Եթե ​​ձեր տան մոտ կա ամբարտակով կամ առուով լճակ, դուք կարող եք անվճար լրացուցիչ էներգիայի հիանալի աղբյուր դարձնել: Հոդվածում կքննարկվի օրինակ, թե ինչպես կարող եք հիդրոէլեկտրակայան պատրաստել ձեր սեփական ձեռքերով ջրային անիվով: Այսպես պատրաստված էլեկտրակայանը ունակ է հոսանք հասցնել մինչև 6 Ա, երբ տեղադրվում է փոքր հոսքի վրա, տեղադրումը ցույց է տալիս 2 Ա արդյունք: Սա բավարար է ընդունիչը և մի քանի լամպ միացնելու համար: Հզորությունը կախված է նրանից, թե որքան դժվար է ջուրը գալիս էհոսքը.

Նյութեր և գործիքներ.
- մետաղական թիթեղների անկյուններ և ջարդոններ;
- սկավառակներ անիվ ստեղծելու համար (օգտագործվում է Onan գեներատորի պատյանից, որը ձախողվեց);
- գեներատոր (պատրաստված է երկու 28 սմ Dodge արգելակային սկավառակից);
- լիսեռը և առանցքակալները նույնպես վերցվել են Dodge-ից.
- պղնձե մետաղալարմոտ 15 մմ խաչմերուկով;
- նեոդիմի մագնիսներ;
- նրբատախտակ;
- պոլիստիրոլի խեժ (անհրաժեշտ է ստատորը և ռոտորը լցնելու համար):

Քայլ առաջին. Անիվ ստեղծելը
Անիվ ստեղծելու համար ձեզ հարկավոր է երկու պողպատե սկավառակ: IN այս դեպքումդրանց տրամագիծը 28 սմ է (11 դյույմ): Սկավառակը պետք է նշվի այնպես, որ պարզ լինի, թե որտեղ պետք է տեղադրվեն սայրերը: Շեղբեր պատրաստելու համար վերցրեք 4 դյույմ տրամագծով խողովակ և կտրեք այն երկայնքով 4 մասի։ Ընդհանուր առմամբ անիվն ունի 16 սայր։ Սկավառակները ամրացնելու համար դրանք ամրացվում են չորս պտուտակներով: Հաջորդը, դուք կարող եք տեղադրել շեղբերները ցանկալի դիրքերում: Նրանք եռակցված են միասին: Սկավառակների միջեւ բացը 10 դյույմ է, այսինքն՝ անիվի երկարությունը 10 դյույմ է։

Այժմ դուք կարող եք անիվը տեղադրել առանցքի վրա, և հիդրոէլեկտրակայանի մեխանիկական մասը գրեթե պատրաստ է։ Մնում է միայն հավաքել և տեղադրել գեներատորը:
Վարդակը կարգավորելի է բարձրության վրա, սա թույլ է տալիս վերահսկել ջրի հոսքը՝ կախված իրավիճակից:

Ի վերջո, պարույրները լցվում են պոլիէթիլենային խեժով, և պատրաստի ստատորը դուրս է գալիս: Այն ունի 14 դյույմ տրամագիծ և 0,5 դյույմ հաստություն:

Ալյումինե ծածկույթի տակ տեղադրված են ուղղիչներ, որոնք պատրաստված են եռաֆազից ACմշտական. Ամպերաչափի սանդղակն ունի մինչև 6 Ա միջակայք: Մագնիսների միջև նվազագույն բացվածքի դեպքում սարքը արտադրում է 12 վոլտ 38 ռ/րոպե արագությամբ:

Գեներատորի հետևի մասում կան երկու օֆսեթ պտուտակներ, որոնք թույլ են տալիս կարգավորել օդային բացը: Այսպիսով, հնարավոր է ընտրել գեներատորի առավել համապատասխան գործառնական պարամետրերը:

Քայլ չորրորդ. Գեներատորի հավաքման և տեղադրման վերջնական փուլը
Բոլոր ամրակները, ինչպես նաև ջրի անիվանհրաժեշտ է ներկել. Նախ, դա սարքը կդարձնի ավելի գեղեցիկ տեսք: Եվ երկրորդ՝ ներկը մետաղը կպաշտպանի ժանգից, որն արագ կհայտնվի ջրի աղբյուրի մոտ։ Լավ կլիներ գեներատորը սարքավորել պաշտպանիչ թևով, որը հեռացնում է ցայտերը, բայց հեղինակը չուներ հարմար նյութ.

Նախ սահմանենք փոքր հիդրոէլեկտրակայանների շահագործման սկզբունքը և տեսակները։ Գետի կամ իջնող ջրի հոսքի ընթացքում պտտվում են տուրբինի շեղբերները և հիդրավլիկ խողովակաշարը, որը միացված է էլեկտրական գեներատորին - վերջինս արտադրում է էլեկտրաէներգիա։ Ժամանակակից կոմպակտ հիդրոէլեկտրակայաններն ունեն ավտոմատ կառավարումակնթարթորեն անցնելու ունակությամբ ձեռքով ռեժիմդեպքում արտակարգ իրավիճակ. Ժամանակակից գործարանային հիդրոէլեկտրակայանների նախագծերը թույլ են տալիս նվազագույնի հասցնել արտադրությունը շինարարական աշխատանքներսարքավորումների տեղադրման ժամանակ.

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները

Մինի էլեկտրակայանները ներառում են 1-ից 3000 կՎտ հզորությամբ արտադրող սարքեր: Հիմնականում ՋԷԿ-ը բաղկացած է.

1. տուրբիններ (ջրառի սարք);
2. գեներացնող բլոկ;
3. կառավարման համակարգեր:

Ըստ արտադրության համար օգտագործվող ջրային ռեսուրսների տեսակի՝ մինի հիդրոէլեկտրակայաններն են.

• Channel գետեր. Նման կայանները կառուցված են ցածրադիր փոքր գետերի վրա՝ ջրամբարներով։
• Լեռ. Ստացիոնար կայաններ, որոնք օգտագործում են արագ լեռնային հոսանքների էներգիան։
• Արդյունաբերական. Արդյունաբերական ձեռնարկություններում ջրի հոսքի տարբերություններ օգտագործող կայաններ:
• Բջջային. Ջրի հոսքի համար ամրացված գուլպաներ օգտագործող կայաններ:

Պատնեշների կայանների տեսակները տարբերվում են բարձր հզորություն, բայց ամբարտակի կառուցումը թանկ արժե, և այս դեպքում առանց թույլտվությունների անհնար է անել։ Մեր երկրում պաշտոնյաների հետ առնչվելը ոչ միայն բարդացնում է ձեր կյանքը, այլ կասկածի տակ է դնում լավագույն մտադրությունների իրականացումը, ուստի մենք անմիջապես կհրաժարվենք այս գաղափարից:

Ինչպե՞ս է աշխատում մինի հիդրոէլեկտրակայանը:

Հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման սկզբունքային դիագրամը կարելի է ընտրել մի քանի տարբերակներից.

• Գարլանդ հիդրոէլեկտրակայան. Գետի մի ափից մյուսը ջրի տակ գցված է մալուխ, որի վրա պտտվում են ռոտորներ։ Ընթացիկը պտտում է ռոտորները և, համապատասխանաբար, ինքնին մալուխը: Մալուխի մի ծայրը գտնվում է առանցքակալի մեջ, մյուսը միացված է գեներատորին։
• Պտուտակ: Ստորջրյա կառույց, որը հիշեցնում է հողմային տուրբինի նեղ շեղբերով և ուղղահայաց ռոտոր. Պտտման բարձր արագությամբ ընդամենը 20 մմ լայնությամբ սայրը նվազագույն դիմադրություն կապահովի: Այս լայնության սայրն ընտրվում է վայրկյանում 0,8–2,0 մ հոսքի արագությամբ:
• Ջրի անիվ. Անիվ սայրերով, մասամբ ընկղմված հոսքի մեջ և գտնվում է ջրի մակերևույթի նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ։ Ջրի հոսքը ճնշում է սայրերի վրա՝ պտտելով անիվը։
• Ռոտոր Դարիա. Ուղղահայաց ռոտոր սայրի բարդ մակերեսներով: Շեղբերների շուրջ հոսող հեղուկը տարբեր ճնշումներ է ստեղծում՝ առաջացնելով ռոտացիա։

Լուսանկարում պատկերված է ջրային անիվի վրա հիմնված մինի հիդրոէլեկտրակայան

Ինչպես գնահատել մինի հիդրոէլեկտրակայանների պոտենցիալ հզորությունը

Նախքան ձեր սեփական ձեռքերով մինի հիդրոէլեկտրակայան կառուցելը, դուք պետք է որոշեք այն հզորությունը, որի վրա կարող եք հույս դնել: Ջրի հոսքի արագության և 1 մ տրամագծով պտուտակով կՎտ-ով լիսեռից հանվող հզորության միջև կա հղում:

Հոսքի արագությունը որոշվում է ջրի մեջ նետված չիպի համար որոշակի տարածություն անցնելու ժամանակի չափման միջոցով: Պարզ հաշվարկներ կատարելով՝ մենք ստանում ենք հոսքի արագությունը վայրկյանում մետրերով։ Եթե ​​այս դեպքում արագությունը 1 մ/վրկ-ից պակաս է, ապա հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումը տնտեսապես իրագործելի չի լինի։

Հոսքի 2,5 մ/վ արագության դեպքում հզորությունը կկազմի 0,86 կՎտ, 3 մ/վ-ում՝ 1,24 կՎտ, 4 մ/վ-ում՝ 2,2 կՎտ: Հարաբերությունը նկարագրվում է կախվածությամբ. հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը համաչափ է ջրի հոսքի արագության խորանարդին: Եթե ​​առաջարկվող շինհրապարակում հոսքի արագությունը ցածր է, կարող եք փորձել ավելացնել այն՝ տեղադրելով հոսքի բարձրությունների տարբերություն կամ ջրամբարի ելքի մոտ տեղադրելով ջրահեռացման խողովակ՝ փոփոխական տրամագծով: Որքան փոքր է խողովակի ելքի տրամագիծը, այնքան բարձր է հոսքի արագությունը:

Ինչպես պատրաստել մինի հիդրոէլեկտրակայան տանը

Գործողության սկզբունքը փոքր է ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայանկարելի է հասկանալ լուսարձակով և դինամոյով (գեներատոր) հեծանիվի օրինակով:

1. Տանիքի երկաթից մենք պատրաստում ենք երեք շեղբեր, որոնց երկարությունը հավասար է հեծանիվի անիվի շառավղին (կենտրոնական հանգույցից մինչև անիվի եզրը հեռավորությունը) և 3-4 սմ լայնությամբ:
2. Մենք սայրերը տեղադրում ենք անիվի ճյուղերի միջև՝ շեղբի եզրը թեքելով շեղբերների շուրջ՝ այն ամրացնելու համար: Շեղբերները պետք է հավասարաչափ հարթվեն՝ պահպանելով նրանց միջև նույն անկյունները:
3. Անիվը սայրերով սուզում ենք արագ գետանիվի տրամագծի մեկ երրորդից մինչև կեսը խորության վրա: Արտադրված էլեկտրաէներգիան կբավականացնի, օրինակ, վրան վառելու համար։

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցման տարբերակներից մեկի գծագրում

Օրինակ կարող է լինել փոքր հիդրոէլեկտրակայան ֆերմայի համար, որի հզորությունը 3-5 կՎտ է ջարդոնային նյութերից.

1. Ռոտորը կարող է պատրաստվել 2,2 մ տրամագծով մետաղյա մալուխի թմբուկից Օգտագործելով սրճաղաց և եռակցման 45 աստիճան շառավղով, անհրաժեշտ է զոդել 18 շեղբեր: Ռոտորը պտտվում է առանցքակալների վրա: Հենարան - մետաղյա խողովակ կամ անկյուն:
2. Ռոտորի վրա դուք պետք է տեղադրեք շղթայի կրճատիչ 4 փոխանցման հարաբերակցությամբ (փոխանցման գործակից): Հետագա պտույտը կփոխանցվի VAZ 2101 շարժիչի լիսեռի միջոցով: Շարժիչային լիսեռի օգտագործումը կնվազեցնի թրթռումը, իսկ շարժիչի և գեներատորի համատեղելիությունը լիսեռի օգտագործման ժամանակ կլինի ոչ կրիտիկական:
3. Ձեզ անհրաժեշտ կլինի արագացուցիչ փոխանցման տուփ (գործակիցը` 40) և եռաֆազ գեներատոր. Գեներատորի պտտման արագությունը մոտ 3000 rpm է: Երկու փոխանցման տուփերի ընդհանուր կրճատման գործակիցը կկազմի 40 x 4 = 160: Գեներատորը պետք է ծածկված լինի պատյանով, որպեսզի այն պաշտպանվի խոնավությունից և անվտանգությունից: Ջրի անիվի գնահատված պտույտը պետք է լինի րոպեում մոտ 20 պտույտ:
4. Կարող է հարմարեցվել գեներատորի համար ասինխրոն շարժիչև վերցրեք կառավարման միավորը ցանկացած փոքր մեքենայից: Ձեզ անհրաժեշտ կլինի VVG NG մալուխ 2x4 երկարությամբ ռոտորից մինչև ֆերմերային շենքեր:

Եզրակացություններ

Արտադրության ընդհանուր ծախսերը կկազմեն մոտ 10-15 հազար ռուբլի: Հիմնական ծախսային հոդվածն է աշխատավարձերեռակցող և աշխատող, որն օգնում է կառուցվածքը պատրաստել և հավաքել:

Նման սարքավորումների հիմնական առավելություններն են էլեկտրաէներգիայի ցածր արժեքը, բնապահպանական անվտանգությունը, էներգիայի աղբյուրի անսպառությունը և դիզայնի պարզությունը:

Ինձ միշտ գրավել է ստանալը ազատ էներգիաբնական պաշարներից։ Եվ ինչ-որ կերպ ինձ մոտ միտք ծագեց ստեղծել մի պարզ մինի էլեկտրակայան, որը էլեկտրաէներգիա կարտադրեր անցնող ջրի հոսքից:

Ամեն ինչ սկսվեց հին թմբուկ օգտագործելու գաղափարից լվացքի մեքենաորպես ջրային անիվ՝ մանրանկարչական ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայան։

Ծրագրի հետագա բարելավումներ

• Կառուցեք մինի պատնեշ՝ ջրի ճնշումը բարձրացնելու համար: Միաժամանակ, գետն ամբողջությամբ փակելու ծրագիր չկա, որպեսզի ձկները կարողանան փախչել երկրորդ առվով։
• Պատնեշի տակ տեղադրեք խողովակ, որով ջուրը կհոսի տնական տուրբին. Փոխակրիչից խողովակի մեջ տեղադրեք պատյան ռետինե ժապավեն. Խողովակի միջոցով ջրի հոսքը արգելափակելով՝ կարող եք իրականացնել մեխանիզմների սպասարկում։
• Ըստ հաշվարկների՝ տուրբինը կարտադրի ջրային անիվի մոտ երկու անգամ ավելի հզորություն։ Բացի այդ, ջրի անիվը տուրբինով փոխարինելը պետք է վերացնի ներսի սառցակալման խնդիրը ձմեռային ժամանակ.
• Ջրի հոսքը կպտտվի տուրբինը՝ փոխանցելով մոմենտը գեներատորին: Տուրբինը հենվելու է ամուր փայտից պատրաստված երկու առանցքակալների վրա։ Կանոնավոր քսումով դրանք երկար կծառայեն։ Հպման մեքենան կպահի մեխանիզմը կողային շարժվելուց:
• Պատրաստեք մետաղական շեղբեր՝ հաշվարկելով այն անկյունը, որով դրանք պետք է թեքվեն (հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը կախված է այս պարամետրից): Շեղբերները պետք է պտտվեն ռետինե միջադիրներով՝ դրանք չպոկելուց խուսափելու համար:
• Ոլորող մոմենտ փոխանցելու համար օգտագործեք խողովակներից հավաքված լիսեռ:
• Տեղադրեք գեներատորը: Տեղադրեք ճախարակ գեներատորի վրա, որն ավելի փոքր է, քան լիսեռի վրա տեղադրվածը: Սա կբարձրացնի արագությունը, որն անհրաժեշտ է արդյունավետ աշխատանքգեներատոր

Քանի որ էլեկտրաէներգիայի սակագները մ վերջերսսկսեց աճել, էլեկտրաէներգիայի վերականգնվող աղբյուրները գնալով մեծանում են բնակչության շրջանում, ինչը հնարավորություն է տալիս էլեկտրաէներգիա ստանալ գրեթե անվճար։ Մարդկությանը հայտնի նման աղբյուրների թվում արժե առանձնացնել արևային մարտկոցները, քամու գեներատորները և տնային հիդրոէլեկտրակայանները։ Բայց վերջիններս բավականին բարդ են, քանի որ պետք է աշխատեն շատ ագրեսիվ պայմաններում։ Թեեւ դա չի նշանակում, որ հնարավոր չէ սեփական ձեռքերով մինի հիդրոէլեկտրակայան կառուցել։

Ամեն ինչ ճիշտ և արդյունավետ անելու համար գլխավորն ընտրությունն է ճիշտ նյութեր. Նրանք պետք է ապահովեն կայանի առավելագույն ամրությունը։ Ինքնուրույն տնային հիդրոգեներատորներ, որոնց հզորությունը համեմատելի է արեւային վահանակներիսկ հողմային տուրբինները կարող են շատ ավելի շատ էներգիա արտադրել:

Բայց թեև շատ բան կախված է նյութերից, ամեն ինչ դրանով չի ավարտվում։

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները

• Կան մինի հիդրոէլեկտրակայանների մեծ թվով տարբեր տատանումներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները, առանձնահատկությունները և թերությունները: Առանձնացվում են այս սարքերի հետևյալ տեսակները.
• ծաղկեպսակ;
• պտուտակ;
• Դարիա ռոտոր;

ջրի անիվ սայրերով:

Գարլանդի հիդրոէլեկտրակայանը բաղկացած է մալուխից, որի վրա ամրացված են ռոտորներ։ Նման մալուխը քաշվում է գետի միջով և ընկղմվում ջրի մեջ: Գետում ջրի հոսքը սկսում է պտտել ռոտորները, որոնք իրենց հերթին պտտում են մալուխը, որի մի ծայրում առանցքակալ է, իսկ մյուսում՝ գեներատոր։

Դասական ջրային անիվ - լավ մոռացված հին

Ինչ վերաբերում է պտուտակային հիդրոէլեկտրակայանին, ապա այն ջրի տակ գտնվող հողմատուրբին է՝ ուղղահայաց ռոտորով։ Լայնությունը չի գերազանցում 2 սանտիմետրը։ Այս լայնությունը բավարար է ջրի համար, քանի որ հենց այս վարկանիշն է թույլ տալիս նվազագույն դիմադրությամբ արտադրել առավելագույն քանակությամբ էլեկտրաէներգիա: Ճիշտ է, այս լայնությունը օպտիմալ է միայն վայրկյանում մինչև 2 մետր հոսքի արագության համար:

Ինչ վերաբերում է այլ պայմաններին, ապա ռոտորի շեղբերների պարամետրերը հաշվարկվում են առանձին: Իսկ Darrieus ռոտորը ուղղահայաց դիրքավորված ռոտոր է, որը գործում է դիֆերենցիալ ճնշման սկզբունքով: Ամեն ինչ նույն կերպ է տեղի ունենում ինքնաթիռի թևի դեպքում, որի վրա ազդում է վերելակը:

Եթե ​​դիտարկենք Գարլանդ ՀԷԿ-ը, ապա այն ունի մի շարք ակնհայտ թերություններ. Նախ, դիզայնում օգտագործված երկար մալուխը վտանգ է ներկայացնում ուրիշների համար: Ջրի տակ թաքնված ռոտորները նույնպես մեծ վտանգ են ներկայացնում։ Դե, բացի այդ, հարկ է նշել ցածր արդյունավետության ցուցանիշները և բարձր նյութական սպառումը:

Ինչ վերաբերում է Darrieus ռոտորի թերություններին, ապա, որպեսզի սարքը սկսի էլեկտրաէներգիա արտադրել, այն նախ պետք է պտտվել: Ճիշտ է, այս դեպքում իշխանությունը վերցվում է անմիջապես ջրի վերևում, այնպես որ, անկախ նրանից, թե ինչպես է ջրի հոսքը փոխվում, գեներատորը էլեկտրաէներգիա է արտադրելու:

Վերոնշյալ բոլորը գործոններ են, որոնք ավելի տարածված են դարձնում մինի հիդրոէլեկտրակայանների և ջրային անիվների հիդրավլիկ տուրբինները: Եթե ​​հաշվի առնենք նման սարքերի ձեռքով կառուցումը, ապա դրանք այնքան էլ բարդ չեն: Եվ բացի այդ, երբ նվազագույն ծախսերնման մինի հիդրոէլեկտրակայաններն ունակ են առավելագույն արդյունավետության ցուցանիշներ արտադրել։ Այսպիսով, ժողովրդականության չափանիշներն ակնհայտ են:

Որտեղ սկսել շինարարությունը

Ձեր սեփական ձեռքերով մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումը պետք է սկսվի գետերի հոսքի արագության ցուցանիշների չափմամբ: Դա արվում է շատ պարզ. պարզապես նշեք 10 մետր հեռավորությունը հոսանքին հակառակ, վերցրեք վայրկյանաչափը, ջրի մեջ չիպ գցեք և նշեք, թե որքան ժամանակ է պահանջվում, որ այն անցնի չափված հեռավորությունը:

Ի վերջո, եթե 10 մետրը բաժանեք անցած վայրկյանների քանակի վրա, ապա կստանաք գետի արագությունը վայրկյանում մետրերով: Արժե հաշվի առնել, որ իմաստ չունի մինի հիդրոէլեկտրակայաններ կառուցել այն վայրերում, որտեղ հոսքի արագությունը չի գերազանցում 1 մ/վրկ-ը։

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է պարզել, թե ինչպես են կառուցվում մինի հիդրոէլեկտրակայանները այն վայրերում, որտեղ գետի արագությունը ցածր է, ապա կարող եք փորձել մեծացնել հոսքը՝ կազմակերպելով բարձրության տարբերություն: Դա կարելի է անել ջրամբարի մեջ արտահոսքի խողովակ տեղադրելով: Այս դեպքում խողովակի տրամագիծը ուղղակիորեն կազդի ջրի հոսքի արագության վրա: Որքան փոքր է տրամագիծը, այնքան արագ է հոսքը:

Այս մոտեցումը հնարավորություն է տալիս կազմակերպել մինի հիդրոէլեկտրակայան, նույնիսկ եթե տան մոտով անցնում է փոքրիկ առվակ։ Այսինքն՝ դրա վրա կազմակերպված է փլվող ամբարտակ, որից ներքև տեղադրված է մինի հիդրոէլեկտրակայան՝ անմիջապես տան և կենցաղային տեխնիկան սնուցելու համար։

Հաջորդը նախագծերն են, որոնց նախատիպը եղել է Վ. Բլինովի ազատ հոսքի (մոդել 1964) Գարլանդ հիդրոէլեկտրակայանը։

Քննարկվող հիդրոէլեկտրակայանները ազատ հոսքով են՝ այսպես կոչված Savonius ռոտորներից պատրաստված բավականին օրիգինալ տուրբինով, որը ամրացված է ընդհանուր (գուցե ճկուն, կոմպոզիտային) աշխատանքային լիսեռի վրա։ Նրանց տեղադրման համար ամբարտակներ կամ այլ լայնածավալ հիդրավլիկ կառույցներ չեն պահանջվում: Նրանք ի վիճակի են լիարժեք արդյունավետությամբ աշխատել նույնիսկ ծանծաղ ջրերում, ինչը, զուգորդված դիզայնի պարզության, կոմպակտության և հուսալիության հետ, այս հիդրոէլեկտրակայանները դարձնում է շատ խոստումնալից այն ֆերմերների և այգեպանների համար, որոնց հողատարածքները գտնվում են փոքր ջրահոսքերի (գետերի) մոտ: , առուներ և առուներ):

Ի տարբերություն ամբարտակների, ազատ հոսքի ՀԷԿ-երը, ինչպես հայտնի է, օգտագործում են միայն հոսող ջրի կինետիկ էներգիան։ Հզորությունը որոշելու համար կա բանաձև.

N=0.5*p*V3*F*n (1),

N - հզորություն աշխատանքային լիսեռի վրա (W),
- p - ջրի խտություն (1000 կտ/մ3),
- V - գետի հոսքի արագություն (մ/վ),
- F - հիդրավլիկ մեքենայի աշխատանքային մարմնի ակտիվ (սուզվող) մասի խաչմերուկի տարածքը (մ2),
- n - էներգիայի փոխակերպման արդյունավետություն:

Ինչպես երևում է 1-ին բանաձևից, գետի արագությամբ 1 մ/վրկ քառակուսի մետրՀիդրավլիկ մեքենայի ակտիվ մասի խաչմերուկը իդեալականորեն (երբ n=1) ունի ընդամենը 500 Վտ հզորություն։ Այս արժեքը ակնհայտորեն փոքր է արդյունաբերական օգտագործում, բայց բավականին բավարար է ֆերմերի կամ ամառային բնակչի դուստր հողամասի համար: Ավելին, այն կարելի է մեծացնել մի քանի «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակների» զուգահեռ աշխատանքի միջոցով։

Եվ ևս մեկ նրբություն. Գետի արագությունն իր տարբեր հատվածներում տարբեր է։ Հետևաբար, նախքան մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումը սկսելը, անհրաժեշտ է պարզել ձեր գետի էներգետիկ ներուժը՝ օգտագործելով ուրվագծված պարզ մեթոդը։ Հիշենք միայն, որ չափիչ լողակի անցած տարածությունը և բաժանված նրա անցած ժամանակի վրա կհամապատասխանի այս տարածքում միջին հոսքի արագությանը: Հարկ է նաև նշել. այս պարամետրը կփոխվի՝ կախված տարվա եղանակից:

Հետևաբար, նախագծային հաշվարկները պետք է կատարվեն գետի հոսքի միջին (մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման պլանավորված ժամանակահատվածի համար) արագության հիման վրա:

Նկ.1. Savonius ռոտորներ տնական Garland մինի-հիդրոէլեկտրակայանների համար.

a, b - շեղբեր; 1 - լայնակի, 2 - վերջ:

Հաջորդը, դուք պետք է որոշեք հիդրավլիկ մեքենայի ակտիվ մասի չափը և դրա տեսակը: Քանի որ ամբողջ մինի հիդրոէլեկտրակայանը պետք է լինի հնարավորինս պարզ և ոչ բարդ արտադրության համար, հարմար տեսակՓոխարկիչը Savonius ռոտոր է վերջնական դիզայնով: Ջրի մեջ լրիվ ընկղմումով աշխատելիս F-ի արժեքը կարելի է հավասար ընդունել ռոտորի D տրամագծի և նրա L երկարության արտադրյալին և n=0,5։ Ռոտացիայի հաճախականությունը f որոշվում է պրակտիկայի համար ընդունելի ճշգրտությամբ՝ օգտագործելով բանաձևը.

f=48V/3.14D (rpm) (2):

ՀԷԿ-ը հնարավորինս կոմպակտ դարձնելու համար հաշվարկում նշված հզորությունը պետք է փոխկապակցվի փաստացի բեռի հետ, որի էլեկտրամատակարարումը պետք է ապահովի մինի հիդրոէլեկտրակայանը (քանի որ, ի տարբերություն հողմատուրբինի, հոսանք շարունակաբար մատակարարվելու է սպառողական ցանցին): Որպես կանոն, այս էլեկտրաէներգիան օգտագործվում է լուսավորության, հեռուստացույցի, ռադիոյի, սառնարանի սնուցման համար։ Ընդ որում, միայն վերջինս է անընդհատ շահագործման հանձնվում ողջ օրվա ընթացքում։ Մնացած էլեկտրատեխնիկան աշխատում է հիմնականում երեկոյան ժամերին։ Ելնելով դրանից՝ նպատակահարմար է կենտրոնանալ մեկ «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» առավելագույն հզորության վրա՝ մոտ 250-300 Վտ՝ ծածկելով գագաթնակետային բեռը մինի հիդրոէլեկտրակայանից լիցքավորված մարտկոցով:

Հիդրավլիկ էլեկտրակայանի աշխատանքային լիսեռից ոլորող մոմենտ փոխանցելը էլեկտրական գեներատորի ճախարակին սովորաբար իրականացվում է միջանկյալ փոխանցման միջոցով: Այնուամենայնիվ, այս տարրը, խստորեն ասած, կարելի է բացառել, եթե միկրոհիդրոէլեկտրակայանի նախագծման մեջ օգտագործվող գեներատորն ունի 750 rpm-ից պակաս աշխատանքային ռոտացիայի արագություն: Այնուամենայնիվ, հաճախ ստիպված եք լինում հրաժարվել անմիջական շփումից։ Իրոք, գեներատորների ճնշող մեծամասնության համար ներքին արտադրությունԷլեկտրաէներգիայի մատակարարման սկզբում գործող ռոտացիայի արագությունը գտնվում է 1500-3000 ռ/րոպե միջակայքում: Սա նշանակում է, որ անհրաժեշտ է հավելյալ համակարգում ՀԷԿ-ի հանքերի և էլեկտրագեներատորի միջև։

Դե, հիմա, երբ նախնական տեսական մասը ետևում է, եկեք նայենք կոնկրետ ձևավորումներին, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելությունները:

Ահա, օրինակ, կիսաշարժ, ազատ հոսքի մինի-հիդրոէլեկտրակայան՝ երկու կոաքսիալ, միմյանց նկատմամբ 90°-ով պտտվող (ինքնագործարկելու հեշտացման համար) և լայնակի տիպի Savonius ռոտորների հորիզոնական դասավորությամբ: Ավելին, այս ինքնաշեն ՀԷԿ-ի հիմնական մասերն ու բաղադրիչները փայտից են՝ որպես ամենամատչելի և «հնազանդ» շինանյութ։

Առաջարկվող մինի հիդրոէլեկտրակայանը սուզվող է։ Այսինքն՝ նրա աջակից շրջանակը գտնվում է ներքևի մասում ջրհոսքի միջով և ամրացված է ճոպաններով կամ ձողերով (եթե, օրինակ, մոտակայքում կան անցուղիներ, նավահանգիստ և այլն)։ Դա արվում է, որպեսզի կառույցը չտարվի հենց ջրահոսքով:

Նկ.2. Հորիզոնական լայնակի ռոտորներով սուզվող մինի հիդրոէլեկտրակայան.
1 - բազային սպար (ճառագայթ 150x100, 2 հատ), 2 - ստորին խաչի անդամ (տախտակ 150x45, 2 հատ), 3 - միջին խաչաձև անդամ (ճառագայթ 150x120, 2 հատ), 4 - բարձրացնող (կլոր փայտանյութ տրամագծով 100 հատ, 4 հատ.), 5 վերին սպար (տախտակ 150x45, 2 հատ), 6 - վերին խաչաձև անդամ (տախտակ 100x40, 4 հատ), 7 - միջանկյալ լիսեռ (չժանգոտվող պողպատ, 30 տրամագծով ձող) , 8 - ճախարակի բլոկ, 9 - հաստատուն գեներատորի հոսանք, 10 - «գանդեր» ճենապակյա գլանով և երկու միջուկով մեկուսացված մետաղալարեր, 11 - բազային թիթեղ (տախտակ 200x40), 12 - շարժիչ ճախարակ, 13 - փայտե առանցքակալի հավաքակազմ (2 հատ), 14 - «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» ռոտոր (D600, L1000, 2 հատ), 15 սկավառակ (թակվածից վահանի տախտակներ 20-40 մմ հաստությամբ, 3 հատ); մետաղական տարրերամրացումները (ներառյալ բրեկետները, արտաքին սկավառակների հանգույցները) ցուցադրված չեն:

Իհարկե, մինի հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրում գետի խորությունը պետք է լինի ավելի քիչ բարձրությունաջակցության շրջանակ: Հակառակ դեպքում, շատ դժվար է (եթե ոչ անհնար) խուսափել ջրի մեջ ջրի ներթափանցումից էլեկտրական գեներատոր. Դե, եթե այն վայրը, որտեղ ենթադրվում է, որ գտնվում է մինի հիդրոէլեկտրակայանը, ունի ավելի քան 1,5 մ խորություն կամ կա ջրի մեծ քանակություն և հոսքի արագություն, որը մեծապես տատանվում է ամբողջ տարվա ընթացքում (ինչը, ի դեպ, բավականին բնորոշ ձյունածածկ ջրահոսքերին), ապա այս դիզայնըԽորհուրդ է տրվում համալրել լողացողներով։ Սա նաև թույլ կտա այն հեշտությամբ տեղափոխել գետի վրա տեղադրվելիս:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի կրող շրջանակը փայտից, տախտակներից և փոքր գերաններից պատրաստված ուղղանկյուն շրջանակ է՝ ամրացված մեխերով և մետաղալարով (մալուխներով): Կառույցի մետաղական մասերը (մեխեր, պտուտակներ, սեղմակներ, անկյուններ և այլն) հնարավորության դեպքում պետք է պատրաստված լինեն. չժանգոտվող պողպատկամ այլ կոռոզիոն դիմացկուն համաձուլվածքներ:

Դե, քանի որ նման մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործումը հաճախ հնարավոր է ռուսական պայմաններում միայն սեզոնային (գետերի մեծ մասի սառցակալման պատճառով), ապա շահագործման ժամկետի ավարտից հետո ափ դուրս բերված ամբողջ կառույցը ենթակա է մանրակրկիտ ստուգման: Փտածները փոխարինվում են ժամանակին փայտե տարրեր, ժանգոտել են մետաղական մասերը, չնայած ձեռնարկված նախազգուշական միջոցներին։

Մեր մինի հիդրոէլեկտրակայանի հիմնական բաղադրիչներից մեկը երկու կոշտ ամրացված (և աշխատանքային լիսեռի վրա մեկ ամբողջություն կազմող) «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակն» է: Նրանց սկավառակները հեշտությամբ կարելի է պատրաստել 20-30 մմ հաստությամբ տախտակներից: Դա անելու համար, դրանցից վահան պատրաստելով, 600 մմ տրամագծով շրջան կառուցելու համար օգտագործեք կողմնացույց: Որից հետո տախտակներից յուրաքանչյուրը կտրվում է ըստ դրա վրա ստացված կորի։ Աշխատանքային մասերը երկու ժապավենի վրա թակելով (պահանջվող կոշտություն տալու համար) նրանք ամեն ինչ կրկնում են երեք անգամ՝ ըստ պահանջվող սկավառակների քանակի։

Ինչ վերաբերում է շեղբերին, ապա խորհուրդ է տրվում դրանք պատրաստել տանիքի երկաթից։ Եվ ավելի լավ - գլանաձևից, որոնք հարմար են չափի մեջ և կիսով չափ կտրված (առանցքի երկայնքով) չժանգոտվող պողպատից տարաներ(տակառներ), որոնցում սովորաբար պահվում և տեղափոխվում են գյուղատնտեսական պարարտանյութեր և այլ ագրեսիվ նյութեր։ Ծայրահեղ դեպքերում սայրերը կարող են պատրաստվել փայտից: Բայց նրանց քաշը (հատկապես ջրում երկար մնալուց հետո) զգալիորեն կաճի։ Եվ դա պետք է հիշել լողակների վրա մինի հիդրոէլեկտրակայաններ ստեղծելիս։

«Հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» ծայրերին կցվում են սրածայր հենարաններ։ Ըստ էության, դրանք կարճ բալոններ են՝ լայն եզրով և բանալու վերջի բնիկով: Կցաշուրթը կցվում է համապատասխան ռոտորային սկավառակին չորս պտուտակներով:

Շփումը նվազեցնելու համար կան առանցքակալներ, որոնք տեղակայված են միջին խաչաձողերի վրա: Եվ քանի որ սովորական գնդիկավոր կամ գլանաձողերը պիտանի չեն ջրի մեջ աշխատելու համար, օգտագործում են... տնական փայտե։ Դրանցից յուրաքանչյուրի ձևավորումը բաղկացած է երկու սեղմակներից և ներդիր տախտակներից, որի անցք է, որը նախատեսված է թենոնի հենարանի անցման համար: Ավելին, միջին կրող պատյանները տեղադրվում են այնպես, որ այստեղ փայտի մանրաթելերն անցնում են լիսեռին զուգահեռ: Բացի այդ, հատուկ միջոցներ են ձեռնարկվում ապահովելու համար, որ ներդիրների տախտակները ամուր ամրացված են կողային շարժման դեմ: Դա արվում է խստացնող պտուտակների միջոցով:

Նկ.3. Լոգարիթմական առանցքակալների հավաքում.
1 - ծալքավոր փակագիծ (St3, շերտ 50x8, 4 հատ), 2 - միջին շրջանակի խաչաձև անդամ, 3 - ծալքավոր ներդիր (պատրաստված է կոշտ փայտից, 2 հատ), 4 փոխարինելի ներդիր (պատրաստված կոշտ փայտից, 2 հատ) , 5 - M10 պտուտակ Grover ընկույզով և լվացքի մեքենայով (4 հավաքածու), 6 - M8 գամասեղ երկու ընկույզով և լվացքի մեքենաներով (2 հատ):

Մեքենաներից որևէ մեկը օգտագործվում է որպես էլեկտրագեներատոր դիտարկվող միկրոհիդրոէլեկտրակայանում։ Նրանք արտադրում են 12-14 V DC և կարող են հեշտությամբ միանալ ինչպես մարտկոցին, այնպես էլ էլեկտրական սարքերին: Այս մեքենաների հզորությունը մոտ 300 Վտ է։

Միանգամայն ընդունելի համար ինքնաշենև շարժական մինի հիդրոէլեկտրակայանի նախագծում՝ «գառլանդի» և գեներատորի ուղղահայաց դասավորությամբ։ Նման հիդրոէլեկտրակայանը, ըստ մշակման հեղինակի, ամենաքիչ նյութատարն է։ Տեղադրման կրող կառուցվածքը, որն ամրացնում է իր դիրքը գետի հունում, սնամեջ պողպատե ձող է (օրինակ, խողովակների հատվածներից): Դրա երկարությունը ընտրվում է՝ ելնելով ջրհոսքի հատակի բնույթից և հոսքի արագությունից։ Ավելին, այնպիսին, որ ձողի սուր ծայրը, որը մղվում է դեպի ներքև, երաշխավորում է մինի հիդրոէլեկտրակայանի կայունությունը և դրա չխափանումը հոսանքով: Հնարավոր է նաև ձգվող նշանների լրացուցիչ օգտագործում։
Որոշելով ռոտորի ակտիվ մակերեսը (1) բանաձևով և չափելով գետի խորությունը մինի հիդրոէլեկտրակայանի տեղադրման վայրում, հեշտ է հաշվարկել այստեղ օգտագործվող Savonius ռոտորների տրամագիծը: Դիզայնը պարզ և ինքնուրույն գործարկելու համար խորհուրդ է տրվում պատրաստել «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» երկու ռոտորներից, որոնք միացված են այնպես, որ առաջինի շեղբերները 90°-ով շեղվեն երկրորդի համեմատ (պտտման առանցքի երկայնքով): Ավելին, գործառնական արդյունավետությունը բարձրացնելու համար եկող հոսքի կողմի կառուցվածքը հագեցած է վահանով, որը կատարում է ուղեցույցի դերը: Դե, աշխատանքային լիսեռը տեղադրված է վերին և ստորին հենարանների սահող առանցքակալների մեջ: Սկզբունքորեն, մինի հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման կարճ ժամանակահատվածի համար (օրինակ, արշավի ժամանակ) կարող են օգտագործվել մեծ տրամագծով գնդիկավոր առանցքակալներ: Այնուամենայնիվ, եթե ջրի մեջ ավազ կամ տիղմ կա, յուրաքանչյուր օգտագործումից հետո այդ բլոկները պետք է լվացվեն մաքուր ջրով:

Բրինձ. 4. Մինի հիդրոէլեկտրակայան՝ վերջնական տիպի ռոտորների ուղղահայաց դասավորությամբ.
1 - հենակետային գավազան, 2 - ստորին կրող սարք, 3 - «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակ» սկավառակ (3 հատ), 4 - ռոտոր (D600, 2 հատ), 5 - վերին առանցքակալի հավաք, 6 - աշխատանքային լիսեռ, 7 - փոխանցում, 8 - էլեկտրական գեներատոր, 9 - «գանդեր» ճենապակյա գլանով և երկմիջուկ մեկուսացված մետաղալարով, 10 - գեներատորի ամրացման սեղմակ, 11 - շարժական ուղեցույց; a, b - սայրեր. հենակետային ձողի վերին ծայրի ամրագոտիները ցուցադրված չեն:

Հենակները պտտվում և եռակցվում են գավազանին՝ կախված «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» քաշից և այն մասերի ապամոնտաժելու անհրաժեշտությունից: Հիդրավլիկ մեքենայի աշխատանքային լիսեռի վերին ծայրը նաև բազմապատկիչի մուտքային լիսեռն է, որը (որպես ամենապարզ և տեխնոլոգիապես առաջադեմ) կարող է օգտագործվել որպես գոտի:

Էլեկտրական գեներատորը նորից վերցված է մեքենայից. Հեշտ է սեղմակով ամրացնել այն հենարանին։ Իսկ իրենք՝ գեներատորից եկող լարերը պետք է ունենան հուսալի ջրամեկուսացում։ Նկարազարդումներում միջանկյալ փոխանցման ճշգրիտ երկրաչափական համամասնությունները չեն ցուցադրվում, քանի որ դրանք կախված են ձեր ունեցած կոնկրետ գեներատորի պարամետրերից: Դե, փոխանցման գոտիները կարելի է պատրաստել հին մեքենայի ներքին խողովակից՝ կտրելով այն 20 մմ լայնությամբ շերտերով և այնուհետև պտտելով այն կապոցների մեջ:

Փոքր գյուղերի էլեկտրամատակարարման համար հարմար է Վ. Բլինովի կողմից նախագծված մինի հիդրոէլեկտրակայանը, որը ոչ այլ ինչ է, քան 300-400 մմ տրամագծով տակառաձև Savonius ռոտորների շղթա, որը կցված է ձգված ճկուն մալուխին: գետի վրայով։ Մալուխի մի ծայրը կցվում է կախովի հենակետին, իսկ մյուսը պարզ բազմապատկիչի միջոցով գեներատորի լիսեռին: 1,5-2,0 մ/վրկ հոսքի արագությամբ ռոտորների շղթան կազմում է մինչև 90 պտ/րոպ. Իսկ «հիդրոէներգետիկ ծաղկեպսակի» տարրերի փոքր չափը հնարավորություն է տալիս այս միկրոհիդրոէլեկտրակայանը շահագործել մեկ մետրից պակաս խորություն ունեցող գետերի վրա։

Պետք է ասել, որ մինչև 1964 թվականը Վ. Բլինովին հաջողվել է ստեղծել իր իսկ նախագծով մի քանի շարժական և անշարժ մինի հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնցից ամենամեծը Պորոժկի գյուղի մոտ (Տվերի մարզ) կառուցված հիդրոէլեկտրակայանն էր։ Այստեղ մի զույգ ծաղկեպսակներ վարում էին երկու ստանդարտ ավտոմոբիլային և տրակտորային գեներատորներ՝ ընդհանուր 3,5 կՎտ հզորությամբ:

MK 10 1997 I. Dokunin