Il est nécessaire de calculer soigneusement le montant des coûts nécessaires à la construction de la gare. En conséquence, il se peut que l’énergie hydroélectrique ne soit pas la meilleure option. Ensuite, vous devriez faire attention aux autres types d’électricité alternative.

Une mini-centrale hydroélectrique peut être la solution optimale pour économiser les coûts énergétiques. Pour sa construction, il doit y avoir une rivière à proximité de la maison. En fonction des caractéristiques souhaitées, vous pouvez sélectionner une option de centrale hydroélectrique adaptée. Avec la bonne approche, vous pouvez même réaliser une telle construction de vos propres mains.

Différentes méthodes sont utilisées pour chauffer une maison privée. Ils diffèrent les uns des autres à la fois par la méthode de transfert de chaleur et par le type de vecteur énergétique utilisé. Lors de l'utilisation du chauffage de l'eau, il existe plusieurs types de chaudières selon le type de combustible :

Générateur d'hydrogène pour chauffer une maison privée

1. Combustible solide - ils utilisent pour leur travail un combustible solide, qui libère de la chaleur lorsqu'il est brûlé.
2. Électrique - dans de telles chaudières, la chaleur est obtenue en convertissant l'électricité.
3. Gaz - la chaleur est libérée lorsque le gaz brûle.

Si l'on considère les chaudières à gaz, elles fonctionnent principalement au gaz naturel, bien qu'il existe des modèles pour le gaz liquéfié, et récemment, elles ont commencé à utiliser de l'hydrogène comme combustible, produit à partir d'eau dans des dispositifs spéciaux - des générateurs d'hydrogène.

Principe d'opération

Grâce aux cours de physique à l'école, nous savons que l'eau, lorsqu'elle est exposée au courant électrique, se décompose en deux composants : l'hydrogène et l'oxygène. Sur la base de ce phénomène, un générateur d'hydrogène a été construit. Cet appareil est une unité dans laquelle une réaction électrochimique se produit pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène à partir de l'eau. Le processus d'électrolyse de l'eau est illustré dans la figure ci-dessous.

Processus d'électrolyse de l'eau

À la sortie du générateur, il ne se forme pas d'hydrogène et d'oxygène purs, mais ce qu'on appelle le gaz brun, du nom du scientifique qui l'a obtenu le premier. On l’appelle aussi « gaz explosif » car il est explosif dans certaines conditions. De plus, en brûlant ce gaz, on peut obtenir près de quatre fois plus d'énergie que ce qui a été dépensé pour sa production.

Une telle usine de production d’hydrogène est représentée dans la figure ci-dessous.

Installation industrielle pour la production d'hydrogène

Avantages et inconvénients

Les avantages de ce type de chauffage sont les suivants :

1. Il s’agit d’un mode de chauffage respectueux de l’environnement, puisque la combustion de l’hydrogène dans un environnement oxygéné produit de l’eau sous forme de vapeur et qu’il n’y a plus de rejet de substances nocives dans l’atmosphère.
2. Vous pouvez connecter le générateur au système de chauffage de l'eau existant d'une maison privée sans aucune modification.
3. L’installation fonctionne de manière silencieuse, elle ne nécessite donc aucun local particulier.

Défauts:

1. L'hydrogène a une température de combustion élevée qui, dans un environnement oxygéné, peut atteindre 3 200 °C, de sorte qu'une chaudière ordinaire peut tomber en panne très rapidement. Dans les appareils modernes, les scientifiques ont obtenu le résultat d'une combustion de gaz à une température de 300°C, le problème peut donc être considéré comme pratiquement résolu.
2. Vous devez être très prudent lorsque vous travaillez avec du gaz Brown car il est explosif. Ceci est résolu en utilisant diverses soupapes de sécurité et automatisation dans l'appareil.
3. Nécessite l’utilisation d’eau distillée ou d’eau alcaline pour le fonctionnement.
4. Coût élevé de l'équipement. Pour résoudre ce problème, nombreux sont ceux qui tentent d'assembler de leurs propres mains une usine de production d'hydrogène.

Générateur d'hydrogène DIY

L'appareil artisanal représente schématiquement un récipient d'eau dans lequel sont placées des électrodes pour convertir l'eau en hydrogène et en oxygène.

Afin de fabriquer un tel appareil de vos propres mains, vous aurez besoin de :

1. Tôle de métal inoxydable de 0,5 à 0,7 mm d'épaisseur. L'acier inoxydable de qualité 12Х18Н10Т convient.
2. Plaques en plexiglas.
3. Tubes en caoutchouc pour l'alimentation en eau et l'évacuation des gaz.
4. Feuille de caoutchouc résistant à l'essence et à l'huile de 3 mm d'épaisseur.
5. Source de tension – LATR avec un pont de diodes pour produire du courant continu. Il devrait fournir un courant de 5 à 8 ampères.

Tout d'abord, des plaques d'acier inoxydable sont découpées en rectangles de 200 x 200 mm. Les coins des plaques doivent être coupés afin de serrer ensuite toute la structure avec des boulons. Dans chaque plaque on perce un trou d'un diamètre de 5 mm, à une distance de 3 cm du bas des plaques, pour la circulation de l'eau. Un fil est également soudé à chaque plaque pour se connecter à la source d'alimentation.

Avant assemblage, des anneaux en caoutchouc sont réalisés avec un diamètre extérieur de 200 mm et un diamètre intérieur de 190 mm. Vous devez également préparer deux plaques de plexiglas de 2 cm d'épaisseur et de dimensions 200 x 200 mm, et vous devez d'abord y faire des trous sur quatre côtés pour les boulons de serrage M8.

Le montage commence ainsi : mettre d'abord la première plaque, puis un anneau en caoutchouc enduit de mastic sur les deux faces, puis la plaque suivante et ainsi de suite jusqu'à la dernière plaque. Après cela, il est nécessaire de serrer toute la structure des deux côtés à l'aide de goujons M8 et de plaques de plexiglas. Des trous sont percés dans les plaques : dans l'un en bas pour l'arrivée du liquide, dans l'autre en haut pour la sortie du gaz. Un raccord y est inséré. Des tubes médicaux en PVC sont placés sur ces raccords. Le résultat final devrait être un design comme celui de la figure ci-dessous.

Générateur d'hydrogène DIY

Afin d'éviter que du gaz ne rentre dans le générateur de gaz, il est nécessaire de réaliser un joint hydraulique sur le trajet du générateur au brûleur, ou mieux encore, deux joints.

La conception du volet est un récipient d'eau dans lequel, du côté du générateur, le tube est descendu dans l'eau et le tube qui va au brûleur est au-dessus du niveau de l'eau. Le schéma d'un générateur d'hydrogène avec portes est présenté dans la figure ci-dessous.

Schéma d'un générateur d'hydrogène avec joints hydrauliques

Dans un électrolyseur - un récipient d'eau scellé avec des électrodes abaissées, du gaz commence à être libéré lorsqu'une tension est appliquée. Par le tube 1, il est amené à la vanne 1. La conception du joint hydraulique est conçue de telle manière, comme le montre la figure, que le gaz ne peut se déplacer que dans le sens allant de l'électrolyseur au brûleur, et non l'inverse. Ceci est entravé par les différentes densités d'eau, qu'il faut surmonter sur le chemin du retour. Ensuite, à travers le tube 2, le gaz se déplace vers la vanne 2, conçue pour une plus grande fiabilité du système : si soudainement, pour une raison quelconque, la première vanne ne fonctionne pas. Ensuite, le gaz est amené au brûleur à l'aide du tube 3. Les joints hydrauliques constituent un élément très important du dispositif, car ils empêchent le gaz de se déplacer dans la direction opposée.

Si du gaz retourne dans l'électrolyseur, l'appareil peut exploser. C'est pourquoi l'appareil ne doit en aucun cas être utilisé sans joints hydrauliques !

Exploitation

Après l'assemblage, vous pouvez commencer à tester l'appareil. Pour ce faire, installez un brûleur à partir d'une aiguille médicale au bout du tube et commencez à verser de l'eau. Vous devez ajouter du KOH ou du NaOH à l'eau. L'eau doit être de l'eau distillée ou fondue en dernier recours. Une concentration de 10 % de solution alcaline suffit pour que l'appareil fonctionne. Il ne devrait y avoir aucune fuite lorsque vous versez de l'eau. Il est préférable de souffler la structure avec de l'air, une pression jusqu'à 1 atm, avant de couler. Si le générateur d'hydrogène peut résister à cette pression, vous pouvez le remplir d'eau ; sinon, vous devez réparer les fuites.

Après cela, un LATR avec un pont de diodes est connecté aux électrodes selon le circuit. Un ampèremètre et un voltmètre sont installés dans le circuit pour surveiller le fonctionnement. Commencez avec une tension minimale, puis augmentez-la constamment en observant le dégagement de gaz.

Il est préférable d'effectuer les travaux préliminaires à l'extérieur de l'habitation. L'installation étant explosive, tous les travaux doivent être effectués avec une extrême prudence.

Pendant les tests, observez le fonctionnement de l'appareil. S'il y a une petite flamme de brûleur, il peut y avoir soit une faible émission de gaz dans le générateur, soit une fuite de gaz quelque part. Si la solution devient trouble ou sale, elle doit être remplacée. Il faut également s'assurer que l'appareil ne surchauffe pas et que l'eau ne bout pas. Pour ce faire, régulez la tension à la source de courant. Et encore une chose : lorsqu'elles sont chauffées, les plaques se déforment légèrement et peuvent coller les unes aux autres. Pour éliminer cela, vous devez fabriquer des joints en caoutchouc. Des projections d'eau peuvent également se produire - pour éliminer cela, vous devez réduire le niveau d'eau.

Générateur dans le système de chauffage

Une fois les tests effectués, vous pouvez raccorder l'installation à la chaudière à gaz de la maison. Pour ce faire, la chaudière doit être légèrement modifiée, à savoir, de vos propres mains, vous devez réaliser un jet avec un trou d'un diamètre plus petit que celui d'usine, conçu pour le gaz naturel. Le générateur assemblé est illustré dans la figure ci-dessous.

Générateur d'hydrogène assemblé

Le système de chauffage d'une maison privée doit être rempli d'eau. La flamme du brûleur peut faire fondre la chaudière s'il n'y a pas d'eau dedans.

Après cela, ils régulent l'alimentation en eau de l'appareil et commencent à éliminer les blocages dans le système de chauffage de la maison. Ensuite, en ajustant l'alimentation en eau et la tension d'alimentation, le fonctionnement de la chaudière est ajusté.

Lors de l'exploitation de l'installation pendant la saison de chauffage, un dernier test est effectué, au cours duquel plusieurs problèmes sont résolus :

1. Y a-t-il assez de gaz pour chauffer la maison ? Si cela ne suffit pas, vous pouvez réaliser de vos propres mains une installation plus productive.
2. Dans quelle mesure fonctionne une chaudière à hydrogène, c'est-à-dire combien de temps la chaudière durera-t-elle ?
3. Le coût d'un tel chauffage - pour cela, vous pouvez tenir un journal dans lequel vous conservez les calculs des coûts de chauffage et de la température dans la maison et à l'extérieur pendant le fonctionnement de la chaudière. Sur la base de ces données, nous pouvons alors conclure à quel point il est rentable de chauffer une maison à l’hydrogène.

Sur la base de ces données, vous pouvez préparer de manière plus approfondie la prochaine saison de chauffage. Pendant le fonctionnement, vous pouvez voir ce qui doit être amélioré, peut-être qu'une partie de l'appareil doit être refaite. Peut-être que la chaudière elle-même a besoin d'être retravaillée et modernisée afin qu'elle ne tombe pas en panne rapidement. De plus, si vous envisagez d'utiliser l'appareil à l'avenir, peut-être serait-il judicieux d'acheter un distillateur d'eau ?

Vidéo sur le générateur

Vous pouvez apprendre à fabriquer un générateur d'hydrogène de vos propres mains sans électricité à partir de cette vidéo.

La principale question qui intéresse beaucoup est de savoir quel est le prix d'un tel chauffage ? Cela peut être découvert si vous conservez des statistiques pendant la saison de chauffage. De plus, il faut additionner tous les coûts, tels que le coût de l'eau distillée, le coût de l'alcali, le coût de l'électricité, la réparation des chaudières et la fabrication des installations. Sur cette base, vous pouvez décider si ce type de chauffage est adapté ou non à votre maison.

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Le pouvoir de l’écoulement de l’eau est une ressource naturelle renouvelable qui permet d’obtenir de l’électricité pratiquement gratuitement. L'énergie donnée par la nature permettra d'économiser sur les services publics et de résoudre le problème de la recharge des équipements.

S’il y a un ruisseau ou une rivière qui coule à proximité de chez vous, cela vaut la peine d’en profiter. Ils pourront alimenter en électricité le terrain et la maison. Et si vous construisez une centrale hydroélectrique de vos propres mains, l'effet économique augmente considérablement.

L'article présenté décrit en détail les technologies de fabrication des ouvrages hydrauliques privés. Nous avons parlé de ce qui est nécessaire pour mettre en place le système et le connecter aux consommateurs. Ici, vous découvrirez toutes les options pour les fournisseurs d'énergie miniatures assemblés à partir de matériaux de récupération.

Les centrales hydroélectriques sont des structures capables de convertir l’énergie du mouvement de l’eau en électricité. jusqu'à présent, ils ne sont activement exploités qu'en Occident. Dans notre pays, cette industrie prometteuse ne fait que ses premiers pas timides.

Les petites centrales hydroélectriques privées peuvent être des barrages sur de grands fleuves, générant de dix à plusieurs centaines de mégawatts, ou des mini-centrales hydroélectriques d'une puissance maximale de 100 kW, ce qui est largement suffisant pour les besoins d'une habitation privée. Découvrons-en davantage sur ce dernier.

Station guirlande à vis hydrauliques

La structure est constituée d'une chaîne de rotors attachés à un câble d'acier flexible tendu à travers la rivière. Le câble lui-même joue le rôle d'un arbre de rotation dont une extrémité est fixée sur le palier support, et l'autre actionne l'arbre du générateur.

Chaque rotor hydraulique de la « guirlande » est capable de générer environ 2 kW d'énergie, cependant, la vitesse d'écoulement de l'eau pour cela doit être d'au moins 2,5 mètres par seconde et la profondeur du réservoir ne doit pas dépasser 1,5 m.

Le principe de fonctionnement d'une centrale hydroélectrique à guirlande est simple : la pression de l'eau fait tourner les vis hydrauliques, qui font tourner le câble et obligent le générateur à produire de l'énergie.

Les stations Garland ont été utilisées avec succès au milieu du siècle dernier, mais le rôle d'hélices était alors joué par des hélices artisanales et même des boîtes de conserve. Aujourd'hui, les fabricants proposent plusieurs types de rotors pour diverses conditions de fonctionnement.

Ils sont équipés de pales de différentes tailles, en tôle, et permettent d'obtenir une efficacité maximale du fonctionnement de la station.

Mais bien que cet hydrogénérateur soit assez simple à fabriquer, son fonctionnement nécessite un certain nombre de conditions particulières qui ne sont pas toujours réalisables dans la vie réelle. De telles structures bloquent le lit de la rivière et il est peu probable que vos voisins riverains, sans parler des représentants des services environnementaux, vous permettent d'utiliser l'énergie du ruisseau à vos propres fins.

De plus, en hiver, l'installation ne peut être utilisée que sur des réservoirs non gelés, et dans les climats rigoureux, elle peut être conservée ou démontée. Ainsi, les stations de guirlandes sont érigées temporairement et principalement dans les zones désertes (par exemple à proximité des estives).

Les stations rotatives d'une capacité de 1 à 15 kW/heure génèrent jusqu'à 9,3 MW par mois et permettent de résoudre de manière indépendante le problème de l'électrification dans les régions éloignées des autoroutes centralisées

Un analogue moderne d'une installation de guirlande est constitué de stations à cadre submersible ou flottant avec des rotors transversaux. Contrairement à leur prédécesseur en guirlande, ces structures ne bloquent pas la totalité de la rivière, mais n'utilisent qu'une partie du lit de la rivière, et elles peuvent être installées sur un ponton/radeau ou même descendues jusqu'au fond du réservoir.

Rotor vertical Daria

Le rotor Darrieus est un dispositif de turbine qui doit son nom à son inventeur en 1931. Le système est constitué de plusieurs pales aérodynamiques fixées sur des poutres radiales et fonctionne par pression différentielle selon le principe de « l'aile relevable », largement utilisé dans la construction navale et l'aviation.

Bien que ces installations soient principalement utilisées pour créer des éoliennes, elles peuvent également fonctionner avec de l'eau. Mais dans ce cas, des calculs précis sont nécessaires pour sélectionner l'épaisseur et la largeur des pales en fonction de la force du débit d'eau.

Le rotor Daria ressemble à un « moulin à vent », installé uniquement sous l'eau, et il peut fonctionner quelles que soient les fluctuations saisonnières de la vitesse d'écoulement.

Les rotors verticaux sont rarement utilisés pour créer des centrales hydroélectriques locales. Malgré les bons indicateurs d'efficacité et l'apparente simplicité de conception, l'équipement est assez complexe à exploiter.

Avant de commencer les travaux, le système doit être « lancé », mais seul le gel du réservoir peut arrêter la station en marche. Par conséquent, le rotor Darrieus est principalement utilisé dans les entreprises industrielles.

Hélice sous-marine « moulin à vent »

En fait, c'est l'éolienne à air la plus simple, sauf qu'elle est installée sous l'eau. Les dimensions des pales, afin d'assurer une vitesse de rotation maximale et une résistance minimale, sont calculées en fonction de la force du flux. Par exemple, si la vitesse actuelle ne dépasse pas 2 m/sec, la largeur de la lame doit être comprise entre 2 et 3 cm.

Une hélice sous-marine est facile à fabriquer de vos propres mains, mais elle ne convient que pour les rivières profondes et rapides - dans un plan d'eau peu profond, les pales en rotation peuvent blesser les pêcheurs, les nageurs, la sauvagine et les animaux.

Un tel moulin à vent est installé "vers" le flux, mais ses pales ne fonctionnent pas grâce à la pression de l'eau, mais grâce à la génération d'une force de levage (sur le principe d'une aile d'avion ou d'une hélice de navire).

Roue hydraulique à pales

Une roue hydraulique est l’une des versions les plus simples d’un moteur hydraulique, connue depuis l’époque de l’Empire romain. L'efficacité de son fonctionnement dépend en grande partie du type de source sur laquelle il est installé.

La roue de coulée ne peut tourner qu'en raison de la vitesse du flux, et la roue de remplissage ne peut tourner qu'à l'aide de la pression et du poids de l'eau tombant d'en haut sur les pales.

Selon la profondeur et le lit du cours d'eau, différents types de roues peuvent être installées :

• Sauce (ou fond)– adapté aux rivières peu profondes avec des courants rapides.
• Moyenne portée– sont situés dans des canaux avec des cascades naturelles de manière à ce que le débit tombe approximativement au milieu du tambour rotatif.
• Liquide (ou frais généraux)– sont installés sous un barrage, une canalisation ou au pied d'un rapide naturel afin que l'eau qui tombe continue son chemin par-dessus la roue.

Mais le principe de fonctionnement pour toutes les options est le même : l'eau tombe sur les pales et entraîne une roue, ce qui fait tourner le générateur de la mini-centrale.

Les fabricants d'équipements hydrauliques proposent des turbines toutes faites, dont les pales sont spécialement adaptées à une certaine vitesse d'écoulement de l'eau. Mais les artisans à domicile fabriquent des structures de tambours à l'ancienne - à partir de matériaux de récupération.

L'installation de votre propre centrale hydroélectrique est l'un des moyens les plus rentables et les plus respectueux de l'environnement de fournir des ressources énergétiques à une datcha, une ferme ou une base touristique.

Peut-être que le manque d'optimisation affectera les indicateurs d'efficacité, mais le coût d'un équipement fait maison sera plusieurs fois moins cher que celui d'un analogue acheté. Par conséquent, une roue hydraulique est l'option la plus populaire pour organiser votre propre mini-centrale hydroélectrique.

Conditions d'installation d'une centrale hydroélectrique

Malgré le prix tentant de l'énergie générée par un générateur hydroélectrique, il est important de prendre en compte les caractéristiques de la source d'eau dont vous envisagez d'utiliser les ressources pour vos propres besoins.

Après tout, tous les cours d'eau ne sont pas adaptés à l'exploitation d'une mini-centrale hydroélectrique, surtout toute l'année, il ne fait donc pas de mal d'avoir en réserve la possibilité de se connecter à une ligne principale centralisée.

Quelques avantages et inconvénients

Les principaux avantages d'une centrale hydroélectrique individuelle sont évidents : un équipement peu coûteux qui produit de l'électricité bon marché et ne nuit pas non plus à la nature (contrairement aux barrages qui bloquent le débit d'une rivière). Bien que le système ne puisse pas être qualifié d'absolument sûr, les éléments rotatifs des turbines peuvent néanmoins causer des blessures aux habitants du monde sous-marin et même aux personnes.

Pour prévenir les accidents, la centrale hydroélectrique doit être clôturée, et si le système est complètement caché par l'eau, un panneau d'avertissement doit être installé sur la rive.

Avantages des mini-centrales hydroélectriques :

1. Contrairement à d’autres sources d’énergie « gratuites » (panneaux solaires, éoliennes), les systèmes hydrauliques peuvent fonctionner quelles que soient l’heure de la journée et la météo. La seule chose qui peut les arrêter est le gel du réservoir.
2. Pour installer un hydrogénérateur, il n'est pas nécessaire d'avoir une grande rivière - les mêmes roues hydrauliques peuvent être utilisées avec succès même dans des cours d'eau petits (mais rapides !).
3. Les unités n'émettent pas de substances nocives, ne polluent pas l'eau et fonctionnent presque silencieusement.
4. Pour installer une mini-centrale hydroélectrique d'une capacité allant jusqu'à 100 kW, vous n'avez pas besoin d'obtenir de permis (même si tout dépend des autorités locales et du type d'installation).
5. L'excédent d'électricité peut être vendu aux maisons voisines.

Quant aux inconvénients, une intensité de courant insuffisante peut devenir un obstacle sérieux au fonctionnement productif de l'équipement. Dans ce cas, il faudra construire des structures auxiliaires, ce qui entraînera des coûts supplémentaires.

Si l'énergie potentielle d'une rivière voisine, sur la base d'un calcul approximatif, n'est pas suffisante pour produire de l'électricité dans un volume suffisant pour une utilisation pratique, cela vaut la peine d'y prêter attention. Un moulin à vent constituera un ajout efficace.

Mesurer la force du débit d'eau

La première chose à faire pour réfléchir au type et à la méthode d’installation de la station est de mesurer la vitesse d’écoulement de l’eau à votre source préférée.

Le moyen le plus simple consiste à abaisser n'importe quel objet léger (par exemple, une balle de tennis, un morceau de mousse plastique ou un flotteur de pêche) sur les rapides et à utiliser un chronomètre pour mesurer le temps qu'il lui faut pour parcourir la distance jusqu'à un point de repère. . La distance standard pour la « nage » est de 10 mètres.

Si le réservoir est situé loin de la maison, vous pouvez construire un canal de dérivation ou un pipeline tout en prenant soin des différences de hauteur.

Vous devez maintenant diviser la distance parcourue en mètres par le nombre de secondes - ce sera la vitesse du courant. Mais si la valeur obtenue est inférieure à 1 m/sec, il sera nécessaire d'ériger des structures artificielles pour accélérer l'écoulement dû aux changements d'altitude.

Cela peut être fait à l'aide d'un barrage pliable ou d'un tuyau de drainage étroit. Mais sans un bon débit, il faudra abandonner l’idée d’une centrale hydroélectrique.

Production d'une centrale hydroélectrique basée sur une roue hydraulique

Bien entendu, assembler et ériger un colosse conçu pour servir une entreprise ou un établissement comprenant même une douzaine de maisons est une idée issue du domaine de la science-fiction. Mais construire une mini-centrale hydroélectrique de vos propres mains pour économiser de l'électricité est tout à fait possible. De plus, vous pouvez utiliser à la fois des composants prêts à l'emploi et des matériaux improvisés.

Par conséquent, nous envisagerons étape par étape la fabrication de la structure la plus simple - une roue hydraulique.

Matériel et outils requis

Pour fabriquer une mini centrale hydroélectrique de vos propres mains, vous devez préparer une machine à souder, une meuleuse d'angle, une perceuse et un ensemble d'outils auxiliaires - un marteau, un tournevis, une règle.

Matériel dont vous aurez besoin :

• Coins et tôles d'une épaisseur d'au moins 5 mm.
• Tubes en PVC ou en acier galvanisé pour la fabrication de pales.
• Générateur (vous pouvez en utiliser un tout fait ou le fabriquer vous-même, comme dans cet exemple).
• Disques de frein.
• Arbre et roulements.
• Contre-plaqué.
• Résine polystyrène pour couler le rotor et le stator.
• Fil de cuivre de 15 mm pour un générateur fait maison.
• Aimants en néodyme.

Veuillez noter que la structure de la roue sera constamment en contact avec l'eau, les éléments en métal et en bois doivent donc être sélectionnés avec une protection contre l'humidité (ou prendre soin de l'imprégnation et de les peindre vous-même). Idéalement, le contreplaqué peut être remplacé par du plastique, mais les pièces en bois sont plus faciles à obtenir et à façonner dans la forme souhaitée.

Fabrication d'assemblages de roues et de buses

La base de la roue elle-même peut être constituée de deux disques en acier du même diamètre (s'il est possible de retirer le tambour en acier du câble - parfait, cela accélérera considérablement le processus d'assemblage).

Mais si le métal ne se trouve pas dans les matériaux disponibles, vous pouvez découper des cercles dans du contreplaqué imperméable, bien que la résistance et la durée de vie du bois, même traité, ne puissent être comparées à celles de l'acier. Ensuite, vous devez percer un trou rond sur l'un des disques pour installer le générateur.

Après cela, les lames sont fabriquées et vous aurez besoin d'au moins 16 pièces. Pour ce faire, les tuyaux galvanisés sont coupés dans le sens de la longueur en deux ou quatre parties (selon le diamètre). Ensuite, les zones de coupe et la surface des lames elles-mêmes doivent être polies pour réduire les pertes d'énergie dues au frottement.

Les pales sont installées à un angle d'environ 40 à 45 degrés - cela contribuera à augmenter la surface qui sera affectée par la force d'écoulement

La distance entre les deux disques latéraux doit être aussi proche que possible de la longueur des lames. Pour marquer l'emplacement des futurs moyeux, il est recommandé de réaliser un gabarit en contreplaqué, qui marquera l'emplacement de chaque pièce et le trou de fixation de la roue au générateur. Les marquages ​​​​finis peuvent être apposés à l'extérieur de l'un des disques.

Les cercles sont ensuite installés parallèlement les uns aux autres à l'aide de tiges filetées pleines, et les pales sont soudées ou boulonnées dans les positions souhaitées. Le tambour tournera sur des roulements et un cadre constitué d'angles ou de tuyaux de petit diamètre sert de support.

La buse est conçue pour les sources d'eau de type cascade - une telle installation vous permettra d'utiliser au maximum l'énergie du flux. Cet élément auxiliaire est réalisé par pliage de tôles, suivi du soudage des joints, puis monté sur un tuyau.

Cependant, si votre région possède une rivière plate sans rapides ni autres obstacles de haute altitude, ce détail n'est pas nécessaire.

Il est important que la largeur de la sortie de la buse corresponde à la largeur de la roue elle-même, sinon une partie du flux passera au « ralenti » et n'atteindra pas les pales.

Il faut maintenant monter la roue sur l'essieu et la monter sur un support constitué de coins soudés ou boulonnés. Il ne reste plus qu'à fabriquer un générateur (ou à en installer un tout fait) et vous pourrez vous rendre à la rivière.

Générateur de bricolage

Pour fabriquer un générateur fait maison, vous devez enrouler et remplir le stator, pour lequel vous aurez besoin de bobines avec 125 tours de fil de cuivre sur chacune. Après les avoir connectés, toute la structure est remplie de résine polyester.

Chaque phase est constituée de trois écheveaux attachés en série, la connexion peut donc être réalisée en forme d'étoile ou de triangle avec plusieurs fils externes

Vous devez maintenant préparer un gabarit en contreplaqué qui correspond à la taille du disque de frein.

Des marquages ​​sont faits sur l'anneau en bois et des fentes sont réalisées pour l'installation des aimants (dans ce cas, des aimants en néodyme de 1,3 cm d'épaisseur, 2,5 cm de large et 5 cm de long ont été utilisés). Ensuite, le rotor obtenu est également rempli de résine et, après séchage, il est fixé au tambour de roue.

Roue hydraulique avec un rotor composé de disques de frein et un générateur composé de bobines de fil de cuivre - peinte, présentable et prête à l'emploi

La dernière chose à installer est un boîtier en aluminium avec un ampèremètre recouvrant les redresseurs. La tâche de ces éléments est de convertir le courant triphasé en courant continu.

Après avoir installé la roue dans le débit d'une petite rivière avec une cascade ou un tuyau de sortie, vous pouvez compter sur une mini-centrale hydroélectrique performante de 1,9A*12V à 110 tr/min

Pour éviter que les feuilles, sables et autres débris amenés avec le courant ne pénètrent dans la roue, il est conseillé de placer un filet de protection devant l'appareil.

Vidéo n°3. Une station basée sur une roue de vélo est une option intéressante pour résoudre le problème de l'approvisionnement énergétique en vacances loin de la civilisation :

Comme vous pouvez le constater, construire une mini-centrale hydraulique de vos propres mains n'est pas si difficile. Mais comme la plupart des calculs et des paramètres de ses composants sont déterminés « à l'œil nu », vous devez vous préparer à d'éventuelles pannes et aux coûts associés.

Si vous ressentez un manque de connaissances et d'expérience dans ce domaine, vous devez faire confiance à des spécialistes qui effectueront tous les calculs nécessaires, vous recommanderont l'équipement optimal pour votre cas et l'installeront efficacement.

Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous. Partagez des informations intéressantes et des recommandations utiles, laissez des photos thématiques. Peut-être voulez-vous nous raconter comment vous avez construit de vos propres mains une centrale hydroélectrique fonctionnelle sur un terrain de banlieue ? Nous serons heureux de lire votre histoire sur le processus et le fonctionnement de l'appareil.

S'il y a une rivière ou même un petit ruisseau qui coule près de chez vous, alors avec l'aide d'une mini centrale hydroélectrique artisanale, vous pouvez obtenir de l'électricité gratuitement. Ce ne sera peut-être pas un ajout très important au budget, mais la prise de conscience que vous avez votre propre électricité coûte beaucoup plus cher. Eh bien, si, par exemple, dans une datcha, il n'y a pas d'alimentation électrique centrale, même de petites quantités d'électricité seront tout simplement nécessaires. Ainsi, pour créer une centrale hydroélectrique artisanale, au moins deux conditions sont requises : la disponibilité d'une ressource en eau et le désir.

Si les deux sont présents, la première chose à faire est de mesurer la vitesse du débit de la rivière. C'est très simple à faire : jetez une brindille dans la rivière et mesurez le temps pendant lequel elle flotte sur 10 mètres. En divisant les mètres par secondes, vous obtenez la vitesse actuelle en m/s. Si la vitesse est inférieure à 1 m/s, une mini centrale hydroélectrique productive ne fonctionnera pas. Dans ce cas, vous pouvez essayer d'augmenter la vitesse d'écoulement en rétrécissant artificiellement le canal ou en créant un petit barrage si vous avez affaire à un petit ruisseau.

A titre indicatif, vous pouvez utiliser le rapport entre la vitesse d'écoulement en m/s et la puissance électrique extraite de l'arbre d'hélice en kW (diamètre de vis 1 mètre). Les données sont expérimentales ; en réalité, la puissance résultante dépend de nombreux facteurs, mais elle se prête à une évaluation. Ainsi :

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, etc.

Pouvoir mini centrale hydroélectrique faite maison proportionnelle au cube de la vitesse d'écoulement. Comme déjà indiqué, si la vitesse d'écoulement est insuffisante, essayez de l'augmenter artificiellement, si cela est bien entendu possible.

Types de mini-centrales hydroélectriques

Il existe plusieurs options principales pour les mini centrales hydroélectriques artisanales.

Roue à eau

Il s'agit d'une roue à pales montées perpendiculairement à la surface de l'eau. La roue est à moins de la moitié immergée dans le flux. L'eau appuie sur les pales et fait tourner la roue. Il existe également des roues de turbine dotées d'aubes spéciales optimisées pour l'écoulement du liquide. Mais ce sont des conceptions assez complexes, plus fabriquées en usine que faites maison.

Rotor Daria

Il s'agit d'un rotor à axe vertical utilisé pour générer de l'énergie électrique. Un rotor vertical qui tourne en raison de la différence de pression sur ses pales. La différence de pression est créée en raison de l’écoulement du liquide autour de surfaces complexes. L’effet est similaire à la portance d’un hydroptère ou à la portance d’une aile d’avion. Cette conception a été brevetée par Georges Jean-Marie Darrieux, ingénieur aéronautique français en 1931. Également souvent utilisé dans la conception d'éoliennes.

Centrale hydroélectrique de Garlyandnaya

Une centrale hydroélectrique est constituée de turbines légères - des hélices hydrauliques, enfilées et fixées rigidement en forme de guirlande sur un câble lancé à travers la rivière. Une extrémité du câble est fixée dans le palier de support, l'autre fait tourner le rotor du générateur. Dans ce cas, le câble joue le rôle d'une sorte d'arbre dont le mouvement de rotation est transmis au générateur. Le flux d'eau fait tourner les rotors, les rotors font tourner le câble.

Hélice

Egalement empruntée aux conceptions des centrales éoliennes, une sorte d'«éolienne sous-marine» à rotor vertical. Contrairement à une hélice aérienne, une hélice sous-marine a des pales de largeur minimale. Pour l'eau, une largeur de lame de seulement 2 cm est suffisante. Avec une telle largeur, il y aura une résistance minimale et une vitesse de rotation maximale. Cette largeur de pales a été choisie pour une vitesse d'écoulement de 0,8 à 2 mètres par seconde. À des vitesses plus élevées, d’autres tailles peuvent être optimales. L'hélice ne se déplace pas à cause de la pression de l'eau, mais à cause de la génération d'une force de levage. Tout comme une aile d'avion. Les pales de l'hélice se déplacent à travers le flux plutôt que d'être entraînées dans la direction du flux.

Avantages et inconvénients de divers systèmes de mini-centrales hydroélectriques faits maison

Défauts centrale hydroélectrique de Garlandévident : consommation de matière élevée, danger pour autrui (câble sous-marin long, rotors cachés dans l'eau, blocage de la rivière), faible rendement. La centrale hydroélectrique de Garland est une sorte de petit barrage. Il est conseillé de l'utiliser dans des zones inhabitées et isolées avec des panneaux d'avertissement appropriés. L’autorisation des autorités et des environnementalistes peut être requise. La deuxième option est un petit ruisseau dans votre jardin.
Rotor Daria- difficile à calculer et à fabriquer. Au début du travail, vous devez le dérouler. Mais c'est intéressant car l'axe du rotor est situé verticalement et la puissance peut être prélevée au-dessus de l'eau, sans engrenages supplémentaires. Un tel rotor tournera avec tout changement de direction d'écoulement - c'est un plus.

Le plus courant quand construire des centrales hydroélectriques artisanales reçu des schémas de l'hélice et de la roue hydraulique. Étant donné que ces options sont relativement simples à fabriquer, nécessitent des calculs minimes et sont mises en œuvre à un coût minime, ont une efficacité élevée et sont faciles à configurer et à utiliser.

Si vous ne disposez pas d’une ressource énergétique en eau, vous pouvez créer votre propre centrale éolienne à domicile.

P un exemple de la mini-centrale hydroélectrique la plus simple

La centrale hydroélectrique la plus simple peut être rapidement construite à partir d'un vélo ordinaire équipé d'un phare dynamique. Plusieurs lames (2-3) doivent être préparées en fer galvanisé ou en fine tôle d'aluminium. Les pales doivent avoir la longueur allant de la jante au moyeu et une largeur de 2 à 4 cm. Ces pales sont installées entre les rayons en utilisant n'importe quelle méthode disponible ou à l'aide de fixations pré-préparées.
Si vous utilisez deux lames, placez-les l'une en face de l'autre. Si vous souhaitez ajouter plus de pales, divisez la circonférence de la roue par le nombre de pales et installez-les à intervalles égaux. Vous pouvez expérimenter la profondeur d'immersion de la roue à pales dans l'eau. Il est généralement immergé entre un tiers et la moitié.
L’option d’une centrale éolienne itinérante a été envisagée plus tôt.

Une telle microcentrale hydroélectrique ne prend pas beaucoup de place et conviendra parfaitement aux cyclistes - l'essentiel est la présence d'un ruisseau ou d'un ruisseau - qui est généralement l'endroit où est installé le camp. Une mini centrale hydroélectrique à partir d'un vélo peut éclairer une tente et recharger des téléphones portables ou d'autres gadgets.

Dans l'un des villages de l'Altaï, les habitants, un jour de congé, se sont retrouvés cloués sur place le long de la route habituelle qui mène de leur maison à la rivière. Quelque chose d’inédit a frappé leur imagination : hier encore, la rivière n’avait « rien de spécial ». L’eau coule, coule et ne fait de mal à personne. Et puis... Soit la nuit, soit aux premiers rayons du soleil, alors que le village dormait, des extraterrestres ont installé une roue à pales en travers du cours d'eau et maintenant un long fil s'étend vers le village.

Lorsque la grand-mère Sofya Arkadyevna a suggéré que des « extraterrestres dans des soucoupes » arrivaient la nuit, un homme intelligent travaillant dans une scierie a immédiatement rejeté cette version exotique. S’ils étaient des extraterrestres, pourquoi avaient-ils un équipement aussi rouillé et tordu ? En effet, des lames tordues s'étendaient dans le cours de la rivière, le corps métallique de la structure elle-même avait l'air défraîchi, rouillé à certains endroits, et tout cela avait une origine terrestre évidente. « Les extraterrestres ne volent pas comme ça sur des boîtes de conserve rouillées ! » Ils ont des vaisseaux spatiaux fabriqués avec leurs tentacules ! – conclut logiquement l’homme.

Le fil de la structure menait à la maison de l'inventeur local Nikolai Petrovich. Cet homme était connu dans tout le village comme étant étrange, mais comme un scientifique, car il fabriquait toujours quelque chose dans un mini-atelier. Il a « cuisiné » quelque chose, frappé avec des marteaux, scié, c'est-à-dire travaillé avec ses mains. Ses deux fils l'ont toujours aidé. « Encore une fois, notre Petrovitch a pensé à quelque chose ! - a conclu l'employé de la scierie intelligente.

Il s'est avéré qu'à l'aube, l'inventeur a installé une roue à pales dans la rivière, de l'autre côté du ruisseau. Il a fallu un peu de temps pour fabriquer la roue miracle, un entraînement hydraulique, un vieux mini-générateur électrique, quelques roulements et une roue usagée disgracieuse. Quel genre d'appareil miracle faisait obstacle au débit habituel de la rivière ? Réponse : la centrale hydroélectrique la plus simple, inventée et assemblée de vos propres mains. Et mes fils m'ont aussi aidé, comme d'habitude. Mais même la taille mini de la roue a quelque peu effrayé les habitants : quelque chose n'était pas propre ici !

Mini centrale hydroélectrique. Raisons de la montée en popularité

Une petite centrale hydroélectrique n’est pas une structure si complexe. Au contraire, la composition du matériel nécessaire et le principe de son fonctionnement sont simples. Plus le mécanisme est simple, plus il dure généralement longtemps, et vice versa, les appareils complexes tombent en panne beaucoup plus souvent et il n'est pas facile de les réparer de vos propres mains. Dans notre cas, l'inventeur utilise la puissance du débit d'eau d'une rivière rapide ordinaire de l'Altaï, l'énergie de l'eau est transférée aux pales d'une mini-turbine, puis à l'entraînement hydraulique et au générateur. Maintenant, nous recevons déjà de l'électricité.

Chaque année, les précieux kilowatts coûtent de plus en plus cher au consommateur final. C'est pourquoi certains propriétaires zélés ont commencé à étudier de près d'autres moyens de produire du courant électrique. Certaines personnes installent des générateurs diesel si elles ont accès à du carburant diesel bon marché. Quelqu’un utilise l’énergie éolienne et quelqu’un qui vit sur des eaux rapides a pensé à utiliser une petite centrale hydroélectrique.

Où commencer?

Nous avons déjà évoqué la nécessité d'avoir de l'eau rapide à proximité de la maison afin de pouvoir utiliser une petite centrale hydroélectrique. Avec ses pales, il captera le débit de la rivière et apportera de la lumière aux gens. Aujourd'hui, en Russie, ce n'est plus un problème d'acheter des produits similaires, en provenance de Chine par exemple. Il existe également des mini-échantillons nationaux en vente limitée. Mais par où commencer ? Il faut connaître le débit. Il existe de nombreuses rivières en Russie, mais il ne sera pas possible partout d'installer une centrale hydroélectrique pour votre maison.

Il existe des appareils spéciaux pour mesurer la vitesse d'écoulement, mais le plus souvent, une personne ordinaire, et non un spécialiste, ne dispose pas de cet appareil. Aucun problème! L'ingéniosité ordinaire et les mathématiques avec leurs calculs précis viendront à la rescousse.

On mesure une dizaine de mètres en amont de la rivière. Nous mettons des marques. Ensuite, nous aurons besoin d'un chronomètre (que l'on trouve désormais dans presque tous les téléphones), d'un assistant (même un garçon/une fille « morveux » fera l'affaire) et d'un morceau de bois. Nous demandons à l'assistant de ramasser un morceau de bois (casser un éclat de la planche au préalable) et de remonter la rivière jusqu'à la marque. Placez-vous quelque part au milieu, dites à votre assistant de descendre le morceau de bois dans l'eau exactement au niveau de la marque supérieure de 10 mètres. À votre commandement « Lâchez ! » l'assistant libère le ruban et vous démarrez immédiatement le chronomètre.

Un morceau de bois flotte sur la rivière et vous l'accompagnez. Tenez fermement le chronomètre avec vos mains et lorsque le morceau de bois atteint la marque inférieure du chemin de 10 mètres, appuyez sur le compte à rebours « fin ». Le ruban flotte, son exemple nous a aidé dans une expérience scientifique, et maintenant vous disposez des données nécessaires aux calculs mathématiques : divisez 10 mètres par le nombre de secondes indiqué par le chronomètre. En conséquence, nous obtenons la VITESSE de débit souhaitée.

Cela dépend de votre chance. Mais si la vitesse d’écoulement est inférieure à 1 mètre/sec, alors le jeu n’en vaut pas la chandelle. Bien sûr, il existe des moyens d'augmenter la vitesse et d'utiliser l'énergie de l'eau qui tombe, mais pour ce faire, vous devrez créer un mini-barrage de vos propres mains, bloquer le débit, ce qui représente déjà une grosse dépense et, pour c'est un euphémisme, le mécontentement des voisins, et même des créatures vivantes dans la rivière elle-même. Nous devons nous rappeler que l’eau est un environnement agressif et expose tout métal à la corrosion et à la destruction. Ainsi, plus on utilisera d’équipements, plus la centrale hydroélectrique sera chère. Cela signifie que vous devrez effectuer des réparations plus souvent de vos propres mains ou faire appel à des spécialistes extérieurs, et l'énergie elle-même coûtera cher.

Options de mini centrale hydroélectrique

Comment alors? Comment utiliser le débit du fleuve sans investissements à grande échelle ? Ensuite, nous avons besoin d’un appareil à flux conventionnel. Actuellement, quatre types de centrales hydroélectriques compactes ont été développés qui ne nécessitent pas de barrages sur les rivières.

Hélice

Carloson avait une mini-hélice sur le dos et cela faisait très bien le travail. Le gros ajuste son costume avec ses petites mains et s'envole vers le toit. L'hélice - comme une sorte de centrale hydroélectrique - fonctionne également bien et est un rotor vertical, avec des pales mesurant environ deux centimètres. Si vous augmentez la largeur des pales, la résistance augmentera et la vitesse de rotation requise ne sera pas atteinte.

Le rotor est placé sous l'eau. L'hélice est conçue pour des vitesses d'eau de rivière allant jusqu'à 2 mètres/seconde. Une centrale hydroélectrique à hélice est l’un des types d’hydroélectricité alternative les plus abordables pour un ménage personnel. Cependant, il ne faut pas oublier que l'hélice, même avec ses petites « mains – pales », peut nuire à la faune de la rivière.

Dardieu - rotor

Ce rotor est également placé sous l'eau, mais cette fois-ci la force de la différence de pression sur ses différentes pales est utilisée. Le relief du rotor Dardieu est complexe, l'eau circule autour de lui d'une manière particulière, de ce fait il tourne. Georges Dardieu est un inventeur français qui a inventé cet appareil. Fabriquer un rotor Dardieu est plus difficile qu'une hélice, mais il produit une puissance assez élevée.

Guirlande

Une petite centrale hydroélectrique avec une guirlande n'est pas une blague du Nouvel An, même si la nouvelle année approche. La guirlande dans notre cas est un long câble sur lequel sont enfilés des rotors. La structure entière est complètement abaissée dans le courant d’eau et les rotors commencent à tourner. En même temps, ils font également tourner le câble lui-même, qui est fixé dans un roulement à une extrémité et connecté au générateur à l'autre. Voilà pour l’électricité.
Mais il y a aussi un inconvénient : la guirlande bloque toute la rivière, d'une rive à l'autre, ce qui signifie qu'elle peut blesser un enfant, par exemple, s'il plonge ses mains dans l'eau à la recherche d'un beau caillou. La centrale hydroélectrique de Garland est très dangereuse ! Il est conseillé de marquer d'une manière ou d'une autre son emplacement et de le clôturer.

Nous parlons ici d'une mini-version d'une centrale électrique qui utilise l'énergie de l'eau courante. C'est précisément cette roue que Nikolai Petrovich de l'Altaï a installée au début de notre histoire. La roue ne s'enfonce pas complètement sous l'eau, elle s'élève au-dessus, et les pales sont partiellement immergées, jusqu'à moitié. La structure est placée en travers du flux et, grâce à l'énergie du flux, la roue tourne, elle est connectée à un mini-générateur et... Ici vous avez de l'électricité ! Fabriquer une telle roue hydraulique de vos propres mains n'est pas si difficile.

Globalement, ce type de petite centrale hydroélectrique à usage domestique a un bel avenir. Leurs petites dimensions et leur relative facilité de déploiement permettront de les utiliser presque partout où il y a une rivière et un débit d'eau suffisant. Ces appareils sont capables de fournir de l’électricité quasiment gratuitement au consommateur final. Cependant, la production de masse de telles centrales hydroélectriques n’a pas encore été établie dans la Fédération de Russie, même si l’intérêt à leur égard ne cesse de croître.

M. Bersenev

Un habitant de quarante ans d'une des régions du nord du Tadjikistan a inventé une mini-centrale hydroélectrique. Aujourd’hui, 20 foyers reçoivent l’électricité gratuitement :