Mini-vízerőművek magánházhoz, dacha. Csináld magad vízi erőmű személyes telken

Egy vidéki kastélyban a független áramforrás az első szükséglet. Az elektromos termékek piaca a különféle kivitelű elektromos áramfejlesztők széles választékát kínálja: gáz, inverter, benzin, dízel. Ezek között a vízi áramfejlesztők különleges helyet foglalnak el előnyeik és az üzemanyag-fogyasztás megtakarítása miatt. A természetes forrásból történő villamosenergia-termelés a legkörnyezetbarátabb és legolcsóbb módja az energiaforrás előállításának.

A készülék hatóköre és jellemzői

Különféle alkalmazások

Ezek a hidraulikus berendezések különféle háztartási és gazdasági igényekhez használhatók:

A mezőgazdaságban;
Geológusok egyetemei;
A folyami közlekedésben;
rekreációs központokban;
A bányászatban;
Külvárosi és külvárosi területeken.

Különféle energiák elektromos energiává alakítása. A készülék egyszerű: a motor, maga a generátor és a ház.

Megnézzük a videót, a generátorkészletek körét és típusait:

Az erőmű típusától függően a generátorokat a következőkre osztják:

Vannak víz- és napenergiával működő generátorok is. A víz elektromos generátor különbözik a dízeltől vagy a benzintől a nagyobb működési hatékonyságban és az abszolút környezetbarátságban. Ha egy vidéki ház közelében folyó vagy patak folyik, az állomás kiszolgálásának költsége nulla.

Működés elve

A szerkezeti elem forgatásával történő energiatermelést régóta alkalmazzák, elég a vízimalmokat visszaidézni. Az elektromos energia előállítására szolgáló vízgenerátor alig különbözik a régi szerelvényektől.

Nézze meg a videót, a legegyszerűbb munkamechanizmust:

Csatlakoztassa a készülék tömlőjét egy vízforráshoz (patak, csap, zuhanykabin tartály), és a keréklapátok víznyomás alatti forgása energiát ad át magának a generátornak. A generátor viszont a kapott energiát megfelelő frekvenciájú (AC vagy DC) árammá dolgozza fel.

A hidrogenerátorok típusai

Az ipari termékek teljesítményük tekintetében különböznek egymástól. Háztartási igényekre kis vízfolyások alapján működő, kis teljesítményű (10-100 kW) hidraulikus rendszereket alkalmaznak a rotor forgástengelyének függőleges helyzetével. Az ipar igényei szerint a tengely vízszintes forgómozgásával készülnek az eszközök.

Vizimalom

Háztartási célokra duzzasztómentes típusú mini-vízerőművet használnak, amely 4 típusra oszlik:

Vizimalom;
Garland vízerőmű;
Rotor Daria;
Propeller.

A vízikerék egy forgó pengékkel ellátott elem, amely a víz mozgására merőlegesen van felszerelve, félig vagy kicsit kevésbé merítve. A lapátokra nehezedő víznyomás hatására létrejön a kerék forgása és az energia átalakulása.

A vízgenerátor füzérének kialakítása egy rögzített rotorokkal ellátott kábel, amelyet a folyó egyik oldaláról a másik oldalra dobnak. A kábel egyik vége a generátorhoz van rögzítve, a másik vége pedig csapággyal van rögzítve. A vízbe merített rotorok az áramlás nyomása alatt forogni kezdenek, amitől a kábel forog. Ennek eredményeként elektromos áram keletkezik.

Daria rotor

A Darrieus rotor egy függőlegesen forgó elem, amelyet a lapátokra nehezedő változó nyomás hajt meg egy összetett kialakítású. Egy összetett felület körüli áramlás okoz nyomásesést.

A vízcsavar-generátor egy rotorral felszerelt, de víz alá szerelt "szélmalomra" hasonlít. A pengék szélessége (2 cm) rendelkezik a szükséges méretekkel, hogy maximális forgási sebességet hozzon létre minimális húzóterhelés mellett. A lapátok méreteit azonban a víz áramlásának megfelelően kell megválasztani, teljesítményük változhat.

A propeller típusú hidraulikus berendezések és kerekek széles körben elterjedtek a mindennapi életben. Ezeknek az eszközöknek az előnye a nagy hatékonyság minimális költség mellett.

Termék áttekintés

A gyártók háztartási használatra szánt mini vízerőműveket gyártanak állandó és változó frekvenciájú áram előállítására háromfázisú és egyfázisú változatban. Az elektromos áram előállításához kis víznyomás szükséges - akár 12 l / s. Általában ezeket a vízi berendezéseket kis folyók áramlásával vagy természetes / mesterséges vízeséssel, valamint épített gáttal rendelkező területeken használják.

Mini generátor Ct-02 (Kína)

Teljesítmény - 5 kW;
Generált áram - 50 Hz;
Forgási sebesség - 30-3000 ford./perc;
Az áramerősség változó.

A termékek a megrendelés alapján, a szükséges paraméterek megjelölésével vásárolhatók meg. A kikiáltási ár 30 000 rubel.

Mini generátor otthoni xj13-hoz (Kína)

Teljesítmény - 8,5 kW;
Generált áram - 50 Hz;
Forgási sebesség - 145-1920 ford./perc;
Az áramerősség változó.

Ennek a vízszintes telepítési modellnek megvannak a maga előnyei, könnyű súlya és kis térfogata. A készülék könnyen telepíthető a kertben. Ár - 16 000 rubeltől.

LPWG hidrogenerátor

LPWG hidrogenerátor

Teljesítmény - 5 kW;
Generált áram - 50 Hz;
Forgási sebesség - 500 ford./perc;
Az áramerősség változó.

Ez a vízszintes vízellátású hidraulikus rendszer háztartási gazdaságokat vagy vidéki házakat biztosít árammal. Egy vízáram-generátor vásárlása 49 596 rubelbe kerül.

Hogyan készítsünk saját magunk vízerőművet

A saját kezű vízgenerátor létrehozása lenyűgöző folyamat. Hagyományos kerékpár generátor alapján tervezhető. Először is meg kell határoznia a víz áramlási sebességét egy stopperóra segítségével. Ha a sebesség nem elegendő, magasságkülönbséget kell létrehoznia, például egy lefolyócső felszerelésével.

Nézze meg a videót, és tegye meg lépésről lépésre saját kezével:

Alumínium lemezből több 2-4 cm széles pengét kell levágni.A pengék hosszának meg kell egyeznie a kerékpár kerék átmérőjével (peremtől a kerékagyig). Ezután a pengék a küllők közé kerülnek, és fogóval rögzítik. A kerék harmadával vízbe merül. Nagyon jó lehetőség áramtermelésre egy túrán, sátorgyújtáshoz és telefon töltéshez.

Elektromos generátor kiválasztása

Erő

Egy magán vidéki ház folyamatos energiaellátásához 20-30 kW teljesítmény elegendő.
A szükséges teljesítmény pontos meghatározásához össze kell adni az összes háztartási készülék energiafogyasztását, és hozzá kell adni a világító lámpákat.
Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a teljes teljesítményhez felülről további 20 százalékot kell hozzáadni, figyelembe véve az indítóáramokat.
Ha építési célú elektromos készülékekkel dolgozik, akkor a szükséges teljesítménynek háromszor nagyobbnak kell lennie (legfeljebb 100 kW).

Árak és gyártók

Az árupiacot különböző beszállítók és gyártó cégek biztosítják. Az ártényező a márka promóciójától függően alakul ki. A közelmúltban a kínai gyártók jól beváltak. A minőség és az ár kedvező kombinációja figyelmet érdemel.

Ha egy folyó vagy akár egy kis patak folyik az otthonod közelében, akkor egy házi készítésű mini vízerőmű segítségével ingyen áramhoz juthatsz. Lehet, hogy nem túl nagy költségvetés-feltöltés, de az a felismerés, hogy saját árammal rendelkezik, sokkal drágább. Nos, ha például az országban nincs központi tápegység, akkor még kis teljesítményű kapacitások is egyszerűen szükségesek lesznek. Tehát egy házi készítésű vízerőmű létrehozásához legalább két feltétel szükséges - a vízkészlet jelenléte 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 megkapjuk 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 a m/s-ban megadott áramlási sebesség és a kardántengelyről eltávolított elektromosság kW-ban kifejezett teljesítményének arányát (a légcsavar átmérője 1 méter). Ezek kísérleti adatok, a valóságban a kapott teljesítmény sok tényezőtől függ, de kiértékelésre alkalmas. Így:

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.

Egy házi készítésű mini vízerőmű teljesítménye arányos az áramlási sebesség kockájával. Mint már említettük, ha az áramlási sebesség nem elegendő, próbálja meg mesterségesen növelni, ha ez természetesen lehetséges.

Mini vízierőművek típusai

A házi készítésű mini vízerőműveknek számos alapvető lehetősége van.

Ez egy kerék, amelynek pengéi a víz felszínére merőlegesen vannak 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 tervek, inkább gyáriak, mint házilag.

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

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

Szintén a szélerőművek terveiből kölcsönzött, ilyen a "víz alatti szélmalom" függőleges rotorral. A légcsavarral ellentétben a víz alatti légcsavarnak minimális szélességű lapátjai vannak. Vízhez mindössze 2 cm-es pengeszélesség elegendő, ezzel a szélességgel minimális ellenállás és maximális forgási sebesség érhető el. A lapátok ilyen szélességét 0,8-2 méter/s áramlási sebességhez választották. Nagy sebességnél más méretek is optimálisak lehetnek. A légcsavar nem a víznyomás miatt mozog, hanem az emelés miatt. Akárcsak egy repülőgép szárnya. A légcsavar lapátjai az áramláson keresztül mozognak, ahelyett, hogy az áramlás az áramlás irányába vinné őket.

Különféle házi készítésű mini vízi rendszerek előnyei és hátrányai

A felfűzött vízerőmű hátrányai nyilvánvalóak: nagy anyagfelhasználás, mások veszélye (hosszú víz alatti kábel, vízbe rejtett rotorok, folyózárás), alacsony hatásfok. A Garland HPP egyfajta kis gát. Kihalt, távoli helyeken célszerű használni megfelelő figyelmeztető táblákkal. Szükség lehet a hatóságok és a környezetvédők engedélyére. A második lehetőség egy kis patak a kertben.

Daria rotor - nehéz kiszámítani és gyártani. A munka kezdetén ki kell csavarni. De vonzó abból a szempontból, hogy a forgórész tengelye függőlegesen helyezkedik el, és a teljesítményleadás a víz felett, további fogaskerekek nélkül kivitelezhető. Egy ilyen forgórész az áramlási irány bármilyen változásával forog - ez plusz.

A házi készítésű vízerőművek építésében a legelterjedtebbek a propeller- és vízikerék-konstrukciók. Mivel ezek az opciók viszonylag egyszerűen gyárthatók, minimális számítást igényelnek és minimális költséggel valósulnak meg, nagy hatásfokkal rendelkeznek, könnyen beállíthatók és működtethetők.

Példa a legegyszerűbb mini-vízerőműre

Ha két pengét használ, helyezze őket egymással szemben. Ha több pengét szeretne hozzáadni, akkor ossza el a kerék kerületét a pengék számával, és rendszeres időközönként szerelje fel őket. Kísérletezhet a lapátokkal ellátott kerék vízbe merülésének mélységével. Általában egyharmadáról felére merítik.

Korábban szóba került a kemping szélerőműpark lehetősége.

Egy ilyen mikro vízerőmű nem foglal sok helyet, és tökéletesen kiszolgálja a kerékpárosokat - a lényeg, hogy legyen egy patak vagy folyó -, ami általában a kempingben előfordul. A kerékpárból készült mini vízerőmű képes lesz sátrat meggyújtani, mobiltelefonokat vagy egyéb eszközöket tölteni.

Ha egy folyó vagy akár egy kis patak folyik az otthonod közelében, akkor egy házi készítésű mini vízerőmű segítségével ingyen áramhoz juthatsz. Lehet, hogy nem túl nagy költségvetés-feltöltés, de az a felismerés, hogy saját villany van, sokkal többe kerül. Nos, ha például egy vidéki házban nincs központi tápegység, akkor még kis teljesítményekre is szükség lesz. Tehát egy házi készítésű vízerőmű létrehozásához legalább két feltétel szükséges - a vízkészlet jelenléte és a vágy.

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. Mint már említettük, ha az áramlási sebesség nem elegendő, próbálja meg mesterségesen növelni, ha ez természetesen lehetséges.

Mini vízierőművek típusai

A házi készítésű mini vízerőműveknek számos alapvető lehetősége van.

Vizimalom

Ez egy kerék, amelynek pengéi a víz felszínére merőlegesen vannak 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 tervek, inkább gyáriak, mint házilag.

Daria rotor

Garland vízierőmű

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

Propeller

Különféle házi készítésű mini vízi rendszerek előnyei és hátrányai

hátrányai girland vízierőmű nyilvánvaló: nagy anyagfelhasználás, veszély másokra (hosszú víz alatti kábel, vízbe rejtett rotorok, elzárják a folyót), alacsony hatásfok. A Garland HPP egyfajta kis gát. Kihalt, távoli helyeken célszerű használni megfelelő figyelmeztető táblákkal. Szükség lehet a hatóságok és a környezetvédők engedélyére. A második lehetőség egy kis patak a kertben.
Daria rotor- nehéz kiszámítani és gyártani. A munka kezdetén ki kell csavarni. De vonzó abból a szempontból, hogy a forgórész tengelye függőlegesen helyezkedik el, és a teljesítményleadás a víz felett, további fogaskerekek nélkül kivitelezhető. Egy ilyen forgórész az áramlási irány bármilyen változásával forog - ez plusz.

Legelterjedtebb a saját gyártású vízerőművek építése kaptam propeller és vízkerék diagramokat. Mivel ezek az opciók viszonylag egyszerűen gyárthatók, minimális számítást igényelnek és minimális költséggel valósulnak meg, nagy hatásfokkal rendelkeznek, könnyen beállíthatók és működtethetők.

Ha nem rendelkezik vízenergia-forrással, önállóan készíthet otthoni szélerőművet.

P Példa a legegyszerűbb mini vízerőműre

A legegyszerűbb vízierőmű gyorsan megépíthető egy közönséges kerékpárból, a kerékpár fényszórójának fékpadjával. Több pengét (2-3) horganyzott vasból vagy nem vastag alumíniumlemezből kell elkészíteni. A pengék a kerék peremétől a kerékagyig 2-4 cm hosszúak és 2-4 cm szélesek legyenek, ezeket tetszőleges improvizált módon vagy előre elkészített rögzítéssel szerelik fel a küllők közé.
Ha két pengét használ, helyezze őket egymással szemben. Ha több pengét szeretne hozzáadni, akkor ossza el a kerék kerületét a pengék számával, és rendszeres időközönként szerelje fel őket. Kísérletezhet a lapátokkal ellátott kerék vízbe merülésének mélységével. Általában egyharmadáról felére merítik.
Korábban szóba került a kemping szélerőműpark lehetősége.

Egy ilyen mikro vízerőmű nem foglal sok helyet, és jól szolgálja a kerékpárosokat - a lényeg, hogy legyen egy patak vagy folyó -, ami általában a kempingben előfordul. A kerékpárból készült mini vízerőmű képes lesz sátrat meggyújtani, mobiltelefonokat vagy egyéb eszközöket tölteni.

Mindig is vonzott, hogy ingyenes energiát szerezzek a természeti erőforrásokból. És valahogy az az ötletem támadt, hogy készítsek egy egyszerű mini erőművet, amely áramot termelne egy áthaladó vízfolyamból.

Az egész azzal az ötlettel kezdődött, hogy egy régi mosógép dobját vízikerékként, egy miniatűr házi vízierőműként használják.

Nedvességálló rétegelt lemezből készült egyenes pengék kerültek a dobra fém sarkokkal.

A vízikerék nyomatékát egy szíj továbbítja a kerékpárdinamóhoz (DC generátor). A megtermelt áramot a LED-be táplálják. Elég, ha kézzel kissé elforgatja a kormányt, és a LED villogni kezd.

Az egész szerkezet alapja egy kerékpárváz.

Két csapágy teszi lehetővé a vízikerék szabad forgását.

Az első tesztek egy kis folyón azt mutatták, hogy a vázon lévő vízikerék túl magasra van állítva, ami megakadályozza, hogy a víz áramlása normálisan megpörgesse.
A váz kialakításában bekövetkezett kis változtatások után a kerék lejjebb került, és a forgási sebesség drámaian megnőtt. Ennek eredményeként a dinamó forogni kezdett, és a 4,5 V-os LED világított.

Így lett a régi szemétből egy házilag készített vízierőmű.
Továbbá a mini vízerőmű-szerelvényt egy kis patakra telepítették.

Csak néhány voltot termel, de ez is elegendő a LED világításához.

Kezdésnek jó kísérlet volt.

További fejlesztés a projektben

A vízikerék további fejlesztése hatással lesz:

Építs minigátat a víznyomás növelésére. Ugyanakkor nem tervezik a folyó teljes elzárását, hogy a halak a második patakban távozhassanak.
A gát alatt szereljen fel egy csövet, amelyen keresztül a víz egy rögtönzött turbinához fog áramlani. Helyezzen el egy burkolatot egy gumi szállítószalagról a csőben. Ha blokkolja a víz áramlását a csövön keresztül, szervizelheti a mechanizmusokat.
A számítások szerint a turbina körülbelül kétszer akkora teljesítményt fog termelni, mint a vízikerék. Ezenkívül a vízikerék turbinára cseréje kiküszöböli a téli fagyás problémáját.
A víz áramlása megforgatja a turbinát, átadva a nyomatékot a generátornak. A turbinát két tömörfából készült csapágyon tartják. Rendszeres kenéssel sokáig kitartanak. A nyomóalátét megóvja a mechanizmust az oldalirányú elmozdulástól.
Készítsen fémlapátokat, kiszámítva azt a szöget, amelyben meg kell hajlítani (a vízerőmű teljesítménye ettől a paramétertől függ). A pengéket gumi tömítésekkel kell csavarozni, hogy elkerüljük a szétválásukat.
A nyomaték átviteléhez használjon csövekből összeállított tengelyt.
Telepítse a generátort. Szereljen be egy kisebb tárcsát, mint a generátor tengelyére szerelt. Ez növeli a sebességet, amely a generátor hatékony működéséhez szükséges.

A generátornak körülbelül 600 watt villamos energiát kell termelnie. Ez lehetővé teszi a háztartási készülékek csatlakoztatását. Ha a kísérlet következő szakasza sikeres lesz, akkor további korszerűsítésen lehet gondolkodni több kilowatt villamos energia előállítása érdekében.

1. számú lehetőség

A házi készítésű Rope Garland mini-vízerőmű kiváló megoldás megfizethető és olcsó villamos energia beszerzésére, ha egy kis folyó van a lakóhellyel.

A füzérkábeles mini-vízerőmű tervezése a kábel mederben való elforgatásán alapul.

Az autonóm, legegyszerűbb vízi erőmű első terveit fél évszázaddal ezelőtt egyéni kézművesek ültették át a gyakorlatba. Az 50-es évek Rádió magazinjában egy füzér vízerőműről nyomtattak információkat, bádogdobozban és autó generátorral készült!

1. ábra. Egy mini vízerőmű barkácsoló kábelfüzérének megjelenése.

Hogyan készítsünk kábelfüzér vízerőművet saját kezűleg?

Az alábbi ábra egy egyszerű kötélfüzér mini-vízerőmű felépítését mutatja be, amely a folyó folyásától forgó turbinás-kötélhidraulikus meghajtással rendelkezik.

2. ábra A Garland mini vízerőmű vázlata és működési elve

1. Csapágy, 2. Tartó, 3. Fém kábel, 4. Hidraulikus kerék (turbina),

5. Áramfejlesztő, 6. Folyó felső szintje, 7. Folyómeder.

Hidraulikus kerekekként (rotorokként) egy mini-vízerőmű kábelhidraulikus hajtásában több, körülbelül fél méter átmérőjű vékony fémlemezből készült „járókerék” használható, mint egy gyermekjáték - egy propeller. egy négyzet alakú papírlap. Rugalmas tengelyként hagyományos, 10 ... 15 mm átmérőjű acélkábelt célszerű használni.
A hozzávetőleges számítások azt mutatják, hogy egy ilyen kábeles vízerőműből akár 1,5 ... 2,0 kW teljesítmény is elérhető egy vízkerékről, körülbelül 2,5 méter / s folyó vízhozam mellett!

Ha a folyó fenekére 1-es csapágyakkal ellátott 2-es támasztékokat és 5-ös elektromos generátort szerelünk fel, és a generátorral ellátott csapágyakat a folyó szintje fölé emeljük, és az egész szerkezetet az áramlási tengely mentén helyezzük el, akkor az eredmény gyakorlatilag a azonos. Ezt a sémát célszerűen nagyon „keskeny folyókhoz”, de 0,5 méternél mélyebb folyókhoz használják. Az ilyen vízerőművekben a hőenergiát elektromos fűtőtestek elektromos generátorhoz történő csatlakoztatásával lehet előállítani.

A vízerőmű rotorjai általában az áramlás magjában helyezkednek el (nyáron 0,2, télen 0,5 mélységben a felszíntől). A vízierőmű telepítési helyén a folyó mélysége nem haladja meg az 1,5 m-t. 1,5 m-nél nagyobb folyómélység esetén teljesen lehetséges a két sorban elhelyezett rotorok használata.

A dachák, sőt a gazdaságok megjelenése az elektromos hálózattól távol eső pusztákon, az üzemanyag- és villamosenergia-árak ugrásszerű emelkedése életre hívta az autonóm energiaellátás régi elképzeléseit a nap-, szél- és vízenergia széles körű felhasználásával. Beleértve a megnövekedett érdeklődést a mini- és mikro-vízerőművek iránt.

A saját építésű vízierőművek közül kettő: barkácsolt mikrovízerőmű és egy úszó, gát nélküli minivízerőmű. A sorban következnek az építmények, amelyek prototípusa V. Blinov szabad áramlású (1964-es modell) százszoros láncú vízerőműve volt.

Dudyshev V.D.

2. számú lehetőség

A szóba kerülő vízi erőművek szabad áramlásúak, az úgynevezett Savonius-rotorokból származó, meglehetősen eredeti turbinával közös (talán rugalmas, kompozit) munkatengelyre vannak felfűzve. Telepítésükhöz nem szükséges gátak és egyéb nagyméretű vízépítési szerkezetek. Sekély vízben is teljes hatékonysággal képesek dolgozni, ami a tervezés egyszerűségével, tömörségével és megbízhatóságával párosulva nagyon ígéretessé teszi ezeket a vízerőműveket azon gazdálkodók és kertészek számára, akiknek földterülete kis vízfolyások (folyók, patakok) közelében található. és árkok).

A gátakkal ellentétben a szabad áramlású vízerőművek, mint ismeretes, csak az áramló víz mozgási energiáját használják fel. A teljesítmény meghatározásához itt van egy képlet:

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

N - teljesítmény a munkatengelyen (W),
- р - vízsűrűség (1000 kt/m3),
- V - folyó áramlási sebessége (m/s),
- F - a hidraulikus gép munkatestének aktív (merített) részének keresztmetszete (m2),
- n - energiaátalakítási hatásfok.

Amint az 1. képletből látható, 1 m/s folyami sebességnél ideális esetben (ha n = 1) a hidraulikus gép aktív részének négyzetméterenként mindössze 500 W-nak megfelelő teljesítmény esik le. Ez az érték ipari felhasználásra egyértelműen kicsi, de egy gazdálkodó vagy nyári lakos mellékgazdaságának elégséges. Sőt, több „hidraulikus füzér” párhuzamos működésével növelhető.

És még egy finomság. A folyó sebessége a különböző részein eltérő. Ezért egy mini vízerőmű építésének megkezdése előtt egyszerű módszerrel meg kell határozni a folyója energiapotenciálját. Emlékezzünk csak arra, hogy a mérőúszó által megtett távolság osztva az áthaladásának idejével az átlagos áramlási sebességnek felel meg ezen a szakaszon. Azt is meg kell jegyezni, hogy ez a paraméter az évszaktól függően változik.

Ezért a tervezés számítását a folyó átlagos (a mini-HP tervezett működési időszakára vonatkozó) sebessége alapján kell elvégezni.

1. ábra Savonius rotorok házilag gyártott láncos mini vízerőművekhez:

a, b - pengék; 1 - keresztirányú, 2 - vége.

Ezután meg kell határoznia a hidraulikus gép aktív részének méretét és típusát. Mivel az egész mini vízerőműnek a lehető legegyszerűbbnek és könnyebben legyárthatónak kell lennie, ezért a legmegfelelőbb átalakító típus a végkivitelű Savonius rotor. Teljes vízbe merítéssel végzett munka esetén F értéke egyenlőnek vehető a rotor D átmérőjének és L hosszának szorzatával, és n=0,5. A gyakorlat számára elfogadható pontosságú f forgási frekvenciát a következő képlet határozza meg:

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

Ahhoz, hogy a vízerőmű minél kompaktabb legyen, a számításban megadott teljesítményt korrelálni kell a valós terheléssel, amelynek áramellátását egy mini vízerőműnek kell biztosítania (hiszen a szélerőművel ellentétben az áramerősség a szélturbinával szemben folyamatosan ellátva a fogyasztó itteni hálózatába). Ezt a villamos energiát általában világításra, TV, rádió, hűtőszekrény táplálására használják. És csak az utóbbi szerepel a munkában napközben folyamatosan. A többi elektromos készülék főleg az esti órákban működik. Ez alapján célszerű egy 250-300 W nagyságrendű "hidraulikus füzér" maximális teljesítményére koncentrálni, a csúcsterhelést egy mini-vízerőműről feltöltött akkumulátorral fedezni.

A nyomaték átvitelét a hidraulikus erőmű munkatengelyéről az elektromos generátor szíjtárcsájára általában közbenső erőátvitellel hajtják végre. Ez az elem azonban szigorúan véve kizárható, ha a mikrovízi erőmű tervezésénél használt generátor forgási sebessége kisebb, mint 750 ford./perc. A közvetlen kommunikációt azonban gyakran fel kell hagyni. Végül is a hazai gyártású generátorok túlnyomó többségénél a forgási sebesség a teljesítmény "leadása" kezdetén 1500-3000 fordulat / perc tartományba esik. Ez azt jelenti, hogy a hidraulikus erőmű és az elektromos generátor tengelyeinek további összehangolására van szükség.

Nos, most, hogy az előzetes elméleti rész véget ért, nézzük meg a konkrét terveket, mindegyiknek megvan a maga érdeme.

Itt van például egy félig helyhez kötött, szabad áramlású mini-vízerőmű, két koaxiális, egymáshoz képest 90 ° -kal elforgatott (az önindítás megkönnyítése érdekében) és mereven összekapcsolt keresztirányú Savonius rotor vízszintes elrendezésével. Sőt, ennek a házilag készített vízerőműnek a fő alkatrészei és alkatrészei fából, mint a leginkább hozzáférhető és „engedelmesebb” építőanyagból készülnek.

A javasolt mini vízerőmű merülőképességű. Vagyis a tartókerete a vízfolyáson keresztül az alján helyezkedik el, és feszített kábelekkel vagy oszlopokkal van megerősítve (ha pl. van a közelben sétány, csónakmóló stb.). Ez azért történik, hogy elkerüljük, hogy maga a vízfolyás magával ragadja a szerkezetet.

2. ábra: Merülő mini-vízerőmű keresztirányú rotorok vízszintes elrendezésével:

1 - szártartó (gerenda 150x100, 2 db), 2 - alsó kereszttartó (deszka 150x45, 2 db), 3 - középső keresztgerenda (gerenda 150x120, 2 db), 4 - felszálló (kerek fa) 100 átmérőjű, 4 db., 5 felső szár (150x45 tábla, 2 db), 6 - felső kereszttartó (100x40 tábla, 4 db), 7 - közbenső tengely (rozsdamentes, rúd átmérőjű 30-ból), 8 - szíjtárcsa blokk, 9 - DC generátor áram, 10 - "gander" porcelán hengerrel és kéterű szigetelt huzallal, 11 - alaplap (lap 200x40), 12 - hajtótárcsa, 13 - fa csapágy szerelvény (2 db), 14 - rotor "hidraulikus füzér" (D600, L1000 , 2 db), 15 tárcsa (20-40 mm vastag táblákból pajzsba ütve, 3 db); a fém rögzítők (beleértve a hosszabbítókat, a külső tárcsák agyait) hagyományosan nem láthatók.

Természetesen a mini vízerőmű telepítési helyén a folyó mélységének kisebbnek kell lennie, mint a tartókeret magassága. Ellenkező esetben nagyon nehéz (ha nem lehetetlen) elkerülni, hogy víz kerüljön az elektromos generátorba. Nos, ha annak a helynek a mélysége, ahol egy mini-vízerőművet el kell helyezni, 1,5 m-nél nagyobb, vagy nagy a vízhozam és az áramlási sebesség, amely az év során nagyon változó (ami egyébként meglehetősen havas vízfolyásokra jellemző), akkor ezt a kialakítást ajánlatos úszókkal felszerelni . Ez megkönnyíti a mozgatását is, ha a folyóra telepítik.

A mini vízerőmű tartóváza szögekkel és dróttal (kábelekkel) rögzített, fából, deszkából és kis rönkökből készült téglalap alakú keret. A szerkezet fém részei (szögek, csavarok, bilincsek, sarkok stb.) lehetőleg rozsdamentes acélból vagy más korrózióálló ötvözetből készüljenek.

Nos, mivel egy ilyen mini vízerőmű üzemeltetése Oroszországban sokszor csak szezonálisan lehetséges (a legtöbb folyó befagyása miatt), így az üzemeltetés lejárta után a teljes partra húzott építményt alapos vizsgálatnak vetik alá. Korhadt faelemek, rozsdás, a megtett óvintézkedések ellenére, fém alkatrészek időben cseréje.

Mini-vízerőművünk egyik fő alkotóeleme két mereven rögzített (és a munkatengelyen egyetlen egységet alkotó) rotorból álló "vízerőmű-füzér". Korongjaik könnyen elkészíthetők 20-30 mm vastag deszkából. Ehhez, miután pajzsot készített belőlük, egy iránytű segítségével építsen fel egy 600 mm átmérőjű kört. Ezt követően az egyes táblákat a rajta kapott görbe szerint vágják le. Miután a nyersdarabokat két lécen összeütötte (a szükséges merevség biztosítása érdekében), mindent háromszor megismételnek - a szükséges lemezek számának megfelelően.

Ami a pengéket illeti, azokat célszerű tetőfedő vasból készíteni. És még jobb - megfelelő méretű és félbevágott (a tengely mentén) hengeres rozsdamentes tartályokból (hordókból), amelyekben általában mezőgazdasági műtrágyákat és más agresszív anyagokat tárolnak és szállítanak. Extrém esetben a pengék fából is készülhetnek. De súlyuk (különösen hosszú vízben tartózkodás után) jelentősen megnő. És ezt emlékezni kell egy mini-vízerőmű úszókon történő létrehozásakor.

A "hidroenergia füzér" végeihez tüsketartók vannak rögzítve. Valójában ezek rövid hengerek széles karimával és egy kulcsvégnyílással. A karima négy csavarral van rögzítve a megfelelő rotortárcsához.

A súrlódás csökkentése érdekében a középső kereszttartókon csapágyak találhatók. És mivel a közönséges golyós- vagy görgőscsapágyak alkalmatlanok a vízben való munkára, ezért ... házi készítésű fából készült csapágyakat használnak. Mindegyik kialakítása két bilincsből és betétlapokból áll, amelyekben egy lyuk van a tüsketartó áthaladásához. Ezenkívül a középső csapágyhéjak úgy vannak elhelyezve, hogy a farostok párhuzamosan futnak a tengellyel. Ezenkívül speciális intézkedéseket tesznek annak biztosítására, hogy a betétlapok szilárdan rögzítve legyenek az oldalirányú elmozdulások ellen. Tegye ezt meghúzó csavarok segítségével.

3. ábra Siklócsapágy szerelvény:

1 - krimpelő konzol (St3, szalag 50x8, 4 db), 2 - középső keret kereszttartó, 3 - krimpelő betét (kemény fából, 2 db), 4 cserélhető betét (kemény fából, 2 db) , 5 - M10 csavar Grover anyával és alátéttel (4 készlet), 6 - M8 csap két anyával és alátéttel (2 db).

Elektromos generátorként a szóban forgó mikro-vízerőműben bármelyik autós generátort alkalmazzák. 12-14 V DC feszültséget adnak le, és könnyen dokkolhatók az akkumulátorral és az elektromos készülékekkel egyaránt. Ezeknek a gépeknek a teljesítménye körülbelül 300 watt.

Egy hordozható mini vízerőmű kialakítása egy "füzér" és egy generátor függőleges elrendezésével meglehetősen elfogadható az öngyártáshoz. Egy ilyen vízerőmű a fejlesztés szerzője szerint a legkevésbé anyagigényes. A beépítés tartószerkezete, amely rögzíti helyzetét a mederben, egy üreges acélrúd (például csőszakaszokból). Hosszát a vízfolyás fenekének jellege és az áramlás sebessége alapján választják ki. Sőt, úgy, hogy a rúd hegyes vége a fenékbe döfve garantálja a mini-vízerőmű stabilitását és elválaszthatatlan áramlását. Lehetőség van további striák használatára is.

Miután az (1) képlettel meghatároztuk a forgórész aktív felületét, és megmértük a folyó mélységét a mini-vízerőmű telepítési helyén, könnyen kiszámítható az itt használt Savonius rotorok átmérője. Annak érdekében, hogy a tervezés egyszerű és önindító legyen, tanácsos egy "hidraulikus koszorút" készíteni két rotorból úgy, hogy az első lapátjai 90 ° -kal eltolódnak a másodikhoz képest (a forgástengely mentén). Ezenkívül a munka hatékonyságának növelése érdekében a szembejövő áramlás oldalán lévő szerkezetet egy pajzsgal látják el, amely vezetőlapátként működik. Nos, a munkatengely a felső és az alsó támasztékok siklócsapágyaiba van szerelve. Elvileg egy minivízi erőmű rövid üzemidejével (például túrázáskor) nagy átmérőjű golyóscsapágyak is használhatók. Ha azonban homok vagy iszap van a vízben, minden használat után ezeket az egységeket tiszta vízben ki kell mosni.

Rizs. 4 mini-vízerőmű a végtípusú rotorok függőleges elrendezésével:

1 - tartórúd, 2 - alsó csapágyszerelvény, 3 - vízerőmű füzértárcsa (3 db), 4 - rotor (D600, 2 db), 5 - felső csapágyszerelvény, 6 - munkatengely, 7 - hajtómű, 8 - elektromos generátor, 9 - "gander" porcelán hengerrel és kéterű szigetelt huzallal, 10 - generátor rögzítő bilincs, 11 - mozgatható pajzs-vezető; a, b - pengék: a támasztórúd felső végén lévő hosszabbítók hagyományosan nincsenek feltüntetve.

A támasztékok rúdhoz való rögzítése csavarral és hegesztéssel történik, a „hidraulikus füzér” súlyától és a részekre való szétszereléstől függően. A hidraulikus gép munkatengelyének felső vége egyben a szorzó bemenő tengelye is, amely (mint a legegyszerűbb és legtechnológiásabb) szalagként használható.

Az elektromos generátort megint egy autó viszi. Könnyen rögzíthető egy bilinccsel a tartórúdra. És maguknak a generátorból származó vezetékeknek megbízható vízszigeteléssel kell rendelkezniük. Az ábrákon a közbenső átvitel pontos geometriai arányai nem hagyományosan láthatók, mivel ezek az adott generátor paramétereitől függenek. Nos, egy régi autókamerából hajtószíjak készíthetők úgy, hogy 20 mm széles szalagokra vágják, majd kötegekre csavarják.

Kisfalvak áramellátására alkalmas egy V. Blinov által tervezett százszorszépláncú mini-vízerőmű, amely nem más, mint egy hordó alakú, 300-400 mm átmérőjű Savonius-rotorok lánca, amely egy falra van rögzítve. hajlékony kábel feszített át a folyón. A kábel egyik vége egy csuklós tartóhoz van rögzítve, a másik pedig egy egyszerű szorzón keresztül a generátor tengelyéhez. 1,5-2,0 m/s áramlási sebességnél a forgórészek lánca 90 ford./perc sebességet tesz ki. A „vízerőmű-füzér” elemeinek kis mérete pedig lehetővé teszi ennek a mikro-vízerőműnek a működtetését egy méternél kisebb mélységű folyókon.

Azt kell mondanom, hogy 1964 előtt V. Blinovnak sikerült több hordozható és helyhez kötött mini-vízerőművet létrehoznia, amelyek közül a legnagyobb a Porozhki falu közelében (Tver régió) épült vízerőmű volt. Itt egy füzérpár két szabványos, 3,5 kW összteljesítményű traktoros generátort hajtott.

MK 10 1997 I. Dokunyin

3. számú lehetőség

Házi készítésű vízierőmű (HP) egy kis folyón, gát nélkül.

Ismeretes, hogy az áramot egy generátor állítja elő, amelynek tengelye forgatja a motort. A HPP motor egyszerű felépítésű: a két A és B főtengellyel rendelkező fogaslécek rönkökből készült keretre vannak rögzítve (lásd 3. ábra).

Mindegyik tengely három térddel rendelkezik, amelyek közötti szögek 120°-kal egyenlők. A forgattyús tengelyeket rudak kötik össze, amelyekhez a pengék rögzítve vannak. Az 1. ábrán látható, hogy pillanatnyilag a B rúd összes pengéje alul van, vízbe merülnek, és annak nyomására visszafelé (jobbra) mozognak. A pengék mozgatják a rudat, a rúd pedig forgatja a főtengelyeket. Amint az e rúd által összekötött térd felemelkedni kezd, a G rúd lapátjai a vízbe merülnek.Most már kezdenek dolgozni. Ekkor a D rúd lapátjai működni kezdenek, ekkorra az első B rúd lapátjai áthaladnak a víz felszínén, és ismét leereszkednek a vízbe. Így fog működni a Login-féle erőmű motorja.

Ha egy szíjtárcsát tesz az egyik főtengely végére, és egy szíjhajtással csatlakoztatja az egyenáramú generátor szíjtárcsájához, a generátor elkezd áramot termelni. Ha pedig összekötő rudat rögzít a hajtótárcsára és ráköti a szivattyúra, akkor a motor vizet pumpál az iskola területére, a kertjébe.

A motor teljesítménye nemcsak a vízáramlás sebességétől függ, hanem a lapátok számától és területétől is, vagyis magának a motornak a geometriai méreteitől. És bármilyen méretű lehet, arányosan növelve vagy csökkentve az alkatrészek méretét.

Rizs. 1 Gát nélküli mini vízerőmű alkatrészeinek fő méretei.

Rajzokat adunk egy olyan motorról, amely másodpercenként 0,8-1 méteres vízáramlási sebességgel egy autóból generátort forgat. A generátor által generált feszültség 12 V, a teljesítmény pedig akár 150 watt.

2. ábra Házilagos, gát nélküli vízi erőmű fő elemei.

Mielőtt elkezdené egy hidroállomás építését, egy műhelyben vagy egy autóalkatrészeket árusító üzletben, vegyen fel egy generátort. Anyagok előkészítése: deszkák, kis átmérőjű rönkök, acélhuzal, rögzítőelemek. Válassza ki az erőmű helyét. Kívánatos, hogy a folyó egyenes szakasza legyen. Itt meg kell határozni az áram sebességét. Ez így történik. A kiválasztott 15-20 méter hosszú szakaszon jelöljön meg két keresztirányú igazítást. Ezután egy kis úszóval, például faforgács segítségével határozzuk meg a víz áramlási sebességét. Az úszót a felső irányvonalnál valamivel magasabbra kell dobni a vízbe, és ezt követően stopperrel számolni kell, hogy az úszó a felső állástól az alsóig mennyi ideig haladt át. 10-15 ilyen mérést kell végezni, az úszót akár távolabbra, akár közelebb a parthoz dobva, és a mérési eredmények alapján kiszámítani a folyó átlagsebességét. Ha 0,8-1 m/s-on belül van, nyugodtan folytassa az építkezést.

3. ábra. Gát nélküli mini vízerőmű főtengelyei.

Hogyan készítsünk egy mini vízerőmű legbonyolultabb részeit gát nélkül. Főtengely mini ges gát nélkül.

16-20 mm átmérőjű tömör acélrúdból készülhet. De egyszerűbb előre gyártani (3. ábra). Először vágja le a rúdból az 1., 2., 3. és 4. rész blankokat, 5 mm vastag acélszalagból készítse el a térd arcát. Négyzeteket fűrészelt a rudak végén, és négyzet alakú lyukakat az arcokon. Az alkatrészek összekapcsolása után a négyzeteket szegecseljük. Először össze kell szerelnie a főtengely "a" és "b" részeit (lásd 3. ábra). Ezután meg kell jelölnie és ki kell vágnia a négyzeteket a 2 és 3 rudak szabad végein úgy, hogy a középső térd (összeszerelés után) 120 ° -os szöget zárjon be a szélső részekhez képest.

Gát nélküli mini vízerőmű lapátos rácsai.

Gát nélküli mini vízerőmű hajtóműve.

A főtengely, és így a hajtótárcsa is körülbelül egy fordulattal fog forogni két másodpercenként. A generátor 1000-1500 fordulat/perc sebességgel képes elektromos áramot termelni. A generátor ilyen fordulatszámának eléréséhez különböző átmérőjű szíjtárcsákra van szükség (lásd az ábrát).

A hornyolt csigák 5 mm vastag rétegelt lemezből készülnek. Mindegyik szíjtárcsához öt kört kell vágni. Szögekkel leütik vagy csavarokkal meghúzzák. A főtengely végére szilárdan rögzített hajtótárcsa átmérője legalább 700 mm legyen. Két köztes van egymáshoz szögezve és szabadon a tengelyre helyezve. Könnyen kell forogniuk ezen a tengelyen. Ha a hajtótárcsa forgási sebessége 30 ford./perc, akkor a kis közbenső tárcsa átmérője 140 mm, a nagyé pedig 600 mm. Ezután a generátor tárcsa (átmérője 60 mm) 1500 ford./perc sebességgel forog. A hajtótárcsa más sebességénél a közbenső tárcsák átmérője eltérő lesz. A munkatanár segít a méretek kiszámításában.

Gát nélküli mini vízerőmű hajtószíjai.

Az erőátviteli szíjtárcsákat hajtószíjak kötik össze. Annak érdekében, hogy az övek mindig jól feszesek legyenek, készítse őket gumiszalagból. Vágja a régi autókamerát hosszú csíkokra. Csavarjon minden szalagot egy kötegbe, ragassza fel a végét gumiragasztóval, és szorosan kösse össze zsineggel.

Gát nélküli mini vízerőmű beállítása.

A mechanizmus összeszerelése után ellenőrizze, hogy a rudak szabadon forognak-e. A hajtótárcsát kézzel forgatva figyelje meg, hogy melyik rúd akadályozza meg a főtengelyek forgását. Ezután távolítsa el a rudat, és növelje meg a térd nyakának egyik lyukát, hogy kissé hosszúkássá váljon.

V. Kivonoszov, V. Slashchilina

4-es számú lehetőség

A legtöbb folyón lehet kicsi, olcsó, gát nélküli vízierőműveket (HP-ket) építeni. Az ilyen erőművek teljesítménye kicsi, de elegendő egy ház és még egy kis falu villamosítására is.

A másodpercenkénti 0,8 méteres vagy annál nagyobb vízhozamú folyókon új típusú, duzzasztómű nélküli hidraulikus motorok szerelhetők fel. Ennek a motornak a működési elve a mellékelt rajzokból és diagramokból egyértelműen kiderül.

A víz nyomása alatt a lapátok mozgatják a rudakat, amelyek mozgása a hajtókar elfordulását okozza. Szíjtárcsa ül a tengelyén.

A szíjtárcsa forgását a generátor továbbítja. A motor teljesítménye a víz áramlási sebességétől függ.

Azokon a helyeken, ahol kicsi az áramlás sebessége, szükséges a meder szűkítése. Egy hidraulikus motor, például 3,5 kilowatt kialakítása olyan egyszerű, hogy bármelyik iskolai klubban vagy műhelyben elkészíthető.

M. Bejelentkezés