물레방아에 집에서 만든 수력 발전소. 개인 주택, 별장 용 미니 수력 발전소 DIY 수력 발전기

수력 발전소는 물의 힘을 사용하여 전기 에너지를 생성합니다. 자체 제작 스테이션은 중앙 집중식 전력망의 원격 문제를 해결하거나 전기를 절약하는 데 도움이 됩니다.

수력 발전소의 장점과 단점

수력 발전소는 다른 유형의 대체 에너지원에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

그들은 날씨와 시간에 의존하지 않습니다(달리). 이를 통해 예측 가능한 속도로 더 많은 전력을 생성할 수 있습니다.
소스(강 또는 개울)의 힘을 조정할 수 있습니다. 이렇게하려면 댐으로 수로를 좁히거나 수위의 차이를 제공하면 충분합니다.
유압 설비는 소음이 발생하지 않습니다.
많은 유형의 저전력 스테이션은 설치 허가가 필요하지 않습니다.

집에서 만든 수력 발전소의 단점은 추운 날씨에 일할 수 없다는 것입니다. 또한 수중 환경은 공격적이므로 스테이션 부품은 방수 및 내구성이 있어야 합니다.

가정의 대체 에너지원으로 사용할 소형 수력 발전소를 설계할 때 다음 요소가 결정적이어야 합니다.

집에서 강이 가깝습니다. 집에서 멀리 떨어진 곳에 수제 스테이션을 설치하는 것은 가치가 없습니다. 설치가 멀수록 전송 중에 일부 에너지가 손실되기 때문에 효율성이 낮아집니다. 또한 도난이나 손상으로부터 HPP를 보호하는 것이 더 어렵습니다.
충분한 유량 또는 증가 가능성. 스테이션의 전력은 물의 속도가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가합니다.

속도를 찾는 것은 쉽습니다. 스티로폼 조각이나 테니스 공을 물에 던져 일정한 거리를 헤엄칠 시간을 잰다. 그런 다음 미터를 초로 나누면 속도를 알 수 있습니다. 집에서 만든 수력 발전소의 최소 충분한 수속은 1m / s입니다.

강이나 하천의 유량이 이 값보다 낮으면 작은 댐이나 좁은 파이프가 유량을 증가시킵니다. 그러나 이러한 옵션은 추가적인 어려움을 유발할 수 있습니다. 댐 건설에는 당국의 허가와 이웃의 동의가 필요합니다.

DIY 미니 수력 발전소

수력 발전소의 설계는 매우 복잡하므로 스스로 작은 발전소만 건설할 수 있으므로 전기를 절약하거나 적당한 가정에 에너지를 공급할 수 있습니다. 다음은 수제 수력 발전소 구현의 두 가지 예입니다.

자전거로 미니 수력 발전소를 만드는 방법

이 버전의 수력 발전소는 자전거 여행에 이상적입니다. 작고 가볍지만 개울이나 강둑에 세워진 소규모 캠프에 에너지를 공급할 수 있습니다. 결과 전기는 저녁 조명 및 모바일 장치 충전에 충분합니다.

스테이션을 설치하려면 다음이 필요합니다.

자전거의 앞바퀴입니다.
자전거 조명에 전원을 공급하는 데 사용되는 자전거 발전기.
수제 블레이드. 그들은 판금 알루미늄으로 미리 절단되어 있습니다. 블레이드의 너비는 2~4센티미터여야 하고 길이는 휠 허브에서 가장자리까지여야 합니다. 블레이드의 수에는 제한이 없으며 서로 동일한 거리에 배치해야 합니다.

그러한 스테이션을 시작하려면 바퀴를 물에 담그면 충분합니다. 침지 깊이는 바퀴의 약 1/3에서 절반까지 실험적으로 결정됩니다.

영구적으로 사용할 수 있는 더 강력한 스테이션을 구축하려면 더 내구성 있는 재료가 필요합니다. 금속 및 플라스틱 요소가 가장 적합하며 수중 환경의 영향으로부터 보호하기가 더 쉽습니다. 그러나 목재 부품은 특수 용액을 함침시키고 방수 페인트로 칠한 경우에도 적합합니다.

스테이션에는 다음 항목이 필요합니다.

케이블의 강철 드럼(직경 2.2m). 로터 휠이 만들어집니다. 이를 위해 드럼을 조각으로 자르고 30cm 거리에서 다시 용접합니다. 블레이드(18개)는 드럼의 잔해로 만들어집니다. 그들은 45도 각도로 반경에 용접됩니다. 전체 구조를 지원하기 위해 프레임은 모서리 또는 파이프로 만들어집니다. 휠은 베어링에서 회전합니다.
체인 감속기가 바퀴에 설치됩니다(기어 비율은 4이어야 함). 드라이브 액슬과 발전기 액슬을 쉽게 결합하고 진동을 줄이기 위해 회전은 오래된 자동차의 카르단을 통해 전달됩니다.
발전기는 비동기식 모터에 적합합니다. 여기에 약 40의 비율을 가진 다른 기어 감속기가 추가되어야 합니다.그런 다음 초당 3000회전의 3상 발전기의 경우 총 감속비가 160인 경우 회전 수는 분당 20회전으로 감소합니다.
모든 전기 장비를 방수 용기에 넣으십시오.

설명된 소스 재료는 매립지나 친구에게서 쉽게 찾을 수 있습니다. 그라인더로 강철 드럼을 자르고 용접하려면 전문가에게 비용을 지불하거나 모든 것을 직접 할 수 있습니다. 결과적으로 최대 5kW 용량의 수력 발전소는 약간의 비용이 듭니다.

물에서 전기를 얻는 것은 그렇게 어렵지 않습니다. 수제 수력 발전소를 기반으로 자율 전력 공급 시스템을 구축하고 발전소를 정상 작동 상태로 유지하며 주변 사람과 동물의 안전을 보장하는 것이 더 어렵습니다.

필요한 사항을 자세히 설명 마이크로 하이드로, 의미가 없습니다. 이 질문에 대한 답은 분명합니다. 간단히 말해서, 태양광 발전기, 풍력 및 수력 발전소와 같은 잘 알려진 대체 에너지원 중 후자가 더 낮은 비용으로 잠재적으로 가장 강력하다는 것만 말할 것입니다. 또한 바람이나 태양과 같은 날씨 요인에 의존하지 않습니다.

집에서 만든 초소형 수력 발전소의 중요한 이점은 상대적으로 저렴하고 재료를 구할 수 있다는 것입니다. 공장 수력 발전소를 구입하는 비용은 $1000-10000입니다.

그러나 특히 준비가 덜 된 사람에게 가장 설계 및 제작이 어려운 것은 미니 수력 발전소입니다. 예를 들어, 열광적인 Lukmon Akhmedov(타지키스탄)는 발전소의 자신의 버전을 만드는 데 약 2년이 걸렸습니다. 이 글을 작성할 때, 우리는 단계적으로 전체 과정을 충분히 상세하고 명확하게 설명하려고 노력했습니다. 우리의 도움으로 시간이 훨씬 단축되기를 바랍니다.

마이크로 수력 발전소의 종류

우리는이 기사에서 우리 자신의 손으로 댐이없는 초소형 수력 발전소 제조에 대해 이야기 할 것임을 즉시 주목합니다. 댐 건설은 복잡하고 비용이 많이 드는 작업이며 당국의 승인을 받는 데도 많은 시간을 소비해야 합니다. 댐이 없는 수력 발전소를 사용하면 모든 것이 훨씬 간단해집니다. 더 환경 친화적이며 주요 단점인 낮은 전력은 중요하지 않습니다. 우리는 상대적으로 작은 개인 수요에 필요한 에너지가 필요하기 때문입니다.

이와 별도로 "마이크로 하이드로"는 최대 100kW 용량의 장치를 의미합니다.

따라서 댐리스 수력 발전소는 "화환"수력 발전소, "물레방아", 다리어 로터 및 "프로펠러"의 4 가지 유형이 있습니다. 또한 댐이 없는 수력 발전소는 종종 "흐름" 또는 "자유 흐름"이라고 합니다.

Garland 수력 발전소는 20세기 중반 소련 엔지니어 Blinov에 의해 개발되었습니다. 그것은 강을 가로 질러 던진 케이블에 구슬 형태로 묶인 작은 터빈 - 수력 빙로터로 구성됩니다. 케이블의 한쪽 끝은 지지 베어링에 부착되고 다른 쪽 끝은 발전기 샤프트를 회전시킵니다. 이 장치의 케이블은 회전이 발전기 샤프트로 전달되는 샤프트의 작업을 수행합니다. 스트링 수력 발전소의 단점은 상대적으로 높은 비용, 다른 사람에 대한 위험(이러한 프로젝트는 당국, 이웃과 조정해야 할 가능성이 있음) 및 낮은 출력을 포함합니다.
물레방아는 수면에 수직으로 설치되며 물에 반 이하로 잠겨 있습니다. 그것은 두 가지 방법으로 동력을 공급받을 수 있습니다. 물의 흐름이 바퀴 하단의 블레이드를 눌러 회전시키거나 물의 흐름이 위에서 바퀴로 떨어지는 것입니다(아래 사진 참조). 후자 옵션의 효율성이 훨씬 높습니다. 이러한 유형의 터빈을 제조할 때 주요 문제는 수력 에너지를 가장 효율적으로 사용할 수 있도록 블레이드 모양을 유능하게 선택하는 것입니다.
Darrieus 로터는 특별히 설계된 블레이드가 있는 수직 로터입니다. 그녀 덕분에 물의 흐름이 다른 힘으로 블레이드를 눌러 회전이 발생합니다. 이 효과는 날개 위와 아래의 압력 차이로 인해 발생하는 항공기 날개의 양력에 비유할 수 있습니다.
그 디자인의 프로펠러는 풍력 터빈의 프로펠러(따라서 실제로 이름) 또는 선박의 프로펠러와 유사합니다. 그러나 수중 프로펠러의 블레이드는 일반적으로 훨씬 더 좁기 때문에 흐름의 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 유속이 1-2m/s인 강의 경우 너비는 2cm이면 충분합니다. 이 디자인은 빠르고 깊은 강에 적합합니다. 중요한 점 : 목욕하는 사람과 관광객의 안전을 위해 울타리와 경고 부표를 설치하십시오. 장치가 심각한 부상을 입을 수 있을 만큼 빠르게 회전합니다.

우리의 의견으로는 제조를 위해 DIY 마이크로 수력 발전소프로펠러 또는 물레방아 디자인을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 공장에서 생산되는 두 가지 유형의 터빈은 다소 복잡한 모양(소위 "Kaplan 터빈", "Pelton 터빈" 등)을 가지고 있어 다양한 유형의 터빈에 대해 최대 효율을 얻을 수 있습니다. 흐름. 그러나 이러한 터빈을 "가정" 생산으로 제조하는 것은 어렵습니다.

마이크로 수력 발전소 및 기본 계산에 대한 약간의 이론.

다음 단계는 유량을 계산하고 측정하는 것입니다. 육안으로 확인하는 것은 매우 위험합니다. 실수하기가 매우 쉽기 때문에 해안을 따라 10-20 미터를 측정하고 부유물 (칩, 작은 공)을 물에 던져 소요 시간을 측정하십시오. 칩 거리를 수영합니다. 전류의 속도를 구하려면 거리를 시간으로 나눕니다. 실습에서 알 수 있듯이 1m / s 미만인 경우이 스트림에 마이크로 수력 발전소를 설치하는 것이 정당하지 않을 수 있습니다. 높이 차이로 인해 에너지를 받을 계획이라면 다음 공식을 사용하여 전력을 대략적으로 계산할 수 있습니다.

전력 N=k*9.81*1000*Q*H,

여기서 k는 시스템의 효율성(보통 20%-50%)입니다. 9.81(m/sec2)은 자유 낙하 가속도입니다. H - 높이 차이;

Q는 물 소비량(m3/sec)입니다. 1000은 물의 밀도(kg/m3)입니다.

공식에서 알 수 있듯이 전력은 속도에 정비례합니다. 강에 여러 가지가있는 경우 속도를 모두 측정하고 속도와 깊이가 가장 높은 시내를 선택하는 것이 좋습니다. 측정은 잔잔한 날씨에서 이루어져야 합니다.

강의 너비와 깊이를 미터 단위로 찾으십시오. 간단히 말해서, 단면의 흐름이 직사각형 모양이라고 가정하고 단면적에 속도를 곱하면 다음과 같이 유속을 얻습니다.

Q = a*b*v. 왜냐하면 사실, 물 흐름의 단면적은 더 작은 면적을 가지므로 결과 값에 70% -80%를 곱해야 합니다.

이미 기성품 발전기가 있다면 바퀴의 가능한 작업 반경과 필요한 곱셈 계수를 추정할 수 있습니다.

휠 반경(m) = 유속(m/s) / 휠 속도(Hz). 발전기의 작동 주파수(보통 "rpm")와 예상 감속비를 알면 휠 속도를 추정할 수 있습니다.

실습: 우리는 마이크로 수력 발전소를 직접 건설합니다.

이제 터빈을 설계하고 제조할 차례입니다. 아래에서는 "물레방아" 유형의 마이크로 수력 발전소 건설의 특징을 설명합니다. 흐름에 대한 높이 차이를 구성할 기회가 있는 경우 이 디자인을 사용하는 것이 유리합니다(또는 그러한 차이가 이미 존재합니다(예: 연못의 하수)). 위에서 언급했듯이 블레이드의 모양에 특별한주의를 기울여야합니다. 다이 형태의 블레이드가 있는 휠을 사용하는 경우(아래 사진 참조, 이 경우 블레이드는 45도 각도로 설정됨) 이러한 설치의 효율성은 매우 낮습니다.

예를 들어 PVC 또는 금속 파이프에서 길이 방향으로 2 또는 4 부분으로 절단하여 얻을 수있는 오목한 날을 사용하는 것이 좋습니다. 실습에서 알 수 있듯이 최소 16개의 날이 있어야 합니다. 파이프를 가능한 한 직선으로 자르려면 표면을 따라 표시선을 그립니다. 또한 평행한 나무 블록 2개를 부착하여 가이드로 사용할 수도 있습니다. 블레이드의 표면은 연마되어야 합니다. 그렇지 않으면 물 에너지의 일부가 마찰에 소모됩니다.

휠 자체로 빈 케이블 릴을 사용하거나 단순히 적절한 직경의 디스크를 만들 수 있습니다. 디스크 사이의 거리는 블레이드의 길이에 해당합니다. 디스크를 함께 연결하고 블레이드 설치를 위한 반원형 홈을 잘라냅니다. 또는 블레이드를 용접할 수 있습니다. 디자인이 작은 경우 바퀴 앞에 부착된 메쉬를 사용하여 파편으로부터 보호할 수 있습니다. 물이 위에서 블레이드 위로 떨어지지만 흐름이 충분히 넓은 경우 노즐을 만드는 것이 합리적입니다(아래 사진 참조). 덕분에 흐름의 모든 에너지가 사용됩니다. 위 사진을 보시면 하수구 자체가 좁아서 노즐을 사용할 필요가 없는 것을 보실 수 있습니다. 어쨌든 흐름은 물레방아를 시계판으로 생각하면 약 10시 방향에서 위에서 물레방아로 떨어질 것입니다.

용접된 금속 프레임을 지지 구조로 사용할 수 있습니다. 효율성을 높이려면 가능하면 유입되는 흐름에 대해 더 가깝거나 더 멀리, 더 높거나 더 낮은 휠의 위치를 변경해 보십시오.

이제 스텝업 기어박스(승수)를 장착해야 합니다. 기어와 체인 모두에 적합합니다. 적용할 승수와 필요한 감소 계수는 유속, 휠 및 발전기의 성능에 따라 다릅니다. 계수 계산은 매우 간단합니다. 발전기의 작업 회전 수를 분당 휠의 회전 수로 나눕니다. 때로는 다른 유형의 2개의 기어박스를 사용해야 합니다. 휠에서 기어 박스 또는 발전기로 회전을 전달하기 위해 파이프, 카르단 샤프트 또는 기타 유사한 요소가 사용됩니다.

발전기로 적합한 모터를 선택하고 동기식으로 사용하는 것이 바람직합니다. 비동기식의 경우 "별" 또는 "삼각형" 구성표에 따라 작동하는 커패시터를 추가해야 합니다. 커패시터의 특성은 주 전압 및 모터 매개변수에 따라 다릅니다. 유도 전동기를 사용할 때의 주요 문제는 일정한 회전 수를 유지하는 것입니다. 변경되면 커패시터를 변경해야 하므로 매우 번거로울 수 있습니다.

정기적인 전기요금 인상은 많은 사람들로 하여금 대체 전력원 문제에 대해 생각하게 합니다. 이 경우 최고의 솔루션 중 하나는 수력 발전소입니다. 이 문제에 대한 해결책을 찾는 것은 국가의 규모에만 국한되지 않습니다. 점점 가정용(코티지)용 미니 수력 발전소를 볼 수 있습니다. 이 경우 비용은 건설 및 유지 보수에만 소요됩니다. 이러한 구조의 단점은 특정 조건에서만 건설이 가능하다는 것입니다. 물의 흐름이 필요합니다. 또한 마당에 이 구조물을 건설하려면 지방 당국의 허가가 필요합니다.

미니 수력 발전소의 계획

평야의 특징인 수로. 그들은 약간의 흐름이있는 강에 설치됩니다.
정지는 물의 빠른 흐름으로 물 강의 에너지를 사용합니다.
물의 흐름이 떨어지는 장소에 설치되는 수력 발전소. 그들은 산업 조직에서 가장 자주 발견됩니다.
강화 슬리브를 사용하여 제작된 모바일.

수력 발전소 건설을 위해서는 부지를 흐르는 작은 개울로도 충분합니다. 중앙 급수 장치가있는 주택 소유자는 절망해서는 안됩니다.

미국 회사 중 하나는 가정의 급수 시스템에 설치할 수 있는 스테이션을 개발했습니다. 중력에 의해 움직이는 물의 흐름에 의해 움직이는 급수 시스템에 작은 터빈이 내장되어 있습니다. 이것은 물의 유속을 감소시키지만 전기 비용을 감소시킵니다. 또한 이 설치는 완전히 안전합니다.

심지어 소형 수력 발전소도 하수관에 건설되고 있습니다. 그러나 그들의 건설에는 특정 조건의 생성이 필요합니다. 파이프를 통한 물은 경사로 인해 자연스럽게 흘러야 합니다. 두 번째 요구 사항은 파이프 직경이 장비에 적합해야 한다는 것입니다. 그리고 이것은 단독 주택에서 할 수 없습니다.

미니 수력 발전소의 분류

미니 수력 발전소 (사용되는 주택은 대부분 민간 부문임)는 작동 원리가 다른 다음 유형 중 하나입니다.

물레방아는 전통적인 유형이며 가장 만들기 쉽습니다.
추진자. 강에 너비가 10미터 이상인 수로가 있는 경우에 사용됩니다.
화환은 약간의 흐름으로 강에 설치됩니다. 물의 흐름 속도를 높이기 위해 추가 구조가 사용됩니다.
Darrieus 로터는 일반적으로 산업 플랜트에 설치됩니다.

이러한 옵션의 보급은 댐 건설이 필요하지 않기 때문입니다.

물레 방아

이것은 민간 부문에서 가장 인기있는 고전적인 유형의 수력 발전소입니다. 이 유형의 미니 수력 발전소는 회전할 수 있는 큰 바퀴입니다. 칼날이 물 속으로 내려갑니다. 나머지 구조는 채널 위에 있으므로 전체 메커니즘이 이동해야 합니다. 전력은 유압 드라이브를 통해 전류를 생성하는 발전기로 전달됩니다.

프로펠러 스테이션

수직 위치의 프레임에는 로터와 수중 풍차가 있으며 수중에서 내려갑니다. 풍차에는 물의 흐름의 영향으로 회전하는 블레이드가 있습니다. 최고의 저항은 2cm 너비의 블레이드에 의해 제공됩니다 (빠른 흐름으로 속도는 초당 2m를 초과하지 않음).

이 경우 블레이드는 수압이 아니라 부상으로 인해 움직입니다. 또한, 블레이드의 이동 방향은 흐름 방향에 수직입니다. 이 프로세스는 풍력 발전소가 작동하는 방식과 유사하지만 수중에서만 작동합니다.

화환 수력 발전소

이 유형의 소형 수력 발전소는 수로 위로 뻗어 있는 케이블이며 스러스트 베어링에 고정되어 있습니다. 작은 크기와 무게의 터빈(유압 로터)이 화환 형태로 매달려 있고 단단히 고정되어 있습니다. 그들은 두 개의 반 실린더로 구성됩니다. 축의 정렬로 인해 물 속으로 낮추면 축에 토크가 생성됩니다. 이것은 케이블이 구부러지고 늘어나고 회전하기 시작한다는 사실로 이어집니다. 이러한 상황에서 케이블은 동력을 전달하는 역할을 하는 축에 비유할 수 있습니다. 로프의 한쪽 끝은 기어박스에 연결됩니다. 케이블과 유압 토치의 회전으로 전원이 전달됩니다.

여러 "화환"이 있으면 스테이션의 힘을 높이는 데 도움이됩니다. 그들은 서로 연결할 수 있습니다. 이것조차도 이 HPP의 효율성을 크게 증가시키지 않습니다. 이것은 그러한 구조의 단점 중 하나입니다.

이 종의 또 다른 단점은 다른 사람들에게 위험을 초래한다는 것입니다. 이런 종류의 스테이션은 황량한 장소에서만 사용할 수 있습니다. 경고 표시는 필수입니다.

로터 다리아

이 유형의 개인 주택용 소형 수력 발전소는 개발자인 Georges Darier의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 디자인은 1931년에 특허를 받았습니다. 날개가 달린 로터입니다. 각 블레이드에 대해 필요한 매개변수가 개별적으로 선택됩니다. 로터는 수직 위치에서 물 아래로 내려갑니다. 블레이드는 표면 위로 흐르는 물의 작용으로 발생하는 압력 강하로 인해 회전합니다. 이 과정은 비행기를 이륙시키는 양력과 유사합니다.

이러한 유형의 HPP는 효율성 지수가 좋습니다. 두 번째 장점은 흐름의 방향이 중요하지 않다는 것입니다.

이것의 단점 중 하나는 복잡한 디자인과 어려운 설치를 꼽을 수 있습니다.

미니 수력 발전소의 장점

건설 유형에 관계없이 미니 수력 발전소에는 여러 가지 장점이 있습니다.

환경 친화적이며 대기에 유해한 물질을 생성하지 않습니다.
전기를 얻는 과정은 소음이 발생하지 않고 발생합니다.
물은 깨끗한 상태를 유지합니다.
전기는 시간이나 기상 조건에 관계없이 지속적으로 생성됩니다.
작은 개울로도 스테이션을 장비하기에 충분합니다.
잉여 전력은 이웃에게 판매할 수 있습니다.
많은 허가 문서가 필요하지 않습니다.

DIY 미니 수력 발전소

직접 전기를 생산하기 위해 건설할 수 있습니다. 개인 주택의 경우 하루에 20킬로와트면 충분합니다. DIY 미니 수력 발전소조차도이 값을 처리 할 수 있습니다. 그러나 이 프로세스는 다음과 같은 여러 가지 특징이 있음을 기억해야 합니다.

정확한 계산이 어렵습니다.
요소의 치수, 두께는 경험적으로만 "눈으로" 선택됩니다.
수제 구조에는 보호 요소가 없으므로 잦은 고장 및 관련 비용이 발생합니다.

따라서 이 분야에 대한 경험과 특정 지식이 없다면 이런 생각은 버리는 것이 좋습니다. 기성 스테이션을 구입하는 것이 더 저렴할 수 있습니다.

여전히 자신의 손으로 모든 것을하기로 결정했다면 강의 물 흐름 속도를 측정하여 시작해야합니다. 결국 얻을 수있는 힘에 달려 있습니다. 속도가 초당 1m 미만이면 이곳에 소형 수력 발전소를 건설하는 것이 정당화되지 않습니다.

생략해서는 안되는 또 다른 단계는 계산입니다. 역 건설에 소요될 비용을 신중하게 계산할 필요가 있습니다. 결과적으로 수력 발전이 최선의 선택이 아님이 드러날 수 있습니다. 그런 다음 다른 유형의 대체 전기에주의를 기울여야합니다.

소형 수력 발전소는 에너지 비용 절감을 위한 최상의 솔루션이 될 수 있습니다. 건설을 위해서는 집 근처에 강이 있어야합니다. 원하는 특성에 따라 적절한 버전의 수력 발전소를 선택할 수 있습니다. 올바른 접근 방식을 사용하면 자신의 손으로 그러한 구조를 만들 수도 있습니다.

시골집 근처에 작은 강이나 개울이있는 경우 집에 저전력 수력 발전기를 독립적으로 만들 수 있습니다. 자체 제작한 수력 발전소에서 무료 전기를 제공합니다.

그것은 많은 돈을 절약하지 못할 수도 있지만, 자신의 전기 공급원이 있다는 사실을 깨닫는 것은 훨씬 더 많은 비용이 듭니다. 집에 중앙 전원 공급 장치가 없는 경우가 있습니다. 그러면 아주 작은 전력 용량도 매우 유용할 수 있습니다.

소규모 수력 발전소의 전기 공급원은 다음과 같습니다.

강 또는 시내.
호수 방수로의 고도 차이.
기술적 인 목적을 위해 배수합니다.

재생 가능한 소스에서 작동하는 다른 전기 생성 장치와 비교할 때 수력 발전소는 가장 복잡합니다. 소형 수력 발전소를 건설하기로 결정한 경우 첫 번째 단계는 강의 유속을 측정하는 것입니다. 이를 수행하는 가장 쉬운 방법은 물체가 10미터를 헤엄칠 시간(초)을 결정하는 것입니다. 속도가 초당 1m 미만으로 밝혀지면 생산적인 수력 발전소가 작동하지 않습니다. 그러나 인위적으로 수로를 좁히거나 작은 댐을 만들면 유속이 약간 증가할 수 있습니다.

초소형 수력 발전소에는 일정한 수압이 필요합니다. 수력 터빈의 블레이드에 떨어지는 제트가 발전기를 시작합니다. 이 원리에 따라 설비는 전기를 생산합니다. 물 흐름의 힘은 수위의 자연적 차이(파생) 또는 댐의 도움으로 수로를 인위적으로 좁히는 데 달려 있습니다.

약간의 전기를 생산하려면 높이 차이가 약 1-2미터여야 하고 물의 흐름은 초당 90리터여야 합니다. 언덕이 많은 지형 조건에서 미니 수력 발전소는 단순히 대체할 수 없습니다. 설치 과정은 매우 간단하며 특별한 지식과 기술이 필요하지 않습니다.

설계 및 작동 원리에 따라 몇 가지 주요 유형의 집에서 만든 수력 발전소를 구별할 수 있습니다.

화환. 그것은 강의 한쪽에서 다른 쪽으로 뻗어 있는 케이블로 구성되어 있습니다. 물의 흐름으로 인해 회전하는 고정 로터가 있습니다. 차례로 로터는 케이블을 회전시키며, 한쪽 끝은 베어링에 연결되고 다른 쪽 끝은 발전기 샤프트에 연결됩니다.
물레 방아. 수제 수력 발전소의 중요한 세부 사항. 바퀴에는 물 표면에 수직인 블레이드가 있습니다. 물은 블레이드에 압력을 가하여 휠 자체가 회전합니다.
추진자. 강바닥 폭이 10m 이상인 경우 소형 수력 발전소에 탁월한 옵션 프로펠러 로터가 수직 위치에 설치됩니다. 프로펠러는 약 2cm 정도의 작은 날개를 가지고 있으며, 강의 흐름이 초당 2m를 초과하는 경우 다른 날개 크기를 선택하는 것이 좋습니다.
로터 다리아. 블레이드의 압력차에 의해 회전하는 수직으로 장착된 로터입니다.

이러한 종류의 소형 수력 발전소는 구조에 댐 건설이 필요하지 않다는 사실에 의해 통합됩니다. 댐은 고정밀 고가의 물체로 건설 비용이 집에서 만드는 비용보다 몇 배나 높습니다. 소형 수력 발전소의 용량은 전기 에너지 요구 사항을 충족해야 합니다.

하이브리드 수력 발전소

가정용 수력 발전소에서 생성하는 것보다 더 많은 전기 에너지가 필요한 경우 하이브리드 발전소와 디젤 발전기를 설치하는 것이 가장 좋습니다. 그러나 이 디자인에는 다음과 같은 몇 가지 단점이 있습니다.

소음 수준이 크고 오염 위험이 없습니다.
그들의 작업에는 상당한 재료 비용이 필요합니다. 이러한 장비를 사용하여 생성되는 전기 제품의 가격은 약 20루블입니다. kWh 당.
디젤 발전기를 정기적으로 종료하면 수명이 크게 단축되고 발전기 효율이 크게 떨어집니다.

하이브리드 발전소를 설치할 때 최적의 솔루션은 디젤 발전기를 백업으로 사용하는 것입니다. 소비자에게 필요한 전원이 공급되면 비활성화됩니다. 자체 제작한 수력 발전소가 필요한 전력의 에너지 생성을 중단하는 즉시 디젤 발전기가 켜지고 부족한 전력을 보충합니다.

미니 수력 발전소의 장점

소형 수력 발전소 건설 중 및 사용 중 자연 경관의 방해가 없습니다.
소형 수력 발전소를 설치해도 수질은 저하되지 않으며 자연적인 특성을 유지합니다.
기상 조건은 발전소의 작동에 영향을 미치지 않습니다.
대규모 에너지에서 관찰되는 문제는 전혀 없습니다: 값비싼 구조물의 건설 또는 지역의 범람.

수력 발전소의 효율을 높이는 방법

발전량을 조금 늘려야 한다면 높이차를 형성하여 흐름의 증가를 정리할 수 있습니다. 이 문제에 대한 가장 간단한 해결책은 저수지에 배수관을 설치하는 것입니다. 이 경우 유량에 직접적인 영향을 미치기 때문에 파이프 자체의 직경을 고려해야 합니다. 작을수록 속도가 빨라집니다. 이 방법을 사용하면 집 근처에 작은 개울이 흐르더라도 미니 수력 발전소를 설치할 수 있습니다. 발전기를 만들 때 고품질 재료를 사용하여 소형 수력 발전소는 가정에서 필요한 이 장비를 성공적으로 작동할 수 있습니다.

탄수화물 에너지 운반체의 비용이 지속적으로 상승함에 따라 전문가들은 생산된 전기를 보다 경제적으로 사용할 수 있는 이점에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 가장 경제적이고 환경 친화적 인 중 하나 ...

탄수화물 에너지 운반체의 비용이 지속적으로 상승함에 따라 전문가들은 생산된 전기를 보다 경제적으로 사용할 수 있는 이점에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다. 전기를 생성하는 가장 경제적이고 환경 친화적인 방법 중 하나는 가정용 수력 발전소이며 비용은 장비의 기본 건설 및 유지 관리로 절감됩니다. 그러나 모든 지역에 이러한 구조를 건설할 수 있는 자연적인 기회가 있는 것은 아닙니다. 강력한 물의 흐름과 댐에 의해 생성된 큰 표고차가 필요한 경우, 이 경우 미니 수력 발전소는 전력 엔지니어의 도움을 받습니다.

작동 원리 및 소형 수력 발전소

이 장비의 작동 원리는 매우 간단하여 안정성을 더합니다. 터빈 블레이드에 떨어지는 물의 흐름은 발전기와 연결된 유압 드라이브를 회전시켜 제어 시스템의 제어하에 전기 생성을 보장합니다.
현대식 미니 수력 발전소에는 비상 상황 발생 시 즉시 수동 제어로 전환하여 자동 모드에서 작동할 수 있는 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 다단계 보호 시스템을 사용하면 외부 조건이 변경될 때 장비 과부하를 방지할 수 있습니다. 스테이션의 설계는 필요한 장비를 설치하는 동안 건설 작업을 최소화할 수 있습니다.

다양한 미니 수력 발전소

미니 수력 발전소는 1 ~ 3000kW의 설비로 취수 장치(터빈), 발전 장치 및 설비 제어 시스템을 포함합니다.
사용되는 수자원에 따라 미니 수력 발전소는 여러 범주로 나뉩니다.

조직화된 저수지와 함께 작은 강의 에너지를 사용하는 유역 스테이션. 그들은 주로 평평한 지형에서 사용됩니다.
산악 강의 운영에서 빠른 흐름의 에너지를 사용하는 고정 스테이션;
산업 기업에서 수류 차이를 사용하는 스테이션;
흐름을 구성하기 위해 강화 호스를 사용하는 모바일 스테이션.

물 흐름의 예상 압력에 따라 수력 전기 장치와 그 터빈은 발전 장치의 전력과 일치하도록 설계되어 필요한 발전기 속도를 제공하고 필요한 전류 주파수 생성을 용이하게 합니다.

소형 수력 발전소의 다양한 작동 조건에 대해 적절한 터빈 설계가 개발되었습니다.

60m 이상의 큰 수류 압력으로 방사형 축 및 버킷 터빈이 사용됩니다.
평균 흐름 강도가 25 - 60m인 회전 블레이드 및 방사형 축 설계의 터빈은 자체적으로 잘 입증되었습니다.
저압 흐름에서는 철근 콘크리트 챔버에 배치된 로터리 베인 및 프로펠러 구조를 사용하는 것이 더 유리합니다.

비디오 수제 수력 발전소

미니 수력 발전소 연결의 특징

이 장비의 장치를 사용하면 스테이션을 전원 공급 장치 네트워크에 직접 연결할 수 있습니다. 이 경우 동기식 발전기가 사용됩니다. 로컬 네트워크를 생성하기 위해 전원 공급 시스템의 고장과 주 네트워크 매개변수의 급격한 변경을 피하기 위해 초과 전력을 분산시키는 데 필요한 안정기 부하 장치가 장착된 비동기 장치가 사용됩니다.