Էլեկտրաէներգիայի պարբերաբար թանկացումները շատերին ստիպում են մտածել էլեկտրաէներգիայի այլընտրանքային աղբյուրների մասին։ մեկը լավագույն լուծումներըՎ այս դեպքում- հիդրոէլեկտրակայան. Այս հարցի լուծման որոնումները վերաբերում են ոչ միայն երկրի մասշտաբներին։ Ավելի ու ավելի հաճախ կարելի է տեսնել տան համար նախատեսված մինի հիդրոէլեկտրակայաններ (դաչա): Ծախսերը այս դեպքում կլինեն միայն շինարարության և սպասարկում. Նման կառույցի թերությունն այն է, որ դրա կառուցումը հնարավոր է միայն որոշակի պայմաններում: Պահանջվում է ջրի հոսք: Բացի այդ, ձեր բակում այս կառույցի կառուցման համար անհրաժեշտ է տեղական իշխանությունների թույլտվությունը:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի դիագրամ

• Առանցք՝ հարթավայրերին բնորոշ։ Տեղադրված են ցածր հոսք ունեցող գետերի վրա։
• Ստացիոնարներն օգտագործում են ջրի արագ հոսք ունեցող ջրային գետերի էներգիան։
• Ջրի հոսքի նվազման վայրերում տեղադրված հիդրոէլեկտրակայաններ. Դրանք առավել հաճախ հանդիպում են արդյունաբերական կազմակերպություններում։
• Բջջային, որոնք կառուցված են ամրացված գուլպաների միջոցով:

Հիդրոէլեկտրակայանի կառուցման համար բավական է տեղանքով հոսող նույնիսկ փոքր առուն։ Կենտրոնական ջրամատակարարմամբ տների սեփականատերերը չպետք է հուսահատվեն.

մեկը Ամերիկյան ընկերություններՍտեղծվել է կայան, որը կարող է տեղադրվել տան ջրամատակարարման համակարգում: Ջրամատակարարման համակարգում ներկառուցված է փոքրիկ տուրբին, որը շարժվում է ձգողականությամբ շարժվող ջրի հոսքով։ Սա նվազեցնում է ջրի հոսքի արագությունը, բայց նվազեցնում է էլեկտրաէներգիայի արժեքը: Բացի այդ այս տեղադրումըլիովին անվտանգ:

Անգամ մինի հիդրոէլեկտրակայաններ են կառուցվում կոյուղու խողովակ. Բայց դրանց կառուցումը պահանջում է որոշակի պայմանների ստեղծում։ Խողովակի միջով ջուրը պետք է բնականորեն հոսի թեքության պատճառով: Երկրորդ պահանջն այն է, որ խողովակի տրամագիծը պետք է հարմար լինի սարքավորումների տեղադրման համար: Եվ դա չի կարելի անել առանձին տանը:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների դասակարգում

Մինի հիդրոէլեկտրակայանները (տները, որտեղ դրանք օգտագործվում են հիմնականում մասնավոր հատվածում են) առավել հաճախ պատկանում են հետևյալ տեսակներից մեկին, որոնք տարբերվում են շահագործման սկզբունքով.

• Ջրի անիվ - ավանդական տեսակ, որն ամենահեշտն է իրականացնել։
• Պտուտակ: Դրանք օգտագործվում են այն դեպքերում, երբ գետն ունի ավելի քան տասը մետր լայնություն ունեցող հուն։
• Ծաղկեպսակը տեղադրված է մեղմ հոսք ունեցող գետերի վրա։ Ջրի հոսքի արագությունը մեծացնելու համար օգտագործվում են լրացուցիչ կառույցներ։
• Darrieus ռոտորը սովորաբար տեղադրվում է արդյունաբերական ձեռնարկություններում:

Այս տարբերակների տարածվածությունը պայմանավորված է նրանով, որ դրանք չեն պահանջում ամբարտակի կառուցում:

Ջրի անիվ

Սա դասական տեսքՀիդրոէլեկտրակայան, որն առավել հայտնի է մասնավոր հատվածի համար։ Այս տեսակի մինի հիդրոէլեկտրակայանները մեծ անիվ են, որը կարող է պտտվել: Նրա շեղբերն իջնում ​​են ջրի մեջ։ Կառույցի մնացած մասը գտնվում է գետի հունից վեր՝ պատճառ դառնալով ամբողջ մեխանիզմի շարժման։ Հզորությունը փոխանցվում է հիդրավլիկ շարժիչի միջոցով գեներատորին, որն արտադրում է հոսանք:

Պտուտակային կայան

Շրջանակի վրա ներս ուղղահայաց դիրքկա ռոտոր և ջրի տակ իջեցված ստորջրյա հողմատուրբին։ Հողմաղացն ունի շեղբեր, որոնք պտտվում են ջրի հոսքի ազդեցության տակ: Լավագույն դիմադրությունն ապահովում են երկու սանտիմետր լայնությամբ շեղբերները (արագ հոսքով, որոնց արագությունը, սակայն, վայրկյանում երկու մետրից չի անցնում):

Այս դեպքում շեղբերն առաջանում է ջրի ճնշմամբ, այլ ոչ թե դրանով: Ընդ որում, շեղբերների շարժման ուղղությունը ուղղահայաց է հոսքի ուղղությանը։ Այս գործընթացը նման է հողմային էլեկտրակայաններին, միայն այն աշխատում է ջրի տակ։

Գարլյանդնայա հիդրոէլեկտրակայան

Այս տեսակի մինի հիդրոէլեկտրակայանները բաղկացած են մալուխից, որը ձգվում է գետի հունի վրայով և ամրացված հենակետով: Փոքր չափի և քաշի տուրբիններ (հիդրավլիկ ռոտորներ) կախված են և կոշտ ամրացված դրա վրա ծաղկեպսակի տեսքով։ Դրանք բաղկացած են երկու կիսագլաններից։ Ջրի մեջ իջնելիս առանցքները հավասարեցնելով՝ դրանցում ոլորող մոմենտ է առաջանում։ Սա հանգեցնում է նրան, որ մալուխը թեքվում է, ձգվում և սկսում է պտտվել: Այս իրավիճակում մալուխը կարելի է համեմատել լիսեռի հետ, որը ծառայում է էլեկտրաէներգիայի փոխանցմանը: Մալուխի ծայրերից մեկը միացված է փոխանցումատուփին։ Մալուխի և հիդրավլիկ պտուտակների պտույտից ստացված հզորությունը փոխանցվում է դրան։

Մի քանի «պսակների» առկայությունը կօգնի կայանի հզորությունը բարձրացնել։ Նրանք կարող են կապված լինել միմյանց հետ: Նույնիսկ սա մեծապես չի բարձրացնում այս հիդրոէլեկտրակայանի արդյունավետությունը։ Սա նման կառույցի թերություններից մեկն է:

Այս տեսակի մեկ այլ թերություն այն վտանգն է, որը այն ստեղծում է ուրիշների համար: Այս տեսակի կայանը կարող է օգտագործվել միայն ամայի վայրերում։ Պահանջվում են նախազգուշական նշաններ.

Ռոտոր Դարիա

Այս տիպի առանձնատան համար նախատեսված մինի հիդրոէլեկտրակայանն անվանակոչվել է իր կառուցապատող Ժորժ Դարիուսի անունով: Արտոնագրված այս դիզայնըեղել է դեռևս 1931թ. Դա ռոտոր է, որի վրա գտնվում են սայրերը: Պահանջվող պարամետրերը ընտրվում են անհատապես յուրաքանչյուր սայրի համար: Ռոտորը ջրի տակ իջեցվում է ուղղահայաց դիրքով: Շեղբերները պտտվում են ճնշման տարբերության պատճառով, որը առաջանում է ջրի հոսումից իրենց մակերեսով: Այս գործընթացը նման է վերելակի, որը ստիպում է ինքնաթիռներին թռիչք կատարել:

Այս տեսակի հիդրոէլեկտրակայանն ունի արդյունավետության լավ ցուցանիշ։ Եռակի առավելություն՝ հոսքի ուղղությունը նշանակություն չունի։

Դրա թերությունները ներառում են բարդ դիզայն և դժվար տեղադրում:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելությունները

Անկախ դիզայնի տեսակից, մինի հիդրոէլեկտրակայաններն ունեն մի շարք առավելություններ.

• Դրանք էկոլոգիապես մաքուր են և չեն արտադրում մթնոլորտի համար վնասակար նյութեր։
• Էլեկտրաէներգիայի արտադրության գործընթացը տեղի է ունենում առանց աղմուկ ստեղծելու։
• Ջուրը մնում է մաքուր։
• Էլեկտրաէներգիան արտադրվում է անընդհատ՝ անկախ օրվա ժամից և եղանակային պայմաններից։
• Անգամ մի փոքր առուն բավական է կայարան տեղադրելու համար։
• Ավելորդ էլեկտրաէներգիան կարող է վաճառվել հարեւաններին.
• Ձեզ անհրաժեշտ չեն բազմաթիվ թույլտվության փաստաթղթեր:

Ինքնուրույն մինի հիդրոէլեկտրակայան

Դուք կարող եք ինքներդ կառուցել այն էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Առանձնատան համար օրական քսան կիլովատը բավարար է։ Նույնիսկ ձեր սեփական ձեռքերով հավաքված մինի հիդրոէլեկտրակայանը կարող է հաղթահարել այս արժեքը: Բայց պետք է հիշել, որ այս գործընթացը բնութագրվում է մի շարք հատկանիշներով.

• Բավական դժվար է ճշգրիտ հաշվարկներ կատարել։
• Տարրերի չափերն ու հաստությունը ընտրվում են «աչքով», միայն փորձարարական:
• Տնական կառույցները չունեն պաշտպանիչ տարրեր, ինչը հանգեցնում է հաճախակի խափանումների և դրա հետ կապված ծախսերի:

Հետևաբար, եթե այս ոլորտում փորձ և որոշակի գիտելիքներ չունեք, ավելի լավ է հրաժարվել նման գաղափարից։ Կարող է ավելի էժան լինել պատրաստի կայան գնելը:

Եթե ​​դուք դեռ որոշել եք ամեն ինչ անել ինքներդ, ապա պետք է սկսել գետում ջրի հոսքի արագությունը չափելով։ Ի վերջո, ուժը, որը կարելի է ձեռք բերել, կախված է սրանից: Եթե ​​արագությունը վայրկյանում մեկ մետրից պակաս է, ապա այս վայրում մինի հիդրոէլեկտրակայանի կառուցումն արդարացված չի լինի։

Մեկ այլ փուլ, որը չի կարելի բաց թողնել, հաշվարկներն են: Անհրաժեշտ է ուշադիր հաշվարկել ծախսերի չափը, որը կուղղվի կայանի կառուցմանը: Արդյունքում կարող է պարզվել, որ ՀԷԿ-ը չէ լավագույն տարբերակ. Ապա դուք պետք է ուշադրություն դարձնեք այլընտրանքային էլեկտրաէներգիայի այլ տեսակների վրա:

Մինի հիդրոէլեկտրակայան կարող է դառնալ օպտիմալ լուծումէներգիայի ծախսերի խնայողության առումով։ Դրա կառուցման համար տան մոտ պետք է գետ լինի։ Կախված ցանկալի բնութագրերից, կարող եք ընտրել հարմար տարբերակՀիդրոէլեկտրակայան. Ճիշտ մոտեցմամբ դուք կարող եք նույնիսկ լրացնել նման կառույցը ձեր սեփական ձեռքերով:

Փոքր հիդրավլիկ տուրբինները շատ կոնկրետ են իրենց գործունեության սկզբունքով, ի տարբերություն սովորական հիդրոէլեկտրակայանների տուրբինների։ Միկրո-հիդրավլիկ տուրբինի շահագործման գործընթացը հետաքրքիր է նրանով, որ դրա կառուցվածքի հատկությունները կարող են որոշակի օբյեկտի համար ապահովել ջրի զանգվածների ծավալը, որը կհոսի դեպի հիդրավլիկ տուրբինի մասեր (շեղբեր), գեներատորը կբերի աշխատանքային վիճակի: (գեներատորը կատարում է էլեկտրաէներգիա արտադրող դեր):

Ջրի ճնշման բարձրացման գործընթացն ապահովվում է «ածանցյալի» ձևավորմամբ՝ ջրի արտահոսք ազատ հոսքով (պայմանով, որ այս միկրո հիդրոէլեկտրակայանը դիվերսիոն տիպի է) կամ պատնեշ (պայմանով, որ դա մինի ջերմաէլեկտրակայան է։ պատնեշի տեսակը):

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի հզորության մակարդակը ուղղակիորեն կախված է այն պայմաններից, որոնցում գտնվում են նրա հիդրավլիկ հատկությունները.

1. Ջրի հոսքը ջրի զանգվածների (լ) ծավալն է, որն անցնում է տուրբինի միջով որոշակի ժամանակահատվածում։ Այս ժամանակահատվածի համար ընդունված է տեւել 1-2 վայրկյան։
2. Ջրի ճնշումը ջրային զանգվածի երկու հակադիր կետերի միջև եղած հեռավորությունն է (մեկը գտնվում է վերևում, մյուսը՝ ներքևում): Ճնշումը մի թիվ ունի բնորոշ հատկանիշներ, որից կախված են միկրո հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները (բարձր ճնշում, միջին ճնշում, ցածր ճնշում)

Միկրո հիդրոէլեկտրակայանի շահագործման առանձնահատկությունը գնահատվում է նրա տարածքային դիրքի տեսանկյունից։ Օրինակ, ճնշման միկրո հիդրոէլեկտրակայանը աշխատում է ջրի հոսքերը շեղելով փայտից պատրաստված հատուկ ալիքով, որը գտնվում է թեքության որոշակի անկյան տակ, ինչը թույլ է տալիս ջրի ավելի արագ հոսել: Նման հիդրոէլեկտրակայանում ջրի ճնշումը կախված է նրանից, թե որքան երկար է ալիքը: Հաջորդը, ջուրը հոսում է ճնշման խողովակաշարի մեջ, որից հետո այն մտնում է հիդրավլիկ միավոր, որը գտնվում է ստորին մասում: Այնուհետև վերամշակված ջուրը դուրս է մղվում դեպի իր աղբյուրը:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի գտնվելու վայրը

Կարևոր է նշել, որ հիդրավլիկ տուրբինի դիրքը կարող է տարբեր լինել՝ կախված շինարարության տեսակից.

1. Հորիզոնական դիրք.Հիդրավլիկ տուրբինի այս դիրքը հանգեցնում է բուն մինի հիդրոէլեկտրակայանի չափերի բնական աճին (տուրբինային լիսեռի օգնությամբ, որը նաև մեծացնում է էներգետիկ համակարգի չափը ռոտացիայի ընթացքում, ինչպես նաև մասշտաբի փոփոխություն տուրբինային սենյակ): Այնուամենայնիվ, հարկ է նշել, որ նման հիդրավլիկ տուրբինների կառուցումը մյուսներից ավելի բարդ չէ, այլ ընդհակառակը, պարզեցնում է այն:
2. Ուղղահայաց դասավորություն.Այս տեսակի դասավորությունը օգնում է նվազեցնել հիդրոէլեկտրակայանի չափերը, բարելավում է առանցքային գծերի հավասարակշռությունը և դրա կոմպակտությունը: Այս տեղադրումը ավելի բարդ է կառուցելու համար, քանի որ այն ստեղծում է առանցքի մանրակրկիտ հավասարակշռության անհրաժեշտություն պտտվող տարրում: Նաև նման իրավիճակում կարևոր է ավելի ուշադիր նայել աշխատանքային հատակի պարտադիր դիրքը, երբ այն կլինի մեկ հորիզոնական գծում և դրա ուժի բնութագրերըորպեսզի նրանք կարողանան դիմակայել ամբողջ կառուցվածքի ծանրությանը: Ուղղահայաց դիրքը մեծացնում է ճնշումը կառուցվածքի առանցքի վրա:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանի կիրառում

Ընդհանուր առմամբ, փոքր հիդրոէլեկտրակայանները հիմնականում օգտագործվում են բնակելի շենքերի հեռավոր վայրերում դրանց կիրառման համար: Նրանք չեն կարող լուրջ մրցակից լինել խոշոր էլեկտրակայաններին, այլ ավելի շուտ ծառայում են էներգախնայողության ապահովմանը։ Վերջին շրջանում շատ են մարդիկ, ովքեր օգտագործում են ինչպես հիդրոէլեկտրակայաններ, այնպես էլ արևային մարտկոցներ և տարբեր պարամետրերքամու կարգավորում. Այս հոդվածում նկարագրված տուրբինները շուտով կարող են մեկ դառնալ էներգիայի այս նորարարական աղբյուրների հետ, ինչը, ի վերջո, կհանգեցնի նորերի ստեղծմանը։ էլեկտրական դիագրամներև մոդելներ։

Ինչի՞ համար կարող են օգտագործվել այդ կառույցները:

• էլեկտրաէներգիա ապահովել մասնավոր սեփականության համար.
• հեռավոր արդյունաբերական տարածքների համար;
• էլեկտրական լիցքավորման կայանների համար;
• ժամանակավոր օգտագործման համար։

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելությունները

Փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն ունեն մի շարք հատուկ առավելություններ.

• Դրանք հասանելի են երկու տարբերակով՝ ամրացված ջրամբարի հատակին, ինչպես նաև հատուկ կեռիկներով, որոնք թույլ են տալիս աշխատանք կատարել մակերեսի վրա։
• տեղադրումը կարող է հասնել 5 կՎտ հզորության, հիդրոէլեկտրակայանների հզորությունն ու արդյունավետությունը բարձրացնելու համար տուրբինները տեղադրվում են որպես մոդուլներ.
• Հիդրոէլեկտրակայանները շինարարության ընթացքում բացասաբար չեն ազդում շրջակա միջավայրի վրա, քանի որ Այն ստեղծելու համար օգտագործվում է բնական ջուր, որն ուղղվում է որոշակի հոսքի մեջ և շարժման մեջ է դնում սայրերը։

Տուրբիններ մինի հիդրոէլեկտրակայանների համար

Հիմա եկեք ուղղակիորեն խոսենք մինի հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների և այն մասին, թե ինչ է մեզ անհրաժեշտ դրա կառուցման համար: Հիդրավլիկ տուրբինի բնութագրերը և շահագործման առանձնահատկությունները.

1. Տուրբինին մատակարարվող ջրի ջերմաստիճանը պետք է գերազանցի +4 °C:
2. Ջերմաստիճանը, որը պետք է լինի բլոկի մոդուլում, +15 °C և ավելի է:
3. Ձայնային ճնշումը, որի աղբյուրը գտնվում է հիդրոտուրբինից 1 մ հեռավորության վրա, 80 դԲ է և ոչ ավելին։
4. Հիդրավլիկ տուրբինի արտաքին մակերեսը պետք է տաքացվի մինչև +45°C-ից ոչ բարձր ջերմաստիճան՝ պայմանով, որ օդի ջերմաստիճանը լինի մոտ +25°C։

Դիտարկենք լավ հավասարակշռված և գործող հիդրավլիկ տուրբինի օրինակը իդեալական պայմաններում:

Ենթադրենք, որ ունենք հոսքի միջով հիդրավլիկ տուրբին, ճառագայթային, ճնշմամբ շարժվող միջին ճնշմամբ, որն ապահովում է շեղբերներին ջրի շոշափելի մատակարարում, լիսեռը հորիզոնական է։ Այս տեսակի խողովակները դասակարգվում են որպես «հանգիստ» խողովակներ: Նրանք հարմարվելու առանձնահատկություն ունեն միջավայրը, տեղադրման վայրը և տարբեր բարձրության ճնշման տարբերությունները: Եթե ​​ջրի հոսքը կտրուկ փոխվում է, ապա տուրբինը օգտագործում է երկու խցիկի պայուսակի դիզայն, որը սարքն ավելի լավ է դարձնում:

Ցանկացած հիդրավլիկ տուրբինի կորպուսը պատրաստված է կառուցվածքային պողպատից, այն ամուր է և հուսալի: Նյութերի և շինարարության ծախսերը զգալիորեն կրճատվել են սովորական հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների համեմատ: Հիդրո տուրբինի կառուցման համար օգտագործվող ամենատարածված նյութը կդիմանա 90-ից 120 մետր անկումներին, որոշ մասեր պատրաստված են. չժանգոտվող պողպատ(բնակարան, խողովակաշարեր):

Նոր սերնդի հիդրավլիկ տուրբիններում հնարավոր է փոխարինել գեներատորը և շարժիչը առանց լուրջ դեֆորմացիայի և փոփոխության: Հարկ է նշել, որ շարժիչը ինքնամաքրվելու հատկություն ունի՝ շնորհիվ ջրային հոսքերի, որոնք անցնում են շարժիչի տարածքով դրանց շահագործման ընթացքում։ Գեներատորի և հենց հիդրավլիկ տուրբինի նախագծման ընթացքում մի շարք միջոցառումներ են ձեռնարկվում՝ նվազեցնելու կավիտացիայի մակարդակը։ Ներկայիս հիդրավլիկ տուրբինները 100 տոկոսով զերծ են այս խնդրից:

Հիդրավլիկ տուրբինի հիմնական մասը շարժիչն է: Շեղբերների արտադրության նյութը հաճախ պրոֆիլային պողպատից է: Իրենց հատկությունների շնորհիվ սայրերը կարող են ստեղծել առանցքային ուժ՝ հեշտացնելով առանցքակալների աշխատանքը, իսկ շարժիչներն իրենք մշտական ​​հավասարակշռության մեջ են։ Շարժիչի առանցքի շահագործման տևողությունը որոշվում է նրա դիրքով, ավելի երկար շահագործման համար այն տեղադրվում է կրող մակարդակում.

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ տուրբինների առանձնահատկությունները

1. Կարող է օգտագործվել մաքրման համակարգերում՝ բարձրորակ խմելու ջուր ստանալու համար:
2. Հնարավոր է միացնել արդյունաբերական գեներատոր:
3. Գեներատորի հուսալիության պահանջների ավելացում:

Տեխնիկական պլանի որոշ բնութագրեր.

1. Բարձրության տարբերություն՝ 3 - 200 մ
2. Ջրի ծախսը՝ 0,03 - 13 խորանարդ մետրվայրկյանում
3. Հզորությունը՝ 5 - 3000 կՎտ
4. Սռնային հատվածում գտնվող շեղբերների քանակը՝ 37
5. Արդյունավետություն՝ 84% - 87%

Իհարկե, մինի հիդրոէլեկտրակայանները դժվար թե դառնան էներգիայի հիմնական աղբյուրը, բայց դրանց օգտագործումը միանգամայն նպատակահարմար է որպես հիմնական էլեկտրամատակարարման ցանցի բեռը նվազեցնելու միջոց, հատկապես պիկ սպառման ժամանակաշրջաններում:

Եթե ​​մոտակայքում կարգավորումըԵթե ​​փոքր գետ է հոսում, ապա դրա վրա կարող է տեղակայվել մինի հիդրոէլեկտրակայան։ Նրա օգնությամբ դուք կարող եք ձեռք բերել էժան էլեկտրաէներգիա։ Սա անհրաժեշտ է գյուղական քոթեջի համար, եթե այնտեղ էլեկտրամատակարարում չկա:

Դա անելու համար հարկավոր է անել հետևյալը.

1. Չափել գետի հոսքի արագությունը: Դա այնքան էլ դժվար չէ, որքան թվում է: Դա անելու համար խորհուրդ է տրվում գործվածքի մի փոքրիկ կտոր նետել, ապա չափել, թե որքան ժամանակ է պահանջվում, որպեսզի այն լողանա 10 մետր տարածքի վրա: Եթե ​​չափումները չեն գերազանցում 1 մ/վրկ-ը, ապա նման մինի հիդրոէլեկտրակայանից արդյունավետություն չի լինի, ուստի այն տեղադրելը իմաստ չունի։
2. Իրավիճակը կարելի է շտկել, եթե ջրանցքը մի փոքր նեղացվի կամ ամբարտակ կառուցվի։ Ճիշտ նավարկելու համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել հոսքի արագության և էլեկտրական լիսեռի հզորության ցուցիչի հարաբերակցությունը: Ըստ կատարված հաշվարկների՝ հզորությունը ուղիղ համեմատական ​​է գետի հոսքի արագությանը։

Փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն այսօր մեծ տարածում ունեն մի շարք պատճառներով։

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսակների մասին

Փոքր հիդրոէներգիան այսօր զարգանում է, և սա հիանալի լուծումէներգիայի ռեսուրսների խնայողություն. Մինի հիդրոէլեկտրակայանի համար գեներատոր կարելի է գնել խանութում, կամ կարող եք ինքներդ պատրաստել:

Փոքր հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության մի քանի տարբերակ կա.

Դյուրակիր հիդրոէլեկտրակայանները հեշտ է օգտագործել, և դրանց դիզայնը պարզ է:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելությունները

Փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն ունեն մի շարք առավելություններ.

• Մինի-հիդրավլիկ տուրբինն աշխատում է հանգիստ, առանց աղմուկի;
• արտանետումներ չկան վնասակար նյութերշահագործման ընթացքում մթնոլորտ;
• ոչ մի կերպ չի ազդում ջրի որակական բնութագրերի վրա.
• կախված չէ արտաքին պայմաններից.
• փոքր հիդրոէլեկտրակայանները օրվա ընթացքում անընդհատ էներգիա են արտադրում.
• Աշխատանքն ապահովելու համար կարող եք օգտագործել նույնիսկ փոքր հոսք;
• եթե կա էներգիայի ավելցուկ, այն կարող է վաճառվել և եկամուտ ստանալ.
• ՀԷԿ-երից էներգիայի արտադրությունն ապահովելու համար թույլտվություն ստանալու կարիք չկա։

Այսօր Ռուսաստանում փոքր հիդրոէլեկտրակայանները աննախադեպ ժողովրդականություն են վայելում։ Դրանք հեշտ է անել ինքներդ, կամ կարելի է գնել խանութում: Փոքր ՀԷԿ-ը շահութաբեր բիզնես է.

Թերություններ

Փոքր հիդրոէլեկտրակայաններն իրենց առավելությունների հետ մեկտեղ ունեն մի քանի թերություններ.

1. Փոքր հիդրոէլեկտրակայանը վտանգ է ներկայացնում ուրիշների համար՝ շարժական մասերը թաքնված են ջրի մեջ, մալուխը երկար է։
2. Ոչ բարձր արդյունավետություն.
3. Ռոտոր Դարիա. Այս ջրի գեներատորը դժվար է արտադրել:

Սպառման էկոլոգիա Գիտություն և տեխնոլոգիա. Ինքնուրույն տնային հիդրոգեներատորները համեմատելի են արևային մարտկոցների և հողմային տուրբինների հետ, բայց արտադրում են շատ ավելի մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա:

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 շարքում 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 ՀԻԴՐՈԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆՆԵՐԻ ՍՈՐՏԻԿՆԵՐ

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։

Հաջորդ տեսակը սայրերով ջրային անիվ է: Տեղադրված է ջրի մակերեսին ուղղահայաց՝ սուզվելով կեսից պակաս։ Քանի որ ջրի հոսքը գործում է անիվի վրա, այն պտտվում է և ստիպում է պտտվել մինի հիդրոէլեկտրակայանի գեներատորը, որի վրա ամրացված է այս անիվը:

Ինչ վերաբերում է պտուտակային հիդրոէլեկտրակայանին, ապա այն հողմային տուրբին է, որը գտնվում է ջրի տակ ուղղահայաց ռոտոր. Նման հողմաղացի շեղբերների 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:

ԱՌԱՎԵԼՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ ԵՎ ԹԵՐՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

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:

Վերոհիշյալ բոլորը գործոններ են, որոնք ավելի տարածված են դարձնում մինի հիդրոէլեկտրակայանների և ջրային անիվների համար նախատեսված 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 տարածքներում, 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 տունը սնուցելու և սնուցելու համար։ կենցաղային տեխնիկա. հրապարակված

Եթե ​​ձեր տան մոտ գետ է հոսում կամ նույնիսկ փոքրիկ առվակ, ապա ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանի օգնությամբ կարող եք անվճար էլեկտրաէներգիա ստանալ։ Միգուցե սա բյուջեին շատ մեծ հավելում չի լինի, բայց գիտակցումը, որ դուք ունեք ձեր սեփական էլեկտրաէներգիան, շատ ավելի թանկ արժե: Դե, եթե, օրինակ, տնակում կենտրոնական էլեկտրամատակարարում չկա, ապա նույնիսկ փոքր քանակությամբ էլեկտրաէներգիա պարզապես անհրաժեշտ կլինի: Եվ այսպես, ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայան ստեղծելու համար պահանջվում է առնվազն երկու պայման՝ ջրային ռեսուրսի առկայություն և ցանկություն։

Եթե ​​երկուսն էլ առկա են, ապա առաջին բանը, որ պետք է անել, գետի հոսքի արագությունը չափելն է: Դա անելը շատ պարզ է՝ մի ճյուղ նետեք գետը և չափեք այն ժամանակը, որի ընթացքում այն ​​լողում է 10 մետր: Հաշվիչների բաժանումը վայրկյանների վրա տալիս է ընթացիկ արագությունը մ/վ: Եթե ​​արագությունը 1 մ/վ-ից պակաս է, ապա արտադրողական մինի հիդրոէլեկտրակայանը չի աշխատի։ Այս դեպքում կարող եք փորձել մեծացնել հոսքի արագությունը՝ արհեստականորեն նեղացնելով ալիքը կամ փոքր ամբարտակ սարքելով, եթե գործ ունեք փոքր հոսքի հետ։

Որպես ուղեցույց կարող եք օգտագործել հոսքի արագության մ/վ-ով և պտուտակի լիսեռից հեռացված էլեկտրաէներգիայի հզորության հարաբերությունը կՎտ-ով (պտուտակի տրամագիծը 1 մետր): Տվյալները իրականում փորձնական են, ստացված հզորությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից, բայց դա հարմար է գնահատման համար.

0,5 մ/վ – 0,03 կՎտ,
0,7 մ/վ – 0,07 կՎտ,
1 մ/վ – 0,14 կՎտ,
1,5 մ/վ – 0,31 կՎտ,
2 մ/վ – 0,55 կՎտ,
2,5 մ/վ – 0,86 կՎտ,
3 մ/վ -1,24 կՎտ,
4 մ/վ – 2,2 կՎտ և այլն։

Իշխանություն ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանհամամասնական է հոսքի արագության խորանարդին: Ինչպես արդեն նշվեց, եթե հոսքի արագությունը անբավարար է, փորձեք արհեստականորեն ավելացնել այն, եթե դա, իհարկե, հնարավոր է:

Մինի հիդրոէլեկտրակայանների տեսակները

Տնական մինի հիդրոէլեկտրակայանների համար կան մի քանի հիմնական տարբերակներ.

Ջրի անիվ

Սա անիվ է, որի շեղբերները տեղադրված են ջրի մակերեսին ուղղահայաց: Անիվը կիսով չափ ընկղմված է հոսքի մեջ: Ջուրը սեղմում է շեղբերին և պտտում անիվը: Կան նաև տուրբինային անիվներ՝ հեղուկի հոսքի համար օպտիմիզացված հատուկ սայրերով: Բայց բավական է բարդ նմուշներավելի շատ գործարանային, քան տնական:

Ռոտոր Դարիա

Սա ռոտոր է ուղղահայաց առանցքռոտացիա, որն օգտագործվում է ստեղծելու համար էլեկտրական էներգիա. Ուղղահայաց ռոտոր, որը պտտվում է իր շեղբերների վրա ճնշման տարբերության պատճառով: Ճնշման տարբերությունը ստեղծվում է բարդ մակերեսների շուրջ հեղուկի հոսքի պատճառով։ Էֆեկտը նման է հիդրոֆայլի կամ ինքնաթիռի թևի բարձրացմանը։ Այս դիզայնը արտոնագրվել է ֆրանսիացի ավիացիոն ինժեներ Ժորժ Ժան Մարի Դարիեի կողմից 1931 թվականին։ Նաև հաճախ օգտագործվում է հողմային տուրբինների նախագծման մեջ:

Գարլյանդնայա հիդրոէլեկտրակայան

Հիդրոէլեկտրակայանը բաղկացած է թեթև տուրբիններից՝ հիդրավլիկ պտուտակներ, ցցված և խստորեն ամրացված ծաղկեպսակի տեսքով գետի վրայով նետված մալուխի վրա: Մալուխի մի ծայրը ամրագրված է աջակցության առանցքակալում, մյուսը պտտում է գեներատորի ռոտորը: Այս դեպքում մալուխը խաղում է մի տեսակ լիսեռի դեր, որի պտտման շարժումը փոխանցվում է գեներատորին: Ջրի հոսքը պտտում է ռոտորները, ռոտորները պտտում են մալուխը:

Պտուտակ

Նաև փոխառված է հողմային էլեկտրակայանների նախագծերից՝ ուղղահայաց ռոտորով մի տեսակ «ստորջրյա հողմատուրբին»։ Ի տարբերություն օդային շարժիչի, ստորջրյա պտուտակն ունի նվազագույն լայնության շեղբեր: Ջրի համար սայրի լայնությունը բավարար է ընդամենը 2 սմ, նման լայնությամբ կլինի նվազագույն դիմադրություն և առավելագույն արագությունռոտացիա. Շեղբերների այս լայնությունը ընտրվել է վայրկյանում 0,8-2 մետր հոսքի արագության համար: Ավելի բարձր արագությունների դեպքում այլ չափսերը կարող են օպտիմալ լինել: Շարժիչը շարժվում է ոչ թե ջրի ճնշման, այլ բարձրացնող ուժի առաջացման պատճառով։ Ինչպես ինքնաթիռի թևը: Պտուտակային շեղբերները շարժվում են հոսքի միջով, այլ ոչ թե քաշվում են հոսքի ուղղությամբ:

Տարբեր ինքնաշեն մինի հիդրոէլեկտրակայանների առավելություններն ու թերությունները

Թերություններ Garland հիդրոէլեկտրակայանակնհայտ՝ նյութի մեծ սպառում, վտանգ ուրիշների համար (երկար ստորջրյա մալուխ, ջրի մեջ թաքնված ռոտորներ, գետի արգելափակում), ցածր արդյունավետություն։ Գարլանդի հիդրոէլեկտրակայանը մի տեսակ փոքր պատնեշ է։ Ցանկալի է օգտագործել չբնակեցված, հեռավոր վայրերում՝ համապատասխան նախազգուշացնող նշաններով։ Իշխանությունների և բնապահպանների թույլտվությունը կարող է պահանջվել: Երկրորդ տարբերակը ձեր այգում փոքրիկ առվակ է:
Ռոտոր Դարիա- դժվար է հաշվարկել և արտադրել: Աշխատանքի սկզբում դուք պետք է լիցքաթափեք այն։ Բայց դա գրավիչ է, քանի որ ռոտորի առանցքը գտնվում է ուղղահայաց, և ուժը կարող է անջատվել ջրի վրա՝ առանց լրացուցիչ շարժակների: Նման ռոտորը պտտվելու է հոսքի ուղղության ցանկացած փոփոխությամբ, սա գումարած է:

Ամենատարածվածը, երբ շենքը ինքնաշեն հիդրոէլեկտրակայաններ ստացել է պտուտակի և ջրային անիվի սխեմաները: Քանի որ այս տարբերակները համեմատաբար պարզ են արտադրության մեջ, պահանջում են նվազագույն հաշվարկներ և իրականացվում են նվազագույն գնով, ունեն բարձր արդյունավետություն և հեշտ է կարգավորել և գործել:

Եթե ​​դուք չունեք ջրային էներգիայի ռեսուրս, կարող եք ձեր սեփական տան հողմային էլեկտրակայան կառուցել:

Պ ամենապարզ մինի հիդրոէլեկտրակայանի օրինակ

Ամենապարզ հիդրոէլեկտրակայանը կարելի է արագ կառուցել սովորական հեծանիվից՝ դինամիկ լուսարձակով։ Մի քանի շեղբեր (2-3) պետք է պատրաստվեն ցինկապատ երկաթից կամ բարակ թերթ ալյումինից: Շեղբերները պետք է ունենան անիվի եզրից մինչև հանգույցի երկարությունը, իսկ լայնությունը՝ 2-4 սմ։
Եթե ​​դուք օգտագործում եք երկու շեղբեր, դրանք տեղադրեք միմյանց դեմ: Եթե ​​ցանկանում եք ավելացնել ավելինշեղբեր, ապա անիվի շրջագիծը բաժանեք շեղբերների քանակով և տեղադրեք դրանք հավասար ընդմիջումներով: Դուք կարող եք փորձարկել անիվի ընկղմման խորությունը ջրի մեջ սայրերով: Այն սովորաբար ընկղմված է մեկ երրորդից մինչև կեսը:
Ավելի վաղ դիտարկվել էր շրջիկ հողմային էլեկտրակայանի տարբերակը։

Նման միկրո հիդրոէլեկտրակայանը շատ տեղ չի զբաղեցնում և հիանալի կծառայի հեծանվորդներին. գլխավորը առվակի կամ առվակի առկայությունն է, որը սովորաբար ճամբարի տեղադրման վայրն է: Հեծանիվից մինի հիդրոէլեկտրակայանը կարող է լուսավորել վրանը և լիցքավորել բջջային հեռախոսները կամ այլ հարմարանքներ: