افزایش منظم قیمت برق باعث می شود بسیاری از مردم به موضوع منابع جایگزین برق فکر کنند. یکی از بهترین راه حل ها V در این مورد- نیروگاه برق آبی جستجوی راه حلی برای این موضوع نه تنها به مقیاس کشور مربوط می شود. بیشتر و بیشتر می توانید نیروگاه های برق آبی کوچک برای خانه (داچا) را ببینید. هزینه ها در این مورد فقط برای ساخت و ساز و تعمیر و نگهداری. عیب چنین ساختاری این است که ساخت آن تنها در شرایط خاصی امکان پذیر است. جریان آب مورد نیاز است. علاوه بر این، ساخت این سازه در حیاط شما نیاز به مجوز از مقامات محلی دارد.

نمودار مینی نیروگاه برق آبی

• کانال، مشخصه دشت ها. آنها بر روی رودخانه هایی با جریان کم نصب می شوند.
• ثابت ها از انرژی رودخانه های آبی با جریان سریع آب استفاده می کنند.
• نیروگاه های برق آبی در مکان هایی که جریان آب افت می کند نصب می شود. آنها اغلب در سازمان های صنعتی یافت می شوند.
• موبایل که با استفاده از شیلنگ های تقویت شده ساخته می شوند.

برای ساخت یک نیروگاه برق آبی، حتی یک جریان کوچک که از محل می گذرد کافی است. صاحبان خانه های دارای آبرسانی مرکزی نباید ناامید شوند.

یکی از شرکت های آمریکاییایستگاهی ساخته شده است که می تواند در سیستم آبرسانی یک خانه تعبیه شود. یک توربین کوچک در سیستم تامین آب تعبیه شده است که توسط جریان آب در حال حرکت توسط گرانش به حرکت در می آید. این امر سرعت جریان آب را کاهش می دهد، اما هزینه برق را کاهش می دهد. علاوه بر این این نصبکاملا امن

حتی نیروگاه های مینی برق آبی نیز در حال ساخت هستند لوله فاضلاب. اما ساخت آنها مستلزم ایجاد شرایط خاصی است. آب از طریق لوله به دلیل شیب باید به طور طبیعی جریان یابد. شرط دوم این است که قطر لوله باید برای نصب تجهیزات مناسب باشد. و این را نمی توان در یک خانه جداگانه انجام داد.

طبقه بندی نیروگاه های برق آبی کوچک

نیروگاه های برق آبی کوچک (خانه هایی که در آنها استفاده می شود بیشتر در بخش خصوصی هستند) اغلب متعلق به یکی از انواع زیر هستند که در اصل عملکرد متفاوت است:

• چرخ آب - نوع سنتی، که ساده ترین اجراست.
• پروانه. در مواردی که رودخانه بستری بیش از ده متر داشته باشد استفاده می شود.
• گلدسته روی رودخانه هایی با جریان ملایم نصب می شود. برای افزایش سرعت جریان آب از سازه های اضافی استفاده می شود.
• روتور Darrieus معمولا در شرکت های صنعتی نصب می شود.

رواج این گزینه ها به این دلیل است که نیازی به ساخت سد ندارند.

چرخ آب

این ظاهر کلاسیکنیروگاه برق آبی که بیشترین محبوبیت را برای بخش خصوصی دارد. نیروگاه های برق آبی کوچک از این نوع چرخ بزرگی هستند که می توانند بچرخند. تیغه های آن در آب فرو می روند. بقیه سازه بالای بستر رودخانه است و باعث حرکت کل مکانیسم می شود. برق از طریق یک درایو هیدرولیک به ژنراتوری که جریان تولید می کند منتقل می شود.

ایستگاه پروانه

روی قاب در موقعیت عمودییک روتور و یک توربین بادی زیر آب وجود دارد که در زیر آب پایین آمده است. یک آسیاب بادی دارای پره هایی است که تحت تأثیر جریان آب می چرخند. بهترین مقاومت توسط تیغه هایی با عرض دو سانتی متر (با جریان سریع که سرعت آن از دو متر در ثانیه تجاوز نمی کند) ایجاد می کند.

در این حالت، تیغه ها توسط فشار آب حاصل به جای فشار آن به حرکت در می آیند. علاوه بر این، جهت حرکت تیغه ها عمود بر جهت جریان است. این فرآیند مشابه نیروگاه های بادی است، فقط در زیر آب کار می کند.

نیروگاه برق آبی Garlyandnaya

این نوع مینی نیروگاه برق آبی شامل یک کابل است که بر روی بستر رودخانه کشیده شده و در یک یاتاقان نگهدارنده محکم می شود. توربین هایی با اندازه و وزن کوچک (روتورهای هیدرولیک) به شکل گلدسته بر روی آن آویزان شده و محکم می شوند. آنها از دو نیم سیلندر تشکیل شده اند. به دلیل تراز بودن محورها هنگام پایین آمدن در آب، گشتاوری در آنها ایجاد می شود. این باعث می شود کابل خم شود، کشیده شود و شروع به چرخش کند. در این شرایط، کابل را می توان با شفتی مقایسه کرد که وظیفه انتقال نیرو را دارد. یکی از انتهای کابل به گیربکس متصل است. نیروی حاصل از چرخش کابل و پروانه های هیدرولیک به آن منتقل می شود.

وجود چندین "گلدسته" به افزایش قدرت ایستگاه کمک می کند. آنها می توانند به یکدیگر متصل شوند. حتی این کار راندمان این نیروگاه برق آبی را تا حد زیادی افزایش نمی دهد. این یکی از معایب چنین ساختاری است.

یکی دیگر از معایب این گونه خطری است که برای دیگران ایجاد می کند. این نوع ایستگاه فقط در مکان های متروک قابل استفاده است. علائم هشدار دهنده الزامی است.

روتور داریا

یک نیروگاه مینی برق آبی برای یک خانه خصوصی از این نوع به نام توسعه دهنده آن، ژرژ داریو، نامگذاری شده است. ثبت اختراع این طرحدر سال 1931 بود. روتوری است که تیغه ها روی آن قرار دارند. پارامترهای مورد نیاز به صورت جداگانه برای هر تیغه انتخاب می شوند. روتور به صورت عمودی در زیر آب پایین می آید. تیغه ها به دلیل اختلاف فشار ناشی از جریان آب روی سطح آنها می چرخند. این فرآیند شبیه بالابری است که هواپیماها را به پرواز در می آورد.

این نوع نیروگاه های برق آبی از شاخص بازده خوبی برخوردار است. مزیت سه گانه - جهت جریان مهم نیست.

از معایب این می توان به طراحی پیچیده و نصب دشوار اشاره کرد.

مزایای مینی نیروگاه های برق آبی

صرف نظر از نوع طراحی، نیروگاه های مینی برق آبی دارای تعدادی مزیت هستند:

• آنها دوستدار محیط زیست هستند و مواد مضر برای جو تولید نمی کنند.
• فرآیند تولید برق بدون ایجاد نویز انجام می شود.
• آب تمیز باقی می ماند.
• برق بدون توجه به زمان روز یا شرایط آب و هوایی به طور مداوم تولید می شود.
• حتی یک جریان کوچک برای راه اندازی یک ایستگاه کافی است.
• برق اضافی را می توان به همسایگان فروخت.
• شما به اسناد مجوز زیادی نیاز ندارید.

مینی نیروگاه برق آبی را خودتان انجام دهید

شما می توانید آن را خودتان برای تولید برق بسازید. برای یک خانه شخصی، بیست کیلووات در روز کافی است. حتی یک نیروگاه مینی برق آبی که با دستان خود مونتاژ شده است می تواند با این ارزش کنار بیاید. اما باید به خاطر داشت که این فرآیند با تعدادی ویژگی مشخص می شود:

• انجام محاسبات دقیق بسیار دشوار است.
• ابعاد و ضخامت عناصر فقط به صورت تجربی "با چشم" انتخاب می شود.
• سازه های خانگی فاقد عناصر محافظ هستند که منجر به خرابی های مکرر و هزینه های مرتبط می شود.

بنابراین، اگر تجربه و دانش خاصی در این زمینه ندارید، بهتر است این نوع ایده را کنار بگذارید. ممکن است خرید یک ایستگاه آماده ارزانتر باشد.

اگر هنوز تصمیم دارید همه کارها را خودتان انجام دهید، باید با اندازه گیری سرعت جریان آب در رودخانه شروع کنید. پس از همه، قدرتی که می توان به دست آورد به این بستگی دارد. اگر سرعت کمتر از یک متر بر ثانیه باشد، ساخت نیروگاه مینی برق آبی در این مکان توجیه نخواهد شد.

مرحله دیگری که نمی توان آن را حذف کرد، محاسبات است. لازم است به دقت میزان هزینه هایی که صرف ساخت ایستگاه می شود محاسبه شود. در نتیجه، ممکن است معلوم شود که نیروگاه برق آبی نیست بهترین گزینه. سپس باید به انواع دیگر برق جایگزین توجه کنید.

مینی نیروگاه برق آبی می تواند تبدیل شود راه حل بهینهاز نظر صرفه جویی در هزینه های انرژی برای ساخت آن باید رودخانه ای در نزدیکی خانه وجود داشته باشد. بسته به ویژگی های مورد نظر، می توانید انتخاب کنید گزینه مناسبنیروگاه برق آبی. با رویکرد صحیح، حتی می توانید چنین ساخت و ساز را با دستان خود بسازید.

توربین‌های هیدرولیک کوچک برخلاف توربین‌های نیروگاه‌های برق آبی معمولی، در اصل عملکردشان بسیار خاص هستند. روند کار یک توربین میکرو هیدرولیک از این جهت جالب است که خواص ساختار آن می تواند حجم توده های آبی را که به قسمت های توربین هیدرولیک (پره ها) جریان می یابد، برای یک جسم خاص فراهم کند و ژنراتور را در شرایط کار قرار دهد. (ژنراتور نقش تولید برق را ایفا می کند).

فرآیند افزایش فشار آب با تشکیل "اشتقاق" تضمین می شود - تخلیه آب در یک جریان آزاد (به شرطی که این نیروگاه میکرو برق آبی از نوع انحرافی باشد) یا یک سد (به شرطی که یک نیروگاه حرارتی کوچک باشد. نوع سد).

قدرت مینی نیروگاه برق آبی

سطح توان یک نیروگاه برق آبی کوچک به طور مستقیم به شرایطی بستگی دارد که خواص هیدرولیکی آن در آن قرار دارد:

1. جریان آب حجم توده های آبی (l) است که در یک بازه زمانی معین از توربین عبور می کند. مرسوم است که برای این مدت 1-2 ثانیه طول بکشد.
2. فشار آب فاصله بین دو نقطه مقابل جرم آب است (یکی در بالا و دیگری در پایین قرار دارد). فشار یک عدد دارد ویژگی های مشخصهکه انواع نیروگاه های برق آبی میکرو (فشار بالا، فشار متوسط، کم فشار) به آن بستگی دارد.

ویژگی عملکرد یک نیروگاه برق آبی میکرو از نقطه نظر موقعیت سرزمینی آن ارزیابی می شود. به عنوان مثال، یک نیروگاه میکرو هیدروالکتریک تحت فشار با منحرف کردن جریان آب از طریق یک کانال مخصوص ساخته شده از چوب، واقع در یک زاویه شیب خاص، کار می کند که به آب اجازه می دهد سریعتر جریان یابد. فشار آب در چنین نیروگاه برق آبی بستگی به طول کانال دارد. سپس آب به خط لوله فشار می ریزد و پس از آن وارد واحد هیدرولیک می شود که در قسمت پایینی قرار دارد. سپس آب بازیافتی با اکستروژن به منبع خود باز می گردد.

موقعیت مینی نیروگاه برق آبی

توجه به این نکته ضروری است که موقعیت توربین هیدرولیک بسته به نوع ساخت ممکن است متفاوت باشد:

1. موقعیت افقی.این موقعیت توربین هیدرولیک منجر به افزایش طبیعی اندازه خود نیروگاه مینی برق آبی می شود (با کمک یک شفت توربین، که همچنین اندازه سیستم انرژی را در طول چرخش افزایش می دهد و همچنین تغییر مقیاس را افزایش می دهد. اتاق توربین). با این حال، شایان ذکر است که ساخت چنین توربین های هیدرولیک پیچیده تر از سایرین نیست، بلکه برعکس، آن را ساده می کند.
2. آرایش عمودی.این نوع آرایش به کاهش اندازه نیروگاه برق آبی کمک می کند، تعادل خطوط محوری و فشردگی آن را بهبود می بخشد. ساخت این قرارگیری پیچیده‌تر است، زیرا نیاز به تعادل دقیق محور در عنصر چرخشی را ایجاد می‌کند. همچنین در چنین شرایطی، مراقبت بیشتر در مورد موقعیت اجباری کف کار، زمانی که در یک خط افقی قرار می گیرد و آن ویژگی های قدرتبه طوری که بتوانند وزن کل سازه را تحمل کنند. موقعیت عمودی باعث افزایش فشار بر محور سازه می شود.

کاربرد مینی نیروگاه برق آبی

به طور کلی، نیروگاه های برق آبی کوچک عمدتاً برای کاربرد آنها در مناطق دورافتاده ساختمان های مسکونی استفاده می شود. آنها نمی توانند رقیبی جدی برای نیروگاه های بزرگ باشند، بلکه در جهت تضمین صرفه جویی در انرژی هستند. اخیراً تعداد افرادی که از هر دو نیروگاه برق آبی، باتری های خورشیدی و تنظیمات مختلفتنظیم باد توربین های شرح داده شده در این مقاله به زودی می توانند با این منابع انرژی نوآورانه تبدیل شوند که در نهایت منجر به ایجاد انرژی های جدید خواهد شد. نمودارهای الکتریکیو مدل ها

این سازه ها برای چه کاری می توان استفاده کرد؟

• تامین برق برای املاک خصوصی؛
• برای مناطق صنعتی دور افتاده؛
• برای ایستگاه های شارژ الکتریکی؛
• برای استفاده موقت

مزایای مینی نیروگاه های برق آبی

نیروگاه های برق آبی کوچک دارای چندین مزیت ویژه هستند:

• آنها در دو نسخه موجود هستند: ثابت در ته مخزن، و همچنین با قلاب های مخصوص که امکان انجام کار بر روی سطح را فراهم می کند.
• نصب می تواند به قدرت 5 کیلو وات برسد، به منظور افزایش توان و راندمان نیروگاه های برق آبی، توربین ها به عنوان ماژول نصب می شوند.
• نیروگاه های برق آبی در طول فرآیند ساخت و ساز بر محیط زیست تأثیر منفی نمی گذارد، زیرا برای ایجاد آن از آب طبیعی استفاده می شود که به جریان خاصی هدایت می شود و تیغه ها را به حرکت در می آورد.

توربین های مینی نیروگاه های برق آبی

اکنون بیایید مستقیماً در مورد توربین های هیدرولیک برای مینی نیروگاه های برق آبی و آنچه برای ساخت آن نیاز داریم صحبت کنیم. ویژگی ها و ویژگی های عملکردی توربین هیدرولیک:

1. دمای آب عرضه شده به توربین باید از +4 درجه سانتیگراد تجاوز کند.
2. دمایی که باید در ماژول بلوک باشد 15+ درجه سانتیگراد و بالاتر است.
3. فشار صوتی که منبع آن در 1 متری توربین هیدرولیک قرار دارد، 80 دسی بل است و نه بیشتر.
4. سطح بیرونی توربین هیدرولیک باید تا دمای بیش از 45+ درجه سانتیگراد گرم شود، مشروط بر اینکه دمای هوا در حدود 25+ درجه سانتیگراد باشد.

بیایید مثالی از یک توربین هیدرولیک متعادل و کارکرده در شرایط ایده آل را در نظر بگیریم.

اجازه دهید فرض کنیم که یک توربین هیدرولیک جریانی، شعاعی، تحت فشار با فشار متوسط ​​داریم که منبع مماس آب را برای پره ها فراهم می کند، شفت افقی است. این نوع لوله ها به عنوان لوله های "بی صدا" طبقه بندی می شوند. آنها ویژگی سازگاری را دارند محیط زیست، محل نصب و اختلاف فشار ارتفاعی مختلف. اگر جریان آب به شدت تغییر کند، توربین از طراحی کیسه دو محفظه ای استفاده می کند که باعث می شود دستگاه بهتر کار کند.

بدنه هر توربین هیدرولیکی از فولاد ساختاری ساخته شده است. هزینه های مصالح و ساخت و ساز در مقایسه با توربین های هیدرولیک برای نیروگاه های برق آبی معمولی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. متداول ترین ماده ای که برای ساخت یک توربین آبی استفاده می شود، در برابر افت 90 تا 120 متر مقاومت می کند، برخی از قطعات از آن ساخته شده اند. فولاد ضد زنگ(مسکن، خطوط لوله).

در توربین های هیدرولیک نسل جدید امکان تعویض ژنراتور و پروانه بدون تغییر شکل و دگرسانی شدید وجود دارد. شایان ذکر است پروانه به دلیل جریان های آبی که در حین کار از ناحیه پروانه عبور می کند دارای خاصیت خود تمیز شوندگی می باشد. در طول طراحی ژنراتور و خود توربین هیدرولیک، تعدادی از اقدامات برای کاهش سطح کاویتاسیون انجام می شود. توربین های هیدرولیک فعلی 100 درصد عاری از این مشکل هستند.

قسمت اصلی یک توربین هیدرولیک پروانه است. مواد برای ساخت تیغه ها اغلب فولاد پروفیلی است. تیغه ها به دلیل خواصی که دارند می توانند نیروی محوری ایجاد کنند و کار بلبرینگ ها را تسهیل کنند و خود پروانه ها در تعادل ثابت هستند. مدت زمان کارکرد محور پروانه با موقعیت آن تعیین می شود که برای کار طولانی تر در سطح یاتاقان نصب شده است.

ویژگی های توربین های هیدرولیک برای مینی نیروگاه های برق آبی

1. می تواند در سیستم های تصفیه برای به دست آوردن آب آشامیدنی با کیفیت بالا استفاده شود.
2. امکان اتصال ژنراتور صنعتی وجود دارد.
3. نیازهای افزایش یافته برای قابلیت اطمینان ژنراتور.

برخی از ویژگی های طرح فنی:

1. اختلاف ارتفاع: 3 - 200 متر
2. مصرف آب: 0.03 - 13 متر مکعبدر هر ثانیه
3. قدرت: 5 - 3000 کیلو وات
4. تعداد تیغه های واقع در بخش محوری: 37
5. راندمان: 84٪ - 87٪

البته، بعید است که نیروگاه های برق آبی کوچک به منبع اصلی انرژی تبدیل شوند، اما استفاده از آنها به عنوان وسیله ای برای کاهش بار در شبکه اصلی منبع تغذیه، به ویژه در دوره های اوج مصرف، کاملاً توصیه می شود.

اگر نزدیک است تسویه حساباگر رودخانه کوچکی در جریان باشد، می توان یک نیروگاه مینی برق آبی روی آن قرار داد. با کمک آن می توانید برق ارزان قیمت به دست آورید. اگر منبع برق در آنجا وجود نداشته باشد، این برای یک کلبه روستایی ضروری است.

برای انجام این کار باید موارد زیر را انجام دهید:

1. سرعت جریان رودخانه را اندازه گیری کنید. آنقدرها هم که به نظر می رسد سخت نیست. برای این کار توصیه می شود یک تکه پارچه کوچک پرتاب کنید و سپس اندازه گیری کنید که چقدر طول می کشد تا در یک منطقه 10 متری شناور شود. اگر اندازه‌گیری‌ها از 1 متر بر ثانیه تجاوز نکند، هیچ بازدهی از چنین نیروگاه برق آبی کوچکی وجود نخواهد داشت، بنابراین نصب آن فایده‌ای ندارد.
2. اگر کانال کمی تنگ شود یا سد ساخته شود می توان وضعیت را اصلاح کرد. برای پیمایش صحیح، توصیه می شود از نسبت سرعت جریان و نشانگر قدرت شفت الکتریکی استفاده کنید. با توجه به محاسبات انجام شده، توان با سرعت جریان رودخانه نسبت مستقیم دارد.

نیروگاه های برق آبی کوچک امروزه به دلایلی بسیار محبوب هستند.

درباره انواع نیروگاه های برق آبی کوچک

امروزه نیروگاه آبی کوچک در حال توسعه است و این راه حل عالیصرفه جویی در منابع انرژی یک ژنراتور برای یک نیروگاه مینی برق آبی را می توان در یک فروشگاه خریداری کرد، یا می توانید آن را خودتان بسازید.

چندین گزینه برای ساخت نیروگاه های برق آبی کوچک وجود دارد:

استفاده از نیروگاه های برق آبی قابل حمل آسان است و طراحی آنها ساده است.

مزایای مینی نیروگاه های برق آبی

نیروگاه های آبی کوچک دارای چندین مزیت هستند:

• مینی توربین هیدرولیک بی سر و صدا و بدون سر و صدا کار می کند.
• بدون انتشار مواد مضروارد اتمسفر در حین عملیات؛
• به هیچ وجه بر ویژگی های کیفی آب تأثیر نمی گذارد.
• به شرایط خارجی بستگی ندارد؛
• نیروگاه های برق آبی کوچک به طور مداوم در طول روز انرژی تولید می کنند.
• برای اطمینان از کار، می توانید حتی از یک جریان کوچک استفاده کنید.
• اگر انرژی مازاد وجود داشته باشد، می توان آن را فروخت و درآمد ایجاد کرد.
• برای اطمینان از تولید انرژی از نیروگاه های برق آبی نیازی به اخذ مجوز نیست.

امروزه نیروگاه های برق آبی کوچک در روسیه از محبوبیت بی سابقه ای برخوردار هستند. انجام آنها آسان است یا می توان آنها را در فروشگاه خریداری کرد. برق آبی کوچک یک تجارت سودآور است.

ایرادات

نیروگاه های برق آبی کوچک علاوه بر مزایایی که دارند، دارای معایبی نیز هستند:

1. یک نیروگاه برق آبی کوچک گلدسته برای دیگران خطر ایجاد می کند: قطعات متحرک در آب پنهان هستند، کابل طولانی است.
2. نه راندمان بالا.
3. روتور داریا. ساخت این مولد آب دشوار است.

اکولوژی مصرف علم و فناوری: ژنراتورهای برقی خانگی از نظر توان با پنل های خورشیدی و توربین های بادی قابل مقایسه هستند، اما حجم بسیار بیشتری از برق تولید می کنند.

از آنجایی که تعرفه برق در اخیراشروع به رشد کرد، منابع تجدیدپذیر برق در بین مردم اهمیت فزاینده ای پیدا می کنند و این امکان را فراهم می کند که برق تقریباً رایگان دریافت کند. در میان چنین منابعی که برای بشر شناخته شده است، باید پانل های خورشیدی، ژنراتورهای بادی و نیروگاه های برق آبی خانگی را برجسته کرد. اما دومی بسیار پیچیده است، زیرا آنها باید در شرایط بسیار تهاجمی کار کنند. اگرچه این بدان معنا نیست که ساختن یک نیروگاه مینی برق آبی با دستان خود غیرممکن است.

برای انجام همه چیز به درستی و کارآمد، نکته اصلی این است که انتخاب کنید مواد مناسب. آنها باید حداکثر دوام ایستگاه را تضمین کنند. ژنراتورهای هیدروژنی خانگی را خودتان انجام دهید که قدرت آنها با قدرت آنها قابل مقایسه است پانل های خورشیدیو توربین های بادی می توانند انرژی بسیار بیشتری تولید کنند. اما اگرچه خیلی به مواد بستگی دارد، همه چیز به همین جا ختم نمی شود.

انواع MINI HYDRO PLANTS

تعداد زیادی از انواع مختلف نیروگاه های مینی برق آبی وجود دارد که هر کدام مزایا، ویژگی ها و معایب خاص خود را دارند. انواع زیر از این دستگاه ها متمایز می شوند:

• گلدسته؛
• پروانه;
• روتور داریا؛
• چرخ آب با تیغه.

یک نیروگاه برق آبی گارلند شامل کابلی است که روتورها روی آن وصل شده اند. چنین کابلی از رودخانه کشیده می شود و در آب غوطه ور می شود. جریان آب در رودخانه شروع به چرخش روتورها می کند که به نوبه خود کابل را می چرخاند که در یک انتهای آن یک بلبرینگ و در طرف دیگر یک ژنراتور وجود دارد.

نوع بعدی چرخ آب با تیغه است. به صورت عمود بر سطح آب نصب می شود و کمتر از نصف آن زیر آب می رود. همانطور که جریان آب روی چرخ عمل می کند، می چرخد ​​و باعث می شود ژنراتور نیروگاه مینی برق آبی که این چرخ به آن متصل است بچرخد.

همانطور که برای نیروگاه برق آبی پروانه، این یک توربین بادی است که در زیر آب قرار دارد روتور عمودی. عرض پره های چنین آسیاب بادی از 2 سانتی متر تجاوز نمی کند. این عرض برای آب کافی است، زیرا این رتبه بندی است که به شما امکان می دهد حداکثر مقدار برق را با حداقل مقاومت تولید کنید. درست است، این عرض فقط برای سرعت جریان تا 2 متر در ثانیه بهینه است.

در مورد سایر شرایط، پارامترهای پره های روتور به طور جداگانه محاسبه می شود. و روتور Darrieus یک روتور عمودی است که بر اساس اصل فشار دیفرانسیل کار می کند. همه چیز به طور مشابه با یک بال هواپیما که تحت تأثیر بالابر قرار می گیرد اتفاق می افتد.

مزایا و معایب

اگر یک نیروگاه برق آبی گلدسته را در نظر بگیریم، آنگاه تعدادی کاستی آشکار دارد. اولاً، کابل بلند استفاده شده در طراحی، برای دیگران خطر ایجاد می کند. روتورهای پنهان شده در زیر آب نیز خطر بزرگی هستند. خوب، علاوه بر این، شایان ذکر است که شاخص های راندمان پایین و مصرف بالای مواد.

در مورد معایب روتور Darrieus، برای اینکه دستگاه شروع به تولید برق کند، ابتدا باید چرخش شود. درست است، در این حالت، نیرو مستقیماً بالای آب گرفته می شود، بنابراین مهم نیست که جریان آب چگونه تغییر کند، ژنراتور برق تولید می کند.

همه موارد فوق عواملی هستند که باعث محبوبیت بیشتر توربین های هیدرولیک برای نیروگاه های کوچک آبی و چرخ های آبی می شوند. اگر ساخت دستی چنین وسایلی را در نظر بگیریم، چندان پیچیده نیستند. و علاوه بر این، چه زمانی حداقل هزینه هاچنین نیروگاه های کوچک آبی قادر به تولید شاخص های حداکثر بازده هستند. بنابراین معیارهای محبوبیت واضح است.

از کجا ساخت و ساز را شروع کنیم

ساخت یک نیروگاه مینی برق آبی با دستان خود باید با اندازه گیری شاخص های سرعت جریان رودخانه شروع شود. این کار بسیار ساده انجام می شود: فقط یک فاصله 10 متری را در بالادست علامت بزنید، یک کرونومتر بردارید، یک تراشه را در آب بیندازید و مدت زمانی را که طول می کشد تا فاصله اندازه گیری شده را طی کند، یادداشت کنید.

در نهایت، اگر 10 متر را بر تعداد ثانیه های صرف شده تقسیم کنید، سرعت رودخانه را بر حسب متر بر ثانیه بدست می آورید. شایان ذکر است که ساختن نیروگاه های مینی برق آبی در مکان هایی که سرعت جریان از 1 متر بر ثانیه تجاوز نمی کند، فایده ای ندارد.

اگر می خواهید بفهمید که چگونه نیروگاه های برق آبی کوچک در مناطقی که سرعت رودخانه کم است ساخته می شوند، می توانید سعی کنید با سازماندهی اختلاف ارتفاع، جریان را افزایش دهید. این کار را می توان با نصب لوله تخلیه در مخزن انجام داد. در این حالت قطر لوله مستقیماً بر سرعت جریان آب تأثیر می گذارد. هرچه قطر کوچکتر باشد، جریان سریعتر است.

این رویکرد امکان سازماندهی یک نیروگاه مینی برق آبی را فراهم می کند حتی اگر جریان کوچکی در نزدیکی خانه باشد. یعنی یک سد جمع شونده بر روی آن سازماندهی شده است که در زیر آن یک مینی نیروگاه برق آبی به طور مستقیم برای تغذیه خانه نصب شده است. لوازم خانگی. منتشر شده است

اگر رودخانه یا حتی یک نهر کوچک در نزدیکی خانه شما جریان دارد، با کمک یک مینی نیروگاه برق آبی خانگی می توانید برق رایگان دریافت کنید. شاید این مقدار زیادی به بودجه اضافه نشود، اما درک اینکه شما برق خود را دارید هزینه بسیار بیشتری دارد. خوب، اگر، به عنوان مثال، در یک ویلا، منبع تغذیه مرکزی وجود نداشته باشد، حتی مقادیر کمی برق نیز به سادگی لازم خواهد بود. و بنابراین، برای ایجاد یک نیروگاه برق آبی خانگی، حداقل دو شرط لازم است - در دسترس بودن یک منبع آب و تمایل.

اگر هر دو وجود داشته باشند، اولین کاری که باید انجام دهید اندازه گیری سرعت جریان رودخانه است. انجام این کار بسیار ساده است - یک شاخه را به داخل رودخانه بیندازید و مدت زمان شناور شدن آن 10 متر را اندازه بگیرید. تقسیم متر بر ثانیه سرعت فعلی را بر حسب متر بر ثانیه به شما می دهد. اگر سرعت کمتر از 1 متر بر ثانیه باشد، یک مینی نیروگاه برق آبی مولد کار نخواهد کرد. در این صورت می توانید با تنگ کردن مصنوعی کانال یا ساختن یک سد کوچک در صورتی که با جریان کوچکی سروکار دارید، سرعت جریان را افزایش دهید.

به عنوان راهنما، می توانید از رابطه بین سرعت جریان بر حسب متر بر ثانیه و توان برق حذف شده از محور پروانه بر حسب کیلو وات (قطر پیچ 1 متر) استفاده کنید. داده ها در واقعیت آزمایشی هستند، قدرت حاصل به عوامل زیادی بستگی دارد، اما برای ارزیابی مناسب است.

0.5 متر بر ثانیه - 0.03 کیلو وات،
0.7 متر بر ثانیه - 0.07 کیلو وات،
1 متر بر ثانیه - 0.14 کیلو وات،
1.5 متر بر ثانیه - 0.31 کیلو وات،
2 متر بر ثانیه - 0.55 کیلو وات،
2.5 متر بر ثانیه - 0.86 کیلو وات،
3 متر بر ثانیه -1.24 کیلو وات،
4 متر بر ثانیه - 2.2 کیلو وات و غیره

قدرت مینی نیروگاه برق آبی خانگیمتناسب با مکعب سرعت جریان. همانطور که قبلاً اشاره شد، اگر سرعت جریان کافی نیست، سعی کنید به طور مصنوعی آن را افزایش دهید، البته اگر این امکان وجود دارد.

انواع نیروگاه های مینی برق آبی

چندین گزینه اصلی برای نیروگاه های برق آبی کوچک خانگی وجود دارد.

چرخ آب

این چرخ با تیغه هایی عمود بر سطح آب نصب شده است. چرخ کمتر از نصف در جریان غوطه ور است. آب روی تیغه ها فشار می آورد و چرخ را می چرخاند. همچنین چرخ‌های توربین با تیغه‌های مخصوص بهینه‌سازی شده برای جریان مایع وجود دارد. اما همین کافی است طرح های پیچیدهبیشتر کارخانه ای است تا خانگی.

روتور داریا

این یک روتور با محور عمودیچرخش مورد استفاده برای تولید انرژی الکتریکی. روتور عمودی که به دلیل اختلاف فشار روی پره هایش می چرخد. اختلاف فشار به دلیل جریان مایع در اطراف سطوح پیچیده ایجاد می شود. این اثر شبیه به بلند کردن یک هیدروفویل یا بلند کردن بال هواپیما است. این طرح توسط ژرژ ژان ماری داریو، مهندس هوانوردی فرانسوی در سال 1931 به ثبت رسید. همچنین اغلب در طراحی توربین های بادی استفاده می شود.

نیروگاه برق آبی Garlyandnaya

یک نیروگاه برق آبی متشکل از توربین های سبک - ملخ های هیدرولیک است که به شکل گلدسته ای محکم روی کابلی که در عرض رودخانه پرتاب می شود، محکم شده و ثابت شده است. یک سر کابل در یاتاقان پشتیبانی ثابت می شود، دیگری روتور ژنراتور را می چرخاند. در این حالت کابل نقش نوعی شفت را ایفا می کند که حرکت چرخشی آن به ژنراتور منتقل می شود. جریان آب روتورها را می چرخاند، روتورها کابل را می چرخانند.

پروانه

همچنین از طرح های نیروگاه های بادی، نوعی "توربین بادی زیر آب" با روتور عمودی وام گرفته شده است. برخلاف پروانه هوا، پروانه زیر آب دارای پره هایی با حداقل عرض است. برای آب، عرض تیغه تنها 2 سانتی متر کافی است با چنین عرضی حداقل مقاومت وجود دارد حداکثر سرعتچرخش این عرض تیغه ها برای سرعت جریان 0.8-2 متر بر ثانیه انتخاب شد. در سرعت های بالاتر، اندازه های دیگر ممکن است بهینه باشند. پروانه نه به دلیل فشار آب، بلکه به دلیل ایجاد نیروی بالابر حرکت می کند. درست مثل بال هواپیما. تیغه های پروانه به جای اینکه در جهت جریان کشیده شوند در سراسر جریان حرکت می کنند.

مزایا و معایب انواع سیستم های برق آبی مینی خانگی

ایرادات نیروگاه برق آبی گارلندواضح: مصرف مواد بالا، خطر برای دیگران (کابل طولانی زیر آب، روتورهای پنهان در آب، مسدود کردن رودخانه)، راندمان پایین. نیروگاه برق آبی گارلند نوعی سد کوچک است. توصیه می شود در مناطق دورافتاده و غیر مسکونی با علائم هشدار دهنده مناسب استفاده شود. ممکن است مجوز مقامات و محیط بانان لازم باشد. گزینه دوم یک نهر کوچک در باغ شما است.
روتور داریا- محاسبه و ساخت دشوار است. در ابتدای کار باید آن را باز کنید. اما جذاب است زیرا محور روتور به صورت عمودی قرار دارد و می توان برق را از روی آب قطع کرد، بدون دنده های اضافی. چنین روتوری با هر تغییری در جهت جریان می چرخد ​​- این یک مزیت است.

رایج ترین زمانی که ساختمان نیروگاه های برق آبی خانگی شماتیک های پروانه و چرخ آب را دریافت کرد. از آنجایی که این گزینه ها برای ساخت نسبتا ساده هستند، به حداقل محاسبات نیاز دارند و با حداقل هزینه پیاده سازی می شوند، کارایی بالایی دارند و پیکربندی و کارکرد آن آسان است.

اگر منبع انرژی آب ندارید، می توانید نیروگاه بادی خانگی خود را بسازید.

پ نمونه ای از ساده ترین نیروگاه مینی برق آبی

ساده ترین نیروگاه برق آبی را می توان به سرعت از یک دوچرخه معمولی با چراغ جلوی پویا ساخت. چند تیغه (2-3) باید از آهن گالوانیزه یا آلومینیوم ورق نازک تهیه شود. طول تیغه ها از لبه چرخ تا توپی و عرض آن 2-4 سانتی متر باشد.
اگر از دو تیغه استفاده می کنید، آنها را در مقابل هم قرار دهید. اگر می خواهید اضافه کنید بیشترتیغه ها، سپس دور چرخ را بر تعداد تیغه ها تقسیم کرده و در فواصل مساوی نصب کنید. می توانید عمق غوطه ور شدن چرخ را با تیغه ها در آب آزمایش کنید. معمولاً یک سوم تا یک دوم غوطه ور است.
گزینه یک نیروگاه بادی سیار قبلاً در نظر گرفته شده بود.

چنین نیروگاه برق آبی میکرو فضای زیادی را اشغال نمی کند و به دوچرخه سواران کاملاً خدمت می کند - نکته اصلی وجود یک نهر یا رودخانه است - که معمولاً محل استقرار کمپ است. یک نیروگاه برق آبی کوچک از یک دوچرخه می تواند یک چادر را روشن کند و تلفن های همراه یا وسایل دیگر را شارژ کند.