Isetehtud hüdroelektrijaam vesirattal. DIY mikrohüdroelektrijaam metallist ja puidust Kuidas teha väikest miniatuurset hüdroelektrijaama

Minihüdroelektrijaam on väike hüdroelektrijaam, mis ei tooda suures koguses elektrit.

Minihüdroelektrijaama tööpõhimõte

Väikeste hüdroelektrijaamade tööpõhimõte ei erine suurte elektrijaamade tööpõhimõttest. Veemoodustise, jõe, järve, veehoidla vesi liigub oma massist tekkiva rõhu toimel etteantud suunas ja siseneb hüdroturbiini labadesse. Turbiin edastab oma pöörleva liikumise generaatori pöörlevale liikumisele, mis tekitab elektrivoolu.
Veesurve tekib paisu ehitamisel või vee loomulikul voolul või mõlemal korraga.

Seadmete klassifikatsioon

Väikesed hüdroelektrijaamad toodavad võimsust kuni 5,0 MW.
Olemasolevad väikesed hüdroelektrijaamad klassifitseeritakse järgmiselt:

1. Toimimispõhimõte

• Kasutades "vesiratast" – sellisel juhul asetatakse vastuvõturatas veesöötmesse paralleelselt veepinnaga, uputades samal ajal vaid osaliselt. Veemassid, avaldades ratta labadele survet, viivad selle pöörlevale liikumisele, mis kandub edasi generaatori pöörlevale liikumisele.
• Garlandi struktuur - seadme selles versioonis asetatakse vastaskaldadest kaabel, mille külge on rootorid jäigalt kinnitatud. Veemassid liiguvad edasi ja pöörlevad rootoreid. Rootorite pöörlev liikumine edastatakse kaablile, mis omakorda edastab pöörlemise ajal oma pöörlemisliikumise generaatori pöörlevale liikumisele. Generaator on paigaldatud kaldale.
• Darrieuse rootoriga - seda tüüpi seadmete töö aluseks on rootori labade rõhuerinevus. Rõhuvahe tekib vee voolamisel ümber rootori keeruliste pindade.
• Propelleriga - tööpõhimõte on sarnane tuulegeneraatori omaga, selle erinevusega, et minihüdroelektrijaamade puhul asetatakse labad vesikeskkonda.

2. Rakendamise võimalused

• Tööstuslik kasutamine (180 kW ja rohkem) - kasutatakse ettevõtete elektrivarustuseks või tarbijatele müümiseks.
• Kommertskasutus (kuni 180 kW) - neid kasutatakse madala energiatarbega ettevõtete ja majade rühma elektrivarustuseks.
• Kodukasutus (kuni 15 kW) - kasutatakse üksikute majade ja väikeobjektide toiteallikaks.

3. Turbiini konstruktsiooni järgi

• Aksiaalne - selle konstruktsiooni ühikutes liigub vesi mööda turbiini telge ja langeb labadele, mis pöörlevad.
• Radiaal-aksiaalne - selles konstruktsioonis liigub vesi alguses radiaalselt turbiini telje suhtes ja seejärel vastavalt selle pöörlemisteljele.
• Kopp - vesi siseneb düüside kaudu kopa (laba) pinnale, mille tõttu vee kiirus suureneb, see tabab turbiini laba, turbiin pöörleb, järgmine laba läheb tööle ja protsess jätkub
• Kaplan - labad pöörlevad ümber oma telje samaaegselt turbiini pöörlemisega.

4. Vastavalt paigaldustingimustele

Seadme plussid ja miinused

Kasutamise eelised hõlmavad järgmist:

• Käitiste ökoloogiline ohutus keskkonnale;
• Ammendamatu energiaallikas;
• Madal toodetud energia hind;
• paigaldiste autonoomia;
• paigaldiste töökindlus;
• Pikk kasutusiga.

Kasutamise puudused on järgmised:

• Võimalik oht veekogude elanikele;
• Paigaldamise paigaldustingimuste piiratud võimalus.

Tehaste ja seadmete tootjad

Piiratud arv ettevõtteid nii meie riigis kui ka välismaal tegeleb minihüdroelektrijaamade seadmete tootmisega. Seda seletatakse nii väikeste hüdroelektrijaamade piiratud kasutamisega, mis on tingitud vajalike veekogude vähesest saadavusest, kui ka energeetika arengusuundadest erinevates riikides.

Selles ärivaldkonnas edukalt tegutsevatest välismaistest ettevõtetest on need

• CINK Hydro-Energy Czech Republic - teostab kõiki töid alates projekteerimisest ja seadmete tarnimisest kuni seadmete paigaldamise ja kasutuselevõtuni.
• "Mikrohüdroenergia" Hiina - toodab ja müüb koduseks kasutamiseks mõeldud väikeseadmete komplekte.
• Inseneri- ja tehnikaettevõte LLC "Hydroponics", Biškek, Kõrgõzstan. Ettevõte toodab ja müüb hüdrogeneraatoreid väikestele hüdroelektrijaamadele.

Venemaal haldab seda turgu

• OÜ "AEnergy", Moskva. Ettevõte toetab alternatiivsete energiaallikate arendamist. Väikehüdroenergia valdkonnas pakub ettevõte täisteenuseid alates projekteerimisest kuni tellitud paigaldiste hoolduseni.
• Valdkondadevaheline teadus- ja tehnikaühing "MNTO INSET", Peterburi. Ettevõte tegeleb minihüdroelektrijaamade seadmete projekteerimise ja arendamisega, oma toodete valmistamise ja paigaldamisega. Tootesari sisaldab:
  • Propelleri tiivikuga minihüdroelektrijaam, võimsus 5,0 kuni 100 kW;
  • Minihüdroelektrijaam diagonaaltiivikuga, võimsus 20,0 kW;
  • Kopptiivikuga minihüdroelektrijaam võimsusega kuni 180 kW;
  • Hüdroelektriseadmed väikestele hüdroelektrijaamadele.
• Ettevõte MTÜ Inversion, Jekaterinburg. Ettevõte toodab minihüdroelektrijaamade seadmeid ja komplekte võimsusega kuni 10 kW.

DIY mini hüdroelektrijaam

Oma kätega tegemiseks on vaja leidlikkust, kätega töötamise oskust ja veekogu,
jah, midagi pisiasjadest, näiteks auto generaator, ratas suvalisest sõidukist ja ülekandemehhanism (rihmarattad, käigud, käigukast).

Kõigepealt peate tegema vesiratta. Selleks võtke jalgrattalt, mootorrattalt või autolt ratas. Terad on kinnitatud ratta läbimõõduga, selleks saab kasutada mis tahes materjali, kui see on tugev ja ei paindu - raud, vineer, kõva plastik, eboniit jne. Kõige parem on see kinnitada poltühendusega, et oleks võimalik töö käigus kahjustatud lõiketerad välja vahetada. Terad asuvad üksteisest võrdsel kaugusel.

Valmistatakse raam, millele kinnitatakse ratas. Raami kinnituskohtades on vaja ette näha laagrite paigaldamine, millesse sisestatakse ratta pöörlemistelg. Telje ühte otsa on paigaldatud suur rihmaratas või suur ketiratas. Generaatori teljele on paigaldatud väike rihmaratas või väiksem ketiratas.

Isetehtud minihüdroelektrijaama variant koos ratta vertikaalse paigaldusega

Ratas asetatakse vette, see võib olla vertikaalne paigaldamine tasapinnale, mis on risti veepinnaga, või horisontaalne - kui ratas on täielikult vette kastetud. Teisel juhul tuleb arvestada, et ratas ei tohi olla vette kastetud rohkem kui 2/3 ketta paksusest.
Rihmarattad on omavahel ühendatud rihmaga ja ketirattad on ühendatud ketiga.

Süsteem on kasutamiseks valmis.

Kui asula lähedal voolab väike jõgi, võib sellel asuda minihüdroelektrijaam. Selle abiga saate odavat elektrit. See on vajalik äärelinna suvila jaoks, kui seal pole elektrivarustust.

Selleks peate tegema järgmist.

1. Mõõtke jõe voolukiirust. See pole nii raske, kui see kõlab. Selleks on soovitatav visata väike riidetükk ja seejärel mõõta, kui kaua kulub 10 meetrise ala ujumiseks. Kui mõõtmised ei ületa 1 m / s, siis sellisel mini-hüdroelektrijaamal pole efektiivsust, seega pole seda mõtet paigaldada.
2. Olukorda saab parandada kanalit veidi kitsendades või tammi tehes. Õigeks orienteerumiseks on soovitatav kasutada voolukiiruse ja elektrivõlli võimsusindeksi suhet. Arvutuste kohaselt on võimsus otseselt võrdeline jõe vooluhulgaga.

Väikesed hüdroelektrijaamad on tänapäeval väga populaarsed mitmel põhjusel.

Minihüdroelektrijaamade tüüpide kohta

Tänapäeval areneb väikehüdroenergia ja see on suurepärane lahendus energiaressursside säästmiseks. Mini-hüdroelektrijaama generaatorit saab osta poest või saate selle ise valmistada.

Kokku on väikeste hüdroelektrijaamade valmistamiseks mitu võimalust:

Kaasaskantavat hüdroelektrijaama on lihtne kasutada ja lihtne disain.

Mini-hüdroelektrijaamade eelised

Väikestel hüdroelektrijaamadel on mitmeid eeliseid:

• mini-hüdroturbiin töötab vaikselt, ilma mürata;
• töötamise ajal ei satu atmosfääri kahjulikke aineid;
• ei mõjuta mingil viisil vee kvaliteediomadusi;
• ei sõltu välistingimustest;
• väikesed hüdroelektrijaamad toodavad energiat pidevalt kogu päeva jooksul;
• töö tagamiseks saab kasutada isegi väikest oja;
• energia ülejäägi olemasolul saab seda realiseerida ja saada tulu;
• hüdroelektrijaamadest elektrienergia tootmise tagamiseks ei ole vaja luba taotleda.

Tänapäeval on Venemaal väikesed hüdroelektrijaamad enneolematult populaarsed. Neid on lihtne ise teha, kuid neid saab poest osta. Väike hüdroenergia on tulus äri.

miinused

Lisaks eelistele on väikestel hüdroelektrijaamadel ka puudusi:

1. Vanik väike hüdroelektrijaam on teistele ohtlik: liikuvad osad on vees peidus, kaabel pikk.
2. Madal efektiivsus.
3. Rootor Daria. Seda veegeneraatorit on raske valmistada.

Mind on alati köitnud loodusvaradest tasuta energia saamine. Ja millegipärast tekkis mul mõte teha lihtne minielektrijaam, mis toodaks elektrit mööduvast 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 jalgratta dünamole (alalisvoolugeneraator). Toodetud elekter suunatakse LED-i. Piisab, kui keerate ratast kergelt käsitsi ja LED hakkab vilkuma.

Kogu konstruktsiooni aluseks on jalgrattaraam.

Kaks laagrit võimaldavad vesirattal vabalt pöörelda.

Esimesed katsetused väikesel jõel näitasid, et raami vesiratas oli seatud liiga kõrgele, et takistada veevoolu normaalset pöörlemist.
Pärast väiksemaid muudatusi raami konstruktsioonis muutus ratas madalamaks ja pöörlemiskiirus tõusis järsult. Selle tulemusena hakkas dünamo pöörlema ​​ja süttis 4,5 V LED.

Nii sai vanast prügist välja isetehtud hüdroelektrijaam.
Edasi paigaldati väikesele ojale kokkupandud minihüdroelektrijaam.

See genereerib vaid mõne volti, kuid LED-i helentamiseks piisab ka neist.

See oli hea katse alustuseks.

Projekti edasine täiustamine

Vesiratta edasised täiustused peaksid hõlmama järgmist:

• Veesurve suurendamiseks ehitage minitamm. Samas ei ole plaanis jõge täielikult tõkestada, et kala saaks teises voolus lahkuda.
• Paigaldage tammi alla toru, mille kaudu vesi voolab isetehtud turbiini. Torus korraldage konveieri kummiribast valmistatud korpus. Blokeerides vee voolu läbi toru, saate mehhanisme hooldada.
• Turbiin annab hinnanguliselt umbes kaks korda suurema võimsuse 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 liikumise eest.
• Tehke metallist labad, arvutades nurga, mille all neid tuleb painutada (sellest parameetrist sõltub hüdroelektrijaama võimsus). Terad tuleb kinni keerata kummitihendite abil, et need ära ei tuleks.
• Pöördemomendi edastamiseks kasutage torust kokkupandud võlli.
• Paigaldage generaator. Pange generaatorile rihmaratas, mis on väiksem kui võllile paigaldatud rihmaratas. See suurendab pöörete arvu, mis on vajalik generaatori tõhusaks tööks.

Generaator peaks tootma umbes 600 vatti elektrit. See võimaldab ühendada kodumasinaid. Kui katse järgmine etapp õnnestub, saab mõelda edasisele moderniseerimisele, et toota mitu kilovatti elektrit.

Seoses süsivesikute energiakandjate pideva kallinemisega pööravad eksperdid järjest enam tähelepanu eelistele, mida annab säästlikumal viisil saadud elektri kasutamine. Üks ökonoomsemaid ja keskkonnasõbralikumaid elektritootmise viise on kodu hüdroelektrijaam, mille kulud vähenevad seadmete esmasele ehitamisele ja hooldusele. Kuid mitte igas paigas pole looduslikke võimalusi selliste võimsat veevoolu ja tammi tekitatud suurt kõrguste vahet eeldavate ehitiste rajamiseks, sel juhul tulevad energeetikutele appi minihüdroelektrijaamad.

Tööpõhimõte ja minihüdroelektrijaam

Selle seadme tööpõhimõte on üsna lihtne, mis suurendab selle töökindlust. Turbiini labadele langev veevool pöörab elektrigeneraatoriga ühendatud hüdroajamit, mis tagab elektritootmise juhtsüsteemi juhtimisel.
Kaasaegsed minihüdroelektrijaamad on varustatud juhtimissüsteemiga, mis võimaldab töötada automaatrežiimis, lülitudes hädaolukorras kohe üle käsitsi juhtimisele. Mitmetasandiline kaitsesüsteem väldib seadmete ülekoormust välistingimuste muutumisel. Jaamade projekteerimine võimaldab minimeerida ehitustöid vajalike seadmete paigaldamise ajal.

Mini hüdroelektrijaamade sordid

Minihüdroelektrijaam on seade võimsusega 1 kuni 3000 kW, mis sisaldab veevõtuseadet (turbiini), generaatorit ja seadmete juhtimissüsteemi.
Sõltuvalt kasutatavast veevarust jagatakse minihüdroelektrijaamad mitmesse kategooriasse:

• kanalite jaamad, mis kasutavad organiseeritud reservuaaridega väikeste jõgede energiat. Neid kasutatakse peamiselt tasasel maastikul;
• statsionaarsed jaamad, mis kasutavad mägijõgede töö ajal kiire voolu energiat;
• tööstusettevõtetes veevoolu erinevusi kasutavad jaamad;
• mobiiljaamad, mis kasutavad voo korraldamiseks tugevdatud varrukaid.

Vastavalt veevoolu eeldatavale rõhule on hüdroelektrijaama ja selle turbiini vastavus elektriploki võimsusele projekteeritud nii, et oleks tagatud generaatori nõutav kiirus ja hõlbustaks vajaliku voolusageduse loomist.

Minihüdroelektrijaamade erinevate töötingimuste jaoks on välja töötatud sobivad turbiinide konstruktsioonid:

• veevoolu kõrge rõhuga üle 60 m kasutatakse radiaal-aksiaal- ja koppturbiine;
• keskmise voolukiirusega 25–60 m on end hästi tõestanud Kaplani ja radiaal-teljelise konstruktsiooniga turbiinid;
• madalrõhuvooludel on tulusam kasutada raudbetoonkambritesse paigutatud pöörleva labaga ja sõukruvikonstruktsioone.

DIY kodu hüdroelektrijaama video

Mini hüdroelektrijaama ühendamise omadused

Selle seadme seade võimaldab ühendada jaamad otse toitevõrku, sel juhul kasutatakse sünkroongeneraatorit. Kohaliku võrgu loomiseks kasutatakse asünkroonset seadet, mis on varustatud üleliigse võimsuse hajutamiseks vajaliku ballastikoormusüksusega, et vältida toitesüsteemide rikkeid ja võrgu põhiparameetrite järske muutusi.

Mini hüdroelektrijaamade eelised ja puudused

Selliste süsteemide toimimise eelised hõlmavad järgmist:

• seadmete keskkonnaohutus ja pole vaja suuri alasid üle ujutada;
• saadud elektri madal hind, mis on mitu korda odavam kui soojuselektrijaamades toodetav;
• kasutatavate seadmete lihtsus ja töökindlus ning nende autonoomses režiimis töötamise võimalus;
• kasutatud ammendamatut loodusvara

Puuduste hulka kuuluvad:

• elektrikatkestused teatud piirkondades seadmete rikke korral, minihüdroelektrijaamade kasutamisel kohaliku allikana. Seda kompenseerib automaatselt ühendatud avariitoiteallika olemasolu;
• selle energiavarustustööstuse nõrk tootmis- ja remondibaas meie riigis.

Seoses süsivesikute energiakandjate pideva kallinemisega pööravad eksperdid järjest enam tähelepanu eelistele, mida annab säästlikumal viisil saadud elektri kasutamine. Üks ökonoomsemaid ja keskkonnasõbralikumaid...

Seoses süsivesikute energiakandjate pideva kallinemisega pööravad eksperdid järjest enam tähelepanu eelistele, mida annab säästlikumal viisil saadud elektri kasutamine. Üks ökonoomsemaid ja keskkonnasõbralikumaid elektritootmise viise on kodu hüdroelektrijaam, mille kulud vähenevad seadmete esmasele ehitamisele ja hooldusele. Kuid mitte igas paigas pole looduslikke võimalusi selliste võimsat veevoolu ja tammi tekitatud suurt kõrguste vahet eeldavate ehitiste rajamiseks, sel juhul tulevad energeetikutele appi minihüdroelektrijaamad.

Tööpõhimõte ja minihüdroelektrijaam

Selle seadme tööpõhimõte on üsna lihtne, mis suurendab selle töökindlust. Turbiini labadele langev veevool pöörab elektrigeneraatoriga ühendatud hüdroajamit, mis tagab elektritootmise juhtsüsteemi juhtimisel.
Kaasaegsed minihüdroelektrijaamad on varustatud juhtimissüsteemiga, mis võimaldab töötada automaatrežiimis, lülitudes hädaolukorras kohe üle käsitsi juhtimisele. Mitmetasandiline kaitsesüsteem väldib seadmete ülekoormust välistingimuste muutumisel. Jaamade projekteerimine võimaldab minimeerida ehitustöid vajalike seadmete paigaldamise ajal.

Mini hüdroelektrijaamade sordid

Minihüdroelektrijaam on seade võimsusega 1 kuni 3000 kW, mis sisaldab veevõtuseadet (turbiini), generaatorit ja seadmete juhtimissüsteemi.
Sõltuvalt kasutatavast veevarust jagatakse minihüdroelektrijaamad mitmesse kategooriasse:

• kanalite jaamad, mis kasutavad organiseeritud reservuaaridega väikeste jõgede energiat. Neid kasutatakse peamiselt tasasel maastikul;
• statsionaarsed jaamad, mis kasutavad mägijõgede töö ajal kiire voolu energiat;
• tööstusettevõtetes veevoolu erinevusi kasutavad jaamad;
• mobiiljaamad, mis kasutavad voo korraldamiseks tugevdatud varrukaid.

Vastavalt veevoolu eeldatavale rõhule on hüdroelektrijaama ja selle turbiini vastavus elektriploki võimsusele projekteeritud nii, et oleks tagatud generaatori nõutav kiirus ja hõlbustaks vajaliku voolusageduse loomist.

Minihüdroelektrijaamade erinevate töötingimuste jaoks on välja töötatud sobivad turbiinide konstruktsioonid:

• veevoolu kõrge rõhuga üle 60 m kasutatakse radiaal-aksiaal- ja koppturbiine;
• keskmise voolukiirusega 25–60 m on end hästi tõestanud Kaplani ja radiaal-teljelise konstruktsiooniga turbiinid;
• madalrõhuvooludel on tulusam kasutada raudbetoonkambritesse paigutatud pöörleva labaga ja sõukruvikonstruktsioone.

DIY kodu hüdroelektrijaama video

Mini hüdroelektrijaama ühendamise omadused

Selle seadme seade võimaldab ühendada jaamad otse toitevõrku, sel juhul kasutatakse sünkroongeneraatorit. Kohaliku võrgu loomiseks kasutatakse asünkroonset seadet, mis on varustatud üleliigse võimsuse hajutamiseks vajaliku ballastikoormusüksusega, et vältida toitesüsteemide rikkeid ja võrgu põhiparameetrite järske muutusi.

Mini hüdroelektrijaamade eelised ja puudused

Selliste süsteemide toimimise eelised hõlmavad järgmist:

• seadmete keskkonnaohutus ja pole vaja suuri alasid üle ujutada;
• saadud elektri madal hind, mis on mitu korda odavam kui soojuselektrijaamades toodetav;
• kasutatavate seadmete lihtsus ja töökindlus ning nende autonoomses režiimis töötamise võimalus;
• kasutatud ammendamatut loodusvara

Puuduste hulka kuuluvad:

• elektrikatkestused teatud piirkondades seadmete rikke korral, minihüdroelektrijaamade kasutamisel kohaliku allikana. Seda kompenseerib automaatselt ühendatud avariitoiteallika olemasolu;
• selle energiavarustustööstuse nõrk tootmis- ja remondibaas meie riigis.