S'il y a un étang avec un barrage ou un ruisseau près de la maison, vous pouvez faire 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 basée sur une roue à eau. La centrale électrique fabriquée de cette manière 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 du débit d'eau.

Matériaux et outils :
- coins et garnitures en tôle;
- disques pour créer une roue (utilisés à partir du boîtier du générateur Onan, qui est en panne) ;
- générateur (composé 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;
- Aimants en néodyme;
- contreplaqué ;
- résine polystyrène (nécessaire au remplissage du stator et du rotor).

La première étape. Créer une roue
Vous aurez besoin de deux disques en acier pour créer la roue. Dans ce cas, leur diamètre est de 28 cm (11 pouces). Le disque doit être marqué pour qu'il soit clair où installer les lames. Pour fabriquer les lames, un tuyau de 4 pouces est prélevé et coupé dans le sens de la longueur en 4 morceaux. La roue a 16 lames au total. Pour fixer les disques, ils sont tirés ensemble avec quatre boulons. Ensuite, vous pouvez régler les lames dans les positions souhaitées. Ils sont soudés par soudure. 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 une roue sur l'essieu et la partie mécanique de la centrale hydroélectrique est presque prête. Il reste à assembler et installer le générateur.
La buse est rendue réglable en hauteur, cela vous permet de contrôler le débit d'eau en fonction de la situation.

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

Sous le couvercle en aluminium se trouvent des redresseurs, qui sont fabriqués à partir de courant alternatif triphasé en courant continu. L'échelle de l'ampèremètre a une portée allant jusqu'à 6 A. Avec le plus petit écart entre les aimants, l'appareil produit 12 volts à 38 tr/min.

À l'arrière du générateur, il y a deux vis de garniture qui vous permettent de régler l'entrefer. Ainsi, vous pouvez sélectionner les paramètres les plus appropriés pour le générateur.

Quatrième étape. L'étape finale d'assemblage et d'installation du générateur
Toutes les fixations ainsi que la roue hydraulique doivent être peintes. Premièrement, cela rendra l'appareil plus joli. Et deuxièmement, la peinture protégera le métal de la rouille, qui apparaîtra rapidement près de la source d'eau. Ce serait bien d'équiper le générateur d'une aile de protection qui dévie les éclaboussures, mais l'auteur n'avait pas le bon matériel.

Pour commencer, décidons du principe de fonctionnement et des types de petites centrales hydroélectriques. Le courant de la rivière ou le cours d'eau qui tombe font tourner les aubes de la turbine et la canalisation hydraulique, qui est connectée à un générateur électrique - ce dernier et génère de l'électricité. Les centrales hydroélectriques compactes modernes ont un contrôle automatique avec la possibilité de passer instantanément en mode manuel en cas d'urgence. Les conceptions des centrales hydroélectriques des centrales modernes permettent de minimiser la production de travaux de construction lors de l'installation des équipements.

Types de mini centrales hydroélectriques

Les mini centrales électriques comprennent des dispositifs de génération d'une capacité de 1 à 3000 kW. En principe, le TPP comprend :

1. turbines (prise d'eau);
2. groupe électrogène;
3. systèmes de contrôle.

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

• Canaliser. De telles stations sont construites sur de petites rivières plates avec des réservoirs.
• Montagne. Stations stationnaires qui utilisent l'énergie d'un courant de montagne rapide.
• Industriel. Stations utilisant les différences de débit d'eau dans les entreprises industrielles.
• Mobile. Stations utilisant des manchons renforcés pour l'écoulement de l'eau.

Les stations de type barrage sont très puissantes, mais la construction du barrage coûte cher, et dans ce cas, on ne peut pas se passer de permis. Communiquer avec les responsables de notre pays, ce n'est pas seulement se compliquer la vie, mais remettre en question la mise en œuvre des meilleures intentions, nous allons donc abandonner cette aventure tout de suite.

Comment fonctionne la mini centrale hydroélectrique

Un 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 enfilés 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 le palier, l'autre est reliée au générateur.
• Hélice. Une structure sous-marine ressemblant à une éolienne avec des pales étroites et un rotor vertical. Une lame d'une largeur de seulement 20 mm à vitesse de rotation élevée offrira une résistance minimale. Une lame de cette largeur est sélectionnée à un débit de 0,8 à 2,0 m par seconde.
• Roue à eau. Une roue à aubes partiellement immergée dans le ruisseau et perpendiculaire à la surface de l'eau. Le jet d'eau appuie sur les lames, faisant tourner la roue.
• Rotor Daria. Rotor vertical avec surfaces de pales complexes. Le fluide circulant autour des pales crée des pressions différentes, en raison desquelles la rotation se produit.

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

Comment évaluer la capacité potentielle d'une mini-centrale hydroélectrique

Avant de construire une mini-centrale hydroélectrique, vous devez déterminer de vos propres mains la puissance sur laquelle vous pouvez compter. Il existe une relation de référence entre le débit d'eau et la puissance qui peut être prélevée sur l'arbre en kW avec un diamètre d'hélice de 1 m.

Le débit est déterminé en mesurant le temps qu'il faut à une puce pour parcourir une certaine distance lorsqu'elle est jetée dans l'eau. Après avoir fait des calculs simples, nous obtenons le débit en mètres par seconde. Si dans ce cas la vitesse est inférieure à 1 m/s, alors la construction d'une centrale hydroélectrique sera économiquement inopportune.

A un débit 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 relation : la puissance de la centrale hydroélectrique est proportionnelle au cube du débit d'eau. Si le débit à l'emplacement de la construction proposée est faible, vous pouvez essayer de l'augmenter avec un dispositif de dénivelé ou en installant un tuyau de vidange de diamètre variable à la sortie du réservoir. Plus le diamètre du tuyau de sortie est petit, plus le débit sera élevé.

Comment faire une mini centrale hydroélectrique à la maison

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

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

Dessin d'une des options pour la construction d'une mini centrale hydroélectrique

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

1. Le rotor peut être fabriqué à partir d'un ancien tambour à câble métallique d'un diamètre de 2,2 m. À l'aide d'une meuleuse et d'un soudage à un angle de 45 degrés par rapport au rayon, vous devez souder 18 lames. Le rotor tourne sur des roulements. Support - tuyau ou coin en métal.
2. Sur le rotor, vous devez installer un réducteur de chaîne avec un rapport de transmission (rapport de transmission) 4. En outre, la rotation sera transmise par l'arbre à cardan VAZ 2101. L'utilisation du cardan réduira les vibrations et l'alignement de l'entraînement et du générateur lors de l'utilisation de l'arbre ne sera pas critique.
3. Vous aurez besoin d'un survolteur (facteur - 40) et d'un générateur triphasé. La vitesse de rotation du générateur est d'environ 3000 tr/min. Le rapport de réduction total des deux réducteurs est de 40 x 4 = 160. Le générateur doit être recouvert d'un couvercle pour le protéger de l'humidité et de la sécurité. La rotation de conception de la roue hydraulique doit être d'environ 20 tours par minute.
4. Un moteur asynchrone peut être adapté pour un générateur, et l'unité de contrôle peut être prise sur n'importe quelle petite machine. Vous aurez besoin d'un câble VVG NG 2x4 du rotor aux bâtiments de la ferme.

conclusions

Les coûts de fabrication totaux seront d'environ 10 à 15 000 roubles. Le principal poste de dépenses est le salaire d'un soudeur et d'un ouvrier qui aide à fabriquer et à assembler la structure.

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

J'ai toujours été attiré par l'obtention d'énergie gratuite à partir de ressources naturelles. Et d'une manière ou d'une autre, j'ai eu l'idée de faire une simple mini centrale électrique qui produirait de l'électricité à partir d'un cours d'eau passant par là.

Tout a commencé avec l'idée d'utiliser le tambour d'une vieille machine à laver comme roue hydraulique - une centrale hydroélectrique artisanale miniature.

Poursuite de l'amélioration du projet

• Construisez un mini-barrage pour augmenter la pression de l'eau. Parallèlement, il n'est pas prévu de bloquer complètement la rivière pour que les poissons puissent repartir dans le deuxième ruisseau.
• Installez un tuyau sous le barrage, à travers lequel l'eau s'écoulera vers une turbine artisanale. Dans le tuyau, disposez une enveloppe constituée d'un élastique de transport. En bloquant l'écoulement de l'eau à travers le tuyau, vous pouvez entretenir les mécanismes.
• On estime que la turbine fournit environ deux fois la puissance d'une roue hydraulique. De plus, le remplacement de la roue hydraulique par une turbine devrait éliminer le problème du gel en hiver.
• Le flux d'eau fera tourner la turbine, transférant le couple au générateur. La turbine sera maintenue sur deux paliers en bois massif. Ils dureront longtemps avec une lubrification régulière. La rondelle de butée maintiendra le mécanisme contre tout mouvement latéral.
• 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.
• Utilisez un arbre assemblé par tube pour transmettre le couple.
• Installez le générateur. Mettez une poulie sur le générateur qui est plus petite que celle montée sur l'arbre. Cela augmentera le RPM, ce qui est nécessaire pour le fonctionnement efficace du générateur.

Étant donné que les tarifs de l'électricité ont récemment commencé à augmenter, les sources d'électricité renouvelables deviennent de plus en plus importantes parmi la population, permettant d'obtenir de l'électricité pratiquement gratuitement. Parmi ces sources connues de l'humanité, il convient de souligner les panneaux solaires, les éoliennes, ainsi que les centrales hydroélectriques domestiques. Mais ces derniers sont assez difficiles, car ils doivent travailler dans des conditions très agressives. Bien que cela ne signifie pas du tout 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 la pérennité maximale de la station. Les générateurs hydroélectriques faits maison, dont la puissance est comparable à celle des panneaux solaires et des éoliennes, peuvent produire une quantité d'énergie beaucoup plus importante. Mais même si beaucoup dépend des matériaux, tout ne s'arrête pas là.

Variétés de mini centrales hydroélectriques

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

• guirlande;
• hélice;
• Rotor Darrieus;
• roue à aubes avec pales.

La centrale hydroélectrique Garland est constituée d'un câble sur lequel sont fixés les rotors. Une telle corde est tirée à travers la rivière et immergée dans l'eau. L'écoulement de l'eau dans la rivière commence à faire tourner les rotors, qui à leur tour tordent le câble, à une extrémité duquel se trouve un palier et à l'autre - un générateur.

Le type suivant est une roue à eau avec des lames. Il est installé perpendiculairement à la surface de l'eau, immergé dans moins de la moitié. Comme le flux d'eau affecte la roue, celle-ci tourne, et fait tourner le générateur de la mini-centrale hydroélectrique, sur laquelle cette roue est fixée.

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 vous permet de produire le maximum d'électricité avec un minimum de résistance. Certes, cette largeur n'est optimale que pour des débits 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 sur le principe de la pression différentielle. Tout se passe de la même manière avec une aile d'avion, qui est affectée par la portance.

Avantages et inconvénients

Si nous considérons une centrale hydroélectrique à guirlandes, elle présente un certain nombre de lacunes évidentes. Premièrement, le long câble utilisé dans la construction est dangereux pour les autres. Les rotors cachés sous l'eau sont également très dangereux. Eh bien, en outre, il convient de noter les faibles taux 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 doit d'abord être détordu. Certes, dans ce cas, la prise de force est effectuée directement au-dessus de l'eau, donc peu importe comment le débit d'eau change, le générateur produira de l'électricité.

Tous les éléments ci-dessus sont des facteurs qui rendent la mini turbine hydraulique et la roue hydraulique plus populaires. Si l'on considère la construction manuelle de tels appareils, ils ne sont pas si difficiles. Et en plus, à des coûts minimes, ces mini-centrales hydroélectriques sont capables de fournir des indicateurs d'efficacité maximum. 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 la mesure des indicateurs de vitesse du débit des rivières. Cela se fait très simplement : il suffit de marquer une distance de 10 mètres en amont, de ramasser un chronomètre, de jeter une puce dans l'eau, et de noter le temps qu'il lui faut pour parcourir la distance mesurée.

Au final, si 10 mètres sont divisés par le nombre de secondes passées, vous obtenez la vitesse de la rivière en mètres par seconde. Il convient de garder à l'esprit qu'il n'y a aucun sens à construire des mini-centrales hydroélectriques dans des endroits où le débit ne dépasse pas 1 m / s.

Si vous avez besoin de comprendre comment sont construites les mini-centrales hydroélectriques dans une zone où la vitesse de la rivière est faible, vous pouvez 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 le débit de l'eau. Plus le diamètre est petit, plus le débit sera rapide.

Cette approche permet d'organiser une mini-centrale hydroélectrique, même si un petit ruisseau coule à proximité de la maison. C'est-à-dire qu'un barrage démontable y est organisé, en dessous duquel une mini-centrale hydroélectrique est installée directement pour alimenter la maison et les appareils ménagers.

L'étape suivante est la construction, dont le prototype était la centrale hydroélectrique V. Blinov à écoulement libre (modèle de 1964).

Les centrales hydroélectriques en question sont à flux 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 et autres ouvrages hydrauliques à grande échelle pour leur installation. Ils sont capables de travailler avec une pleine efficacité même dans des eaux peu profondes, ce qui, combiné à la simplicité, la compacité et la fiabilité de la structure, rendent ces centrales hydroélectriques très prometteuses pour les agriculteurs et les jardiniers dont les parcelles sont situées à proximité de petits ruisseaux (rivières, ruisseaux et rainures).

Contrairement aux barrages, les centrales hydroélectriques à écoulement libre sont connues pour n'utiliser que l'énergie cinétique de l'eau qui coule. Pour déterminer la puissance, il y a une formule ici :

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 est la vitesse du débit de la rivière (m/s),
- F est la section transversale de la partie active (immergée) du corps de travail de la machine hydraulique (m2),
- n - efficacité de conversion d'énergie.

Comme on peut le voir à partir de la formule 1, à une vitesse de la rivière de 1 m / s, un mètre carré de la section transversale de la partie active de la machine hydraulique, idéalement (lorsque n = 1), a une puissance égale à seulement 500 W. Cette valeur est clairement faible pour un usage industriel, mais elle est tout à fait suffisante pour la ferme subsidiaire d'un agriculteur ou d'un résident estival. De plus, il peut être augmenté par le fonctionnement en parallèle de plusieurs "guirlandes hydroélectriques".

Et encore une subtilité. La vitesse de la rivière dans différentes parties de celle-ci est différente. Par conséquent, avant de commencer la construction d'une mini-centrale hydroélectrique, il est nécessaire de déterminer le potentiel énergétique de votre rivière à l'aide d'une méthodologie simple esquissée. Rappelons seulement que la distance parcourue par le flotteur de mesure et divisée par le temps de son passage correspondra à la vitesse moyenne d'écoulement dans cette section. A noter également : ce paramètre va changer en fonction de la saison.

Par conséquent, le calcul de conception doit être effectué, guidé par le débit moyen (pour la période d'exploitation prévue de la mini-centrale hydroélectrique) de la rivière.

Fig. 1. Rotors Savonius pour mini-centrales hydroélectriques à guirlande fabriquées par nos soins :

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

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 type de convertisseur le plus approprié est le rotor Savonius de la conception finale. Lorsque vous travaillez 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 avec une précision acceptable pour la pratique est déterminée par la formule :

f = 48V / 3.14D (tr/min) (2).

Pour rendre la centrale hydroélectrique la plus compacte, la puissance donnée lors du calcul doit être corrélée à la charge réelle, dont l'alimentation doit être assurée par la mini-centrale (puisque, contrairement à une éolienne, le courant sera fourni au réseau du consommateur ici en continu). En règle générale, cette électricité est utilisée pour l'éclairage, la télévision, la radio, le réfrigérateur. De plus, seul ce dernier est inclus dans le travail en permanence tout au long de la journée. Le reste des appareils électriques fonctionnent principalement le soir. Sur cette base, il est conseillé de se concentrer sur la puissance maximale d'une "guirlande hydroélectrique" de l'ordre de 250-300 W, couvrant la charge de pointe à l'aide d'une batterie de stockage chargée à partir d'une mini-centrale hydroélectrique.

La transmission du couple de l'arbre de travail de la centrale hydroélectrique à la poulie du générateur 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 construction de la micro-centrale hydroélectrique a une vitesse de rotation de fonctionnement inférieure à 750 tr/min. Cependant, il faut souvent renoncer à la communication directe. En effet, pour l'écrasante majorité des générateurs produits dans le pays, la vitesse de rotation de fonctionnement au début de la "livraison" de la puissance est comprise entre 1 500 et 3 000 tr/min. Cela signifie qu'une coordination supplémentaire des arbres de la centrale hydroélectrique et du générateur électrique est nécessaire.

Eh bien, maintenant, lorsque la partie théorique préliminaire sera terminée, nous considérerons des constructions spécifiques, chacune d'elles a ses propres mérites.

Par exemple, un mini-HPP semi-stationnaire à écoulement libre avec une disposition horizontale de deux rotors coaxiaux, tournés l'un par rapport à l'autre de 90 ° (pour faciliter l'auto-démarrage) et reliés rigidement à des rotors Savonius de type transversal. De plus, les principales pièces et assemblages de cette centrale hydroélectrique auto-fabriquée sont en bois, le 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, etc. à proximité). Ceci est fait afin d'éviter l'entraînement de l'ouvrage par le cours d'eau lui-même.

Figure 2. Mini centrale hydroélectrique submersible avec une disposition horizontale de rotors transversaux :
1 - longeron de base (barre 150x100, 2 pièces), 2 - traverse inférieure (planche 150x45, 2 pièces), 3 - traverse médiane (barre 150x120, 2 pièces), 4 - contremarche (bois rond avec un diamètre de 100, 4 pièces.), 5 longeron supérieur (planche 150x45, 2 pièces), 6 - traverse supérieure (planche 100x40, 4 pièces), 7 - arbre intermédiaire (acier inoxydable, tige d'un diamètre de 30), 8 - bloc de poulie, 9 - courant de générateur constant, 10 - "gander" avec un rouleau en porcelaine et un fil isolé à deux conducteurs, 11 - plaque de base (planche 200x40), 12 - poulie motrice, 13 - unité de roulement en bois ( 2 pièces), 14 - rotor "guirlande hydroélectrique" (D600, L1000, 2 pièces), 15 disques (à partir de planches d'une épaisseur de 20 à 40 mm renversées dans un bouclier, 3 pièces); les éléments de fixation métalliques (notamment entretoises, moyeux de disques extrêmes) ne sont pas représentés de manière classique.

Bien entendu, la profondeur de la rivière à l'emplacement de la mini-centrale hydroélectrique doit être inférieure à la hauteur du cadre de support. Sinon, il est très difficile (voire impossible) d'éviter que l'eau ne pénètre dans le générateur électrique. Eh bien, si l'endroit où la mini centrale hydroélectrique est censée être située a une profondeur de plus de 1,5 m ou s'il y a un débit élevé et un débit qui varie considérablement au cours de l'année (ce qui, d'ailleurs, est assez typique pour les cours d'eau alimentés par la neige), il est alors recommandé d'équiper cet ouvrage de flotteurs. Cela facilitera également son déplacement lorsqu'il est installé sur une rivière.

La charpente de support de la mini centrale hydroélectrique est une charpente rectangulaire faite 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 être, si possible, en acier inoxydable ou en d'autres alliages résistant à la corrosion.

Eh bien, étant donné que l'exploitation d'une telle mini-centrale hydroélectrique n'est souvent que saisonnière en Russie (en raison du gel de la plupart des rivières), puis après l'expiration de la période d'exploitation, toute la structure tirée à terre est soumise à une inspection minutieuse. Éléments en bois pourris, rouillés, malgré les précautions prises, les pièces métalliques sont remplacées à temps.

L'une des unités principales de notre mini-centrale hydroélectrique est une "guirlande hydroélectrique" de deux rotors rigidement fixés (et formant un seul ensemble sur l'arbre de travail). Leurs disques peuvent être facilement fabriqués à partir de planches d'une épaisseur de 20 à 30 mm. Pour ce faire, après en avoir fait un bouclier, à l'aide d'une boussole, ils construisent un cercle d'un diamètre de 600 mm. Ensuite, chacune des planches est coupée selon la courbe résultante. Après avoir assemblé les flans sur deux bandes (pour donner la rigidité requise), ils répètent le tout trois fois - selon le nombre de disques requis.

Quant aux lames, il est conseillé de les fabriquer en fer à toiture. Et mieux - à partir de conteneurs cylindriques en acier inoxydable (tonneaux), de taille appropriée et coupés en deux (le long de l'axe), dans lesquels les engrais agricoles et autres matériaux agressifs sont généralement stockés et transportés. En dernier recours, les lames peuvent également être en bois. Mais leur poids (surtout après un long séjour dans l'eau) va fortement augmenter. Et cela doit être pris en compte lors de la création de mini-centrales hydroélectriques sur flotteurs.

Aux extrémités de la "guirlande hydroélectrique", des supports de pointes sont fixés. Fondamentalement, ce sont des cylindres courts avec une large bride et une rainure d'extrémité. La bride est fixée au disque de rotor correspondant avec quatre boulons.

Pour réduire les frottements, des roulements sont prévus sur les traverses médianes. Et comme les roulements à billes ou à rouleaux ordinaires ne conviennent pas au travail dans l'eau, ils utilisent ... des roulements en bois faits maison. La conception de chacun d'eux se compose de deux pinces et de plaques d'insertion avec un trou pour le passage du support de pointe. De plus, les coussinets intermédiaires 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 plaques d'insertion sont fixées de manière rigide contre le déplacement latéral. Cela se fait avec des boulons de serrage.

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

N'importe laquelle des automobiles est utilisée comme générateur électrique dans la micro-centrale hydroélectrique considérée. Ils fournissent 12-14 V CC et se connectent facilement à la batterie et aux appareils électriques. La puissance de ces machines est d'environ 300 watts.

La conception d'une mini-centrale hydroélectrique portable avec une disposition verticale d'une "guirlande" et d'un générateur est également tout à fait acceptable pour l'autoproduction. Une telle centrale hydroélectrique, de l'avis de l'auteur de l'aménagement, est la moins gourmande en matériaux. La structure de support de l'installation, qui fixe sa position dans le lit de la rivière, est une tige d'acier creuse (par exemple, à partir de sections de tuyaux). Sa longueur est choisie en fonction de la nature du fond du cours d'eau et de la vitesse du courant. De plus, tel que l'extrémité pointue de la tige, enfoncée dans le fond, garantirait la stabilité de la mini-centrale hydroélectrique et son écoulement ininterrompu. L'utilisation supplémentaire de vergetures est également possible.
Après avoir déterminé la surface active du rotor par la formule (1) et mesuré la profondeur de la rivière à l'emplacement de la mini centrale hydroélectrique, il est facile de calculer le diamètre des rotors Savonius utilisés ici. Pour rendre la structure simple et auto-démarrante, il est conseillé de réaliser une "guirlande hydroélectrique" de deux rotors reliés de manière à ce que les pales du premier soient décalées de 90° par rapport au second (selon l'axe de rotation). De plus, pour augmenter l'efficacité du travail, la structure du côté du flux entrant est équipée d'un bouclier qui joue le rôle d'une aube directrice. Eh bien, l'arbre de travail est monté dans les paliers lisses des paliers supérieur et inférieur. En principe, avec une courte durée de fonctionnement d'une mini centrale hydroélectrique (par exemple, lors d'un voyage en camping), des roulements à billes de grand diamètre peuvent également être utilisés. Cependant, s'il y a du sable ou de la vase dans l'eau, après chaque utilisation, ces unités devront être rincées à l'eau claire.

Riz. 4. Mini HPP avec rotors verticaux en bout :
1 - tige de support, 2 - ensemble roulement inférieur, 3 - disque "guirlande hydroélectrique" (3 pièces), 4 - rotor (D600, 2 pièces), 5 - ensemble roulement supérieur, 6 - arbre de travail, 7 - transmission, 8 - générateur électrique, 9 - "gander" avec un rouleau en porcelaine et un fil isolé à deux conducteurs, 10 - pince de montage de générateur, 11 - protecteur de guide mobile ; a, b - lames : les prolongements à l'extrémité supérieure de la barre de support ne sont pas représentés de manière conventionnelle.

La fixation des supports à la tige est boulonnée et soudée, en fonction du poids de la "guirlande hydroélectrique" et de la nécessité de la démonter en plusieurs parties. L'extrémité supérieure de l'arbre de travail de la machine hydraulique est en même temps l'arbre d'entrée du multiplicateur, grâce auquel (comme le plus simple et le plus technologiquement avancé) une courroie peut être utilisée.

Le générateur électrique est repris d'une automobile. Il est facile de l'attacher à la tige de support avec 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 représentées de manière conventionnelle, 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 caméra de voiture en la coupant en courroies de 20 mm de large, puis en les tordant en faisceaux.

Pour l'alimentation électrique des petits villages, convient une guirlande mini-HPP conçue par V. Blinov, qui n'est rien de plus qu'une chaîne de rotors en forme de tonneau Savonius d'un diamètre de 300-400 mm, fixés sur un câble flexible tendu à travers le fleuve. Une extrémité du câble est fixée au support articulé, et l'autre, par l'intermédiaire d'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 les petites dimensions des éléments de la "guirlande hydroélectrique" permettent d'exploiter cette micro-centrale hydroélectrique sur des rivières d'une profondeur inférieure à un mètre.

Je dois dire que jusqu'en 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). Une paire de guirlandes a entraîné ici deux générateurs d'autotracteurs standard d'une puissance totale de 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunine