Întotdeauna am fost atras să obțin energie gratuită din resurse naturale. Și cumva mi-a venit o idee să fac o minicentrală simplă care să genereze electricitate dintr-un curent de apă care trece pe acolo.
Totul a început cu ideea de a folosi tamburul unei mașini de spălat vechi ca o roată de apă - o centrală hidroelectrică în miniatură de casă.
Lamele drepte din placaj rezistent la umiditate au fost atașate de tambur folosind colțuri metalice.
Cuplul de la roata de apă este transmis de către curea dinamului bicicletei (generator de curent continuu). Electricitatea generată este alimentată către LED. Este suficient să rotiți ușor roata cu mâna, iar LED-ul va începe să clipească.
Baza întregii structuri este un cadru de bicicletă.
Doi rulmenți permit roții de apă să se rotească liber.
Primele teste pe un râu mic au arătat că roata hidraulică de pe cadru era setată prea sus pentru a împiedica curgerea apei să se învârtească normal.
După modificări minore în designul cadrului, roata a scăzut, iar viteza de rotație a crescut brusc. Drept urmare, dinamul a început să se rotească și LED-ul de 4,5 V s-a aprins.
Așa a ieșit din gunoi vechi o hidrocentrală de casă.
Mai departe, minihidrocentrala asamblată a fost instalată pe un mic pârâu.
Acesta generează doar câțiva volți, dar sunt suficienți pentru ca LED-ul să strălucească.
A fost un experiment bun pentru început.
Îmbunătățirea în continuare a proiectului
Alte îmbunătățiri ale roții de apă ar trebui să includă:- Construiți un mini-baraj pentru a crește presiunea apei. În același timp, nu este planificată blocarea completă a râului, astfel încât peștii să poată pleca în al doilea pârâu.
- Instalați o țeavă sub baraj, prin care apa va curge către o turbină de casă. În țeavă, aranjați o carcasă realizată dintr-o bandă de cauciuc transportor. Prin blocarea fluxului de apă prin conductă, puteți întreține mecanismele.
- Se estimează că turbina oferă aproximativ de două ori puterea unei roți de apă. În plus, înlocuirea roții de apă cu o turbină ar trebui să înlăture problema înghețului în timpul iernii.
- Fluxul de apă va învârti turbina, transferând cuplul generatorului. Turbina va fi susținută pe doi rulmenți din lemn masiv. Vor rezista mult timp cu lubrifiere regulată. Șaiba de împingere va ține mecanismul împotriva mișcării laterale.
- Faceți lame metalice, calculând unghiul la care trebuie să fie îndoite (puterea hidrocentralei depinde de acest parametru). Lamele vor trebui înșurubate folosind garnituri de cauciuc pentru a preveni desprinderea lor.
- Utilizați un arbore asamblat în tub pentru a transmite cuplul.
- Instalați generatorul. Puneți pe generator un scripete mai mic decât cel montat pe arbore. Acest lucru va crește RPM, care este necesar pentru funcționarea eficientă a generatorului.
Puterea debitului de apă este o resursă naturală regenerabilă care oferă energie electrică practic gratuită. Energia dată de natură va oferi o oportunitate de a economisi la utilități și de a rezolva problema cu echipamentul de reîncărcare.
Dacă în apropierea casei dvs. curge un pârâu sau un râu, ar trebui să profitați de ele. Ei vor putea furniza energie electrică șantierului și casei. Și dacă o centrală hidroelectrică este construită cu propriile mâini, efectul economic crește semnificativ.
Articolul prezentat descrie în detaliu tehnologiile pentru fabricarea structurilor hidraulice private. Am vorbit despre ceea ce este necesar pentru a configura sistemul și a-l conecta la consumatori. Aici veți afla despre toate opțiunile pentru furnizorii de energie în miniatură asamblați din materiale vechi.
Centralele hidroelectrice sunt structuri care pot transforma energia de mișcare a apei în energie electrică. până acum sunt exploatate activ doar în Occident. Pe teritoriul țării noastre, această industrie promițătoare face doar primii pași timizi.
Galerie de imagini
Pentru început, să decidem cu privire la principiul de funcționare și tipurile de centrale hidroelectrice mici. Curentul râului sau curentul de apă care cade rotește paletele turbinei și conducta hidraulică, care este conectată la un generator electric - acesta din urmă și generează energie electrică. Centralele hidroelectrice compacte moderne au control automat cu capacitatea de a trece instantaneu în modul manual în caz de urgență. Proiectele centralelor hidroelectrice moderne permit reducerea la minimum a producției de lucrări de construcție în timpul instalării echipamentelor.
Tipuri de minicentrale hidroelectrice
Minicentralele includ dispozitive de generare cu o capacitate de la 1 la 3000 kW. În principiu, TPP constă din:
- turbine (priza apa);
- unitate generatoare;
- sistem de control.
După tipul de resurse de apă utilizate pentru generare, minihidrocentralele sunt:
- Canal. Astfel de stații sunt construite pe râuri mici și plate cu rezervoare.
- Munte. Stații staționare care folosesc energia unui curent de munte rapid.
- Industrial. Stații care utilizează diferențe de debit de apă în întreprinderile industriale.
- Mobil. Stații care folosesc manșoane întărite pentru curgerea apei.
Tipurile de stații de baraj sunt foarte puternice, dar construcția barajului este costisitoare și, în acest caz, nu se poate face fără autorizații. A comunica cu oficialii din țara noastră nu înseamnă doar a-ți face viața grea, ci a pune la îndoială punerea în aplicare a celor mai bune intenții, așa că vom abandona imediat această afacere.
Cum funcționează minicentrala hidroelectrică
O diagramă schematică a funcționării unei centrale hidroelectrice poate fi selectată dintre mai multe opțiuni:
- Hidrocentrala Garland. De la un mal la celălalt al râului, este așezat sub apă un cablu cu rotoare înșirate pe el. Curentul rotește rotoarele și, în consecință, cablul în sine. Un capăt al cablului este în rulment, celălalt este conectat la generator.
- Elice. O structură subacvatică asemănătoare unei turbine eoliene cu pale înguste și un rotor vertical. O lamă cu o lățime de numai 20 mm la viteză mare de rotație va oferi o rezistență minimă. O lamă de această lățime este selectată la un debit de 0,8–2,0 m pe secundă.
- Roata de apa. O roată cu zbaturi parțial scufundată în pârâu și în unghi drept cu suprafața apei. Fluxul de apă apasă pe lame, rotind roata.
- Rotor Daria. Rotor vertical cu suprafețe complexe ale palelor. Fluidul care curge în jurul palelor creează presiuni diferite, datorită cărora are loc rotația.
Fotografia prezintă o minicentrală hidroelectrică bazată pe o roată de apă
Cum se evaluează capacitatea potențială a unei minicentrale hidroelectrice
Înainte de a construi o minicentrală hidroelectrică, trebuie să determinați puterea pe care vă puteți baza cu propriile mâini. Există o relație de referință între debitul de apă și puterea care poate fi scoasă din arbore în kW cu diametrul elicei de 1 m.
Debitul este determinat prin măsurarea timpului necesar unui cip pentru a parcurge o anumită distanță atunci când este aruncat în apă. După ce am făcut calcule simple, obținem debitul în metri pe secundă. Dacă în acest caz viteza este mai mică de 1 m / s, atunci construcția unei centrale hidroelectrice va fi inutilă din punct de vedere economic.
La un debit de 2,5 m/s, puterea va fi de 0,86 kW, la 3 m/s - 1,24 kW, la 4 m/s - 2,2 kW. Relația este descrisă de relația: puterea hidrocentralei este proporțională cu cubul debitului de apă. Dacă debitul la locul construcției propuse este scăzut, puteți încerca să îl creșteți cu un dispozitiv pentru o diferență de înălțime de curgere sau prin instalarea unei conducte de scurgere cu diametru variabil la ieșirea din rezervor. Cu cât diametrul conductei de evacuare este mai mic, cu atât debitul va fi mai mare.
Cum să faci o minicentrală hidroelectrică acasă
Principiul de funcționare a unei mici centrale hidroelectrice de casă poate fi înțeles pe exemplul unei biciclete cu un far și un dinam (generator).
- Din fierul de acoperiș facem trei lame cu lungimea egală cu raza roții bicicletei (distanța de la butucul central până la janta roții) și 3-4 cm lățime.
- Instalăm lamele între spițele roții, îndoind marginea lamei în jurul spițelor pentru fixare. Lamele trebuie aliniate uniform, păstrând aceleași unghiuri între ele.
- Cufundam roata cu palete într-un râu rapid la o adâncime de o treime până la jumătate din diametrul roții. Electricitatea generată va fi suficientă, de exemplu, pentru a ilumina un cort.
Desenul uneia dintre opțiunile pentru construcția unei minicentrale hidroelectrice
Un exemplu este o centrală hidroelectrică mică pentru o fermă cu o capacitate de 3-5 kW din materiale vechi:
- Rotorul poate fi realizat dintr-un tambur vechi de cablu metalic cu un diametru de 2,2 m. Folosind o polizor și sudând la un unghi de 45 de grade față de rază, trebuie să sudați 18 lame. Rotorul se rotește pe rulmenți. Suport - țeavă metalică sau colț.
- Pe rotor, trebuie să instalați un reductor de lanț cu un raport de transmisie (raport de transmisie) 4. În plus, rotația va fi transmisă prin arborele cardan VAZ 2101. Utilizarea cardanului va reduce vibrațiile și alinierea motorului și a generatorului. atunci când se utilizează arborele va fi necritică.
- Veți avea nevoie de o treaptă de viteză (factor - 40) și un generator trifazat. Viteza de rotație a generatorului este de aproximativ 3000 rpm. Raportul total de reducere al celor două cutii de viteze este de 40 x 4 = 160. Generatorul trebuie acoperit cu un capac pentru a-l proteja de umiditate și siguranță. Rotația de proiectare a roții de apă ar trebui să fie de aproximativ 20 de rotații pe minut.
- Un motor asincron poate fi adaptat pentru un generator, iar unitatea de control poate fi luată de la orice mașină mică. Veți avea nevoie de o lungime de cablu VVG NG 2x4 de la rotor la clădirile fermei.
concluzii
Costurile totale de producție vor fi de aproximativ 10-15 mii de ruble. Principalul articol de cheltuieli este salariul unui sudor și al unui muncitor care ajută la realizarea și montarea structurii.
Principalele avantaje ale unor astfel de echipamente sunt costul scăzut al energiei electrice, siguranța mediului, sursa inepuizabilă de energie și simplitatea designului.
Întotdeauna mi-am dorit să iau electricitate din pârâul care străbate perimetrul casei mele. Acum vreo trei ani, am instalat o turbină temporară pentru a testa dacă ar funcționa o roată mai mare a turbinei.
Versiunea demo a acestei roți a fost realizată din suporturi vechi de roți și paleți de lemn ca lame.
Ca generator, am folosit o bandă de curent continuu veche de la un motor de antrenare Ametec. Pentru a finaliza totul, am folosit un mini lanț de motociclete și pinioane cu 70 și 9 dinți (pentru rotirea roților și pe motor). Toate articolele costă în jur de 30 de lire sterline.
A generat maxim 25 de wați și a funcționat aproximativ un an, în principal din cauza limitărilor motorului Ametec și a dimensiunii roților, și m-a determinat să creez o turbină mai mare.
În primul rând, trebuia să barez apa pârâului, astfel încât nivelul apei să fie aproape de pieptul meu. Fără să aștept sfârșitul verii, eu, cu ajutorul unei pompe de santină, am scurs apa și am făcut un baraj de ciment.
Roțile turbinei au fost construite pentru mine de constructori locali dintr-un laminat de 13 mm grosime, durabil, folosit pentru placarea și pardoseala construcțiilor navale. Am facut lamele din acelasi material. În cele din urmă, am acoperit discurile și lamele cu un compus special hidrofug pentru a le prelungi viața.
Am construit baza turbinei din busteni de stejar. Stejarul s-a dovedit a fi foarte dur, așa că a trebuit să mă chinuiesc în timp ce fixam buștenii pe cadrul de piatră. A trebuit să fac găuri, iar pentru asta a trebuit să leg turbina pentru a o echilibra și a regla toate dimensiunile și a strânge șuruburile.
După instalarea roții, următorul pas a fost rezolvarea problemei cu unitatea și generatorul.
Inițial am folosit o transmisie Minimoto, dar apoi lanțul mic a început să alunece din cauza distanței dintre dinți și am decis să cumpăr lanțuri și pinioane cu pas 3/8 de la un furnizor de rulmenți. Generatorul a furnizat generatorul cu magnet permanent (PMG) Windblue Power. Este capabil să genereze 12V la 150 rpm. Este adesea folosit ca un generator auto convertit. Un generator convențional produce doar 12 volți la 3000 rpm. Am comandat acest motor din SUA pentru 135 lire sterline, inclusiv transportul poștal.
Roata se învârtea prea încet și a trebuit să fac un bazin în trepte sub baraj, pe care apa era adunată într-un orificiu îngust și turnată cu mai multă forță pe lame.
În plus, am fixat șinele cadrului principal cu un cablu de oțel de 1 cm și, acolo unde a fost posibil, am întărit baza cu șuruburi de ancorare lungi de 1 picior pentru a proteja dispozitivul de deteriorare în cazul în care barajul sparge brusc sau este o rafală puternică de vânt.
Turbina este echipată cu acumulatori 4x55AH Brand New. Cu ajutorul lor, îmi reîncarc constant laptopul. Am cumpărat și două baterii militare plumb-acid de tracțiune 2x110Ah Hawker pentru iluminarea garajului și a locuinței. Alimentarea cu tensiune a două tipuri diferite de baterii provine din fire diferite.
Folosesc acest sistem de aproximativ un an. Puterea de ieșire este de 50 W, la vârf oferă până la 500 W. De câteva ori turbina a fost oprită din cauza scăderii apei, precum și din cauza blocării debitului principal în timpul inundațiilor. Și așa - funcționează pe tot parcursul anului.
Traducere: Yaroslav Nikolaevich
Verzii din întreaga lume protestează din ce în ce mai mult împotriva dezvoltării de noi zăcăminte de petrol, gaze, cărbune, precum și împotriva utilizării masive a motoarelor cu ardere internă în întreaga lume, care aduc cea mai gravă poluare habitatului nostru. Vedetele din lumea modei, teatrului, cinematografiei, îndeamnă să trăiască mai economic din punct de vedere al consumului de energie. Ei instalează panouri solare și generatoare eoliene pe acoperișurile conacelor lor (cum ar fi actorul Leonardo DiCaprio, de exemplu).
Tot mai mulți oameni obișnuiți înțeleg, de asemenea, că ceva poate depinde de comportamentul lor, iar dacă cel puțin o persoană găsește o alternativă la un motor cu ardere internă, atunci lumea va deveni puțin mai curată. Prin urmare, în sate, localități și în țara noastră, unde există apă care cade sau curge, un anumit bazin de apă pe un deal, există posibilitatea de a face o minicentrală hidroelectrică cu propriile mâini și, prin urmare, să vă ajutați și Majestatea Sa Natura. La urma urmei, aceasta este o alternativă la un generator pe benzină sau diesel, care încă funcționează cu combustibil și emite eșapament caustic în mediu.
Și dacă nu o persoană, nici o gospodărie nu a decis să găsească o modalitate alternativă de a obține electricitate? Dacă tot satul, satul, aul? Aici, sarcina asupra Naturii va scădea semnificativ. Iar consumatorul va avea mai mulți bani în buzunar pentru nevoile casnice, pentru că energia electrică dintr-o mini hidrocentrală, creată de mâinile și mintea pasionaților, iese de aproximativ trei ori mai ieftină decât cumpărarea de la producători obișnuiți (centrale termice, nucleare). centrale electrice, hidrocentrale industriale).
Găsirea apei potrivite
Recent am văzut un mic videoclip care arată cum, într-un sat indian obișnuit, studenții unuia dintre colegiile vestice au decis să facă o minicentrală hidroelectrică. Nu există curent electric în acea sălbăticie, tinerii fug în orașe, dar ce se întâmplă dacă le dai lumină locuitorilor? Nu există râu ca atare în sat, dar există un lac de acumulare. Un vas natural cu o cantitate imensă de apă este situat chiar deasupra nivelului satului. Cu ce au venit elevii?
Cu capetele lor deștepte și-au dat seama că, din moment ce nu există nici un flux din Natură aici, ea poate fi creată! O țeavă lungă acoperită cu un diametru de un metru a fost montată de mâinile angajaților, iar un capăt al acesteia s-a închis pe un rezervor, iar celălalt - dedesubt, a intrat într-un râu mic și încet. Din cauza diferenței de înălțime, apa din rezervor s-a repezit prin conductă, accelerând din ce în ce mai mult, iar la ieșire s-a creat deja un flux destul de puternic, care s-a sprijinit de palele minicentralei hidroelectrice. Conducta, în care este închisă apa lacului de acumulare, curge pe panta dealului atât de pitoresc, încât pare că un piton uriaș se târă încet de sus în jos și, cu dimensiunile ei, dă groază în localnici. Vrei să-l atingi cu mâinile, să-l atingi, să-i simți puterea.
Dacă se creează ceva similar într-un sat indian, de ce să nu încerci să faci același lucru într-un sat rusesc? Dacă în apropiere nu există un râu cu curgere rapidă, dar există un rezervor, atunci este posibilă și construcția unei minicentrale hidroelectrice. Trebuie doar să te uiți la teren, dar un lucru este clar: rezervorul - să fie natural sau artificial - ar trebui să fie amplasat mai sus decât locul unde va fi instalată hidrocentrala. Dacă diferența de înălțime este semnificativă, cu atât mai bine! Debitul de apă va circula mai puternic de sus în jos, ceea ce înseamnă că puterea posibilă a energiei electrice primite va crește.
Nu este necesar să cumpărați țevi scumpe pentru a organiza un flux artificial de apă. Puteți face un fel de jgheab cu propriile mâini și lăsați apa din rezervor să accelereze de-a lungul ei. Pentru început, este mai bine să luați toate mijloacele disponibile, țevi vechi, deși cu un diametru mic, deocamdată, și să construiți o versiune de probă a drenării apei din rezervorul care este situat deasupra. Deci, va fi posibil să se măsoare debitul (am scris deja cum să fac asta mai devreme). Dacă în apropiere curge un râu cu un curent rapid, atunci nu este nevoie să construiți baraje sau jgheaburi sau să creați un flux de apă în mod artificial. Minihidrocentrale sub forma de ghirlanda, elice, rotor Dardieu sau roata de apa pot fi instalate fara probleme in astfel de locuri.
Va fi important să protejați structura. Cum? Înaintea minihidrocentralei ar trebui instalat un ecran de protecție format dintr-o rețea, sau un difuzor, astfel încât fragmente de copaci care plutesc pe râu, sau chiar bușteni întregi, precum și pești vii și morți, tot felul de gunoi. nu cădea pe paletele turbinei, ci plutește pe lângă.
Cea mai simplă mini hidrocentrală cu propriile mâini
Aproape toată lumea este capabilă să-și creeze propria minicentrală hidroelectrică cu propriile mâini. Exemple? Mulți turiști folosesc o bicicletă obișnuită pentru a obține iluminare în timpul drumeției, pe care se deplasează. Pe orice roată de bicicletă, instalează jumperi între spițe din bucăți, să zicem, de fier subțire și mai întâi cu mâinile, iar apoi cu clești, pun marginile foii în spatele spiței, fixând astfel jumperul. Lungimea podului ar trebui să corespundă cu jumătate din diametrul roții, adică să se suprapună distanței de la jantă la butuc. De fapt, ar trebui să fie egală cu lungimea spiței. Optimal ar fi sa instalati patru astfel de jumperi in functie de tipul de puncte cardinale: Nord, Sud, Vest, Est. Apoi, aveți nevoie de un generator obișnuit de biciclete și de o lanternă conectată la acesta.
Este timpul să ieși în drumeție. Pentru noapte trebuie să te oprești lângă râu. Ei bine, lasă țânțarii să muște! Dar se va dovedi să faci un videoclip al petrecerii, să faci fotografii lângă foc. Este foarte pitoresc! Apa din râu ar trebui să aibă un curent vizibil și atunci minihidrocentrala noastră va funcționa. "Să fie lumină!" – spuse montatorul și a făcut un scurtcircuit. Nu, nu este vorba despre noi.
"Să fie lumină!" – spuse turistul şi coborî roata cu poduri de fier cu o treime în apa râului care curge. Bicicleta în sine este așezată pe un suport mic sau suspendată de un copac sau de un cuier pe mal, astfel încât roata să fie scufundată cu o treime în râu. Apa apasă pe poduri, întoarce roata, generatorul transformă energia apei în curent iar mini-lanterna luminează parcarea.
Nu există riscul ca bateriile să se descopere defecte, ca în cazul folosirii unei lanterne obișnuite, nu există riscul ca acestea să „se epuizeze”, nefiind nevoie să fie luate în drumeție în cantități mari. Debitul râului nu va dispărea nicăieri. Turiștii, de cele mai multe ori, preferă să stea în locuri dovedite. Așa că, odată ce au primit curent electric printr-o mini-bicicletă-hidrocentrală la locul cazării, își vor aminti acest loc și vor încerca să treacă aici timpul întunecat al zilei.
Dificultăți în reconciliere
Cu toate acestea, a aprinde o lumânare, la figurat vorbind, este un lucru, dar a aprinde mii, a da oamenilor lumină, așa cum a făcut Prometeu, este o cu totul altă chestiune. O centrală hidroelectrică compactă ca sursă de energie electrică, prin apariția sa în utilizarea de zi cu zi, poate perturba imaginea și starea de fapt stabilită.
Cele mai mari monopoluri sunt obișnuite cu faptul că ei sunt cei care produc energie electrică pentru așezările mici, filialele de vânzări sunt obișnuite să primească bani pentru livrarea mărfurilor - kW/oră către consumator. Unde ar trebui să se încadreze minihidrocentrala în această schemă? Și nu este încă controlat de monopoliști? Trebuie să spun imediat că nu va fi ușor să coordonezi un astfel de proiect cu autoritățile locale din Rusia, precum și cu orice altă afacere nouă. Dar rezultatul merită efortul.
În general, o centrală hidroelectrică compactă (mini) înseamnă o astfel de stație care produce putere de până la 100 kW. Meșterii, lucrând cu mâinile și cu capul, pot construi destul de ușor acest lucru foarte util în satul sau satul lor, chiar și într-o gospodărie privată. Dar numai dacă există condiții naturale adecvate și dorința de a crea ceva NOU, economisiți bani, adică plătiți mai puțin pentru electricitate în viitor.
Dacă urmăriți videoclipul, sau fotografiile unor minihidrocentrale, veți vedea că uneori arată foarte ciudat. Dar la urma urmei, pentru contemporanii lui Leonardo Da Vinci, șlapii lui cu aripi uriașe păreau și ei cel puțin ciudați, iar cu experimentele și ideile sale îndrăznețe, marele italian a îngrozit într-adevăr mulți oameni ai timpului său. Și ce dacă? Nu ne amintim de acei oameni. Iar desenele și creațiile lui Leonardo vor trăi timp de secole. Construiește o mini-hidrocentrală cu propriile mâini, experimentează, mergi! Natura și descendenții îți vor spune doar „Mulțumesc”!
Mihail Bersenev
În Tadjikistan, există și meșteri, nu mai răi decât cei indieni:
