Mind on alati köitnud loodusvaradest tasuta energia saamine. Ja millegipärast tekkis mul mõte teha lihtne minielektrijaam, mis toodaks elektrit läbivast veejoast.
Kõik sai alguse ideest kasutada vana pesumasina trumlit vesirattana, miniatuurse omatehtud hüdroelektrijaamana.
Trumli külge kinnitati metallnurkade abil sirged niiskuskindlast vineerist terad.
Vesiratta pöördemoment edastatakse rihma abil jalgrattadünamole (alalisvoolugeneraator). Toodetud elekter suunatakse LED-i. Piisab, kui keerate ratast veidi käega ja LED hakkab vilkuma.
Kogu konstruktsiooni aluseks on jalgrattaraam.
Kaks laagrit võimaldavad vesirattal vabalt pöörelda.
Esimesed katsetused väikesel jõel näitasid, et raamil olev vesiratas on liiga kõrgele seatud, mis ei lase veevoolul seda normaalselt keerutada.
Pärast väikseid muudatusi raami konstruktsioonis hakkas ratas asetsema madalamal ja pöörlemiskiirus kasvas hüppeliselt. Selle tulemusena hakkas dünamo pöörlema ja 4,5 V LED süttis.
Nii sai vanast prügikastist välja omatehtud hüdroelektrijaam.
Lisaks paigaldati väikesele ojale minihüdroelektrijaam.
See toodab vaid paar volti, kuid LED-i süttimiseks piisab.
See oli hea katse alustuseks.
Projekti edasine täiustamine
Vesiratta edasine täiustamine peaks mõjutama:- Veesurve suurendamiseks ehitage minitamm. Samas ei ole plaanis jõge täielikult tõkestada, et kala saaks teises voolus lahkuda.
- Paisu alla paigaldage toru, mille kaudu vesi voolab improviseeritud turbiini. Korraldage torusse kummist konveierilindilt mantel. Blokeerides vee voolu läbi toru, saate mehhanisme hooldada.
- Arvutuste kohaselt toodab turbiin umbes kaks korda rohkem võimsust kui vesiratas. Lisaks peaks vesiratta asendamine turbiiniga kõrvaldama talvel külmumise probleemi.
- Veevool pöörleb turbiini, edastades pöördemomendi generaatorile. Turbiini hoitakse kahel täispuidust laagril. Regulaarsel määrimisel peavad need kaua vastu. Tõukeseib hoiab mehhanismi külgsuunalise nihkumise eest.
- Tehke metallist labad, arvutades nurga, mille all neid tuleb painutada (sellest parameetrist sõltub hüdroelektrijaama võimsus). Terad tuleb kruvida kummitihendite abil, et vältida nende eraldumist.
- Pöördemomendi edastamiseks kasutage torudest kokkupandud võlli.
- Paigaldage generaator. Paigaldage generaatori võllile paigaldatud rihmaratas, mis on väiksem. See suurendab kiirust, mis on vajalik generaatori tõhusaks tööks.
Veevoolu jõud on taastuv loodusressurss, mis võimaldab saada peaaegu tasuta elektrit. Looduse annetatud energia annab võimaluse säästa kommunaalkulusid ja lahendada seadmete laadimise probleemi.
Kui teie maja lähedal voolab oja või jõgi, peaksite neid kasutama. Nad saavad platsi ja maja elektriga varustada. Ja kui hüdroelektrijaam ehitatakse oma kätega, suureneb majanduslik efekt oluliselt.
Esitatud artiklis kirjeldatakse üksikasjalikult erahüdrauliliste ehitiste valmistamise tehnoloogiaid. Rääkisime sellest, mida on vaja süsteemi seadistamiseks ja tarbijatega ühendamiseks. Siit saate teada miniatuursete energiatarnijate kõigi võimaluste kohta, mis on kokku pandud improviseeritud materjalidest.
Hüdroelektrijaamad on ehitised, mis suudavad vee liikumise energiat elektrienergiaks muuta. samas kui seda kasutatakse aktiivselt ära ainult läänes. Meie riigi territooriumil teeb see paljutõotav tööstus alles esimesi katsesamme.
Pildigalerii
Alustuseks määratleme väikeste hüdroelektrijaamade tööpõhimõtte ja tüübid. Jõe või langeva veejoa vool paneb pöörlema turbiini labad ja hüdrotorustiku, mis on ühendatud elektrigeneraatoriga - viimane toodab elektrit. Kaasaegsetel kompaktsetel HEJdel on automaatjuhtimine võimalusega hädaolukorras koheselt manuaalrežiimile lülituda. Kaasaegsete tehase HEJde konstruktsioonid võimaldavad minimeerida ehitustöid seadmete paigaldamisel.
Mini hüdroelektrijaamade tüübid
Minielektrijaamade hulka kuuluvad generaatorid võimsusega 1 kuni 3000 kW. Põhimõtteliselt koosneb TPP:
- turbiinid (veevõtuseade);
- genereeriv plokk;
- juhtimissüsteemid.
Tootmiseks kasutatavate veeressursside tüübi järgi on minihüdroelektrijaamad järgmised:
- Kanal. Sellised jaamad on ehitatud reservuaaridega väikestele laugetele jõgedele.
- Mägi. Statsionaarsed jaamad, mis kasutavad kiire mäevoolu energiat.
- Tööstuslik. Tööstusettevõtete veevoolu erinevusi kasutavad jaamad.
- Mobiilne. Jaama, mis kasutavad veevooluks tugevdatud voolikuid.
Tammitüüpi jaamu iseloomustab suur läbilaskevõime, kuid paisu ehitamine on kulukas ja sel juhul on load hädavajalikud. Meie riigi ametnikega ühenduse võtmine ei ole lihtsalt teie elu keeruliseks muutmine, vaid parimate kavatsuste elluviimise kahtluse alla seadmine, seega loobume sellest mõttest kohe.
Kuidas minihüdroelektrijaam töötab
Hüdroelektrijaama tööpõhimõtte saab valida mitme variandi vahel:
- Garlandi hüdroelektrijaam. Jõe ühelt kaldalt teisele veetakse vee alla kaabel, mille külge on tõmmatud rootorid. Vool pöörab rootoreid ja vastavalt ka kaablit ennast. Kaabli üks ots on laagris, teine on ühendatud generaatoriga.
- Propeller. Kitsaste labade ja vertikaalse rootoriga tuuleveskit meenutav veealune ehitis. Tera on suurel pöörlemiskiirusel vaid 20 mm lai ja tagab minimaalse takistuse. Sellise laiusega tera valitakse voolukiirusel 0,8–2,0 m sekundis.
- Vesiratas. Osaliselt ojasse uputatud labadega ratas, mis asub veepinnaga täisnurga all. Veevool surub labadele, pöörates ratast.
- Rootor Daria. Vertikaalne rootor keeruliste labapindadega. Terade ümber voolav vedelik tekitab erineva rõhu, mille tõttu toimub pöörlemine.
Pildil vesirattal põhinev minihüdroelektrijaam
Kuidas hinnata minihüdroelektrijaama potentsiaalset võimsust
Enne minihüdroelektrijaama ehitamist oma kätega peate kindlaks määrama võimsuse, millele saate loota. Vee voolukiiruse ja võllilt eemaldatava võimsuse vahel on võrdlussuhe kW-des kruvi läbimõõduga 1 m.
Vooluhulga määramisel mõõdetakse aega, mis kulub vette visatud puutükil teatud vahemaa läbimiseks. Pärast lihtsate arvutuste tegemist saame voolukiiruse meetrites sekundis. Kui antud juhul on kiirus alla 1 m/s, siis ei ole hüdroelektrijaama ehitamine majanduslikult otstarbekas.
Voolukiirusel 2,5 m/s on võimsus 0,86 kW, 3 m/s - 1,24 kW, 4 m/s - 2,2 kW. Suhet kirjeldab sõltuvus: hüdroelektrijaama võimsus on võrdeline veevooluhulga kuubikuga. Kui kavandatava ehituse kohas on voolukiirus väike, võib seda proovida suurendada voolu kõrguse erinevuse seadme abil või paigaldades reservuaari väljalaskeavale muutuva läbimõõduga äravoolutoru. Mida väiksem on toru läbimõõt väljalaskeava juures, seda suurem on voolukiirus.
Kuidas teha kodus minihüdroelektrijaama
Väikese omatehtud hüdroelektrijaama tööpõhimõtet saab mõista esitule ja dünamo (generaatoriga) jalgratta näitel.
- Katuserauast valmistame kolm tera pikkusega, mis on võrdne jalgratta ratta raadiusega (kaugus keskhülsist ratta veljeni) ja laiusega 3-4 cm.
- Paigaldame terad ratta kodarate vahele, painutades tera serva kinnitamiseks ümber kodarate. Terad tuleks asetada ühtlaselt ja nende vahel on samad nurgad.
- Kastame teradega ratta kiiresse jõkke kolmandiku kuni poole ratta läbimõõdu sügavusele. Tekkivast elektrist piisab näiteks telgi süütamiseks.
Minihüdroelektrijaama ehitamise ühe võimaluse joonis
Näiteks väike hüdroelektrijaam talu jaoks võimsusega 3-5 kW improviseeritud materjalidest:
- Rootori saab valmistada vanast metallist kaablitrumlist, mille läbimõõt on 2,2 m Kasutades veskit ja keevitades raadiuse suhtes 45 kraadise nurga all, tuleb keevitada 18 laba. Rootor pöörleb laagritel. Tugi - metalltoru või nurk.
- Rootorile tuleb paigaldada keti reduktor, mille ülekandearv (ülekandearv) on 4. Edasi edastatakse pöörlemine läbi kardaanvõlli VAZ 2101. Kardaani kasutamine vähendab vibratsiooni ning ajami ja generaatori joondamine, kui võlli kasutamine ei ole kriitiline.
- Teil on vaja astmelist käigukasti (koefitsient - 40) ja kolmefaasilist generaatorit. Generaatori pöörlemiskiirus on umbes 3000 pööret minutis. Kahe käigukasti summaarne reduktsiooniaste on 40 x 4 = 160. Niiskuse kaitseks ja ohutuse tagamiseks peaks generaator olema kaetud korpusega. Vesiratta arvutuslik pöörlemine peaks olema umbes 20 pööret minutis.
- Generaatorile saab kohandada asünkroonmootori ja juhtploki saab võtta igast väikesest masinast. Teil on vaja VVG NG 2x4 kaablit rootorist taluhooneteni.
järeldused
Tootmise kogumaksumus on umbes 10-15 tuhat rubla. Peamine kuluartikkel on keevitaja ja konstruktsiooni valmistamisel ja kokkupanemisel abistava töölise töötasu.
Selliste seadmete peamised eelised on madal elektrikulu, keskkonnaohutus, ammendamatu energiaallikas ja lihtne disain.
Olen alati tahtnud saada elektrit ojast, mis voolab ümber minu maja perimeetri. Umbes kolm aastat tagasi paigaldasin ajutise turbiini, et näha, kas suurem turbiiniratas töötab.
Selle ratta demoversioon valmistati vanadest lihvpatjadest ja labade puidust alustest.
Kasutasin generaatorina vana Ameteci ajamimootori alalisvoolu linti. Kõige täielikuks ettevalmistamiseks kasutasin minimootorratta ketti ja 70 ja 9 hambaga ketirattaid (ratta pöörlemiseks ja mootoril). Kõikide esemete maksumus oli umbes 30 naela.
See saavutas maksimaalselt 25 vatti ja kestis umbes aasta, peamiselt Ameteci mootori ja ratta suuruse piirangute tõttu, ning sundis mind ehitama suuremat turbot.
Kõigepealt pidin oja vett tammima, nii et veetase oli umbes rinnal. Suve lõppu ära ootamata juhtisin pilsipumba abil vee ära ja tegin tsemendist tammi.
Turbiinirattad valmistasid minu jaoks kohalikud ehitusfirmad vastupidavast mitmekihilisest materjalist, mida kasutatakse laevaehituses mantlite ja tekide valmistamisel, paksusega 13 mm. Samast materjalist tegin terad. Lõpuks katsin kettad ja terad spetsiaalse vetthülgava ainega, et pikendada nende eluiga.
Turbiini aluse ehitasin tammepalkidest. Tamm osutus väga jäigaks ja palke kivikarkassi külge poltidega keerates pidin askeldama. Pidin puurima augud ja selleks pidin turbiini kinni siduma, et see tasakaalustada ja kõik mõõdud sobitada ja poldid kinni keerata.
Järgmine samm pärast ratta paigaldamist oli ajami ja generaatori probleemi lahendamine.
Algselt kasutasin Minimoto ajamit, kuid siis hakkas väike kett hammaste vahe tõttu libisema ja otsustasin osta laagrite tarnijalt 3/8 sammuga ketid ja ketirattad. Generaator tarnis Windblue Power Permanent Magnet Generator (PMG). See on võimeline tootma 12 V 150 pööret minutis. Seda kasutatakse sageli ümberehitatud auto generaatorina. Tüüpiline generaator annab ainult 12 volti 3000 p/min juures. Tellisin selle mootori USA-st 135 naela eest koos postikuluga.
Ratas keerles liiga aeglaselt ja tammi alla tuli teha astmeline kandik, millele vesi kitsas suhu koguti ja suurema jõuga teradele kallati.
Lisaks kinnitasin põhiraami siinid 1 cm terastrossiga ja võimalusel tugevdasin alust 1 jala pikkuste ankrupoltidega, et kaitsta seadet purunemise eest, kui tamm ootamatult puruneb või on tugev tuuleiil.
Turbiinil on 4x55AH uhiuus aku. Nende abiga laadin pidevalt oma sülearvutit. Ostsin ka kaks sõjaväe veojõu pliiakut 2x110Ah Hawker garaaži ja maja valgustamiseks. Kahe erinevat tüüpi aku pingevarustus tuleb erinevatest juhtmetest.
Olen seda süsteemi kasutanud umbes aasta. Väljundvõimsus - 50 vatti, tipphetkel toodab see kuni 500 vatti. Paar korda seiskus turbiin veesurutise tõttu, samuti peavoolu blokeerimise tõttu üleujutuste ajal. Ja see töötab aastaringselt.
Tõlge: Jaroslav Nikolajevitš
Kogu maailma "rohelised" protesteerivad üha enam ja aktiivsemalt uute nafta-, gaasi-, söevarude arendamise, aga ka sisepõlemismootorite massilise kasutamise vastu kogu maailmas, mis toovad meie keskkonda kõige rängema reostuse. . Moe-, teatri- ja kinomaailma kuulsused tunglevad energiatarbimise mõttes säästlikumalt elama. Nad paigaldavad oma häärberite katustele päikesepaneele, tuulegeneraatoreid (nagu näitleja Leonardo DiCaprio näiteks).
Üha rohkem tavainimesi mõistavad ka seda, et nende käitumisest võib midagi sõltuda ja kui vähemalt üks inimene leiab sisepõlemismootorile alternatiivi, siis muutub maailm veidi puhtamaks. Seetõttu on külades, linnades ja meie riigis, kus on langev või voolav vesi, mäe peal teatud bassein, võimalus teha oma kätega minihüdroelektrijaam ja seeläbi aidata ennast ja Tema Majesteet loodus. Lõppude lõpuks on see alternatiiv bensiini- või diiselgeneraatorile, mis töötab endiselt kütusega ja toodab keskkonda söövitavaid heitgaase.
Ja mis siis, kui rohkem kui üks inimene, rohkem kui üks leibkond otsustaks leida alternatiivse võimaluse elektri saamiseks? Kui terve küla, küla, aul? Siin väheneb looduse koormus oluliselt. Ja tarbijal jääb majapidamistarbeks rohkem raha taskusse, sest entusiastide käte ja mõistusega loodud minihüdroelektrijaamast tuleb elekter välja umbes kolm korda odavam kui tavatootjatelt (soojuselektrijaamad, tuumajaamad) ostes. , tööstuslikud hüdroelektrijaamad).
Õige vee otsimine
Hiljuti nägin lühikest videot, kus oli näha, kuidas ühes tavalises India külas otsustasid ühe lääne kolledži tudengid teha minihüdroelektrijaama. Seal kõrbes pole elektrit, noored põgenevad linnadesse, aga mis saab siis, kui annad elanikele valgust? Jõge kui sellist külas ei ole, küll aga on veehoidla. Looduslik kauss tohutu hulga veega asub veidi küla tasemest kõrgemal. Mida õpilased välja mõtlesid?
Nad taipasid oma targa peaga, et kuna Loodusest siin voolu ei tule, saab seda luua! Palgatöötajate kätega paigaldati meetrise läbimõõduga kaetud pikk toru, mille üks ots suleti veehoidla külge ja teine - allpool - läks väikesesse ja aeglaselt liikuvasse jõkke. Kõrguste erinevuse tõttu sööstis vesi reservuaarist torust alla, kiirendades üha enam ja väljapääsu juures tekkis juba üsna võimas oja, mis toetus minihüdroelektrijaama labadele. Toru, millesse veehoidla vesi oli suletud, jookseb mööda mäekülge nii maaliliselt alla, et tundub, nagu roomaks hiiglaslik püüton aeglaselt ülevalt alla ja tekitab oma mõõtmetega kohalikes õudust. Ma tahan seda oma kätega puudutada, tunda, tunda selle jõudu.
Kui India külas luuakse midagi sarnast, siis miks mitte proovida sama teha ka vene külas? Kui läheduses pole kiirevoolulist jõge, aga veehoidla on, siis on võimalik ka minihüdroelektrijaama rajamine. Peate lihtsalt maastikku vaatama, kuid üks on selge: veehoidla - olgu see siis looduslik või tehislik - peaks asuma hüdroelektrijaama paigaldamise kohast kõrgemal. Kui kõrguste vahe on märkimisväärne - veelgi parem! Veevool liigub tugevamalt ülevalt alla, mis tähendab, et vastuvõetava elektri võimalik võimsus suureneb.
Kunstliku veevoolu korraldamiseks ei ole vaja osta kalleid torusid. Saate oma kätega teha omamoodi vihmaveerenni ja lasta reservuaari vett mööda seda kiirendada. Alustuseks on parem võtta kõik käepärast olevad vahendid, vanad torud, ehkki esialgu väikese läbimõõduga, ja ehitada prooviversioon vee ärajuhtimiseks ülal asuvast reservuaarist. Nii on võimalik mõõta voolukiirust (ma juba kirjutasin, kuidas seda varem teha). Kui läheduses voolab kiirelt voolav jõgi, siis pole vaja ehitada ei tamme ega renni ega tekitada kunstlikult veevoolu. Sellistesse kohtadesse saab probleemideta paigaldada nööri, propelleri, Dardieu rootori või vesiratta kujul olevaid mini HEJ-sid.
Oluline on hoonet kaitsta. Kuidas? Minihüdroelektrijaama ette tuleks paigaldada võrgust kaitseekraan ehk hajuti, et jõe ääres vedelevad puude killud või isegi terved palgid, aga ka elusad ja surnud kalad, kõikvõimalikud prügi, ärge kukkuge turbiini labadele, vaid hõljuge mööda.
Lihtsaim minihüdroelektrijaam, mida teete ise
Peaaegu igaüks saab oma kätega luua oma minihüdroelektrijaama. Näited? Paljud turistid kasutavad matka tingimustes valgustuse saamiseks tavalist jalgratast, millel liigutakse. Mis tahes jalgrattarattale paigaldavad nad kodarate vahele näiteks õhukesest rauast valmistatud džemprid ja viivad kõigepealt kätega ja seejärel tangidega lehe servad kodara taha, kinnitades seeläbi hüppaja. Hüppaja pikkus peaks vastama poolele ratta läbimõõdule, st katma kaugust veljest rummuni. Tegelikult peaks see olema võrdne kodara pikkusega. Optimaalne oleks paigaldada neli sellist džemprit vastavalt põhipunktide tüübile: põhja, lõuna, lääne, ida. Järgmiseks on vaja tavalist rattageneraatorit ja sellega ühendatud taskulampi.
On aeg matkama minna. Ööseks peate peatuma jõe ääres. No las sääsed hammustavad! Küll aga selgub peost video tegemine, lõkke ääres fotode tegemine. See on väga maaliline! Jões peab vesi olema märgatava vooluga ja siis hakkab tööle meie matka minihüdroelektrijaam. "Saagu valgus!" - ütles paigaldaja ja tegi ringi. Ei, see ei puuduta meid.
"Saagu valgus!" - ütles turist ja lasi raudsildadega ratta kolmandiku võrra jooksva jõe vette. Jalgratas ise asetatakse väikesele alusele või riputatakse kaldale puu või pulga külge nii, et ratas on kolmandiku võrra ojas. Vesi vajutab džemprid, keerab ratast, generaator muudab vee energia vooluks ja minitaskulamp valgustab parklat.
Puudub oht, et patareid on defektsed, kuna tavalise taskulambi kasutamise puhul pole ohtu, et need "istuvad maha", neid pole vaja suures koguses matkale kaasa võtta. Jõe vool ei kao kuhugi. Turistid eelistavad enamasti viibida tõestatud kohtades. Nii et kord ööbimiskohas läbi minihüdroelektrijaama elektrivoolu saanud, jääb see koht meelde ja püütakse siin pimedat päeva aega eemale hoida.
Raskused sobitamisel
Ühe küünla süütamine on piltlikult öeldes aga üks asi, aga tuhandete süütamine, inimestele valguse andmine, nagu seda tegi Prometheus, on hoopis teine asi. Kompaktne hüdroelektrijaam kui elektrienergia allikas võib oma igapäevakasutuses ilmnemisega häirida väljakujunenud pilti ja asjade seisu.
Suurimad monopolid on harjunud, et just nemad toodavad elektrit väikeasulatele, turunduse tütarettevõtted on harjunud saama raha tarbijale kauba tarnimise eest - kWh. Kuhu selles skeemis sisestada minihüdroelektrijaam? Ja ikka ei kontrolli monopolistid? Pean kohe ütlema, et Venemaa kohalike võimudega ei ole lihtne sellises projektis kokku leppida, nagu ka mis tahes muus uues äris. Kuid tulemus on pingutust väärt.
Üldiselt mõeldakse kompaktse (mini) hüdroelektrijaama all sellist jaama, mis toodab kuni 100 kW võimsust. Käsitöölised, kes töötavad käte ja peaga, suudavad selle kasuliku asja oma külas või külas üsna lihtsalt ehitada, isegi eramajapidamistes. Aga ainult siis, kui on vastavad looduslikud tingimused ja soov luua midagi UUT, säästa raha ehk maksta edaspidi elektri eest vähem.
Kui vaatate videot või fotot mõnest minihüdroelektrijaamast, näete, et mõnikord näevad need väga imelikud välja. Kuid lõppude lõpuks tundusid Leonardo Da Vinci kaasaegsetele ka tema tohutute tiibadega hoorattad vähemalt kummalised ning oma hulljulgete katsete ja ideedega ehmatas suur itaallane paljusid omaaegseid inimesi täielikult. Mis siis? Me ei mäleta neid inimesi. Ja Leonardo joonistused ja looming elavad sajandeid. Ehitage oma kätega minihüdroelektrijaam, katsetage, tehke järele! Loodus ja järeltulijad ütlevad teile ainult "aitäh"!
Mihhail Bersenev
Tadžikistanis on ka käsitöölisi, mitte halvemaid kui India omad:
