S'il y a un étang avec un barrage ou un ruisseau à proximité de votre maison, vous pouvez constituer une excellente source d'énergie supplémentaire gratuite. L'article examinera un exemple de la façon dont vous pouvez créer de vos propres mains une centrale hydroélectrique à l'aide d'une roue hydraulique. Une centrale électrique ainsi réalisée est capable de fournir un courant allant jusqu'à 6 A ; lorsqu'elle est installée sur un petit ruisseau, l'installation a montré un résultat de 2 A. Cela suffit pour allumer le récepteur et quelques ampoules. La puissance dépend de la force l'eau arrive couler.

Matériels et outils :
- coins et chutes de tôle ;
- des disques pour créer une roue (utilisés à partir du boîtier du générateur Onan, en panne) ;
- générateur (constitué de deux disques de frein Dodge de 28 cm) ;
- l'arbre et les roulements ont également été récupérés chez Dodge ;
- fil de cuivre d'une section d'environ 15 mm ;
- des aimants en néodyme ;
- contreplaqué ;
- résine polystyrène (nécessaire au remplissage du stator et du rotor).

Première étape. Création d'une roue
Pour créer une roue, vous aurez besoin de deux disques en acier. DANS dans ce cas leur diamètre est de 28 cm (11 pouces). Le disque doit être marqué afin qu'il soit clair où installer les lames. Pour fabriquer les lames, prenez un tuyau d'un diamètre de 4 pouces et coupez-le en 4 parties dans le sens de la longueur. Au total, la roue comporte 16 pales. Pour fixer les disques, ils sont serrés avec quatre boulons. Ensuite, vous pouvez installer les lames aux positions souhaitées. Ils sont soudés ensemble. L'écart entre les disques est de 10 pouces, c'est-à-dire que la longueur de la roue est de 10 pouces.

Vous pouvez maintenant installer la roue sur l'essieu et la partie mécanique de la centrale hydroélectrique est presque prête. Il ne reste plus qu'à assembler et installer le générateur.
La buse est réglable en hauteur, cela permet de contrôler le débit d'eau en fonction de la situation.

Enfin, les bobines sont remplies de résine de polyéthylène et le stator fini émerge. Il mesure 14 pouces de diamètre et 0,5 pouce d'épaisseur.

Sous le couvercle en aluminium se trouvent des redresseurs en triphasé. CA constante. L'échelle ampèremétrique a une plage allant jusqu'à 6 A. Avec un écart minimum entre les aimants, l'appareil produit 12 Volts à 38 tr/min.

Il y a deux vis décalées à l'arrière du générateur qui permettent de régler l'entrefer. Ainsi, il est possible de sélectionner les paramètres de fonctionnement du générateur les plus appropriés.

Quatrième étape. La dernière étape de l'assemblage et de l'installation du générateur
Toutes les fixations, ainsi que roue à eau doit être peint. Premièrement, cela rendra l'appareil plus beau. Et d’autre part, la peinture protégera le métal de la rouille, qui apparaîtra rapidement à proximité d’une source d’eau. Ce serait bien d'équiper le générateur d'une aile de protection qui éloigne les éclaboussures, mais l'auteur n'en avait pas matériel approprié.

Tout d'abord, définissons le principe de fonctionnement et les types de petites centrales hydroélectriques. Le débit d'une rivière ou le débit d'eau en baisse fait tourner les aubes de la turbine et une canalisation hydraulique, qui est reliée à un générateur électrique - ce dernier produit de l'électricité. Les centrales hydroélectriques compactes modernes ont contrôle automatique avec la possibilité de passer instantanément à mode manuel au cas où situation d'urgence. La conception des centrales hydroélectriques d'usine modernes permet de minimiser la production travaux de construction lors de l'installation de l'équipement.

Types de mini centrales hydroélectriques

Les mini centrales électriques comprennent des dispositifs de production d'une capacité de 1 à 3 000 kW. Fondamentalement, la centrale thermique se compose de :

1. turbines (dispositif de prise d'eau);
2. bloc générateur ;
3. systèmes de contrôle.

Selon le type de ressources en eau utilisées pour la production, les mini centrales hydroélectriques sont :

• Rivières des canaux. De telles stations sont construites sur de petites rivières de plaine dotées de réservoirs.
• Montagne. Stations stationnaires qui utilisent l’énergie des courants rapides de montagne.
• Industriel. Stations qui utilisent les différences de débit d'eau dans les entreprises industrielles.
• Mobile. Stations utilisant des tuyaux renforcés pour l'écoulement de l'eau.

Les types de stations de barrage diffèrent haute puissance, mais la construction d'un barrage coûte cher, et dans ce cas il est impossible de se passer de permis. S’impliquer auprès des responsables de notre pays, c’est non seulement vous compliquer la vie, mais aussi remettre en question la mise en œuvre de vos meilleures intentions, alors abandonnons d’emblée cette idée.

Comment fonctionne une mini centrale hydroélectrique ?

Le schéma de principe du fonctionnement d'une centrale hydroélectrique peut être choisi parmi plusieurs options :

• Centrale hydroélectrique de Garland. D'une rive à l'autre de la rivière, un câble sur lequel sont tendus des rotors est posé sous l'eau. Le courant fait tourner les rotors et, par conséquent, le câble lui-même. Une extrémité du câble est dans un roulement, l'autre est reliée au générateur.
• Hélice. Une structure sous-marine ressemblant à une éolienne avec des pales étroites et rotor vertical. Une lame d'une largeur de seulement 20 mm à une vitesse de rotation élevée offrira une résistance minimale. Une lame de cette largeur est sélectionnée à une vitesse d'écoulement de 0,8 à 2,0 m par seconde.
• Roue à eau. Roue à pales, partiellement immergée dans l'écoulement, et située perpendiculairement à la surface de l'eau. Le flux d'eau appuie sur les pales, faisant tourner la roue.
• Rotor Daria. Rotor vertical avec surfaces de pales complexes. Le liquide circulant autour des pales crée différentes pressions, provoquant une rotation.

La photo montre une mini centrale hydroélectrique basée sur une roue hydraulique

Comment estimer la capacité potentielle des mini centrales hydroélectriques

Avant de construire une mini centrale hydroélectrique de vos propres mains, vous devez déterminer la puissance sur laquelle vous pouvez compter. Il existe une relation de référence entre la vitesse d'écoulement de l'eau et la puissance pouvant être extraite du puits en kW avec un diamètre de vis de 1 m.

La vitesse d'écoulement est déterminée en mesurant le temps nécessaire à un copeau jeté dans l'eau pour parcourir une certaine distance. Après avoir effectué des calculs simples, nous obtenons la vitesse d'écoulement en mètres par seconde. Si dans ce cas la vitesse est inférieure à 1 m/sec, alors la construction d’une centrale hydroélectrique ne sera pas économiquement réalisable.

À une vitesse d'écoulement de 2,5 m/s, la puissance sera de 0,86 kW, à 3 m/s - 1,24 kW, à 4 m/s - 2,2 kW. La relation est décrite par la dépendance : la puissance d'une centrale hydroélectrique est proportionnelle au cube de la vitesse d'écoulement de l'eau. Si la vitesse d'écoulement sur le chantier proposé est faible, vous pouvez tenter de l'augmenter en installant une différence de hauteur d'écoulement ou en installant un tuyau d'évacuation de diamètre variable à la sortie du réservoir. Plus le diamètre de sortie du tuyau est petit, plus le débit est élevé.

Comment faire une mini centrale hydroélectrique à la maison

Le principe de fonctionnement est petit centrale hydroélectrique artisanale peut être compris à l'aide de l'exemple d'un vélo avec un phare et une dynamo (générateur).

1. À partir de fer à toiture, nous fabriquons trois lames d'une longueur égale au rayon de la roue du vélo (la distance entre le moyeu central et la jante) et d'une largeur de 3 à 4 cm.
2. Nous installons les lames entre les rayons de la roue, en pliant le bord de la lame autour des rayons pour la fixer. Les lames doivent être alignées uniformément tout en conservant les mêmes angles entre elles.
3. Nous plongeons la roue avec les pales dans rivière rapide jusqu'à une profondeur d'un tiers à la moitié du diamètre de la roue. L’électricité produite suffira, par exemple, à éclairer une tente.

Dessin d'une des options de construction d'une mini centrale hydroélectrique

Un exemple serait une petite centrale hydroélectrique pour une ferme d'une capacité de 3 à 5 kW à partir de matériaux de rebut :

1. Le rotor peut être fabriqué à partir d'un ancien tambour de câble métallique d'un diamètre de 2,2 m. À l'aide d'une meuleuse et en soudant à un angle de 45 degrés par rapport au rayon, 18 pales doivent être soudées. Le rotor tourne sur des roulements. Support – tuyau ou angle métallique.
2. Sur le rotor, vous devez installer réducteur de chaîne avec un rapport de démultiplication (rapport de démultiplication) de 4. La rotation supplémentaire sera transmise via l'arbre de transmission du VAZ 2101. L'utilisation d'un arbre de transmission réduira les vibrations et la coaxialité de l'entraînement et du générateur lors de l'utilisation de l'arbre ne sera pas critique.
3. Vous aurez besoin d'une boîte de vitesses élévateur (coefficient - 40) et générateur triphasé. La vitesse de rotation du générateur est d'environ 3000 tr/min. Le rapport de réduction total des deux réducteurs sera de 40 x 4 = 160. Le générateur doit être recouvert d'un carter pour le protéger de l'humidité et de la sécurité. La rotation estimée de la roue hydraulique devrait être d’environ 20 tours par minute.
4. Peut être adapté pour générateur moteur asynchrone, et prenez l'unité de commande de n'importe quelle petite machine. Vous aurez besoin d'un câble VVG NG de 2x4 de long entre le rotor et les bâtiments agricoles.

Conclusions

Le coût total de fabrication sera d'environ 10 à 15 000 roubles. Le principal poste de dépense est salaires soudeur et ouvrier aidant à fabriquer et à assembler la structure.

Les principaux avantages de tels équipements sont le faible coût de l'électricité, la sécurité environnementale, l'inépuisabilité de la source d'énergie et la simplicité de conception.

J'ai toujours été attiré par le fait de recevoir énergie gratuiteà partir de ressources naturelles. Et d’une manière ou d’une autre, j’ai eu l’idée de créer une simple mini-centrale électrique qui produirait de l’électricité à partir d’un courant d’eau qui passe.

Tout est parti de l'idée d'utiliser un vieux tambour machine à laver comme roue hydraulique - une centrale hydroélectrique miniature faite maison.

Autres améliorations du projet

• Construisez un mini-barrage pour augmenter la pression de l’eau. Dans le même temps, il n’est pas prévu de bloquer complètement la rivière afin que les poissons puissent s’échapper dans le deuxième cours d’eau.
• Installez un tuyau sous le barrage par lequel l'eau s'écoulera vers turbine faite maison. Installer un boîtier dans le tuyau du convoyeur élastique. En bloquant l'écoulement de l'eau dans le tuyau, vous pouvez effectuer la maintenance des mécanismes.
• Selon les calculs, la turbine produira environ deux fois la puissance d’une roue hydraulique. De plus, le remplacement de la roue hydraulique par une turbine devrait éliminer le problème de gel dans heure d'hiver.
• Le flux d’eau fera tourner la turbine, transmettant le couple au générateur. La turbine reposera sur deux roulements en bois massif. Avec une lubrification régulière, ils dureront longtemps. La rondelle de butée empêchera le mécanisme de bouger latéralement.
• Fabriquez des lames métalliques en calculant l'angle auquel elles doivent être pliées (la puissance de la centrale hydroélectrique dépend de ce paramètre). Les lames devront être vissées à l'aide de joints en caoutchouc pour éviter qu'elles ne se détachent.
• Pour transmettre le couple, utilisez un arbre assemblé à partir de tuyaux.
• Installez le générateur. Placez une poulie sur le générateur plus petite que celle installée sur l'arbre. Cela augmentera la vitesse, nécessaire pour travail efficace générateur

Depuis que les tarifs de l'électricité en dernièrement a commencé à se développer, les sources d'électricité renouvelables deviennent de plus en plus importantes parmi la population, permettant d'obtenir de l'électricité presque gratuitement. Parmi les sources connues de l'humanité, il convient de souligner les panneaux solaires, les éoliennes et les centrales hydroélectriques domestiques. Mais ces derniers sont assez complexes, car ils doivent travailler dans des conditions très agressives. Bien que cela ne signifie pas qu'il est impossible de construire une mini-centrale hydroélectrique de vos propres mains.

Pour tout faire correctement et efficacement, l'essentiel est de choisir les bons matériaux. Ils doivent assurer une durabilité maximale de la station. Des générateurs hydroélectriques domestiques à faire soi-même, dont la puissance est comparable à celle des panneaux solaires et les éoliennes peuvent produire beaucoup plus d’énergie.

Mais même si beaucoup dépend des matériaux, tout ne s’arrête pas là.

Types de mini centrales hydroélectriques

• Il existe un grand nombre de variantes de mini-centrales hydroélectriques, chacune ayant ses propres avantages, caractéristiques et inconvénients. On distingue les types suivants de ces appareils :
• guirlande;
• hélice;
• Rotor Daria ;

roue hydraulique avec pales.

Une centrale hydroélectrique à guirlande est constituée d'un câble sur lequel sont fixés des rotors. Un tel câble est tiré à travers la rivière et immergé dans l'eau. L'écoulement de l'eau dans la rivière commence à faire tourner les rotors, qui à leur tour font tourner le câble, à une extrémité duquel se trouve un roulement et à l'autre, un générateur.

Roue hydraulique classique - une ancienne bien oubliée

Quant à la centrale hydroélectrique à hélice, il s’agit d’une éolienne située sous l’eau avec un rotor vertical. La largeur ne dépasse pas 2 centimètres. Cette largeur est suffisante pour l'eau, car c'est cette cote qui permet de produire le maximum d'électricité avec une résistance minimale. Certes, cette largeur n'est optimale que pour des vitesses d'écoulement allant jusqu'à 2 mètres par seconde.

Comme pour les autres conditions, les paramètres des pales du rotor sont calculés séparément. Et le rotor Darrieus est un rotor positionné verticalement qui fonctionne selon le principe de la pression différentielle. Tout se passe de la même manière avec une aile d’avion, qui est affectée par la portance.

Si l’on considère une centrale hydroélectrique Garland, elle présente un certain nombre de défauts évidents. Premièrement, le long câble utilisé dans la conception présente un danger pour les autres. Les rotors cachés sous l’eau représentent également un grand danger. Eh bien, en outre, il convient de noter les faibles indicateurs d’efficacité et la consommation élevée de matériaux.

Quant aux inconvénients du rotor Darrieus, pour que l'appareil commence à produire de l'électricité, il faut d'abord le faire tourner. Certes, dans ce cas, l'énergie est prélevée directement au-dessus de l'eau, donc quelle que soit la modification du débit d'eau, le générateur produira de l'électricité.

Tous les facteurs ci-dessus sont des facteurs qui rendent les turbines hydrauliques pour les mini-centrales hydroélectriques et les roues hydrauliques plus populaires. Si l'on considère la construction manuelle de tels appareils, ils ne sont pas si compliqués. Et en plus, quand coûts minimaux ces mini-centrales hydroélectriques sont capables de produire des indicateurs d'efficacité maximale. Les critères de popularité sont donc évidents.

Par où commencer la construction

La construction d'une mini-centrale hydroélectrique de vos propres mains devrait commencer par mesurer les indicateurs de vitesse du débit des rivières. Cela se fait très simplement : il suffit de marquer une distance de 10 mètres en amont, de prendre un chronomètre, de jeter une puce à l'eau et de noter le temps qu'il lui faut pour parcourir la distance mesurée.

En fin de compte, si vous divisez 10 mètres par le nombre de secondes prises, vous obtenez la vitesse de la rivière en mètres par seconde. Il convient de noter qu’il ne sert à rien de construire des mini-centrales hydroélectriques dans des endroits où la vitesse d’écoulement ne dépasse pas 1 m/s.

Si vous avez besoin de comprendre comment sont réalisées les mini-centrales hydroélectriques dans les zones où la vitesse de la rivière est faible, vous pouvez alors essayer d'augmenter le débit en organisant un dénivelé. Cela peut être fait en installant un tuyau de vidange dans le réservoir. Dans ce cas, le diamètre du tuyau affectera directement la vitesse d'écoulement de l'eau. Plus le diamètre est petit, plus le débit est rapide.

Cette approche permet d'organiser une mini-centrale hydroélectrique même s'il y a un petit ruisseau qui passe à proximité de la maison. C'est-à-dire qu'un barrage pliable y est organisé, en dessous duquel une mini-centrale hydroélectrique est installée directement pour alimenter la maison et les appareils électroménagers.

Viennent ensuite les projets dont le prototype était la centrale hydroélectrique à guirlande à écoulement libre (modèle 1964) de V. Blinov.

Les centrales hydroélectriques dont il sera question sont à écoulement libre, avec une turbine assez originale constituée de rotors dits Savonius, enfilés sur un arbre de travail commun (peut-être flexible, composite). Ils ne nécessitent pas de barrages ou autres ouvrages hydrauliques à grande échelle pour leur installation. Elles sont capables de fonctionner avec une efficacité maximale même en eau peu profonde, ce qui, combiné à la simplicité, à la compacité et à la fiabilité de la conception, rend ces centrales hydroélectriques très prometteuses pour les agriculteurs et les jardiniers dont les parcelles sont situées à proximité de petits cours d'eau (rivières , ruisseaux et fossés).

Contrairement aux barrages, les centrales hydroélectriques à écoulement libre, comme on le sait, utilisent uniquement l'énergie cinétique de l'eau qui coule. Pour déterminer la puissance, il existe une formule :

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

N - puissance sur l'arbre de travail (W),
- p - densité de l'eau (1000 kt/m3),
- V - vitesse d'écoulement de la rivière (m/s),
- F - surface de la section transversale de la partie active (submersible) du corps de travail de la machine hydraulique (m2),
- n - efficacité de conversion d'énergie.

Comme le montre la formule 1, à une vitesse de rivière de 1 m/s par un mètre carré La section transversale de la partie active de la machine hydraulique a idéalement (lorsque n=1) une puissance égale à seulement 500 W. Cette valeur est évidemment faible pour usage industriel, mais tout à fait suffisant pour une parcelle annexe d’un agriculteur ou d’un résident d’été. De plus, il peut être augmenté grâce à l’exploitation parallèle de plusieurs « guirlandes hydroénergétiques ».

Et encore une subtilité. La vitesse de la rivière dans ses différentes sections est différente. Ainsi, avant de démarrer la construction d’une mini-centrale hydroélectrique, il est nécessaire de déterminer le potentiel énergétique de votre rivière selon la méthode simple décrite. Rappelons seulement que la distance parcourue par le flotteur mesureur et divisée par le temps de passage correspondra à la vitesse moyenne d'écoulement dans cette zone. A noter également : ce paramètre évoluera en fonction de la période de l'année.

Par conséquent, les calculs de conception doivent être effectués sur la base de la vitesse moyenne (pour la période d'exploitation prévue de la mini-centrale hydroélectrique) du débit de la rivière.

Figure 1. Rotors Savonius pour mini-centrales hydroélectriques à guirlandes faites maison :

a, b - lames ; 1 - transversal, 2 - extrémité.

Ensuite, vous devez déterminer la taille de la partie active de la machine hydraulique et son type. Étant donné que l'ensemble de la mini-centrale hydroélectrique doit être aussi simple et simple à fabriquer que possible, le plus type approprié Le convertisseur est un rotor Savonius de conception bout à bout. Lorsque l'on travaille en immersion totale dans l'eau, la valeur de F peut être prise égale au produit du diamètre du rotor D par sa longueur L, et n=0,5. La fréquence de rotation f est déterminée avec une précision acceptable pour la pratique à l'aide de la formule :

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

Pour rendre la centrale hydroélectrique la plus compacte possible, il convient de corréler la puissance indiquée dans le calcul avec la charge réelle, dont l'alimentation électrique doit être assurée par la mini-centrale hydroélectrique (car contrairement à une éolienne, le courant sera continuellement fourni au réseau de consommateurs). En règle générale, cette électricité est utilisée pour l’éclairage, pour alimenter la télévision, la radio et le réfrigérateur. De plus, seul ce dernier est constamment mis en service tout au long de la journée. Le reste des appareils électriques fonctionne principalement le soir. Sur cette base, il est conseillé de se concentrer sur la puissance maximale d'une «guirlande hydroélectrique» d'environ 250-300 W, couvrant la charge de pointe avec une batterie chargée à partir d'une mini-centrale hydroélectrique.

La transmission du couple de l'arbre de travail d'une centrale hydraulique à la poulie d'un générateur électrique s'effectue généralement à l'aide d'une transmission intermédiaire. Cependant, cet élément à proprement parler peut être exclu si le générateur utilisé dans la conception d'une microcentrale hydroélectrique a une vitesse de rotation de fonctionnement inférieure à 750 tr/min. Cependant, il faut souvent refuser la communication directe. En effet, pour la grande majorité des générateurs production nationale la vitesse de rotation de fonctionnement au début de la fourniture de puissance est comprise entre 1 500 et 3 000 tr/min. Cela signifie qu'une coordination supplémentaire est nécessaire entre les puits de la centrale hydroélectrique et le générateur électrique.

Eh bien, maintenant que la partie théorique préliminaire est derrière nous, examinons des conceptions spécifiques. Chacune d’elles a ses propres avantages.

Ici, par exemple, il s'agit d'une mini-centrale hydroélectrique semi-stationnaire à écoulement libre avec une disposition horizontale de deux rotors Savonius coaxiaux, tournés de 90° l'un par rapport à l'autre (pour faciliter le démarrage automatique) et reliés rigidement de type transversal. De plus, les principales pièces et composants de cette centrale hydroélectrique artisanale sont en bois, matériau de construction le plus abordable et le plus « obéissant ».

La mini-centrale hydroélectrique proposée est submersible. C'est-à-dire que son cadre de support est situé en travers du cours d'eau au fond et est renforcé par des haubans ou des poteaux (si, par exemple, il y a des passerelles, un quai pour bateaux, etc. à proximité). Ceci afin d'éviter que la structure ne soit emportée par le cours d'eau lui-même.

Figure 2. Mini centrale hydroélectrique submersible à rotors transversaux horizontaux :
1 - longeron de base (poutre 150x100, 2 pcs.), 2 - traverse inférieure (planche 150x45, 2 pcs.), 3 - traverse médiane (poutre 150x120, 2 pcs.), 4 - contremarche (bois rond d'un diamètre de 100, 4 pcs.), 5 longeron supérieur (planche 150x45, 2 pcs.), 6 - traverse supérieure (planche 100x40, 4 pcs.), 7 - arbre intermédiaire (acier inoxydable, tige d'un diamètre de 30) , 8 - bloc poulie, 9 - courant générateur constant, 10 - « jars » avec un rouleau en porcelaine et deux noyaux fil isolé, 11 - plaque de base (planche 200x40), 12 - poulie d'entraînement, 13 - ensemble roulement en bois (2 pcs.), 14 - rotor « guirlande hydroénergétique » (D600, L1000, 2 pcs.), 15 disque (enfoncé dans un panneaux de blindage de 20 à 40 mm d'épaisseur, 3 pièces) ; éléments métalliques les fixations (y compris les renforts, les moyeux des disques extérieurs) ne sont pas représentées.

Bien entendu, la profondeur de la rivière au niveau du site d'installation de la mini centrale hydroélectrique doit être moins de hauteur cadre de support. Sinon, il est très difficile (voire impossible) d'éviter que de l'eau ne pénètre dans le générateur électrique. Eh bien, si l'endroit où est censée se situer la mini centrale hydroélectrique a une profondeur de plus de 1,5 m ou s'il y a une grande quantité d'eau et une vitesse d'écoulement qui varie considérablement tout au long de l'année (ce qui, soit dit en passant, est assez typique des cours d'eau alimentés par la neige), alors cette conception Il est recommandé de s'équiper de flotteurs. Cela lui permettra également d’être facilement déplacé lorsqu’il sera installé sur une rivière.

La charpente porteuse d'une mini centrale hydroélectrique est une charpente rectangulaire composée de bois, de planches et de petites bûches, fixée avec des clous et du fil (câbles). Les parties métalliques de la structure (clous, boulons, pinces, cornières, etc.) doivent, si possible, être constituées de acier inoxydable ou d'autres alliages résistant à la corrosion.

Eh bien, étant donné que l'exploitation d'une telle mini-centrale hydroélectrique n'est souvent possible dans les conditions russes que de façon saisonnière (en raison du gel de la plupart des rivières), après l'expiration de la période d'exploitation, toute la structure débarquée est soumise à une inspection approfondie. Les pourris sont remplacés en temps opportun éléments en bois, pièces métalliques rouillées, malgré les précautions prises.

L'un des principaux composants de notre mini-centrale hydroélectrique est une « guirlande hydroélectrique » composée de deux rotors rigidement fixés (et formant un seul tout sur l'arbre de travail). Leurs disques peuvent être facilement fabriqués à partir de planches de 20 à 30 mm d'épaisseur. Pour ce faire, en faisant un bouclier, utilisez une boussole pour construire un cercle d'un diamètre de 600 mm. Après quoi, chacune des planches est découpée selon la courbe obtenue dessus. Après avoir assemblé les pièces sur deux bandes (pour donner la rigidité requise), ils répètent le tout trois fois - en fonction du nombre de disques requis.

Quant aux lames, il est conseillé de les réaliser en fer à toiture. Et mieux - à partir de cylindres de taille adaptée et coupés en deux (le long de l'axe) conteneurs en acier inoxydable(barils) dans lesquels les engrais agricoles et autres matériaux agressifs sont généralement stockés et transportés. Dans les cas extrêmes, les pales peuvent être en bois. Mais leur poids (surtout après un long séjour dans l'eau) va augmenter considérablement. Et il ne faut pas oublier cela lors de la création de mini-centrales hydroélectriques sur flotteurs.

Des supports à pointes sont fixés aux extrémités de la « guirlande hydroénergétique ». Il s'agit essentiellement de cylindres courts avec une large bride et une fente d'extrémité pour une clé. La bride est fixée au disque de rotor correspondant avec quatre boulons.

Pour réduire la friction, des roulements sont situés sur les barres transversales centrales. Et comme les roulements à billes ou à rouleaux ordinaires ne conviennent pas pour travailler dans l'eau, ils utilisent... des roulements en bois faits maison. La conception de chacun d'eux se compose de deux pinces et de planches d'insertion avec un trou pour le passage d'un support à tenon. De plus, les coussinets centraux sont positionnés de manière à ce que les fibres de bois soient parallèles à l'arbre. De plus, des mesures spéciales sont prises pour garantir que les panneaux d'insertion soient solidement fixés contre tout mouvement latéral. Cela se fait à l'aide de boulons de serrage.

Figure 3. Ensemble de roulements lisses :
1 - support de sertissage (St3, bande 50x8, 4 pcs.), 2 - traverse du cadre central, 3 - insert de sertissage (en bois dur, 2 pcs.), 4 insert remplaçable (en bois dur, 2 pcs.) , 5 - Boulon M10 avec écrou Grover et rondelle (4 jeux), 6 - Goujon M8 avec deux écrous et rondelles (2 pièces).

Tout générateur automobile est utilisé comme générateur électrique dans la centrale microhydroélectrique considérée. Ils produisent du 12-14 V DC et peuvent être facilement connectés à la fois à une batterie et à des appareils électriques. La puissance de ces machines est d'environ 300 W.

Tout à fait acceptable pour fait soi-même et la conception d'une mini centrale hydroélectrique portable avec une disposition verticale d'une « guirlande » et d'un générateur. Une telle centrale hydroélectrique, selon l'auteur du développement, est la moins gourmande en matériaux. La structure porteuse de l'installation, qui fixe sa position dans le lit de la rivière, est une tige creuse en acier (par exemple issue de tronçons de tuyaux). Sa longueur est choisie en fonction de la nature du fond du cours d'eau et de la vitesse de l'écoulement. De plus, de telle sorte que l'extrémité pointue de la tige, enfoncée dans le fond, garantirait la stabilité de la mini-centrale hydroélectrique et sa non-perturbation par le courant. Une utilisation supplémentaire des vergetures est également possible.
Après avoir déterminé la surface active du rotor à l'aide de la formule (1) et mesuré la profondeur de la rivière sur le site d'installation de la mini centrale hydroélectrique, il est facile de calculer le diamètre des rotors Savonius utilisés ici. Pour rendre la conception simple et auto-amorçante, il convient de réaliser une « guirlande hydroénergétique » de deux rotors reliés de manière à ce que les pales du premier soient décalées de 90° par rapport au second (le long de l'axe de rotation). De plus, pour augmenter l'efficacité de fonctionnement, la structure du côté du flux venant en sens inverse est équipée d'un bouclier qui joue le rôle d'aube directrice. Eh bien, l'arbre de travail est monté dans les paliers lisses des supports supérieur et inférieur. En principe, pour une courte période de fonctionnement d'une mini centrale hydroélectrique (par exemple lors d'une randonnée), des roulements à billes de grand diamètre peuvent être utilisés. Toutefois, s’il y a du sable ou du limon dans l’eau, ces appareils devront être lavés à l’eau claire après chaque utilisation.

Riz. 4. Mini centrale hydroélectrique avec disposition verticale de rotors d'extrémité :
1 - tige de support, 2 - ensemble roulement inférieur, 3 - disque « guirlande hydroénergétique » (3 pièces), 4 - rotor (D600, 2 pièces), 5 - ensemble roulement supérieur, 6 - arbre de travail, 7 - transmission, 8 - générateur électrique, 9 - « jars » avec un rouleau en porcelaine et un fil isolé à deux conducteurs, 10 - pince de montage du générateur, 11 - panneau de guidage mobile ; a, b - lames : les entretoises à l'extrémité supérieure de la tige support ne sont pas représentées.

Les supports sont boulonnés et soudés à la tige, en fonction du poids de la « guirlande hydroénergétique » et de la nécessité de la démonter en plusieurs parties. L'extrémité supérieure de l'arbre de travail de la machine hydraulique est également l'arbre d'entrée du multiplicateur, qui (en tant que plus simple et technologiquement avancé) peut être utilisé comme arbre à courroie.

Le générateur électrique provient à nouveau d'une voiture. Il est facile de le fixer à la tige de support à l'aide d'une pince. Et les fils eux-mêmes provenant du générateur doivent avoir une étanchéité fiable. Dans les illustrations, les proportions géométriques exactes de la transmission intermédiaire ne sont pas indiquées, car elles dépendent des paramètres du générateur spécifique dont vous disposez. Eh bien, les courroies de transmission peuvent être fabriquées à partir d'une vieille chambre à air de voiture, en la coupant en bandes de 20 mm de large, puis en la tordant en faisceaux.

Pour l'alimentation électrique des petits villages, une mini centrale hydroélectrique en guirlande conçue par V. Blinov convient, qui n'est rien de plus qu'une chaîne de rotors Savonius en forme de tonneau d'un diamètre de 300 à 400 mm, attachés à un câble flexible tendu de l'autre côté de la rivière. Une extrémité du câble est fixée au support articulé, et l'autre via un simple multiplicateur à l'arbre du générateur. À une vitesse d'écoulement de 1,5 à 2,0 m/s, la chaîne de rotors atteint 90 tr/min. Et la petite taille des éléments de la « guirlande hydroélectrique » permet d'exploiter cette micro-centrale hydroélectrique sur des rivières d'une profondeur inférieure à un mètre.

Il faut dire qu'avant 1964, V. Blinov a réussi à créer plusieurs mini-centrales hydroélectriques portables et fixes de sa propre conception, dont la plus grande était une centrale hydroélectrique construite près du village de Porozhki (région de Tver). Ici, une paire de guirlandes alimentait deux générateurs standards d'automobiles et de tracteurs d'une puissance totale de 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin