Pirmiausia apibrėžkime mažųjų hidroelektrinių veikimo principą ir tipus. Upės ar krintančios vandens srovės tėkmė suka turbinos mentes ir hidraulinį vamzdyną, kuris yra prijungtas prie elektros generatoriaus – pastarasis gamina elektros energiją. Šiuolaikinės kompaktiškos hidroelektrinės turi automatinis valdymas su galimybe akimirksniu persijungti į rankinis režimas nelaimės atveju. Šiuolaikinių gamyklinių hidroelektrinių projektai leidžia kuo labiau sumažinti statybos darbus montuojant įrangą.

Mini hidroelektrinių tipai

Mini elektrinės apima generuojančius įrenginius, kurių galia nuo 1 iki 3000 kW. Iš esmės šiluminę elektrinę sudaro:

turbinos (vandens paėmimo įrenginys);
generuojantis blokas;
valdymo sistemos.

Pagal gamybai naudojamų vandens išteklių tipą mini hidroelektrinės yra:

Lamanšo upės. Tokios stotys pastatytos ant mažų žemumų upių su rezervuarais.
Kalnas. Stacionarios stotys, kurios naudoja greitų kalnų srovių energiją.
Pramoninis. Stotys, kuriose naudojami vandens srauto skirtumai pramonės įmonėse.
Mobilusis. Stotys, kuriose vandens tekėjimui naudojamos sustiprintos žarnos.

Užtvankų tipų stotys pasižymi didele galia, tačiau užtvankos statyba yra brangi, o be leidimų tokiu atveju apsieiti neįmanoma. Bendravimas su pareigūnais mūsų šalyje ne tik apsunkina jūsų gyvenimą, bet ir verčia suabejoti geriausių jūsų ketinimų įgyvendinimu, todėl šios minties iš karto atsisakykime.

Kaip veikia mini hidroelektrinė?

Principinę hidroelektrinės veikimo schemą galima pasirinkti iš kelių variantų:

Garlando hidroelektrinė. Nuo vieno upės kranto iki kito po vandeniu nutiestas kabelis su ant jo suvertais rotoriais. Srovė sukasi rotorius ir atitinkamai patį kabelį. Vienas kabelio galas yra guolyje, kitas prijungtas prie generatoriaus.
Propeleris. Vėjo turbiną primenanti povandeninė konstrukcija siauromis mentėmis ir vertikaliu rotoriumi. Tik 20 mm pločio peilis esant dideliam sukimosi greičiui užtikrins minimalų pasipriešinimą. Tokio pločio mentė parenkama esant 0,8–2,0 m per sekundę srauto greičiui.
Vandens ratas. Ratas su ašmenimis, iš dalies panardintas į srautą ir esantis stačiu kampu vandens paviršiui. Vandens srautas spaudžia ašmenis, sukdamas ratą.
Rotorius Daria. Vertikalus rotorius su sudėtingi paviršiai ašmenys. Skystis, tekantis aplink ašmenis, sukuria skirtingą slėgį, sukeldamas sukimąsi.

Nuotraukoje pavaizduota mini hidroelektrinė vandens rato pagrindu

Kaip įvertinti galimą mini hidroelektrinių galią

Prieš statydami mini hidroelektrinę savo rankomis, turite nustatyti galią, kuria galite pasikliauti. Yra atskaitos ryšys tarp vandens tekėjimo greičio ir galios, kurią galima pašalinti iš veleno kW, kai varžtas yra 1 m.

Srauto greitis nustatomas matuojant laiką, per kurį į vandenį įmestas lustas nukeliauja tam tikrą atstumą. Atlikę paprastus skaičiavimus, gauname srauto greitį metrais per sekundę. Jeigu tokiu atveju greitis mažesnis nei 1 m/sek, tai hidroelektrinės statyba nebus ekonomiškai pagrįsta.

Esant 2,5 m/s srauto greičiui, galia bus 0,86 kW, 3 m/s - 1,24 kW, 4 m/s - 2,2 kW. Ryšys nusakomas priklausomybe: hidroelektrinės galia proporcinga vandens tėkmės greičio kubui. Jei srauto greitis siūlomoje statybvietėje mažas, galite pabandyti jį padidinti įrengiant srauto aukščių skirtumą arba įrengiant kintamo skersmens nutekėjimo vamzdį rezervuaro išleidimo angoje. Kuo mažesnis vamzdžio išėjimo skersmuo, tuo didesnis srautas.

Kaip pasidaryti mini hidroelektrinę namuose

Mažos savadarbės hidroelektrinės veikimo principą galima suprasti pasinaudojus dviračio su žibintu ir dinamo (generatoriumi) pavyzdžiu.

Iš stogo geležies gaminame tris geležtes, kurių ilgis lygus dviračio rato spinduliui (atstumas nuo centrinės stebulės iki rato ratlankio) ir 3-4 cm pločio.
Geležus montuojame tarp rato stipinų, sulenkdami mentės kraštą aplink stipinus, kad pritvirtintume. Ašmenys turi būti tolygiai išlyginti, išlaikant tuos pačius kampus tarp jų.
Panardiname ratą su ašmenimis į sraunią upę iki trečdalio iki pusės rato skersmens gylio. Pagamintos elektros užteks, pavyzdžiui, palapinei apšviesti.

Vieno iš mini hidroelektrinės statybos variantų brėžinys

Pavyzdys būtų maža hidroelektrinė ūkiui, kurios galia 3-5 kW iš atliekų:

Rotorius gali būti pagamintas iš seno metalo kabelio būgnas kurio skersmuo 2,2 m. Naudojant šlifuoklį ir suvirinant 45 laipsnių kampu spindulio atžvilgiu, reikia suvirinti 18 peilių. Rotorius sukasi ant guolių. Atrama – metalinis vamzdis arba kampas.
Ant rotoriaus reikia sumontuoti grandininę pavarų dėžę, kurios perdavimo skaičius (pavaros santykis) yra 4. Toliau sukimasis bus perduodamas per VAZ 2101 kardaninį veleną generatorius naudojant veleną bus nekritiškas.
Jums reikės pakopinės pavarų dėžės (koeficientas - 40) ir trifazis generatorius. Generatoriaus sukimosi greitis yra apie 3000 aps./min. Bendras dviejų pavarų dėžių redukcijos koeficientas bus 40 x 4 = 160. Generatorius turi būti uždengtas korpusu, apsaugančiu nuo drėgmės ir saugumo. Numatomas vandens rato sukimasis turėtų būti apie 20 apsisukimų per minutę.
Galima pritaikyti generatoriui asinchroninis variklis ir paimkite valdymo bloką iš bet kurios mažos mašinos. Jums reikės VVG NG 2x4 ilgio laido nuo rotoriaus iki ūkio pastatų.

Išvados

Bendros gamybos sąnaudos bus apie 10-15 tūkstančių rublių. Pagrindinė išlaidų dalis yra darbo užmokesčio suvirintojas ir darbininkas, padedantis pagaminti ir surinkti konstrukciją.

Pagrindiniai tokios įrangos privalumai yra maža elektros kaina, aplinkos saugumas, energijos šaltinio neišsenkimas ir dizaino paprastumas.

Nuolat brangstant angliavandenių energijos ištekliams, ekspertai vis labiau atkreipia dėmesį į ekonomiškesniu būdu gautos elektros energijos naudojimo pranašumus. Vienas iš ekonomiškiausių ir ekologiškiausių elektros energijos gamybos būdų yra hidroelektrinė namams, kurios kaštai sumažinami iki pirminės statybos ir priežiūraįranga. Tačiau ne kiekvienoje vietovėje yra natūralių galimybių statyti tokius statinius, kuriems reikalingas galingas vandens srautas ir didelis užtvankos sukuriamas aukščių skirtumas, šiuo atveju energetikams į pagalbą ateina mini hidroelektrinės.

Veikimo principas ir mini hidroelektrinė

Šios įrangos veikimo principas yra gana paprastas, o tai padidina jos patikimumą. Vandens srautas, krintantis ant turbinos mentes, suka prie elektros generatoriaus prijungtą hidraulinę pavarą, kuri užtikrina elektros generavimą valdant valdymo sistemai.
Šiuolaikinėse mini hidroelektrinėse yra įrengta valdymo sistema, kuri leidžia veikti automatiniu režimu, avariniu atveju akimirksniu pereinant prie rankinio valdymo. Daugiapakopė apsaugos sistema leidžia išvengti įrangos perkrovų keičiant išorinės sąlygos. Stočių konstrukcija leidžia iki minimumo sumažinti statybos darbus montuojant reikalingą įrangą.

Mini hidroelektrinių tipai

Mini hidroelektrinė – tai nuo 1 iki 3000 kW galios įrenginiai, kuriuos sudaro vandens paėmimo įrenginys (turbina), generuojantis jėgos agregatas ir įrenginių valdymo sistema.
Priklausomai nuo naudojamų vandens išteklių, mini hidroelektrinės skirstomos į kelias kategorijas:

upių nubėgimo stotys, naudojančios mažų upių energiją su organizuotais rezervuarais. Dažniausiai naudojamas lygioje vietovėje;
stacionarios stotys, kurios naudoja greitų tėkmės energiją kalnų upių eksploatavimui;
stotys, kuriose naudojami vandens srauto skirtumai pramonės įmonės;
mobiliosios stotys, naudojančios sustiprintas žarnas srautui organizuoti.

Pagal numatomą vandens srauto slėgį hidraulinis agregatas ir jo turbina suprojektuoti taip, kad atitiktų elektros generatoriaus galią, kad būtų užtikrintas reikiamas generatoriaus sukimosi greitis ir būtų lengviau sukurti reikiamą srovės dažnį.

Įvairioms mini hidroelektrinių eksploatavimo sąlygoms buvo sukurtos atitinkamos turbinų konstrukcijos:

esant dideliam vandens srauto slėgiui, didesniam nei 60 m, naudojamos radialinės-ašinės ir kaušinės turbinos;
kurių vidutinis srauto intensyvumas yra 25–60 m, puikiai pasiteisino sukamosios mentės ir radialinės ašies konstrukcijos turbinos;
esant žemo slėgio srautams, naudingiau naudoti sukamąsias ir sraigtas konstrukcijas, dedamas į gelžbetonines kameras.

Vaizdo įrašas apie naminę hidroelektrinę

Mini hidroelektrinių prijungimo ypatybės

Šios įrangos konstrukcija leidžia stotis tiesiogiai prijungti prie maitinimo tinklo, šiuo atveju ji naudojama sinchroninis generatorius. Kurti vietinis tinklas Jie naudoja asinchroninį bloką, kuriame sumontuotas balastinės apkrovos blokas, būtinas perteklinei galiai išsklaidyti, kad būtų išvengta maitinimo sistemų gedimų ir staigių pagrindinių tinklo parametrų pokyčių.

Mini hidroelektrinių privalumai ir trūkumai

Tokių sistemų pranašumai yra šie:

įrangos saugumas aplinkai ir poreikio užtvindyti didelius plotus nebuvimas;
maža kaina pagaminta elektros energija, kuri yra kelis kartus pigesnė nei šiluminėse elektrinėse;
naudojamos įrangos paprastumas ir patikimumas bei galimybė ją veikti autonominiu režimu;
naudojamų gamtos išteklių neišsemiamumas

Trūkumai apima:

elektros energijos tiekimo tam tikruose regionuose pertrūkiai sugedus įrangai, kai vietiniu šaltiniu naudojama mini hidroelektrinė. Tai kompensuoja automatiškai prijungtas avarinis maitinimo šaltinis;
silpna šio energijos tiekimo sektoriaus gamybos ir remonto bazė mūsų šalyje.

1 variantas

Naminė Cable Garland mini hidroelektrinė - puikus sprendimas gauti prieinamą ir nebrangią elektros energiją, jei šalia jūsų gyvenamosios vietos yra nedidelė upė.

Girliandinio kabelio mini hidroelektrinės projektavimas pagrįstas kabelio sukimu upės vagoje.

Pirmuosius autonominės paprastos hidroelektrinės projektus pavieniai meistrai įgyvendino jau seniai prieš pusę amžiaus. Dar šeštajame dešimtmetyje Radijo žurnalas skelbė informaciją apie girliandinę hidroelektrinę, pagamintą pagal skardines ir su generatoriumi is automobilio!

1 pav. Išvaizda Mini hidroelektrinės lynų girlianda „pasidaryk pats“.

Kaip savo rankomis pasidaryti kabelinės girliandos hidroelektrinę?

Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduota paprastos kabelinės girliandos mini hidroelektrinės su turbinos kabelio hidrauline pavara, besisukančios nuo upės tėkmės, konstrukcijos schema.

2 pav. Garlyandnaya mini hidroelektrinės schema ir veikimo principas

1. Guolis, 2. Atrama, 3. Metalinis trosas, 4. Hidroratis (turbina),

5. Elektros generatorius, 6. Viršutinis upės lygis, 7. Upės vaga.

Kaip hidrauliniai ratai (rotoriai), mini hidroelektrinės kabelių hidraulinėje pavaroje, keli „sparnuotės“, pagaminti iš plonų metalo lakštas, maždaug pusės metro skersmens, panašus į vaikišką žaislą – propelerį iš kvadratinis lapas popierius Kaip lankstų veleną patartina naudoti įprastą 10...15 mm skersmens plieninį trosą.
Apytiksliai skaičiavimai rodo, kad iš tokios kabelinės hidroelektrinės iš vieno hidroračio galima gauti iki 1,5...2,0 kW, upės tėkmės apie 2,5 metro/sek!

Jei upės dugne sumontuotos atramos 2 su guoliais 1 ir elektros generatorius 5, o guoliai su generatoriumi pakelti virš upės lygio, o visa ši konstrukcija išdėstyta išilgai tėkmės ašies, tai rezultatas bus praktiškai tas pats. Ši schema tinkamai naudojama labai „siauroms upėms“, kurių gylis didesnis nei 0,5 metro. Šiluminė energija tokioje hidroelektrinėje galima gauti elektrinius šildytuvus prijungus prie elektros generatoriaus.

Hidroelektrinės girliandos rotoriai, kaip taisyklė, yra srauto šerdyje (vasarą 0,2 gylio nuo paviršiaus ir žiemą 0,5 gylio nuo ledo paviršiaus). Upės gylis toje vietoje, kur įrengta hidroelektrinė, neviršija 1,5 m Jei upės gylis yra didesnis nei 1,5 m, visiškai įmanoma naudoti rotorius, išdėstytus dviem eilėmis.

Kotedžų ir net fermų atsiradimas dykvietėse, nutolusiose nuo elektros tinklo, sparčiai didėjančios kuro ir elektros kainos atgaivino senąsias autonominio elektros energijos tiekimo idėjas. plačiai paplitęs natūrali energija iš saulės, vėjo ir vandens. Ypač išaugo susidomėjimas mini ir mikrohidroelektrinėmis.

Dvi iš šių hidroelektrinių yra priimtinos statyti savo rankomis: mikrohidroelektrinė savo rankomis ir plūduriuojanti, be užtvankos mini hidroelektrinė. Toliau rikiuojasi projektai, kurių prototipas buvo V. Blinovo laisvo srauto (1964 m. modelis) girliandinė hidroelektrinė.

Dudyshevas V.D.

Variantas Nr.2

Hidroelektrinės, apie kurias bus kalbama, yra laisvo srauto, su gana originalia turbina iš vadinamųjų Savonius rotorių, suverta ant bendro (gal lanksčios, kompozitinės) darbinio veleno. Jiems įrengti nereikia užtvankų ar kitų didelės apimties hidrotechnikos statinių. Jie gali dirbti visu efektyvumu net ir sekliame vandenyje, todėl kartu su konstrukcijos paprastumu, kompaktiškumu ir patikimumu šios hidroelektrinės yra labai perspektyvios tiems ūkininkams ir sodininkams, kurių žemės sklypai yra šalia mažų vandens telkinių (upių). , upeliais ir grioviais).

Skirtingai nei užtvankos, laisvo srauto hidroelektrinės naudoja tik kinetinę energiją tekantis vanduo. Norint nustatyti galią, yra formulė:

N=0,5*p*V3*F*n (1),

N - darbinio veleno galia (W),
- p - vandens tankis (1000 kt/m3),
- V - upės tėkmės greitis (m/s),
- F - hidraulinės mašinos darbinio korpuso aktyviosios (panardinamosios) dalies skerspjūvio plotas (m2),
- n - energijos konversijos efektyvumas.

Kaip matyti iš 1 formulės, upės greičiu 1 m/s vienam kvadratinis metras Hidraulinės mašinos aktyviosios dalies skerspjūvis idealiai (kai n=1) turi tik 500 W galią. Ši vertė yra aiškiai maža pramoniniam naudojimui, tačiau visiškai pakanka ūkininko ar vasaros gyventojo pagalbiniam sklypui. Be to, jį galima padidinti lygiagrečiai veikiant kelioms „hidroenergijos girliandoms“.

Ir dar vienas subtilumas. Skirtingose jos atkarpose upės greitis yra skirtingas. Todėl prieš pradedant statyti mini hidroelektrinę, būtina paprastu metodu nustatyti savo upės energetinį potencialą. Prisiminkime tik tai, kad matavimo plūdės nuvažiuotas atstumas, padalintas iš laiko, kurį ji praeina, atitiks vidutinį srauto greitį šioje srityje. Taip pat reikėtų pažymėti: šis parametras keisis priklausomai nuo metų laiko.

Todėl projektiniai skaičiavimai turėtų būti atliekami remiantis vidutiniu (planuojamam mini hidroelektrinės eksploatavimo laikotarpiui) upės tėkmės greičiui.

1 pav. Savonius rotoriai naminėms girliandoms skirtoms mini hidroelektrinėms:

a, b - peiliukai; 1 - skersinis, 2 - galas.

Tada turite nustatyti aktyviosios hidraulinės mašinos dalies dydį ir jos tipą. Kadangi visa mini hidroelektrinė turi būti kuo paprastesnė ir nesudėtinga gaminti, tinkamiausias keitiklio tipas yra galinės konstrukcijos Savonius rotorius. Dirbant su visiškas panardinimasį vandenį, F reikšmė gali būti lygi rotoriaus skersmens D ir jo ilgio L sandaugai, o n=0,5. Sukimosi dažnis f nustatomas praktikoje priimtinu tikslumu, naudojant formulę:

f=48V/3,14D (rpm) (2).

Kad hidroelektrinė būtų kuo kompaktiškesnė, skaičiavime nurodyta galia turėtų būti koreliuojama su faktine apkrova, kurios maitinimą turėtų teikti mini hidroelektrinė (nes, skirtingai nei vėjo turbinos, srovė bus nuolat tiekiamas vartotojų tinklui). Paprastai ši elektra naudojama apšvietimui, televizoriaus, radijo ir šaldytuvo maitinimui. Be to, tik pastarasis nuolat pradedamas eksploatuoti visą dieną. Likę elektros prietaisai daugiausia veikia vakare. Remiantis tuo, patartina sutelkti dėmesį į maksimali galia iš vienos apie 250-300 W galios „hidroenergijos girliandos“, dengiančios didžiausią apkrovą naudojant akumuliatorių, įkrautą iš mini hidroelektrinės.

Sukimo momento perdavimas iš hidraulinės jėgainės darbinio veleno į elektros generatoriaus skriemulį dažniausiai atliekamas naudojant tarpinę transmisiją. Tačiau šis elementas, griežtai tariant, gali būti neįtrauktas, jei mikrohidroelektrinės projekte naudojamo generatoriaus darbinis sukimosi greitis yra mažesnis nei 750 aps./min. Tačiau dažnai tenka atsisakyti tiesioginio bendravimo. Iš tiesų, daugumos šalyje gaminamų generatorių darbinis sukimosi greitis išėjimo galios pradžioje yra 1500–3000 aps./min. Tai reiškia, kad reikia papildomo derinimo tarp hidroelektrinės ir elektros generatoriaus šachtų.

Na, o dabar, kai baigė preliminari teorinė dalis, pažvelkime į konkrečius dizainus. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų.

Štai, pavyzdžiui, pusiau stacionari laisvo srauto mini hidroelektrinė su horizontaliu dviejų bendraašių, vienas kito atžvilgiu pasuktų 90° kampu (kad būtų lengviau įsijungti) ir standžiai sujungtų skersinio tipo Savonius rotorių išdėstymas. Be to, pagrindinės šios savadarbės hidroelektrinės dalys ir komponentai yra pagaminti iš medžio, kaip įperkamiausios ir „paklusniausios“ statybinės medžiagos.

Siūloma mini hidroelektrinė yra panardinama. Tai yra, jo atraminis rėmas yra skersai vandens telkinio apačioje ir yra sutvirtintas virvėmis ar stulpais (jei, pavyzdžiui, šalia yra takai, valčių prieplauka ir pan.). Tai daroma siekiant, kad konstrukcija nenuneštų pačios vandens telkinio.

2 pav. Panardinama mini hidroelektrinė su horizontaliais skersiniais rotoriais:

1 - pagrindo strypas (sija 150x100, 2 vnt.), 2 - apatinis skersinis (lenta 150x45, 2 vnt.), 3 - vidurinis skersinis (sija 150x120, 2 vnt.), 4 - stovas (apvali mediena su skersmeniu 100 vnt., 4 vnt.), 5 viršutinis strypas (lenta 150x45, 2 vnt.), 6 - viršutinis skersinis (lenta 100x40, 4 vnt.), 7 - tarpinis velenas (nerūdijantis plienas, strypas 30 skersmens) , 8 - skriemulio blokas, 9 - pastovi generatoriaus srovė, 10 - "gander" su porcelianiniu voleliu ir dviejų branduolių izoliuotas laidas, 11 - pagrindo plokštė (lenta 200x40), 12 - pavaros skriemulys, 13 - surinkimas medinis guolis(2 vnt.), 14 - "hidroenergijos girliandos" rotorius (D600, L1000, 2 vnt.), 15 diskas (iš 20-40 mm storio lentų, išmuštų į skydą, 3 vnt.); metaliniai elementai tvirtinimo detalės (įskaitant petnešas, išorinių diskų stebules) nerodomos.

Žinoma, upės gylis mini hidroelektrinės įrengimo vietoje turėtų būti mažesnis nei atraminio rėmo aukštis. Priešingu atveju labai sunku (jei neįmanoma) išvengti vandens patekimo į vidų elektros generatorius. Na, jei vietos, kurioje turėtų būti mini hidroelektrinė, gylis yra didesnis nei 1,5 m arba yra didelis vandens kiekis ir tėkmės greitis, kuris per metus labai skiriasi (o tai, beje, yra gana būdinga snieguotoms vandens telkiniams), tada šis dizainas Rekomenduojama aprūpinti plūdėmis. Tai taip pat leis jį lengvai perkelti, kai jis sumontuotas ant upės.

Mini hidroelektrinės atraminis karkasas yra stačiakampis karkasas iš medienos, lentų ir smulkių rąstų, tvirtinamas vinimis ir viela (kabeliais). Metalinės konstrukcijos dalys (vinys, varžtai, spaustukai, kampai ir kt.), jei įmanoma, turėtų būti pagamintos iš nerūdijančio plieno arba kitų korozijai atsparių lydinių.

Na, o kadangi tokios mini hidroelektrinės eksploatavimas Rusijos sąlygomis dažnai įmanomas tik sezoniškai (dėl daugumos upių užšalimo), tai pasibaigus eksploatavimo laikui visa į krantą ištraukta konstrukcija yra kruopščiai apžiūrima. . Supuvusios pakeičiamos laiku mediniai elementai, surūdijęs, nepaisant imtasi priemonių atsargumo priemonės, metalinės dalys.

Vienas iš pagrindinių mūsų mini hidroelektrinės komponentų yra „hidroenergijos girlianda“ iš dviejų standžiai pritvirtintų (ir sudarančių vieną vienetą ant darbinio veleno) rotorių. Jų diskai gali būti lengvai pagaminti iš 20-30 mm storio lentų. Norėdami tai padaryti, iš jų pagamindami skydą, naudokite kompasą, kad sukurtumėte 600 mm skersmens apskritimą. Po to kiekviena iš lentų supjaustoma pagal ant jos gautą kreivę. Sumušę ruošinius ant dviejų juostų (kad būtų reikalingas standumas), jie viską kartoja tris kartus – pagal reikiamų diskų skaičių.

Kalbant apie peilius, patartina juos gaminti iš stogo dangos. O dar geriau – iš tinkamo dydžio ir per pusę (išilgai ašies) perpjautų cilindrinių nerūdijančio plieno talpyklų (statinių), kuriose dažniausiai laikomos ir vežamos žemės ūkio trąšos ir kitos agresyvios medžiagos. Ekstremaliais atvejais peiliai gali būti pagaminti iš medžio. Tačiau jų svoris (ypač po ilgo buvimo vandenyje) gerokai padidės. Ir tai reikia atsiminti kuriant mini hidroelektrines ant plūdžių.

Prie „hidroenergijos girliandos“ galų tvirtinamos spygliuotos atramos. Iš esmės tai yra trumpi cilindrai su plačiu flanšu ir galine rakto anga. Flanšas keturiais varžtais pritvirtinamas prie atitinkamo rotoriaus disko.

Siekiant sumažinti trintį, ant vidurinių skersinių yra guoliai. O kadangi įprasti rutuliniai ar ritininiai guoliai darbui vandenyje netinka, jie naudoja... naminius medinius. Kiekvieno iš jų konstrukcija susideda iš dviejų spaustukų ir įdėklų lentų su anga, skirta tenoninės atramos praėjimui. Be to, viduriniai guolių korpusai yra išdėstyti taip, kad medienos pluoštai būtų lygiagrečiai velenui. Be to, imamasi specialių priemonių, užtikrinančių, kad įdėklo plokštės būtų tvirtai pritvirtintos nuo šoninio judėjimo. Tai atliekama naudojant tvirtinimo varžtus.

3 pav. Slydimo guolių mazgas:

1 - užspaudžiamas laikiklis (St3, juostelė 50x8, 4 vnt.), 2 - vidurinis rėmo skersinis elementas, 3 - užspaudžiamas įdėklas (pagamintas iš kietmedžio, 2 vnt.), 4 keičiamas įdėklas (pagamintas iš kietmedžio, 2 vnt.) , 5 - M10 varžtas su Grover veržle ir poveržle (4 komplektai), 6 - M8 smeigė su dviem veržlėmis ir poveržlėmis (2 vnt.).

Nagrinėjamoje mikrohidroelektrinėje kaip elektros generatorius naudojamas bet koks automobilių generatorius. Jie gamina 12-14 V nuolatinę įtampą ir gali būti lengvai prijungiami tiek prie akumuliatoriaus, tiek prie elektros prietaisų. Šių mašinų galia yra apie 300 W.

Gana priimtina pačių pagaminta ir nešiojamos mini hidroelektrinės su vertikaliu „girliandos“ ir generatoriaus išdėstymu projektavimas. Tokia hidroelektrinė, pasak plėtros autoriaus, yra mažiausiai medžiagų imli. Pagalbinė struktūraĮrenginys, fiksuojantis savo padėtį upės vagoje, yra tuščiaviduris plieninis strypas (pavyzdžiui, iš vamzdžių sekcijų). Jo ilgis parenkamas atsižvelgiant į vandens telkinio dugno pobūdį ir tėkmės greitį. Be to, toks, kad aštrus strypo galas, įsmeigtas į dugną, garantuotų mini hidroelektrinės stabilumą ir jos netrukdymą srovės. galbūt papildomas naudojimas strijų.

Nustačius aktyvųjį rotoriaus paviršių pagal (1) formulę ir išmatavus upės gylį mini hidroelektrinės įrengimo vietoje, nesunku apskaičiuoti čia naudojamų Savonius rotorių skersmenį. Kad dizainas būtų paprastas ir prasidėtų savaime, patartina pagaminti „hidroenergijos girliandą“ iš dviejų rotorių, sujungtų taip, kad pirmojo mentės būtų pasislinkusios 90° antrojo atžvilgiu (išilgai sukimosi ašies). Be to, siekiant padidinti veikimo efektyvumą, artėjančio srauto pusėje esančioje konstrukcijoje yra skydas, kuris atlieka kreipiančiosios mentės vaidmenį. Na, o darbinis velenas sumontuotas viršutinių ir apatinių atramų slydimo guoliuose. Iš esmės trumpam mini hidroelektrinės eksploatavimo laikotarpiui (pavyzdžiui, žygio pėsčiomis) taip pat galima naudoti rutulinius guolius. didelio skersmens. Tačiau jei vandenyje yra smėlio ar dumblo, po kiekvieno naudojimo šiuos įrenginius teks nuplauti švariame vandenyje.

Ryžiai. 4 mini hidroelektrinės su vertikaliai išdėstytais galiniais rotoriais:

1 - atraminis strypas, 2 - apatinis guolių mazgas, 3 - "hidroenergijos girliandos" diskas (3 vnt.), 4 - rotorius (D600, 2 vnt.), 5 - viršutinis guolių mazgas, 6 - darbinis velenas, 7 - transmisija, 8 - elektros generatorius, 9 - "gander" su porcelianiniu voleliu ir dviejų gyslų izoliuota viela, 10 - generatoriaus tvirtinimo spaustukas, 11 - kilnojamas kreipiamasis skydas; a, b - mentės: petnešos viršutiniame atraminio strypo gale nerodomos.

Atramos prisukamos varžtais ir privirinamos prie strypo, atsižvelgiant į „hidroenergijos girliandos“ svorį ir poreikį ją išardyti į dalis. Viršutinis hidraulinės mašinos darbinio veleno galas yra ir daugiklio įvesties velenas, kuriam (kaip paprasčiausiam ir technologiškai pažangiausiam) gali būti naudojamas diržas.

Elektros generatorius vėl paimtas iš automobilio. Prie atraminio strypo jį lengva pritvirtinti spaustuku. Ir patys laidai, einantys iš generatoriaus, turi turėti patikima hidroizoliacija. Iliustracijose tarpinio perdavimo tikslios geometrinės proporcijos nerodomos, nes jos priklauso nuo jūsų turimo konkretaus generatoriaus parametrų. Na, o transmisijos diržai gali būti pagaminti iš seno automobilio vidinio vamzdžio, supjaustant jį į 20 mm pločio juosteles ir tada sukant į ryšulius.

Mažų kaimų maitinimui tinka V. Blinovo suprojektuota girlianda mini hidroelektrinė, kuri yra ne kas kita, kaip 300-400 mm skersmens statinės formos Savonius rotorių grandinė, pritvirtinta prie ištempto lankstaus kabelio. per upę. Vienas kabelio galas pritvirtintas prie šarnyrinės atramos, o kitas per paprastą daugiklį prie generatoriaus veleno. Esant 1,5-2,0 m/s srauto greičiui, rotorių grandinė pasiekia 90 aps./min. Ir mažas „hidroenergijos girliandos“ elementų dydis leidžia eksploatuoti šią mikrohidroelektrinę upėse, kurių gylis mažesnis nei vienas metras.

Reikia pasakyti, kad iki 1964 metų V. Blinovas sugebėjo sukurti keletą savo projekto kilnojamųjų ir stacionarių mini hidroelektrinių, iš kurių didžiausia buvo šalia Porožkų kaimo (Tverės sritis) pastatyta hidroelektrinė. Girliandų pora čia varė du standartinius automobilių ir traktorių generatorius, kurių bendra galia 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokuninas

Variantas Nr.3

Savadarbė hidroelektrinė (HE) ant nedidelės upės be užtvankos.

Yra žinoma, kad elektros energiją gamina generatorius, kurio velenas suka variklį. Hidroelektrinės variklis sukonstruotas paprastai: stelažai su dviem alkūniniais velenais A ir B sumontuoti ant rėmo iš rąstų (žr. 3 pav.).

Kiekvienas velenas turi tris alkūnes, kurių kampai yra 120°. Alkūniniai velenai sujungiami strypais, prie kurių tvirtinamos mentės. 1 paveiksle matote, kad šiuo metu visos strypo B mentės yra apačioje, yra panardintos į vandenį ir spaudžiamos jo juda atgal (į dešinę). Ašmenys judina strypą, o strypas savo ruožtu suka alkūninius velenus. Kai tik keliai, sujungti šiuo strypu, pradeda kilti aukštyn, strypo G ašmenys panardinami į vandenį. Dabar jie pradeda veikti. Tada pradės veikti meškerykočio D ašmenys. Iki to laiko pirmojo strypo B ašmenys pereis virš vandens paviršiaus ir vėl nugrims į vandenį. Taip veiks Login jėgainės variklis.

Jei prie vieno iš alkūninio veleno galo pritvirtinsite skriemulį ir su diržine pavara prijungsite jį prie nuolatinės srovės generatoriaus skriemulio, generatorius pradės gaminti elektrą. O jei prie pavaros skriemulio pritvirtinsite švaistiklį ir prijungsite jį prie siurblio, variklis pumpuos vandenį į mokyklos sklypą, į jūsų sodą.

Variklio galia priklauso ne tik nuo vandens tekėjimo greičio, bet ir nuo menčių skaičiaus bei ploto, tai yra nuo paties variklio geometrinių matmenų. Ir jis gali būti bet kokio dydžio, proporcingai padidinant arba sumažinant jo dalių dydį.

Ryžiai. 1 Mini hidroelektrinės be užtvankos dalių pagrindiniai matmenys.

Pateikiame variklio, kuris vandens srauto greičiu 0,8-1 metras per sekundę suks generatorių iš lengvojo automobilio, brėžinius. Generatoriaus generuojama įtampa – 12 V, o galia – iki 150 W.

2 pav. Pagrindiniai savadarbės hidroelektrinės be užtvankos komponentai.

Prieš pradėdami statyti hidroelektrinę, dirbtuvėje ar parduotuvėje, kurioje prekiaujama automobilių dalimis, pasiimkite generatorių. Paruoškite medžiagas: lentas, mažo skersmens rąstus, plieninę vielą, tvirtinimo detales. Pasirinkite vietą, kurioje bus elektrinė. Patartina, kad tai būtų tiesi upės atkarpa. Čia reikia nustatyti srauto greitį. Tai daroma taip. Pasirinktoje 15-20 metrų ilgio vietoje pažymėkite dvi skersines dalis. Po to, naudodami nedidelę plūdę, pavyzdžiui, medžio gabalą, nustatykite vandens tekėjimo greitį. Plūdė turi būti įmesta į vandenį šiek tiek aukščiau viršutinio taikinio ir jį stebint chronometru suskaičiuoti laiką, per kurį plūdė pereina nuo viršutinio taikinio iki apatinio. Tokių matavimų reikia atlikti 10-15, metant plūdę toliau, kartais arčiau kranto ir pagal matavimo rezultatus apskaičiuoti vidutinį upės tėkmės greitį. Jei jis yra 0,8–1 m/s ribose, drąsiai pradėkite statybas.

3 pav. Mini hidroelektrinių alkūniniai velenai be užtvankos.

Kaip padaryti sudėtingiausias mini hidroelektrinės dalis be užtvankos. Mini dujinis alkūninis velenas be užtvankos.

Jis gali būti pagamintas iš tvirto plieno strypo, kurio skersmuo 16-20 mm. Bet lengviau jį pagaminti surenkamą (3 pav.). Pirmiausia iš strypo išpjaukite 1, 2, 3 ir 4 dalis iš 5 mm storio plieninės juostelės. Pjaukite kvadratus strypų galuose ir kvadratines skylutes skruostuose. Sujungus dalis, kvadratai kniedomi. Pirmiausia surinkite alkūninio veleno dalis „a“ ir „b“ (žr. 3 pav.). Tada ant laisvųjų strypų 2 ir 3 galų reikia pažymėti ir iškirpti kvadratus, kad vidurinis lenkimas (surinkus) būtų 120 ° kampu išorinių atžvilgiu.

Meškerės su mini hidroelektrinėmis mentėmis be užtvankos.

Mini hidroelektrinės be užtvankos perdavimo įtaisas.

Alkūninis velenas, taigi ir pavaros skriemulys, suksis maždaug vieno apsisukimo greičiu kas dvi sekundes. Generatorius gali generuoti elektros srovę esant 1000-1500 aps./min. Norint gauti tokį generatoriaus apsisukimų skaičių, jums reikia transmisijos iš skriemulių skirtingi skersmenys(žr. paveikslėlį).

Skriemuliai su grioveliais pagaminti iš 5 mm storio faneros. Kiekvienam skriemuliui iškirpkite penkis apskritimus. Jie numušami vinimis arba priveržiami varžtais. Varančiojo skriemulio, kuris tvirtai pritvirtintas prie alkūninio veleno galo, skersmuo turi būti ne mažesnis kaip 700 mm. Du tarpiniai prikalami vienas prie kito ir laisvai uždedami ant ašies. Jie turėtų lengvai suktis apie šią ašį. Jei varančiojo skriemulio sukimosi greitis yra 30 apsisukimų per minutę, tai mažojo tarpinio skriemulio skersmuo gali būti lygus 140 mm, o didžiojo - 600 mm. Tada generatoriaus skriemulys (60 mm skersmens) suksis 1500 aps./min. greičiu. Esant kitiems pavaros skriemulio greičiams, tarpinių skriemulių skersmenys skirsis. Darbo mokytojas padės apskaičiuoti jų dydžius.

Pavaros diržai mini hidroelektrinėms be užtvankos.

Transmisijos skriemuliai yra sujungti pavaros diržais. Kad diržai visada būtų gerai įtempti, padarykite juos iš guminės juostos. Seną automobilio vidinį vamzdį supjaustykite ilgomis juostelėmis. Kiekvieną juostelę susukite į virvę, galus suklijuokite guminiais klijais ir tvirtai suriškite špagatu.

Mini hidroelektrinės be užtvankos sureguliavimas.

Surinkę mechanizmą patikrinkite, ar strypai laisvai sukasi. Ranka sukdami pavaros skriemulį atkreipkite dėmesį, kuris strypas neleidžia suktis alkūniniams velenams. Po to nuimkite štangą ir padidinkite vieną iš skylių kelio kakleliui, kad ji taptų šiek tiek pailgi.

V. Kivonosovas, V. Šlašilina

Variantas Nr.4

Daugumoje upių galima statyti mažas, nebrangias, neužtvankančias hidroelektrines (HE). Tokių elektrinių galia nedidelė, bet pakankama elektrifikuoti namus ar net nedidelį kaimą.

Upėse, kurių tėkmės greitis yra 0,8 metro per sekundę ar daugiau, galima montuoti naujo tipo hidraulinį variklį be užtvankos. Šio variklio veikimo principas aiškus iš pridedamų brėžinių ir diagramų.

Esant vandens slėgiui, ašmenys judina strypus, kurių judėjimas sukelia švaistiklio sukimąsi. Ant jo veleno sėdi skriemulys.

Skriemulio sukimasis perduodamas generatoriui. Variklio galia priklauso nuo vandens tekėjimo greičio.

Vietose, kur tėkmės greitis mažas, būtina siaurinti upės vagą. Hidraulinio variklio, pavyzdžiui, 3,5 kilovato, konstrukcija yra tokia paprasta, kad ją galima pagaminti bet kuriame mokyklos klube ar dirbtuvėje.

M. Prisijunk

Tarp visų alternatyvių energijos šaltinių populiariausios yra hidroelektrinės. Šį faktą galima paaiškinti gana paprastai – su tomis pačiomis investicijomis grąža yra daug didesnė. Vienintelis trūkumas yra tas, kad norint stabiliai veikti, reikia upės ar upelio.

Mini hidroelektrinių klasifikacija

Priklausomai nuo veikimo principo, yra keturi pagrindiniai hidroelektrinių tipai:

Hidroelektrinės girlianda, papildomos hidrotechninės konstrukcijos naudojamos vandens tėkmės didinimui;
klasikinis vandens ratas, paprasčiausias savadarbės hidroelektrinės variantas;
sraigtas, tinkamas, jei upės vaga daugiau nei 10 m pločio;
Daoye rotorius naudojamas pramoninių mikro hidroelektrinių gamybai.

Visoms šio tipo hidroelektrinėms būdinga tai, kad joms veikti nereikia statyti užtvankos. Šis projektas yra itin tikslus ir brangus inžinerinis objektas, kurio statyba kainuoja daug kartų brangiau nei pati hidroelektrinė.

Antrasis kriterijus, pagal kurį turėtų būti skirstomos mažosios hidroelektrinės, yra galimybė pritaikyti buitiniams ir pramoniniams tikslams. Esmė ta, kad to paties tipo hidroelektrinėje gali būti keletas vandens tiekimo ir išleidimo variantų. Tai leidžia sukurti jėgaines, kurios gali veikti uždara sistema vamzdynai. Jie yra svarbūs gamykloms ir įmonėms, gamybos procesas, kuris yra susijęs su didelėmis vandens sąnaudomis. Be to, įrenginio galia turi atitikti elektros energijos poreikį.

Buitinė instaliacija yra daug paprastesnė ir pigesnė. Bet jų įrengimas įmanomas tik tuo atveju, jei yra nuolatinis šaltinis vandens. Šiuo atveju nekalbame apie komunalinį vandens tiekimą.

Mini hidroelektrinių privalumai

veikia beveik tyliai ir neteršia atmosferos;
jokiu būdu nedaro įtakos vandens kokybei, jei pageidaujama, ant drenažo sistemos įrengiami filtrai, todėl vanduo yra tinkamas gerti;
stoties darbas nepriklauso nuo oro sąlygų, elektra gaminama 24 valandas per parą;
Hidroelektrinės darbui pakanka net nedidelio upelio;
yra galimybė parduoti elektros perteklių kaimynams;
nereikia rinkti pažymų ir leidimų.

Namų ir gamyklinių mini hidroelektrinių palyginimas

Už buitiniam naudojimui jums reikia ne daugiau kaip 20 kW per dieną. Tai nėra daug, todėl kyla abejonių dėl pramoninės gamybos hidroelektrinės įsigijimo galimybių. Panašu, kad gaminant rato ar sraigto tipo hidraulinę stotį sunkumų nekyla. Tačiau praktikoje iškyla nemažai problemų.

Pirma, sunku gaminti būtini skaičiavimai, antra, dalių storis ir dydis parenkami išskirtinai eksperimentiškai, trečia, savadarbių hidroelektrinių yra gaminami be apsauginių elementų, dėl kurių atsiranda nuolatinių gedimų ir dėl to atsiranda papildomų atliekų.

Jei nėra hidroenergetikos patirties, nuo idėjos naminis montavimas Geriau atsisakyti. Daug paprasčiau ir patikimiau aptarti problemą su kaimynais ir kartu įsigyti gamykloje pagamintą hidroelektrinę su kokybės garantija. Be to, šiuos įrenginius parduodančios įmonės atlieka jų montavimą.

Mini hidroelektrinių gamintojų apžvalga

Tiesą sakant, nedaug įmonių užsiima mini hidroelektrinių gamyba. Tarpininkaujančios įmonės šios informacijos stengiasi neatskleisti, nes neteks liūto dalies pajamų. Iš tų gamyklų, kuriomis tikrai verta pasitikėti, reikia išskirti CINK Hydro-Energy. Tai pripažintas pasaulinis hidraulinės įrangos kūrimo lyderis.

Tačiau prieš kreipiantis į įmonės vadovą, būtina pasiskaičiuoti informacijos apdorojimo, logistikos ir įrengimo išlaidas. Daugeliu atvejų suma nebus daug mažesnė nei tarpininkų.

Iš kokios įmonės užsisakyti mini hidroelektrinę?

Atsižvelgiant į tai, kad įranga yra gana brangi, o gamyba reikalauja tikslių matematinių skaičiavimų, prasminga kreiptis į įmones, kurios sėkmingai pasitvirtino rinkoje. Alternatyvi energetika – nauja kryptis mūsų šaliai, todėl sąrašas gana mažas.

1. AEnergy yra didžiausias kokybiškų hidroelektrinių tiekėjas, teikiantis visą paslaugų spektrą nuo informacijos rinkimo ir apdorojimo iki hidroelektrinės įrengimo.

2. INSET yra Sankt Peterburgo įmonė. Ji savarankiškai gamina hidroelektrines, todėl už kokybę atsako asmeniškai. Bendradarbiavimo privalumas – galima užsisakyti mikro hidroelektrinę 5-10 kW.

3. Hidroponika yra dar viena vietinė įmonė, savarankiškai gaminanti hidroelektrines. Visoms prekėms suteikiama 10 metų garantija. Įdomiausias modelis yra Shar-Bulak, kurio galia yra 5 kW.

4. NPO Inversion – projektavimo biuras, kurio specializacija yra alternatyvių ir standartinių energijos šaltinių kūrimas. Išskirtiniai bruožai- nestandartinių 7,5 ir 12,5 kW galios hidroelektrinių buvimas.

5. Mikro hidroelektrinė yra Kinijos įmonė, parduodanti kelis santykinai nebrangius buitinius vienetus.

Toliau rikiuojasi projektai, kurių prototipas buvo V. Blinovo laisvo srauto (1964 m. modelis) girliandinė hidroelektrinė.

Kitaip nei užtvankos, laisvo srauto hidroelektrinės, kaip žinia, naudoja tik tekančio vandens kinetinę energiją. Norint nustatyti galią, yra formulė:

N=0,5pV3Fn (1),

Kaip matyti iš 1 formulės, esant 1 m/s upės greičiui, vienam hidraulinės mašinos aktyviosios dalies skerspjūvio kvadratiniam metrui, idealiu atveju (kai n=1) galia lygi tik 500 W . Ši vertė yra aiškiai maža pramoniniam naudojimui, tačiau visiškai pakanka ūkininko ar vasaros gyventojo pagalbiniam sklypui. Be to, jį galima padidinti lygiagrečiai veikiant kelioms „hidroenergijos girliandoms“.

Ir dar vienas subtilumas. Skirtingose jos atkarpose upės greitis yra skirtingas. Todėl prieš pradedant statyti mini hidroelektrinę, būtina pagal aprašytą paprastą metodą nustatyti savo upės energetinį potencialą. Prisiminkime tik tai, kad matavimo plūdės nuvažiuotas atstumas, padalintas iš laiko, kurį ji praeina, atitiks vidutinį srauto greitį šioje srityje. Taip pat reikėtų pažymėti: šis parametras keisis priklausomai nuo metų laiko.

Todėl projektiniai skaičiavimai turėtų būti atliekami remiantis vidutiniu (planuojamam mini hidroelektrinės eksploatavimo laikotarpiui) upės tėkmės greičiui.

1 pav. Savonius rotoriai naminėms girliandoms skirtoms mini hidroelektrinėms:

a, b - peiliukai; 1 - skersinis, 2 - galas.

Tada turite nustatyti aktyviosios hidraulinės mašinos dalies dydį ir jos tipą. Kadangi visa mini hidroelektrinė turi būti kuo paprastesnė ir nesudėtinga gaminti, tinkamiausias keitiklio tipas yra galinės konstrukcijos Savonius rotorius. Dirbant visiškai panardinus į vandenį, F reikšmę galima paimti lygią rotoriaus skersmens D ir jo ilgio L sandaugai, o n=0,5. Sukimosi dažnis f nustatomas praktikoje priimtinu tikslumu, naudojant formulę:

f=48V/3,14D (rpm) (2).

Kad hidroelektrinė būtų kuo kompaktiškesnė, skaičiavime nurodyta galia turėtų būti koreliuojama su faktine apkrova, kurios maitinimą turėtų teikti mini hidroelektrinė (nes, skirtingai nei vėjo turbinos, srovė bus nuolat tiekiamas vartotojų tinklui). Paprastai ši elektra naudojama apšvietimui, televizoriaus, radijo ir šaldytuvo maitinimui. Be to, tik pastarasis nuolat pradedamas eksploatuoti visą dieną. Likę elektros prietaisai daugiausia veikia vakare. Remiantis tuo, patartina sutelkti dėmesį į didžiausią vienos „hidroenergijos girliandos“ galią apie 250–300 W, didžiausią apkrovą dengiant akumuliatoriumi, įkrautu iš mini hidroelektrinės.

Sukimo momento perdavimas iš hidraulinės jėgainės darbinio veleno į elektros generatoriaus skriemulį dažniausiai atliekamas naudojant tarpinę transmisiją. Tačiau šis elementas, griežtai tariant, gali būti neįtrauktas, jei mikrohidroelektrinės projektavimui naudojamo generatoriaus darbinis sukimosi greitis yra mažesnis nei 750 aps./min. Tačiau dažnai tenka atsisakyti tiesioginio bendravimo. Iš tiesų, daugumos šalyje gaminamų generatorių darbinis sukimosi greitis išėjimo galios pradžioje yra 1500–3000 aps./min. Tai reiškia, kad reikia papildomo derinimo tarp hidroelektrinės ir elektros generatoriaus šachtų.

Na, o dabar, kai baigė preliminari teorinė dalis, pažvelkime į konkrečius dizainus. Kiekvienas iš jų turi savo privalumų.

2 pav. Panardinama mini hidroelektrinė su horizontaliais skersiniais rotoriais:
1 - pagrindo strypas (sija 150x100, 2 vnt.), 2 - apatinis skersinis (lenta 150x45, 2 vnt.), 3 - vidurinis skersinis (sija 150x120, 2 vnt.), 4 - stovas (apvali mediena su skersmeniu 100 vnt., 4 vnt.), 5 viršutinis strypas (lenta 150x45, 2 vnt.), 6 - viršutinis skersinis (lenta 100x40, 4 vnt.), 7 - tarpinis velenas (nerūdijantis plienas, strypas 30 skersmens) , 8 - skriemulio blokas, 9 - pastovi generatoriaus srovė, 10 - "gander" su porcelianiniu voleliu ir dviejų gyslų izoliuota viela, 11 - pagrindo plokštė (200x40 plokštė), 12 - pavaros skriemulys, 13 - medinis guolių mazgas (2 vnt.), 14 - "hidroenergijos girliandos" rotorius (D600, L1000, 2 vnt.), 15 diskas (iš 20-40 mm storio lentų, išmuštų į skydą, 3 vnt.); metaliniai tvirtinimo elementai (įskaitant petnešas, išorinių diskų stebules) nerodomi.

Žinoma, upės gylis mini hidroelektrinės įrengimo vietoje turėtų būti mažesnis nei atraminio karkaso aukštis. Priešingu atveju labai sunku (jei neįmanoma) išvengti vandens patekimo į elektros generatorių. Na, jei vietos, kurioje turėtų būti mini hidroelektrinė, gylis yra didesnis nei 1,5 m arba yra didelis vandens kiekis ir tėkmės greitis, kuris per metus labai skiriasi (o tai, beje, yra gana būdinga snieguotoms vandens telkiniams), tuomet rekomenduojama šią konstrukciją įrengti plūdėmis. Tai taip pat leis jį lengvai perkelti, kai jis sumontuotas ant upės.

Mini hidroelektrinės laikantis karkasas yra stačiakampis karkasas iš medienos, lentų ir smulkių rąstų, tvirtinamas vinimis ir viela (kabeliais). Metalinės konstrukcijos dalys (vinys, varžtai, spaustukai, kampai ir kt.), jei įmanoma, turi būti pagamintos iš nerūdijančio plieno arba kitų korozijai atsparių lydinių.

Na, o kadangi tokios mini hidroelektrinės eksploatavimas Rusijos sąlygomis dažnai įmanomas tik sezoniškai (dėl daugumos upių užšalimo), tai pasibaigus eksploatacijos laikui visa į krantą ištraukta konstrukcija yra kruopščiai apžiūrima. Sutrūniję mediniai elementai ir surūdijusios metalinės dalys, nepaisant imtų atsargumo priemonių, skubiai keičiamos.

Vienas iš pagrindinių mūsų mini hidroelektrinės komponentų yra dviejų standžiai pritvirtintų (ir ant darbinio veleno sudarančių vieną visumą) rotorių „hidroenergijos girlianda“. Jų diskai gali būti lengvai pagaminti iš 20-30 mm storio lentų. Norėdami tai padaryti, iš jų pagamindami skydą, naudokite kompasą, kad sukurtumėte 600 mm skersmens apskritimą. Po to kiekviena iš lentų supjaustoma pagal ant jos gautą kreivę. Sumušę ruošinius ant dviejų juostų (kad būtų reikalingas standumas), jie viską kartoja tris kartus – pagal reikiamų diskų skaičių.

Kalbant apie peilius, patartina juos gaminti iš stogo dangos. Ar dar geriau – iš tinkamo dydžio cilindrinių nerūdijančio plieno talpyklų (statinių), perpjautų per pusę (išilgai ašies), kuriose dažniausiai laikomos ir gabenamos žemės ūkio trąšos ir kitos agresyvios medžiagos. Ekstremaliais atvejais peiliai gali būti pagaminti iš medžio. Tačiau jų svoris (ypač po ilgo buvimo vandenyje) gerokai padidės. Ir tai reikia atsiminti kuriant mini hidroelektrines ant plūdžių.

3 pav. Slydimo guolių mazgas:
1 - užspaudžiamas laikiklis (St3, juostelė 50x8, 4 vnt.), 2 - vidurinis rėmo skersinis elementas, 3 - užspaudžiamas įdėklas (pagamintas iš kietmedžio, 2 vnt.), 4 keičiamas įdėklas (pagamintas iš kietmedžio, 2 vnt.) , 5 - M10 varžtas su Grover veržle ir poveržle (4 komplektai), 6 - M8 smeigė su dviem veržlėmis ir poveržlėmis (2 vnt.).

Nešiojamos mini hidroelektrinės su vertikaliu „girliandos“ ir generatoriaus išdėstymu dizainas taip pat yra gana priimtinas savarankiškai gaminti. Tokia hidroelektrinė, pasak plėtros autoriaus, yra mažiausiai medžiagų imli. Atraminė įrenginio konstrukcija, fiksuojanti savo padėtį upės vagoje, yra tuščiaviduris plieninis strypas (pavyzdžiui, iš vamzdžių sekcijų). Jo ilgis parenkamas atsižvelgiant į vandens telkinio dugno pobūdį ir tėkmės greitį. Be to, toks, kad aštrus strypo galas, įsmeigtas į dugną, garantuotų mini hidroelektrinės stabilumą ir jos netrukdymą srovės. Taip pat galimas papildomas strijų naudojimas.
Nustačius aktyvųjį rotoriaus paviršių pagal (1) formulę ir išmatavus upės gylį mini hidroelektrinės įrengimo vietoje, nesunku apskaičiuoti čia naudojamų Savonius rotorių skersmenį. Kad dizainas būtų paprastas ir prasidėtų savaime, patartina pagaminti „hidroenergijos girliandą“ iš dviejų rotorių, sujungtų taip, kad pirmojo mentės būtų pasislinkusios 90° antrojo atžvilgiu (išilgai sukimosi ašies). Be to, siekiant padidinti veikimo efektyvumą, artėjančio srauto pusėje esančioje konstrukcijoje yra skydas, kuris atlieka kreipiančiosios mentės vaidmenį. Na, o darbinis velenas sumontuotas viršutinių ir apatinių atramų slydimo guoliuose. Iš esmės trumpam mini hidroelektrinės eksploatavimo laikotarpiui (pavyzdžiui, žygyje pėsčiomis) galima naudoti didelio skersmens rutulinius guolius. Tačiau jei vandenyje yra smėlio ar dumblo, po kiekvieno naudojimo šiuos įrenginius teks nuplauti švariame vandenyje.

Ryžiai. 4. Mini hidroelektrinė su vertikaliu galinio tipo rotorių išdėstymu:
1 - atraminis strypas, 2 - apatinis guolių mazgas, 3 - "hidroenergijos girliandos" diskas (3 vnt.), 4 - rotorius (D600, 2 vnt.), 5 - viršutinis guolių mazgas, 6 - darbinis velenas, 7 - transmisija, 8 - elektros generatorius, 9 - "gander" su porcelianiniu voleliu ir dviejų gyslų izoliuota viela, 10 - generatoriaus tvirtinimo spaustukas, 11 - kilnojamas kreipiamasis skydas; a, b - mentės: petnešos viršutiniame atraminio strypo gale nerodomos.

Elektros generatorius vėl paimtas iš automobilio. Prie atraminio strypo jį lengva pritvirtinti spaustuku. O patys laidai, einantys iš generatoriaus, turi turėti patikimą hidroizoliaciją. Iliustracijose tarpinio perdavimo tikslios geometrinės proporcijos nerodomos, nes jos priklauso nuo jūsų turimo konkretaus generatoriaus parametrų. Na, o transmisijos diržai gali būti pagaminti iš seno automobilio vidinio vamzdžio, supjaustant jį į 20 mm pločio juosteles ir tada sukant į ryšulius.

Reikia pasakyti, kad iki 1964 metų V. Blinovas sugebėjo sukurti kelias savo projekto kilnojamas ir stacionarias mini hidroelektrines, iš kurių didžiausia buvo šalia Porožkų kaimo (Tverės sritis) pastatyta hidroelektrinė. Girliandų pora čia varė du standartinius automobilių ir traktorių generatorius, kurių bendra galia 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokuninas