Evinizin yakınında bir nehir veya hatta küçük bir dere akıyorsa, ev yapımı bir mini hidroelektrik santralin yardımıyla bedava elektrik elde edebilirsiniz. Belki bu bütçeye çok büyük bir katkı olmayacaktır, ancak kendi elektriğinizin olduğunun farkına varmak çok daha pahalıya mal olur. Örneğin, bir kulübede merkezi bir güç kaynağı yoksa, o zaman küçük miktarlarda elektrik bile gerekli olacaktır. Ve böylece, ev yapımı bir hidroelektrik santral oluşturmak için en az iki koşul gereklidir - bir su kaynağının mevcudiyeti ve arzu.

Her ikisi de mevcutsa yapılacak ilk şey nehrin akış hızını ölçmektir. Bunu yapmak çok basit - nehre bir dal atın ve 10 metre yüzdüğü süreyi ölçün. Metreyi saniyeye bölmek size m/s cinsinden mevcut hızı verir. Hız 1 m/s'den azsa verimli bir mini hidroelektrik santral çalışmayacaktır. Bu durumda yapay olarak kanalı daraltarak veya küçük bir dere ile uğraşıyorsanız küçük bir baraj yaparak akış hızını arttırmayı deneyebilirsiniz.

Kılavuz olarak, m/s cinsinden akış hızı ile pervane şaftından çekilen elektriğin kW cinsinden gücü (vida çapı 1 metre) arasındaki ilişkiyi kullanabilirsiniz. Veriler deneyseldir; gerçekte ortaya çıkan güç birçok faktöre bağlıdır ancak değerlendirmeye uygundur. Bu yüzden:

• 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, vb.

Ev yapımı bir mini hidroelektrik santralin gücü, akış hızının küpüyle orantılıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, akış hızı yetersizse, elbette mümkünse yapay olarak artırmaya çalışın.

Mini hidroelektrik santral çeşitleri

Ev yapımı mini hidroelektrik santraller için birkaç ana seçenek vardır.


Bu, su yüzeyine dik olarak monte edilmiş bıçaklara sahip bir tekerlektir. Çark yarıdan daha azı akışa daldırılmıştır. Su bıçaklara baskı yapar ve çarkı döndürür. Ayrıca sıvı akışı için optimize edilmiş özel kanatlı türbin çarkları da mevcuttur. Ama bu yeterli karmaşık tasarımlar olduğundan daha fazla fabrika ev yapımı.

Bu, üretmek için kullanılan dikey eksenli bir rotordur. elektrik enerjisi. Kanatlarındaki basınç farkından dolayı dönen dikey bir rotor. Basınç farkı, etrafındaki sıvı akışıyla oluşturulur. karmaşık yüzeyler. Etki, bir hidrofilin kaldırılmasına veya bir uçak kanadının kaldırılmasına benzer. Bu tasarımın patenti 1931 yılında Fransız havacılık mühendisi Georges Jean-Marie Darrieux tarafından alındı. Ayrıca rüzgar türbini tasarımlarında da sıklıkla kullanılır.

Çelenk Bir hidroelektrik santral, hafif türbinlerden - nehrin karşısına atılan bir kablo üzerine bir çelenk şeklinde gergin ve sağlam bir şekilde sabitlenmiş hidrolik pervanelerden oluşur. Kablonun bir ucu destek yatağına sabitlenir, diğer ucu ise jeneratör rotorunu döndürür. Bu durumda kablo bir çeşit şaft rolünü oynar, dönme hareketi jeneratöre iletilir. Suyun akışı rotorları döndürür, rotorlar ise kabloyu döndürür.

Ayrıca rüzgar enerjisi santrallerinin tasarımlarından da ödünç alınan bir tür “sualtı rüzgar türbini” dikey rotor. Hava pervanesinden farklı olarak su altı pervanesinin kanatları minimum genişliktedir. Su için sadece 2 cm'lik bir bıçak genişliği yeterlidir, bu genişlikte minimum direnç ve azami hız rotasyon. Kanatların bu genişliği saniyede 0,8-2 metrelik bir akış hızı için seçilmiştir. Daha yüksek hızlarda diğer boyutlar ideal olabilir. Pervane su basıncı nedeniyle değil, meydana gelen olay nedeniyle hareket eder. kaldırmak. Tıpkı bir uçağın kanadı gibi. Pervane kanatları akış yönünde sürüklenmek yerine akış boyunca hareket eder.

Çeşitli ev yapımı mini hidroelektrik santral sistemlerinin avantajları ve dezavantajları

Çelenk hidroelektrik santralinin dezavantajları açıktır: yüksek malzeme tüketimi, başkaları için tehlike (uzun su altı kablosu, suda gizlenmiş rotorlar, nehri tıkayan), düşük verimlilik. Garland hidroelektrik santrali bir tür küçük barajdır. Yerleşimin olmadığı, uzak bölgelerde uygun uyarı levhalarıyla kullanılması tavsiye edilir. Yetkililerden ve çevrecilerden izin alınması gerekebilir. İkinci seçenek ise bahçenizdeki küçük bir deredir.

Daria rotorunun hesaplanması ve üretilmesi zordur. İşin başında onu gevşetmeniz gerekir. Ancak rotor ekseninin dikey olarak konumlandırılması ve ek dişlilere gerek kalmadan gücün su üzerinden alınabilmesi nedeniyle çekicidir. Böyle bir rotor, akış yönündeki herhangi bir değişiklikle dönecektir - bu bir artıdır.

Ev yapımı hidroelektrik santrallerin inşası için en yaygın tasarımlar pervane ve su çarkıdır. Bu seçeneklerin üretimi nispeten basit olduğundan, minimum hesaplama gerektirir ve minimum maliyetle uygulanır, yüksek verimliliğe sahiptir ve yapılandırılması ve çalıştırılması kolaydır.

Basit bir mini hidroelektrik santral örneği

En basit hidroelektrik santral, dinamik farlı sıradan bir bisikletten hızlı bir şekilde inşa edilebilir. Galvanizli demir veya ince sac alüminyumdan birkaç bıçak (2-3) hazırlanmalıdır. Bıçaklar, tekerlek jantından göbeğe kadar olan uzunlukta ve 2-4 cm genişliğinde olmalıdır.Bu bıçaklar, mevcut herhangi bir yöntemle veya önceden hazırlanmış bağlantı elemanları kullanılarak jant telleri arasına monte edilir.

İki bıçak kullanıyorsanız bunları karşılıklı yerleştirin. Daha fazla bıçak eklemek istiyorsanız tekerleğin çevresini bıçak sayısına bölün ve eşit aralıklarla takın. Bıçaklı tekerleğin suya daldırılma derinliğini deneyebilirsiniz. Genellikle üçte bir ila yarısı suya batırılmıştır.

Gezici rüzgar enerjisi santrali seçeneği daha önce düşünülmüştü.

Böyle bir mikro hidroelektrik santral fazla yer kaplamaz ve bisikletçilere mükemmel bir şekilde hizmet edecektir - asıl mesele, genellikle kampın kurulduğu yer olan bir dere veya derenin varlığıdır. Bisikletten mini bir hidroelektrik santrali bir çadırı aydınlatabilecek ve şarj edebilecek Cep telefonları veya diğer gadget'lar.

Eğer yakınınızdaysa kır evi küçük bir nehir veya dere var, kendiniz bir hidrojeneratör inşa edebilirsiniz düşük güç ev için. Ev yapımı bir hidroelektrik santral, ücretsiz elektrik almanızı sağlayacaktır.

Önemli miktarda para tasarrufu sağlamayabilir, ancak kendi güç kaynağınıza sahip olduğunuzun farkına varmak çok daha değerlidir. Evin merkezi güç kaynağının olmadığı durumlar vardır. O zaman çok küçük miktarlardaki elektrik bile çok faydalı olabilir.

Küçük bir hidroelektrik santral için elektrik kaynakları şunlar olabilir:

1. Nehirler veya akarsular.
2. Göl dolusavaklarındaki yükseklik farklılıkları.
3. Teknik amaçlı drenajlar.

Yenilenebilir bir kaynaktan elektrik üreten diğer cihazlarla karşılaştırıldığında hidrojeneratörler en karmaşık olanıdır. Mini hidroelektrik santral kurmaya karar verirseniz yapmanız gereken ilk şey nehrin akış hızını ölçmektir. Bunu yapmanın en kolay yolu, bir cismin 10 metre süzülmesinin kaç saniye sürdüğünü belirlemektir. Hız saniyede 1 metreden azsa verimli bir hidroelektrik santral çalışmayacaktır. Ancak kanalı yapay olarak daraltırsanız veya küçük bir baraj yaparsanız akış hızı bir miktar artabilir.

Mikrohidroelektrik santraller belirli miktarda su basıncı gerektirir - hidrolik türbinin kanatlarına düşen akım jeneratörü çalıştırır. Bu prensiple çalışan tesis elektrik üretiyor. Su akışının gücü ya su seviyelerindeki doğal farklılığa (yönlendirme) ya da kanalın bir baraj kullanılarak yapay olarak daraltılmasına bağlıdır.

Elektrik üretebilmek için yükseklik değişikliklerinin yaklaşık 1-2 metre olması ve su akışının saniyede 90 litre olması gerekiyor. Engebeli arazi koşullarında mini hidroelektrik santrallerin yeri doldurulamaz. Kurulum işlemi oldukça basittir ve özel bilgi ve beceri gerektirmez.

Tasarım ve çalışma prensibine bağlı olarak, birkaç ana ev yapımı hidroelektrik santral türü ayırt edilebilir.

1. Çelenk. Nehrin bir yakasından diğerine uzanan bir kablodan oluşur. Üzerinde suyun akışına bağlı olarak dönen sabit rotorlar bulunmaktadır. Buna karşılık rotorlar, bir ucu yatağa, diğer ucu jeneratör miline bağlı olan bir kabloyu döndürür.
2. Su tekerleği. Önemli detay ev yapımı bir hidroelektrik santral için. Çarkın su yüzeyine dik kanatları vardır. Su, bıçaklara baskı uygulayarak tekerleğin dönmesine neden olur.
3. Pervane. Mükemmel seçenek nehir yatağının genişliği 10 m'den fazla ise mini hidroelektrik santraller için Pervane rotoru dikey pozisyon. Pervanenin yaklaşık 2 cm'lik küçük kanatları vardır.Nehrin akış hızı saniyede 2 metreden fazla ise diğer kanat boyutlarının seçilmesi önerilir.
4. Rotor Daria. Kanatları üzerindeki basınç farkından dolayı dönen, dikey olarak monte edilmiş bir rotordur.

Bu tür mini hidroelektrik santralleri, inşaatlarının baraj inşaatını gerektirmemesi gerçeğiyle birleşiyor. Baraj, inşaat maliyeti ev yapımı maliyetinden birkaç kat daha yüksek olan, yüksek hassasiyetli ve pahalı bir nesnedir. Mini hidroelektrik santrallerin gücünün elektrik enerjisi ihtiyaçlarına uygun olması gerektiğine dikkat edilmelidir.

Hibrit hidroelektrik santraller

İhtiyaçlarınızın ev hidroelektrik santralinin ürettiğinden daha fazla elektrik enerjisi gerektirmesi durumunda, en iyi seçenek– Hibrit enerji santralinin ve dizel jeneratörün kurulumu. Ancak bu tasarımın aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok dezavantajı vardır:

1. Yüksek gürültü seviyesi ve çevre kirliliği riski yoktur.
2. Operasyonları önemli malzeme maliyetleri gerektirir. Bu tür ekipmanlar kullanılarak üretilen elektriğin fiyatı yaklaşık 20 ruble olacaktır. kW/saat başına.
3. Dizel jeneratörlerin düzenli olarak kapatılmasıyla servis ömürleri önemli ölçüde azalır ve jeneratör verimliliği önemli ölçüde düşer.

Hibrit bir enerji santrali kurarken en uygun çözüm, dizel jeneratörleri yedek olarak kullanmaktır. Tüketiciye gerekli güç sağlandığı takdirde kapatılacaktır. Ev yapımı bir hidroelektrik santral enerji üretmeyi bırakır bırakmaz gerekli güç, dizel jeneratör açılır ve elektrik eksikliğini telafi eder.

Mini hidroelektrik santrallerin avantajları

1. Mini hidroelektrik santralin inşaatı ve kullanımı sırasında doğal peyzaja herhangi bir zarar verilmemektedir.
2. Mini hidroelektrik santralinin kurulumu suyun kalitesini bozmaz: doğal özelliklerini korur.
   Hava şartları santralin çalışmasını etkilememektedir.
3. Büyük ölçekli enerjide kesinlikle gözlenen hiçbir sorun yoktur: pahalı yapıların inşası veya alanın su basması.

Hidroelektrik santrallerin verimliliği nasıl artırılır?

Üretilen elektrik miktarını biraz arttırmanız gerekiyorsa yükseklik farkı yaratarak debiyi artırabilirsiniz. Bu sorunun en basit çözümü rezervuara bir drenaj borusu takmaktır. Bu durumda borunun çapını hesaba katmak gerekir çünkü akış hızını doğrudan etkileyecektir. Ne kadar küçük olursa, hız o kadar büyük olur. Bu method Evin yakınında küçük bir dere aksa bile mini hidroelektrik santral kurmanıza olanak sağlar. Kullanma kaliteli malzemeler Bir jeneratör veya mini hidroelektrik santral oluştururken, bu ekipmanı ev ihtiyaçları için başarıyla çalıştırabilirsiniz.

Her zaman almak beni cezbetmiştir bedava enerji itibaren doğal Kaynaklar. Ve bir şekilde, geçen su akışından elektrik üretecek basit bir mini elektrik santrali yapma fikri aklıma geldi.

Her şey eski bir davul kullanma fikriyle başladı çamaşır makinesi su çarkı olarak - minyatür bir ev yapımı hidroelektrik santral.

Kullanarak davula metal köşeler neme dayanıklı kontrplaktan yapılmış düz bıçaklar takıldı.

Su çarkından gelen tork bir kayış aracılığıyla bisiklet dinamosuna (jeneratör) iletilir. doğru akım). Üretilen elektrik LED'e gider. Tekerleği elinizle hafifçe çevirin; LED yanıp sönmeye başlayacaktır.

Tüm yapının temeli bir bisiklet çerçevesidir.

İki yatak su çarkının serbestçe dönmesini sağlar.

Küçük bir nehir üzerinde yapılan ilk testler şunu gösterdi: su tekerleğiÇerçeveye çok yükseğe monte edilmiştir, bu da su akışının normal şekilde dönmesine izin vermez.
Çerçeve tasarımındaki küçük değişikliklerden sonra tekerlek daha aşağıya yerleştirilmeye başlandı ve dönüş hızı keskin bir şekilde arttı. Sonuç olarak dinamo dönmeye başladı ve 4,5 V LED yandı.

Eski çöplerden böyle çıktı ev yapımı hidroelektrik santral.
Daha sonra mini hidroelektrik santral düzeneği küçük bir dere üzerine kuruldu.

Yalnızca birkaç volt üretir ancak LED'i yakmak için yeterlidir.

Başlangıç ​​için güzel bir denemeydi.

Projede daha fazla iyileştirme

Su çarkında yapılacak daha fazla iyileştirme aşağıdakileri etkileyecektir:

• Su basıncını artırmak için bir mini baraj inşa edin. Aynı zamanda balıkların ikinci dereye kaçabilmesi için nehrin tamamen kapatılması gibi bir plan da yok.
• Barajın altına, suyun ev yapımı bir türbine akacağı bir boru takın. Kauçuk bir taşıma bandı kullanarak boruya bir mahfaza yerleştirin. Borudan su akışını engelleyerek mekanizmaların bakımını yapabilirsiniz.
• Hesaplamalara göre türbin su çarkının yaklaşık iki katı güç üretecek. Ayrıca su çarkının türbinle değiştirilmesi donma sorununu da ortadan kaldıracaktır. kış zamanı.
• Su akışı türbini döndürerek torku jeneratöre iletecektir. Türbin masif ahşaptan yapılmış iki yatak üzerinde desteklenecektir. Düzenli yağlama ile uzun süre dayanırlar. Baskı rondelası mekanizmanın yanal hareket etmesini önleyecektir.
• Bükülmeleri gereken açıyı hesaplayarak metal kanatlar yapın (hidroelektrik santralin gücü bu parametreye bağlıdır). Bıçakların kullanılarak vidalanması gerekecektir. kauçuk contalarçıkmalarını önlemek için.
• Torku iletmek için borulardan monte edilmiş bir şaft kullanın.
• Jeneratörü takın. Jeneratörün üzerine, mile takılı olandan daha küçük bir makara yerleştirin. Bu, gerekli olan hızı artıracaktır. verimli çalışma jeneratör

Jeneratör yaklaşık 600 W elektrik üretmelidir. Bu, bağlanmayı mümkün kılacaktır Ev aletleri. Deneyin bir sonraki aşaması başarılı olursa, birkaç kilowatt elektrik üretmek için daha fazla modernizasyon düşünmek mümkün olacak.

Sırada, prototipi V. Blinov'un serbest akışlı (model 1964) garland hidroelektrik santrali olan tasarımlar var.

Tartışılacak olan hidroelektrik santraller, ortak (belki esnek, kompozit) bir çalışma şaftı üzerine dizilmiş, Savonius rotorları adı verilen oldukça orijinal bir türbine sahip, serbest akışlı santrallerdir. Kurulumları için barajlara veya diğer büyük ölçekli hidrolik yapılara ihtiyaç duymazlar. Sığ suda bile tam verimlilikle çalışabiliyorlar; bu, tasarımın sadeliği, kompaktlığı ve güvenilirliği ile birleştiğinde, bu hidroelektrik santrallerini, arsaları küçük su yollarının (nehirler) yakınında bulunan çiftçiler ve bahçıvanlar için çok umut verici kılıyor. , akarsular ve hendekler).

Barajlardan farklı olarak serbest akışlı hidroelektrik santralleri, bilindiği gibi, yalnızca kinetik enerji akan su. Gücü belirlemek için bir formül var:

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

N - çalışma milindeki güç (W),
- p - suyun yoğunluğu (1000 kt/m3),
- V - nehrin akış hızı (m/s),
- F - hidrolik makinenin çalışma gövdesinin aktif (dalgıç) kısmının kesit alanı (m2),
- n - enerji dönüşüm verimliliği.

Formül 1'den görülebileceği gibi, nehir başına 1 m/s hızında metrekare Hidrolik makinenin aktif kısmının kesiti ideal olarak (n=1 olduğunda) yalnızca 500 W'a eşit bir güce sahiptir. Bu değer açıkça küçük Endüstriyel kullanım, ancak bir çiftçinin veya yaz sakininin yan arsası için oldukça yeterli. Üstelik birkaç “hidroenerji çelenginin” paralel çalışmasıyla artırılabilir.

Ve bir incelik daha. Nehrin farklı bölümlerindeki hızı farklıdır. Bu nedenle mini hidroelektrik santral inşaatına başlamadan önce, yukarıda açıklanan basit yöntemi kullanarak nehrinizin enerji potansiyelini belirlemek gerekir. Sadece ölçüm şamandırasının kat ettiği mesafenin kat ettiği süreye bölünmesiyle elde edilen mesafenin şuna karşılık geleceğini hatırlatalım: ortalama sürat Bu alanda akış. Ayrıca şunu da belirtmekte fayda var: Bu parametre yılın zamanına bağlı olarak değişecektir.

Bu nedenle tasarım hesaplamaları ortalama (mini hidroelektrik santralin planlanan çalışma süresi boyunca) nehir akış hızına göre yapılmalıdır.

Şekil 1. Ev yapımı garland mini hidroelektrik santralleri için Savonius rotorları:

a, b - bıçaklar; 1 - enine, 2 - uç.

Daha sonra hidrolik makinenin aktif kısmının boyutunu ve tipini belirlemeniz gerekir. Mini hidroelektrik santralin tamamının mümkün olduğu kadar basit ve üretimi karmaşık olmaması gerektiğinden, en uygun dönüştürücü türü, son tasarımın Savonius rotorudur. Tamamen suya daldırılarak çalışırken F değeri, rotor çapı D ile uzunluğunun L çarpımına ve n=0,5'e eşit alınabilir. Dönme frekansı f, aşağıdaki formül kullanılarak pratikte kabul edilebilir bir doğrulukla belirlenir:

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

Hidroelektrik santralini mümkün olduğu kadar kompakt hale getirmek için, hesaplamada belirtilen güç, güç kaynağının mini hidroelektrik santral tarafından sağlanması gereken gerçek yük ile ilişkilendirilmelidir (çünkü bir rüzgar türbininden farklı olarak, akım tüketici ağına sürekli olarak sağlanacaktır). Kural olarak, bu elektrik aydınlatma, TV'ye, radyoya ve buzdolabına güç sağlamak için kullanılır. Üstelik gün boyunca yalnızca ikincisi sürekli olarak devreye giriyor. Elektrikli cihazların geri kalanı çoğunlukla akşamları çalışır. Buna dayanarak, odaklanmanız tavsiye edilir. maksimum güç yaklaşık 250-300 W'lık bir "hidroenerji çelenkinden", bir mini hidroelektrik santralden şarj edilen bir pil kullanılarak pik yükü karşılıyor.

Torkun bir hidrolik santralin çalışma şaftından bir elektrik jeneratörünün kasnağına aktarımı genellikle bir ara şanzıman kullanılarak gerçekleştirilir. Bununla birlikte, bir mikrohidroelektrik santralin tasarımında kullanılan jeneratörün çalışma dönüş hızı 750 rpm'den azsa, bu eleman kesin olarak hariç tutulabilir. Ancak çoğu zaman doğrudan iletişimi reddetmeniz gerekir. Nitekim yerli üretim jeneratörlerin büyük çoğunluğunda güç çıkışının başlangıcındaki çalışma dönüş hızı 1500-3000 rpm aralığında yer almaktadır. Bu, hidroelektrik santralinin şaftları ile elektrik jeneratörü arasında ilave koordinasyonun gerekli olduğu anlamına gelir.

Artık teorik ön kısmı geride bıraktığımıza göre, spesifik tasarımlara bakalım, her birinin kendine göre avantajları var.

Burada, örneğin, iki eş eksenli, birbirine göre 90° döndürülmüş (kendi kendine başlamayı kolaylaştırmak için) ve sağlam bir şekilde bağlanmış enine tip Savonius rotorlarından oluşan yatay bir düzenlemeye sahip, yarı sabit, serbest akışlı bir mini hidroelektrik güç istasyonu var. Üstelik bu ev yapımı hidroelektrik santralinin ana parçaları ve bileşenleri, en uygun fiyatlı ve "itaatkar" yapı malzemesi olan ahşaptan yapılmıştır.

Önerilen mini hidroelektrik santral suya daldırılabilir. Yani, destek çerçevesi alttaki su yolu boyunca bulunur ve gergi halatları veya direklerle güçlendirilir (örneğin yakınlarda yürüyüş yolları, tekne iskelesi vb. varsa). Bu, yapının su yolu tarafından taşınmasını önlemek için yapılır.

İncir. 2. Yatay enine rotorlu dalgıç mini hidroelektrik santral:
1 - taban direk (kiriş 150x100, 2 adet.), 2 - alt travers (tahta 150x45, 2 adet.), 3 - orta travers (kiriş 150x120, 2 adet.), 4 - yükseltici (çaplı yuvarlak kiriş) 100 adet, 4 adet.), 5 adet üst direk (tahta 150x45, 2 adet.), 6 - üst travers (tahta 100x40, 4 adet.), 7 - ara mil (paslanmaz çelik, 30 çapında çubuk) , 8 - kasnak bloğu, 9 - sabit jeneratör akımı, 10 - porselen rulo ve iki çekirdekli yalıtımlı tel ile "gezinme", 11 - taban plakası (200x40 tahta), 12 - tahrik kasnağı, 13 - ahşap yatak tertibatı (2) adet), 14 - “hidroenerji çelenk” rotoru (D600, L1000, 2 adet.), 15 disk (20-40 mm kalınlığındaki panolardan bir kalkanın içine vurulmuş, 3 adet); metal elemanlar tespitler (destekler, dış disklerin göbekleri dahil) gösterilmemiştir.

Elbette mini hidroelektrik santralin kurulum sahasındaki nehrin derinliği, destek çerçevesinin yüksekliğinden daha az olmalıdır. Aksi takdirde, suyun elektrik jeneratörüne girmesini önlemek çok zordur (imkansız olmasa da). Peki, mini hidroelektrik santralinin bulunması gereken yerin derinliği 1,5 m'den fazlaysa veya yıl boyunca büyük ölçüde değişen (bu arada, oldukça fazla) büyük miktarda su ve akış hızı varsa karla beslenen su yolları için tipiktir), o zaman bu tasarımŞamandıralarla donatılması tavsiye edilir. Bu aynı zamanda nehre kurulduğunda kolayca hareket ettirilmesine de olanak sağlayacaktır.

Mini hidroelektrik santralin destek çerçevesi, çivi ve tel (kablolar) ile sabitlenmiş, ahşap, tahta ve küçük kütüklerden yapılmış dikdörtgen bir çerçevedir. Yapının metal kısımları (çiviler, cıvatalar, kelepçeler, köşebentler vb.) mümkünse metalden yapılmalıdır. paslanmaz çelikten veya diğer korozyona dayanıklı alaşımlar.

Peki, böyle bir mini hidroelektrik santralin işletilmesi genellikle Rusya koşullarında yalnızca mevsimsel olarak (çoğu nehrin donması nedeniyle) mümkün olduğundan, işletme süresinin sona ermesinden sonra, karaya çekilen tüm yapı kapsamlı bir incelemeye tabi tutulur. Çürüyenler zamanında değiştiriliyor ahşap elemanlar, paslı, rağmen Alınan önlemlerönlemler, metal parçalar.

Mini hidroelektrik santralimizin ana bileşenlerinden biri, sağlam bir şekilde sabitlenmiş (ve çalışma şaftı üzerinde tek bir bütün oluşturan) iki rotordan oluşan bir "hidroenerji çelengidir". Diskleri 20-30 mm kalınlığındaki levhalardan kolaylıkla yapılabilir. Bunu yapmak için, onlardan bir kalkan yaparak, 600 mm çapında bir daire oluşturmak için bir pusula kullanın. Daha sonra levhaların her biri üzerinde elde edilen eğriye göre kesilir. İş parçalarını iki şerit üzerinde birbirine vurarak (gerekli sertliği sağlamak için), gerekli disk sayısına göre her şeyi üç kez tekrarlarlar.

Bıçaklara gelince, bunların çatı demirinden yapılması tavsiye edilir. Veya daha da iyisi, tarımsal gübrelerin ve diğer agresif malzemelerin genellikle depolandığı ve taşındığı, uygun boyutta ve ikiye (eksen boyunca) kesilmiş silindirik paslanmaz kaplardan (variller). Aşırı durumlarda bıçaklar ahşaptan yapılabilir. Ancak ağırlıkları (özellikle suda uzun süre kaldıktan sonra) önemli ölçüde artacaktır. Ve şamandıralarda mini hidroelektrik santraller oluştururken bu hatırlanmalıdır.

“Hidroenerji çelenginin” uçlarına çivili destekler takılmıştır. Esasen bunlar geniş flanşlı ve anahtar için uç yuvası olan kısa silindirlerdir. Flanş, karşılık gelen rotor diskine dört cıvatayla tutturulmuştur.

Sürtünmeyi azaltmak için orta çapraz çubuklarda rulmanlar bulunmaktadır. Ve sıradan bilyalı veya makaralı rulmanlar suda çalışmaya uygun olmadığından, ev yapımı ahşap olanları kullanırlar. Her birinin tasarımı, zıvana desteğinin geçişi için bir delik bulunan iki kelepçe ve yerleştirme panelinden oluşur. Ayrıca orta yatak kovanları, ağaç liflerinin mile paralel uzanacağı şekilde konumlandırılmıştır. Ayrıca yerleştirme levhalarının yanal harekete karşı sağlam bir şekilde sabitlenmesini sağlamak için özel önlemler alınır. Bu, sıkma cıvataları kullanılarak yapılır.

Şek. 3. Kayar yatak tertibatı:
1 - kıvrım braketi (St3, şerit 50x8, 4 adet.), 2 - orta çerçeve traversi, 3 - kıvrım ek parçası (yapılmış sert kayalar ahşap, 2 adet.), 4 değiştirilebilir uç (sert ahşaptan yapılmış, 2 adet), 5 - Yivli somun ve rondelalı M10 cıvata (4 takım), iki somun ve pullu 6 - M8 saplama (2 adet) .

Herhangi bir otomobil jeneratörü, söz konusu mikrohidroelektrik santralde elektrik jeneratörü olarak kullanılmaktadır. 12-14 V DC üretirler ve her ikisine de kolaylıkla bağlanabilirler. pil ve elektrikli ev aletleri. Bu makinelerin gücü yaklaşık 300 W'tır.

Oldukça kabul edilebilir kendi emeğiyle ve dikey bir "çelenk" ve jeneratör düzenlemesine sahip taşınabilir bir mini hidroelektrik santralinin tasarımı. Geliştirmenin yazarına göre böyle bir hidroelektrik santral, en az malzeme yoğun olanıdır. Tesisin nehir yatağındaki konumunu sabitleyen destekleyici yapısı içi boş bir çelik çubuktur (örneğin boru bölümlerinden). Uzunluğu, su yolunun tabanının doğasına ve akış hızına göre seçilir. Üstelik çubuğun tabana çakılan keskin ucu, mini hidroelektrik santralin stabilitesini ve akımdan etkilenmemesini garanti edecek. Çatlak izlerinin ek kullanımı da mümkündür.
Formül (1)'i kullanarak rotorun aktif yüzeyini belirledikten ve mini hidroelektrik santralin kurulum sahasında nehrin derinliğini ölçtükten sonra, burada kullanılan Savonius rotorlarının çapını hesaplamak kolaydır. Tasarımı basitleştirmek ve kendi kendine çalışmaya başlamak için, birincinin kanatları ikinciye göre (dönme ekseni boyunca) 90° kaydırılacak şekilde bağlanan iki rotordan oluşan bir "hidroenerji çelengi" yapılması tavsiye edilir. Ayrıca, çalışma verimliliğini artırmak için, gelen akışın yanındaki yapı, kılavuz kanat görevi gören bir kalkanla donatılmıştır. Çalışma mili, üst ve alt desteklerin kayar yataklarına monte edilmiştir. Prensip olarak, bir mini hidroelektrik santralin kısa süreli çalışması için (örneğin yürüyüş gezisinde) bilyalı rulmanlar da kullanılabilir. büyük çap. Ancak suyun içinde kum veya mil varsa bu ünitelerin her kullanımdan sonra temiz suyla yıkanması gerekecektir.

Pirinç. 4. Uç tipi rotorların dikey düzenine sahip mini hidroelektrik santral:
1 - destek çubuğu, 2 - alt yatak tertibatı, 3 - "hidroenerji çelenk" diski (3 adet.), 4 - rotor (D600, 2 adet.), 5 - üst yatak tertibatı, 6 - çalışma mili, 7 - şanzıman, 8 - elektrik jeneratörü, 9 - porselen silindirli ve iki çekirdekli yalıtımlı telli "bakış", 10 - jeneratör montaj kelepçesi, 11 - hareketli kılavuz paneli; a, b - bıçaklar: destek çubuğunun üst ucundaki destekler gösterilmemiştir.

Destekler, "hidroenerji çelenginin" ağırlığına ve onu parçalara ayırma ihtiyacına bağlı olarak çubuğa cıvatalanır ve kaynaklanır. Hidrolik makinenin çalışma milinin üst ucu aynı zamanda çarpanın giriş milidir ve bunun için (en basit ve teknolojik olarak en gelişmiş olanı olarak) bir kayış kullanılabilir.

Elektrik jeneratörü yine bir arabadan alınır. Bir kelepçe ile destek çubuğuna takmak kolaydır. Ve jeneratörden gelen kabloların kendileri de olmalı güvenilir su yalıtımı. Çizimlerde, ara şanzımanın tam geometrik oranları gösterilmemiştir çünkü bunlar, sahip olduğunuz jeneratörün parametrelerine bağlıdır. Transmisyon kayışları eski bir arabanın iç borusundan yapılabilir, onu 20 mm genişliğinde şeritler halinde kesebilir ve ardından demetler halinde bükebilirsiniz.

Küçük köylere güç sağlamak için, V. Blinov tarafından tasarlanan, gerilmiş esnek bir kabloya bağlı 300-400 mm çapında namlu şeklindeki Savonius rotor zincirinden başka bir şey olmayan bir çelenk mini hidroelektrik santrali uygundur. nehrin karşısında. Kablonun bir ucu menteşeli desteğe, diğer ucu ise basit bir çarpan aracılığıyla jeneratör miline bağlanır. 1,5-2,0 m/s akış hızında, rotor zinciri 90 rpm'ye kadar çıkmaktadır. Ve "hidroenerji çelengi" elemanlarının küçük boyutu, bu mikro hidroelektrik santralinin derinliği bir metreden az olan nehirlerde çalıştırılmasını mümkün kılıyor.

1964'ten önce V. Blinov'un, en büyüğü Porozhki (Tver bölgesi) köyü yakınlarında inşa edilen bir hidroelektrik santrali olan, kendi tasarımına sahip birkaç taşınabilir ve sabit mini hidroelektrik santrali oluşturmayı başardığı söylenmelidir. Buradaki bir çift çelenk, toplam gücü 3,5 kW olan iki standart otomobil ve traktör jeneratörünü çalıştırıyordu.

MK 10 1997 I. Dokunun

Karbonhidrat enerji kaynaklarının fiyatlarının sürekli artması nedeniyle uzmanlar, daha fazla elde edilen elektriğin kullanımının sağladığı avantajlara giderek daha fazla önem veriyor. ekonomik bir şekilde. Dünyanın en ekonomik ve çevre dostu...

Karbonhidrat enerji kaynaklarının maliyetinin sürekli artması nedeniyle uzmanlar, elde edilen elektriğin daha ekonomik kullanılmasının sağladığı avantajlara giderek daha fazla önem veriyor. En ekonomik ve çevre dostu olanlardan biri temiz yollar elektrik üretmek, ev için bir hidroelektrik santralidir ve maliyetleri birincil inşaata indirgenmiştir ve Bakım teçhizat. Ancak güçlü bir su akışı gerektiren ve barajın yarattığı büyük yükseklik farkı gerektiren bu tür yapıların inşası için her alan doğal fırsatlara sahip değildir; bu durumda mini hidroelektrik santraller enerji mühendislerinin yardımına koşuyor.

Çalışma prensibi ve mini hidroelektrik santral

Bu ekipmanın çalışma prensibi oldukça basittir ve bu da güvenilirliğini arttırır. Türbin kanatlarına düşen su akışı, bir elektrik jeneratörüne bağlı bir hidrolik tahriki döndürerek, bir kontrol sisteminin kontrolü altında elektrik üretilmesini sağlar.
Modern mini hidroelektrik santraller, acil durumlarda manuel kontrole anında geçişle otomatik modda çalışmayı mümkün kılan bir kontrol sistemi ile donatılmıştır. Çok seviyeli koruma sistemi, dış koşullar değiştiğinde ekipmanın aşırı yüklenmesini önlemenizi sağlar. İstasyonların tasarımı minimuma indirmeye izin verir inşaat işi gerekli ekipmanın kurulumu sırasında.

Mini hidroelektrik santral çeşitleri

Mini hidroelektrik santral, bir su giriş cihazı (türbin), bir üretim güç ünitesi ve bir ekipman kontrol sistemi içeren, 1 ila 3000 kW kapasiteli bir ekipmandır.
Kullanılana bağlı olarak su kaynakları mini hidroelektrik santralleri birkaç kategoriye ayrılmıştır:

• Düzenli rezervuarlara sahip küçük nehirlerin enerjisini kullanan nehir tipi istasyonlar. Esas olarak düz arazide kullanılır;
• dağ nehirlerinin işletilmesinde hızlı akışların enerjisini kullanan sabit istasyonlar;
• su akışındaki farklılıkları kullanan istasyonlar endüstriyel Girişimcilik;
• Akışı düzenlemek için güçlendirilmiş hortumlar kullanan mobil istasyonlar.

Su akışının beklenen basıncına göre, jeneratörün gerekli dönüş hızını sağlamak ve gerekli akım frekansının oluşturulmasını kolaylaştırmak için hidrolik ünite ve türbini, elektrik üreten ünitenin gücüne uyacak şekilde tasarlanmıştır.

İçin çeşitli koşullar Mini hidroelektrik santrallerin işletilmesi için uygun türbin tasarımları geliştirilmiştir:

• 60 m'den fazla yüksek su akış basıncına sahip radyal eksenel ve kova türbinleri kullanılır;
• ortalama 25 - 60 m akış yoğunluğuna sahip döner kanatlı ve radyal eksenel tasarımlı türbinler kendilerini kanıtlamıştır;
• düşük basınçlı akışlarda betonarme odalara yerleştirilmiş döner kanatlı ve pervaneli yapıların kullanılması daha karlıdır.

Ev yapımı hidroelektrik santralinin videosu

Mini hidroelektrik santrallerini bağlamanın özellikleri

Bu ekipmanın tasarımı, istasyonların doğrudan güç kaynağı ağına bağlanmasına izin verir; bu durumda senkron bir jeneratör kullanılır. Oluşturmak için yerel ağ Güç kaynağı sistemlerinin arızalanmasını ve ağın ana parametrelerinde ani değişiklikleri önlemek amacıyla fazla gücü dağıtmak için gerekli bir balast yük ünitesiyle donatılmış asenkron bir ünite kullanırlar.

Mini hidroelektrik santrallerin avantajları ve dezavantajları

Bu tür sistemlerin avantajları şunları içerir:

• ekipmanın çevre güvenliği ve su basmasına gerek olmaması geniş alanlar;
• düşük maliyetli termik santrallerde üretilenden birkaç kat daha ucuz olan elektrik üretimi;
• kullanılan ekipmanın basitliği ve güvenilirliği ve otonom modda çalışma olasılığı;
• Kullanılan doğal kaynakların tükenmezliği

Dezavantajları şunları içerir:

• elektrik kesintileri belirli bölgeler yerel kaynak olarak mini hidroelektrik santral kullanılması durumunda ekipman arızalandığında. Bu, otomatik olarak bağlanan bir acil durum güç kaynağının varlığıyla telafi edilir;
• Ülkemizde bu enerji tedarik sektörünün üretim ve onarım tabanı zayıftır.