Vattenkraftgenerator. DIY vattengenerator eller hemmagjord vattenkraftverk

Regelbundna höjningar av elpriserna får många att tänka på frågan om alternativa elkällor. En av de bästa lösningarna i detta fall är ett vattenkraftverk. Sökandet efter en lösning på denna fråga gäller inte bara landets omfattning. Allt oftare kan du se mini-vattenkraftverk för hemmet (dacha). Kostnaderna i det här fallet kommer endast att vara för konstruktion och underhåll. Nackdelen med en sådan struktur är att dess konstruktion endast är möjlig under vissa förhållanden. Ett vattenflöde krävs. Dessutom kräver byggandet av denna struktur på din trädgård tillstånd från lokala myndigheter.

Schema för minivattenkraftverk

• Kanal, karakteristisk för slätter. De är installerade på floder med låga flöden.
• Stationära sådana använder energin från vattenfloder med snabbt vattenflöde.
• Vattenkraftverk installerade på platser där vattenflödet sjunker. De finns oftast i industriorganisationer.
• Mobila, som är byggda med förstärkta slangar.

För att bygga ett vattenkraftverk räcker det med en liten bäck som rinner genom platsen. Ägare av hus med central vattenförsörjning bör inte misströsta.

Ett av de amerikanska företagen har utvecklat en station som kan byggas in i ett hems vattenförsörjningssystem. En liten turbin är inbyggd i vattenförsörjningssystemet, som drivs av flödet av vatten som rör sig av gravitationen. Detta minskar vattenflödet, men minskar kostnaden för el. Dessutom är denna installation helt säker.

Även minivattenkraftverk är installerade i avloppsrör. Men deras konstruktion kräver att vissa villkor skapas. Vatten genom röret bör rinna naturligt på grund av lutningen. Det andra kravet är att rördiametern måste vara lämplig för installation av utrustningen. Och detta kan inte göras i ett separat hus.

Klassificering av minivattenkraftverk

Mini-vattenkraftverk (husen där de används är mestadels i den privata sektorn) hör oftast till en av följande typer, som skiljer sig åt i driftprincipen:

• Vattenhjulet är den traditionella typen som är lättast att implementera.
• Propeller. De används i fall där floden har en bädd som är mer än tio meter bred.
• Girlanden är installerad på floder med ett mjukt flöde. För att öka hastigheten på vattenflödet används ytterligare strukturer.
• Darrieus-rotorn installeras vanligtvis i industriföretag.

Förekomsten av dessa alternativ beror på att de inte kräver byggandet av en damm.

Vattenhjul

Detta är en klassisk typ av vattenkraftverk, som är mest populär för den privata sektorn. Minivattenkraftverk av denna typ är ett stort hjul som kan rotera. Dess blad går ner i vattnet. Resten av strukturen är ovanför flodbädden, vilket gör att hela mekanismen rör sig. Kraften överförs genom en hydraulisk drivning till en generator som producerar ström.

Propellerstation

På ramen i vertikalt läge finns en rotor och en undervattensväderkvarn, sänkt under vatten. En väderkvarn har blad som roterar under påverkan av vattenflödet. Det bästa motståndet tillhandahålls av två centimeter breda blad (med ett snabbt flöde, vars hastighet dock inte överstiger två meter per sekund).

I detta fall drivs bladen av det resulterande vattentrycket snarare än av det. Dessutom är rörelseriktningen för bladen vinkelrät mot flödesriktningen. Denna process liknar vindkraftverk, bara den fungerar under vattnet.

Garlyandnaya vattenkraftverk

Denna typ av minivattenkraftverk består av en kabel som sträcks över en flodbädd och fästs i ett stödlager. Turbiner av liten storlek och vikt (hydrauliska rotorer) hängs och styvt fixerade på den i form av en krans. De består av två halvcylindrar. På grund av axlarnas inriktning när de sänks ner i vattnet skapas ett vridmoment i dem. Detta gör att kabeln böjas, sträcks och börjar rotera. I denna situation kan kabeln jämföras med en axel som tjänar till att överföra kraft. En av ändarna på kabeln är ansluten till växellådan. Kraften från rotationen av kabeln och hydrauliska propellrar överförs till den.

Närvaron av flera "girlanger" kommer att bidra till att öka stationens kraft. De kan kopplas till varandra. Inte ens detta ökar effektiviteten i detta vattenkraftverk avsevärt. Detta är en av nackdelarna med en sådan struktur.

En annan nackdel med denna art är faran den skapar för andra. Denna typ av station kan bara användas på öde platser. Varningsskyltar krävs.

Rotor Daria

Ett mini-vattenkraftverk för ett privat hus av denna typ är uppkallat efter dess utvecklare, Georges Darrieus. Denna design patenterades redan 1931. Det är en rotor på vilken bladen sitter. De nödvändiga parametrarna väljs individuellt för varje blad. Rotorn sänks under vatten i vertikalt läge. Bladen roterar på grund av tryckskillnaden till följd av att vatten rinner över deras yta. Denna process liknar den hiss som gör att flygplan lyfter.

Denna typ av vattenkraftverk har en bra effektivitetsindikator. Trefaldig fördel - flödesriktningen spelar ingen roll.

Nackdelarna med detta inkluderar en komplex design och svår installation.

Fördelar med minivattenkraftverk

Oavsett typ av design har minivattenkraftverk ett antal fördelar:

• De är miljövänliga och producerar inga ämnen som är skadliga för atmosfären.
• Processen att generera elektricitet sker utan att skapa buller.
• Vattnet förblir rent.
• El genereras konstant, oavsett tid på dygnet eller väderförhållanden.
• Även en liten bäck räcker för att sätta upp en station.
• Överskottsel kan säljas till grannar.
• Du behöver inte mycket tillståndsdokumentation.

Gör-det-själv mini vattenkraftverk

Du kan bygga den själv för att generera el. För ett privat hem räcker det med tjugo kilowatt per dag. Till och med ett mini-vattenkraftverk monterat med dina egna händer kan klara av detta värde. Men man bör komma ihåg att denna process kännetecknas av ett antal funktioner:

• Det är ganska svårt att göra exakta beräkningar.
• Dimensionerna och tjockleken på elementen väljs "med ögat", endast experimentellt.
• Hemmagjorda strukturer har inga skyddande element, vilket leder till frekventa haverier och tillhörande kostnader.

Därför, om du inte har erfarenhet och viss kunskap inom detta område, är det bättre att överge denna typ av idé. Det kan vara billigare att köpa en färdig station.

Om du ändå bestämmer dig för att göra allt själv, måste du börja med att mäta hastigheten på vattenflödet i floden. Den kraft som kan erhållas beror trots allt på detta. Om hastigheten är mindre än en meter per sekund, kommer byggandet av ett minivattenkraftverk på denna plats inte att vara motiverat.

Ett annat steg som inte kan utelämnas är beräkningar. Det är nödvändigt att noggrant beräkna mängden kostnader som kommer att gå till att bygga stationen. Som ett resultat kan det visa sig att vattenkraft inte är det bästa alternativet. Då bör du vara uppmärksam på andra typer av alternativ el.

Ett minivattenkraftverk kan vara den optimala lösningen för att spara energikostnader. För dess konstruktion måste det finnas en flod nära huset. Beroende på önskade egenskaper kan du välja ett lämpligt alternativ för vattenkraftverk. Med rätt tillvägagångssätt kan du till och med göra en sådan konstruktion med dina egna händer.

Olika metoder används för att värma ett privat hem. De skiljer sig från varandra både i metoden för värmeöverföring och i vilken typ av energibärare som används. När du använder vattenvärme finns det flera typer av pannor beroende på typ av bränsle:

Vätgasgenerator för uppvärmning av ett privat hem

1. Fast bränsle - de använder fast bränsle för arbetet, vilket avger värme vid förbränning.
2. Elektrisk - i sådana pannor erhålls värme genom att omvandla el.
3. Gas - värme frigörs när gas brinner.

Om vi ​​betraktar gaspannor, fungerar de huvudsakligen på naturgas, även om det finns modeller för flytande gas, och nyligen har de börjat använda väte som bränsle, producerat av vatten i speciella enheter - vätegeneratorer.

Funktionsprincip

Från skolfysikkursen vet vi att vatten, när det utsätts för elektrisk ström, bryts ned i två komponenter: väte och syre. Utifrån detta fenomen byggdes en så kallad vätegenerator. Denna enhet är en enhet där en elektrokemisk reaktion sker för att producera väte och syre från vatten. Processen för elektrolys av vatten visas i figuren nedan.

Vattenelektrolysprocess

Vid utgången av generatorn bildas inte rent väte och syre, utan den så kallade bruna gasen, uppkallad efter den vetenskapsman som först fick den. Det kallas också "explosiv gas" eftersom det är explosivt under vissa förhållanden. Vid förbränning av denna gas kan man dessutom få nästan fyra gånger mer energi än vad som förbrukades på dess produktion.

En sådan väteproduktionsanläggning visas i figuren nedan.

Industrianläggning för väteproduktion

Fördelar och nackdelar

Fördelarna med denna typ av uppvärmning inkluderar följande:

1. Detta är en miljövänlig typ av uppvärmning, eftersom förbränning av väte i en syremiljö producerar vatten i form av ånga, och det finns inte längre några utsläpp av skadliga ämnen i atmosfären.
2. Du kan ansluta generatorn till det befintliga vattenvärmesystemet i ett privat hus utan några ändringar.
3. Installationen fungerar tyst, så den kräver inget speciellt utrymme.

Brister:

1. Vätgas har en hög förbränningstemperatur, som i syremiljö kan nå 3200°C, så en vanlig panna kan misslyckas mycket snabbt. I moderna enheter har forskare uppnått resultatet av gasförbränning vid en temperatur på 300°C, så problemet kan anses vara praktiskt löst.
2. Du måste vara mycket försiktig när du arbetar med Browns gas eftersom den är explosiv. Detta löses genom att använda olika säkerhetsventiler och automatik i enheten.
3. Kräver användning av destillerat vatten eller vatten med alkali för drift.
4. Hög kostnad för utrustning. För att lösa detta problem försöker många montera en väteproduktionsanläggning med sina egna händer.

DIY vätegenerator

Den hemgjorda enheten representerar schematiskt en behållare med vatten i vilken elektroder placeras för att omvandla vatten till väte och syre.

För att göra en sådan enhet med dina egna händer behöver du:

1. Plåt av rostfri metall 0,5-0,7 mm tjock. Rostfritt stål 12Х18Н10Т är lämplig.
2. Plattor i plexiglas.
3. Gummirör för att tillföra vatten och avlägsna gaser.
4. Plåt bensin- och oljebeständigt gummi 3 mm tjockt.
5. Spänningskälla – LATR med en diodbrygga för att producera likström. Den ska ge en ström på 5-8 ampere.

Först skärs plåtar av rostfritt stål till 200x200 mm rektanglar. Hörnen på plattorna måste skäras av för att sedan dra åt hela strukturen med bultar. I varje platta borrar vi ett hål med en diameter på 5 mm, på ett avstånd av 3 cm från botten av plattorna, för vattencirkulation. En tråd är också lödd till varje platta för att ansluta till strömkällan.

Före montering tillverkas gummiringar med en ytterdiameter på 200 mm och en innerdiameter på 190 mm. Du måste också förbereda två plexiglasplattor 2 cm tjocka och 200x200 mm i storlek, och du måste först göra hål i dem på fyra sidor för M8 åtdragningsbultar.

Monteringen börjar så här: lägg först den första plåten, sedan en gummiring belagd med tätningsmedel på båda sidor, sedan nästa plåt och så vidare till den sista plåten. Efter detta är det nödvändigt att dra åt hela strukturen på båda sidor med M8-bultar och plexiglasplattor. Hål borras i plattorna: i den ena i botten för tillförsel av vätska, i den andra i toppen för borttagning av gas. Där sätts ett beslag in. Medicinska PVC-rör placeras på dessa beslag. Slutresultatet bör vara en design som den i figuren nedan.

DIY vätegenerator

För att förhindra att gas kommer tillbaka in i gasgeneratorn är det nödvändigt att göra en vattentätning på vägen från generatorn till brännaren, eller ännu bättre, två tätningar.

Slutarens design är en behållare med vatten, i vilken på generatorsidan röret sänks ner i vattnet och röret som går till brännaren är över vattennivån. Diagrammet för en vätegenerator med grindar visas i figuren nedan.

Diagram över en vätegenerator med vattentätningar

I en elektrolysator - en förseglad behållare med vatten med sänkta elektroder, börjar gas att släppas ut när spänning appliceras. Genom rör 1 matas den till ventil 1. Utformningen av vattentätningen är utformad på ett sådant sätt, som framgår av figuren, att gas endast kan röra sig i riktning från elektrolysatorn till brännaren och inte tvärtom. Detta hämmas av de olika densiteterna av vatten, som måste övervinnas på vägen tillbaka. Därefter, genom rör 2, går gasen till ventil 2, som är utformad för större systemtillförlitlighet: om plötsligt av någon anledning inte fungerar den första ventilen. Därefter tillförs gasen till brännaren med hjälp av rör 3. Vattentätningar är en mycket viktig del av anordningen, eftersom de hindrar gasen från att röra sig i motsatt riktning.

Om gas kommer tillbaka in i elektrolysatorn kan enheten explodera. Därför får apparaten under inga omständigheter användas utan vattentätningar!

Utnyttjande

Efter montering kan du börja testa enheten. För att göra detta, installera en brännare från en medicinsk nål i slutet av röret och börja hälla i vatten. Du måste tillsätta KOH eller NaOH till vattnet. Vatten bör vara destillerat eller smält vatten som en sista utväg. En 10 % koncentration av alkalisk lösning är tillräcklig för att enheten ska fungera. Det ska inte finnas några läckor när du häller vatten. Det är bäst att blåsa strukturen med luft, tryck upp till 1 atm, innan du häller. Om vätgasgeneratorn tål detta tryck kan du fylla den med vatten; om inte måste du åtgärda läckorna.

Efter detta kopplas en LATR med diodbrygga till elektroderna enligt kretsen. En amperemeter och en voltmeter är installerade i kretsen för att övervaka driften. Börja med minimal spänning och öka den ständigt, observera gasutvecklingen.

Det är bättre att utföra förarbete utomhus utanför hemmet. Eftersom installationen är explosiv bör allt arbete utföras med yttersta försiktighet.

Under testningen, observera enhetens funktion. Om det finns en liten brännarlåga kan det antingen vara lågt gasutsläpp i generatorn eller så kan det finnas en gasläcka någonstans. Om lösningen blir grumlig eller smutsig måste den bytas ut. Det är också nödvändigt att se till att enheten inte överhettas och vattnet inte kokar. För att göra detta, reglera spänningen vid strömkällan. Och en sak till - när de värms upp blir plattorna något deformerade och kan fastna vid varandra. För att eliminera detta måste du göra gummipackningar. Vattenspott kan också förekomma - för att eliminera detta måste du minska vattennivån.

Generator i värmesystemet

Efter att testerna har utförts kan du ansluta installationen till gaspannan hemma. För att göra detta måste pannan ändras något, nämligen med dina egna händer måste du göra en jet med ett hål med mindre diameter än fabriken, designad för naturgas. Den sammansatta generatorn visas i figuren nedan.

Monterad vätegenerator

Värmesystemet i ett privat hem måste fyllas med vatten. Brännarlågan kan smälta pannan om det inte finns vatten i den.

Efter detta reglerar de vattentillförseln till enheten och börjar ta bort blockeringar i husets värmesystem. Sedan, genom att justera vattenförsörjningen och matningsspänningen, justeras pannans drift.

Vid drift av installationen under eldningssäsongen utförs ett sista test, under vilket flera problem löses:

1. Finns det tillräckligt med gas för att värma huset? Om det inte räcker kan du göra en installation med större produktivitet med dina egna händer.
2. Hur bra fungerar en vätepanna, det vill säga hur länge håller pannan?
3. Kostnaden för sådan uppvärmning - för detta kan du föra en journal där du för beräkningar av uppvärmningskostnader och temperaturen i huset och utanför medan pannan är igång. Utifrån dessa data kan vi sedan dra slutsatsen hur lönsamt det är att värma ett hus med vätgas.

Baserat på dessa data kan du förbereda dig mer noggrant för nästa eldningssäsong. Under drift kan du se vad som behöver förbättras, kanske behöver någon del av enheten göras om. Kanske behöver själva pannan omarbetas och moderniseras så att den inte snabbt misslyckas. Dessutom, om du planerar att använda enheten i framtiden, kanske det är vettigt att köpa en vattendestillerare?

Video om generatorn

Du kan lära dig hur man gör en vätegenerator med dina egna händer utan elektricitet från den här videon.

Huvudfrågan som intresserar många är hur dyr eller billig sådan uppvärmning är? Det får man reda på om man för statistik under eldningssäsongen. Dessutom är det nödvändigt att lägga ihop alla kostnader, såsom kostnaden för destillerat vatten, kostnaden för alkali, kostnaden för el, pannreparationer och installationstillverkning. Utifrån detta kan du bestämma om denna typ av uppvärmning är lämplig för ditt hem eller inte.

I kontakt med

Vattenflödets kraft är en förnybar naturresurs som gör att du kan få praktiskt taget gratis el. Energin som doneras av naturen kommer att ge en möjlighet att spara på verktyg och lösa problemet med att ladda utrustning.

Om det finns en bäck eller flod som rinner nära ditt hem är det värt att dra nytta av det. De kommer att kunna tillhandahålla el till tomten och huset. Och om du bygger ett vattenkraftverk med dina egna händer ökar den ekonomiska effekten avsevärt.

Den presenterade artikeln beskriver i detalj tillverkningstekniken för privata hydrauliska strukturer. Vi pratade om vad som krävs för att sätta upp systemet och koppla det till konsumenterna. Här får du lära dig om alla alternativ för miniatyrenergileverantörer monterade av skrotmaterial.

Vattenkraftverk är strukturer som kan omvandla energin från vattenrörelser till elektricitet. än så länge utnyttjas de aktivt endast i väst. I vårt land tar denna lovande industri bara sina första skygga steg.

Små privata vattenkraftverk kan vara dammar i stora floder, som genererar från tio till flera hundra megawatt, eller minivattenkraftverk med en maximal effekt på 100 kW, vilket är tillräckligt för ett privat hems behov. Låt oss ta reda på mer om det senare.

Garlandstation med hydrauliska skruvar

Strukturen består av en kedja av rotorer fästa på en flexibel stålkabel som sträcks över floden. Själva kabeln spelar rollen som en rotationsaxel, vars ena ände är fixerad på stödlagret och den andra aktiverar generatoraxeln.

Varje hydraulisk rotor i "girlanden" kan generera cirka 2 kW energi, men vattenflödeshastigheten för detta måste vara minst 2,5 meter per sekund och djupet på reservoaren bör inte överstiga 1,5 m.

Funktionsprincipen för en kransvattenkraftverk är enkel: vattentrycket snurrar de hydrauliska skruvarna, som roterar kabeln och tvingar generatorn att producera energi

Garlandstationer användes framgångsrikt redan i mitten av förra seklet, men rollen som propellrar spelades då av hemgjorda propellrar och till och med plåtburkar. Idag erbjuder tillverkare flera typer av rotorer för olika driftsförhållanden.

De är utrustade med blad av olika storlekar, gjorda av plåt, och låter dig få maximal effektivitet från driften av stationen.

Men även om denna hydrogenerator är ganska enkel att tillverka, kräver dess drift ett antal speciella förhållanden som inte alltid är genomförbara i verkligheten. Sådana strukturer blockerar flodbädden, och det är osannolikt att dina grannar längs stranden, för att inte tala om representanter för miljötjänster, tillåter dig att använda strömmens energi för dina ändamål.

Dessutom, på vintern, kan installationen endast användas på icke-frysande reservoarer, och i hårda klimat kan den bevaras eller demonteras. Därför uppförs girlandstationer tillfälligt och främst i öde områden (till exempel nära fäbodvallar).

Rotationsstationer med en kapacitet på 1 till 15 kW/timme genererar upp till 9,3 MW per månad och låter dig självständigt lösa problemet med elektrifiering i regioner avlägsna från centraliserade motorvägar

En modern analog till en kransinstallation är nedsänkbara eller flytande ramstationer med tvärgående rotorer. Till skillnad från deras girlandföregångare blockerar inte dessa strukturer hela floden, utan använder bara en del av flodbädden, och de kan installeras på en ponton/flotte eller till och med sänkas till botten av reservoaren.

Vertikal Daria-rotor

Darrieus-rotorn är en turbinanordning som fick sitt namn efter sin uppfinnare 1931. Systemet består av flera aerodynamiska blad fästa på radiella balkar och arbetar med differentialtryck enligt principen "lyftvinge", som används flitigt inom skeppsbyggnad och flyg.

Även om sådana installationer mest används för att skapa vindkraftverk, kan de också arbeta med vatten. Men i det här fallet behövs exakta beräkningar för att välja tjocklek och bredd på bladen i enlighet med styrkan på vattenflödet.

Daria-rotorn liknar en "väderkvarn", endast installerad under vatten, och den kan fungera oavsett säsongsvariationer i flödeshastighet

Vertikala rotorer används sällan för att skapa lokala vattenkraftverk. Trots de goda effektivitetsindikatorerna och den uppenbara enkelheten i designen är utrustningen ganska komplex att använda.

Innan arbetet påbörjas måste systemet "snurras upp", men endast frysningen av reservoaren kan stoppa körstationen. Därför används Darrieus-rotorn främst i industriföretag.

Undervattenspropeller "väderkvarn"

Faktum är att detta är den enklaste luftväderkvarnen, bara den är installerad under vatten. Bladens dimensioner, för att säkerställa maximal rotationshastighet och minimalt motstånd, beräknas beroende på flödets kraft. Till exempel, om den aktuella hastigheten inte överstiger 2 m/sek, bör bladets bredd vara inom 2-3 cm.

En undervattenspropeller är lätt att göra med egna händer, men den är bara lämplig för djupa och snabba floder - i en grund vattenmassa kan roterande blad orsaka skador på fiskare, simmare, sjöfåglar och djur

En sådan väderkvarn är installerad "mot" flödet, men dess blad fungerar inte på grund av trycket från vattentrycket, utan på grund av genereringen av lyftkraft (på principen om en flygplansvinge eller en fartygspropeller).

Vattenhjul med blad

Ett vattenhjul är en av de enklaste versionerna av en hydraulmotor, känd sedan Romarrikets tider. Effektiviteten av dess drift beror till stor del på vilken typ av källa den är installerad på.

Hällhjulet kan rotera endast på grund av flödets hastighet, och påfyllningshjulet kan endast rotera med hjälp av trycket och vikten av vattnet som faller ovanifrån på bladen

Beroende på vattendragets djup och bädd kan olika typer av hjul installeras:

• Sås (eller botten)– lämplig för grunda floder med snabba strömmar.
• Medellång räckvidd– ligger i kanaler med naturliga kaskader så att flödet faller ungefär i mitten av den roterande trumman.
• Vätska (eller overhead)– installeras under en damm, rör eller i botten av en naturlig fors så att det fallande vattnet fortsätter sin väg över hjulets topp.

Men funktionsprincipen för alla alternativ är densamma: vatten faller på bladen och driver ett hjul, vilket får generatorn för minikraftverket att rotera.

Tillverkare av hydraulisk utrustning erbjuder färdiga turbiner, vars blad är speciellt anpassade till en viss hastighet av vattenflödet. Men hemhantverkare gör trumkonstruktioner på gammaldags vis - av skrotmaterial.

Att sätta upp ett eget vattenkraftverk är ett av de mest kostnadseffektiva och miljövänliga sätten att tillhandahålla energiresurser till en dacha, gård eller turistbas

Kanske kommer bristen på optimering att påverka effektivitetsindikatorer, men kostnaden för hemgjord utrustning kommer att vara flera gånger billigare än en köpt analog. Därför är ett vattenhjul det mest populära alternativet för att organisera ditt eget minivattenkraftverk.

Villkor för installation av ett vattenkraftverk

Trots den frestande billiga energin som genereras av en vattenkraftgenerator är det viktigt att ta hänsyn till egenskaperna hos den vattenkälla vars resurser du planerar att använda för dina egna behov.

När allt kommer omkring är inte alla vattendrag lämpliga för drift av ett minivattenkraftverk, särskilt året runt, så det skadar inte att ha i reserv möjligheten att ansluta till en centraliserad stamledning.

Några för- och nackdelar

De viktigaste fördelarna med ett enskilt vattenkraftverk är uppenbara: billig utrustning som genererar billig el och inte heller skadar naturen (till skillnad från dammar som blockerar flödet av en flod). Även om systemet inte kan kallas absolut säkert, kan de roterande elementen i turbinerna fortfarande orsaka skador på invånarna i undervattensvärlden och till och med människor.

För att förhindra olyckor måste vattenkraftstationen inhägnas, och om systemet är helt dold av vatten måste en varningsskylt sättas upp på stranden

Fördelar med minivattenkraftverk:

1. Till skillnad från andra "fria" energikällor (solpaneler, vindkraftverk) kan hydraulsystem fungera oavsett tid på dygnet och väder. Det enda som kan stoppa dem är frysning av reservoaren.
2. För att installera en hydrogenerator är det inte nödvändigt att ha en stor flod - samma vattenhjul kan framgångsrikt användas även i små (men snabba!) bäckar.
3. Enheterna släpper inte ut skadliga ämnen, förorenar inte vatten och fungerar nästan tyst.
4. För att installera ett mini-vattenkraftverk med en kapacitet på upp till 100 kW behöver du inte få tillstånd (även om allt beror på de lokala myndigheterna och typen av installation).
5. Överskottsel kan säljas till närliggande hus.

När det gäller nackdelarna kan otillräcklig strömstyrka bli ett allvarligt hinder för utrustningens produktiva drift. I det här fallet kommer det att vara nödvändigt att bygga hjälpstrukturer, vilket medför extra kostnader.

Om den potentiella energin i en närliggande flod, baserat på en ungefärlig beräkning, inte räcker för att generera el i en volym som är tillräcklig för praktisk användning, är det värt att uppmärksamma. En väderkvarn kommer att fungera som ett effektivt tillskott.

Mätning av styrkan i vattenflödet

Det första du behöver göra för att tänka på typen och metoden för installation av stationen är att mäta hastigheten på vattenflödet vid din favoritkälla.

Det enklaste sättet är att sänka vilket lätt föremål som helst (till exempel en tennisboll, en bit skumplast eller en fiskeflotta) på forsen och använda ett stoppur för att mäta tiden det tar för det att simma avståndet till något landmärke. . Standardavståndet för "simningen" är 10 meter.

Om reservoaren ligger långt från huset kan du bygga en avledningskanal eller rörledning och samtidigt ta hand om höjdskillnader

Nu måste du dela den tillryggalagda sträckan i meter med antalet sekunder - det här kommer att vara strömhastigheten. Men om det resulterande värdet är mindre än 1 m/sek, kommer det att vara nödvändigt att uppföra konstgjorda strukturer för att påskynda flödet på grund av höjdförändringar.

Detta kan göras med hjälp av en hopfällbar damm eller ett smalt avloppsrör. Men utan ett bra flöde måste idén om en vattenkraftstation överges.

Tillverkning av vattenkraftverk baserat på ett vattenhjul

Att montera och uppföra en koloss designad för att tjäna ett företag eller en bosättning av till och med ett dussin hus är naturligtvis en idé från science fiction-området. Men att bygga ett minivattenkraftverk med egna händer för att spara el är fullt möjligt. Dessutom kan du använda både färdiga komponenter och improviserade material.

Därför kommer vi att överväga steg för steg tillverkningen av den enklaste strukturen - ett vattenhjul.

Nödvändigt material och verktyg

För att göra en mini-vattenkraftverk med dina egna händer måste du förbereda en svetsmaskin, en vinkelslip, en borr och en uppsättning hjälpverktyg - en hammare, en skruvmejsel, en linjal.

Material du behöver:

• Hörn och plåt med en tjocklek på minst 5 mm.
• PVC eller galvaniserade stålrör för tillverkning av blad.
• Generator (du kan använda en färdig eller göra den själv, som i det här exemplet).
• Bromsskivor.
• Axel och lager.
• Plywood.
• Polystyrenharts för gjutning av rotor och stator.
• 15 mm koppartråd för en hemmagjord generator.
• Neodymmagneter.

Observera att hjulstrukturen ständigt kommer att vara i kontakt med vatten, så metall- och träelement måste väljas med skydd mot fukt (eller ta hand om impregnering och målning själv). Helst kan plywood ersättas med plast, men trädelar är lättare att få tag i och forma till önskad form.

Hjulmontering och munstyckestillverkning

Grunden för själva hjulet kan vara två stålskivor med samma diameter (om det är möjligt att få ståltrumman från kabeln - bra, detta kommer att påskynda monteringsprocessen avsevärt).

Men om metall inte finns i materialen till hands kan du skära cirklar från vattentät plywood, även om styrkan och livslängden för ens behandlat trä inte kan jämföras med stål. Sedan måste du skära ett runt hål på en av skivorna för att installera generatorn.

Efter detta görs bladen, och minst 16 stycken kommer att behövas. För att göra detta skärs galvaniserade rör på längden i två eller fyra delar (beroende på diametern). Sedan måste skärområdena och själva ytan på bladen poleras för att minska energiförlusten på grund av friktion.

Bladen är installerade i en vinkel på cirka 40-45 grader - detta kommer att bidra till att öka ytan som kommer att påverkas av flödeskraften

Avståndet mellan de två sidoskivorna ska vara så nära knivarnas längd som möjligt. För att markera platsen för framtida nav, rekommenderas det att göra en mall av plywood, som kommer att markera platsen för varje del och hålet för att fästa hjulet till generatorn. De färdiga markeringarna kan fästas på utsidan av en av skivorna.

Cirklarna installeras sedan parallellt med varandra med hjälp av solida gängstänger, och bladen svetsas eller bultas i önskade positioner. Trumman kommer att rotera på lager, och en ram gjord av vinklar eller rör med liten diameter används som stöd.

Munstycket är utformat för vattenkällor av kaskadtyp - en sådan installation gör att du kan använda flödesenergin maximalt. Detta hjälpelement är tillverkat genom att böja plåt, följt av svetsning av sömmarna och sedan monterat på ett rör.

Men om ditt område har en platt flod utan forsar eller andra hinder på hög höjd är denna detalj inte nödvändig.

Det är viktigt att bredden på munstycksutloppet motsvarar bredden på själva hjulet, annars kommer en del av flödet att gå "tomgång" och inte nå bladen

Nu måste hjulet monteras på axeln och monteras på ett stöd av svetsade eller bultade hörn. Allt som återstår är att göra en generator (eller installera en färdig) så kan du gå till floden.

DIY generator

För att göra en hemmagjord generator måste du linda och fylla statorn, för vilken du behöver spolar med 125 varv koppartråd på varje. Efter att ha anslutit dem är hela strukturen fylld med polyesterharts.

Varje fas består av tre härvor fästa i serie, så anslutningen kan göras i form av en stjärna eller triangel med flera externa ledningar

Nu måste du förbereda en plywoodmall som matchar storleken på bromsskivan.

Markeringar görs på träringen och slitsar är gjorda för att installera magneter (i detta fall användes neodymmagneter 1,3 cm tjocka, 2,5 cm breda och 5 cm långa). Sedan är den resulterande rotorn också fylld med harts, och efter torkning fästs den på hjultrumman.

Vattenhjul med en rotor gjord av bromsskivor och en generator gjord av spolar av koppartråd - målad, presentabel och redo att användas

Det sista att installera är ett aluminiumhölje med en amperemeter som täcker likriktarna. Dessa elements uppgift är att omvandla trefasström till likström.

Efter att ha installerat hjulet i flödet av en liten flod med en kaskad eller utloppsrör, kan du räkna med en mini-vattenkraftverks prestanda på 1,9A * 12V vid 110 rpm

För att förhindra att löv, sand och annat skräp som kommer med flödet kommer in i hjulet, är det lämpligt att placera ett skyddsnät framför enheten.

Video #3. En station baserad på ett cykelhjul är ett intressant alternativ för att lösa problemet med energiförsörjning på semester långt från civilisationen:

Som du kan se är det inte så svårt att bygga en vatten-minikraftstation med dina egna händer. Men eftersom de flesta av beräkningarna och parametrarna för dess komponenter bestäms "med ögat", bör du vara beredd på eventuella haverier och tillhörande kostnader.

Om du känner brist på kunskap och erfarenhet inom detta område bör du lita på specialister som kommer att utföra alla nödvändiga beräkningar, rekommendera den optimala utrustningen för ditt fall och installera den effektivt.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Dela intressant information och användbara rekommendationer, lämna tematiska bilder. Du kanske vill berätta hur du byggde ett fungerande vattenkraftverk på en förortstomt med dina egna händer? Vi kommer gärna att läsa din berättelse om enhetens process och drift.

Om det finns en flod eller till och med en liten bäck som flyter nära ditt hem, kan du få gratis el med hjälp av ett hemgjort minivattenkraftverk. Kanske blir detta inte ett särskilt stort tillskott till budgeten, men insikten om att man har egen el kostar mycket mer. Tja, om det till exempel i en dacha inte finns någon central strömförsörjning, kommer även små mängder el helt enkelt att vara nödvändiga. Och så, för att skapa ett hemmagjort vattenkraftverk, krävs minst två villkor - tillgången på en vattenresurs och önskan.

Om båda är närvarande, då är det första du ska göra att mäta hastigheten på flodens flöde. Detta är väldigt enkelt att göra - kasta en kvist i floden och mät tiden under vilken den flyter 10 meter. Att dividera meter med sekunder ger dig aktuell hastighet i m/s. Om hastigheten är mindre än 1 m/s, fungerar inte ett produktivt minivattenkraftverk. I det här fallet kan du försöka öka flödeshastigheten genom att på konstgjord väg smalna av kanalen eller göra en liten fördämning om du har att göra med en liten bäck.

Som vägledning kan du använda förhållandet mellan flödeshastigheten i m/s och effekten av elektricitet borttagen från propelleraxeln i kW (skruvdiameter 1 meter). Uppgifterna är experimentella, i verkligheten beror den resulterande kraften på många faktorer, men den är lämplig för utvärdering. Så:

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 osv.

Kraft hemgjord mini vattenkraftverk proportionell mot kuben av flödeshastigheten. Som redan nämnts, om flödeshastigheten är otillräcklig, försök att på konstgjord väg öka den, om detta naturligtvis är möjligt.

Typer av minivattenkraftverk

Det finns flera huvudalternativ för hemmagjorda mini vattenkraftverk.

Vattenhjul

Detta är ett hjul med blad monterade vinkelrätt mot vattenytan. Hjulet är mindre än hälften nedsänkt i flödet. Vatten pressar på bladen och roterar hjulet. Det finns även turbinhjul med specialblad optimerade för vätskeflöde. Men det här är ganska komplexa mönster, mer fabrikstillverkade än hemmagjorda.

Rotor Daria

Det är en vertikal axelrotor som används för att generera elektrisk energi. En vertikal rotor som roterar på grund av tryckskillnaden på sina blad. Tryckskillnaden skapas på grund av flödet av vätska runt komplexa ytor. Effekten liknar lyftet av en bärplansbåt eller lyftet av en flygplansvinge. Denna design patenterades av Georges Jean-Marie Darrieux, en fransk flygingenjör 1931. Används också ofta i vindkraftskonstruktioner.

Garlyandnaya vattenkraftverk

Ett vattenkraftverk består av lätta turbiner - hydrauliska propellrar, uppträdda och stelt fixerade i form av en girland på en kabel som kastas över floden. Ena änden av kabeln är fixerad i stödlagret, den andra roterar generatorrotorn. I det här fallet spelar kabeln rollen som en slags axel, vars rotationsrörelse överförs till generatorn. Vattenflödet roterar rotorerna, rotorerna roterar kabeln.

Propeller

Också lånat från designen av vindkraftverk, en slags "undervattensvindturbin" med en vertikal rotor. Till skillnad från en luftpropeller har en undervattenspropeller blad med minimal bredd. För vatten räcker det med en bladbredd på endast 2 cm.Med en sådan bredd blir det minimalt motstånd och maximal rotationshastighet. Denna bredd på bladen valdes för en flödeshastighet på 0,8-2 meter per sekund. Vid högre hastigheter kan andra storlekar vara optimala. Propellern rör sig inte på grund av vattentrycket, utan på grund av genereringen av lyftkraft. Precis som en flygplansvinge. Propellerbladen rör sig tvärs över flödet snarare än att dras i flödesriktningen.

Fördelar och nackdelar med olika hemmagjorda mini vattenkraftverkssystem

Brister garland vattenkraftverk uppenbart: hög materialförbrukning, fara för andra (lång undervattenskabel, rotorer gömda i vattnet, blockerar floden), låg effektivitet. Vattenkraftverket Garland är en slags liten damm. Det är tillrådligt att använda i obebodda, avlägsna områden med lämpliga varningsskyltar. Tillstånd från myndigheter och miljöpartister kan krävas. Det andra alternativet är en liten bäck i din trädgård.
Rotor Daria- svårt att beräkna och tillverka. I början av arbetet måste du varva ner. Men det är attraktivt eftersom rotoraxeln är placerad vertikalt och kraften kan tas bort över vatten, utan extra växlar. En sådan rotor kommer att rotera med varje förändring i flödesriktningen - detta är ett plus.

Vanligast när bygga hemmagjorda vattenkraftverk fått scheman över propellern och vattenhjulet. Eftersom dessa alternativ är relativt enkla att tillverka, kräver minimala beräkningar och implementeras till minimal kostnad, har hög effektivitet och är lätta att konfigurera och använda.

Om du inte har en vattenenergiresurs kan du göra ditt eget vindkraftverk hemma.

P ett exempel på det enklaste minivattenkraftverket

Det enklaste vattenkraftverket kan snabbt byggas av en vanlig cykel med en dynamisk strålkastare. Flera blad (2-3) måste förberedas av galvaniserat järn eller tunnplåt av aluminium. Bladen ska vara längden från hjulfälg till nav och 2-4 cm breda. Dessa blad installeras mellan ekrarna med valfri metod eller med förberedda fästelement.
Om du använder två blad, placera dem mittemot varandra. Om du vill lägga till fler blad, dividera sedan hjulets omkrets med antalet blad och installera dem med lika intervall. Du kan experimentera med hjulets nedsänkningsdjup med blad i vattnet. Det är vanligtvis en tredjedel till hälften nedsänkt.
Alternativet med ett resande vindkraftverk övervägdes tidigare.

Ett sådant mikrovattenkraftverk tar inte mycket plats och kommer att betjäna cyklister perfekt - det viktigaste är närvaron av en bäck eller bäck - som vanligtvis är platsen där lägret är upplagt. Ett minivattenkraftverk från en cykel kan lysa upp ett tält och ladda mobiltelefoner eller andra prylar.

I en av byarna i Altai stod lokala invånare, en dag på en ledig dag, rotade till platsen längs den vanliga vägen från deras hus till floden. Något oöverträffat träffade deras fantasi: igår var floden "inget speciellt". Vattnet rinner och rinner och skadar ingen. Och sedan... Antingen på natten, eller med de första solstrålarna, medan byn sov, installerade några utomjordingar ett hjul med blad över vattenflödet och nu sträcker sig en lång tråd mot byn.

När mormor Sofya Arkadyevna föreslog att "utomjordingar i fat" anlände på natten, avvisade en smart man som arbetade på ett sågverk omedelbart denna exotiska version. Om de var utomjordingar, varför hade de så rostig och krokig utrustning? Faktum är att krokiga blad sträckte sig in i flodflödena, själva strukturens metallkropp såg illa ut, rostig på vissa ställen, och allt detta var av uppenbart jordiskt ursprung. "Aliens flyger inte på rostiga plåtburkar som det!" De har byggt rymdskepp med sina tentakler!” – avslutade mannen logiskt.

Tråden från strukturen ledde till den lokala uppfinnaren Nikolai Petrovichs hus. Den här mannen var känd i hela byn som konstig, men en vetenskapsman, eftersom han alltid gjorde något i en miniverkstad. Han "lagade" något, slog med hammare, sågade, det vill säga han arbetade med händerna. Hans två söner hjälpte honom alltid. "Återigen har vår Petrovich tänkt på något!" - avslutade den smarta sågverksmedarbetaren.

Det visade sig att vid första gryningen installerade uppfinnaren ett hjul med blad i floden över bäcken. Det tog lite tid att tillverka mirakelhjulet, en hydraulisk drivning, en gammal elektrisk minigenerator, ett par lager och ett fult använt hjul. Vilken typ av mirakelanordning stod i vägen för det vanliga flodflödet? Svar: det enklaste vattenkraftverket, uppfunnit och monterat med dina egna händer. Och mina söner hjälpte till, som vanligt. Men även hjulets ministorlek skrämde invånarna något: något var orent här!

Mini vattenkraftverk. Orsaker till ökningen i popularitet

Ett litet vattenkraftverk är inte en så komplex struktur. Tvärtom är sammansättningen av den nödvändiga utrustningen och principen för dess funktion enkla. Ju enklare mekanismen är, desto längre varar den vanligtvis, och vice versa, komplexa enheter bryts ner mycket oftare, och det är inte lätt att reparera dem med egna händer. I vårt fall använder uppfinnaren kraften från vattenflödet i en vanlig snabb Altai-flod, vattenenergin överförs till bladen på en miniturbin, sedan till den hydrauliska drivningen och till generatorn. Nu får vi redan el.

Varje år kostar de uppskattade kilowatten slutkonsumenten mer och mer. Det var därför några nitiska husägare började titta noga på alternativa sätt att generera elektrisk ström. Vissa människor installerar dieselgeneratorer om de har tillgång till billigt dieselbränsle. Någon använder vindkraft, och någon som lever på snabbt vatten tänkte använda ett litet vattenkraftverk.

Var ska man starta?

Vi har redan nämnt behovet av snabbvatten nära huset för att kunna använda ett litet vattenkraftverk. Med sina blad kommer den att fånga flodens flöde och ge människor ljus. Nu i Ryssland är det inga problem att köpa liknande produkter, från till exempel Kina. Det finns även inhemska miniprover på begränsad rea. Men var ska man börja? Du måste känna till flödet. Det finns väldigt många floder i Ryssland, men inte överallt kommer det att vara möjligt att installera ett vattenkraftverk för ditt hem.

Det finns speciella enheter för att mäta flödeshastighet, men oftast har en vanlig person, inte en specialist, denna maskin. Inga problem! Vanlig uppfinningsrikedom och matematik med sina exakta beräkningar kommer till undsättning.

Vi mäter tio meter uppströms ån. Vi sätter märken. Därefter kommer vi att behöva ett stoppur (finns nu i nästan alla telefoner), en assistent (även en "snörtig" pojke/tjej kommer att göra det) och en träbit. Vi ber assistenten att plocka upp en träbit (bryta av en flis från tavlan i förväg) och gå uppför floden till märket. Stå någonstans i mitten, säg till din assistent att sänka ned träbiten i vattnet exakt i nivå med toppmärket på 10 meter. På ditt kommando "Släpp!" assistenten släpper flänsen och du startar genast stoppuret.

En träbit flyter nerför floden, och du följer med den. Håll stoppuret stadigt med händerna och när träbiten når bottenmärket på banan på 10 meter, tryck på "slut"-nedräkningen. Skivan flyter på, genom sitt exempel hjälpte den oss i ett vetenskapligt experiment, och nu har du nödvändiga data för matematiska beräkningar: dividera 10 meter med antalet sekunder som stoppuret visar. Som ett resultat får vi den önskade flödeshastigheten.

Det beror på din tur. Men om flödeshastigheten är mindre än 1 meter/sek, är spelet inte värt ljuset. Naturligtvis finns det sätt att öka hastigheten och använda energin från fallande vatten, men för att göra detta måste du skapa en mini-damm med dina egna händer, blockera flödet, och detta är redan en stor kostnad och för att uttryckt det milt, missnöjet hos grannar, och till och med levande varelser i själva floden. Vi måste komma ihåg att vatten är en aggressiv miljö och utsätter all metall för korrosion och förstörelse. Så ju mer utrustning som används, desto dyrare blir vattenkraftverket. Detta innebär att du måste göra reparationer oftare med dina egna händer eller kalla in specialister utifrån, och själva energin blir dyr.

Alternativ för mini vattenkraftverk

Hur då? Hur kan man använda flodflödet utan storskaliga investeringar? Då behöver vi en konventionell flödesapparat. För närvarande har fyra typer av kompakta vattenkraftverk utvecklats som inte kräver uppdämning av floder.

Propeller

Carloson hade en minipropeller på ryggen och den gjorde jobbet bra. Den tjocke snubben justerar sin kostym med sina små händer och flyger till taket. Propellern - som en typ av vattenkraftverk - fungerar också bra och är en vertikal rotor, med blad ungefär två centimeter stora. Om du ökar bredden på bladen kommer motståndet att öka och den erforderliga rotationshastigheten uppnås inte.

Rotorn placeras under vatten. Propellern är konstruerad för flodvattenhastigheter på upp till 2 meter/sekund. Ett propellerbaserat vattenkraftverk är en av de mest prisvärda typerna av alternativ vattenkraft för ett personligt hushåll. Men vi måste komma ihåg att propellern, även med sina små "händer - blad", kan skada flodens vilda djur.

Dardieu - rotor

Även denna rotor placeras under vatten, men denna gång används kraften från tryckskillnaden på dess olika blad. Lättnaden av Dardieu-rotorn är komplex, vatten rinner runt den på ett speciellt sätt, på grund av detta roterar den. Georges Dardieu är en fransk uppfinnare som uppfann denna enhet. Att tillverka en Dardieu-rotor är svårare än en propeller, men den producerar ganska hög effekt.

Krans

Ett litet vattenkraftverk med krans är inget nyårsskämt, även om det snart är nyår. Girlanden i vårt fall är en lång kabel med rotorer uppträdda på den. Hela strukturen sänks helt ner i vattenflödet och rotorerna börjar snurra. Samtidigt roterar de också själva kabeln, som är fixerad i ett lager i ena änden och ansluten till generatorn i den andra. Så mycket för el.
Men det finns också ett minus: kransen blockerar hela floden, från den ena stranden till den andra, vilket innebär att det till exempel kan skada ett barn om han sträcker sig ner i vattnet med händerna på jakt efter en vacker sten. Kransvattenkraftverket är mycket farligt! Det är lämpligt att på något sätt markera sin plats och stängsla av den.

Här pratar vi om en miniversion av ett kraftverk som använder energin från rinnande vatten. Det var just detta hjul som Nikolai Petrovich från Altai installerade i början av vår historia. Hjulet sjunker inte helt under vattnet, det stiger över det, och bladen är delvis nedsänkta, upp till hälften. Strukturen placeras tvärs över flödet och på grund av flödets energi roterar hjulet, det kopplas till en minigenerator och... Här har du el! Att göra ett sådant vattenhjul med egna händer är inte så svårt.

Sammantaget har denna typ av små vattenkraftverk för hushållsbruk en god framtid. Deras små dimensioner och relativa enkla utplacering gör att de kan användas nästan överallt där det finns en flod och tillräckligt med vattenflöde. Dessa enheter kan ge nästan gratis el till slutkonsumenten. Massproduktion av sådana vattenkraftverk har dock ännu inte etablerats i Ryska federationen, även om intresset för dem växer och växer.

M. Bersenev

En fyrtioårig invånare i en av regionerna i norra Tadzjikistan uppfann ett minivattenkraftverk. Nu får 20 hushåll el gratis: