Ūdens enerģijas ģenerators. DIY hidroģenerators vai paštaisīta hidroelektrostacija

Regulārais elektroenerģijas cenu pieaugums daudziem liek aizdomāties par alternatīviem elektroenerģijas avotiem. Viens no labākajiem risinājumiem šajā gadījumā ir hidroelektrostacija. Šī jautājuma risinājuma meklējumi skar ne tikai valsts mērogus. Arvien biežāk jūs varat redzēt mini hidroelektrostacijas mājām (dacha). Izmaksas šajā gadījumā būs tikai būvniecībai un uzturēšanai. Šādas konstrukcijas trūkums ir tāds, ka tā uzbūve ir iespējama tikai noteiktos apstākļos. Nepieciešama ūdens plūsma. Turklāt šīs būves celtniecībai jūsu pagalmā ir nepieciešama vietējo iestāžu atļauja.

Mini hidroelektrostacijas diagramma

• Kanāls, raksturīgs līdzenumiem. Tie ir uzstādīti uz upēm ar zemu caurplūdumu.
• Stacionārie izmanto ūdens upju enerģiju ar strauju ūdens plūsmu.
• Vietās, kur ūdens plūsma samazinās, uzstādītas hidroelektrostacijas. Visbiežāk tie ir sastopami rūpnieciskajās organizācijās.
• Mobilie, kas ir izgatavoti, izmantojot pastiprinātas šļūtenes.

Hidroelektrostacijas būvniecībai pietiek pat ar nelielu straumi, kas plūst cauri vietai. Māju ar centrālo ūdens padevi īpašniekiem nevajadzētu krist izmisumā.

Viens no amerikāņu uzņēmumiem ir izstrādājis staciju, ko var iebūvēt mājas ūdens apgādes sistēmā. Ūdens apgādes sistēmā ir iebūvēta neliela turbīna, kuru darbina ūdens plūsma, kas pārvietojas ar gravitācijas spēku. Tas samazina ūdens plūsmas ātrumu, bet samazina elektroenerģijas izmaksas. Turklāt šī instalācija ir pilnīgi droša.

Kanalizācijas caurulēs ir uzstādītas pat mini hidroelektrostacijas. Bet to būvniecībai ir nepieciešams radīt noteiktus nosacījumus. Slīpuma dēļ ūdenim caur cauruli jāplūst dabiski. Otra prasība ir tāda, ka caurules diametram jābūt piemērotam iekārtas uzstādīšanai. Un to nevar izdarīt atsevišķā mājā.

Minihidroelektrostaciju klasifikācija

Minihidroelektrostacijas (mājas, kurās tās tiek izmantotas pārsvarā privātajā sektorā) visbiežāk pieder kādam no šiem veidiem, kas atšķiras pēc darbības principa:

• Ūdens ritenis ir tradicionālais veids, kas ir visvieglāk īstenojams.
• Propellers. Tos izmanto gadījumos, kad upē ir vairāk nekā desmit metru plata gultne.
• Garland ir uzstādīts uz upēm ar maigu plūsmu. Lai palielinātu ūdens plūsmas ātrumu, tiek izmantotas papildu konstrukcijas.
• Darrieus rotoru parasti uzstāda rūpniecības uzņēmumos.

Šo iespēju izplatība ir saistīta ar to, ka tām nav nepieciešams būvēt aizsprostu.

Ūdens ritenis

Šī ir klasiska tipa hidroelektrostacija, kas ir vispopulārākā privātajā sektorā. Šāda veida mini hidroelektrostacijas ir liels ritenis, kas var griezties. Tās asmeņi nolaižas ūdenī. Pārējā konstrukcija atrodas virs upes gultnes, izraisot visa mehānisma pārvietošanos. Jauda tiek pārsūtīta caur hidraulisko piedziņu uz ģeneratoru, kas ražo strāvu.

Propelleru stacija

Uz rāmja vertikālā stāvoklī ir rotors un zemūdens vējdzirnavas, kas nolaistas zem ūdens. Vējdzirnavām ir asmeņi, kas griežas ūdens plūsmas ietekmē. Vislabāko pretestību nodrošina divus centimetrus platas asmeņi (ar strauju plūsmu, kuras ātrums tomēr nepārsniedz divus metrus sekundē).

Šajā gadījumā asmeņus darbina iegūtais ūdens spiediens, nevis tas. Turklāt asmeņu kustības virziens ir perpendikulārs plūsmas virzienam. Šis process ir līdzīgs vēja elektrostacijām, tikai tas darbojas zem ūdens.

Garlyandnaya hidroelektrostacija

Šāda veida mini hidroelektrostacijas sastāv no kabeļa, kas izstiepts virs upes gultnes un nostiprināts atbalsta gultnē. Maza izmēra un svara turbīnas (hidrauliskie rotori) ir piekārtas un stingri piestiprinātas pie tā vītnes veidā. Tie sastāv no diviem puscilindriem. Sakarā ar asu izlīdzināšanu, kad tās tiek nolaistas ūdenī, tajās tiek izveidots griezes moments. Tas liek kabelim saliekties, izstiepties un sākt griezties. Šajā situācijā kabeli var salīdzināt ar vārpstu, kas kalpo jaudas pārvadīšanai. Viens no kabeļa galiem ir savienots ar pārnesumkārbu. Uz to tiek pārsūtīta kabeļa un hidraulisko dzenskrūvju rotācijas jauda.

Vairāku “vītņu” klātbūtne palīdzēs palielināt stacijas jaudu. Tos var savienot viens ar otru. Pat tas būtiski nepaaugstina šīs hidroelektrostacijas efektivitāti. Tas ir viens no šādas struktūras trūkumiem.

Vēl viens šīs sugas trūkums ir briesmas, ko tā rada citiem. Šāda veida stacijas var izmantot tikai pamestās vietās. Nepieciešamas brīdinājuma zīmes.

Rotors Daria

Mini hidroelektrostacija šāda veida privātmājai ir nosaukta tās attīstītāja Džordža Darrieusa vārdā. Šis dizains tika patentēts tālajā 1931. gadā. Tas ir rotors, uz kura atrodas asmeņi. Nepieciešamie parametri tiek izvēlēti atsevišķi katram asmenim. Rotors ir nolaists zem ūdens vertikālā stāvoklī. Asmeņi griežas spiediena starpības dēļ, kas rodas, ūdenim plūstot pa to virsmu. Šis process ir līdzīgs liftam, kas liek lidmašīnām pacelties.

Šāda veida hidroelektrostacijām ir labs efektivitātes rādītājs. Trīskārša priekšrocība – plūsmas virzienam nav nozīmes.

Tā trūkumi ietver sarežģītu dizainu un sarežģītu uzstādīšanu.

Mini hidroelektrostaciju priekšrocības

Neatkarīgi no konstrukcijas veida mini hidroelektrostacijām ir vairākas priekšrocības:

• Tie ir videi draudzīgi un nerada atmosfērai kaitīgas vielas.
• Elektroenerģijas ražošanas process notiek, neradot troksni.
• Ūdens paliek tīrs.
• Elektroenerģija tiek ražota pastāvīgi, neatkarīgi no diennakts laika vai laika apstākļiem.
• Lai ierīkotu staciju, pietiek pat ar nelielu straumi.
• Elektrības pārpalikumu var pārdot kaimiņiem.
• Jums nav nepieciešams daudz atļaujas dokumentu.

Mini hidroelektrostacija "dari pats".

Jūs varat to uzbūvēt pats, lai ražotu elektroenerģiju. Privātmājai pietiek ar divdesmit kilovatiem dienā. Pat ar savām rokām samontēta mini hidroelektrostacija var tikt galā ar šo vērtību. Bet jāatceras, ka šim procesam ir vairākas iezīmes:

• Ir diezgan grūti veikt precīzus aprēķinus.
• Elementu izmēri un biezums tiek izvēlēti “ar aci”, tikai eksperimentāli.
• Pašdarinātām konstrukcijām nav aizsargelementu, kas izraisa biežus bojājumus un ar to saistītās izmaksas.

Tāpēc, ja jums nav pieredzes un noteiktu zināšanu šajā jomā, labāk ir atteikties no šāda veida idejas. Var būt lētāk iegādāties gatavu staciju.

Ja tomēr nolemjat visu darīt pats, tad jāsāk ar ūdens plūsmas ātruma mērīšanu upē. Galu galā no tā ir atkarīga jauda, ​​ko var iegūt. Ja ātrums būs mazāks par vienu metru sekundē, tad minihidroelektrostacijas būvniecība šajā vietā neattaisnosies.

Vēl viens posms, ko nevar izlaist, ir aprēķini. Ir rūpīgi jāaprēķina izmaksu summa, kas tiks novirzīta stacijas būvniecībai. Rezultātā var izrādīties, ka hidroelektrostacija nav labākais risinājums. Tad jums vajadzētu pievērst uzmanību citiem alternatīvās elektroenerģijas veidiem.

Minihidroelektrostacija var būt optimāls risinājums enerģijas izmaksu taupīšanai. Tās celtniecībai pie mājas ir jābūt upei. Atkarībā no vēlamajām īpašībām varat izvēlēties piemērotu hidroelektrostacijas opciju. Izmantojot pareizo pieeju, jūs pat varat izveidot šādu konstrukciju ar savām rokām.

Privātmājas apsildīšanai tiek izmantotas dažādas metodes. Tie atšķiras viens no otra gan ar siltuma pārneses metodi, gan pēc izmantotā enerģijas nesēja veida. Izmantojot ūdens sildīšanu, atkarībā no kurināmā veida ir vairāki apkures katlu veidi:

Ūdeņraža ģenerators privātmājas apkurei

1. Cietais kurināmais – darbam izmanto cieto kurināmo, kas degot izdala siltumu.
2. Elektriskais - šādos katlos siltumu iegūst, pārveidojot elektroenerģiju.
3. Gāze – gāzei degot izdalās siltums.

Ja ņemam vērā gāzes katlus, tie galvenokārt darbojas ar dabasgāzi, lai gan ir modeļi sašķidrinātajai gāzei, un pēdējā laikā tie ir sākuši izmantot ūdeņradi kā degvielu, ko ražo no ūdens īpašās ierīcēs - ūdeņraža ģeneratoros.

Darbības princips

No skolas fizikas kursa mēs zinām, ka ūdens, saskaroties ar elektrisko strāvu, sadalās divās komponentēs: ūdeņradi un skābeklī. Pamatojoties uz šo parādību, tika uzbūvēts tā sauktais ūdeņraža ģenerators. Šī ierīce ir vienība, kurā notiek elektroķīmiska reakcija, lai no ūdens iegūtu ūdeņradi un skābekli. Ūdens elektrolīzes process ir parādīts attēlā zemāk.

Ūdens elektrolīzes process

Ģeneratora izejā veidojas nevis tīrs ūdeņradis un skābeklis, bet tā sauktā Brauna gāze, kas nosaukta zinātnieka vārdā, kurš to pirmo reizi ieguva. To sauc arī par "sprādzienbīstamu gāzi", jo noteiktos apstākļos tā ir sprādzienbīstama. Turklāt, sadedzinot šo gāzi, var iegūt gandrīz četras reizes vairāk enerģijas, nekā tika iztērēts tās ražošanai.

Šāda ūdeņraža ražošanas iekārta ir parādīta attēlā zemāk.

Rūpnieciskā iekārta ūdeņraža ražošanai

Priekšrocības un trūkumi

Šāda veida apkures priekšrocības ir šādas:

1. Šis ir videi draudzīgs apkures veids, jo ūdeņraža sadegšana skābekļa vidē rada ūdeni tvaika veidā, un atmosfērā vairs nenokļūst kaitīgas vielas.
2. Ģeneratoru var pieslēgt esošajai privātmājas ūdens sildīšanas sistēmai bez pārveidojumiem.
3. Instalācija darbojas klusi, tāpēc tai nav nepieciešama īpaša telpa.

Trūkumi:

1. Ūdeņradim ir augsta sadegšanas temperatūra, kas skābekļa vidē var sasniegt 3200°C, tāpēc parastais apkures katls var ļoti ātri sabojāt. Mūsdienu ierīcēs zinātnieki ir sasnieguši gāzes sadegšanas rezultātu 300°C temperatūrā, tāpēc problēmu var uzskatīt par praktiski atrisinātu.
2. Strādājot ar Brauna gāzi, jums jābūt ļoti uzmanīgiem, jo ​​tā ir sprādzienbīstama. Tas tiek atrisināts, iekārtā izmantojot dažādus drošības vārstus un automatizāciju.
3. Darbībai nepieciešams izmantot destilētu ūdeni vai ūdeni ar sārmu.
4. Augstas aprīkojuma izmaksas. Lai atrisinātu šo problēmu, daudzi mēģina montēt ūdeņraža ražotni ar savām rokām.

DIY ūdeņraža ģenerators

Pašdarinātā ierīce shematiski attēlo ūdens tvertni, kurā ir ievietoti elektrodi, lai pārvērstu ūdeni par ūdeņradi un skābekli.

Lai izgatavotu šādu ierīci ar savām rokām, jums būs nepieciešams:

1. Nerūsējošā metāla loksne 0,5-0,7 mm bieza. Piemērota nerūsējošā tērauda marka 12Х18Н10Т.
2. Plexiglas plāksnes.
3. Gumijas caurules ūdens padevei un gāzu izvadīšanai.
4. Benzīna un eļļas izturīgas gumijas loksnes 3 mm biezumā.
5. Sprieguma avots – LATR ar diodes tiltiņu līdzstrāvas ražošanai. Tam vajadzētu nodrošināt strāvu 5-8 ampēri.

Vispirms nerūsējošā tērauda plāksnes sagriež 200x200mm taisnstūros. Plākšņu stūri ir jānogriež, lai pēc tam pievilktu visu konstrukciju ar skrūvēm. Katrā plāksnē mēs urbjam caurumu ar diametru 5 mm, 3 cm attālumā no plākšņu apakšas, ūdens cirkulācijai. Katrai plāksnei ir pielodēts arī vads, lai izveidotu savienojumu ar strāvas avotu.

Pirms montāžas tiek izgatavoti gumijas gredzeni ar ārējo diametru 200mm un iekšējo diametru 190mm. Tāpat jāsagatavo divas 2 cm biezas un 200x200 mm lielas organiskā stikla plāksnes, un vispirms tajās četrās pusēs jāizveido caurumi M8 pievilkšanas skrūvēm.

Montāža sākas šādi: vispirms uzlieciet pirmo plāksni, tad no abām pusēm gumijas gredzenu, kas pārklāts ar hermētiķi, tad nākamo plāksni un tā tālāk līdz pēdējai plāksnei. Pēc tam ir jāpievelk visa konstrukcija no abām pusēm, izmantojot M8 tapas un organiskā stikla plāksnes. Plāksnēs tiek izurbti caurumi: vienā apakšā šķidruma padevei, otrā augšpusē gāzes izvadam. Tur ir ievietots armatūra. Uz šiem veidgabaliem tiek uzliktas medicīniskās PVC caurules. Gala rezultātam jābūt tādam dizainam, kāds parādīts zemāk esošajā attēlā.

DIY ūdeņraža ģenerators

Lai gāze nenokļūtu atpakaļ gāzes ģeneratorā, ceļā no ģeneratora uz degli nepieciešams izveidot ūdens blīvējumu vai vēl labāk divus blīvējumus.

Slēģu dizains ir ūdens tvertne, kurā no ģeneratora puses caurule ir nolaista ūdenī, un caurule, kas iet uz degli, atrodas virs ūdens līmeņa. Ūdeņraža ģeneratora ar vārtiem diagramma ir parādīta attēlā zemāk.

Ūdeņraža ģeneratora diagramma ar ūdens blīvēm

Elektrolizatorā - noslēgtā ūdens traukā ar nolaistiem elektrodiem, pieslēdzot spriegumu, sāk izdalīties gāze. Caur cauruli 1 tas tiek piegādāts vārstam 1. Ūdens blīvējuma dizains ir veidots tā, kā redzams attēlā, ka gāze var pārvietoties tikai virzienā no elektrolizatora uz degli, nevis otrādi. To apgrūtina dažādais ūdens blīvums, kas jāpārvar atceļā. Pēc tam caur cauruli 2 gāze virzās uz vārstu 2, kas ir paredzēts lielākai sistēmas uzticamībai: ja pēkšņi kāda iemesla dēļ pirmais vārsts nedarbojas. Pēc tam gāze tiek piegādāta degli, izmantojot cauruli 3. Ūdens blīves ir ļoti svarīga ierīces sastāvdaļa, jo tie novērš gāzes kustību pretējā virzienā.

Ja gāze nokļūst atpakaļ elektrolizatorā, ierīce var eksplodēt. Tāpēc nekādā gadījumā ierīci nedrīkst darbināt bez ūdens blīvēm!

Ekspluatācija

Pēc montāžas varat sākt ierīces testēšanu. Lai to izdarītu, caurules galā uzstādiet degli no medicīniskās adatas un sāciet ielej ūdeni. Ūdenim jāpievieno KOH vai NaOH. Ūdenim kā pēdējo līdzekli vajadzētu būt destilētam vai izkausētam ūdenim. Lai ierīce darbotos, pietiek ar 10% sārma šķīduma koncentrāciju. Lejot ūdeni, nedrīkst būt noplūdes. Vislabāk konstrukciju pirms liešanas izpūst ar gaisu, spiedienu līdz 1 atm. Ja ūdeņraža ģenerators var izturēt šo spiedienu, varat to piepildīt ar ūdeni; ja nē, jums ir jānovērš noplūdes.

Pēc tam ar elektrodiem saskaņā ar shēmu tiek pievienots LATR ar diodes tiltu. Lai uzraudzītu darbību, ķēdē ir uzstādīts ampērmetrs un voltmetrs. Sāciet ar minimālu spriegumu un pēc tam pastāvīgi palieliniet to, novērojot gāzes attīstību.

Priekšdarbus labāk veikt ārā ārpus mājas. Tā kā iekārta ir sprādzienbīstama, visi darbi jāveic ļoti piesardzīgi.

Pārbaudes laikā ievērojiet ierīces darbību. Ja ir neliela degļa liesma, tad ģeneratorā var būt vai nu zems gāzes emisijas līmenis, vai arī kaut kur ir gāzes noplūde. Ja šķīdums kļūst duļķains vai netīrs, tas ir jānomaina. Ir arī jānodrošina, lai ierīce nepārkarstu un ūdens nevārītos. Lai to izdarītu, regulējiet spriegumu pie strāvas avota. Un vēl viena lieta - sildot, plāksnes nedaudz deformējas un var pielipt viena pie otras. Lai to novērstu, jums ir jāizgatavo gumijas blīves. Var rasties arī ūdens spļaušana – lai to novērstu, jāsamazina ūdens līmenis.

Ģenerators apkures sistēmā

Pēc pārbaužu veikšanas jūs varat savienot instalāciju ar gāzes katlu mājās. Lai to izdarītu, katls ir nedaudz jāmaina, proti, ar savām rokām jāizgatavo strūkla ar mazāku diametru nekā rūpnīcas caurums, kas paredzēts dabasgāzei. Samontētais ģenerators ir parādīts zemāk esošajā attēlā.

Samontēts ūdeņraža ģenerators

Privātmājas apkures sistēmai jābūt piepildītai ar ūdeni. Degļa liesma var izkausēt katlu, ja tajā nav ūdens.

Pēc tam viņi regulē ūdens padevi ierīcei un sāk novērst aizsprostojumus mājas apkures sistēmā. Pēc tam, regulējot ūdens padeves un barošanas spriegumu, tiek regulēta katla darbība.

Ekspluatējot iekārtu apkures sezonas laikā, tiek veikta pēdējā pārbaude, kuras laikā tiek atrisinātas vairākas problēmas:

1. Vai ir pietiekami daudz gāzes, lai māju apsildītu? Ja ar to nepietiek, tad ar savām rokām varat veikt instalāciju ar lielāku produktivitāti.
2. Cik labi darbojas ūdeņraža katls, tas ir, cik ilgi katls kalpos?
3. Šādas apkures izmaksas - par to var vest žurnālu, kurā glabā aprēķinus par apkures izmaksām un temperatūru mājā un ārā katla darbības laikā. Pēc šiem datiem mēs varam secināt, cik izdevīgi ir sildīt māju ar ūdeņradi.

Pamatojoties uz šiem datiem, jūs varat rūpīgāk sagatavoties nākamajai apkures sezonai. Darbības laikā var redzēt, kas jāuzlabo, iespējams, kāda ierīces daļa ir jāpārtaisa. Varbūt pašam katlam ir nepieciešama pārstrāde un modernizācija, lai tas ātri neizgāztos. Turklāt, ja plānojat izmantot ierīci nākotnē, varbūt ir jēga iegādāties ūdens destilētāju?

Video par ģeneratoru

No šī videoklipa varat uzzināt, kā ar savām rokām izgatavot ūdeņraža ģeneratoru bez elektrības.

Galvenais jautājums, kas interesē daudzus – cik dārga vai lēta ir šāda apkure? To var noskaidrot, ja apkures sezonas laikā kārto statistiku. Turklāt ir jāsaskaita visas izmaksas, piemēram, destilētā ūdens izmaksas, sārmu izmaksas, elektrības izmaksas, katlu remonta un uzstādīšanas izmaksas. Pamatojoties uz to, jūs varat izlemt, vai šāda veida apkure ir piemērota jūsu mājām vai nē.

Saskarsmē ar

Ūdens plūsmas spēks ir atjaunojams dabas resurss, kas ļauj iegūt praktiski bezmaksas elektroenerģiju. Dabas dāvinātā enerģija dos iespēju ietaupīt uz komunālajiem maksājumiem un atrisināt iekārtu uzlādes problēmu.

Ja pie mājas tek kāds strauts vai upe, ir vērts to izmantot. Viņi varēs nodrošināt objektu un māju ar elektrību. Un, ja jūs uzbūvējat hidroelektrostaciju ar savām rokām, ekonomiskais efekts ievērojami palielinās.

Prezentētajā rakstā ir sīki aprakstītas privāto hidrotehnisko būvju ražošanas tehnoloģijas. Mēs runājām par to, kas nepieciešams, lai izveidotu sistēmu un savienotu to ar patērētājiem. Šeit jūs uzzināsiet par visām iespējām miniatūriem enerģijas piegādātājiem, kas samontēti no metāllūžņu materiāliem.

Hidroelektrostacijas ir struktūras, kas var pārvērst ūdens kustības enerģiju elektroenerģijā. līdz šim tos aktīvi izmanto tikai Rietumos. Mūsu valstī šī daudzsološā nozare sper tikai pirmos kautrīgos soļus.

Mazās privātās hidroelektrostacijas var būt dambji lielās upēs, kas ģenerē no desmit līdz vairākiem simtiem megavatu, vai mini hidroelektrostacijas ar maksimālo jaudu 100 kW, kas ir pilnīgi pietiekami privātmājas vajadzībām. Uzzināsim vairāk par pēdējo.

Garland stacija ar hidrauliskām skrūvēm

Konstrukcija sastāv no rotoru ķēdes, kas piestiprināta pie elastīga tērauda troses, kas izstiepta pāri upei. Pats kabelis spēlē rotācijas vārpstas lomu, kuras viens gals ir piestiprināts pie atbalsta gultņa, bet otrs aktivizē ģeneratora vārpstu.

Katrs “vītnes” hidrauliskais rotors spēj ģenerēt aptuveni 2 kW enerģijas, tomēr ūdens plūsmas ātrumam tam jābūt vismaz 2,5 metriem sekundē, un rezervuāra dziļumam nevajadzētu pārsniegt 1,5 m.

Garland hidroelektrostacijas darbības princips ir vienkāršs: ūdens spiediens griež hidrauliskās skrūves, kas griež kabeli un liek ģeneratoram ražot enerģiju.

Garland stacijas veiksmīgi tika izmantotas vēl pagājušā gadsimta vidū, bet dzenskrūves lomu toreiz pildīja paštaisītas dzenskrūves un pat skārda kārbas. Mūsdienās ražotāji piedāvā vairāku veidu rotorus dažādiem darbības apstākļiem.

Tie ir aprīkoti ar dažāda izmēra asmeņiem, kas izgatavoti no lokšņu metāla, un ļauj iegūt maksimālu efektivitāti no stacijas darbības.

Bet, lai gan šo hidroģeneratoru ir diezgan vienkārši ražot, tā darbībai ir nepieciešami vairāki īpaši apstākļi, kas ne vienmēr ir realizējami reālajā dzīvē. Šādas būves bloķē upes gultni, un maz ticams, ka jūsu kaimiņi gar krastu, nemaz nerunājot par vides dienestu pārstāvjiem, ļaus jums izmantot strauta enerģiju saviem mērķiem.

Turklāt ziemā instalāciju var izmantot tikai uz neaizsalstošām rezervuāriem, un skarbā klimatā to var saglabāt vai demontēt. Tāpēc vītņu stacijas tiek uzceltas īslaicīgi un galvenokārt pamestās vietās (piemēram, pie vasaras ganībām).

Rotācijas stacijas ar jaudu no 1 līdz 15 kW/stundā ģenerē līdz 9,3 MW mēnesī un ļauj patstāvīgi atrisināt elektrifikācijas problēmu reģionos, kas atrodas tālu no centralizētām maģistrālēm

Mūsdienīgs vītnes instalācijas analogs ir iegremdējamās vai peldošās karkasa stacijas ar šķērsvirziena rotoriem. Atšķirībā no vītnes priekšgājēja šīs konstrukcijas neaizsprosto visu upi, bet izmanto tikai daļu no upes gultnes, un tās var uzstādīt uz pontona/plosta vai pat nolaist līdz ūdenskrātuves dibenam.

Vertikālais Daria rotors

Darrieus rotors ir turbīnas ierīce, kas nosaukta tās izgudrotāja vārdā 1931. gadā. Sistēma sastāv no vairākiem aerodinamiskiem lāpstiņiem, kas piestiprināti pie radiālām sijām un darbojas ar diferenciālo spiedienu, izmantojot “paceļamā spārna” principu, ko plaši izmanto kuģu būvē un aviācijā.

Lai gan šādas iekārtas pārsvarā izmanto vēja ģeneratoru izveidošanai, tās var strādāt arī ar ūdeni. Bet šajā gadījumā ir nepieciešami precīzi aprēķini, lai izvēlētos lāpstiņu biezumu un platumu atbilstoši ūdens plūsmas stiprumam.

Daria rotors atgādina “vēja dzirnavas”, ir uzstādīts tikai zem ūdens, un tas var darboties neatkarīgi no plūsmas ātruma sezonālām svārstībām

Vertikālos rotorus reti izmanto, lai izveidotu vietējās hidroelektrostacijas. Neskatoties uz labajiem efektivitātes rādītājiem un šķietamo konstrukcijas vienkāršību, iekārtu darbība ir diezgan sarežģīta.

Pirms darba uzsākšanas sistēma ir “jāuzgriež”, bet tikai rezervuāra aizsalšana var apturēt darba staciju. Tāpēc Darrieus rotoru galvenokārt izmanto rūpniecības uzņēmumos.

Zemūdens dzenskrūves "vēja dzirnavas"

Patiesībā šīs ir visvienkāršākās gaisa vējdzirnavas, tikai tās ir uzstādītas zem ūdens. Lāpstiņu izmēri, lai nodrošinātu maksimālo griešanās ātrumu un minimālo pretestību, tiek aprēķināti atkarībā no plūsmas spēka. Piemēram, ja strāvas ātrums nepārsniedz 2 m/sek, tad asmens platumam jābūt 2-3 cm robežās.

Zemūdens dzenskrūvi ir viegli izgatavot ar savām rokām, taču tas ir piemērots tikai dziļām un straujām upēm - seklā ūdenstilpē rotējošie lāpstiņas var radīt savainojumus makšķerniekiem, peldētājiem, ūdensputniem un dzīvniekiem.

Šādas vējdzirnavas ir uzstādītas “pret plūsmu”, bet to lāpstiņas darbojas nevis ūdens spiediena spiediena, bet gan celšanas spēka ģenerēšanas dēļ (pēc lidmašīnas spārna vai kuģa propellera principa).

Ūdens ritenis ar asmeņiem

Ūdensritenis ir viena no vienkāršākajām hidrauliskā dzinēja versijām, kas pazīstama kopš Romas impērijas laikiem. Tās darbības efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no avota veida, uz kura tas ir uzstādīts.

Ieliešanas ritenis var griezties tikai plūsmas ātruma dēļ, un uzpildes ritenis var griezties tikai ar spiediena un ūdens svara palīdzību, kas no augšas krīt uz asmeņiem

Atkarībā no ūdensteces dziļuma un gultnes var uzstādīt dažāda veida riteņus:

• Mērce (vai apakšā)– piemērots seklām upēm ar straujām straumēm.
• Vidēja diapazona– atrodas kanālos ar dabīgām kaskādēm tā, lai plūsma kristu aptuveni rotējošā trumuļa vidū.
• Šķidrums (vai virs galvas)– ir uzstādīti zem dambja, caurules vai dabiskas krāces apakšā, lai krītošais ūdens turpinātu savu ceļu pāri riteņa augšdaļai.

Bet visu opciju darbības princips ir vienāds: ūdens nokrīt uz asmeņiem un virza riteni, kas liek mini elektrostacijas ģeneratoram griezties.

Hidraulisko iekārtu ražotāji piedāvā jau gatavas turbīnas, kuru lāpstiņas ir īpaši pielāgotas noteiktam ūdens plūsmas ātrumam. Bet mājamatnieki izgatavo bungu konstrukcijas vecmodīgā veidā - no metāllūžņiem.

Savas hidroelektrostacijas izveide ir viens no ekonomiski izdevīgākajiem un videi draudzīgākajiem veidiem, kā nodrošināt enerģijas resursus vasarnīcai, lauku saimniecībai vai tūristu bāzei.

Iespējams, optimizācijas trūkums ietekmēs efektivitātes rādītājus, taču paštaisīta aprīkojuma izmaksas būs vairākas reizes lētākas nekā iegādātais analogs. Tāpēc ūdens ritenis ir vispopulārākais variants, lai organizētu savu mini hidroelektrostaciju.

Hidroelektrostacijas uzstādīšanas nosacījumi

Neskatoties uz hidroģeneratora saražotās enerģijas vilinošo lētumu, ir svarīgi ņemt vērā ūdens avota īpašības, kuras resursus plānojat izmantot savām vajadzībām.

Galu galā ne katra ūdenstece ir piemērota mini hidroelektrostacijas darbībai, it īpaši visu gadu, tāpēc nav par ļaunu, ja rezervē ir iespēja pieslēgties centralizētai maģistrālei.

Daži plusi un mīnusi

Atsevišķas hidroelektrostacijas galvenās priekšrocības ir acīmredzamas: lēts aprīkojums, kas ražo lētu elektroenerģiju, turklāt nekaitē dabai (atšķirībā no dambjiem, kas bloķē upes tecējumu). Lai gan sistēmu nevar saukt par absolūti drošu, turbīnu rotējošie elementi joprojām var radīt traumas zemūdens pasaules iedzīvotājiem un pat cilvēkiem.

Lai novērstu negadījumus, hidroelektrostacijai jābūt nožogotai, un, ja sistēmu pilnībā slēpj ūdens, krastā jāuzstāda brīdinājuma zīme

Mini hidroelektrostaciju priekšrocības:

1. Atšķirībā no citiem “bezmaksas” enerģijas avotiem (saules paneļiem, vēja ģeneratoriem), hidrauliskās sistēmas var darboties neatkarīgi no diennakts laika un laikapstākļiem. Vienīgais, kas tos var apturēt, ir rezervuāra sasalšana.
2. Lai uzstādītu hidroģeneratoru, nav nepieciešama liela upe - vienus un tos pašus ūdensratus var veiksmīgi izmantot pat mazās (bet straujās!) straumēs.
3. Iekārtas neizdala kaitīgas vielas, nepiesārņo ūdeni un darbojas gandrīz klusi.
4. Lai uzstādītu mini hidroelektrostaciju ar jaudu līdz 100 kW, jums nav jāsaņem atļaujas (lai gan viss ir atkarīgs no vietējām iestādēm un uzstādīšanas veida).
5. Elektrības pārpalikumu var pārdot kaimiņu mājām.

Runājot par trūkumiem, nepietiekama strāvas stiprums var kļūt par nopietnu šķērsli iekārtas produktīvai darbībai. Šajā gadījumā būs jābūvē palīgbūves, kas rada papildu izmaksas.

Ja tuvējās upes potenciālā enerģija, pamatojoties uz aptuvenu aprēķinu, nav pietiekama, lai saražotu elektroenerģiju praktiskai lietošanai pietiekamā apjomā, ir vērts pievērst uzmanību. Kā efektīvs papildinājums kalpos vējdzirnavas.

Ūdens plūsmas stipruma mērīšana

Pirmā lieta, kas jums jādara, lai padomātu par stacijas uzstādīšanas veidu un metodi, ir izmērīt ūdens plūsmas ātrumu jūsu iecienītākajā avotā.

Vienkāršākais veids ir nolaist jebkuru vieglu priekšmetu (piemēram, tenisa bumbiņu, putuplasta gabalu vai makšķerēšanas pludiņu) uz krāces un ar hronometru izmērīt laiku, kas nepieciešams, lai tas nopeldētu attālumu līdz kādam orientierim. . Standarta distance “peldēšanai” ir 10 metri.

Ja rezervuārs atrodas tālu no mājas, varat izveidot novirzīšanas kanālu vai cauruļvadu un tajā pašā laikā rūpēties par augstuma atšķirībām

Tagad jums ir jāsadala nobrauktais attālums metros ar sekunžu skaitu - tas būs strāvas ātrums. Bet, ja iegūtā vērtība ir mazāka par 1 m/sek, būs nepieciešams uzcelt mākslīgas konstrukcijas, lai paātrinātu plūsmu augstuma izmaiņu dēļ.

To var izdarīt ar saliekama aizsprosta vai šauras kanalizācijas caurules palīdzību. Bet bez labas plūsmas ideja par hidroelektrostaciju būs jāatsakās.

Hidroelektrostacijas ražošana uz ūdens rata bāzes

Protams, montēt un uzstādīt kolosu, kas paredzēts, lai apkalpotu uzņēmumu vai apdzīvotu vietu pat pārdesmit māju, ir ideja no zinātniskās fantastikas jomas. Bet mini hidroelektrostacijas celtniecība ar savām rokām, lai ietaupītu elektroenerģiju, ir pilnīgi iespējama. Turklāt jūs varat izmantot gan gatavus komponentus, gan improvizētus materiālus.

Tāpēc mēs soli pa solim apsvērsim visvienkāršākās konstrukcijas - ūdens rata - izgatavošanu.

Nepieciešamie materiāli un instrumenti

Lai ar savām rokām izgatavotu mini hidroelektrostaciju, jums jāsagatavo metināšanas iekārta, leņķa slīpmašīna, urbis un palīginstrumentu komplekts - āmurs, skrūvgriezis, lineāls.

Materiāli, kas jums būs nepieciešami:

• Stūri un lokšņu metāls ar biezumu vismaz 5 mm.
• PVC vai cinkota tērauda caurules asmeņu izgatavošanai.
• Ģenerators (varat izmantot gatavu vai izgatavot pats, kā šajā piemērā).
• Bremžu diski.
• Vārpsta un gultņi.
• Saplāksnis.
• Polistirola sveķi rotora un statora liešanai.
• 15 mm vara stieple paštaisītam ģeneratoram.
• Neodīma magnēti.

Ņemiet vērā, ka riteņa konstrukcija pastāvīgi saskarsies ar ūdeni, tāpēc metāla un koka elementi jāizvēlas ar aizsardzību pret mitrumu (vai arī pašiem jārūpējas par to impregnēšanu un krāsošanu). Ideālā gadījumā saplāksni var aizstāt ar plastmasu, bet koka detaļas ir vieglāk iegūt un veidot sev vēlamā formā.

Riteņu montāža un sprauslu izgatavošana

Paša riteņa pamatā var būt divi vienāda diametra tērauda diski (ja ir iespējams iegūt tērauda trumuli no kabeļa - lieliski, tas ievērojami paātrinās montāžas procesu).

Bet, ja pie rokas esošajos materiālos metāls nav atrodams, no ūdensizturīga saplākšņa var izgriezt apļus, lai gan pat apstrādātas koksnes izturību un kalpošanas laiku nevar salīdzināt ar tēraudu. Pēc tam vienā no diskiem jāizgriež apaļš caurums ģeneratora uzstādīšanai.

Pēc tam tiek izgatavoti asmeņi, un būs nepieciešami vismaz 16 gabali. Lai to izdarītu, cinkotas caurules tiek sagrieztas gareniski divās vai četrās daļās (atkarībā no diametra). Pēc tam griešanas vietas un pašu asmeņu virsma ir jānopulē, lai samazinātu enerģijas zudumus berzes dēļ.

Asmeņi ir uzstādīti aptuveni 40-45 grādu leņķī - tas palīdzēs palielināt virsmas laukumu, ko ietekmēs plūsmas spēks

Attālumam starp abiem sānu diskiem jābūt pēc iespējas tuvākam asmeņu garumam. Lai iezīmētu vietu topošajām rumbu vietām, ieteicams no saplākšņa izgatavot veidni, kurā tiks atzīmēta katras daļas atrašanās vieta un caurums riteņa stiprināšanai pie ģeneratora. Gatavos marķējumus var piestiprināt pie viena diska ārpuses.

Pēc tam apļi tiek uzstādīti paralēli viens otram, izmantojot cietus vītņotus stieņus, un asmeņi tiek metināti vai pieskrūvēti vēlamajās pozīcijās. Bungas griezīsies uz gultņiem, un kā balsts tiek izmantots rāmis, kas izgatavots no leņķiem vai maza diametra caurulēm.

Sprausla ir paredzēta kaskādes tipa ūdens avotiem - šāda uzstādīšana ļaus maksimāli izmantot plūsmas enerģiju. Šis palīgelements ir izgatavots, saliekot lokšņu metālu, pēc tam metinot šuves, un pēc tam uzstādīts uz caurules.

Taču, ja jūsu apkaimē ir līdzena upe bez krācēm vai citiem augstkalnu šķēršļiem, šī detaļa nav nepieciešama.

Ir svarīgi, lai sprauslas izplūdes atveres platums atbilstu paša riteņa platumam, pretējā gadījumā daļa plūsmas ies “dīkstāvē” un nesasniegs asmeņus.

Tagad ritenis ir jāuzstāda uz ass un jāuzstāda uz balsta, kas izgatavots no metinātiem vai pieskrūvētiem stūriem. Atliek tikai uztaisīt ģeneratoru (vai uzstādīt gatavu) un var doties uz upi.

DIY ģenerators

Lai izgatavotu paštaisītu ģeneratoru, jums ir jāaptin un jāpiepilda stators, kuram jums būs nepieciešami spoles ar 125 vara stieples apgriezieniem katrā. Pēc to savienošanas visa konstrukcija ir piepildīta ar poliestera sveķiem.

Katra fāze sastāv no trim sērijveidā piestiprinātām šķeterēm, tāpēc savienojumu var izveidot zvaigznes vai trīsstūra formā ar vairākiem ārējiem vadiem

Tagad jums ir jāsagatavo saplākšņa veidne, kas atbilst bremžu diska izmēram.

Uz koka gredzena ir izgatavoti marķējumi un izveidoti spraugas magnētu uzstādīšanai (šajā gadījumā tika izmantoti neodīma magnēti 1,3 cm biezumā, 2,5 cm platumā un 5 cm garumā). Tad arī iegūtais rotors ir piepildīts ar sveķiem, un pēc žāvēšanas tas tiek piestiprināts pie riteņa trumuļa.

Ūdens ritenis ar rotoru no bremžu diskiem un ģeneratoru no vara stieples spolēm - krāsots, reprezentabls un gatavs lietošanai

Pēdējā lieta, kas jāuzstāda, ir alumīnija korpuss ar ampērmetru, kas pārklāj taisngriežus. Šo elementu uzdevums ir pārveidot trīsfāzu strāvu līdzstrāvā.

Pēc riteņa uzstādīšanas nelielas upes plūsmā ar kaskādi vai izplūdes cauruli, varat paļauties uz mini hidroelektrostacijas veiktspēju 1,9 A * 12 V pie 110 apgr./min.

Lai lapas, smiltis un citi ar plūsmu atnestie gruži neiekļūtu ritenī, ierīces priekšā vēlams novietot aizsargtīklu.

Video #3. Stacija, kuras pamatā ir velosipēda ritenis, ir interesanta iespēja atrisināt energoapgādes problēmu atvaļinājumā tālu no civilizācijas:

Kā redzat, ūdens mini elektrostacijas celtniecība ar savām rokām nav tik sarežģīta. Bet, tā kā lielākā daļa tā komponentu aprēķinu un parametru tiek noteikti “ar aci”, jums jābūt gatavam iespējamiem bojājumiem un saistītajām izmaksām.

Ja jūtat zināšanu un pieredzes trūkumu šajā jomā, jāuzticas speciālistiem, kuri veiks visus nepieciešamos aprēķinus, ieteiks Jūsu lietai optimālo aprīkojumu un to efektīvi uzstādīs.

Lūdzu, ierakstiet komentārus zemāk esošajā blokā. Dalieties ar interesantu informāciju un noderīgus ieteikumus, atstājiet tematiskās fotogrāfijas. Varbūt vēlaties pastāstīt, kā jūs savām rokām uzcēlāt funkcionējošu hidroelektrostaciju piepilsētas zemes gabalā? Mēs labprāt izlasīsim jūsu stāstu par ierīces procesu un darbību.

Ja pie mājas plūst upīte vai kaut mazs strautiņš, tad ar paštaisītas mini hidroelektrostacijas palīdzību var tikt pie bezmaksas elektrības. Varbūt tas nebūs ļoti liels budžeta papildinājums, taču apziņa, ka jums ir sava elektrība, maksā daudz vairāk. Nu, ja, piemēram, vasarnīcā nav centrālās barošanas avota, tad pat nelieli elektroenerģijas daudzumi būs vienkārši nepieciešami. Tātad, lai izveidotu paštaisītu hidroelektrostaciju, ir nepieciešami vismaz divi nosacījumi - ūdens resursa pieejamība un vēlme.

Ja abi ir klāt, tad vispirms jāizmēra upes tecējuma ātrums. Tas izdarāms ļoti vienkārši – iemet upē zaru un izmēriet laiku, kurā tas nopeld 10 metrus. Dalot metrus ar sekundēm, jūs iegūstat pašreizējo ātrumu m/s. Ja ātrums ir mazāks par 1 m/s, tad produktīva mini hidroelektrostacija nedarbosies. Šajā gadījumā varat mēģināt palielināt plūsmas ātrumu, mākslīgi sašaurinot kanālu vai izveidojot nelielu aizsprostu, ja jums ir darīšana ar nelielu straumi.

Kā ceļvedi varat izmantot attiecību starp plūsmas ātrumu m/s un no dzenskrūves vārpstas izņemtās elektrības jaudu kW (skrūves diametrs 1 metrs). Dati ir eksperimentāli, patiesībā iegūtā jauda ir atkarīga no daudziem faktoriem, taču tā ir piemērota novērtēšanai. Tātad:

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 utt.

Jauda paštaisīta mini hidroelektrostacija proporcionāls plūsmas ātruma kubam. Kā jau norādīts, ja plūsmas ātrums ir nepietiekams, mēģiniet to mākslīgi palielināt, ja tas, protams, ir iespējams.

Mini hidroelektrostaciju veidi

Pašmāju mini hidroelektrostacijām ir vairākas galvenās iespējas.

Ūdens ritenis

Šis ir ritenis ar asmeņiem, kas uzstādīti perpendikulāri ūdens virsmai. Ritenis ir mazāk nekā puse iegremdēts plūsmā. Ūdens spiež uz asmeņiem un griež riteni. Ir arī turbīnu riteņi ar īpašām lāpstiņām, kas optimizētas šķidruma plūsmai. Bet tie ir diezgan sarežģīti dizaini, vairāk rūpnīcā izgatavoti nekā mājās.

Rotors Daria

Tas ir vertikālās ass rotors, ko izmanto elektroenerģijas ražošanai. Vertikāls rotors, kas griežas spiediena starpības dēļ uz tā asmeņiem. Spiediena starpība rodas šķidruma plūsmas dēļ ap sarežģītām virsmām. Efekts ir līdzīgs zemūdens spārnu pacelšanai vai lidmašīnas spārna pacelšanai. Šo dizainu 1931. gadā patentēja franču aeronavigācijas inženieris Žoržs Žans Marī Darjē. Bieži izmanto arī vēja turbīnu konstrukcijās.

Garlyandnaya hidroelektrostacija

Hidroelektrostacija sastāv no vieglajām turbīnām - hidrauliskajiem dzenskrūvēm, kas savērtas un stingri piestiprinātas vītnes veidā uz kabeļa, kas izmests pāri upei. Viens kabeļa gals ir fiksēts atbalsta gultnī, otrs rotē ģeneratora rotoru. Šajā gadījumā kabelis spēlē sava veida vārpstas lomu, kuras rotācijas kustība tiek pārraidīta uz ģeneratoru. Ūdens plūsma rotē rotorus, rotori griež kabeli.

Propellers

Arī aizgūts no vēja elektrostaciju projektiem, sava veida “zemūdens vēja turbīna” ar vertikālu rotoru. Atšķirībā no gaisa dzenskrūves, zemūdens dzenskrūvei ir minimāla platuma lāpstiņas. Ūdenim pietiek ar lāpstiņas platumu tikai 2 cm.Ar šādu platumu būs minimāla pretestība un maksimālais griešanās ātrums. Šāds lāpstiņu platums tika izvēlēts plūsmas ātrumam 0,8-2 metri sekundē. Pie lielāka ātruma citi izmēri var būt optimāli. Propellers kustas nevis ūdens spiediena dēļ, bet gan celšanas spēka ģenerēšanas dēļ. Gluži kā lidmašīnas spārns. Dzenskrūves lāpstiņas pārvietojas pāri plūsmai, nevis tiek vilktas plūsmas virzienā.

Dažādu paštaisītu mini hidroelektrostaciju sistēmu priekšrocības un trūkumi

Trūkumi Garland hidroelektrostacija acīmredzams: liels materiālu patēriņš, bīstamība apkārtējiem (garš zemūdens kabelis, rotori paslēpti ūdenī, bloķē upi), zema efektivitāte. Gārlendas hidroelektrostacija ir sava veida neliels aizsprosts. Vēlams lietot neapdzīvotās, nomaļās vietās ar atbilstošām brīdinājuma zīmēm. Var būt nepieciešama iestāžu un vides aizsardzības speciālistu atļauja. Otra iespēja ir neliela straume jūsu dārzā.
Rotors Daria- grūti aprēķināt un ražot. Darba sākumā jums tas ir jāatvieno. Bet tas ir pievilcīgi, jo rotora ass atrodas vertikāli un jaudu var noņemt virs ūdens, bez papildu pārnesumiem. Šāds rotors griezīsies, mainoties plūsmas virzienam - tas ir plus.

Visbiežāk, kad paštaisītu hidroelektrostaciju celtniecība saņēma propellera un ūdensrata shēmas. Tā kā šīs opcijas ir salīdzinoši vienkārši izgatavojamas, tām ir nepieciešami minimāli aprēķini un tās tiek ieviestas ar minimālām izmaksām, tām ir augsta efektivitāte un tās ir viegli konfigurējamas un darbināmas.

Ja jums nav ūdens enerģijas resursa, varat izveidot savu mājas vēja elektrostaciju.

P vienkāršākās mini hidroelektrostacijas piemērs

Vienkāršāko hidroelektrostaciju var ātri uzbūvēt no parasta velosipēda ar dinamisku priekšējo lukturi. Vairāki asmeņi (2-3) jāsagatavo no cinkota dzelzs vai plānas alumīnija loksnes. Asmeņiem jābūt garumā no riteņa loka līdz rumbai un 2-4 cm platumā.Šos asmeņus uzstāda starp spieķiem, izmantojot jebkuru pieejamo metodi vai izmantojot iepriekš sagatavotus stiprinājumus.
Ja izmantojat divus asmeņus, novietojiet tos vienu pret otru. Ja vēlaties pievienot vairāk asmeņu, sadaliet riteņa apkārtmēru ar asmeņu skaitu un uzstādiet tos ar vienādiem intervāliem. Varat eksperimentēt ar riteņa iegremdēšanas dziļumu ar asmeņiem ūdenī. Parasti tas ir iegremdēts no vienas trešdaļas līdz pusei.
Ceļojošās vēja elektrostacijas variants tika apsvērts jau iepriekš.

Šāda mikro hidroelektrostacija neaizņem daudz vietas un lieliski kalpos velosipēdistiem - galvenais, lai būtu strauts vai upīte - kas parasti ir nometnes ierīkošanas vieta. Mini hidroelektrostacija no velosipēda var apgaismot telti un uzlādēt mobilos tālruņus vai citus sīkrīkus.

Vienā no Altaja ciemiem vietējie iedzīvotāji kādu brīvdienu dienu sakņojas pa parasto ceļu no savas mājas uz upi. Viņu iztēli skāra kaut kas nepieredzēts: tieši vakar upe nebija “nekas īpašs”. Ūdens tek un tek, un nevienam nekaitē. Un tad... Vai nu naktī, vai ar pirmajiem saules stariem, ciemam guļot, daži citplanētieši uzstādīja riteni ar lāpstiņām pāri ūdens plūsmai un tagad uz ciematu stiepjas garš vads.

Kad vecmāmiņa Sofija Arkadjevna ieteica, ka naktī ieradās “citplanētieši apakštasītēs”, kāds gudrs vīrietis, kurš strādāja kokzāģētavā, nekavējoties noraidīja šo eksotisko versiju. Ja tie bija citplanētieši, tad kāpēc viņiem bija tik sarūsējis un greizs aprīkojums? Patiešām, upes plūsmās iestiepās līki asmeņi, pašas konstrukcijas metāla korpuss izskatījās nobružāts, šur tur sarūsējis, un tam visam bija acīmredzama zemes izcelsme. "Citplanētieši nelido uz tādām sarūsējušām skārda kārbām!" Viņiem ir zvaigžņu kuģi, kas izgatavoti ar taustekļiem! – vīrietis loģiski secināja.

Vads no konstrukcijas veda uz vietējā izgudrotāja Nikolaja Petroviča māju. Šis vīrietis visā ciemā bija pazīstams kā dīvains, bet zinātnieks, jo viņš vienmēr kaut ko gatavoja mini darbnīcā. Viņš kaut ko “vārīja”, dauzīja ar āmuriem, zāģēja, tas ir, strādāja ar rokām. Viņa divi dēli vienmēr viņam palīdzēja. "Atkal mūsu Petrovičs ir kaut ko izdomājis!" - secināja gudrā kokzāģētavas darbiniece.

Izrādījās, ka pirmajā rītausmā izgudrotājs upē pāri straumei uzstādīja riteni ar asmeņiem. Mazliet pagāja brīnumrata izgatavošana, hidrauliskā piedziņa, vecs elektriskais mini ģenerators, pāris gultņi un neizskatīgi lietots ritenis. Kāds brīnumlīdzeklis stāvēja ceļā parastajai upes plūdumam? Atbilde: visvienkāršākā hidroelektrostacija, kas izgudrota un samontēta ar savām rokām. Un arī mani dēli palīdzēja, kā parasti. Bet pat riteņa mini izmērs nedaudz nobiedēja iedzīvotājus: kaut kas šeit bija netīrs!

Mini hidroelektrostacija. Popularitātes pieauguma iemesli

Maza hidroelektrostacija nav tik sarežģīta struktūra. Gluži pretēji, nepieciešamā aprīkojuma sastāvs un darbības princips ir vienkāršs. Jo vienkāršāks mehānisms, jo ilgāk tas parasti kalpo, un otrādi, sarežģītas ierīces sabojājas daudz biežāk, un tās nav viegli salabot ar savām rokām. Mūsu gadījumā izgudrotājs izmanto parastās straujās Altaja upes ūdens plūsmas jaudu, ūdens enerģija tiek pārnesta uz miniturbīnas lāpstiņām, pēc tam uz hidraulisko piedziņu un ģeneratoru. Tagad jau saņemam elektrību.

Katru gadu dārgie kilovati gala patērētājam izmaksā arvien vairāk. Tāpēc daži dedzīgi māju īpašnieki sāka rūpīgi meklēt alternatīvus elektriskās strāvas ģenerēšanas veidus. Daži cilvēki uzstāda dīzeļģeneratorus, ja viņiem ir pieejama lēta dīzeļdegviela. Kāds izmanto vēja enerģiju, un kāds, kurš dzīvo uz strauja ūdens, domāja izmantot nelielu hidroelektrostaciju.

Kur sākt?

Jau minējām par ātrā ūdens nepieciešamību pie mājas, lai izmantotu nelielu hidroelektrostaciju. Ar saviem asmeņiem tas uztvers upes straumi un dos cilvēkiem gaismu. Tagad Krievijā nav problēmu iegādāties līdzīgus produktus, piemēram, no Ķīnas. Ierobežotā pārdošanā ir arī vietējie mini paraugi. Bet kur jums vajadzētu sākt? Jums jāzina plūsmas ātrums. Krievijā ir ļoti daudz upju, bet ne visur būs iespējams uzstādīt hidroelektrostaciju jūsu mājām.

Plūsmas ātruma mērīšanai ir īpašas ierīces, bet visbiežāk parastam cilvēkam, nevis speciālistam, šīs iekārtas nav. Nekādu problēmu! Parasta atjautība un matemātika ar saviem precīziem aprēķiniem nāks palīgā.

Mēram desmit metrus augšpus upes. Mēs ieliekam atzīmes. Tālāk mums būs nepieciešams hronometrs (tagad atrodams gandrīz katrā telefonā), palīgs (derēs pat “puņķains” zēns/meitene) un koka gabals. Lūdzam palīgu paņemt kādu koka gabalu (iepriekš nolauzt šķembu no dēļa) un iet pa upi līdz atzīmei. Stāviet kaut kur pa vidu, sakiet savam palīgam nolaist koka gabalu ūdenī tieši 10 metru augšējās atzīmes līmenī. Pēc jūsu komandas "Atlaidiet!" palīgs atlaiž šķembu, un tu uzreiz iedarbini hronometru.

Koka gabals peld pa upi, un jūs to pavadāt. Stingri turiet hronometru ar rokām un, kad koka gabals sasniedz 10 metru trases apakšējo atzīmi, nospiediet "beigas" atpakaļskaitīšanas pogu. Šķirne peld tālāk, ar savu piemēru tas mums palīdzēja zinātniskā eksperimentā, un tagad jums ir nepieciešamie dati matemātiskiem aprēķiniem: sadaliet 10 metrus ar hronometra parādīto sekunžu skaitu. Rezultātā mēs iegūstam vēlamo plūsmas ĀTRUMU.

Tas ir atkarīgs no jūsu veiksmes. Bet ja plūsmas ātrums ir mazāks par 1 metru/sek, tad spēle nav sveces vērta. Protams, ir veidi, kā palielināt ātrumu un izmantot krītoša ūdens enerģiju, taču, lai to izdarītu, jums ar savām rokām jāizveido mini dambis, jānobloķē plūsma, un tas jau ir lieli izdevumi un maigi izsakoties, kaimiņu neapmierinātība, un pat dzīvās radības pašā upē. Mums jāatceras, ka ūdens ir agresīva vide un pakļauj jebkuru metālu korozijai un iznīcināšanai. Tātad, jo vairāk iekārtu izmantos, jo dārgāka būs hidroelektrostacija. Tas nozīmē, ka biežāk būs jāveic remonts ar savām rokām vai jāaicina speciālisti no malas, un pati enerģija būs dārga.

Mini hidroelektrostaciju iespējas

Kā tad? Kā izmantot upes tecējumu bez liela mēroga investīcijām? Tad mums ir nepieciešams parasts plūsmas aparāts. Šobrīd ir izstrādātas četru veidu kompaktās hidroelektrostacijas, kurām nav nepieciešama upju aizdambēšana.

Propellers

Karlosonam uz muguras bija mini propelleris, un tas savu darbu veica lieliski. Resnais puisis ar mazajām rociņām pielāgo uzvalku un lido uz jumta. Arī dzenskrūve - tāpat kā hidroelektrostacijas tips - darbojas labi un ir vertikāls rotors, kura lāpstiņas ir aptuveni divus centimetrus lielas. Palielinot asmeņu platumu, palielināsies pretestība un netiks sasniegts nepieciešamais griešanās ātrums.

Rotoru novieto zem ūdens. Propellers ir paredzēts upes ūdens ātrumam līdz 2 metriem/sek. Hidroelektrostacija uz dzenskrūves bāzes ir viens no pieejamākajiem alternatīvās hidroelektrostacijas veidiem privātai mājsaimniecībai. Tomēr mums jāatceras, ka dzenskrūve pat ar mazajām “rociņām - asmeņiem” var kaitēt upes savvaļas dzīvniekiem.

Dardjē - rotors

Arī šis rotors ir novietots zem ūdens, taču šoreiz tiek izmantots spiediena starpības spēks uz tā dažādajiem lāpstiņām. Dardieu rotora reljefs ir sarežģīts, ūdens plūst ap to īpašā veidā, tāpēc tas griežas. Žoržs Dardjē ir franču izgudrotājs, kurš izgudroja šo ierīci. Dardieu rotoru izgatavot ir grūtāk nekā dzenskrūvi, taču tas rada diezgan lielu jaudu.

Garland

Neliela hidroelektrostacija ar vītni nav jaungada joks, lai gan drīz tuvojas Jaunais gads. Garland mūsu gadījumā ir garš kabelis, uz kura ir uzvilkti rotori. Visa konstrukcija ir pilnībā nolaista ūdens plūsmā, un rotori sāk griezties. Tajā pašā laikā tie rotē arī pašu kabeli, kas vienā galā ir nostiprināts gultnē un otrā galā savienots ar ģeneratoru. Tik daudz par elektrību.
Bet ir arī mīnuss: vītne bloķē visu upi no viena krasta līdz otram, kas nozīmē, ka tā var savainot bērnu, piemēram, ja viņš ar rokām iekļūst ūdenī, meklējot skaistu oļu. Garland hidroelektrostacija ir ļoti bīstama! Vēlams kaut kā iezīmēt tās atrašanās vietu un norobežot.

Šeit mēs runājam par spēkstacijas mini versiju, kas izmanto tekoša ūdens enerģiju. Tieši šo riteni mūsu stāsta sākumā uzstādīja Nikolajs Petrovičs no Altaja. Ritenis pilnībā nenogrimst zem ūdens, tas paceļas virs tā, un asmeņi ir daļēji iegremdēti, līdz pat pusei. Konstrukcija ir novietota pāri plūsmai un, pateicoties plūsmas enerģijai, ritenis griežas, tas ir savienots ar mini ģeneratoru un... Te jums ir elektrība! Izgatavot šādu ūdens ratu ar savām rokām nav tik grūti.

Kopumā šāda veida mazajām hidroelektrostacijām sadzīves vajadzībām ir laba nākotne. To mazie izmēri un relatīvā ērtā izvietošana ļaus tos izmantot gandrīz visur, kur ir upe un pietiekama ūdens plūsma. Šīs ierīces spēj nodrošināt gandrīz bezmaksas elektroenerģiju gala patērētājam. Tomēr Krievijas Federācijā šādu hidroelektrostaciju masveida ražošana vēl nav izveidota, lai gan interese par tām pieaug un pieaug.

M. Berseņevs

Kāds četrdesmit gadus vecs iedzīvotājs vienā no Tadžikistānas ziemeļu reģioniem izgudroja mini hidroelektrostaciju. Tagad 20 mājsaimniecības saņem elektrību bez maksas: