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. Barajlar ve diğer büyük ölçekli hidrolik yapılar kurulumları için 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 santrallerinin yalnızca akan suyun kinetik enerjisini kullandığı bilinmektedir. Gücü belirlemek için bir formül var:

N=0,5pV3Fn(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, geçtiği süreye bölünmesiyle bu alandaki ortalama akış hızına karşılık geleceğini hatırlatalım. 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, bir mini hidroelektrik santralden şarj edilen bir batarya ile pik yükü kapsayan, yaklaşık 250-300 W'lık bir "hidroenerji çelenkinden" maksimum güce odaklanılması tavsiye edilir.

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. Aslında jeneratörlerin büyük çoğunluğu için yerli üretim güç dağıtımının başlangıcındaki çalışma dönüş hızı 1500-3000 rpm aralığındadır. 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. Ve daha iyisi - boyuta uygun ve ikiye kesilmiş (eksen boyunca) silindirik olanlardan paslanmaz çelik kaplar Tarımsal gübrelerin ve diğer agresif malzemelerin genellikle depolandığı ve taşındığı (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 - kıvrımlı braket (St3, şerit 50x8, 4 adet), 2 - orta çerçeve traversi, 3 - kıvrımlı ek parça (sert ahşaptan yapılmış, 2 adet.), 4 değiştirilebilir ek parça (sert ahşaptan yapılmış, 2 adet) , 5 - Yivli somun ve rondelalı M10 cıvata (4 takım), iki somunlu ve pullu 6 - M8 saplama (2 adet).

Otomobillerden herhangi biri, söz konusu mikro hidroelektrik santralde elektrik jeneratörü olarak kullanılıyor. 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. Destek yapısı Nehir yatağındaki konumunu sabitleyen tesisat 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 santralinin kurulum sahasında nehrin derinliğini ölçtükten sonra, burada kullanılan Savonius rotorlarının çapını hesaplamak kolaydır. Tasarımın basit ve kendi kendine başlamasını sağlamak 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 bir yürüyüş gezisinde), büyük çaplı bilyalı rulmanlar kullanılabilir. 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 panel; 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. Jeneratörden gelen tellerin de güvenilir bir su yalıtımı olması gerekir. 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

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 olduğunu fark etmek çok daha pahalıya mal olur. Örneğin, eğer 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.

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.

Güç ev yapımı mini hidroelektrik santral 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.

Su tekerleği

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. Ancak bunlar oldukça karmaşık tasarımlardır; daha çok fabrikada üretilmiştir. ev yapımı.

Rotor Daria

Elektrik enerjisi üretmek için kullanılan dikey eksenli bir rotordur. Kanatlarındaki basınç farkından dolayı dönen dikey bir rotor. Basınç farkı, sıvının karmaşık yüzeyler etrafından akışı nedeniyle oluşur. 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.

Garlyandnaya hidroelektrik santrali

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, dönme hareketi jeneratöre iletilen bir tür şaft görevi görür. Suyun akışı rotorları döndürür, rotorlar ise kabloyu döndürür.

Pervane

Ayrıca dikey rotorlu bir tür “su altı rüzgar türbini” olan rüzgar enerjisi santrallerinin tasarımlarından da ödünç alınmıştır. Hava pervanesinden farklı olarak su altı pervanesinin kanatları minimum genişliktedir. Su için sadece 2 cm'lik bir bıçak genişliği yeterlidir, böyle bir genişlikte minimum direnç ve maksimum dönüş hızı olacaktır. 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, kaldırma kuvvetinin oluşması nedeniyle hareket eder. 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

Kusurlar çelenk hidroelektrik santrali bariz: 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.
Rotor Daria- 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.

En sık ne zaman ev yapımı hidroelektrik santraller inşa etmek Pervane ve su çarkının şemaları alındı. Bu seçeneklerin üretimi nispeten basit olduğundan, minimum hesaplama gerektirir ve minimum maliyetler, yüksek verimliliğe sahiptir, kurulumu ve çalıştırılması kolaydır.

Su enerjisi kaynağınız yoksa kendi evinizde rüzgar enerjisi santrali yapabilirsiniz.

P en basit 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. eklemek istersen büyük miktar bıçakları kullanın, ardından 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 santral, bir çadırı aydınlatabilir ve cep telefonlarını veya diğer cihazları şarj edebilir.

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. Ancak bunlar oldukça karmaşık tasarımlardır ve ev yapımı olmaktan çok fabrika yapımıdır.

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, dönme hareketi jeneratöre iletilen bir tür şaft görevi görür. Suyun akışı rotorları döndürür, rotorlar ise kabloyu döndürür.

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

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.

Bir kır malikanesinde bağımsız bir elektrik kaynağının bulunması ilk gerekliliktir. Elektrikli ürünler pazarı geniş bir jeneratör yelpazesi sunmaktadır elektrik akımı çeşitli tasarımlar: gaz, invertör, benzin, dizel. Bunlar arasında su elektrik jeneratörleri avantajları ve yakıt tüketimindeki tasarrufları nedeniyle özel bir yer tutmaktadır. Doğal kaynaklardan elektrik üretmek, enerji kaynağı üretmenin en çevreci ve düşük maliyetli yoludur.

Cihazın kapsamı ve özellikleri

Çeşitli Uygulamalar

Veri hidrolik cihazlarçeşitli ev ve ekonomik ihtiyaçlar için kullanılabilir:

Tarımda;
Jeologların kasabaları;
Nehir taşımacılığında;
Rekreasyon merkezlerinde;
Madencilik sektöründe;
Kırsal ve banliyö bölgelerde.

Çeşitli enerji türlerini elektrik enerjisine dönüştürmek. Cihazın yapısı basittir: motor, jeneratörün kendisi ve mahfaza.

Jeneratör setlerinin uygulama alanlarını ve çeşitlerini, videosunu izleyelim:

Santralin türüne bağlı olarak jeneratörler aşağıdakilere ayrılır:

Ayrıca su bazlı ve Güneş enerjili. Su elektrik jeneratörü, çalıştırmanın daha ekonomik olması ve tamamen çevre dostu olması nedeniyle dizel veya benzinli jeneratörden farklıdır. Bir kır evinin yanından bir nehir veya dere akarsa, istasyona servis için harcanan miktar sıfırdır.

Çalışma prensibi

Rotasyon yoluyla enerji üretimi yapısal eleman uzun süredir kullanılıyor, su değirmenlerini hatırlayın. Elektrik enerjisi üretmek için kullanılan bir su jeneratörü, eski cihazlardan çok az farklıdır.

Videoyu izleyelim, en basit mekanizmaİşler:

Cihazın hortumunu bir su kaynağına (dere, su musluğu, duş kabini tankı) ve tekerlek kanatlarının su basıncı altında dönmesi, enerjiyi jeneratörün kendisine aktaracaktır. Buna karşılık, jeneratör alınan enerjiyi uygun frekansta (alternatif veya doğrudan) bir akıma işleyecektir.

Hidrojeneratör çeşitleri

Endüstriyel ürünler ürettikleri enerjinin parametreleri bakımından farklılık göstermektedir. İçin ev ihtiyaçları küçük su yolları temelinde çalışan, rotor dönme ekseninin dikey pozisyonuna sahip düşük güçlü hidrolik sistemler (10-100 kW) kullanırlar. Endüstriyel ihtiyaçlara yönelik cihazlar eksenin yatay dönme hareketi ile tasarlanmıştır.

Su tekerleği

Evsel amaçlar için, 4 tipe ayrılan barajsız tipte bir mini hidroelektrik santral kullanılmaktadır:

Su tekerleği;
Garland hidroelektrik santrali;
Daria rotoru;
Pervane.

Su çarkı, suyun hareketine dik olarak monte edilen, yarısını veya biraz daha azını daldıran, bıçakları olan, dönen bir elemandır. Kanatlara uygulanan su basıncı sayesinde çark döner ve enerji dönüştürülür.

Bir su jeneratörü için çelenk tasarımı, nehrin bir kıyısından diğerine atılan sabit rotorlu bir kablodur. Kablonun bir ucu jeneratöre bağlanır, diğer ucu ise bir yatakla sabitlenir. Suya batırılan rotorlar akışın basıncı altında dönmeye başlar ve kablonun dönmesine neden olur. Bunun sonucunda elektrik üretilir.

Rotor Daria

Darrieus rotoru, kanatlar üzerindeki değişen basınçlarla tahrik edilen dikey dönen bir elemandır. karmaşık tasarım. Basınç farkı yaratan, karmaşık bir yüzey etrafındaki akıştır.

Su pervaneli jeneratör, rotorla donatılmış ancak su altına monte edilmiş bir "yel değirmenine" benzer. Bıçakların genişliği (2 cm) gerekli boyutlar yaratmak için azami hız Minimum direnç yükünde dönüş. Ancak kanatların boyutları su akışının debisine göre seçilmelidir; performansları farklılık gösterebilir.

Günlük yaşamda pervane tipi hidrolik tesisatlar ve tekerlekler yaygınlaştı. Bu cihazların avantajı minimum maliyetle yüksek verimliliktir.

Ürüne Genel Bakış

Üreticiler mini hidroelektrik santraller üretiyor ev kullanımıÜç fazlı ve tek fazlı versiyonlarda sabit ve değişken frekansta akım üretmek için. Elektrik üretmek için 12 l/sn'ye kadar küçük bir su basıncı gereklidir. Kural olarak bu hidrolik tesisler küçük akarsuların olduğu yerlerde veya doğal/yapay şelalenin olduğu bölgelerde ve inşa edilmiş barajlarda kullanılır.

Mini jeneratör Ct-02 (Çin)

Güç - 5 kW;
Üretilen akım - 50 Hz;
Dönme hızı - 30-3000 rpm;
Akım değişiyor.

Ürünler sipariş üzerine satın alınabilir; gerekli parametreler. Başlangıç fiyatı - 30.000 ruble.

Ev xj13 için mini jeneratör (Çin)

Güç - 8,5 kW;
Üretilen akım - 50 Hz;
Dönme hızı - 145-1920 rpm;
Akım değişiyor.

Bu model yatay kurulum avantajları, düşük ağırlığı ve küçük hacimleri vardır. Cihaz kolayca kurulabilir kişisel arsa. Fiyat - 16.000 ruble'den.

Hidrojeneratör LPWG

Hidrojeneratör LPWG

Güç - 5 kW;
Üretilen akım - 50 Hz;
Dönme hızı - 500 rpm;
Akım değişiyor.

Yatay su beslemeli bu hidrolik sistem, ev çiftliklerine veya Tatil evi. Su elektrik akımı jeneratörünün satın alınması 49.596 rubleye mal olacak.

Kendiniz bir hidroelektrik santral nasıl yapılır

Kendi elinizle bir su elektrik jeneratörü oluşturmak büyüleyici bir süreçtir. Sıradan bir bisiklet jeneratörüne dayalı olarak tasarlanabilir. Öncelikle kronometre kullanarak suyun akış hızını belirlemelisiniz. Hız yetersizse, örneğin bir drenaj borusu takarak yükseklik farkı yaratmanız gerekecektir.

Videoyu izleyin ve adım adım kendiniz yapın:

şuradan kesmeniz gerekiyor Alüminyum levha 2-4 cm genişliğinde birkaç bıçak Bıçakların uzunluğu, bisiklet tekerleğinin çapına (janttan göbeğe) uygun olmalıdır. Daha sonra bıçaklar jant telleri arasına yerleştirilir ve pense ile sabitlenir. Tekerlek üçte bir oranında suya batırılır. Kamp yaparken elektrik üretmek, çadır yakmak ve telefonları şarj etmek için çok iyi bir seçenek.

Bir elektrik jeneratörü seçimi

Güç

Özel sektöre sürekli enerji sağlamak kır evi 20-30 kW'lık bir güç oldukça yeterli.
Gerekli gücü doğru bir şekilde belirlemek için tüm ev aletlerinin güç tüketimini toplamanız ve aydınlatma lambaları eklemeniz gerekir.
Başlangıç akımları dikkate alınarak toplam güç miktarına yüzde 20'nin daha eklenmesi gerektiği unutulmamalıdır.
Elektrikli aletlerle çalışıyorsanız inşaat amaçları gerekli güç üç kat daha fazla olmalıdır (100 kW'a kadar).

Fiyatlar ve üreticiler

Mal pazarı çeşitli tedarikçiler ve imalat şirketleri tarafından sağlanmaktadır. Fiyat faktörü markanın tanıtımına bağlı olarak oluşmaktadır. Son zamanlarda Çinli üreticiler kendilerini iyi kanıtladılar. Kalite ve fiyatın olumlu kombinasyonu dikkati hak ediyor.

Aralarında en yaygın olanı alternatif kaynaklar enerji rüzgar jeneratörleridir, ancak büyük ölçüde enerjiye bağımlıdırlar. hava koşulları. Rüzgarın olmadığı veya rüzgar akışının zayıf olduğu durumlarda etkisizdirler. İçin normal operasyon Bu tür jeneratörler yıllık ortalama rüzgar hızının 5-6 m/s'den düşük olmadığı ve üzerinde olduğu alanlar için uygundur.

Rusya'da şiddetli rüzgarların olduğu çok fazla bölge yok, bozkırlar ve Kuban'ın Karadeniz kıyısı, Uzak Doğu kıyısı ve bir düzine kadar ıssız veya küçük alan var.

İÇİNDE orta şerit Kafkasya dağlarında, Urallarda, Altay'da ve küçük ama hızlı hareket eden nehirlerin, kolların, akarsuların bulunduğu diğer bölgelerde insanlar hidroelektrik jeneratör kullanma olasılığını unutuyor.

Bunları kullanmayı reddetmek mantıklı değil, bu garantili bir elektrik kaynağıdır çünkü sabit seviye ve akışa sahip bir nehir, değişken bir rüzgardan çok daha güvenilirdir.

Güç hesaplama ve tasarım seçimi

Esasen, rüzgar jeneratörü cihazının elektrik kısmı hidrojeneratörden farklı değildir; prensip, dönüşüme benzer mekanik enerji elektriğe dönüş.

Fark şu: itici güç rüzgar veya su, tahrik cihazları temelde farklı olacaktır. Hidrojeneratörler pervane yerine tekerlek kullanıyor davul tipi bıçaklarla.

Hidrojen jeneratörü kendilerinden büyürlerse Doğru yer mevcutsa montajı zor değildir Rüzgar jeneratörü Geriye kalan tek şey, dönüşü için bir hidrolik tahrik tasarlamak ve monte etmektir.

Bu gibi durumlarda jeneratörün dönebilmesi için gerekli hız Su akışına bağlı olarak dönme kuvvetini ve hızını değiştirmek için genellikle dişli kutularının kullanılması gerekir.

Doldurma çarkının gücünün, doldurma çarkından önemli ölçüde daha fazla olduğu hesaplanmıştır; doldurma, su akışı tahrik çarkının kanatlarına yukarıdan düştüğünde, doldurma çarkının aşağıdan gelen akışla birlikte dönmesidir.

Bu nedenle, koşullarınıza bağlı olarak mümkün olduğunca doldurma çarkı tasarımını kullanın. Ancak böyle bir tekerleğin dezavantajları da vardır:

daha yavaş döndür
ek yapıların inşasını gerektirir

Yukarıdaki fotoğraf ev yapımı bir doğrudan tahrikli doldurma çarkını kullanıyor disk oluşturucu tasarımı aşağıda tartışılacak olan kalıcı mıknatıslarla.

Tahrik mekanizması tasarımlarında araç elemanları kullanılabilir:

diskler
yıldızlar
dişliler
zincirler ve kemerler

Bazı durumlarda moped ve motosikletlerin dişli kutuları bile kullanılıyor ve bıçaklar büyük traktör tekerleklerinin disklerine kaynaklanıyor.

Kullanılan jeneratörler ve yük bağlantıları için seçenekler

Jeneratörler otomobillerde, otobüslerde veya en iyisi kalıcı mıknatıslı düşük hızlı traktör jeneratörlerinde kullanılabilir.

Daha güvenilirdirler, kullanımı ve onarımı daha kolaydır ve fırçaları yoktur.

1. jeneratör G250-G1 2. P362 röle regülatörü 3. araç aküsü 4. ampermetre 5 ve 6 anahtarlar 7 sigorta 8 yakıt beslemesi.

Koşullarınıza ve kabiliyetlerinize bağlı olarak 24V jeneratörleri kullanabilirsiniz.

1. Jeneratör G-228 2. voltaj regülatörü 11.3702 3. Seri bağlı 12V piller 4. Şarj akımını ölçmek için ampermetre 5 ve 6 anahtar 7. yük.

En basit durumda, 6ST-75 pilleri kullanabilirsiniz, ancak güvenilirlik açısından elbette yeni lityum iyon marş pilleri takmak daha iyidir. Elbette daha pahalıdırlar, ancak ağırlık olarak kurşun asitli olanlardan daha hafiftirler, boyutları daha küçüktür, A/H kapasitesi daha büyüktür, hizmet ömrü çok daha uzundur ve kurşun olanlardan her bakımdan üstündürler.

Buna jeneratörün amacına, çalışma koşullarına ve finansal yeteneklere bağlı olarak herkes kendisi karar verir.

Güç sağlamak üzere tasarlanmış elektrikli ev aletlerine güç sağlamak için bir hidro jeneratör kullanacaksanız endüstriyel ağ 220/50Hz, gerilim ve akım dönüştürücüleri kullanmanız gerekecektir.

Bu cihazlar DC 12 veya 24 V'luk piller dönüştürülür alternatif akım voltaj 220V. Farklı kapasitelerde gelirler; hangi maksimum yükü kullanacağınızı akıma bağlı olarak seçmeniz gerekir.

Yük yerine yukarıdaki şemaya göre bağlanırlar, düşük güçlü en basit dönüştürücü kendiniz monte edilebilir.

Bu devre yıllardır test edilmiştir, saat gibi çalışır, basittir ve konfigürasyon gerektirmez. Dezavantajı ise düşük güçte 100W olmasıdır.

Geceleri özel bir evi, garajı ve hatta bir bahçeyi aydınlatmak için 13-15 W'lık ekonomik floresan lambalar veya 5-10 W'lık LED lambalar kullanın. 15 W lambalar 80 W akkor lambalar kadar parlaktır.

Elektrik şebekesini tam olarak çalıştırmak için daha fazla güce ihtiyacınız varsa endüstriyel dönüştürücüler satın alabilirsiniz. 12/220V'nin geniş bir yelpazesi satıştadır; 24/220V; 48/220V, 5 kW veya daha fazla güce kadar.

Pulso IMU-800 invertör, 12V doğru akımı 220V/50Hz alternatif akıma dönüştürür. maksimum çıkış gücü 800W. Bu yeterli
aydınlatma, TV bağlama, buzdolabı için yeterli, ütüler ve kazanlar için daha güçlü invertörlere ihtiyaç duyulacak.

Ev yapımı bir mıknatıs jeneratörünün montajı

Birçok kişi, neodim mıknatıslar kullanarak bir jeneratör monte etme yöntemini kullanarak kendi elleriyle bir hidroelektrik jeneratörü yapar. Tüm yapının monte edileceği temel olarak fren diskli bir araba tekerleği göbeğini alabilirsiniz.

Fabrikada monte edilmiş, güvenilir ve dengeli; dönen parçaya sabit mıknatıslı diskler takılır ve bunların arasına rotor sargılı disk sabitlenir.

Kalıcı mıknatıslı jeneratörün avantajı, manyetik alanın kontrol edilmesidir, bu elde edilir:

Rotor ve stator arasındaki minimum boşluk
Manyetik olarak iletken bir disk aracılığıyla tüm mıknatısların güç hatları birbirine bağlanır

Bu nedenle dönen rotorun diskleri manyetik olarak iletken olmalıdır; farklı bir malzeme kullanıldığında jeneratör gücü yarıya inecektir. Diskleri 12 özdeş sektöre çekiyoruz ve ardından bunları her sektördeki diskin çevresi boyunca eşit şekilde yapıştırıyoruz. Süper yapıştırıcı 25 mm çapında ve 5 mm kalınlığında mıknatıslar.

Mıknatısların kutupları bir daire içinde dönüşümlü olarak (S-N-S-N....) ve bu şekilde devam eder. Mıknatıs ve sargı sayısını artırabilirsiniz, daha fazla kutup olacak, bu da daha düşük hızlarda daha fazla güç elde etmenizi sağlayacaktır.

Ancak bizim durumumuzda, her biri 100 dönüşlü, 08-1 mm telli sargılara sahip 12 mıknatıs, 12 V marş aküsünü şarj etmek için yeterli güç üretir.

150 rpm hızında dönen 5 m çapında bir tekerlek en az 1A akım üretir, 200 rpm'de şarj akımı 4A'ya ulaşır, bu oldukça yeterlidir.

Sargı bağlantı şeması

Seçtiğiniz hub'ın boyutuna göre diskin çapını 30-35 cm yapıyoruz.

Bizim versiyonumuzda mıknatıslar yuvarlaktır, ancak 35x25x5mm dikdörtgen olanları monte etmek daha iyidir, manyetik akı ne kadar büyük olursa ve dolayısıyla jeneratörün gücü de o kadar büyük olur.

Aynı zamanda stator sargıları mıknatıs büyüklüğünde oval hale getirilmiştir. Statoru takarken mıknatıslar sargıların merkezine denk gelmelidir.

Sargılı stator diskinin kalınlığı, mıknatıslı disklerin kalınlığıyla aynı olmalıdır. Sargıları kontrplak bir disk üzerine yerleştirip belirtilen yıldız devresine göre seri olarak birbirine bağlıyoruz.

Kontakları bağlayıp yalıttıktan sonra teller, yapının dönen kısımlarına temas etmeyecek şekilde iç çap boyunca dikkatlice döşenir. Bundan sonra doldurulurlar epoksi reçine. Güvenilirlik için, dökülen yüzeyi cam elyafı ile kaplayabilir, biraz bastırabilir ve ardından cam elyafını üstüne epoksi reçine ile bir kez daha cömertçe doyurabilirsiniz.

Bu tür önlemler, sargılardaki mekanik hasarı ve nem girişini ortadan kaldırır. Kuruduktan sonra jeneratör plakalarını göbek platformuna monte ediyoruz.

Montaj deliklerinden, ilk diski göbeğin dönen diskinin uzun cıvatalarına yerleştirip mıknatısları sıkıştırma somunlarıyla dışarıya doğru sabitliyoruz.

Daha sonra sargılı stator diski takılır ve son olarak içinde mıknatıs bulunan ikinci disk takılır. Diskler, aralarındaki boşluk tüm düzlem boyunca eşit olacak ve 3 mm'den fazla olmayacak şekilde gergi somunlarıyla sabitlenmiştir. Montajdan sonra titreşimi ve salgıyı kontrol etmek için döndürün ve gerekirse ayarlayın.

Hidrojeneratörü evde kendi ellerinizle monte ederken, jeneratörün tekerleğe doğrudan bağlanmasının tasarımı basitleştirdiğini anlamalısınız, ancak tekerleğe su akışı sağlamak için bu kadar ideal koşullar her zaman mevcut değildir.

Bazı yerlerde, ek miller, dişliler veya kayış tahriklerinden oluşan bir sistem aracılığıyla tork aktarım şemalarının kullanılması gerekir, bu da gücü azaltır.

Çok fazla kurcalama, delme ve yapıştırma yapmak istemeyenler için kesinlikle basit seçenekler güvenilir bir tane satın alabilirsin Çin jeneratörü, manuel sürüş ya da daha doğrusu bir ayak. Bu tür jeneratörler bisiklet simülatörlerinde kullanılır, işi zevkle birleştirir ve acil durumlarda kullanışlıdır.

Jeneratörler NJB-800-12 çok pratiktir, Güzel tasarım, kompakt.

250 rpm dönüş hızında çıkış gücü 500W, 500 rpm'de ise 800W'dır. 12V.

Bir arabanın bagajında \u200b\u200bbir kamp alanına taşımak uygundur, su kaynaklarını kullanmak için sadece bıçakları tekerleğe takmanız yeterlidir.

Her şey yolunda ama bir dezavantajı var: Neredeyse 30 bin rubleye mal oluyor, herkes bunu karşılayamıyor. Uygun su kaynağı varsa modern teknolojiler bağımsız olarak güvenilir bir hidrojeneratör yapmanıza izin verir, en çok ana unsur bu projede bu sizin arzunuzdur. Videoda manuel jeneratör nasıl yapılır: