나는 항상 천연 자원에서 자유로운 에너지를 얻는 것에 매력을 느꼈습니다. 그리고 어떻게 든 나는 지나가는 물줄기에서 전기를 생산할 간단한 미니 발전소를 만들 생각을했습니다.
이 모든 것은 오래된 세탁기의 드럼을 물레방아로 사용한다는 아이디어에서 시작되었습니다. 즉, 소형 수제 수력 발전소입니다.
내습성 합판으로 만든 직선형 블레이드는 금속 모서리를 사용하여 드럼에 부착되었습니다.
물레방아의 토크는 벨트를 통해 자전거 발전기(DC 발전기)로 전달됩니다. 생성된 전기는 LED에 공급됩니다. 손으로 휠을 살짝 돌리면 LED가 깜박이기 시작합니다.
전체 구조의 기초는 자전거 프레임입니다.
두 개의 베어링으로 물레방아가 자유롭게 회전합니다.
작은 강에 대한 첫 번째 테스트에서 프레임의 물레방아가 너무 높게 설정되어 물의 흐름이 정상적으로 회전하지 못하는 것으로 나타났습니다.
프레임 디자인을 약간 변경한 후 휠이 낮아지고 회전 속도가 급격히 빨라졌습니다. 결과적으로 발전기가 회전하기 시작하고 4.5V LED가 켜졌습니다.
이것이 집에서 만든 수력 발전소가 오래된 쓰레기에서 나온 방법입니다.
또한, 조립된 미니 수력 발전소는 작은 개울에 설치되었습니다.
몇 볼트만 생성하지만 LED가 켜지기에 충분합니다.
시작하기에 좋은 실험이었습니다.
프로젝트의 추가 개선
물레방아에 대한 추가 개선 사항은 다음과 같습니다.- 수압을 높이기 위해 미니 댐을 만드십시오. 동시에 물고기가 두 번째 흐름으로 떠날 수 있도록 강을 완전히 차단할 계획은 없습니다.
- 수제 터빈으로 물이 흐르는 댐 아래에 파이프를 설치하십시오. 파이프에 컨베이어 고무 밴드로 만든 케이싱을 배치하십시오. 파이프를 통한 물의 흐름을 차단하여 메커니즘을 서비스할 수 있습니다.
- 터빈은 물레방아의 약 2배의 동력을 전달하는 것으로 추정됩니다. 또한 물레방아를 터빈으로 교체하면 겨울철 동파 문제도 없어져야 한다.
- 물의 흐름은 터빈을 회전시켜 토크를 발전기로 전달합니다. 터빈은 단단한 나무로 만든 두 개의 베어링에 고정됩니다. 정기적 인 윤활로 오래 지속됩니다. 스러스트 와셔는 측면 움직임에 대해 메커니즘을 유지합니다.
- 구부러져야 하는 각도를 계산하여 금속 블레이드를 만듭니다(수력 발전소의 전력은 이 매개변수에 따라 다름). 블레이드가 빠지지 않도록 고무 개스킷을 사용하여 블레이드를 조여야 합니다.
- 튜브 조립 샤프트를 사용하여 토크를 전달하십시오.
- 발전기를 설치하십시오. 샤프트에 장착된 것보다 작은 도르래를 발전기에 장착합니다. 이것은 발전기의 효율적인 작동에 필요한 RPM을 증가시킵니다.
물 흐름의 힘은 사실상 무료로 전기를 제공하는 재생 가능한 천연 자원입니다. 자연이 주는 에너지는 유틸리티를 절약하고 충전 장비 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공합니다.
집 근처에 개울이나 강이 흐르면 이를 활용해야 합니다. 그들은 현장과 집에 전기를 공급할 수 있습니다. 그리고 수력 발전소를 자신의 손으로 건설하면 경제적 효과가 크게 높아집니다.
제시된 기사는 개인 유압 구조물 제조 기술에 대해 자세히 설명합니다. 시스템을 구축하고 소비자와 연결하는 데 필요한 사항에 대해 이야기했습니다. 여기에서 스크랩 재료로 조립된 소형 에너지 공급업체를 위한 모든 옵션에 대해 알아볼 수 있습니다.
수력 발전소는 물의 이동 에너지를 전기로 변환할 수 있는 구조물입니다. 지금까지 그들은 서구에서만 적극적으로 착취당했습니다. 우리나라 영토에서 이 유망한 산업은 소심한 첫 걸음을 내디뎠습니다.
이미지 갤러리
먼저 소규모 수력발전소의 운영원리와 종류에 대해 알아보겠습니다. 강의 흐름이나 떨어지는 물줄기는 터빈 블레이드와 발전기에 연결된 유압 파이프 라인을 회전시키고 전기를 생성합니다. 현대식 소형 수력 발전소에는 비상 상황 발생 시 즉시 수동 모드로 전환할 수 있는 자동 제어 기능이 있습니다. 현대식 플랜트 수력 발전소의 설계를 통해 장비 설치 중 건설 작업의 생산을 최소화할 수 있습니다.
미니 수력 발전소의 종류
미니 발전소에는 1 ~ 3000kW 용량의 발전 장치가 포함됩니다. 원칙적으로 TPP는 다음으로 구성됩니다.
- 터빈(취수);
- 생성부;
- 제어 시스템.
발전에 사용되는 수자원 유형별로 미니 수력 발전소는 다음과 같습니다.
- 채널. 이러한 역은 저수지가 있는 작고 평평한 강 위에 건설됩니다.
- 산. 빠른 산류의 에너지를 사용하는 고정 스테이션.
- 산업. 산업 기업의 물 흐름 차이를 사용하는 스테이션.
- 이동하는. 물 흐름을 위해 강화 슬리브를 사용하는 스테이션.
댐 형태의 스테이션은 매우 강력하지만 댐 건설에 비용이 많이 들고 이 경우 허가 없이는 할 수 없습니다. 우리나라의 공무원들과 소통하는 것은 자신의 삶을 힘들게 하는 것이 아니라 최선의 의도를 실천에 옮기는 일에 의문을 제기하는 것이므로 당장 이 사업을 포기하게 될 것입니다.
미니 수력 발전소의 작동 원리
수력 발전소 작동의 개략도는 여러 옵션 중에서 선택할 수 있습니다.
- Garland 수력 발전소. 강의 한쪽 강둑에서 다른 쪽 강둑까지 로터가 달린 케이블이 물 속에 놓여 있습니다. 전류는 로터를 회전시키고 그에 따라 케이블 자체를 회전시킵니다. 케이블의 한쪽 끝은 베어링에 있고 다른 쪽 끝은 발전기에 연결되어 있습니다.
- 추진자. 좁은 날개와 수직 로터가 있는 풍력 터빈을 닮은 수중 구조물. 높은 회전 속도에서 너비가 20mm에 불과한 블레이드는 최소한의 저항을 제공합니다. 이 너비의 블레이드는 초당 0.8-2.0m의 유속으로 선택됩니다.
- 물레 방아. 물의 표면에 직각으로 하천에 부분적으로 잠긴 외륜. 물줄기가 블레이드를 눌러 바퀴를 회전시킵니다.
- 로터 다리아. 복잡한 블레이드 표면을 가진 수직 로터. 블레이드 주위를 흐르는 유체는 회전이 발생하는 다른 압력을 생성합니다.
사진은 물레방아를 기반으로 한 미니 수력 발전소를 보여줍니다.
미니 수력 발전소의 잠재적 용량을 평가하는 방법
미니 수력 발전소를 건설하기 전에 자신의 손으로 믿을 수 있는 전력을 결정해야 합니다. 프로펠러 직경이 1m인 물의 유량과 축에서 제거할 수 있는 동력(kW) 사이에는 기준 관계가 있습니다.
유속은 칩을 물에 던졌을 때 칩이 일정 거리를 이동하는 데 걸리는 시간을 측정하여 결정됩니다. 간단한 계산을 통해 초당 미터 단위의 유속을 얻습니다. 이 경우 속도가 1m / s 미만이면 수력 발전소 건설이 경제적으로 비효율적입니다.
2.5m/s의 유량에서 전력은 0.86kW, 3m/s - 1.24kW, 4m/s - 2.2kW입니다. 관계는 관계로 설명됩니다. 수력 발전소의 전력은 물 유량의 세제곱에 비례합니다. 제안된 건설 현장의 유량이 낮은 경우 유량 높이 차이 장치를 사용하거나 저수지의 출구에 가변 직경의 배수관을 설치하여 유량을 증가시킬 수 있습니다. 출구 파이프 직경이 작을수록 유속이 높아집니다.
집에서 미니 수력 발전소를 만드는 방법
작은 집에서 만든 수력 발전소의 작동 원리는 헤드라이트와 발전기(발전기)가 있는 자전거의 예에서 이해할 수 있습니다.
- 루핑 아이언에서 우리는 길이가 자전거 바퀴의 반경 (중앙 허브에서 바퀴 림까지의 거리)과 같고 너비가 3-4cm 인 세 개의 블레이드를 만듭니다.
- 우리는 바퀴의 스포크 사이에 블레이드를 설치하고 고정을 위해 스포크 주위에 블레이드의 가장자리를 구부립니다. 블레이드 사이에 동일한 각도를 유지하면서 블레이드를 고르게 정렬해야 합니다.
- 우리는 블레이드가있는 휠을 휠 직경의 1/3에서 절반 깊이까지 빠른 강에 담급니다. 생성된 전기는 예를 들어 텐트를 켜기에 충분할 것입니다.
미니 수력 발전소 건설 옵션 중 하나 그리기
예는 스크랩 재료에서 3-5kW 용량의 농장을 위한 소규모 수력 발전소입니다.
- 로터는 직경 2.2m의 오래된 금속 케이블 드럼으로 만들 수 있으며 그라인더를 사용하고 반경에 45도 각도로 용접하면 18 개의 블레이드를 용접해야합니다. 로터는 베어링에서 회전합니다. 지지대 - 금속 파이프 또는 모서리.
- 로터에는 기어비 (변속기 비율)가 4 인 체인 감속기를 설치해야합니다. 또한 회전은 카단 샤프트 VAZ 2101을 통해 전달됩니다. 카단을 사용하면 진동이 감소하고 드라이브와 발전기의 정렬이 감소합니다. 샤프트를 사용할 때 중요하지 않습니다.
- 승압 기어(factor - 40)와 3상 발전기가 필요합니다. 발전기 회전 속도는 약 3000rpm입니다. 두 기어박스의 총 감속비는 40 x 4 = 160입니다. 발전기는 습기와 안전으로부터 보호하기 위해 덮개로 덮어야 합니다. 물레방아의 설계 회전은 분당 약 20회전이어야 합니다.
- 비동기식 모터는 발전기에 적용할 수 있으며 제어 장치는 모든 소형 기계에서 가져올 수 있습니다. 로터에서 농장 건물까지 VVG NG 2x4 케이블 길이가 필요합니다.
결론
총 제조 비용은 약 10-15,000 루블입니다. 주요 비용 항목은 용접공과 구조물 제작 및 조립을 돕는 작업자의 급여입니다.
이러한 장비의 주요 장점은 저렴한 전기 비용, 환경 안전, 무진장 에너지 원 및 설계 단순성입니다.
저는 항상 집 주변을 흐르는 개울에서 전기를 얻고 싶었습니다. 약 3년 전에 나는 더 큰 터빈 휠이 작동하는지 테스트하기 위해 임시 터빈을 설치했습니다.
이 휠의 데모 버전은 오래된 휠 스탠드와 블레이드로 나무 팔레트로 만들어졌습니다.
발전기로 Ametec 드라이브 모터의 오래된 DC 스트립을 사용했습니다. 전체 작업을 완료하기 위해 70개 및 9개의 톱니가 있는 미니 오토바이 체인과 스프로킷을 사용했습니다(휠 회전 및 엔진용). 모든 품목의 비용은 약 30파운드입니다.
Ametec 엔진과 휠 크기의 한계로 인해 최대 25와트를 생성하고 약 1년 동안 작동했으며 더 큰 터빈을 만들게 되었습니다.
우선, 나는 수위가 내 가슴 정도가 되도록 하천의 물을 막아야 했습니다. 여름이 끝나기를 기다리지 않고 빌지 펌프로 물을 빼내고 시멘트 댐을 만들었습니다.
터빈 휠은 조선 클래딩 및 데크에 사용되는 13mm 두께의 내구성 있는 라미네이트로 현지 건축업자가 제작했습니다. 같은 재료로 칼날을 만들었어요. 마지막으로 디스크와 블레이드를 특수 발수성 화합물로 덮어 수명을 연장했습니다.
나는 참나무 통나무로 터빈의 기초를 만들었습니다. 참나무가 매우 단단해서 통나무를 돌 프레임에 볼트로 고정하는 동안 땜질을 해야 했습니다. 구멍을 뚫어야 했고 이를 위해 터빈을 묶어 균형을 맞추고 모든 치수를 조정하고 볼트를 조여야 했습니다.
휠을 설치한 후 다음 단계는 드라이브 및 발전기 문제를 해결하는 것이었습니다.
처음에는 Minimoto 드라이브를 사용했지만 톱니 간격으로 인해 작은 체인이 미끄러지기 시작했고 베어링 공급업체에서 3/8 피치 체인과 스프로킷을 구입하기로 결정했습니다. 발전기는 Windblue Power 영구 자석 발전기(PMG)를 공급했습니다. 150rpm에서 12V를 생성할 수 있습니다. 그것은 종종 개조 된 자동차 발전기로 사용됩니다. 기존 발전기는 3000rpm에서 12볼트만 출력합니다. 나는 우송료를 포함하여 £ 135에 미국에서 이 엔진을 주문했습니다.
바퀴가 너무 느리게 회전하고 있었기 때문에 댐 아래에 계단식 물통을 만들어야 했습니다. 물은 좁은 통풍구에 모아져 블레이드에 더 세게 부었습니다.
또한 1cm 길이의 강철 케이블로 메인 프레임 레일을 고정하고, 댐이 갑자기 터지거나 강한 돌풍이 부는 경우 장치가 손상되지 않도록 가능한 1피트 길이의 앵커 볼트로 베이스를 강화했습니다.
터빈에는 4x55AH Brand New 축압기가 장착되어 있습니다. 그들의 도움으로 나는 끊임없이 노트북을 충전합니다. 나는 또한 차고와 집 조명을 위해 두 개의 군용 견인 납산 배터리 2x110Ah Hawker를 구입했습니다. 두 가지 다른 유형의 배터리에 대한 전압 공급은 다른 전선에서 나옵니다.
저는 이 시스템을 약 1년 동안 사용해 왔습니다. 출력 전력은 50W이며 피크 시 최대 500W를 제공합니다. 물의 감소와 홍수 중 주요 흐름의 차단으로 인해 터빈이 몇 번 멈췄습니다. 그래서 일년 내내 작동합니다.
번역: 야로슬라프 니콜라예비치
전 세계의 "녹색당"은 석유, 가스, 석탄의 새로운 매장지 개발과 전 세계적으로 가장 심각한 환경 오염을 초래하는 내연 기관의 대규모 사용에 대해 점점 더 항의하고 있습니다. 패션, 연극, 영화계의 유명 인사들은 에너지 소비 측면에서 더 경제적으로 살기를 촉구합니다. 그들은 맨션의 지붕에 태양 전지판과 풍력 발전기를 설치합니다(예: 배우 Leonardo DiCaprio).
점점 더 많은 평범한 사람들도 무언가가 자신의 행동에 달려 있다는 것을 이해하고 적어도 한 사람이 내연 기관의 대안을 찾으면 세상이 조금 더 깨끗해질 것입니다. 따라서 마을, 마을 및 우리 나라에서는 물이 떨어지거나 흐르는 곳, 언덕의 특정 물웅덩이가있는 곳에서 자신의 손으로 미니 수력 발전소를 만들어 자신과 폐하를 도울 수있는 기회가 있습니다. 자연. 결국 이것은 여전히 연료로 작동하고 환경에 부식성 배기 가스를 방출하는 가솔린 또는 디젤 발전기의 대안입니다.
그리고 한 사람도 아니고 한 가구도 전기를 구할 수 있는 대안을 찾기로 결정하지 않았습니까? 만약 전체 마을, 마을, ul? 여기에서 자연에 대한 부하가 크게 감소합니다. 그리고 소비자는 열광자의 손과 마음으로 만든 미니 수력 발전소의 전기가 일반 제조업체(화력 발전소, 원자력 발전소, 산업용 수력 발전소).
올바른 물 찾기
최근에 나는 평범한 인디언 마을에서 서부 대학의 학생들이 미니 수력 발전소를 만들기로 결정한 방법을 보여주는 작은 비디오를 보았습니다. 그 광야에는 전기가 없고 젊은이들은 도시로 피난을 가고 있지만 주민들에게 불을 주면 어떻게 될까요? 마을에는 그런 강이 없지만 저수지가 있습니다. 엄청난 양의 물이 담긴 자연그릇이 마을 수준 바로 위에 있습니다. 학생들은 무엇을 생각해 냈습니까?
그들의 영리한 머리로 그들은 여기에 자연의 흐름이 없기 때문에 그것이 만들어 질 수 있음을 깨달았습니다! 고용 된 작업자의 손에 의해 직경이 미터인 덮인 긴 파이프가 장착되었으며 한쪽 끝은 저수지에서 닫히고 다른 쪽 끝은 아래에서 작고 느리게 움직이는 강으로 들어갔습니다. 높이의 차이로 인해 저수지의 물이 파이프를 통해 쏟아지면서 점점 더 가속되었으며 미니 수력 발전소의 블레이드에 기대어있는 콘센트에서 이미 다소 강력한 스트림이 생성되었습니다. 저수지의 물을 감싸고 있는 파이프가 언덕의 경사면을 따라 흐르고 있어 마치 거대한 비단뱀이 위에서 아래로 천천히 기어가는 것처럼 보이며 그 크기에 따라 현지인들을 공포에 떨게 합니다. 손으로 만지고, 만지고, 그 힘을 느끼고 싶습니다.
인도 마을에서 비슷한 것이 만들어지고 있다면 러시아 마을에서도 똑같이 해보는 것이 어떻겠습니까? 주변에 유속이 빠른 강은 없지만 저수지가 있으면 미니 수력 발전소 건설도 가능합니다. 지형을 볼 필요가 있지만 한 가지는 분명합니다. 저수지는 자연적이든 인공적이든 수력 발전소가 설치될 장소보다 더 높은 곳에 위치해야 합니다. 키 차이가 크면 더욱 좋습니다! 물의 흐름은 위에서 아래로 더 강하게 흐르게 되며, 이는 수신된 전기의 가능한 전력이 증가한다는 것을 의미합니다.
인공 물 흐름을 구성하기 위해 값 비싼 파이프를 구입할 필요는 없습니다. 자신의 손으로 일종의 거터를 만들고 저수지의 물을 따라 가속하게 할 수 있습니다. 우선, 가능한 모든 수단, 즉 직경은 작지만 오래된 파이프를 사용하고 위에있는 저수지에서 물을 배수하는 시험 버전을 만드는 것이 좋습니다. 따라서 유속을 측정하는 것이 가능합니다(이미 이전에 이 작업을 수행하는 방법을 썼습니다). 물의 흐름이 빠른 하천이 근처에 흐르면 댐이나 도랑을 만들거나 인위적으로 물의 흐름을 만들 필요가 없습니다. 화환, 프로펠러, 다르디외 로터 또는 물레방아 형태의 미니 수력 발전소는 문제 없이 이러한 장소에 설치할 수 있습니다.
구조를 보호하는 것이 중요합니다. 어떻게? 미니 수력 발전소 앞에는 그리드로 만든 보호 스크린이나 디퓨저를 설치하여 강에 떠있는 나무 조각 또는 통나무 전체는 물론 살아있는 물고기와 죽은 물고기, 모든 종류의 쓰레기를 방지해야합니다. 터빈 블레이드에 떨어지지 않고 과거에 떠 있습니다.
자신의 손으로 가장 간단한 미니 수력 발전소
거의 모든 사람이 자신의 손으로 미니 수력 발전소를 만들 수 있습니다. 예? 많은 관광객들은 하이킹 중에 조명을 얻기 위해 일반 자전거를 사용하고 이동합니다. 모든 자전거 바퀴에서 얇은 철 조각으로 만든 스포크 사이에 점퍼를 먼저 손으로 설치 한 다음 펜치로 스포크 뒤에 시트 가장자리를 넣어 점퍼를 고정합니다. 브리지의 길이는 휠 직경의 절반에 해당해야 합니다. 즉, 림에서 허브까지의 거리와 겹쳐야 합니다. 사실, 그것은 스포크의 길이와 같아야 합니다. 북쪽, 남쪽, 서쪽, 동쪽의 기본 지점 유형에 따라 4개의 점퍼를 설치하는 것이 가장 좋습니다. 다음으로 일반 자전거 발전기와 이에 연결된 손전등이 필요합니다.
하이킹을 떠날 시간입니다. 밤에는 강가에 들러야 합니다. 자, 모기가 물게하십시오! 그러나 파티의 비디오를 만들고 불 옆에서 사진을 찍는 것으로 밝혀졌습니다. 그것은 매우 그림 같은입니다! 강의 물에는 눈에 띄는 흐름이 있어야 하며, 그러면 행진하는 미니 수력 발전소가 작동할 것입니다. "빛이 있게 하라!" - 수리공이 말하며 단락을 만들었습니다. 아니요, 이것은 우리에 관한 것이 아닙니다.
"빛이 있게 하라!" - 관광객이 말하며 철교가 있는 바퀴를 흐르는 강의 물 속으로 1/3만큼 낮췄습니다. 자전거 자체는 작은 스탠드에 놓거나 둑의 나무나 못에 매달아 바퀴가 시내에 1/3이 잠기도록 합니다. 물은 다리를 누르고 바퀴를 돌리고 발전기는 물 에너지를 전류로 변환하고 미니 손전등은 주차장을 비춥니다.
일반 손전등을 사용하는 경우와 같이 배터리에 결함이 있는 것으로 판명될 위험이 없으며 "소진"될 위험이 없으며 많은 양의 하이킹을 할 필요가 없습니다. 강의 흐름은 어디에도 사라지지 않을 것입니다. 관광객들은 대부분 입증된 장소에 머무르는 것을 선호합니다. 그래서 일단 숙소의 미니바이크-수력발전소를 통해 전류를 받으면 이곳을 기억하고 이곳에서 하루의 어두운 시간을 피하려고 노력할 것입니다.
화해의 어려움
그러나 비유적으로 말하면 하나의 촛불을 켜는 것은 하나의 일이지만 수천 개의 촛불을 켜는 것, Prometheus가 한 것처럼 사람들에게 빛을 주는 것은 완전히 다른 문제입니다. 전기 공급원인 소형 수력 발전소는 일상적인 사용으로 인해 기존의 그림과 상황을 혼란에 빠뜨릴 수 있습니다.
가장 큰 독점 기업은 소규모 정착촌을 위해 전기를 생산하는 사람들이라는 사실에 익숙합니다. 판매 자회사는 소비자에게 kW / 시간의 상품 배송을 위해 돈을받는 데 익숙합니다. 이 계획에서 소형 수력 발전소는 어디에 적합해야 합니까? 그리고 아직 독점자들에 의해 통제되지 않습니까? 그러한 프로젝트를 러시아의 지방 당국 및 기타 새로운 비즈니스와 조정하는 것이 쉽지 않을 것이라고 즉시 말씀 드리고 싶습니다. 그러나 결과는 노력할 가치가 있습니다.
일반적으로 소형(소형) 수력발전소는 최대 100kW의 전력을 생산하는 발전소를 의미합니다. 손과 머리로 일하는 장인은 마을이나 마을, 심지어 개인 가정에서도이 매우 유용한 물건을 아주 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 적절한 자연 조건과 새로운 것을 만들고자 하는 열망이 있는 경우에만 비용을 절약할 수 있습니다. 즉, 미래에 전기 요금을 덜 지불합니다.
일부 미니 수력 발전소의 비디오나 사진을 보면 때때로 매우 이상해 보이는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 레오나르도 다빈치의 동시대인들에게는 거대한 날개가 달린 그의 슬리퍼도 적어도 이상해 보였고 그의 대담한 실험과 아이디어로 위대한 이탈리아인은 당대의 많은 사람들을 겁먹게 만들었습니다. 그래서 무엇? 우리는 그 사람들을 기억하지 않습니다. 그리고 레오나르도의 그림과 창작물은 수세기 동안 계속될 것입니다. 자신의 손으로 미니 수력 발전소를 만들고 실험하고 도전하십시오! 자연과 후손은 당신에게 "고마워"라고만 말할 것입니다!
미하일 베르세네프
타지키스탄에는 인도인보다 나쁘지 않은 장인도 있습니다.
