Pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri di atas kincir air. Pembangkit listrik tenaga air mini untuk rumah pribadi, pondok, generator air sendiri

Pembangkit listrik tenaga air menggunakan tenaga air untuk menghasilkan energi listrik. Stasiun buatan sendiri memecahkan masalah keterpencilan dari jaringan listrik terpusat atau membantu menghemat listrik.

Keuntungan dan kerugian dari pembangkit listrik tenaga air

Pembangkit listrik tenaga air memiliki keunggulan sebagai berikut dibandingkan jenis sumber energi alternatif lainnya:

Mereka tidak bergantung pada cuaca dan waktu (tidak seperti). Hal ini memungkinkan lebih banyak daya yang akan dihasilkan pada tingkat yang dapat diprediksi.
Kekuatan sumber (sungai atau aliran) dapat disesuaikan. Untuk melakukan ini, cukup dengan mempersempit saluran dengan bendungan atau memberikan perbedaan ketinggian air.
Instalasi hidrolik tidak membuat suara apapun (tidak seperti).
Banyak jenis pembangkit listrik rendah tidak memerlukan izin pemasangan apa pun.

Kerugian dari pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri termasuk ketidakmampuan untuk bekerja dalam cuaca dingin. Selain itu, lingkungan airnya agresif, sehingga bagian stasiun harus tahan air dan tahan lama.

Saat merancang pembangkit listrik tenaga mini hidro untuk digunakan sebagai sumber energi alternatif untuk rumah Anda sendiri, faktor-faktor berikut harus menentukan:

Kedekatan sungai dengan rumah. Memasang stasiun buatan sendiri jauh dari rumah tidak sepadan. Semakin jauh instalasi, semakin rendah efisiensinya, karena sebagian energi akan hilang selama transmisi. Selain itu, lebih sulit untuk melindungi HPP Anda dari pencurian atau kerusakan.
Laju aliran yang cukup atau kemungkinan peningkatannya. Kekuatan stasiun meningkat secara eksponensial dengan meningkatnya kecepatan air.

Menemukan kecepatan itu mudah. Lemparkan sepotong styrofoam atau bola tenis ke dalam air dan atur waktunya untuk berenang pada jarak tertentu. Kemudian bagi meter dengan detik dan Anda akan menemukan kecepatan Anda. Kecepatan air minimum yang memadai untuk pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri adalah 1 m / s.

Jika laju aliran sungai atau aliran Anda di bawah nilai ini, maka bendungan kecil atau pipa yang menyempit akan meningkatkannya. Tetapi opsi ini dapat menyebabkan kesulitan tambahan. Pembangunan bendungan membutuhkan izin dari pihak berwenang, serta persetujuan dari tetangga.

Pembangkit listrik tenaga air mini do-it-yourself

Desain pembangkit listrik tenaga air cukup rumit, sehingga hanya mungkin membangun stasiun kecil sendiri, yang akan menghemat listrik atau menyediakan energi untuk rumah tangga sederhana. Di bawah ini adalah dua contoh implementasi pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri.

Cara membuat pembangkit listrik tenaga air mini dari sepeda

Versi pembangkit listrik tenaga air ini ideal untuk perjalanan bersepeda. Ini kompak dan ringan, tetapi akan mampu menyediakan energi untuk sebuah kamp kecil yang didirikan di tepi sungai atau sungai. Listrik yang dihasilkan cukup untuk penerangan malam hari dan mengisi daya perangkat seluler.

Untuk menginstal stasiun Anda perlu:

Roda depan sepeda.
Sebuah generator sepeda yang digunakan untuk menyalakan lampu sepeda.
Pisau buatan sendiri. Mereka dipotong dari lembaran aluminium. Lebar bilah harus dari dua hingga empat sentimeter, dan panjangnya harus dari hub roda ke peleknya. Mungkin ada sejumlah bilah, mereka harus ditempatkan pada jarak yang sama satu sama lain.

Untuk memulai stasiun seperti itu, cukup dengan merendam roda di dalam air. Kedalaman perendaman ditentukan secara eksperimental, dari sekitar sepertiga hingga setengah roda.

Untuk membangun stasiun yang lebih kuat untuk penggunaan permanen, bahan yang lebih tahan lama akan dibutuhkan. Elemen logam dan plastik paling cocok, yang lebih mudah dilindungi dari pengaruh lingkungan akuatik. Tetapi bagian kayu juga cocok jika diresapi dengan larutan khusus dan dicat dengan cat tahan air.

Stasiun membutuhkan barang-barang berikut:

Drum baja dari kabel (diameter 2,2 meter). Sebuah roda-rotor dibuat darinya. Untuk melakukan ini, drum dipotong-potong dan dilas lagi pada jarak 30 sentimeter. Bilah (18 buah) dibuat dari sisa-sisa drum. Mereka dilas ke jari-jari pada sudut 45 derajat. Untuk menopang seluruh struktur, bingkai dibuat dari sudut atau pipa. Roda berputar pada bantalan.
Peredam rantai dipasang di roda (rasio roda gigi harus empat). Untuk memudahkan penyatuan poros penggerak dan generator, serta untuk mengurangi getaran, putaran ditransmisikan melalui cardan dari mobil lama.
Generator cocok untuk motor asinkron. Gear reducer lain dengan rasio sekitar 40 harus ditambahkan ke dalamnya, kemudian untuk generator tiga fase dengan 3000 putaran per detik, dengan rasio reduksi total 160, jumlah putaran akan berkurang menjadi 20 putaran per menit.
Tempatkan semua peralatan listrik dalam wadah tahan air.

Sumber bahan yang dijelaskan mudah ditemukan di tempat pembuangan sampah atau dari teman. Untuk memotong drum baja dengan penggiling dan untuk pengelasan, Anda dapat membayar spesialis (atau melakukan semuanya sendiri). Akibatnya, pembangkit listrik tenaga air dengan kapasitas hingga 5 kW akan menelan biaya yang tidak sedikit.

Mendapatkan listrik dari air tidak begitu sulit. Lebih sulit untuk membangun sistem catu daya otonom berdasarkan pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri, memelihara stasiun agar berfungsi dan memastikan keselamatan orang dan hewan di sekitarnya.

Jelaskan secara rinci apa yang mungkin Anda butuhkan mikro hidro, tidak masuk akal - jawaban atas pertanyaan ini sudah jelas. Secara singkat, kami hanya akan mengatakan bahwa dari sumber energi alternatif yang terkenal - generator surya, pembangkit listrik tenaga angin dan hidroelektrik - yang terakhir berpotensi yang paling kuat dengan biaya lebih rendah. Selain itu, Anda tidak bergantung pada faktor cuaca - angin atau matahari.

Keuntungan signifikan dari pembangkit listrik tenaga mikro hidroelektrik buatan rumah juga relatif murah dan ketersediaan bahan. Membeli pembangkit listrik tenaga air pabrik dapat dikenakan biaya $1000-10000,

Namun, pembangkit listrik tenaga mini hidro adalah yang paling sulit untuk dirancang dan dibuat, terutama untuk orang yang tidak siap. Misalnya, penggemar Lukmon Akhmedov (Tajikistan) membutuhkan waktu sekitar 2 tahun untuk membuat pembangkit listrik versinya sendiri. Saat menulis artikel ini, kami mencoba menjelaskan dengan cukup detail dan jelas seluruh proses, langkah demi langkah. Kami berharap bahwa dengan bantuan kami ini akan membawa Anda lebih sedikit waktu.

Jenis pembangkit listrik tenaga mikro hidro

Kami segera mencatat bahwa dalam artikel ini kita akan berbicara tentang pembuatan pembangkit listrik tenaga air mikro hidro dengan tangan kita sendiri. Membangun bendungan adalah tugas yang rumit dan mahal, dan Anda juga harus menghabiskan banyak waktu untuk mendapatkan persetujuan dari pihak berwenang. Dengan pembangkit listrik tenaga air tanpa bendungan, semuanya jauh lebih sederhana: mereka lebih ramah lingkungan, dan kelemahan utama mereka - daya yang lebih rendah - tidak kritis, karena kita membutuhkan energi untuk kebutuhan pribadi yang relatif kecil.

Secara terpisah, kami mencatat bahwa yang kami maksud dengan "mikrohidro" adalah unit dengan kapasitas hingga 100 kW.

Jadi, pembangkit listrik tenaga air tanpa bendungan terdiri dari 4 jenis: pembangkit listrik tenaga air "garland", "kincir air", rotor Darier dan "baling-baling". Juga, pembangkit listrik tenaga air tanpa bendungan sering disebut "aliran" atau "aliran bebas".

Pembangkit listrik tenaga air Garland dikembangkan oleh insinyur Soviet Blinov pada pertengahan abad ke-20. Ini terdiri dari turbin kecil - obor hidrolik, digantung dalam bentuk manik-manik pada kabel yang dilemparkan ke seberang sungai. Salah satu ujung kabel terpasang ke bantalan pendukung, dan ujung lainnya memutar poros generator. Kabel di unit ini melakukan tugas poros, yang rotasinya ditransmisikan ke poros generator. Kerugian dari pembangkit listrik tenaga air senar termasuk biaya yang relatif tinggi, bahaya bagi orang lain (kemungkinan proyek semacam itu harus dikoordinasikan dengan pihak berwenang, tetangga) dan daya keluaran yang rendah.
Kincir air dipasang tegak lurus dengan permukaan air dan kurang dari setengahnya terendam air. Ini dapat diaktifkan dengan dua cara: aliran air menekan bilah di bagian bawah roda, menyebabkannya berputar, atau aliran air jatuh pada roda dari atas (lihat foto di bawah). Efisiensi opsi terakhir jauh lebih tinggi. Dalam pembuatan turbin jenis ini, masalah utama adalah pilihan bentuk bilah yang kompeten, yang akan memungkinkan penggunaan energi air yang paling efisien.
Rotor Darrieus adalah rotor vertikal dengan bilah yang dirancang khusus. Berkat dia, aliran air menekan bilah dengan kekuatan yang berbeda, yang menyebabkan rotasi terjadi. Efek ini dapat dibandingkan dengan gaya angkat sayap pesawat, yang terjadi karena perbedaan tekanan di atas dan di bawah sayap.
Baling-baling dalam desainnya mirip dengan baling-baling turbin angin (karena itulah namanya) atau baling-baling kapal. Namun, bilah baling-baling bawah air biasanya jauh lebih sempit, memungkinkan energi aliran digunakan lebih efisien. Misalnya, untuk sungai dengan debit 1-2 m / s, lebar 2 sentimeter sudah cukup. Desain ini sangat cocok untuk sungai yang deras dan dalam. Poin penting: untuk keselamatan perenang dan wisatawan, pastikan untuk memasang penghalang dan pelampung peringatan. Unit berputar cukup cepat untuk menyebabkan cedera serius.

Menurut kami, untuk pembuatannya pembangkit listrik tenaga air mikro do-it-yourself optimal menggunakan desain baling-baling atau kincir air. Perlu dicatat bahwa kedua jenis turbin di unit yang diproduksi pabrik memiliki bentuk yang agak rumit (yang disebut "turbin Kaplan", "Turbin Pelton", dll.), yang memungkinkan untuk memperoleh efisiensi maksimum untuk berbagai jenis turbin. mengalir. Namun, sulit untuk membuat turbin seperti itu dalam produksi "rumah".

Sedikit teori tentang pembangkit listrik tenaga mikro hidro dan dasar perhitungannya.

Langkah selanjutnya adalah menghitung dan mengukur laju aliran. Sangat berisiko untuk menentukannya dengan mata - sangat mudah untuk membuat kesalahan, jadi ukur 10-20 meter di sepanjang pantai, lemparkan pelampung (keping, bola kecil) ke dalam air dan ukur waktu yang diperlukan untuk menentukannya. chip untuk berenang jarak. Bagilah jarak dengan waktu untuk mendapatkan kecepatan arus. Seperti yang diperlihatkan oleh praktik, jika kurang dari 1 m / s, pemasangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro di aliran ini mungkin tidak dapat dibenarkan. Jika kita berencana untuk menerima energi karena perbedaan ketinggian, maka daya dapat dihitung secara kasar menggunakan rumus berikut:

Daya N=k*9,81*1000*Q*H,

di mana k adalah efisiensi sistem (biasanya 20% -50%); 9,81 (m/s2) adalah percepatan jatuh bebas; H - perbedaan ketinggian;

Q adalah konsumsi air (m3/dtk); 1000 adalah massa jenis air (kg/m3).

Seperti yang dapat dilihat dari rumus, daya berbanding lurus dengan kecepatan. Jika sungai memiliki beberapa cabang, maka ada baiknya mengukur kecepatan secara keseluruhan dan memilih aliran yang memiliki kecepatan dan kedalaman tertinggi. Harap dicatat bahwa pengukuran harus dilakukan dalam cuaca yang tenang.

Tentukan lebar dan kedalaman sungai dalam meter. Secara sederhana, kita asumsikan bahwa aliran pada penampang berbentuk persegi panjang, kemudian mengalikan luas penampang dengan kecepatannya, kita memperoleh laju aliran:

Q = a*b*v. Karena padahal penampang aliran air memiliki luas yang lebih kecil, maka nilai yang dihasilkan harus dikalikan 70%-80%.

Jika kita sudah memiliki generator yang sudah jadi, maka kita dapat memperkirakan kemungkinan radius kerja roda dan faktor perkalian yang diperlukan.

Jari-jari roda (m) = Kecepatan aliran (m/s) / Kecepatan roda (Hz). Kita dapat memperkirakan kecepatan roda dengan mengetahui frekuensi operasi generator (biasanya dalam "rpm") dan rasio reduksi yang diharapkan.

Praktek: kami membangun pembangkit listrik tenaga mikro hidro sendiri

Sekarang giliran merancang dan memproduksi turbin. Di bawah ini kami uraikan fitur-fitur konstruksi pembangkit listrik tenaga mikro hidro jenis "kincir air". Sangat menguntungkan untuk menggunakan desain ini jika kita memiliki kesempatan untuk mengatur perbedaan ketinggian untuk aliran (atau perbedaan seperti itu sudah ada, misalnya, itu adalah saluran pembuangan dari kolam). Seperti disebutkan di atas, perhatian khusus harus diberikan pada bentuk bilah. Jika Anda menggunakan roda dengan bilah dalam bentuk cetakan (lihat foto di bawah, dalam hal ini bilah diatur pada sudut 45 derajat), maka efisiensi pemasangan seperti itu akan sangat kecil.

Lebih baik menggunakan pisau cekung, yang dapat diperoleh, misalnya, dari PVC atau pipa logam dengan memotongnya memanjang menjadi 2 atau 4 bagian. Seperti yang ditunjukkan oleh latihan, setidaknya harus ada 16 bilah. Untuk memotong pipa selurus mungkin, buat garis tanda di sepanjang permukaan. Anda juga dapat memasang 2 balok kayu paralel dan menggunakannya sebagai panduan. Permukaan bilah harus dipoles, jika tidak sebagian energi air akan dihabiskan untuk gesekan.

Sebagai roda itu sendiri, Anda dapat menggunakan gulungan kabel kosong, atau cukup membuat cakram dengan diameter yang sesuai. Jarak antara cakram sesuai dengan panjang bilah. Kami menghubungkan disk bersama-sama dan memotong alur setengah lingkaran untuk memasang bilah. Sebagai alternatif, bilah dapat dilas. Jika desainnya kecil, maka jaring yang terpasang di depan roda dapat digunakan untuk melindungi dari serpihan. Dalam kasus ketika air jatuh ke bilah dari atas, tetapi alirannya cukup lebar, masuk akal untuk membuat nosel (lihat foto di bawah), berkat itu semua energi aliran akan digunakan. Pada foto di atas, Anda dapat melihat bahwa saluran pembuangan itu sendiri sempit, sehingga tidak perlu menggunakan nosel. Bagaimanapun, aliran air harus jatuh pada kincir air dari atas, sekitar pukul 10, jika Anda menganggap roda itu sebagai muka jam.

Bingkai logam yang dilas dapat digunakan sebagai struktur pendukung. Untuk meningkatkan efisiensi, cobalah, jika mungkin, untuk memvariasikan lokasi roda: lebih dekat atau lebih jauh, lebih tinggi atau lebih rendah relatif terhadap aliran masuk.

Sekarang kita perlu memasang gearbox step-up (pengganda). Cocok untuk roda gigi dan rantai. Pengganda mana yang diterapkan dan faktor reduksi apa yang dibutuhkan tergantung pada laju aliran, kinerja roda dan generator. Menghitung koefisien sangat sederhana - kami membagi jumlah putaran kerja generator dengan jumlah putaran roda per menit. Terkadang Anda harus menggunakan 2 gearbox dari jenis yang berbeda. Untuk mentransfer rotasi dari roda ke gearbox atau generator, digunakan pipa, poros cardan, atau elemen serupa lainnya.

Setiap motor yang cocok dipilih sebagai generator, dan diinginkan bahwa motor itu sinkron. Untuk asinkron, Anda harus menambahkan kapasitor yang bekerja sesuai dengan skema "bintang" atau "segitiga". Karakteristik kapasitor tergantung pada tegangan listrik dan parameter motor. Masalah utama saat menggunakan motor induksi adalah mempertahankan jumlah putaran yang konstan. Jika berubah, Anda harus mengganti kapasitor, yang bisa sangat merepotkan.

Kenaikan harga listrik yang terus-menerus membuat banyak orang memikirkan masalah sumber listrik alternatif. Salah satu solusi terbaik dalam hal ini adalah pembangkit listrik tenaga air. Pencarian solusi untuk masalah ini tidak hanya menyangkut skala negara. Semakin banyak, Anda bisa melihat pembangkit listrik tenaga mini hidro untuk rumah (cottage). Biaya dalam hal ini hanya untuk konstruksi dan pemeliharaan. Kerugian dari struktur seperti itu adalah bahwa konstruksinya hanya mungkin dalam kondisi tertentu. Aliran air diperlukan. Selain itu, pembangunan struktur ini di halaman Anda memerlukan izin dari otoritas setempat.

Skema pembangkit listrik tenaga air mini

Saluran, karakteristik dataran. Mereka dipasang di sungai dengan sedikit aliran.
Stasioner menggunakan energi air sungai dengan aliran air yang cepat.
Pembangkit listrik tenaga air dipasang di tempat-tempat yang aliran airnya turun. Mereka paling sering ditemukan di organisasi industri.
Ponsel, yang dibangun menggunakan selongsong yang diperkuat.

Untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga air, bahkan aliran kecil yang mengalir melalui situs sudah cukup. Pemilik rumah dengan pasokan air sentral tidak boleh putus asa.

Salah satu perusahaan Amerika telah mengembangkan stasiun yang dapat dibangun ke dalam sistem pasokan air di rumah. Sebuah turbin kecil dibangun ke dalam sistem pasokan air, yang digerakkan oleh aliran air yang bergerak secara gravitasi. Ini mengurangi laju aliran air, tetapi mengurangi biaya listrik. Selain itu, instalasi ini benar-benar aman.

Bahkan pembangkit listrik tenaga air mini sedang dibangun di pipa saluran pembuangan. Tetapi konstruksi mereka membutuhkan penciptaan kondisi tertentu. Air yang melalui pipa harus mengalir secara alami karena kemiringannya. Persyaratan kedua adalah diameter pipa harus sesuai dengan peralatan. Dan ini tidak bisa dilakukan di rumah terpisah.

Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air mini

Pembangkit listrik tenaga mini hidro (rumah di mana mereka digunakan sebagian besar adalah sektor swasta) paling sering adalah salah satu dari jenis berikut, yang berbeda dalam prinsip operasi:

Kincir air adalah jenis tradisional dan paling mudah dibuat.
Baling-baling. Digunakan dalam kasus di mana sungai memiliki saluran dengan lebar lebih dari sepuluh meter.
Karangan bunga dipasang di sungai dengan sedikit aliran. Untuk meningkatkan kecepatan aliran air, struktur tambahan digunakan.
Rotor Darrieus biasanya dipasang di pabrik industri.

Prevalensi opsi ini disebabkan oleh fakta bahwa mereka tidak memerlukan pembangunan bendungan.

Kincir air

Ini adalah jenis klasik pembangkit listrik tenaga air, yang paling populer untuk sektor swasta. Pembangkit listrik tenaga mini hidro jenis ini berbentuk roda besar yang dapat berputar. Bilahnya diturunkan ke dalam air. Sisa struktur berada di atas saluran, memaksa seluruh mekanisme untuk bergerak. Daya ditransmisikan melalui penggerak hidrolik ke generator yang menghasilkan arus.

stasiun baling-baling

Pada bingkai dalam posisi vertikal ada rotor dan kincir angin bawah air, yang diturunkan di bawah air. Kincir angin memiliki bilah yang berputar di bawah pengaruh aliran air. Resistensi terbaik disediakan oleh bilah selebar dua sentimeter (dengan aliran cepat, yang kecepatannya, bagaimanapun, tidak melebihi dua meter per detik).

Dalam hal ini, bilah digerakkan karena muncul dan bukan karena tekanan air. Selain itu, arah gerakan sudu tegak lurus dengan arah aliran. Proses ini mirip dengan cara kerja ladang angin, hanya saja bekerja di bawah air.

Pembangkit listrik tenaga air Garland

Jenis pembangkit listrik tenaga air mini ini adalah kabel yang direntangkan di atas saluran dan dipasang pada bantalan dorong. Turbin dengan ukuran dan berat kecil (rotor hidrolik) digantung dan dipasang dengan kaku di atasnya dalam bentuk karangan bunga. Mereka terdiri dari dua setengah silinder. Karena penyelarasan sumbu, ketika diturunkan ke air, torsi dibuat di dalamnya. Ini mengarah pada fakta bahwa kabel menekuk, meregang dan mulai berputar. Dalam situasi ini, kabel dapat dibandingkan dengan poros yang berfungsi untuk mentransmisikan daya. Salah satu ujung tali terhubung ke gearbox. Daya ditransfer ke sana dari rotasi kabel dan obor hidrolik.

Kehadiran beberapa "karangan bunga" akan membantu meningkatkan kekuatan stasiun. Mereka dapat dihubungkan satu sama lain. Itupun tidak terlalu meningkatkan efisiensi HPP ini. Ini adalah salah satu kelemahan dari struktur seperti itu.

Kerugian lain dari spesies ini adalah bahaya yang ditimbulkannya bagi orang lain. Stasiun semacam ini hanya bisa digunakan di tempat-tempat sepi. Tanda peringatan adalah wajib.

Rotor Daria

Pembangkit listrik tenaga air mini untuk rumah pribadi jenis ini dinamai menurut nama pengembangnya, Georges Darier. Desain ini dipatenkan pada tahun 1931. Ini adalah rotor dengan bilah di atasnya. Untuk masing-masing bilah, parameter yang diperlukan dipilih secara individual. Rotor diturunkan di bawah air dalam posisi vertikal. Baling-baling berputar karena penurunan tekanan yang terjadi di bawah aksi air yang mengalir di atas permukaannya. Proses ini mirip dengan gaya angkat yang membuat pesawat lepas landas.

Jenis HPP ini memiliki indeks efisiensi yang baik. Keuntungan kedua adalah bahwa arah aliran tidak menjadi masalah.

Di antara kekurangannya, seseorang dapat memilih desain yang rumit dan pemasangan yang sulit.

Keuntungan dari pembangkit listrik tenaga air mini

Terlepas dari jenis konstruksinya, pembangkit listrik tenaga mini hidro memiliki sejumlah keunggulan:

Ramah lingkungan, tidak menghasilkan zat berbahaya bagi atmosfer.
Proses memperoleh listrik berlangsung tanpa pembentukan kebisingan.
Air tetap bersih.
Listrik dihasilkan terus-menerus, terlepas dari waktu hari atau kondisi cuaca.
Bahkan aliran kecil sudah cukup untuk melengkapi stasiun.
Kelebihan listrik bisa dijual ke tetangga.
Anda tidak perlu banyak dokumentasi permisif.

Pembangkit listrik tenaga air mini do-it-yourself

Anda dapat membangun untuk menghasilkan listrik sendiri. Untuk rumah pribadi, dua puluh kilowatt per hari sudah cukup. Bahkan pembangkit listrik tenaga air mini do-it-yourself dapat menangani nilai ini. Tetapi harus diingat bahwa proses ini ditandai oleh sejumlah fitur:

Perhitungan yang tepat sulit dilakukan.
Dimensi, ketebalan elemen dipilih "dengan mata", hanya secara empiris.
Struktur buatan sendiri tidak memiliki elemen pelindung, yang sering menyebabkan kerusakan dan biaya terkait.

Oleh karena itu, jika tidak ada pengalaman dan pengetahuan tertentu di bidang ini, lebih baik untuk meninggalkan ide semacam ini. Mungkin lebih murah untuk membeli stasiun yang sudah jadi.

Jika Anda masih memutuskan untuk melakukan semuanya dengan tangan Anda sendiri, maka Anda harus mulai dengan mengukur kecepatan aliran air di sungai. Lagi pula, itu tergantung pada kekuatan yang bisa diperoleh. Jika kecepatannya kurang dari satu meter per detik, maka pembangunan pembangkit listrik tenaga mini hidro di tempat ini tidak akan dibenarkan.

Langkah lain yang tidak boleh diabaikan adalah perhitungan. Penting untuk menghitung dengan cermat jumlah biaya yang akan dikeluarkan untuk pembangunan stasiun. Akibatnya, ternyata pembangkit listrik tenaga air bukanlah pilihan terbaik. Maka Anda harus memperhatikan jenis listrik alternatif lainnya.

Pembangkit listrik mini hidro dapat menjadi solusi terbaik untuk menghemat biaya energi. Untuk konstruksinya, perlu memiliki sungai di dekat rumah. Tergantung pada karakteristik yang diinginkan, Anda dapat memilih versi pembangkit listrik tenaga air yang sesuai. Dengan pendekatan yang tepat, Anda bahkan dapat membuat struktur seperti itu dengan tangan Anda sendiri.

Jika ada sungai atau aliran kecil di dekat rumah pedesaan Anda, Anda dapat secara mandiri membangun generator listrik tenaga air berdaya rendah untuk rumah tersebut. Pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri akan menyediakan listrik gratis.

Ini mungkin tidak menghemat banyak uang, tetapi kesadaran bahwa Anda memiliki sumber listrik sendiri membutuhkan biaya lebih banyak. Ada kasus ketika tidak ada catu daya pusat ke rumah. Kemudian bahkan kapasitas daya yang sangat kecil pun bisa sangat berguna.

Sumber listrik untuk pembangkit listrik tenaga air kecil dapat berupa:

Sungai atau sungai.
Perbedaan ketinggian pada pelimpah danau.
Drainase untuk keperluan teknis.

Dibandingkan dengan perangkat lain untuk menghasilkan listrik yang beroperasi dari sumber terbarukan, pembangkit listrik tenaga air adalah yang paling kompleks. Jika Anda memutuskan untuk membangun pembangkit listrik tenaga mini hidro, langkah pertama adalah mengukur kecepatan aliran sungai. Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan menentukan berapa detik suatu benda akan berenang 10 meter. Jika kecepatannya ternyata kurang dari 1 meter per detik, pembangkit listrik tenaga air yang produktif tidak akan berfungsi. Tetapi jika Anda mempersempit saluran secara artifisial atau membuat bendungan kecil, maka laju aliran mungkin sedikit meningkat.

Pembangkit listrik tenaga mikrohidro membutuhkan kekuatan tekanan air tertentu - sebuah jet, yang jatuh pada bilah turbin air, menyalakan generator. Berdasarkan prinsip ini, instalasi menghasilkan listrik. Kekuatan aliran air tergantung pada perbedaan alami ketinggian air (turunan), atau pada penyempitan saluran buatan dengan bantuan bendungan.

Untuk menghasilkan listrik, perbedaan ketinggian harus sekitar 1-2 meter, dan aliran air harus 90 liter per detik. Dalam kondisi medan berbukit, pembangkit listrik tenaga minihidro tidak tergantikan. Proses instalasi cukup sederhana dan tidak memerlukan pengetahuan dan keterampilan khusus.

Tergantung pada desain dan prinsip operasi, beberapa jenis utama pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri dapat dibedakan.

Karangan bunga. Ini terdiri dari kabel yang direntangkan dari satu sisi sungai ke sisi lainnya. Ini memiliki rotor tetap yang berputar karena aliran air. Pada gilirannya, rotor memutar kabel, salah satu ujungnya terhubung ke bantalan, dan ujung lainnya ke poros generator.
Kincir air. Detail penting untuk pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri. Roda memiliki bilah yang tegak lurus dengan permukaan air. Air memberikan tekanan pada bilah, akibatnya roda itu sendiri berputar.
Baling-baling. Pilihan yang sangat baik untuk pembangkit listrik tenaga air mini jika dasar sungai lebarnya lebih dari 10 m.Rotor baling-baling dipasang dalam posisi vertikal. Baling-baling memiliki bilah kecil, sekitar 2 cm. Jika aliran sungai lebih dari 2 meter per detik, disarankan untuk memilih ukuran bilah lainnya.
Rotor Daria. Ini adalah rotor yang dipasang secara vertikal yang berputar karena perbedaan tekanan pada bilahnya.

Varietas pembangkit listrik mini-hidroelektrik ini disatukan oleh fakta bahwa strukturnya tidak memerlukan pembangunan bendungan. Bendungan adalah objek presisi tinggi dan mahal, yang biaya konstruksinya beberapa kali lebih tinggi daripada biaya buatan sendiri. Perlu diperhatikan bahwa kapasitas pembangkit listrik tenaga mini hidro harus memenuhi kebutuhan energi listrik.

Pembangkit listrik tenaga air hibrida

Jika kebutuhan Anda membutuhkan lebih banyak energi listrik daripada pembangkit listrik tenaga air rumah, pilihan terbaik adalah memasang pembangkit listrik hibrida dan generator diesel. Namun desain ini memiliki beberapa kelemahan, antara lain:

Tingkat kebisingan yang besar dan tidak ada risiko polusi.
Operasi mereka membutuhkan biaya material yang signifikan. Harga listrik, yang dihasilkan menggunakan peralatan tersebut, akan menjadi sekitar 20 rubel. per kWh.
Dengan pemadaman generator diesel secara teratur, masa pakainya berkurang secara signifikan, dan efisiensi generator turun secara signifikan.

Solusi optimal saat memasang pembangkit listrik hybrid adalah dengan menggunakan genset diesel sebagai cadangan. Mereka akan dinonaktifkan jika daya yang dibutuhkan dipasok ke konsumen. Segera setelah pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri berhenti menghasilkan energi dari daya yang dibutuhkan, generator diesel menyala dan menggantikan kekurangan listrik.

Keuntungan dari pembangkit listrik tenaga air mini

Selama pembangunan pembangkit listrik tenaga mini hidro dan selama penggunaannya, tidak ada gangguan pemandangan alam.
Pemasangan pembangkit listrik tenaga air mini tidak menurunkan kualitas air: ia mempertahankan sifat alaminya.
Kondisi cuaca tidak mempengaruhi pengoperasian pembangkit listrik.
Sama sekali tidak ada masalah yang diamati dalam energi skala besar: pembangunan struktur mahal atau banjir di daerah tersebut.

Bagaimana meningkatkan efisiensi pembangkit listrik tenaga air

Jika Anda perlu sedikit meningkatkan jumlah listrik yang dihasilkan, Anda dapat mengatur peningkatan aliran dengan membentuk perbedaan ketinggian. Solusi paling sederhana untuk masalah ini adalah memasang pipa pembuangan di reservoir. Dalam hal ini, perlu memperhitungkan diameter pipa itu sendiri, karena secara langsung akan mempengaruhi laju aliran. Semakin kecil, semakin besar kecepatannya. Metode ini memungkinkan Anda untuk memasang pembangkit listrik tenaga air mini bahkan jika aliran kecil mengalir di dekat rumah. Menggunakan bahan berkualitas tinggi saat membuat generator, pembangkit listrik tenaga air mini dapat berhasil mengoperasikan peralatan ini untuk kebutuhan rumah.

Karena kenaikan konstan dalam biaya pembawa energi karbohidrat, para ahli semakin memperhatikan manfaat menggunakan listrik yang dihasilkan dengan cara yang lebih ekonomis. Salah satu cara yang paling ekonomis dan ramah lingkungan untuk menghasilkan listrik adalah pembangkit listrik tenaga air untuk rumah, yang biayanya dikurangi menjadi konstruksi utama dan pemeliharaan peralatan. Tetapi tidak setiap daerah memiliki peluang alami untuk pembangunan struktur seperti itu, yang membutuhkan aliran air yang kuat dan perbedaan ketinggian yang besar yang diciptakan oleh bendungan, dalam hal ini, pembangkit listrik tenaga air mini membantu insinyur listrik.

Prinsip operasi dan pembangkit listrik tenaga air mini

Prinsip pengoperasian peralatan ini cukup sederhana, yang menambah keandalannya. Aliran air, yang jatuh pada bilah turbin, memutar penggerak hidrolik yang digabungkan dengan generator listrik, yang memastikan pembangkitan listrik di bawah kendali sistem pengontrol.
Pembangkit listrik tenaga air mini modern dilengkapi dengan sistem kontrol yang memungkinkan untuk beroperasi dalam mode otomatis dengan transisi instan ke kontrol manual jika terjadi keadaan darurat. Sistem perlindungan multi-level memungkinkan Anda menghindari kelebihan peralatan saat kondisi eksternal berubah. Desain stasiun memungkinkan meminimalkan pekerjaan konstruksi selama pemasangan peralatan yang diperlukan.

Varietas pembangkit listrik tenaga air mini

Pembangkit listrik tenaga air mini adalah peralatan dengan kapasitas 1 hingga 3000 kW, yang mencakup perangkat pemasukan air (turbin), unit pembangkit listrik, dan sistem kontrol peralatan.
Tergantung pada sumber daya air yang digunakan, pembangkit listrik tenaga mini hidro dibagi menjadi beberapa kategori:

stasiun run-of-sungai menggunakan energi sungai kecil dengan reservoir terorganisir. Mereka terutama digunakan di medan datar;
stasiun stasioner menggunakan energi arus cepat dalam pengoperasian sungai pegunungan;
stasiun yang menggunakan perbedaan aliran air di perusahaan industri;
stasiun bergerak menggunakan selang yang diperkuat untuk mengatur aliran.

Menurut tekanan aliran air yang diharapkan, unit pembangkit listrik tenaga air dan turbinnya dirancang agar sesuai dengan kekuatan unit pembangkit listrik untuk memberikan kecepatan generator yang diperlukan dan memfasilitasi penciptaan frekuensi arus yang diperlukan.

Untuk berbagai kondisi operasi pembangkit listrik tenaga air mini, desain turbin yang sesuai telah dikembangkan:

dengan tekanan aliran air besar lebih dari 60 m, turbin aksial radial dan ember digunakan;
dengan intensitas aliran rata-rata 25 - 60 m, turbin dengan desain bilah putar dan aksial radial telah membuktikan dirinya dengan baik;
pada aliran bertekanan rendah, lebih menguntungkan menggunakan baling-baling putar dan struktur baling-baling yang ditempatkan di ruang beton bertulang.

Video pembangkit listrik tenaga air buatan sendiri

Fitur menghubungkan pembangkit listrik tenaga air mini

Perangkat peralatan ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan stasiun langsung ke jaringan catu daya, dalam hal ini generator sinkron digunakan. Untuk membuat jaringan lokal, unit asinkron digunakan, yang dilengkapi dengan unit beban pemberat yang diperlukan untuk membuang daya berlebih untuk menghindari kegagalan sistem catu daya dan perubahan mendadak pada parameter jaringan utama.

Keuntungan dan kerugian dari pembangkit listrik tenaga mini hidro

Keuntungan dari sistem tersebut meliputi:

keamanan lingkungan peralatan dan tidak perlu membanjiri area yang luas;
biaya listrik yang dihasilkan rendah, yang beberapa kali lebih murah daripada yang dihasilkan di pembangkit listrik termal;
kesederhanaan dan keandalan peralatan yang digunakan dan kemungkinan operasi offline;
tidak habis-habisnya sumber daya alam yang digunakan

Kerugiannya meliputi:

gangguan pasokan listrik di wilayah tertentu dalam hal terjadi kegagalan peralatan, dalam hal menggunakan pembangkit listrik tenaga mini hidro sebagai sumber lokal. Ini dikompensasi dengan adanya catu daya darurat, yang terhubung secara otomatis;
lemahnya basis produksi dan perbaikan cabang pasokan energi ini di negara kita.