Su mini enerji santralleri. Ev için düşük güçlü hidro jeneratörler

Elektrik fiyatlarının düzenli olarak artması, pek çok kişinin alternatif elektrik kaynakları konusunu düşünmesine neden oluyor. Biri en iyi çözümler v bu durum- hidroelektrik enerji istasyonu. Bu konuya çözüm arayışları sadece ülke ölçeğini ilgilendirmiyor. Giderek artan bir şekilde, ev (yazlık) için mini hidroelektrik santralleri görebilirsiniz. Bu durumda maliyetler sadece inşaat ve bakım için olacaktır. Böyle bir yapının dezavantajı, inşasının ancak belirli koşullar altında mümkün olmasıdır. Su akışı gereklidir. Ayrıca bahçenizde bu yapının inşası izin gerektirir. yerel yetkililer yetkililer.

Bir mini hidroelektrik santralinin şeması

Kanal, ovaların özelliği. Hafif akışlı nehirlere kurulurlar.
Hızlı su akışı ile su nehirlerinin enerjisini sabit kullanın.
Su akışının düştüğü yerlere kurulan hidroelektrik santraller. En çok endüstriyel organizasyonlarda bulunurlar.
Güçlendirilmiş bir manşon kullanılarak inşa edilen mobil.

Bir hidroelektrik santralinin inşası için, sahanın içinden akan küçük bir dere bile yeterlidir. ile ev sahipleri merkezi su temini umutsuzluğa kapılmamak gerekir.

Amerikan şirketlerinden biri, evde su temin sistemine kurulabilecek bir istasyon geliştirdi. Su besleme sistemine, yerçekimi ile hareket eden su akışıyla harekete geçen küçük bir türbin yerleştirilmiştir. Bu, suyun akış hızını azaltır, ancak elektrik maliyetini düşürür. Ayrıca bu kurulum tamamen güvenli.

Mini hidroelektrik santralleri bile yapılıyor. kanalizasyon borusu. Ancak bunların inşası, belirli koşulların yaratılmasını gerektirir. Eğim nedeniyle borudan geçen su doğal olarak akmalıdır. İkinci şart, boru çapının ekipmana uygun olmasıdır. Ve bu müstakil bir evde yapılamaz.

Mini hidroelektrik santrallerin sınıflandırılması

Mini hidroelektrik santraller (kullanıldıkları konutlar çoğunlukla özel sektöre ait) çoğunlukla çalışma prensibinde farklılık gösteren aşağıdaki tiplerden biridir:

Su çarkı geleneksel tiptir ve yapımı en kolay olanıdır.
pervane. Nehrin genişliği on metreden fazla olan bir kanala sahip olduğu durumlarda kullanılır.
Çelenk, hafif akışlı nehirlere kurulur. Su akış hızını artırmak için ek yapılar kullanılır.
Darrieus rotoru genellikle endüstriyel tesislerde kurulur.

Bu seçeneklerin yaygınlığı, baraj yapımını gerektirmemelerinden kaynaklanmaktadır.

Su tekerleği

Bu klasik görünümÖzel sektör için en popüler olan HES. Bu tip mini hidroelektrik santraller dönebilen büyük çarklardır. Kanatları suya indirilir. Yapının geri kalanı kanalın üzerindedir ve tüm mekanizmayı hareket etmeye zorlar. Güç, bir hidrolik sürücü aracılığıyla akım üreten bir jeneratöre iletilir.

pervane istasyonu

çerçeve üzerinde dikey pozisyon su altına indirilmiş bir rotor ve bir su altı yel değirmeni var. Yel değirmeni, su akışının etkisi altında dönen kanatlara sahiptir. En iyi direnç, iki santimetre genişliğindeki bıçaklar tarafından sağlanır (hızı saniyede iki metreyi geçmeyen hızlı bir akışla).

Bu durumda kanatlar su basıncından değil, ortaya çıkan su basıncından dolayı harekete geçer. Ayrıca kanatların hareket yönü akış yönüne diktir. Bu süreç, rüzgar çiftliklerinin çalışma şekline benzer, sadece su altında çalışır.

Garland hidroelektrik santrali

Bu tip mini hidroelektrik santral, kanal üzerine gerilmiş ve bir baskı yatağına sabitlenmiş bir kablodur. Türbinler üzerine çelenk şeklinde asılır ve sert bir şekilde sabitlenir. küçük boy ve ağırlık (hidrolik torçlar). İki yarım silindirden oluşurlar. Eksenlerin hizalanması nedeniyle suya indirildiğinde içlerinde bir tork oluşur. Bu, kablonun bükülmesine, gerilmesine ve dönmeye başlamasına neden olur. Bu durumda kablo, gücü iletmeye yarayan bir şafta benzetilebilir. İpin bir ucu dişli kutusuna bağlıdır. Güç, kablonun dönüşünden ve hidrolik torçlardan ona aktarılır.

Birkaç "çelengin" varlığı, istasyonun gücünü artırmaya yardımcı olacaktır. Birbirlerine bağlanabilirler. Bu bile bu HES'in verimliliğini büyük ölçüde artırmaz. Bu, böyle bir yapının dezavantajlarından biridir.

Bu türün bir diğer dezavantajı ise başkaları için oluşturduğu tehlikedir. Bu tür istasyonlar ancak ıssız yerlerde kullanılabilir. Uyarı işaretleri zorunludur.

Rotor Daria

Bu tür özel bir ev için bir mini hidroelektrik santrali, geliştiricisi Georges Darier'in adını almıştır. Bu tasarımın patenti 1931'de alındı. Üzerinde bıçaklar bulunan bir rotordur. Kanatların her biri için gerekli parametreler ayrı ayrı seçilir. Rotor dikey konumda su altına indirilir. Kanatlar, yüzeylerinden akan suyun etkisi altında meydana gelen basınç düşüşü nedeniyle döner. Bu süreç, uçakların havalanmasını sağlayan kaldırma kuvvetine benzer.

Bu tür HES'lerin sahip olduğu iyi gösterge yeterlik. İkinci avantaj, akışın yönünün önemli olmamasıdır.

Bunun eksiklikleri arasında tespit edilebilir karmaşık yapı ve zor kurulum.

Mini hidroelektrik santralinin avantajları

Yapım türünden bağımsız olarak, mini hidroelektrik santrallerin bir takım avantajları vardır:

Çevre dostudur, atmosfere zararlı maddeler üretmez.
Elektrik elde etme işlemi gürültü oluşmadan gerçekleşir.
Su temiz kalır.
Elektrik, günün hangi saatinde veya hava koşullarından bağımsız olarak sürekli olarak üretilir.
İstasyonu donatmak için küçük bir dere bile yeterlidir.
Fazla elektrik komşulara satılabilir.
Çok fazla izin veren belgeye ihtiyacınız yok.

Kendin yap mini hidroelektrik santrali

Kendiniz elektrik üretmek için inşa edebilirsiniz. Özel bir ev için günde yirmi kilovat yeterlidir. Kendin yap mini hidroelektrik santrali bile bu değeri kaldırabilir. Ancak unutulmamalıdır ki bu süreç bir dizi özellik ile karakterize edilir:

Kesin hesaplamalar yapmak zordur.
Elemanların boyutları, kalınlıkları yalnızca ampirik olarak "gözle" seçilir.
Ev yapımı yapıların koruyucu unsurları yoktur, bu da sık arızalar ve ilgili maliyetler.

Bu nedenle, bu alanda herhangi bir deneyim ve kesin bilgi yoksa, bu tür bir fikri terk etmek daha iyidir. Hazır bir istasyon satın almak daha ucuz olabilir.

Hala her şeyi kendi ellerinizle yapmaya karar verirseniz, nehirdeki su akış hızını ölçerek başlamanız gerekir. Sonuçta, elde edilebilecek güce bağlıdır. Hız saniyede bir metreden azsa, bu yerde bir mini hidroelektrik santralinin inşası kendini haklı çıkarmayacaktır.

Atlanmaması gereken bir diğer adım ise hesaplamalardır. İstasyonun inşası için harcanacak maliyetlerin miktarını dikkatlice hesaplamak gerekir. Sonuç olarak, hidroelektrik santralinin olmadığı ortaya çıkabilir. en iyi seçenek. O zaman diğer alternatif elektrik türlerine dikkat etmelisiniz.

Bir mini hidroelektrik santrali, enerji maliyetlerinden tasarruf etmek için en iyi çözüm olabilir. Yapımı için evin yakınında bir nehir olması gerekiyor. İstenilen özelliklere göre seçim yapabilirsiniz. uygun seçenek HPS. Doğru yaklaşımla böyle bir yapıyı kendi ellerinizle bile yapabilirsiniz.

Size yakın olması durumunda kır evi küçük bir nehir veya dere var, kendi hidro jeneratörünü yapabilirsin düşük güç ev için. Ev yapımı hidroelektrik santrali bedava elektrik verecek.

Size çok para kazandırmayabilir, ancak kendi elektrik kaynağınızın olduğunun farkına varmak çok daha pahalıya mal olur. Evin merkezi güç kaynağı olmadığı durumlar vardır. O zaman çok küçük güç kapasiteleri bile çok faydalı olabilir.

Küçük bir hidroelektrik santrali için elektrik kaynakları şunlar olabilir:

Nehirler veya akarsular.
Göl dolusavaklar üzerindeki kot farkları.
Teknik amaçlar için drenajlar.

Yenilenebilir bir kaynaktan çalışan elektrik üreten diğer cihazlarla karşılaştırıldığında, hidroelektrik jeneratörleri en karmaşık olanıdır. Bir mini hidroelektrik santral kurmaya karar vermeniz durumunda, ilk adım nehir akış hızını ölçmektir. Bunu yapmanın en kolay yolu, bir cismin kaç saniye 10 metre yüzeceğini belirlemektir. Hızın saniyede 1 metreden az olduğu ortaya çıkarsa, verimli bir hidroelektrik santral çalışmayacaktır. Ancak kanalı yapay olarak daraltırsanız veya küçük bir baraj yaparsanız, akış hızı biraz artabilir.

Bir mikrohidroelektrik santrali, belirli bir su basıncı kuvveti gerektirir - bir hidrotürbin kanatlarına düşen bir jet, jeneratörü çalıştırır. Bu prensibe göre hareket eden tesis elektrik üretmektedir. Su akışının gücü ya su seviyelerindeki doğal farka (türetme) ya da bir baraj yardımıyla kanalın yapay olarak daraltılmasına bağlıdır.

Bir miktar elektrik üretebilmek için yükseklik farkının yaklaşık 1-2 metre olması ve su akışının saniyede 90 litre olması gerekir. Engebeli arazi koşullarında, mini hidroelektrik santrallerin yeri doldurulamaz. Kurulum işlemi oldukça basittir ve özel bilgi ve beceri gerektirmez.

Tasarıma ve çalışma prensibine bağlı olarak, birkaç ana ev yapımı hidroelektrik santral türü ayırt edilebilir.

Çelenk. Nehrin bir tarafından diğer tarafına gerilen bir kablodan oluşur. Su akışı nedeniyle dönen sabit rotorlara sahiptir. Sırayla rotorlar, bir ucu yatağa, diğer ucu jeneratör miline bağlı olan kabloyu döndürür.
Su tekerleği. Önemli detay ev yapımı bir hidroelektrik santrali için. Tekerleğin su yüzeyine dik kanatları vardır. Su, tekerleğin dönmesinin bir sonucu olarak bıçaklara baskı uygular.
pervane. Nehir yatağı 10 m'den daha genişse, mini hidroelektrik santral için mükemmel bir seçenek Pervane rotoru dikey konumda monte edilmiştir. Pervane yaklaşık 2 cm'lik küçük kanatlara sahiptir Nehir akışı saniyede 2 metreden fazla ise, diğer kanat boyutlarının seçilmesi önerilir.
Rotor Daria. Kanatlarındaki basınç farkından dolayı dönen dikey olarak monte edilmiş bir rotordur.

Bu mini hidroelektrik santral çeşitleri, yapılarının bir baraj inşası gerektirmemesi gerçeğiyle birleşiyor. Baraj, inşaat maliyeti ev yapımı maliyetinden birkaç kat daha yüksek olan, yüksek hassasiyetli ve pahalı bir nesnedir. Mini hidroelektrik santralinin kapasitesinin aşağıdakilerin ihtiyaçlarını karşılaması gerektiğine dikkat edilmelidir: elektrik enerjisi.

Hibrit hidroelektrik santralleri

İhtiyaçlarınızın bir ev hidroelektrik santralinin ürettiğinden daha fazla elektrik enerjisine ihtiyaç duyması durumunda, en iyi seçenek– Hibrit enerji santrali ve dizel jeneratör kurulumu. Ancak bu tasarımın aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok dezavantajı vardır:

Yüksek gürültü seviyesi ve kirlilik riski yok.
Operasyonları önemli malzeme maliyetleri gerektirir. Bu tür ekipmanlar kullanılarak üretilen elektriğin fiyatı yaklaşık 20 ruble olacaktır. kWh başına.
Dizel jeneratörlerin düzenli olarak kapatılmasıyla hizmet ömürleri önemli ölçüde azalır ve jeneratörün verimliliği önemli ölçüde düşer.

Hibrit bir enerji santrali kurarken en uygun çözüm, dizel jeneratörleri yedek olarak kullanmaktır. Tüketiciye verilirse devre dışı kalırlar gerekli güç. Ev yapımı bir hidroelektrik santrali enerji üretmeyi bırakır bırakmaz gerekli güç, dizel jeneratör açılır ve elektrik eksikliğini giderir.

Mini hidroelektrik santralinin avantajları

Mini hidroelektrik santralin inşaatı ve kullanımı sırasında doğal peyzaja herhangi bir rahatsızlık verilmemiştir.
Bir mini hidroelektrik santralinin kurulumu suyun kalitesini düşürmez: doğal özelliklerini korur.
Hava koşulları santralin çalışmasını etkilemez.
Büyük ölçekli enerjide gözlemlenen hiçbir sorun kesinlikle yoktur: pahalı yapıların inşası veya alanın su basması.

Hidroelektrik santrallerin verimliliği nasıl artırılır?

Üretilen elektrik miktarını biraz artırmanız gerekiyorsa, yükseklik farkı oluşturarak akışta bir artış düzenleyebilirsiniz. Bu sorunun en basit çözümü bir rezervuara kurmaktır. drenaj borusu. Bu durumda, akış hızını doğrudan etkileyeceği için borunun çapını hesaba katmak gerekir. Ne kadar küçük olursa, hız o kadar yüksek olur. Bu yöntem, evin yakınında küçük bir dere aksa bile mini bir hidroelektrik santral kurmanıza olanak tanır. kullanma kaliteli malzemeler bir jeneratör, mini hidroelektrik santrali oluştururken, bu ekipmanı ev ihtiyaçları için başarıyla çalıştırabilirsiniz.

Hidroelektrik santraller elektrik enerjisi üretmek için suyun gücünü kullanır. Kendi kendine yapılan istasyonlar, merkezi elektrik şebekelerinden uzaklık sorununu çözer veya elektrik tasarrufuna yardımcı olur.

Hidroelektrik santrallerin avantajları ve dezavantajları

Hidroelektrik santraller diğer alternatif enerji kaynaklarına göre aşağıdaki avantajlara sahiptir:

Hava durumuna ve günün saatine bağlı değildirler (aksine). Bu, öngörülebilir bir oranda daha fazla güç üretilmesini sağlar.
Kaynağın gücü (nehir veya dere) ayarlanabilir. Bunun için kanalın bir barajla daraltılması veya su yüksekliklerinde fark sağlanması yeterlidir.
Hidrolik tesisatlar (aksi olarak) ses çıkarmaz.
Birçok düşük güç istasyonu türü, herhangi bir kurulum izni gerektirmez.

Ev yapımı hidroelektrik santrallerin dezavantajları arasında soğuk havalarda çalışamama yer alır. Ayrıca su ortamı agresiftir, bu nedenle istasyon parçalarının su geçirmez ve dayanıklı olması gerekir.

olarak kullanılmak üzere bir mini hidroelektrik santrali tasarlarken alternatif kaynak için enerji kendi evi Aşağıdaki faktörler belirleyici olmalıdır:

Nehrin eve yakınlığı. Düzenlemek derme çatma istasyon evden uzakta buna değmez. Kurulum ne kadar uzaksa, verimliliği o kadar düşük olur, çünkü iletim sırasında enerjinin bir kısmı kaybolacaktır. Ayrıca HES'inizi hırsızlıktan veya hasardan korumak daha zordur.
Yeterli akış hızı veya artma olasılığı. Suyun hızı arttıkça istasyonun gücü katlanarak artar.

Hızı bulmak kolaydır. Suya bir parça Strafor veya tenis topu atın ve belirli bir mesafe yüzmesi için zamanlayın. Ardından metreyi saniyeye bölün ve hızınızı bulun. Ev yapımı bir hidroelektrik santrali için yeterli minimum su hızı 1 m / s'dir.

Nehrinizin veya derenizin debisi bu değerin altında ise küçük bir baraj veya daralan bir boru bunu artıracaktır. Ancak bu seçenekler ek zorluklara neden olabilir. Barajın yapımı için yetkililerden izin alınmasının yanı sıra komşuların da onayı gerekiyor.

Kendin yap mini hidroelektrik santrali

Hidroelektrik santralinin tasarımı oldukça karmaşıktır, bu nedenle kendi başınıza elektrik tasarrufu sağlayacak veya mütevazı bir haneye enerji sağlayacak küçük bir istasyon inşa etmek mümkün olacaktır. Aşağıda, ev yapımı bir hidroelektrik santralinin uygulanmasına ilişkin iki örnek verilmiştir.

Bisikletten mini hidroelektrik santrali nasıl yapılır?

Hidroelektrik santralinin bu versiyonu, bisiklet gezileri için idealdir. Kompakt ve hafiftir, ancak bir dere veya nehir kıyısında kurulan küçük bir kamp için enerji sağlayabilecektir. Ortaya çıkan elektrik, akşam aydınlatması ve mobil cihazların şarj edilmesi için yeterlidir.

İstasyonu kurmak için ihtiyacınız olacak:

Bir bisikletin ön tekerleği.
Bisiklet ışıklarına güç sağlamak için kullanılan bir bisiklet jeneratörü.
Ev yapımı bıçaklar. Alüminyum levhadan önceden kesilmişlerdir. Bıçakların genişliği iki ila dört santimetre arasında olmalı ve uzunluk tekerlek göbeğinden jantına kadar olmalıdır. Herhangi bir sayıda bıçak olabilir, birbirlerinden aynı mesafede yerleştirilmeleri gerekir.

Böyle bir istasyonu başlatmak için tekerleği suya batırmak yeterlidir. Daldırma derinliği, tekerleğin yaklaşık üçte birinden yarısına kadar deneysel olarak belirlenir.

Kalıcı kullanım için daha güçlü bir istasyon inşa etmek için daha dayanıklı malzemelere ihtiyaç duyulacaktır. Metal için en uygun plastik elemanlar, su ortamının etkilerinden korunmak daha kolaydır. Ama onlar da uygun ahşap detaylarözel bir solüsyonla ıslatılır ve su geçirmez boya ile boyanırsa.

İstasyon aşağıdaki öğeleri gerektirir:

Kablodan çelik tambur (2,2 metre çapında). Ondan bir rotor tekerleği yapılır. Bunun için tambur parçalara ayrılır ve 30 santimetre mesafede tekrar kaynatılır. Tambur kalıntılarından bıçaklar (18 adet) yapılır. Radyusa 45 derecelik bir açıyla kaynaklanırlar. Tüm yapıyı desteklemek için köşelerden veya borulardan bir çerçeve yapılır. Tekerlek, yataklar üzerinde döner.
Tekerleğe bir zincir redüktör takılmıştır (dişli oranı dört olmalıdır). Tahrik ve jeneratör akslarını bir araya getirmeyi kolaylaştırmak ve titreşimi azaltmak için dönüş, eski arabadan kardan aracılığıyla iletilir.
Jeneratör için uygun asenkron motor. Üzerine yaklaşık 40 katsayılı bir başka dişli redüktörü eklenmelidir. Daha sonra, toplam redüksiyon faktörü 160 olan saniyede 3000 devirli üç fazlı bir jeneratör için devir sayısı dakikada 20 devire düşecektir.
Tüm elektrikli ekipmanı su geçirmez bir kaba yerleştirin.

tarif kaynak malzemeler bir çöplükte veya arkadaşlarla bulmak kolaydır. Çelik bir tamburu öğütücü ile kesmek ve kaynak yapmak için uzmanlara ödeme yapabilirsiniz (veya her şeyi kendiniz yapabilirsiniz). Sonuç olarak, 5 kW'a kadar kapasiteye sahip bir hidroelektrik santrali küçük bir miktara mal olacaktır.

Sudan elektrik elde etmek o kadar da zor değil. Sıralamak daha zor otonom sistem derme çatma bir hidroelektrik santraline dayalı güç kaynağı, istasyonu çalışır durumda tutar ve çevresindeki insanların ve hayvanların güvenliğini sağlar.

Karbonhidrat enerji taşıyıcılarının maliyetindeki sürekli artış nedeniyle uzmanlar, üretilen elektriğin daha ekonomik bir şekilde kullanılmasının faydalarına giderek daha fazla dikkat ediyor. Elektrik üretmenin en ekonomik ve çevre dostu yollarından biri ev için bir hidroelektrik santralidir, maliyetleri birincil inşaata indirgenir ve Bakım teçhizat. Ancak her yörenin inşaat için doğal fırsatları yoktur. benzer yapılar Güçlü bir su akışı gerektiren ve barajın oluşturduğu büyük bir yükseklik farkı gerektiren bu durumda enerji mühendislerinin imdadına mini hidroelektrik santraller yetişmektedir.

Çalışma prensibi ve mini hidroelektrik santral

Bu ekipmanın çalışma prensibi, güvenilirliğini artıran oldukça basittir. Türbinin kanatlarına düşen su akışı, kontrol sisteminin kontrolü altında elektrik üretimini sağlayan elektrik jeneratörü ile bağlantılı hidrolik tahriki döndürür.
Modern mini hidroelektrik santraller, çalışmayı mümkün kılan bir kontrol sistemi ile donatılmıştır. otomatik mod durumunda manuel kontrole anında geçiş ile acil durum. Çok seviyeli bir koruma sistemi, değiştirirken ekipmanın aşırı yüklenmesini önler dış koşullar. İstasyonların tasarımı, iletimi en aza indirmeye izin verir inşaat işleri gerekli ekipmanın kurulumu sırasında.

Mini hidroelektrik santral çeşitleri

Bir mini hidroelektrik santral, bir su alma cihazı (türbin), bir üretim güç ünitesi ve bir ekipman kontrol sistemi içeren, 1 ila 3000 kW kapasiteli bir ekipmandır.
Kullanılana bağlı olarak su kaynakları Mini HES'ler birkaç kategoriye ayrılır:

organize rezervuarlara sahip küçük nehirlerin enerjisini kullanan nehir tipi istasyonlar. Esas olarak düz arazide kullanılırlar;
dağ nehirlerinin işletilmesinde hızlı akıntı enerjisini kullanan sabit istasyonlar;
endüstriyel işletmelerde su debisi farklılıklarını kullanan istasyonlar;
akışı düzenlemek için güçlendirilmiş hortumlar kullanan mobil istasyonlar.

Su akışının beklenen basıncına göre, hidroelektrik ünitesi ve türbini, gerekli jeneratör hızını sağlamak ve gerekli akım frekansının oluşturulmasını kolaylaştırmak için güç üretim ünitesinin gücünü karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.

İçin çeşitli koşullar mini hidroelektrik santrallerin işletilmesi için ilgili türbin tasarımları geliştirilmiştir:

60 m'den daha büyük bir su akış basıncı ile radyal-eksenel ve kepçeli türbinler kullanılır;
ortalama akış yoğunluğu 25 - 60 m olan döner bıçaklı ve radyal eksenli tasarımlı türbinler kendilerini iyi kanıtlamıştır;
düşük basınçlı akışlarda, betonarme odalara yerleştirilmiş döner kanatlı ve pervaneli yapıların kullanılması daha karlı.

Video ev yapımı hidroelektrik santrali

Bir mini hidroelektrik santrali bağlamanın özellikleri

Bu ekipmanın cihazı, istasyonları doğrudan güç kaynağı ağına bağlamanıza izin verir, bu durumda senkron bir jeneratör kullanılır. Yerel bir ağ oluşturmak için, güç kaynağı sistemlerinin arızalanmasını ve ana ağ parametrelerinde ani değişiklikleri önlemek için fazla gücü dağıtmak için gerekli olan bir balast yük birimi ile donatılmış asenkron bir birim kullanılır.

Mini hidroelektrik santrallerin avantajları ve dezavantajları

Bu tür sistemlerin avantajları şunları içerir:

ekipmanın çevre güvenliği ve geniş alanların su basmasına gerek olmaması;
termik santrallerde üretilenden birkaç kat daha ucuz olan, üretilen elektriğin düşük maliyeti;
kullanılan ekipmanın basitliği ve güvenilirliği ve çevrimdışı çalışma olasılığı;
kullanılan doğal kaynağın tükenmezliği

Dezavantajlar şunları içerir:

yerel bir kaynak olarak bir mini hidroelektrik santralinin kullanılması durumunda, ekipman arızası durumunda belirli bölgelerin güç kaynağındaki kesintiler. Bu, otomatik olarak bağlanan bir acil durum güç kaynağının varlığıyla telafi edilir;
zayıf üretim ve tamir tabanıÜlkemizde bu enerji arzı dalı.

Küçük hidro türbinler, sıradan hidroelektrik santrallerinin türbinlerinden farklı olarak çalışma prensibinde çok özeldir. Bir mikro hidrotürbinin çalışma süreci, yapısının özelliklerinin belirli bir nesne için hidrotürbin parçalarına (kanatlar) akacak su kütlelerinin hacmini sağlayabilmesi, jeneratörü çalıştırabilmesi (jeneratör oynar) açısından ilginçtir. elektrik üretme rolü).

Su basıncını artırma işlemi, bir "türev" - serbest su akışı (bu mikro hidroelektrik santralin bir saptırma tipinde olması şartıyla) veya bir baraj (durum, benzer bir mini termik santraldir) oluşumu ile sağlanır. bir baraj için).

Küçük HES gücü

Bir mini hidroelektrik santralinin güç seviyesi doğrudan hidrolik özelliklerinin bulunduğu koşullara bağlıdır:

Su akışı, belirli bir süre içinde türbinden geçen su kütlelerinin (l) hacmidir. Bu aralığın 1-2 saniye sürmesi adettendir.
Su basıncı - su kütlesinin iki karşıt noktası arasındaki mesafe (biri üstte, diğeri altta). Kafanın bir numarası var karakteristik özellikler, mikro hidroelektrik santral türlerinin de bağlı olduğu (yüksek kafa, orta kafa, düşük kafa)

Bir mikro hidroelektrik santralinin işleyişinin özelliği, bölgesel konumu açısından değerlendirilir. Örneğin, basınçlı bir mikro hidroelektrik santrali, suyun daha hızlı akmasını sağlayan belirli bir eğim açısına yerleştirilmiş ahşaptan yapılmış özel bir kanaldan su akışını yönlendirerek çalışır. Böyle bir hidroelektrik santralindeki su basıncı, bu kanalın ne kadar uzun olduğuna bağlıdır. Ayrıca su, basınçlı boru hattına akar ve ardından alt kısımda bulunan hidrolik üniteye girer. Daha sonra geri kazanılan su sıkılarak tekrar kaynağına gönderilir.

Mini hidroelektrik santralinin yeri

Yapı tipine bağlı olarak hidrolik türbinin konumunun farklı olabileceğine dikkat etmek önemlidir:

Yatay pozisyon. Hidro türbinin bu konumu, mini hidroelektrik santralinin kendi boyutunda doğal bir artışa yol açar (dönme sırasında enerji sisteminin boyutunu ve ölçeğinde bir değişikliği de artıran bir türbin mili yardımıyla) türbin salonu). Ancak bu tür hidrolik türbinlerin yapımının diğerlerine göre daha karmaşık olmadığını, aksine basitleştirdiğini belirtmek gerekir.
Dikey düzenleme. Bu tür bir düzenleme, HPP'nin boyutunun küçültülmesine yardımcı olur, merkez hatların dengesini ve kompaktlığını geliştirir. Dönen elemanda eksenin ayrıntılı bir şekilde dengelenmesi ihtiyacını yarattığı için bu düzenlemenin oluşturulması daha zordur. Ayrıca böyle bir durumda, çalışma katının tek bir yatay çizgide olması ve bunun güç özellikleri böylece tüm yapının ağırlığını destekleyebilirler. Dikey düzenleme, yapının ekseni üzerindeki baskıyı arttırır.

Mini hidroelektrik santrallerin kullanımı

Genel olarak, küçük hidroelektrik santrallerinin kurulumları, esas olarak konut tesislerinin uzak bölgelerindeki kullanımları için kullanılır. Büyük enerji santrallerine ciddi rakip olamazlar, aksine enerji tasarrufu sağlamaya hizmet ederler. Son zamanlarda hem hidroelektrik santralleri, hem de güneş tipi pilleri kullanan insan sayısı çeşitli ayarlar rüzgar düzenlemesi. Bu makalede açıklanan türbinler, yakında bu yenilikçi enerji kaynaklarıyla birleşebilir ve bu da sonunda yeni türbinlerin yaratılmasına yol açacaktır. elektrik devreleri ve modeller.

Bu yapılar ne için kullanılabilir?

özel mülkiyete elektrik sağlamak;
uzak endüstriyel alanlar için;
elektrikli şarj istasyonları için;
geçici kullanım için.

Mini hidroelektrik santralinin avantajları

Küçük hidroelektrik santrallerinin bir dizi özel avantajı vardır:

iki versiyonu mevcuttur: rezervuarın altına sabitlenmiş ve ayrıca yüzeyde çalışmanıza izin veren özel kancalarla
ünite 5 kW'a eşit bir güce ulaşabilir, hidroelektrik santralinin gücünü ve verimini artırmak için türbinler modüller halinde kurulur.
HES'ler inşaat sürecinde çevreyi hiçbir şekilde olumsuz etkilemez, çünkü oluşturmak için kullanılır doğal su belirli bir akışa yönlendirilen ve bıçakları harekete geçiren.

Mini hidroelektrik santraller için türbinler

Şimdi doğrudan mini hidroelektrik santraller için hidro türbinlerden ve inşaatı için neye ihtiyacımız olduğundan bahsedelim. Hidrolik türbinin çalışmasının özellikleri ve özellikleri:

Türbine verilen suyun sıcaklığı +4 °C'yi geçmelidir.
Blok modülünde olması gereken sıcaklık +15 °С ve üzeridir.
Kaynağı türbinden 1 m uzaklıkta bulunan ses basıncı 80 dB veya daha fazladır.
Hava sıcaklığının +25°C civarında olması koşuluyla, hidrotürbin dış yüzeyi +45°C'yi geçmeyecek şekilde ısıtılmalıdır.

İdeal koşullar altında iyi dengelenmiş ve çalışan bir hidrotürbin örneğini ele alalım.

Kanatlara teğetsel bir su kaynağı sağlayan, ortalama bir kafaya sahip radyal, yüksek basınçlı bir akış türbinimiz olduğunu varsayalım, şaft yataydır. Bu tür borular "sessiz" olarak sınıflandırılır. Uyum sağlama yeteneğine sahiptirler çevre, kurulum yeri ve çeşitli yükseklik basınç farklılıkları. Su akışı önemli ölçüde değişirse, türbinde cihazın daha iyi çalışmasını sağlayan iki odacıklı bir torba tasarımı kullanılır.

Herhangi bir hidrolik türbinin gövdesi yapısal çelikten yapılmıştır, dayanıklı ve güvenilirdir. Malzeme maliyeti, inşaat, geleneksel hidroelektrik santraller için hidro türbinlere kıyasla önemli ölçüde azalır. Bir hidro türbin inşa etmek için kullanılan en yaygın malzeme 90 ila 120 metrelik düşüşlere dayanabilir, bazı parçalar paslanmaz çelikten(gövde, boru hatları).

Yeni nesil hidro türbinlerde ciddi deformasyon ve boylanma olmadan jeneratör ve çark değişimi yapılabilmektedir. Çalışmaları sırasında pervane alanından geçen su akışları nedeniyle pervanenin kendi kendini temizleme özelliğine sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Jeneratörün ve hidro türbinin tasarımı sırasında kavitasyon seviyesini azaltmak için bir dizi önlem alınır. Mevcut hidro türbinler bu sorundan yüzde 100 muaftır.

Hidrolik türbinin ana kısmı çarktır. Kanatların üretimi için kullanılan malzeme genellikle profil tipi çeliktir. Kanatlar, özellikleri nedeniyle, yatakların çalışmasını kolaylaştıran eksenel düzeyde bir kuvvet oluşturabilir ve pervanelerin kendileri sürekli dengededir. Pervane ekseninin süresi konumuna göre belirlenir, daha uzun süre çalışması için yatak seviyesinde kurulur.

Mini hidroelektrik santraller için hidro türbinlerin özellikleri

Yüksek kaliteli içme suyu elde etmek için arıtma sistemlerinde kullanılabilir.
Endüstriyel bir jeneratör bağlamak mümkündür.
Jeneratörün güvenilirliği için artan gereksinimler.

Teknik planın bazı özellikleri:

Yükseklik farkı: 3 - 200 m
Su tüketimi: 0,03 - 13 metreküp her saniye
Güç: 5 - 3.000 kW
Eksenel sektörde bulunan kanat sayısı: 37
Verimlilik: %84 - %87

Tabii ki, mini hidroelektrik santrallerinin ana enerji kaynağı olma olasılığı düşüktür, ancak bunların kullanımı, özellikle tüketimin en yoğun olduğu dönemlerde, ana besleme şebekesindeki yükü azaltma aracı olarak oldukça makuldür.