Как сделать мини гэс: Как самому сделать мини-ГЭС?

Содержание

Как построить автономную мини-ГЭС своими руками

Гидроэлектростанции используют силу воды для получения электрической энергии. Самостоятельно изготовленные станции решают проблему удаленности от централизованных электросетей или помогают сэкономить на электричестве.

Преимущества и недостатки ГЭС

Гидроэлектростанции обладают следующими преимуществами перед другими видами альтернативных источников энергии:

  • Не зависят от погоды и времени суток (в отличие от солнечных электростанций). Это позволяет вырабатывать большее количество энергии с предсказуемой скоростью.
  • Мощность источника (реки или ручья) можно регулировать. Для этого достаточно заузить русло плотиной либо обеспечить перепад высот воды.
  • Гидроустановки не издают никакого шума (в отличие от ветряков).
  • Для многих типов станций небольшой мощности не требуется никаких разрешений на установку.

К минусам самодельных ГЭС относится невозможность работать в мороз.

Кроме того, водная среда является агрессивной, поэтому детали станции должны быть водостойкими и прочными.

Скорость течения и способы его усиления

При проектировании мини-ГЭС для использования в качестве альтернативного источника энергии для собственного дома решающими должны быть следующие факторы:

  • Близость реки к дому. Устанавливать самодельную станцию в удалении от дома не стоит. Чем дальше установка, тем ниже ее эффективность, потому что часть энергии будет потеряна при передаче. Кроме того, так сложнее уберечь вашу ГЭС от кражи или порчи.
  • Достаточная скорость течения или возможность его увеличения. Мощность станции увеличивается в геометрической прогрессии при увеличении скорости воды.

Узнать скорость несложно. Бросьте кусочек пенопласта или теннисный шарик в воду и засеките время, за которое он проплывет определенную дистанцию. Затем разделите метры на секунды и вы узнаете скорость. Минимально достаточная скорость воды для самодельной ГЭС — 1 м/с.

Если скорость течения вашей реки или ручья ниже этого значения, то ее усилит маленькая плотина либо сужающаяся труба. Но эти варианты могут вызвать дополнительные трудности. Строительство плотины требует разрешения от властей, а также согласия соседей.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Конструкция ГЭС достаточно сложная, поэтому самостоятельно удастся построить лишь небольшую станцию, которая позволит сэкономить на электричестве или обеспечит энергией скромное хозяйство. Ниже приведены два примера реализации самодельной ГЭС.

Как сделать мини-ГЭС из велосипеда

Этот вариант ГЭС идеален для велопоходов. Он компактный и легкий, но сможет обеспечить энергией небольшой лагерь, разбитый на берегу ручья или реки. Полученного электричества хватит на вечернее освещение и зарядку мобильных устройств.

Для монтажа станции понадобится:

  • Переднее колесо от велосипеда.
  • Велогенератор, который используется для питания велосипедных фонарей.
  • Самодельные лопасти. Их вырезают заранее из листового алюминия. Ширина лопастей должна быть от двух до четырех сантиметров, а длина — от втулки колеса до его обода. Лопастей может быть любое количество, располагать их нужно на одинаковом расстоянии друг от друга.

Чтобы запустить подобную станцию, достаточно погрузить колесо в воду. Глубина погружения определяется экспериментально, примерно от трети до половины колеса.

Как построить мини-ГЭС на основе водяного колеса

Для постройки более мощной станции для постоянного использования понадобятся более прочные материалы. Лучше всего подойдут металлические и пластиковые элементы, которые легче защитить от воздействия водной среды. Но годятся и деревянные детали, если пропитать их специальным раствором и покрасить водостойкой краской.

Для станции необходимы следующие элементы:

  • Стальной барабан от кабеля (2,2 метра в диаметре). Из него изготавливается ротор-колесо. Для этого барабан разрезается на части и сваривается заново на расстоянии в 30 сантиметров. Из остатков барабана делают лопасти (18 штук). Их приваривают к радиусу под углом в 45 градусов. Для поддержки всей конструкции из уголков или труб изготавливают раму. Колесо вращается на подшипниках.
  • На колесо устанавливается цепной редуктор (коэффициент передачи должен равняться четырем). Чтобы легче свести оси привода и генератора, а также снизить вибрацию, вращение передается через кардан от старого автомобиля.
  • Для генератора подходит асинхронный двигатель. К нему следует добавить еще один шестеренчатый редуктор с коэффициентом около 40. Тогда для трехфазного генератора с 3000 оборотами в секунду при общем коэффициенте редуцирования 160 количество оборотов снизится до 20 оборотов в минуту.
  • Поместите всю электрику в водонепроницаемую емкость.

Описанные исходные материалы легко найти на свалке или у знакомых. За резку стального барабана болгаркой и за сварку можно заплатить специалистам (или же сделать все самостоятельно). В итоге ГЭС мощностью до 5 кВт обойдется в незначительную сумму.

Получить электричество из воды не так и сложно. Труднее выстроить автономную систему электроснабжения на основе самодельной ГЭС, поддерживать станцию в рабочем состоянии и обеспечивать безопасность людей и животных вокруг нее.

Как сделать генератор для домашней ГЭС | by Maxim Zalevski

Сегодня мы будем изучать проект создания генератора для домашней гидроэлектростанции. Гидроэнергетика является одним из основных источников возобновляемой энергии в мире и составляет пятую часть электроэнергии по всему миру.

Читайте также:
Как сделать мини-ГЭС своими руками
Turbulent — новая вихревая мини-ГЭС которая не вредит рыбе и не сбивает силу течения
Blue Freedom — самая маленькая гидроэлектростанция

Есть два способа сделать электрический генератор дома, либо с помощью динамо или построить свой собственный генератор.
Генератор состоит из двух частей:

  • Статор, та часть, которая не двигается и оборудована катушками для сбора электроэнергии.
  • Ротор, движущаяся часть и имеющая магниты, которые индуцируют электричество в катушках.

Создание гидроагрегата.

Первое, что мы делаем, это печать дисков лопастей, которые вы можете найти здесь.

Этот вентиль будет придерживаться куском гофрированного картона, старайтесь избежать комков при вставке. С помощью резака вырезаем ротор и статор.
Мы сделаем небольшое отверстие в центре ротора, используя гвоздь.
Сложите кусок картона 3 х 16 см пополам и намотайте проволку как показано на рисунке. Эта коробка будет нашим проводником к катушкам.

Подготовьте 8 полосок 4 см ленты перед следующей стадией. Раскатайте эмаль медной проволоки через направляющую, чтобы сформировать первую катушку так чтобы было около 200 кругов.

Тщательно зафиксируйте катушки изолентой, чтобы сохранить их форму. Зачистите кончики каждого провода наждачной бумагой (около 1 см от каждого конца). Убедитесь, что часть кабеля полностью заизолированна. Повторите описанные выше шаги, чтобы сделать остальные три катушки.

Сборка бабины

Поместите катушки на диске статора, соблюдая направление, указанное в шаблоне (две катушки, намотанные по часовой стрелке и две против часовой стрелки). Подключите провода так, чтобы ток следовал по пути, указанному стрелками, начиная с катушки против часовой стрелки нижнюю левую сторону. Каждое соединение обязательно заизолируйте.
Проверьте правильно ли выполнены соединения измеряя сопротивление с помощью мультиметра. Если соединения хорошо сделаны, сопротивление должно быть небольшим (<10 Ом).
После того, как вы подтвердили хорошую производительность, закрепите катушки статора с помощью силикона. Дождитеть пока силикон высохнет перед размещением очередной катушки.
Возьмите 4 керамических магнита примерно 18 мм в диаметре. С помощью магнитного компаса определите полярность каждой стороны магнита и пометьте два магнита северных и два южных.
Закрепите силиконом магниты, чередуя полярность (NSNS) как показано на рисунке.

Сборка турбины

Для сборки турбины, мы должны проколоть центр пробки от 3 до 5 см сверлом 1/4 “. Поместите пробку на шаблоне с помощью карандаша и отметьте места, где будут расставлены ложки.

С помощью ножа, просверлите отверствия в отмеченных местах. Нарежьте 8 пластиковых ложек, оставляя сантиметр от ручки. Зафиксируйте ложки в пробке и отрегулируйте угол и глубину каждой ложке таким образом, чтобы они имели один и тот же угол наклона по отношению к пробке. Закрепите все ложки силиконом.
Возьмите пластиковую бутылку 4 л прямоугольной формы, вырежьте ее ножницами или острым ножом, как показано на фото.

С помощью линейки отмерьте центр на одной из боковых сторон. Отметьте эту точку несмываемым маркером. Повторите на противоположной стороне. Пробейте обе стороны сверлом 1/4 на отметке, которую вы сделали.
С помощью ножниц вырежьте 2 трубки ПВХ 1/4 “. Трубка должна проходить через центр пластикового контейнера, статор и вал, как показано на рис.

Дюбель вставляется через турбину и контейнер, как показано на рисунке выше. Турбина расположена внутри контейнера таким образом, чтобы ложки находились ниже узкого места. также регулируем положение винилового шланга так, чтобы они не касались внутренней части контейнера. Теперь поместите вторую трубку после того, как установите статор. Трубки помогают держать все части турбины на месте, когда он крутится. Включаем турбину, чтобы проверить, что турбина не падает внутрь контейнера.
Вставьте ротор на валу. Магниты должны быть около 2 или 3 мм от катушек. Поверните вал, чтобы проверить, что магниты не попали на катушки. Регулирутйе угол наклона диска, если это необходимо.
Если ротор вращается плавно, он фиксирует положение размещения горячего клея на дюбель.
Поместите контейнер рядом с трубой и вращайте турбину с водой. Измеряйте с помощью мультиметра энергию, которую они производят.
Вот некоторые видео-примеры по созданию домашней гидроэлектростанции:

По материалам: Re-Energy

Как сделать мини ГЭС своими руками | Энергия рек — ГЭС

Альтернативные энергетические технологии уверенно набирают обороты по всему миру. И причин тому несколько. Прежде всего, альтернативная энергетика направлена на использование возобновляемых источников энергии, таких как солнце, ветер, тепло недр, волновая энергия и других, для производства электрической энергии. Помимо неисчерпаемости, альтернативные виды энергии наиболее часто обладают вторым существенным плюсом – они не несут опасности для окружающей среды, что просто необходимо с учетом современной экологии на планете.

Несмотря на то, что ветряные генераторы и солнечные панели уже давно украшают ландшафты различных стран, для многих людей альтернативные энергетические технологии остаются чем-то фантастическим и футуристическим. Вместе с тем, в основе большинства альтернативных технологий лежит самая что ни есть обычная электротехника, с успехом используемая в промышленности и быту вот уже больше века. Это в свою очередь может говорить о том, что для повторения современных энергетических технологий не обязательно иметь профильное образование и специальное оборудование: достаточно только умелых рук, головы на плечах и смекалки. С успехом подтверждают данное предположение многие умельцы, которые собственноручно конструируют производительные энергетические установки. К сожалению, бум альтернативной энергетики еще не достиг просторов постсоветского пространства, поэтому воплощения «кулибинской» идеи в наших краях единичны. Однако в Америки дела обстоят несколько иначе – любительские энергетические сооружения пользуются там большой популярностью, ведь они позволяют экономить значительные финансовые средства, которые обычно забирают платежи за электрическую энергию.

Одной из таких непрофессиональных энергетических установок является проект миниатюрной гидроэлектростанции, автором которого является изобретательный американец. Подобную электростанцию могут без особенных сложностей построить все те, чей дом расположен неподалеку от реки, причем у самого автора проекта на все работы ушло всего три дня. Стоит, однако, отметить, что без дополнительных знаний и базового технического оснащения это была бы отнюдь не простая задача.

На начальном этапе было решено подготовить железные уголки и нарезать листы железа под нужные размеры. Далее из вышедшего из строя генератора от фирмы Cummins Onan были изготовлены диски, которые будут использованы для колеса турбины. Сам электрический генератор изготавливался из двух тормозных роторов по одиннадцать дюймов. Также была использована ступица колеса, которую позаимствовали со старого Доджа.

Следующий этап создания технической части миниатюрной гидроэлектростанции предусматривал создание лопастей турбины. Для этого были использованы четырехдюймовые трубы из стали, которые необходимо было разрезать на четыре части.

Далее конструктор занялся изготовлением точного шаблона двенадцатидюймовых колес, на который были нанесены метки необходимых отверстий, а также места для лопастей в количестве шестнадцати штук. Использование такого подхода позволит обеспечить высокую точность изготовления, в результате чего изготовленные колеса будут строго соответствовать размерам используемой ступицы. Шаблон был надежно прикреплен к диску турбины, после чего были аккуратно высверлены все необходимые для закрепления лопастей отверстия. Как видно из приведенных фотографий, сверление выполнялось на специализированном станке. Если же вы решите сверлить отверстия в более домашних условиях, рекомендуется проявить максимум концентрации, ведь от точности операций на данном этапе зависит эффективность всей установки. Самое время вспомнить дедовский метод: «семь раз отмерь, один раз отрежь».

После сверления необходимых отверстий, диски были соединены стальными прутами, размер которых составлял десять дюймов (приведенные размеры намеренно оставлены в неметрических единицах измерения, дабы статья максимально соответствовала оригиналу). Прутья были установлены таким образом, чтобы не создавать помех в последующих производственных процессах, в частности для приваривания лопастей.

Очень важно знать свойства используемых материалов. Так в данном конкретном случае, поверхность диска была очищена от слоя защиты на основе цинка, несмотря на то, что оный предохраняет деталь от коррозионного воздействия. Это связано с тем, что при использовании гальванизированной сварки, цинк начал бы выделять токсичный газ, создавая тем самым реальную опасность для здоровья конструктора.

В полученном изделии решено было сделать четырехдюймовое отверстие для того, чтобы облегчить монтаж электрического генератора, и для того, чтобы имелась возможность доступа до внутреннего наполнения турбины с неподключенной к генератору стороны.

Для усиления приливного водного потока к турбине, к подающей воду трубе была присоединена специальная насадка, выполненная из согнутого листа металла, размер которого составлял один дюймы в длину и десять дюймов в ширину.

После проделанных манипуляций можно было приступать непосредственно к соединению готовых частей миниатюрной гидроэлектростанции, что и было сделано. Когда все было готово, взору конструктора открылась будущая турбина. Труба с оригинальной насадкой была закреплена к турбине под строго выдержанным углом в сорок пять градусов, а саму турбину предварительно надели на втулку. Такой подход позволил конструктору заниматься необходимой регулировкой используемых деталей. Установленная труба может совершать движение во всех четырех направлениях, в то время как турбина, равно как и будущий генератор, могут быть отклонены лишь вперед-назад.

Собственно, турбина практически полностью готова к использованию. Настал черед изготовления самой важной, а для многих и самой сложной, детали миниатюрной гидроэлектростанции – электрического генератора. Электрические генераторы уже долгое время используются человечеством, поэтому они бывают различных видов, которые обеспечивают различную эффективность производства электрической энергии и могут применяться в тех или иных случаях. Американский конструктор применил следующий подход: из проволоки с номером семнадцать был изготовлен статор, представляющий собой девять одинаковых колец, на каждое из которых было плотно друг другу намотано сто двадцать пять витков. Далее от статора было отведено шесть жил, а сам статор был помещен в специальный кожух. В результате его толщина составила половину дюйма, а диаметр – четырнадцать дюймов. Следует отдельно отметить, что поддержания статора в чистоте и обеспечения его эффективной бесперебойной работы категорически необходимо использовать защитный кожух. В противном случае установленные магниты могут притягивать к себе песок.

Далее американский конструктор приступил к изготовлению роторов, которые на своих краях имели двенадцать магнитов одинакового размера (один дюйм на два дюйма и на полдюйма). Соединение ротора и статора было выполнено с использованием смеси полиэстера и стекловолокна. В результате, собственно, и получился сам генератор.

Созданный генератор был закреплен с одной стороны турбины. Со свободной стороны электрического генератора к нему был прикреплен преобразователь, помещенный в специальный кожух из алюминия. Его предназначение, как вы уже, наверное, сами догадались, преобразование полученного трехфазного переменного тока в постоянный электрический ток. Согласно проведенным измерениям, мощность установки составила двенадцать с половиной ватт при тридцати восьми оборотах в минуту.

Ближайший к турбине ротор оснащен тремя специальными отверстиями, которые позволяют осуществлять контроль расстояния между всеми роторами, что в свою очередь означает контроль скорости работы электрического генератора, сделанного своими руками.

Заключительный этап изготовления небольшой ГЭС своими руками подразумевал доводку устройства – конструктором была произведена очистка полученного генератора от загрязнений и удаление ржавчины. После этого все поверхности были грунтованы и тщательно окрашены, поскольку миниатюрная гидроэлектростанция будет использоваться в условиях экстремальной влажности. Проведенные операции в значительной мере способствовали качественному улучшению внешнего вида установки, практически подведя ее по данному показателю под уровень промышленных аналогов. Ну что же, установка полностью готова и можно произвести ее установку и испытания в реальных условиях.

В случае американского конструктора, неподалеку от его дома протекал ручей, откуда по трехфутовой трубе, диаметр которой составляет четыре дюйма, вода была направлена к изготовленному своими руками генератору.

Последним штрихом установки миниатюрной гидроэлектростанции была регуляция угла наклона подачи воды, после чего турбина была запущена. Проведенные измерения показали, что средняя скорость вращения турбины немного превышает сто десять оборотов в минуту. В результате такого вращения турбина обеспечивает ток в два ампера (очевидно по используемой в Соединенных Штатах Америки линии сто двадцать вольт).

И полученная эффективность не предел – увеличить объем производимой установкой энергии можно за счет более точной регулировки угла наклона питающей трубы, а также вариацией расположения роторов электрического генератора относительно друг друга.

Самодельная мини гидроэлектростанция на речке в лесу: фото, видео и описание

Отец с сыном, построили своими руками мини гидроэлектростанцию на небольшой речке в лесу, и полностью обеспечивают свой дом электроэнергией.

Отец, автора, живёт в Архангельской области, в небольшом доме на окраине леса, рядом с домом протекает речушка. Чтобы обеспечить себя электричеством, умельцы сделали плотину и построили мини ГЭС.

Плотина сделана таким образом, чтобы полностью не перекрывать реку, вся рыба и прочая живность может беспрепятственно плыть по ответвлению русла реки.

В плотине проложена труба, с одной стороны сделана задвижка, чтобы можно было перекрыть поток воды для ремонта турбины. На выходе из трубы, установлена турбина, которая вращает вал.

Вал передаёт крутящий момент на шкив и генератор. Сам вал имеет несколько изгибов, сделанных из гранат от переднеприводного ВАЗа.

На фото показана самодельная ступица и крыльчатка турбины мини ГЭС. Подшипники здесь деревянные.

Направленный поток воды, попадает на крыльчатку и вращает турбину. Далее, турбина крутит вал, крутящий момент передаётся на шкив от комбайна.

От большого шкива идёт ременная передача на маленький шкив генератора.

Сам генератор, это переделанный асинхронный двигатель. Статор перемотан более толстой проволокой, а ротор переделан, установлены неодимовые магниты.

 

Генератор заряжает автомобильные аккумуляторы, подключённые к самодельному преобразователю. На выходе система выдаёт 220 вольт. Мощность мини ГЭС составляет 600 ватт в час.

 

0,6 кВт, что выдаёт электростанция, вполне достаточно для постоянно работающего холодильника, освещения в доме и на пасеке и прочих бытовых приборов.

Таким образом, отец и сын, построили собственную мини гидроэлектростанцию и обеспечили себя электричеством. Самоделка постоянно модернизируется и усовершенствуется, уже использовано несколько вариантов генераторов, в планах у умельцев, поставить более мощный генератор на 2 кВт.


Небольшой видео обзор мини ГЭС:

Автор самоделки: Илья Петрович.

Гидрогенератор своими руками или самодельная гидроэлектростанция. Домашняя гидроэлектростанция, сделанная своими руками Генератор на речке своими руками

Если у Вашего жилища протекает река или даже небольшой ручей, то с помощью самодельной мини ГЭС Вы можете получить бесплатную электроэнергию. Возможно это будет не очень большое пополнение бюджета, но осознание того, что у Вас есть своя собственная электроэнергия — стоит гораздо дороже. Ну а если, например на даче, нет центрального электроснабжения — то даже небольшие мощности электроэнергии будут просто необходимы. И так, для создания самодельной гидроэлектростанции необходимо как минимум два условия — наличие водяного ресурса и желание.

Если и то и другое присутствует, то то первое, что нужно сделать – это измерить скорость потока реки. Сделать это очень просто — бросаете в реку веточку и замерьте время, в течении которого она проплывет 10 метров. Поделив метры на секунды, вы получите скорость течения в м/с. Если скорость меньше 1 м/с, то продуктивной мини ГЭС не получится. В этом случае можно попробовать увеличить скорость потока искусственно заузив русло или сделав небольшую плотину, если имеете дело с не большим ручьем.

Для ориентира, можно использовать соотношение между скоростью потока в м/с и мощностью снимаемой электроэнергии с вала винта в кВт (диаметр винта 1 метр). Данные экспериментальные, в реальности полученная мощность зависит от многих факторов, но для оценки подойдет.Так:

0.5 м/с – 0.03 кВт,
0.7 м/с – 0.07 кВт,
1 м/с – 0.14 кВт,
1.5 м/с – 0.31 кВт,
2 м/с – 0.55 кВт,
2.5 м/с – 0.86 кВт,
3 м/с -1.24 кВт,
4 м/с – 2.2 кВт и т.д.

Мощность самодельной мини ГЭС пропорциональна кубу скорости потока. Как уже указывалось, если скорость течения недостаточная, попробуйте ее искусственно увеличить, если это конечно возможно.

Типы мини-ГЭС

Существует несколько основных вариантов самодельных мини гидроэлектростанций.

Водяное колесо

Это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно поверхности воды. Колесо погружено в поток меньше чем наполовину. Вода давит на лопасти и вращает колесо. Существуют также колеса-турбины со специальными лопатками, оптимизированными под струю жидкости. Но это достаточно сложные конструкции скорее заводского, чем самодельного изготовления.

Ротор Дарье

Это ротор с вертикальной осью вращения, используемый для генерации электрической энергии. Вертикальный ротор, который вращается за счет разности давлений на его лопастях. Разница давлений создается за счет обтекания жидкостью сложных поверхностей. Эффект подобен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета. Эта конструкция была запатентована Жорж Жан-Мари Дарье, французским авиационным инженером в 1931 году. Также часто используется в конструкциях ветрогенераторов.

Гирляндная ГЭС

Гидроэлектростанция состоит из легких турбин — гидровингроторов, нанизанных и жестко закрепленными в виде гирлянды на тросе, переброшенном через реку. Один конец троса закрепляется в опорном подшипнике, второй — вращает ротор генератора. Трос в этом случае играет роль своеобразного вала, вращательное движение которого передается к генератору. Поток воды вращает роторы, роторы вращают трос.

Пропеллер

Также заимствован из конструкций ветровых электростанций, такой себе «подводный ветряк» с вертикальным ротором. В отличие от воздушного, подводный пропеллер имеет лопасти минимальной ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см. При такой ширине будет минимальное сопротивление и максимальная скорость вращения. Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду. При больших скоростях, возможно, оптимальны другие размеры. Пропеллер движется не за счет давления воды, а за счет возникновения подъемной силы. Так же как крыло самолета. Лопасти пропеллера движутся поперек потока, а не увлекаются потоком в направлении течения.

Преимущества и недостатки различных систем самодельной мини ГЭС

Недостатки гирляндной ГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих (длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это своего рода небольшая плотина. Целесообразно использовать в безлюдных, удаленных местах с соответствующими предупредительными знаками. Возможно потребуется разрешение властей и экологов. Второй вариант — небольшой ручей у Вас в огороде.
Ротор Дарье — сложен в расчете и изготовлении. В начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач. Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока — это плюс.

Наибольшее распространение при построении самодельных гидроэлектростанций получили схемы пропеллера и водяного колеса. Так как эти варианты сравнительно просты в изготовлении, требуют минимальных расчетов и реализуются при минимальных затратах, имеют высокий КПД, просты в настройке и эксплуатации.

Если у Вас нет водяного энергоресурса можете самостоятельно сделать домашнюю ветроэлектростанцию .

П

ример простейшей мини-ГЭС

Простейшую гидроэлектростанцию можно быстро соорудить из обычного велосипеда с динамкой для велофары. Из оцинкованного железа или не толстого листового алюминия надо заготовить несколько лопастей (2-3). Лопасти должны быть длиной от обода колеса до втулки, а шириной 2-4 см. Эти лопасти устанавливаются между спицами любым подручным способом или заранее заготовленными креплениями.
Если вы используете две лопасти, то установите их напротив друг друга. Если захотите добавить большее количество лопастей, то разделите окружность колеса на число лопастей и установите их через равные промежутки. С глубиной погружения колеса с лопастями в воду можете поэкспериментировать. Обычно его погружают от одной трети до половины.
Вариант походной ветроэлектростанции рассматривался ранее.

Такая микро ГЭС не занимает много места и отлично послужит велотуристам — главное наличие ручья или речушки — что обычно и есть в месте разбивки лагеря. Мини ГЭС из велосипеда сможет освещать палатку и заряжать сотовые телефоны или другие гаджеты.

«Зеленые» всего мира все чаще и все более активно протестуют против разработки новых месторождений нефти, газа, угля, а также массового использования двигателей внутреннего сгорания во всем мире, которые и приносят самые сильные загрязнения нашей среды обитания. Знаменитости из мира моды, театра, кино, призывают жить экономнее в плане расхода электроэнергии. Они устанавливают на крышах своих особняков солнечные батареи, ветровые генераторы (как актёр Леонардо Ди Каприо, например).

Все больше простых людей также понимают, что и от их поведения что-то может зависеть, и если хотя бы один человек найдет альтернативу двигателю внутреннего сгорания, то тогда мир станет чуточку чище. Поэтому в деревнях, поселках и в нашей стране, там, где есть падающая или бегущая вода, некий бассейн с водой на возвышенности, есть возможность сделать мини ГЭС своими руками и, тем самым, помочь и себе и ее Величеству Природе. Это ведь альтернатива бензиновому или дизельному генератору, который все равно работает на топливе и дает едкий выхлоп в окружающую среду.

А если не один человек, не одно домохозяйство решило найти альтернативный путь получения электроэнергии? Если целый поселок, деревня, аул? Тут уже нагрузка на Природу уменьшится значительно. Да и в кармане у потребителя останется больше денег на домашние нужды, ибо электричество от мини ГЭС, созданной руками и умом энтузиастов выходит примерно раза в три дешевле, чем покупать его от штатных производителей (ТЭЦ, Атомные станции, промышленные ГЭС).

В поисках нужной воды

Недавно я увидел небольшое видео, где показывалось, как в обычной индийской деревне студенты одного из западных колледжей решили сделать мини ГЭС. Электричества в той глуши нет, молодые люди бегут в города, а что произойдёт, если дать жителям свет? Реки как таковой в деревне нет, зато есть водоем. Природная чаша с огромным количеством воды расположена немного выше уровня деревни. Что придумали студенты?

Они своими умными головами сообразили, что раз нет здесь течения от Природы, его можно создать! Руками нанятых рабочих была смонтирована крытая длинная труба диаметром с метр, и один конец ее замкнулся на водоем, а другой — внизу, уходил в небольшую и тихоходную речку. За счет перепада высоты вода из водоема по трубе устремлялась вниз, разгоняясь все больше, и на выходе уже создавался довольно мощный поток, который упирался в лопасти мини ГЭС. Труба, в которую заключили воду водоема, сбегает вниз по склону холма настолько живописно, что кажется, будто огромный питон медленно ползет сверху вниз и своими размерами вселяет ужас в местных жителей. Его хочется потрогать руками, пощупать, почувствовать его мощь.

Если нечто подобное создают в индийской деревушке, то почему не попробовать сделать то же самое в российской? Если рядом нет быстротечной реки, но есть водоем, то и тут возможно строительство мини ГЭС. Нужно просто смотреть рельеф местности, но понятно одно: водоём — пусть он будет природный, или искусственный — должен быть расположен выше, нежели место, где будет установлена гидроэлектростанция. Если разница высот значительная – еще лучше! Поток воды будет бежать сильнее сверху вниз, а значит, возрастет возможная мощность получаемой электроэнергии.

Необязательно покупать дорогие трубы для организации искусственного водного течения. Можно своими руками сделать некий желоб, и пусть пока по нему разгоняется вода из водоема. Для начала лучше вообще взять любые подручные средства, старые трубы пусть и небольшого диаметра пока, и соорудить пробный вариант слива воды из водоема, что расположен выше. Так можно будет измерить скорость потока (как это сделать я уже писал ранее). Если же под боком течет река с быстрым течением, то тогда и не надо строить ни плотин, ни желобов, ни создавать поток воды искусственно. Мини ГЭС в форме гирлянды, пропеллера, ротора Дардье или водяного колеса могут быть установлены в таких местах без особых проблем.

Важно будет защитить сооружение. Как? Впереди мини ГЭС следует установить защитный экран из сетки, или рассеиватель, чтобы плывущие по реке обломки деревьев, а то и целые бревнышки, а также живая и мертвая рыба, всякого рода мусор не попадали на лопасти турбины, а проплывали мимо.

Простейшая мини гидроэлектростанция станция своими руками

Создать собственную мини-ГЭС своими руками способен почти каждый. Примеры? Многие туристы для получения освещения в условиях похода используют обыкновенный велосипед, на котором и передвигаются. На любое колесо велосипеда они устанавливают между спицами перемычки из кусков, скажем, тонкого железа и сначала руками, а затем плоскогубцами заводят края листа за спицу, тем самым фиксируя перемычку. Длина перемычки должна соответствовать половине диаметра колеса, то есть перекрывать расстояние от обода до втулки. По сути, она должна быть равна длине спицы. Оптимальным будет установить четыре таких перемычки по типу сторон света: Север, Юг, Запад, Восток. Далее потребуется обычный велогенератор и фонарик подключенный к нему.

Пора выбираться в поход. На ночлег нужно остановиться у реки. Ну и пусть, что комары закусают! Зато получится сделать видео вечеринки, наделать фотографий у костра. Это же очень живописно! Вода в реке должна иметь заметное течение и тогда наша походная мини гидроэлектростанция будет работать. «Да будет свет!» — сказал монтер и сделал замыкание. Нет, это не про нас.

«Да будет свет!» — сказал турист и опустил колесо с перемычками из железа на треть в воду бегущей реки. Сам велосипед ставится на небольшую подставку, или подвешивается за дерево или колышек на берегу так, чтобы колесо на треть было погружено в поток. Вода давит на перемычки, крутит колесо, генератор преобразует энергию воды в ток и мини-фонарик освещает место стоянки.

Нет риска, что батарейки попались бракованные, как в случае применения обычного фонаря, нет риска, что они «сядут», их не надо брать собой в поход в большом количестве. Течение реки никуда не исчезнет. Туристы, чаще всего, предпочитают останавливаться в проверенных местах. Так что, единожды получив электрический ток посредством минивело-ГЭС на месте ночлега, они будут помнить это место и постараются коротать темное время суток именно здесь.

Трудности согласования

Однако, зажечь одну свечу, образно говоря, это одно, а вот зажечь тысячи, дать людям свет, как то сделал Прометей, это совсем иное дело. Компактная гидроэлектростанция как источник электричества своим появлением в обыденном применении может нарушить устоявшуюся картину и состояние дел.

Крупнейшие монополии привыкли, что именно они производят электроэнергию для малых поселений, сбытовые дочерние структуры привыкли получать деньги за доставку товара – КВт\час потребителю. Куда в эту схему вписать мини — ГЭС? Да еще не подконтрольную монополистам? Сразу скажу, что согласовать такой проект с местными властями в России будет непросто, как впрочем, и всякое иное новое дело. Но результат стоит затраченных усилий.

В целом под компактной (мини) гидроэлектростанцией подразумевается такая станция, что выдает мощность до 100 квт. Народные умельцы, работая руками и головой, могут достаточно легко соорудить сию полезную штуку у себя в поселке или деревне, даже в частном домовладении. Но только если имеются соответствующие природные условия и желание что-то создать НОВОЕ, сэкономить денег, то есть в будущем меньше платить за электричество.

Если вы посмотрите видео, или фото некоторых мини- ГЭС, то увидите, что подчас они выглядят весьма странно. Но ведь для современников Леонардо Да Винчи его махолеты с огромными крыльями тоже казались по меньшей мере странными, а своими дерзкими опытами и идеями великий итальянец и вовсе наводил ужас на многих людей своего времени. Ну и что? Людей тех мы не помним. А чертежи и творения Леонардо будут жить в веках. Стройте мини-ГЭС своими руками, экспериментируйте, дерзайте! Природа и потомки скажут вам лишь «Спасибо»!

Михаил Берсенев

В Таджикистане тоже есть умельцы, не хуже индийских:

Гидроэлектростанции используют силу воды для получения электрической энергии. Самостоятельно изготовленные станции решают проблему удаленности от централизованных электросетей или помогают сэкономить на электричестве.

Преимущества и недостатки ГЭС

Гидроэлектростанции обладают следующими преимуществами перед другими видами альтернативных источников энергии:

  • Не зависят от погоды и времени суток (в отличие от ). Это позволяет вырабатывать большее количество энергии с предсказуемой скоростью.
  • Мощность источника (реки или ручья) можно регулировать. Для этого достаточно заузить русло плотиной либо обеспечить перепад высот воды.
  • Гидроустановки не издают никакого шума (в отличие от ).
  • Для многих типов станций небольшой мощности не требуется никаких разрешений на установку.

К минусам самодельных ГЭС относится невозможность работать в мороз. Кроме того, водная среда является агрессивной, поэтому детали станции должны быть водостойкими и прочными.

При проектировании мини-ГЭС для использования в качестве альтернативного источника энергии для собственного дома решающими должны быть следующие факторы:

  • Близость реки к дому. Устанавливать самодельную станцию в удалении от дома не стоит. Чем дальше установка, тем ниже ее эффективность, потому что часть энергии будет потеряна при передаче. Кроме того, так сложнее уберечь вашу ГЭС от кражи или порчи.
  • Достаточная скорость течения или возможность его увеличения. Мощность станции увеличивается в геометрической прогрессии при увеличении скорости воды.

Узнать скорость несложно. Бросьте кусочек пенопласта или теннисный шарик в воду и засеките время, за которое он проплывет определенную дистанцию. Затем разделите метры на секунды и вы узнаете скорость. Минимально достаточная скорость воды для самодельной ГЭС — 1 м/с.

Если скорость течения вашей реки или ручья ниже этого значения, то ее усилит маленькая плотина либо сужающаяся труба. Но эти варианты могут вызвать дополнительные трудности. Строительство плотины требует разрешения от властей, а также согласия соседей.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Конструкция ГЭС достаточно сложная, поэтому самостоятельно удастся построить лишь небольшую станцию, которая позволит сэкономить на электричестве или обеспечит энергией скромное хозяйство. Ниже приведены два примера реализации самодельной ГЭС.

Как сделать мини-ГЭС из велосипеда

Этот вариант ГЭС идеален для велопоходов. Он компактный и легкий, но сможет обеспечить энергией небольшой лагерь, разбитый на берегу ручья или реки. Полученного электричества хватит на вечернее освещение и зарядку мобильных устройств.

Для монтажа станции понадобится:

  • Переднее колесо от велосипеда.
  • Велогенератор, который используется для питания велосипедных фонарей.
  • Самодельные лопасти. Их вырезают заранее из листового алюминия. Ширина лопастей должна быть от двух до четырех сантиметров, а длина — от втулки колеса до его обода. Лопастей может быть любое количество, располагать их нужно на одинаковом расстоянии друг от друга.

Чтобы запустить подобную станцию, достаточно погрузить колесо в воду. Глубина погружения определяется экспериментально, примерно от трети до половины колеса.

Для постройки более мощной станции для постоянного использования понадобятся более прочные материалы. Лучше всего подойдут металлические и пластиковые элементы, которые легче защитить от воздействия водной среды. Но годятся и деревянные детали, если пропитать их специальным раствором и покрасить водостойкой краской.

Для станции необходимы следующие элементы:

  • Стальной барабан от кабеля (2,2 метра в диаметре). Из него изготавливается ротор-колесо. Для этого барабан разрезается на части и сваривается заново на расстоянии в 30 сантиметров. Из остатков барабана делают лопасти (18 штук). Их приваривают к радиусу под углом в 45 градусов. Для поддержки всей конструкции из уголков или труб изготавливают раму. Колесо вращается на подшипниках.
  • На колесо устанавливается цепной редуктор (коэффициент передачи должен равняться четырем). Чтобы легче свести оси привода и генератора, а также снизить вибрацию, вращение передается через кардан от старого автомобиля.
  • Для генератора подходит асинхронный двигатель. К нему следует добавить еще один шестеренчатый редуктор с коэффициентом около 40. Тогда для трехфазного генератора с 3000 оборотами в секунду при общем коэффициенте редуцирования 160 количество оборотов снизится до 20 оборотов в минуту.
  • Поместите всю электрику в водонепроницаемую емкость.

Описанные исходные материалы легко найти на свалке или у знакомых. За резку стального барабана болгаркой и за сварку можно заплатить специалистам (или же сделать все самостоятельно). В итоге ГЭС мощностью до 5 кВт обойдется в незначительную сумму.

Получить электричество из воды не так и сложно. Труднее выстроить автономную систему электроснабжения на основе самодельной ГЭС, поддерживать станцию в рабочем состоянии и обеспечивать безопасность людей и животных вокруг нее.

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.

Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.

В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.

Гидроэлектростанции – это сооружения, способные преобразовать энергию движения воды в электричество. пока активно эксплуатируются только на Западе. На территории нашей страны эта перспективная отрасль лишь делает первые робкие шаги.

Галерея изображений

Среди всех альтернативных источников энергии, наибольшей популярностью пользуются гидроэлектростанции. Этот факт объясняется достаточно просто — при тех же капиталовложениях, отдача значительно больше. Единственный недостаток в том, что для стабильной работы необходима река или ручей.

Классификация мини ГЭС

В зависимости от принципа работы выделяют четыре основных типа гидроэлектростанций:

  • ГЭС гирлянда, для усиления потока воды используются дополнительные гидросооружения;
  • классическое водяное колесо, наиболее простой вариант, для самодельной ГЭС;
  • пропеллер, подходит в том случае, если русло реки более 10 м в ширину;
  • ротор Даоье применяется для изготовления промышленных микро ГЭС.

Объединяет все эти разновидности гидростанций то, что для их работы не нужно строить плотину. Данная конструкция — это высокоточный и дорогостоящий инженерный объект, возведение которого стоит в разы больше, чем сама ГЭС.

Второй критерий, по которому следует разделить маленькие гидроэлектростанции — возможность применения в бытовых и промышленных целях. Речь идет о том, что один и тот же тип ГЭС может иметь несколько вариантов подачи и отвода воды. Это делает возможным, создание электростанций, которые могут работать в закрытой системе трубопроводов. Актуальны они для фабрик и предприятий, производственный процесс, которых связан с большими затратами воды. Кроме того, мощность установки должна соответствовать потребности в электричестве.

Бытовые установки намного проще и дешевле. Но их монтаж возможен только в том случае, если есть постоянный источник воды. При этом речь не идет о муниципальном водопроводе.

Преимущества мини ГЭС

  • работает практически бесшумно и не загрязняет атмосферу;
  • никак не влияет на качество воды, при желании, на водоотводе устанавливается фильтры, что делает воду пригодной для питья;
  • работа станции не зависит от погодных условий, электричество вырабатывается 24 часа в сутки;
  • для работы ГЭС достаточно даже небольшого ручья;
  • есть возможность продавать излишек электроэнергии соседям;
  • нет необходимости собирать справки и разрешения.

Сравнение самодельной и заводской мини ГЭС

Для бытового использования нужно не более 20 кВт в сутки. Это не так много, поэтому целесообразность покупки ГЭС, изготовленной промышленным способом, ставится под сомнение. Кажется, что нет никаких сложностей в том, чтобы изготовить гидростанцию колесного или пропеллерного типа. Но на практике возникает ряд проблем.

Во-первых, сложно произвести необходимые расчеты, во-вторых, толщина и размер деталей подбираются исключительно опытным путем, в-третьих, самодельные ГЭС изготавливаются без защитных элементов, что приводит к постоянным поломкам и, как следствие, дополнительным растратам.

Если нет опыта в гидроэнергетике, от идеи самодельной установки лучше отказаться. Намного проще и надежнее обговорить вопрос с соседями и совместными усилиями приобрести фабричную ГЭС с гарантией качества. Кроме того, компании, продающие данные установки, осуществляют их монтаж.

Обзор производителей мини ГЭС

На самом деле, производством мини ГЭС занимается не так много фирм. Компании-посредники стараются не разглашать эту информацию, поскольку потеряют львиную долю доходов. Среди тех фабрик, которым действительно стоит доверять, нужно выделить CINK Hydro-Energy. Это признанный мировой лидер в сфере разработок гидрооборудования.

Тем не менее, перед тем, как связываться с менеджером компании, необходимо подсчитать затраты на обработку информации, логистику и установку. В большинстве случаев сумма получится не на много меньше, чем у посредников.

В какой компании заказать мини ГЭС

Учитывая, что техника достаточно дорогая и для изготовления требуются точные математические расчеты, имеет смысл обратиться к компаниям, которые положительно зарекомендовали себя на рынке. Альтернативная энергетика — это новое направление для нашей страны, поэтому список достаточно небольшой.

1. AEnergy крупнейший поставщик качественных ГЭС, компания оказывает полный спектр услуг от сбора и обработки информации, до установки гидростанции.

2. ИНСЭТ — это компания из Петербурга. Она самостоятельно занимается изготовлением ГЭС, поэтому за качество отвечает лично. Преимущества сотрудничества в том, что есть возможность заказать микро ГЭС на 5-10 кВт.

3. Гидропоника — еще одна отечественная компания, которая самостоятельно изготавливает ГЭС. Гарантия на всю продукцию 10 лет. Наиболее интересная модель Шар-Булак с мощностью в 5 кВт.

4. НПО Инверсия — конструкторское бюро, специализирующиеся на разработке альтернативных и стандартных источников энергии. Отличительные черты — наличие нестандартных ГЭС с мощностью в 7,5 и 12,5 кВт.

5. Micro hydro power — китайская компания, продающая несколько относительно недорогих бытовых установок.

Южноуральские ученые разработали мини-ГЭС для малых рек


Ноу-хау можно применить и в масштабном проекте создания энергокаскада Долгобродского канала.

Челябинские ученые создали оригинальный проект мини-ГЭС, которые можно поставить на небольших реках. Их немало в Челябинской области, а в перспективе ноу-хау можно будет применить и в масштабном проекте строительства мини-ГЭС на энергокаскаде Долгобродского канала.

Студент ЮУрГУ из Таджикистана Дилшод Аминов, аспирант кафедры «Теоретические основы электротехники», посвятил свою диссертацию основам разработки так называемых водопогружных гидрогенераторов, используемых в качестве возобновляемых источников электроэнергии малых и средних рек. По мнению экспертов, его научная разработка может очень пригодиться и на Южном Урале.

«Наша работа посвящена проблеме использования гидроресурсов малых и средних рек, — говорит Дилшод Аминов. — По оценкам экспертов, этот ресурс в разы превосходит энергетику крупных рек, но практически не используется. Но требования экологии во многом осложняют разработку малых гидроэлектростанций. Известно, что ГЭС, особенно плотинного типа, серьезно меняют окружающий ландшафт и экологическую обстановку. В нашей работе мы постарались решить эти проблемы. Наша мини-ГЭС полностью погружена в воду, ее не видно. Она использует естественный водоток реки. Такое решение позволило сохранить природу и не нарушить внешний вид окружающего ландшафта, что очень важно».

Чтобы сделать надежную электрическую машину, работающую на глубине, разработчикам пришлось наполнить внутреннюю полость генератора специальным маслом, применить компенсаторы давления и другие технические решения. Все эти инновации вошли в построение проектной системы.

По словам Дилшода Аминова, в научной работе они применили нетрадиционное решение. Поскольку все малые реки отличаются рельефом, размерами, скоростью течения, авторы отказались от проектирования серийных мини-ГЭС, а приняли концепцию «индивидуального» проектирования — для каждой реки и каждого конкретного места.

«При этом нужно было создать единую проектную систему по разработке универсальных гидрогенераторов, — добавил Дилшод Аминов. — Мне с помощью научного руководителя, доктора технических наук Сергея Ганджи пришлось заново создавать такую систему проектирования, но мы с этой сложнейшей задачей справились. Для этого разработали компьютерную модель, на которой проверили, как будет работать мини-ГЭС в реальных условиях эксплуатации. Наряду с виртуальной моделью применили и трехмерное твердотельное моделирование. Мы пошли на эксперимент: на 3D-принтере изготовили пластмассовую масштабную модель гидрогенератора и обкатали его работу в условиях, приближенных к реальным».

По мнению экспертов, эта разработка может выйти на новый уровень, если ее воплотить в рамках разработанного учеными ЮУрГАУ масштабного энергопроекта «на каскаде» Долгобродского канала. В конце июня состоялся запуск канала, построенного от реки Уфа до Аргазинского водохранилища, который позволит решить проблему нехватки в Челябинске питьевой воды. Но у водной артерии есть и другие, энергетические, возможности. Идея в том, чтобы построить на Долгобродском канале сеть малых гидроэлектростанций, которые будут обеспечивать электроэнергией СХП, фермерские хозяйства и другие предприятия.

«Это очень интересная идея, — считает профессор Сергей Ганджа. — Наша разработка универсальна, она может найти применение и при сооружении мини-ГЭС на плотинах будущего каскада, где сейчас нет турбин: Аргазинской, Кыштымской, Шершневской. Они тоже смогут давать ток! Впрочем, для нашего «подводного» генератора даже плотин не нужно. Он не портит пейзаж, не требует огромных расходов на строительство дамбы и водохранилища, не нужно затапливать поля. Мы создали универсальную проектную систему, способную «сконструировать» мини-ГЭС для любых условий — хоть в горах, хоть на равнине. Она сама рассчитает все: глубину реки, скорость течения, рельеф местности. Причем эту мини-ГЭС можно дополнить накопителем электроэнергии: в аккумуляторных батареях она ночью будет накапливаться, а в дневной пик потребления поступать в сеть».

Как добавил Сергей Ганджа, недавно он выступил экспертом во Всероссийском конкурсе «Малая энергетика — большие достижения», где был представлен интереснейший проект, который можно совместить с их разработкой: «Его авторы предлагают упрятать речку в трубу, а на выходе поставить малую гидроэлектростанцию. Наша проектная система может рассчитать все ее параметры, а если это будет «подводный» вариант, у нее будет масса дополнительных плюсов».

ГЭС своими руками

Наша цель – построить микро-ГЭС своими руками. В прошлом у нас стояла машинка, изготовленная из настоящего беличьего колеса, с ременной передачей на двигатель постоянного тока. Он генерировал около 1 Ампера (плюс-минус), работая непрерывно в течение 2-х лет. Этого хватало на пару лампочек и радио в нашей избушке по соседству. В этом г. мы решили сделать новое колесо и получить больше электрической энергии из этой плотины.
Мы начали с обрезков листового железа и уголков. Диски для колеса мы взяли от корпуса дохлого генератора фирмы Onan, а генератор сделали из двух дисков диаметром 11 дюймов от дисковых тормозов Доджа. Ведущий вал и подшипники – вроде бы тоже от Доджа, мы не помним точно, так как сняли их с какой-то другой самоделки.

Лопасти колеса сделали из разрезанной на 4 части 4-х дюймовой стальной трубы.

Боковые поверхности колеса – диски диаметром 12 дюймов. Мы сделали шаблон, с помощью которого разметили отверстия для ступиц (5 штук), а также позицию угол лопастей. Мы стремились сделать нечто вроде «турбины Banki» – водяного колеса.

В таком колесе, если посмотреть сбоку, вода бьет сверху, примерно в районе 10 часов, проходит через середину колеса и выходит внизу, на 5 часах, так что вода бьет по колесу дважды. Мы пересмотрели массу фотографий и попытались сымитировать ширину и угол лопастей. На фото сверху – разметка для краев лопастей и отверстия для крепления колеса к генератору. В колесе 16 лопастей? оба диска мы скрутили вместе.

Мы оставили зазор между дисками в 10 дюймов, используя шпильки со сплошной резьбой, и максимально аккуратно выровняли их перед установкой лопастей. Очень важно… лопасти сделаны из оцинкованной стальной трубы. Перед сваркой нам пришлось зачистить цинк с краев лопастей… при сварке гальванизированный металл выделяет токсичный газ, мы старались этого избежать.


На другой стороне колеса (противоположной генератору) в боковом диске мы оставили отверстие в 4 дюйма диаметром – для удобства прикручивания к генератору, а также чтобы засунуть руку и вынуть палки и прочий мусор, который может занести внутрь вода. Сопло имеет такую же ширину (10 дюймов), что и колесо, и около 1 дюйма высоты с того конца, где выходит вода. Площадь сопла чуть меньше, чем 4-х дюймовая труба, на которую сопло насажено.
Вся конструкция сделанна подвижной, чтобы  можно было двигать сопло вперед, назад, вверх, вниз. Тоесть колесо и генератор могут двигаться вперед и назад.

Затем мы сделали обмотку статора и он готов к заливке. Каждая катушка содержит 125 витков проволоки #17. Каждая фаза состоит из 3-х последовательно соединенных катушек, мы вывели наружу 6 концов, так что можем сделать соединение как звездой, так и треугольником. Диаметр получился 14 дюймов, толщина полдюйма. Магниты имеют размеры 1 х 2 дюйма. Для заливки как статора, так и магнитных роторов мы использовали эбоксидную смолу. Под алюминиевой крышкойразместили два мостовых выпрямителя из 3-х фазного переменного тока в постоянный. Шкала амперметра – до 6А. В этом состоянии, когда воздушный зазор между магнитными роторами уменьшен до предела, машина генерит 12,5 вольт при 38 об/мин.

В заднем магнитном роторе есть 3 настроечных винта для регулирования воздушного зазора, для того, чтобы в случае необходимости генератор мог вращаться быстрее, в надежде найти оптимум.

Наконец,  приходим к теоретически предсказанным параметрам: лучший результат получается, когда вода входит на 10 часов колесного диска, и выходит в районе 5 часов!

Выход около 2 Ампер (1,9 если быть точным). Увеличить ток не удается. Настройки производить нелегко – каждое передвижение колеса требует соответствующего передвижения сопла, и наоборот. Еще мы можем изменять воздушный зазор и менять соединение со звезды на треугольник. Результат явно лучше у звезды – мощность выше, чем у треугольника при тех же оборотах. В итоге мы остановились на звезде, с зазором 1,25 дюйма (довольно много).

Машинка  может выдавать и больше тока с теми же магнитами, меньшим зазором и катушками с большим количеством витков.  А пока – машинка выдает 160 об/мин на холостом ходу, 110 об/мин под потреблением, производя 1,9 А х 12В.

И все-таки нужен экран на генератор – в речке полно магнетитового песка! Каждые несколько часов приходится очищать магнитные роторы от песчаных нарастаний. Надо или ставить экран, или приделать пару мощных магнитов на входе в трубу.

Вот что в итоге получилось

Гидроэнергетика,Альтернативная энергия,ГЭС, миниГЭС своими руками

 

(PDF) Проектирование и монтаж мини-ГЭС

Научный журнал инженерных исследований, том. 1(1), стр. 11–15, март 2012 г.

Доступно на сайте http://www.scholarly-journals.com/SJER

©2012 Scholarly-Journals

Полная исследовательская статья

Проектирование и установка мини-ГЭС

электростанция

⃰ Оконкво Г.Н. и #Эзеону С.О.

1Отдел научно-лабораторных технологий, Федеральный политехнический институт, Бида.

2Кафедра физики и промышленной физики, PMB 5025 Университет Ннамди Азикиве, Авка

Принято 12 сентября 2011 г. Давление воды можно использовать для выполнения работы. Данная работа является практической реализацией теории

гидроэнергетики. Рассматривается проектирование и монтаж мини ГЭС.Резервуар для хранения

(оснащенный сифонами для повышения давления воды) и пластиковая труба использовались для представления плотины

и водовода соответственно. Были сконструированы турбина и генератор,

различные части которых были соединены вместе, чтобы сформировать гидроэлектростанцию. Гидротурбина преобразует давление воды

в мощность механического вала, которая используется для привода электрогенератора, и в результате получается переменное напряжение 218В

эл.м.ч. частотой 50Гц, что подходит для питания некоторых бытовых электроприборов.

Ключевые слова: гидроэнергетика, турбина, плотина, электрогенератор, электростанция

ВВЕДЕНИЕ

Гидроэнергетика – это возобновляемый источник энергии, используемый в настоящее время

в большинстве частей мира для удовлетворения потребностей в электроэнергии

. Гидроэнергия была впервые использована в 250 г. до н.э., и было

записано, что гидроэнергия использовалась для питания часов.

С тех пор гидроэнергетика прошла путь от работы маленьких часов

до выработки электроэнергии, достаточной для снабжения большого города

(Energy Saving Trust, 2003).

В древности использовались водяные колеса, но

новый импульс они получили только в начале 19 века с

изобретением гидротурбин. Малая гидроэнергетика

была первым широко используемым способом производства электроэнергии в начале 20 века. В 1924 г., например, только в Швейцарии

эксплуатировалось около семи тысяч малых гидроэлектростанций. Затем усовершенствования возможностей распределения

посредством высоковольтных линий электропередачи

вызвали угасший интерес к малым гидроэлектростанциям

.Также в Китае возобновился интерес к технологии мини-ГЭС между

1970 и 1985 годами, по оценкам, за это время там было построено почти семьдесят шесть тысяч малых гидроэлектростанций

(Wisconsin Focus). по энергетике,

Соответствующий адрес электронной почты автора;

Гидроэнергетика является очень чистым источником энергии, который

не потребляет, а только использует воду и опять же

делает ее доступной для других целей.Он включает в себя

преобразование потенциальной энергии воды в

механическую энергию, что представляет собой технологию с более высокой

эффективностью, в большинстве случаев вдвое превышающей эффективность других

традиционных электростанций (Траст энергосбережения,

2003) . Гидроэлектростанции уже обеспечивают более

6% мировых потребностей в энергии, и в течение следующих десятилетий

большая часть роста возобновляемых источников энергии будет

результатом крупномасштабных гидроэнергетических проектов, особенно

в развивающихся странах.Основной принцип гидроэнергетики

следует этому;

воду можно использовать для совершения работы. Это означает, что

гидроэнергетика предполагает использование потенциальной энергии, выделяемой

весом воды, падающей на

расстояние по вертикали, для выработки энергии. Если давление воды

позволяет перемещать механический компонент, то это

движение включает преобразование потенциальной энергии

воды в механическую энергию, которая может быть использована для приведения в действие

электрического генератора, шлифовального станка или какого-либо другого полезных

устройств (Tout Unlimited, 2003).

Гидроэлектроэнергия зависит от динамического напора,

количества потока воды и эффективности генератора

Малая гидроэнергетика для гидроэнергетики

Малая гидроэнергетика для дома

Как правило, малая гидроэнергетика является важным источником энергии с многочисленными преимуществами по сравнению с другими формами возобновляемой энергии при правильном проектировании и установке. Кинетическая энергия движущейся воды легко доступна 24 часа в сутки, малых гидроэлектростанций могут использовать эту бесплатную энергию, обеспечивая недорогой и надежный источник «зеленой электроэнергии».

Как правило, все, что вам нужно для «малой гидроэлектростанции», — это ручей или река с достаточным количеством воды, протекающей по ней, с нужным объемом или давлением, которое может питать водяную турбину, подключенную к генератору, который будет снабжать электроэнергией ваш дом. . Точно так же, как вы можете использовать солнечную энергию или систему возобновляемых источников энергии ветра, вы также можете спроектировать небольшую гидроэнергетическую систему, которая либо подключена к сети, либо к сети с резервным аккумулятором, либо автономна.

Но что мы подразумеваем под «малой гидросистемой».Малые гидроэлектростанции представляют собой уменьшенные версии гораздо более крупных гидроэлектростанций, которые мы видим, используя большие плотины и водохранилища для снабжения энергией миллионов людей. В зависимости от физического размера, высоты напора и мощности по выработке электроэнергии малые гидроэлектростанции можно разделить на малые, мини- и микромасштабные гидроэлектростанции следующим образом: (киловатты) и 1 МВт (мегаватт), подавая эту генерируемую энергию непосредственно в коммунальную сеть или как часть большой автономной схемы, обеспечивающей питанием более одного домохозяйства.

  • Миниатюрная гидроэлектростанция: это схема, которая вырабатывает мощность от 5 кВт до 100 кВт, подавая ее непосредственно в коммунальную сеть или как часть автономной системы с зарядкой аккумулятора или питанием от переменного тока.
  • Гидроэлектростанция микромасштаба: обычно это классификация, присваиваемая небольшой самодельной схеме руслового типа, в которой используются конструкции генератора постоянного тока для производства электроэнергии от нескольких сотен ватт до 5 кВт в рамках автономной системы зарядки аккумуляторов. .
  • Малые гидроэлектростанции

    Малые гидроэнергетические системы , а также мини-гидросистемы или микрогидросистемы , могут быть спроектированы с использованием водяных колес или импульсной турбины.

    Генерирующий потенциал конкретного участка будет зависеть от величины расхода воды, доступного напора, который, в свою очередь, зависит от условий и местоположения участка, а также характеристик осадков на участке.

    При наличии достаточного напора и расхода малые гидроэлектростанции могут приводиться в действие непосредственно от реки или ручья, так называемая «русловая» система, встроенная в реку или ручей или на их берегу без необходимости перекрывать, отводить или каким-либо образом изменять поток воды.Делая их самым дешевым решением для производства электроэнергии.

    В схеме русла реки расход воды не меняется, поэтому его минимальный расход должен быть таким же или выше, чем предлагаемая выходная мощность турбины, обеспечивающая максимальную эффективность. В результате затраты, связанные со схемой русла реки, намного ниже и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем другие малые гидроэлектростанции. Недостатком является то, что расход воды меняется в течение года, и система не может накапливать энергию воды.

    Разработка электрических схем малой гидроэнергетики, в которых используется небольшая плотина или водослив, водохранилище (водохранилище) или требуется отвод речного стока через туннели или каналы, требует гораздо большего использования воды в целом, а также более сложные строительные и наземные инженерные работы, соответствующие высоте участка, не говоря уже о воздействии на окружающую среду, которое пропорционально размеру схемы.

    Однако система водохранилища или система с высоким напором имеет гораздо более высокий потенциал выработки электроэнергии, чем у гораздо меньшей схемы русла реки, из-за увеличенного объема и скорости пригодной для использования воды, что компенсирует большие капиталовложения, но затраты можно снизить за счет простой конструкции и практичных, легко возводимых строительных и механических работ.

    Сколько энергии может дать малая гидроэлектростанция Извлечение

    Водяные колеса и гидротурбины отлично подходят для любой малой гидроэлектростанции, поскольку они извлекают кинетическую энергию из движущейся воды и преобразуют эту энергию в механическую энергию, которая приводит в действие электрический генератор, производящий выходная мощность.

    Максимальное количество электроэнергии, которое можно получить из реки или ручья проточной воды, зависит от количества энергии проточной воды в данной конкретной точке.Когда вода движется, гидроэнергетическая система преобразует эту кинетическую входную мощность в выходную электрическую мощность.

    Для определения силового потенциала воды, текущей в реке или ручье, необходимо определить как расход воды, проходящей через точку в заданное время, так и вертикальную высоту напора, через которую вода должна падать . Теоретическая мощность в воде может быть рассчитана следующим образом:

    Мощность (P) = Расход (Q) x Напор (H) x Сила тяжести (г) x Плотность воды (ρ)

    Где Q в м 3 /с, H в метрах и g — гравитационная постоянная, 9.81 м/с 2 и ρ — плотность воды, 1000 кг/м 3 или 1,0 кг/л.

    Тогда мы видим, что максимальная теоретическая мощность, доступная в воде, пропорциональна произведению «Напор x Поток», так как сила тяжести на воде и плотность воды всегда постоянны. Следовательно, P = 1,0 x 9,81 x Q x H (кВт).

    Но водяная турбина не идеальна, и часть входной мощности теряется внутри турбины из-за трения и других подобных неэффективностей.Большинство современных гидротурбин имеют рейтинг эффективности от 80 до 95%, в зависимости от типа, реакции или импульса , поэтому эффективная мощность малой гидроэнергетической системы может быть определена как:

    Доступная мощность гидросистемы

    Где: η (эта) – КПД турбины или водяного колеса.

    Малая гидроэлектростанция Пример №1

    Небольшой ручей падает на 20 метров вниз по склону горы, производя расход воды 500 литров в минуту мимо фиксированной точки.Сколько энергии может генерировать малая гидроэлектростанция в киловаттах, если используемый тип гидротурбины имеет максимальный КПД (η) 85%.

    Приведены данные: напор = 20 м, расход = 500 л/мин, КПД = 0,85 и сила тяжести = 9,81 м/с 2 . Но сначала мы должны перевести расход воды 500 литров в минуту в м 3 /сек.

    1000 литров равно 1 м 3 , поэтому 500 литров равно 0,5 м 3 . Одна минута равна 60 секундам, тогда расход равен 0.5 м 3 в минуту равно 0,00833 м 3 в секунду.

    Мощность (P) = η × g × Q × H (кВт)

    P = 0,85 × 9,81 м/с 2 × 0,00833 м 3 /с × 20 м

    ∴ P = 1,4 кВт 1,4 кВт в секунду может показаться не таким уж большим, но это эквивалентно более чем 1,84 МВт (1,4 × 60 × 60 × 24 × 365) бесплатной гидроэлектроэнергии в год. Поскольку мощность пропорциональна произведению «напор x расход», увеличение любого из этих двух факторов и/или эффективности гидросистемы приведет к увеличению вырабатываемой мощности.Тем не менее, годовое производство электроэнергии зависит от наличия достаточного количества воды в течение года.

    Компоненты схемы малой гидроэнергетики

    Типичная схема малой гидроэлектростанции требует ручья, водозаборной системы для отвода воды, канала или канала, называемого водоводом, для отвода отводимой воды, водяной турбины. или водяное колесо для преобразования кинетической энергии воды в механическую энергию вращения и электрический генератор для преобразования этой энергии вращения колеса в электричество.

    Хотя фактические компоненты будут различаться для каждой схемы малой гидроэнергетики, тип выбранной схемы будет определять необходимость строительства отводной плотины, плотины или залива, что в конечном итоге будет зависеть от доступного «статического напора» воды. и показана типичная маломасштабная гидросхема.

    Если вы не уверены в географическом окружении, купив карту местности, вы сможете получить представление о количестве напора от реки до турбины, измерив детали контуров на карте.

    Схемы с низким напором до 20 метров (65 футов) позволяют использовать различные варианты гидроэнергетики от одиночной пластиковой водопроводной трубы до желоба, идущего вниз по склону от отводного водозабора над подачей воды непосредственно на турбину (вероятно, типа Пелтона), с турбиной, вращающей генератор.

    Тогда малые гидроэнергетические системы состоят из канала, трубопровода или напорного трубопровода (водопровода), по которому подается вода. Турбина или водяное колесо преобразует энергию текущей воды в энергию вращения, а генератор переменного тока или генератор преобразует энергию вращения в электричество.

    Малые гидрогенераторы

    Наряду со строительными работами, одной из самых сложных частей проектирования малых, мини- или микрогидросистем для производства электроэнергии является выбор правильного генератора, который будет сочетаться с водяной турбиной или водяным колесом. Вообще говоря, водяные колеса вращаются с более низкой скоростью, чем водяные турбины, поэтому, если выбран высокоскоростной генератор, может потребоваться коробка передач или система шкивов с использованием ремня или замены.

    Существует много доступных электрических машин, и все они имеют свои преимущества и недостатки, но генераторы переменного тока с постоянными магнитами, безусловно, являются наиболее популярным выбором в успешных проектах малых гидроэлектростанций.

    Малые гидрогенераторы постоянного тока — их мощность варьируется от нескольких сотен ватт до более 3 000 ватт, и их можно использовать для зарядки аккумуляторных блоков для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой, аналогично зарядке автомобильного аккумулятора. Наиболее распространенным типом генератора постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) является Dynamo . Динамо — хороший выбор для новичков в гидроэнергетике, поскольку они большие, тяжелые и обычно имеют очень хорошие подшипники на валу шкива.

    Дизельные динамо-машины старого образца для грузовиков или автобусов являются лучшим выбором для водяных колес, поскольку они предназначены для создания необходимого напряжения и тока на более низких скоростях с упором на эффективность, а не на максимальную мощность.Кроме того, большинство динамо-машин для автобусов и грузовиков могут генерировать мощность до 500 Вт при напряжении 24 вольта, чего более чем достаточно для зарядки аккумуляторов и питания небольших гидросистем низкого напряжения.

    Если в конструкцию малой гидроэлектростанции включены аккумуляторные батареи, они должны располагаться как можно ближе к генератору, поскольку может быть сложно передавать энергию низкого напряжения на большие расстояния по кабелю. Кроме того, небольшие гидрогенераторы всегда вырабатывают мощность при вращении, даже если батареи полностью заряжены, тогда требуется фиктивная резистивная нагрузка, такая как элемент электрического огня, для поглощения и рассеивания этой избыточной мощности.Эта фиктивная резистивная нагрузка может рассеивать много энергии, поэтому потенциально может сильно нагреваться, поэтому ее следует размещать так, чтобы к ней нельзя было прикоснуться.

    Автомобильные генераторы переменного тока также являются популярным выбором среди многих самодельщиков для низковольтных турбогенераторов, однако они требуют высоких скоростей вращения и не всегда очень эффективны. Автомобильным генераторам переменного тока также требуется внешний источник питания для питания электромагнитов, создающих магнитное поле.

    Автомобильные генераторы переменного тока ограничивают собственный ток с помощью встроенной схемы регулятора.Это предотвратит перезарядку подключенных аккумуляторов генератором. Тем не менее, автомобильный генератор переменного тока никогда не следует подключать к аккумуляторной батарее в обратном направлении или запускать генератор на высоких скоростях без подключенной батареи, поскольку выходное напряжение поднимется до высокого уровня (намного больше 12 вольт) и разрушит внутренний выпрямитель.

    Во многих системах постоянного тока также используются выпрямители для преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения (DC), вырабатываемой системой, в электроэнергию переменного тока напряжением 120 или 240 вольт для бытовых приборов и телевизоров, работающих от сети переменного тока.

    Генераторы постоянного тока могут подавать питание в систему, подключенную к сети, через инвертор и стабилизатор напряжения, но для системы, постоянно подключенной к сети, лучше установить гидрогенератор переменного тока.

    Малые гидрогенераторы переменного тока — используются для схем, подключенных к сети, и могут быть однофазными или трехфазными машинами. Гидрогенераторы переменного тока имеют мощность от 500 Вт до 10 кВт с использованием высокоскоростных синхронных или индукционных машин. Гидрогенераторы переменного тока постоянно подключены к системе электропроводки дома, напрямую питая нагрузки.Система должна включать стабилизатор мощности, чтобы обеспечить постоянную подачу электроэнергии в коммунальную сеть с правильным напряжением и частотой, независимо от скорости вращения турбины.

    Если вам посчастливилось жить рядом с рекой или ручьем, вложение средств в малую гидроэнергетическую систему может снизить вашу потребность в ископаемом топливе, помогая уменьшить загрязнение воздуха. Существует множество факторов, которые следует учитывать при проектировании гидроэнергетической системы, но при правильном выборе площадки и оборудования, тщательном планировании и детальном внимании к местным законам и требуемым разрешениям малые гидроэнергетические системы могут обеспечить вам чистоту, надежность и техническое обслуживание. бесплатный источник энергии на долгие годы.

    Помимо преимуществ, связанных с продажей бесплатно выработанной электроэнергии обратно местной коммунальной компании, подключенные к сети гидроэлектростанции обеспечат дополнительную мощность, необходимую вам, когда ваша гидроэнергетическая система не может удовлетворить все ваши потребности в электроэнергии.

    Для получения дополнительной информации о малой гидроэлектростанции и о том, как использовать двигатели в качестве генераторов для выработки собственного электричества с использованием энергии воды, или получить дополнительную информацию о гидроэнергетике о различных доступных малых гидроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки гидроэнергетики, а затем нажмите здесь, чтобы заказать копию на Amazon сегодня и узнать, как использовать электродвигатели в качестве генераторов как часть вашей собственной гидроэнергетической системы.

    Малая гидроэнергетика – Национальная ассоциация гидроэнергетики

    Малые гидроэлектростанции — это легкодоступная технология, которая включает в себя широкий спектр проектов, разбросанных по всей территории США. Фактически, отчеты Федеральной комиссии по регулированию энергетики показывают, что примерно 89% наших нефедеральных объектов имеют мощность менее 30 МВт.

    Эти небольшие проекты могут получать энергию из речных потоков с низким напором или с использованием существующей плотины или ирригационной инфраструктуры. Установка небольших турбин в ирригационных каналах, водосточных системах водоочистных сооружений и существующих гидроэлектростанциях означает, что проекты часто практически не оказывают воздействия на окружающую среду.

    Государственная поддержка, имеющая решающее значение для развития этих малых гидроресурсов, включает исследования и разработки, постоянные налоговые льготы в поддержку развития возобновляемых источников энергии и расширенное межправительственное сотрудничество в процессе федерального лицензирования. Эта среда будет способствовать доставке более чистой и дешевой энергии потребителям. Узнайте больше о правилах и поощрениях, которые поддерживают малые ГЭС.

    Изюминка проекта: Проект южного расширения Natel Buckeye

    Калифорнийская компания Natel Energy Inc.завершила установку своего первого коммерческого проекта малой ГЭС в прошлом году. В рамках проекта, расположенного в Бакай, штат Аризона, компания Natel в партнерстве с районом водосбережения и дренажа Бакай установила двигатель SLH на одном из каналов округа. SLH представляет собой гидроэнергетическую систему с низким напором, изготовленную

    .

    Natel, который позволяет вырабатывать электроэнергию за счет низконапорных плотин и существующих оросительных каналов. «Мы решили сосредоточиться на рынке с низким напором, потому что в США есть множество настроек.S., где существующая инфраструктура с низким напором может быть модернизирована для сбора энергии, которая в настоящее время тратится впустую», — заявил соучредитель Natel, председатель и главный исполнительный директор Гия Шнайдер на слушаниях в комитете Палаты представителей по природным ресурсам в июле 2010 года. По словам Шнайдера, «технология воздействия» «мы считаем, что существует потенциал для реализации проектов, которые одновременно обеспечивают возобновляемую энергию и создают положительные сопутствующие преимущества для окружающей среды».

     

     

     

    Проект Buckeye в настоящее время проходит испытания и будет подключен к сети, как только будет достигнуто соглашение с Государственной службой Аризоны.

    Подробнее о показаниях Шнайдера читайте здесь.

     

    Изюминка проекта: Проект расширения Bowersock Mills & Power Company

    На протяжении почти 100 лет компания Bowersock Mills & Power производит электроэнергию из реки Кау (Канзас). Единственная действующая гидроэлектростанция в Канзасе, Бауэрсок не только обеспечивает очень важный речной сток и коммунальное водоснабжение города Лоуренс, штат Канзас, но и вырабатывает 2,35 МВт электроэнергии в год. Чистая, возобновляемая электроэнергия, производимая семью генераторами завода, поступает в электрическую сеть и покупается энергетическим пулом Канзаса, обеспечивающим достаточное количество электроэнергии примерно для 1800 домов.
    Признавая преимущества, которые эта небольшая гидроэлектростанция приносит близлежащим сообществам и штату Канзас, Бауэрсок находится в процессе строительства крупной пристройки стоимостью 20 миллионов долларов для обеспечения электроэнергией Совета коммунальных служб Канзас-Сити (Канзас) в рамках 25-летнего договор. Расширение добавит четыре более крупных энергоблока, которые будут производить дополнительно 5 МВт электроэнергии. Ожидается, что при полной эксплуатации проект будет производить достаточно электроэнергии для снабжения 3300 домов, избегая выбросов углекислого газа на 44 000 тонн

    Компания Bowersock Mills & Power остается частной собственностью той же семьи, которая основала компанию в 1874 году.Стивен Хилл, руководивший компанией с 1972 года, и его дочь Сара Хилл-Нельсон, которая присоединилась к компании в 2002 году, являются бизнес-лидерами Канзаса, продолжающими давнюю традицию предоставления местному сообществу возобновляемой гидроэнергетики. Заботясь об окружающей среде и экономике штата Канзас, Bowersock уже более века добилась успеха в небольшой гидроэнергетике.

    Производитель мини-гидроэлектростанций│Вода Weco

    Февраль 2016 г.

    6 февраля 2016 года город Цуяма, префектура Окаяма, подписал соглашение с JA Tsuyama (в настоящее время [JA Hareno-kuni Okayama]) и ELIS CO., ООО на мини-гидроэлектростанции, недавно установленной ELIS на водном пути Куваданской электростанции JA (Куроки, Камо-тё, город Цуяма, префектура Окаяма). На заключительной церемонии, состоявшейся в мэрии Цуямы, бывший мэр Акинори Мияджи, глава Ассоциации лояльности JA Tsuyama, и Джун Кувахара, представительный директор нашей компании ELIS, подписали соглашение. Г-н Мияджи, бывший мэр, сказал: «Ожидается, что в Цуяме, богатом водными ресурсами, ожидается создание мини-гидроэлектростанций для создания города с низким уровнем выбросов углерода.Мы с нетерпением ждем распространения новых в будущем. Было сказано. Этот проект начался как модельный проект для реализации самодостаточного энергетического общества. В горных районах автомобили, работающие на бензине, являются основным средством передвижения, но заправочные станции, которые отвечали за их заправку, столкнулись с серьезными трудностями управления из-за быстрой экономии энергии, снижения рождаемости и старения населения. Также есть пустырь с заправкой 30 км в одну сторону, и есть много участков, которые вынуждены находиться в государственном управлении.Поэтому мы решили использовать природную энергию, такую ​​как производство мини-гидроэлектростанций для электромобилей, чтобы обеспечить постоянную модель бизнеса для устойчивого и экологически чистого общества с нулевыми затратами на мобильную энергию. Кроме того, мы поддерживаем безналичные платежные системы с учетом действующего законодательства об электроэнергетике. Это предполагает, что туристы могут легко использовать такую ​​небольшую мобильность. Ожидается, что малая мобильность получит распространение сразу, когда станет возможным передвигаться по дорогам общего пользования вдвоем.Он также эффективен для обеспечения электроснабжения в случае аварии. Кроме того, совместное использование автомобилей также будет использоваться для повышения заполняемости, и возрастут ожидания в качестве устойчивого средства передвижения для деревень в горных районах с депопуляцией, снижением рождаемости и старением населения.

    Как работает гидроэнергетика | Компания по благоустройству долины Висконсина

    Гидроэлектростанции улавливают энергию падающей воды для выработки электроэнергии.Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию. Затем генератор преобразует механическую энергию турбины в электрическую энергию.

    Размер гидроэлектростанций варьируется от «микрогидроэлектростанций», питающих лишь несколько домов, до гигантских плотин, таких как плотина Гувера, обеспечивающих электроэнергией миллионы людей.

    На фотографии справа изображена Александровская гидроэлектростанция на реке Висконсин, электростанция среднего размера, которая производит достаточно электроэнергии, чтобы обслуживать около 8000 человек.

     

    Детали гидроэлектростанции

    Большинство обычных гидроэлектростанций состоят из четырех основных компонентов (см. рисунок ниже):

    1. Плотина. Повышает уровень воды в реке, создавая падающую воду. Также контролирует поток воды. Образовавшийся резервуар, по сути, представляет собой накопленную энергию.
    2. Турбина. Сила падающей воды, давит на лопасти турбины, заставляет турбину вращаться.Водяная турбина очень похожа на ветряную мельницу, за исключением того, что энергия обеспечивается падающей водой, а не ветром. Турбина преобразует кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию.
    3. Генератор. Соединен с турбиной валами и, возможно, шестернями, поэтому, когда турбина вращается, она также заставляет вращаться генератор. Преобразует механическую энергию турбины в электрическую энергию. Генераторы на гидроэлектростанциях работают так же, как генераторы на других типах электростанций.
    4. Линии электропередачи . Проводите электричество от ГЭС к домам и предприятиям.
    Сколько электроэнергии может производить гидроэлектростанция?

    Количество электроэнергии, производимой гидроэлектростанцией, зависит от двух факторов:

    1. Как далеко падает вода. Чем дальше падает вода, тем больше в ней силы. Как правило, расстояние, на которое падает вода, зависит от размера плотины.Чем выше плотина, тем дальше падает вода и тем больше у нее мощности. Ученые сказали бы, что сила падающей воды «прямо пропорциональна» расстоянию, на которое она падает. Другими словами, вода, падающая вдвое дальше, обладает вдвое большей энергией.
    2. Количество падающей воды. Больше воды, проходящей через турбину, производит больше энергии. Количество доступной воды зависит от количества воды, стекающей по реке. Большие реки имеют больше проточной воды и могут производить больше энергии.Мощность также «прямо пропорциональна» стоку реки. Река с вдвое большим объемом проточной воды, чем в другой реке, может производить в два раза больше энергии.
    Могу ли я рассчитать, сколько энергии может производить плотина в моем районе?

    Конечно. Это не так уж и сложно.

    Допустим, в вашем районе есть небольшая плотина, которая не используется для производства электроэнергии. Возможно, плотина используется для подачи воды для орошения сельскохозяйственных угодий, а может быть, она была построена для создания озера для отдыха.Как мы объяснили выше, вам нужно знать две вещи:

    1. Как далеко падает вода. Из разговора с человеком, управляющим плотиной, мы узнаем, что высота плотины 10 футов, поэтому вода падает на 10 футов.
    2. Количество воды в реке. Мы связываемся с Геологической службой США, агентством в США, которое измеряет речной сток, и узнаем, что среднее количество воды, протекающей в нашей реке, составляет 500 кубических футов в секунду.

    Теперь все, что нам нужно сделать, это немного математики. Инженеры обнаружили, что мы можем рассчитать мощность плотины, используя следующую формулу:

    Мощность = (Высота плотины) x (Расход реки) x (КПД) / 11,8

    Мощность Электрическая мощность в киловаттах (один киловатт равен 1000 ваттам).
    Высота плотины Расстояние, на которое падает вода, измеряется в футах.
    Речной сток Количество воды, протекающей по реке, измеряется в кубических футах в секунду.
    Эффективность Насколько хорошо турбина и генератор преобразуют энергию падающей воды в электроэнергию. Для старых, плохо обслуживаемых гидроэлектростанций этот показатель может составлять 60% (0,60), а для новых, хорошо эксплуатируемых гидроэлектростанций этот показатель может достигать 90% (0,90).
    11.8 Преобразует футы и секунды в киловатты.

    Для плотины в нашем районе, скажем, мы покупаем турбину и генератор с КПД 80%.

    Тогда мощность нашей плотины будет:

    Мощность = (10 футов) x (500 кубических футов в секунду) x (0,80) / 11,8 = 339 киловатт

    Чтобы понять, что означают 339 киловатт, давайте посмотрим, сколько электроэнергии мы можем произвести за год.

    Поскольку электрическая энергия обычно измеряется в киловатт-часах, мы умножаем мощность нашей плотины на количество часов в году.

    Электроэнергия = (339 киловатт) х (24 часа в сутки) х (365 дней в году) = 2 969 000 киловатт-часов.

    Среднегодовое потребление энергии в жилых домах в США составляет около 3000 киловатт-часов на каждого человека. Таким образом, мы можем вычислить, сколько людей может обслуживать наша плотина, разделив годовое производство энергии на 3000.

    человек Обслужено = 2 969 000 киловатт-часов / 3 000 киловатт-часов на человека) = 990 человек.

    Таким образом, наша местная ирригационная или рекреационная плотина могла бы обеспечивать достаточное количество возобновляемой энергии для удовлетворения бытовых потребностей 990 человек, если бы мы добавили турбину и генератор.

    Примечание. Прежде чем вы решите добавить гидроэнергию к плотине, попросите инженера-гидроэнергетика проверить ваши расчеты и проконсультироваться с местными агентствами по ресурсам, чтобы убедиться, что вы можете получить все необходимые разрешения.

    Малая ГЭС: Вредит всем, кроме инвесторов | Фонд Генриха Бёлля | Белград

    «Жители Ракиты столкнулись с частной охраной на строительной площадке малой ГЭС». – говорится в сообщении портала «Южные вести» в понедельник, в день написания этого материала. Столкновение между жителями Ракиты и частными охранниками, нанятыми инвестором муниципалитета Бабушница, является лишь продолжением акции протеста местных жителей, которые с лета этого года пытаются предотвратить строительство небольшой гидроэлектростанции на реке Ракита, с помощью активистов гражданской группы «Odbranimo reke Stare Planine»[1] .

    Это лишь одно из мест и одна из рек по всей Сербии, которую местные жители пытаются защитить от инвесторов, желающих построить на них небольшие гидроэлектростанции. Самый известный и массовый протест прошел в начале сентября в Пироте, когда более тысячи человек потребовали остановить строительство малых ГЭС на реках Стара-Планина. Помимо нескольких рек Стара-Планина (Высочица, Рудиньска река), существуют инициативы и эко-ассоциации, целью которых является прекращение строительства малых гидроэлектростанций на Дунае, Рзаве, а также на реках Рудничка, Йошаничка и Рупска.

    Энергия, производимая малыми гидроэлектростанциями, официально обозначается как «зеленая» или «чистая», возобновляемая энергия. Благодаря переходу на экологически чистые источники энергии доля энергии, производимой за счет сжигания угля, снижается, а также уменьшается загрязнение окружающей среды, и, таким образом, сокращаются огромные расходы на здравоохранение, связанные с загрязненным воздухом. Сербия взяла на себя обязательство перед Энергетическим сообществом увеличить долю «зеленой» энергии до 27% от общего потребления энергии к 2020 году. В последние несколько лет на многих водотоках наблюдается бум строительства малых гидроэлектростанций.Почему же тогда граждане по всей Сербии протестуют против строительства малых ГЭС на реках, протекающих через их города?

    „Гидроэнергетика является возобновляемой и устойчивой только на первый взгляд, то есть она возобновляема в смысле круговорота воды, но не обязательно, когда речь идет об опасности связанных с ней природных ресурсов. Влияние малых гидроэлектростанций на окружающую среду нельзя не принимать во внимание, на самом деле оно часто бывает глубоким и может нанести необратимый ущерб водотокам». сказал Горан Секулич из WWF Adria для Vreme. «Трубы, уложенные в русло реки, наносят необратимый ущерб водотоку — хотя это запрещено, все инвесторы прокладывают трубы в русло реки, чтобы сократить расходы — и по этим трубам проходит больший объем воды, чем разрешено, а это означает, что правила минимального расход речной воды не соблюдается. Это очень сложно отследить и контролировать в нынешних условиях, и все малые гидроэксплуатанты используют это в своих интересах. Кроме того, в процессе строительства разрушаются окружающие среды обитания, а за счет прямого соединения нескольких малых ГЭС увеличивается суммарное воздействие на окружающую среду.Под угрозой находится даже местное водоснабжение», — сказал Секулич.

    Однако малые ГЭС в Сербии находятся в зачаточном состоянии – пока в Сербии построено менее 100 малых ГЭС, тогда как планируется построить более 800 из них. Мало того, что ресурсы, от которых зависит местное население, уничтожаются, местные жители вообще не получают никакой выгоды — прибыль направляется инвесторам, а количество создаваемых рабочих мест ничтожно мало: благодаря автоматизации один человек может управлять несколькими небольшими гидроэлектростанциями одновременно. однажды.

    Согласно Секуличу , , в 2013 году компетентные учреждения объявили публичный запрос на получение разрешений на строительство малых гидроэлектростанций в 317 местах, за которым последовал еще один запрос еще в 142 местах. «Список мест составлен на основе устаревшего кадастра мини-ГЭС 1989 года. С тех пор водотоки на многих из этих мест значительно изменились. Следует отметить, что, кроме того, что не учитывались текущие данные о водотоках, и что при подаче этих призывов не учитывалась охрана окружающей среды, весь процесс был полностью закрытым для общественности», — сказал Секулич.

    Данные о строительстве малых ГЭС, полученные CINS[2], показывают, что в период с 2013 по 2017 год ЭЭС[3] была основным получателем государственных средств за электроэнергию, произведенную малыми ГЭС, а на втором месте были компании, принадлежащие Николе Петровичу или его деловые партнеры с доходом более 10 миллионов евро. Петрович — бывший директор «Электромрежа Сербия»[4] и крестный отец президента Александра Вучича. Государство покупает электроэнергию у инвесторов, строящих малые ГЭС, по более высоким ценам, которые в конечном итоге оплачиваются гражданами отдельной статьей в их счетах за электроэнергию.

    «Строительство и эксплуатация малых гидроэлектростанций уничтожает биоразнообразие водотоков, нарушает водоснабжение и ставит под угрозу традиционный уклад жизни местного населения. (…) Заинтересованные группы и отдельные лица получают огромные финансовые выгоды, нанося большой экологический ущерб охраняемым территориям, и все это оплачивается бедными гражданами Сербии посредством счетов за электроэнергию. Речь идет не о национальных интересах, поскольку строительство 850 малых ГЭС обеспечит только 1,7-2% потребности Сербии в энергии.«, говорится, среди прочего, в письме поддержки группы граждан «Odbranimo reke Stare Planine», подписанном в конце июля деканом факультета лесного хозяйства в Белграде, доктором Ратко Ристичем, из Департамента Наводнение и эрозия.

    В конце сентября 2018 года в Сараево прошел первый Европейский саммит по рекам, на котором была принята декларация – перечень требований по защите последних свободных рек в Европе, а также по восстановлению экологически значимых рек. «Гидроэлектростанции представляют собой одну из основных угроз для рек», — говорится во введении к Декларации, которая, среди прочего, призывает Европейскую комиссию, Европейский парламент, Энергетическое сообщество, ЕБРР, ЕИБ и глав европейских государств и правительств «прекратить продвигать и финансировать гидроэнергетические проекты как устойчивые источники энергии» и «прекратить продвигать проекты малых гидроэлектростанций и ужесточить экологические нормы».

    «Когда река теряет свою энергию, она перестает быть рекой и превращается в порабощенный природный ресурс. Ограничена свобода согласовывать профили воды с окружающей средой, взаимодействовать с другими природными элементами и распространять жизнь. Когда поток реки останавливается или ее энергия конфискуется, река становится слугой, работающим на «современных колонизаторов» (которые никогда не были «хорошими парнями» в любом смысле этого слова). Борьба с малыми гидроэлектростанциями, которая привела к многочисленным действиям и инициативам граждан в Сербии и регионе, во многих случаях просто означает требование соблюдения уже существующих законов и того, чтобы ресурсы, которые государство уже классифицировало как «охраняемые», действительно охранялись. .– сказала Дучица Трнавац Богданович, руководитель проекта «Mladi istraživači Srbije»[5] для Vreme.

    По словам Драганы Милеуснич, руководителя программ для Юго-Восточной Европы в международной неправительственной организации Nature Conservancy, занимающейся охраной природы, решения этой проблемы существуют, но они предполагают сотрудничество между различными уровнями правительства и профессионалами в этой области и, прежде всего, уважение требования местных сообществ. Она говорит, что ее организация считает, что устойчивые решения для энергетической системы могут быть найдены за счет увеличения использования обильных ресурсов, таких как солнечная и ветровая энергия, что сведет к минимуму потребность в новых гидроэлектростанциях.Она отмечает, что Минприроды уже предприняло шаги в правильном направлении – например, запретив строительство малых ГЭС на охраняемых территориях.

    «Тем не менее, для того, чтобы эти решения были приняты, а затем реализованы, необходимо тесное сотрудничество и поддержка со стороны Минэнерго. Также Минэнерго, насколько нам известно, работает над пересмотром малого гидрокадастра. Это прекрасная возможность включить ряд критериев, которые обеспечат экономическую, социальную и экологическую устойчивость в секторе малых гидроэлектростанций.Однако необходимо также обеспечить участие общественности, особенно местных сообществ в этом процессе, чего до сих пор не было», — сказала она.

    Перечислив проблемы малых ГЭС в Сербии – нерегулируемое строительство, отсутствие критериев, учитывающих все аспекты (социальные, экономические и экологические), отсутствие прозрачности в решениях о выдаче разрешений на строительство (что, как правило, местных сообществ), централизация принятия решений в нескольких учреждениях (Министерство горнодобывающей промышленности и энергетики, Министерство строительства и инфраструктуры) с очень ограниченным влиянием со стороны учреждений в области управления водными ресурсами и охраны окружающей среды, избегание систематического планирования и принятия решений. hoc решений по отдельным проектам – Горан Секулич отмечает, что при строительстве малых ГЭС чаще всего также не учитываются исследования по оценке воздействия, что также резко снижает возможности участия общественности.

    «Однако важно отметить, что, борясь с малыми ГЭС, мы, конечно же, не выступаем за использование угольной энергетики. Ни в коем случае! Мы считаем, что необходимо пересмотреть крупные гидроэнергетические проекты и реформировать уже существующие энергосистемы. Требуемый процент энергии, получаемой из возобновляемых источников, может быть достигнут за счет использования нескольких источников энергии», – заключает Душица Трнавац Богданович.

     


    [1] Защита рек Стара-Планина

    [2] Центр журналистских расследований Сербии

    [3] «Электропривреда Сербии» — государственная энергетическая компания

    [4] Энергетическая сеть Сербии

    [5] Молодые исследователи Сербии

    Малая гидроэнергетика | Просадка проекта

    Малые гидроэлектростанции улавливают энергию свободно текущей воды без использования плотины.Они могут заменить грязные дизельные генераторы чистым производством электроэнергии.

    Краткий обзор решения*

    Гидроэнергетика вызывает в воображении образы массивных, разрушающих ландшафт плотин, таких как Три ущелья на верхних притоках реки Янцзы в Китае. Большие плотины гидроэлектростанций производят огромное количество электроэнергии, но они также поглощают огромные участки естественной и человеческой среды обитания. Они влияют на движение и качество воды, структуру отложений и миграцию рыбы.

    Меньшие прямоточные турбины отличаются.Помещенные в свободно текущую реку или ручей, они захватывают кинетическую энергию воды, не создавая резервуара и его последствий. Подводный аналог ветряных турбин, их лопасти вращаются по мере движения воды, производя относительно непрерывную электроэнергию. Никаких барьеров, отводов или хранилищ не требуется, только ограниченная структурная поддержка. Никаких выбросов не происходит.

    В отдаленных населенных пунктах от Аляски до Непала эта технология расширяет возможности электрификации и заменяет дорогие и грязные дизельные генераторы.В городских условиях прямоточные турбины могут быть размещены в пределах городских водопроводных сетей (называемых канальными гидроэлектростанциями).

    По мере роста гидроэлектростанций в русле реки важно отметить, что не все «русловые» проекты фактически позволяют реке течь. Некоторые из них отклонили водные пути, вызвали наводнения и препятствовали миграции рыб. Тщательный дизайн и установка могут обеспечить экологически чистую энергию.

    Воздействие:

    Если малые гидроэнергетические системы вырастут до 994–1136 тераватт-часов электроэнергии в 2050 году по сравнению с нынешним уровнем около 670 тераватт-часов, это может уменьшить 1.7–3,3 гигатонн выбросов парниковых газов и сэкономить 315–544 млрд долларов США на фиксированных и переменных затратах на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также на топливе. Населенные пункты в отдаленных горных районах одними из последних нуждаются в электрификации; малая гидроэнергетика, например, гидроэлектростанция в русле реки, предлагает им надежный и рентабельный метод производства электроэнергии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *