Kung mayroong isang lawa na may dam o sapa malapit sa iyong tahanan, maaari kang gumawa ng isang mahusay na mapagkukunan ng libreng karagdagang enerhiya. Ang artikulo ay titingnan ang isang halimbawa kung paano ka makakagawa ng isang hydroelectric power station gamit ang isang gulong ng tubig gamit ang iyong sariling mga kamay. Ang isang istasyon ng kuryente na ginawa sa ganitong paraan ay may kakayahang maghatid ng isang kasalukuyang hanggang sa 6 A kapag naka-install sa isang maliit na stream, ang pag-install ay nagpakita ng isang resulta ng 2 A. Ito ay sapat na upang i-on ang receiver at isang pares ng mga ilaw na bombilya. Ang kapangyarihan ay nakasalalay sa kung gaano kahirap dumarating ang tubig daloy.

Mga materyales at kasangkapan:
- mga sulok at mga scrap ng sheet metal;
- mga disk upang lumikha ng isang gulong (ginamit mula sa pabahay ng generator ng Onan, na nabigo);
- generator (ginawa mula sa dalawang 28 cm Dodge brake disc);
- ang baras at mga bearings ay kinuha din mula sa Dodge;
- alambreng tanso na may isang cross section na halos 15 mm;
- Neodymium magnet;
- playwud;
- polystyrene resin (kinakailangan para sa pagpuno ng stator at rotor).

Unang hakbang. Paglikha ng gulong
Upang lumikha ng isang gulong kakailanganin mo ng dalawang bakal na disk. SA sa kasong ito ang kanilang diameter ay 28cm (11 pulgada). Ang disk ay kailangang markahan upang ito ay malinaw kung saan i-install ang mga blades. Upang gawin ang mga blades, kumuha ng tubo na may diameter na 4 na pulgada at gupitin ito nang pahaba sa 4 na bahagi. Sa kabuuan, ang gulong ay may 16 na blades. Upang ma-secure ang mga disc, hinihigpitan sila ng apat na bolts. Susunod, maaari mong i-install ang mga blades sa nais na mga posisyon. Ang mga ito ay hinangin nang magkasama. Ang agwat sa pagitan ng mga disc ay 10 pulgada, iyon ay, ang haba ng gulong ay 10 pulgada.

Ngayon ay maaari mong i-install ang gulong sa ehe at ang mekanikal na bahagi ng hydroelectric power station ay halos handa na. Ang natitira na lang ay ang pag-assemble at pag-install ng generator.
Ang nozzle ay ginawa adjustable sa taas, ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makontrol ang daloy ng tubig depende sa sitwasyon.

Sa wakas, ang mga coils ay puno ng polyethylene resin at ang natapos na stator ay lumabas. Ito ay 14 pulgada ang lapad at 0.5 pulgada ang kapal.

Sa ilalim ng takip ng aluminyo mayroong mga rectifier, na ginawa mula sa tatlong yugto alternating current pare-pareho. Ang sukat ng ammeter ay may saklaw na hanggang 6 A. Sa pinakamababang agwat sa pagitan ng mga magnet, ang aparato ay gumagawa ng 12 Volts sa 38 rpm.

Mayroong dalawang offset turnilyo sa likod ng generator na nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang air gap. Kaya, posible na piliin ang pinaka-angkop na mga parameter ng operating ng generator.

Ikaapat na hakbang. Ang huling yugto ng pagpupulong at pag-install ng generator
Lahat ng mga fastener, pati na rin gulong ng tubig kailangang ipinta. Una, gagawin nitong mas maganda ang hitsura ng device. At pangalawa, protektahan ng pintura ang metal mula sa kalawang, na mabilis na lilitaw malapit sa isang mapagkukunan ng tubig. Mas mainam na bigyan ang generator ng isang proteksiyon na pakpak na nag-aalis ng mga splashes, ngunit ang may-akda ay walang anumang angkop na materyal.

Una, tukuyin natin ang prinsipyo ng pagpapatakbo at mga uri ng maliliit na hydroelectric power plant. Ang daloy ng isang ilog o isang bumabagsak na daloy ng tubig ay umiikot sa mga blades ng turbine at isang hydraulic pipeline, na konektado sa isang electric generator - ang huli ay bumubuo ng kuryente. Ang mga modernong compact hydroelectric power plant ay mayroon awtomatikong kontrol na may kakayahang agad na lumipat sa manu-manong mode kailan sitwasyong pang-emergency. Ang mga disenyo ng modernong factory hydroelectric power plant ay nagpapahintulot sa produksyon na mabawasan gawaing pagtatayo kapag nag-i-install ng kagamitan.

Mga uri ng mini hydroelectric power plants

Kasama sa mga mini power plant ang mga gumagawa ng device na may kapasidad mula 1 hanggang 3000 kW. Sa panimula, ang thermal power plant ay binubuo ng:

1. turbines (aparato sa paggamit ng tubig);
2. pagbuo ng bloke;
3. mga sistema ng kontrol.

Ayon sa uri ng mga mapagkukunan ng tubig na ginagamit para sa henerasyon, ang mga mini hydroelectric power station ay:

• Mga ilog ng channel. Ang mga nasabing istasyon ay itinayo sa maliliit na mababang ilog na may mga reservoir.
• Bundok. Mga stationary station na gumagamit ng enerhiya ng mabilis na agos ng bundok.
• Pang-industriya. Mga istasyon na gumagamit ng mga pagkakaiba sa daloy ng tubig sa mga industriyal na negosyo.
• Mobile. Mga istasyon na gumagamit ng reinforced hoses para sa daloy ng tubig.

Iba-iba ang mga uri ng istasyon ng dam mataas na kapangyarihan, ngunit ang pagtatayo ng isang dam ay mahal, at sa kasong ito imposibleng gawin nang walang mga permit. Ang pakikisangkot sa mga opisyal sa ating bansa ay hindi lamang nagpapalubha sa iyong buhay, ngunit nagtatanong sa pagpapatupad ng mga pinakamahusay na intensyon, kaya abandunahin namin ang ideyang ito kaagad.

Paano gumagana ang isang mini hydroelectric power station?

Ang prinsipyo ng diagram ng pagpapatakbo ng isang hydroelectric power station ay maaaring mapili mula sa maraming mga pagpipilian:

• Garland hydroelectric power station. Mula sa isang pampang ng ilog hanggang sa isa pa, isang kable na may mga rotor na nakasabit dito ay inilalagay sa ilalim ng tubig. Ang kasalukuyang umiikot sa mga rotor at, nang naaayon, ang cable mismo. Ang isang dulo ng cable ay nasa isang tindig, ang isa ay konektado sa generator.
• Propeller. Isang istraktura sa ilalim ng tubig na kahawig ng wind turbine na may makitid na blades at patayong rotor. Ang isang talim na may lapad na 20 mm lamang sa isang mataas na bilis ng pag-ikot ay magbibigay ng kaunting pagtutol. Ang isang talim ng lapad na ito ay pinili sa bilis ng daloy na 0.8-2.0 m bawat segundo.
• Gulong ng tubig. Isang gulong na may mga talim, bahagyang nakalubog sa agos, at matatagpuan sa tamang mga anggulo sa ibabaw ng tubig. Ang daloy ng tubig ay pumipindot sa mga blades, umiikot ang gulong.
• Rotor Daria. Vertical rotor na may kumplikadong mga ibabaw ng talim. Ang likidong dumadaloy sa paligid ng mga blades ay lumilikha ng iba't ibang mga presyon, na nagiging sanhi ng pag-ikot.

Ang larawan ay nagpapakita ng isang mini hydroelectric power station batay sa isang water wheel

Paano tantiyahin ang potensyal na kapasidad ng mga mini hydroelectric power station

Bago magtayo ng isang mini hydroelectric power station gamit ang iyong sariling mga kamay, kailangan mong matukoy ang kapangyarihan na maaari mong asahan. Mayroong isang sanggunian na relasyon sa pagitan ng bilis ng daloy ng tubig at ang kapangyarihan na maaaring alisin mula sa baras sa kW na may diameter ng tornilyo na 1 m.

Ang bilis ng daloy ay natutukoy sa pamamagitan ng pagsukat sa oras na kinakailangan para sa isang chip na itinapon sa tubig upang maglakbay sa isang tiyak na distansya. Ang pagkakaroon ng mga simpleng kalkulasyon, nakuha namin ang bilis ng daloy sa metro bawat segundo. Kung sa kasong ito ang bilis ay mas mababa sa 1 m/sec, kung gayon ang pagtatayo ng isang hydroelectric power station ay hindi magiging matipid.

Sa bilis ng daloy na 2.5 m/s, ang kapangyarihan ay magiging 0.86 kW, sa 3 m/s - 1.24 kW, sa 4 m/s - 2.2 kW. Ang relasyon ay inilarawan sa pamamagitan ng pag-asa: ang kapangyarihan ng isang hydroelectric power station ay proporsyonal sa kubo ng bilis ng daloy ng tubig. Kung ang bilis ng daloy sa iminungkahing lugar ng konstruksiyon ay mababa, maaari mong subukang pataasin ito sa pamamagitan ng pag-install ng pagkakaiba sa mga taas ng daloy o sa pamamagitan ng pag-install ng drain pipe na may variable na diameter sa labasan ng reservoir. Kung mas maliit ang diameter ng outlet ng pipe, mas mataas ang rate ng daloy.

Paano gumawa ng mini hydroelectric power station sa bahay

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay maliit homemade hydroelectric power station maiintindihan gamit ang halimbawa ng bisikleta na may headlight at dynamo (generator).

1. Mula sa roofing iron gumawa kami ng tatlong blades na may haba na katumbas ng radius ng gulong ng bisikleta (ang distansya mula sa gitnang hub hanggang sa rim ng gulong) at isang lapad na 3-4 cm.
2. Ini-install namin ang mga blades sa pagitan ng mga spokes ng wheel, baluktot ang gilid ng blade sa paligid ng spokes upang ma-secure ito. Ang mga blades ay dapat na nakahanay nang pantay-pantay habang pinapanatili ang parehong mga anggulo sa pagitan ng mga ito.
3. Ilulubog namin ang gulong na may mga talim mabilis na ilog sa lalim ng isang-katlo hanggang kalahati ng diameter ng gulong. Ang nabuong kuryente ay magiging sapat, halimbawa, para makapagsindi ng tolda.

Pagguhit ng isa sa mga opsyon para sa pagtatayo ng isang mini hydroelectric power station

Ang isang halimbawa ay isang maliit na hydroelectric power station para sa isang sakahan na may kapasidad na 3-5 kW mula sa mga scrap na materyales:

1. Ang rotor ay maaaring gawin mula sa isang lumang metal cable drum na may diameter na 2.2 m Gamit ang isang gilingan at hinang sa isang anggulo ng 45 degrees sa radius, 18 blades ang kailangang welded. Ang rotor ay umiikot sa mga bearings. Suporta - metal pipe o anggulo.
2. Sa rotor kailangan mong i-install tagabawas ng kadena na may gear ratio (gear ratio) na 4. Ang karagdagang pag-ikot ay ipapadala sa pamamagitan ng VAZ 2101 driveshaft.
3. Kakailanganin mo ang isang step-up na gearbox (coefficient - 40) at tatlong phase generator. Ang bilis ng pag-ikot ng generator ay halos 3000 rpm. Ang kabuuang reduction ratio ng dalawang gearbox ay magiging 40 x 4 = 160. Ang generator ay dapat na sakop ng isang casing upang maprotektahan ito mula sa kahalumigmigan at kaligtasan. Ang tinantyang pag-ikot ng water wheel ay dapat na humigit-kumulang 20 revolutions kada minuto.
4. Maaaring iakma para sa generator asynchronous na motor, at kunin ang control unit mula sa anumang maliit na makina. Kakailanganin mo ng VVG NG cable na 2x4 ang haba mula sa rotor hanggang sa mga gusali ng sakahan.

mga konklusyon

Ang kabuuang gastos sa pagmamanupaktura ay magiging mga 10-15 libong rubles. Ang pangunahing item sa gastos ay sahod welder at manggagawa na tumutulong sa paggawa at pag-assemble ng istraktura.

Ang pangunahing bentahe ng naturang kagamitan ay ang mababang halaga ng kuryente, kaligtasan sa kapaligiran, hindi pagkaubos ng pinagmumulan ng enerhiya at pagiging simple ng disenyo.

Palagi akong naaakit sa pagtanggap libreng Enerhiya mula sa likas na yaman. At kahit papaano ay nakuha ko ang ideya na gumawa ng isang simpleng mini power station na bubuo ng kuryente mula sa dumadaan na daloy ng tubig.

Nagsimula ang lahat sa ideya ng paggamit ng lumang drum washing machine bilang isang water wheel - isang miniature homemade hydroelectric power station.

Mga karagdagang pagpapabuti sa proyekto

• Gumawa ng mini-dam para tumaas ang presyon ng tubig. Kasabay nito, walang planong tuluyang harangin ang ilog para makatakas ang mga isda sa ikalawang batis.
• Maglagay ng tubo sa ilalim ng dam kung saan dadaloy ang tubig gawang bahay na turbine. Mag-install ng casing sa pipe mula sa conveyor goma band. Sa pamamagitan ng pagharang sa daloy ng tubig sa pamamagitan ng tubo, maaari mong isagawa ang pagpapanatili ng mga mekanismo.
• Ayon sa mga kalkulasyon, ang turbine ay gagawa ng humigit-kumulang dalawang beses sa lakas ng isang gulong ng tubig. Bilang karagdagan, ang pagpapalit ng gulong ng tubig sa isang turbine ay dapat alisin ang problema ng pagyeyelo panahon ng taglamig.
• Ang daloy ng tubig ay paikutin ang turbine, na nagpapadala ng metalikang kuwintas sa generator. Ang turbine ay susuportahan sa dalawang bearings na gawa sa solid wood. Sa regular na pagpapadulas sila ay magtatagal ng mahabang panahon. Pipigilan ng thrust washer ang mekanismo mula sa paggalaw sa gilid.
• Gumawa ng mga metal blades, kinakalkula ang anggulo kung saan kailangan nilang baluktot (ang kapangyarihan ng hydroelectric power station ay nakasalalay sa parameter na ito). Ang mga blades ay kailangang i-screw gamit ang mga gasket ng goma upang maiwasang matanggal ang mga ito.
• Upang magpadala ng metalikang kuwintas, gumamit ng isang baras na binuo mula sa mga tubo.
• I-install ang generator. Maglagay ng pulley sa generator na mas maliit kaysa sa naka-install sa shaft. Ito ay dagdagan ang bilis, na kung saan ay kinakailangan para sa mahusay na trabaho generator

Dahil ang mga singil sa kuryente ay pumasok Kamakailan lamang nagsimulang lumaki, ang mga nababagong pinagkukunan ng kuryente ay lalong nagiging mahalaga sa populasyon, na ginagawang posible na makakuha ng kuryente nang halos walang bayad. Kabilang sa mga naturang mapagkukunan na kilala sa sangkatauhan, ito ay nagkakahalaga ng pag-highlight ng mga solar panel, wind generator, at mga home hydroelectric power plant. Ngunit ang huli ay medyo kumplikado, dahil kailangan nilang magtrabaho sa napaka-agresibong mga kondisyon. Bagaman hindi ito nangangahulugan na imposibleng bumuo ng isang mini-hydroelectric power station gamit ang iyong sariling mga kamay.

Upang gawin ang lahat ng tama at mahusay, ang pangunahing bagay ay ang pumili tamang materyales. Dapat nilang tiyakin ang pinakamataas na tibay ng istasyon. Do-it-yourself home hydro generators, ang kapangyarihan nito ay maihahambing sa kapangyarihan ng solar panel at ang mga wind turbine ay maaaring makagawa ng mas maraming enerhiya. Ngunit kahit na marami ang nakasalalay sa mga materyales, ang lahat ay hindi nagtatapos doon.

Mga uri ng mini hydroelectric power plants

Mayroong isang malaking bilang ng mga iba't ibang mga pagkakaiba-iba ng mini-hydroelectric na mga istasyon ng kuryente, na ang bawat isa ay may sariling mga pakinabang, tampok at kawalan. Ang mga sumusunod na uri ng mga device na ito ay nakikilala:

• garland;
• propeller;
• rotor ng Daria;
• gulong ng tubig na may mga talim.

Ang garland hydroelectric power station ay binubuo ng isang cable kung saan nakakabit ang mga rotor. Ang naturang cable ay hinihila sa ilog at inilulubog sa tubig. Ang daloy ng tubig sa ilog ay nagsisimulang paikutin ang mga rotor, na kung saan ay paikutin ang cable, sa isang dulo kung saan mayroong isang tindig, at sa kabilang banda - isang generator.

Ang susunod na uri ay isang gulong ng tubig na may mga blades. Ito ay naka-install patayo sa ibabaw ng tubig, lumulubog ng mas mababa sa kalahati. Habang kumikilos ang daloy ng tubig sa gulong, umiikot ito at nagiging sanhi ng pag-ikot ng generator para sa mini-hydroelectric power station kung saan nakakabit ang gulong na ito.

Tulad ng para sa propeller hydroelectric power station, ito ay isang wind turbine na matatagpuan sa ilalim ng tubig na may vertical rotor. Ang lapad ay hindi lalampas sa 2 sentimetro. Ang lapad na ito ay sapat na para sa tubig, dahil ito ang rating na nagbibigay-daan sa iyo upang makagawa ng maximum na halaga ng kuryente na may kaunting pagtutol. Totoo, ang lapad na ito ay pinakamainam lamang para sa mga bilis ng daloy hanggang sa 2 metro bawat segundo.

Tulad ng para sa iba pang mga kondisyon, ang mga parameter ng rotor blades ay kinakalkula nang hiwalay. At ang Darrieus rotor ay isang vertically positioned rotor na nagpapatakbo sa prinsipyo ng differential pressure. Ang lahat ay nangyayari nang katulad sa isang pakpak ng eroplano, na apektado ng pag-angat.

Mga kalamangan at kahinaan

Kung isasaalang-alang natin ang isang garland hydroelectric power station, kung gayon mayroon itong isang bilang ng mga halatang pagkukulang. Una, ang mahabang cable na ginamit sa disenyo ay nagdudulot ng panganib sa iba. Ang mga rotor na nakatago sa ilalim ng tubig ay nagdudulot din ng malaking panganib. Buweno, bilang karagdagan, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa mababang mga tagapagpahiwatig ng kahusayan at mataas na pagkonsumo ng materyal.

Tulad ng para sa mga disadvantages ng Darrieus rotor, upang ang aparato ay magsimulang makabuo ng kuryente, dapat muna itong i-spun up. Totoo, sa kasong ito, ang kapangyarihan ay direktang kinukuha sa itaas ng tubig, kaya gaano man ang pagbabago ng daloy ng tubig, ang generator ay bubuo ng kuryente.

Ang lahat ng nasa itaas ay mga salik na nagpapasikat sa mga hydraulic turbine para sa mga mini-hydroelectric power plant at water wheels. Kung isasaalang-alang natin ang manu-manong pagtatayo ng mga naturang device, hindi sila masyadong kumplikado. At bilang karagdagan, kapag pinakamababang gastos ang naturang mini-hydroelectric power plants ay may kakayahang gumawa ng pinakamataas na mga indicator ng kahusayan. Kaya kitang-kita ang pamantayan para sa kasikatan.

Kung saan magsisimula ang pagtatayo

Ang pagtatayo ng isang mini-hydroelectric power station gamit ang iyong sariling mga kamay ay dapat magsimula sa pagsukat ng mga tagapagpahiwatig ng bilis ng mga daloy ng ilog. Ginagawa ito nang napakasimple: markahan lamang ang layo na 10 metro sa itaas ng agos, kumuha ng stopwatch, magtapon ng chip sa tubig, at tandaan ang oras na aabutin para maabot nito ang sinusukat na distansya.

Sa huli, kung hahatiin mo ang 10 metro sa bilang ng mga segundong kinuha, makukuha mo ang bilis ng ilog sa metro bawat segundo. Ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang na walang punto sa pagbuo ng mga mini-hydroelectric na istasyon ng kuryente sa mga lugar kung saan ang bilis ng daloy ay hindi lalampas sa 1 m / s.

Kung kailangan mong malaman kung paano ginagawa ang mga mini-hydroelectric power station sa mga lugar kung saan mababa ang bilis ng ilog, maaari mong subukang pataasin ang daloy sa pamamagitan ng pag-aayos ng pagkakaiba sa taas. Magagawa ito sa pamamagitan ng pag-install ng drain pipe sa reservoir. Sa kasong ito, ang diameter ng tubo ay direktang makakaapekto sa bilis ng daloy ng tubig. Kung mas maliit ang diameter, mas mabilis ang daloy.

Ginagawang posible ng diskarte na ito na ayusin ang isang mini-hydroelectric power station kahit na may maliit na sapa na dumadaan malapit sa bahay. Iyon ay, ang isang collapsible dam ay nakaayos dito, sa ibaba kung saan ang isang mini-hydroelectric power station ay direktang naka-install upang ma-power ang bahay at mga gamit sa bahay.

Susunod sa linya ay mga disenyo, ang prototype kung saan ay ang free-flow (modelo 1964) garland hydroelectric power station ng V. Blinov.

Ang mga hydroelectric power plant na tatalakayin ay free-flow, na may medyo orihinal na turbine na gawa sa tinatawag na Savonius rotors, na naka-strung sa isang common (marahil nababaluktot, composite) working shaft. Hindi sila nangangailangan ng mga dam o iba pang malalaking istrukturang haydroliko para sa kanilang pag-install. Nagagawa nilang magtrabaho nang may ganap na kahusayan kahit na sa mababaw na tubig, na, kasama ang pagiging simple, compactness at pagiging maaasahan ng disenyo, ginagawa ang mga hydroelectric power station na ito na napaka-promising para sa mga magsasaka at hardinero na ang mga plot ng lupa ay matatagpuan malapit sa maliliit na daluyan ng tubig (ilog). , batis at kanal).

Hindi tulad ng mga dam, ang mga free-flow hydropower na planta ay kilala na gumagamit lamang ng kinetic energy ng umaagos na tubig. Upang matukoy ang kapangyarihan mayroong isang formula:

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

N - kapangyarihan sa gumaganang baras (W),
- p - density ng tubig (1000 kt/m3),
- V - bilis ng daloy ng ilog (m/s),
- F - cross-sectional area ng aktibong (submersible) na bahagi ng gumaganang katawan ng hydraulic machine (m2),
- n - kahusayan sa conversion ng enerhiya.

Tulad ng makikita mula sa formula 1, sa bilis ng ilog na 1 m/s bawat isa metro kwadrado Ang cross section ng aktibong bahagi ng hydraulic machine ay perpektong (kapag n=1) ay may kapangyarihan na katumbas lamang ng 500 W. Ang halagang ito ay malinaw na maliit para sa gamit pang-industriya, ngunit sapat na para sa subsidiary plot ng isang magsasaka o residente ng tag-init. Bukod dito, maaari itong madagdagan sa pamamagitan ng parallel na operasyon ng ilang "hydroenergy garlands".

At isa pang subtlety. Ang bilis ng ilog ay nag-iiba sa iba't ibang bahagi. Samakatuwid, bago simulan ang pagtatayo ng isang mini-hydroelectric power station, kinakailangan upang matukoy ang potensyal ng enerhiya ng iyong ilog gamit ang simpleng pamamaraan na nakabalangkas. Alalahanin lamang natin na ang distansya na sakop ng pagsukat ng float at hinati sa oras na dumaan ay tumutugma sa average na bilis ng daloy sa lugar na ito. Dapat ding tandaan: magbabago ang parameter na ito depende sa oras ng taon.

Samakatuwid, ang mga kalkulasyon ng disenyo ay dapat gawin batay sa average (para sa nakaplanong panahon ng pagpapatakbo ng mini-hydroelectric power station) bilis ng daloy ng ilog.

Fig.1. Savonius rotors para sa homemade garland mini-hydroelectric power plants:

a, b - mga blades; 1 - nakahalang, 2 - dulo.

Susunod, kailangan mong matukoy ang laki ng aktibong bahagi ng hydraulic machine at ang uri nito. Dahil ang buong mini-hydroelectric power station ay dapat na kasing simple at hindi kumplikado sa paggawa hangga't maaari, ang pinaka angkop na uri Ang converter ay isang Savonius rotor ng end-end na disenyo. Kapag nagtatrabaho nang may kumpletong paglulubog sa tubig, ang halaga ng F ay maaaring kunin na katumbas ng produkto ng rotor diameter D at ang haba nito L, at n=0.5. Ang dalas ng pag-ikot f ay tinutukoy na may katumpakan na katanggap-tanggap para sa pagsasanay gamit ang formula:

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

Upang gawin ang hydroelectric power plant bilang compact hangga't maaari, ang kapangyarihan na tinukoy sa pagkalkula ay dapat na maiugnay sa aktwal na pagkarga, ang power supply na kung saan ay dapat ibigay ng mini-hydroelectric power station (dahil, hindi tulad ng wind turbine, ang kasalukuyang ay patuloy na ibibigay sa network ng consumer). Bilang panuntunan, ang kuryenteng ito ay ginagamit para sa pag-iilaw, pagpapagana ng TV, radyo, at refrigerator. Bukod dito, ang huli lamang ang patuloy na inilalagay sa buong araw. Ang natitirang bahagi ng mga de-koryenteng kasangkapan ay pangunahing gumagana sa gabi. Batay dito, ipinapayong tumuon sa pinakamataas na kapangyarihan mula sa isang "hydroenergy garland" na humigit-kumulang 250-300 W, na sumasaklaw sa peak load na may baterya na sisingilin mula sa isang mini-hydroelectric power station.

Ang paghahatid ng metalikang kuwintas mula sa gumaganang baras ng isang hydraulic power plant hanggang sa pulley ng isang electric generator ay karaniwang isinasagawa gamit ang isang intermediate transmission. Gayunpaman, ang elementong ito, sa mahigpit na pagsasalita, ay maaaring hindi isama kung ang generator na ginamit sa disenyo ng isang microhydroelectric power station ay may operating rotation speed na mas mababa sa 750 rpm. Gayunpaman, madalas mong tanggihan ang direktang komunikasyon. Sa katunayan, para sa karamihan ng mga generator Produksyong domestiko ang bilis ng pag-ikot ng operating sa simula ng paghahatid ng kuryente ay nasa hanay na 1500-3000 rpm. Nangangahulugan ito na kailangan ng karagdagang koordinasyon sa pagitan ng mga shaft ng hydropower plant at ng electric generator.

Well, ngayon na ang paunang teoretikal na bahagi ay nasa likod natin, tingnan natin ang mga partikular na disenyo ng bawat isa sa kanila ay may sariling mga pakinabang.

Dito, halimbawa, ay isang semi-stationary free-flow mini-hydroelectric power station na may pahalang na pag-aayos ng dalawang coaxial, pinaikot 90° na may kaugnayan sa isa't isa (upang mapadali ang pagsisimula sa sarili) at mahigpit na konektado sa transverse-type na Savonius rotors. Bukod dito, ang mga pangunahing bahagi at bahagi ng homemade hydropower plant na ito ay gawa sa kahoy bilang ang pinaka-abot-kayang at "masunurin" na materyales sa gusali.

Ang iminungkahing mini-hydroelectric power station ay submersible. Ibig sabihin, ang supporting frame nito ay matatagpuan sa kabila ng watercourse sa ibaba at pinalalakas ng guy ropes o pole (kung, halimbawa, may mga walkway, boat dock, atbp. sa malapit). Ginagawa ito upang maiwasan ang istraktura na madala ng mismong daluyan ng tubig.

Fig.2. Submersible mini hydroelectric power station na may horizontal transverse rotors:
1 - base spar (beam 150x100, 2 pcs.), 2 - lower cross member (board 150x45, 2 pcs.), 3 - middle cross member (beam 150x120, 2 pcs.), 4 - riser (round timber na may diameter ng 100, 4 na mga PC.), 5 upper spar (board 150x45, 2 pcs.), 6 - upper cross member (board 100x40, 4 na mga PC.), 7 - intermediate shaft (stainless steel, rod na may diameter na 30) , 8 - pulley block, 9 - pare-pareho ang kasalukuyang generator, 10 - "gander" na may porcelain roller at two-core insulated wire, 11 - base plate (board 200x40), 12 - drive pulley, 13 - wooden bearing assembly (2 pcs.), 14 - "hydroenergy garland" rotor (D600, L1000, 2 pcs.), 15 disk (mula sa knocked into a mga shield board na 20-40 mm ang kapal, 3 mga PC.); mga elemento ng metal hindi ipinapakita ang mga fastenings (kabilang ang mga brace, hub ng mga panlabas na disc).

Siyempre, ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini hydroelectric power station ay dapat mas mababa ang taas frame ng suporta. Kung hindi, napakahirap (kung hindi imposible) na maiwasan ang pagpasok ng tubig sa electric generator. Well, kung ang lugar kung saan ang mini hydroelectric power station ay dapat na matatagpuan ay may lalim na higit sa 1.5 m o mayroong isang malaking halaga ng tubig at bilis ng daloy na nag-iiba nang malaki sa buong taon (na, sa pamamagitan ng paraan, ay medyo tipikal para sa mga daluyan ng tubig na pinapakain ng niyebe), pagkatapos itong disenyo Inirerekomenda na magbigay ng kasangkapan sa mga float. Ito ay magpapahintulot din na ito ay madaling ilipat kapag naka-install sa isang ilog.

Ang sumusuportang frame ng isang mini hydroelectric power station ay isang hugis-parihaba na frame na gawa sa troso, mga tabla at maliliit na troso, na kinabit ng mga pako at kawad (mga cable). Ang mga metal na bahagi ng istraktura (mga kuko, bolts, clamp, anggulo, atbp.) ay dapat, kung maaari, ay gawa sa ng hindi kinakalawang na asero o iba pang mga haluang metal na lumalaban sa kaagnasan.

Kaya, dahil ang pagpapatakbo ng naturang mini hydroelectric power station ay madalas na posible sa mga kondisyon ng Russia lamang sa pana-panahon (dahil sa pagyeyelo ng karamihan sa mga ilog), pagkatapos pagkatapos ng pag-expire ng panahon ng operasyon, ang buong istraktura na hinila sa pampang ay napapailalim sa masusing inspeksyon. Ang mga bulok ay pinapalitan sa isang napapanahong paraan mga elemento ng kahoy, mga kalawang na bahagi ng metal, sa kabila ng mga pag-iingat na ginawa.

Ang isa sa mga pangunahing bahagi ng aming mini-hydroelectric power station ay isang "hydroenergy garland" ng dalawang rigidly fixed (at bumubuo ng isang solong kabuuan sa gumaganang shaft) rotors. Ang kanilang mga disk ay madaling gawin mula sa mga board na 20-30 mm ang kapal. Upang gawin ito, gumawa ng isang kalasag mula sa kanila, gumamit ng isang compass upang bumuo ng isang bilog na may diameter na 600 mm. Pagkatapos nito, ang bawat isa sa mga board ay pinutol ayon sa curve na nakuha dito. Ang pagkakaroon ng pagkatok sa mga workpiece nang magkasama sa dalawang piraso (upang bigyan ang kinakailangang katigasan), inuulit nila ang lahat ng tatlong beses - ayon sa bilang ng mga kinakailangang disk.

Tulad ng para sa mga blades, ipinapayong gawin ang mga ito mula sa pang-atip na bakal. At mas mabuti - mula sa mga cylindrical na angkop sa laki at gupitin sa kalahati (kasama ang axis) hindi kinakalawang na bakal na lalagyan(barrels) kung saan ang mga agricultural fertilizers at iba pang agresibong materyales ay karaniwang iniimbak at dinadala. Sa matinding kaso, ang mga blades ay maaaring gawa sa kahoy. Ngunit ang kanilang timbang (lalo na pagkatapos ng mahabang pananatili sa tubig) ay tataas nang malaki. At ito ay dapat tandaan kapag lumilikha ng mga mini-hydroelectric power plant sa mga float.

Ang mga spike na suporta ay nakakabit sa mga dulo ng "hydroenergy garland". Sa pangkalahatan, ang mga ito ay mga maiikling silindro na may malawak na flange at isang dulong puwang para sa isang susi. Ang flange ay nakakabit sa kaukulang rotor disk na may apat na bolts.

Upang mabawasan ang alitan, may mga bearings na matatagpuan sa gitnang mga crossbar. At dahil ang ordinaryong ball o roller bearings ay hindi angkop para sa pagtatrabaho sa tubig, gumagamit sila ng... gawang bahay na gawa sa kahoy. Ang disenyo ng bawat isa sa kanila ay binubuo ng dalawang clamp at insert board na may butas para sa pagpasa ng isang tenon support. Bukod dito, ang mga gitnang bearing shell ay nakaposisyon upang ang mga hibla ng kahoy ay tumatakbo parallel sa baras. Bilang karagdagan, ang mga espesyal na hakbang ay isinasagawa upang matiyak na ang mga insert board ay matatag na naayos laban sa paggalaw sa gilid. Ginagawa ito gamit ang tightening bolts.

Fig.3. Pagpupulong ng sliding bearing:
1 - crimp bracket (St3, strip 50x8, 4 pcs.), 2 - middle frame cross member, 3 - crimp insert (gawa sa hard wood, 2 pcs.), 4 replaceable insert (gawa sa hard wood, 2 pcs.) , 5 - M10 bolt na may Grover nut at washer (4 sets), 6 - M8 stud na may dalawang nuts at washers (2 pcs.).

Ang anumang generator ng sasakyan ay ginagamit bilang electric generator sa microhydroelectric power station na isinasaalang-alang. Gumagawa sila ng 12-14 V DC at madaling ikonekta sa parehong baterya at mga de-koryenteng kasangkapan. Ang kapangyarihan ng mga makinang ito ay halos 300 W.

Medyo katanggap-tanggap para sa sariling gawa at ang disenyo ng isang portable mini hydroelectric power station na may vertical arrangement ng isang "garland" at isang generator. Ang nasabing hydroelectric station, ayon sa may-akda ng pag-unlad, ay ang hindi bababa sa materyal-intensive. Ang sumusuportang istraktura ng pag-install, na nag-aayos ng posisyon nito sa kama ng ilog, ay isang guwang na bakal na baras (halimbawa, mula sa mga seksyon ng pipe). Ang haba nito ay pinili batay sa likas na katangian ng ilalim ng daluyan ng tubig at ang bilis ng daloy. Bukod dito, ang matalas na dulo ng baras, na itinutulak sa ilalim, ay magagarantiyahan ang katatagan ng mini-hydroelectric power station at ang hindi pagkagambala nito sa pamamagitan ng agos. Posible rin ang karagdagang paggamit ng mga stretch mark.
Ang pagkakaroon ng pagtukoy sa aktibong ibabaw ng rotor gamit ang formula (1) at pagsukat ng lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini hydroelectric power station, madaling kalkulahin ang diameter ng Savonius rotors na ginamit dito. Upang gawing simple at self-starting ang disenyo, ipinapayong gumawa ng "hydroenergy garland" ng dalawang rotors na konektado upang ang mga blades ng una ay na-offset ng 90 ° na may kaugnayan sa pangalawa (kasama ang axis ng pag-ikot). Bukod dito, upang madagdagan ang kahusayan sa pagpapatakbo, ang istraktura sa gilid ng paparating na daloy ay nilagyan ng isang kalasag na gumaganap ng papel ng isang gabay na vane. Buweno, ang gumaganang baras ay naka-mount sa mga sliding bearings ng upper at lower support. Sa prinsipyo, para sa isang maikling panahon ng pagpapatakbo ng isang mini hydroelectric power station (halimbawa, sa isang hiking trip), maaaring gamitin ang malalaking diameter na ball bearings. Gayunpaman, kung may buhangin o banlik sa tubig, ang mga yunit na ito ay kailangang hugasan sa malinis na tubig pagkatapos ng bawat paggamit.

kanin. 4. Mini hydroelectric power station na may patayong pag-aayos ng mga end-type na rotor:
1 - support rod, 2 - lower bearing assembly, 3 - "hydroenergy garland" disk (3 pcs.), 4 - rotor (D600, 2 pcs.), 5 - upper bearing assembly, 6 - working shaft, 7 - transmission, 8 - electric generator, 9 - "gander" na may porcelain roller at two-core insulated wire, 10 - generator mounting clamp, 11 - movable guide panel; a, b - blades: ang mga brace sa itaas na dulo ng support rod ay hindi ipinapakita.

Ang mga suporta ay naka-bolted at hinangin sa baras, depende sa bigat ng "hydroenergy garland" at ang pangangailangan na i-disassemble ito sa mga bahagi. Ang itaas na dulo ng gumaganang baras ng hydraulic machine ay din ang input shaft ng multiplier, na (bilang ang pinakasimpleng at pinaka-technologically advanced) ay maaaring gamitin bilang isang belt.

Ang electric generator ay muling kinuha mula sa isang kotse. Madaling ikabit ito sa support rod na may clamp. At ang mga wire mismo na nagmumula sa generator ay dapat magkaroon ng maaasahang waterproofing. Sa mga guhit, hindi ipinapakita ang eksaktong geometric na proporsyon ng intermediate transmission, dahil nakadepende sila sa mga parameter ng partikular na generator na mayroon ka. Buweno, ang mga transmission belt ay maaaring gawin mula sa isang lumang inner tube ng kotse, pinuputol ito sa mga piraso na 20 mm ang lapad at pagkatapos ay i-twist ito sa mga bundle.

Para sa suplay ng kuryente sa maliliit na nayon, angkop ang garland mini-hydroelectric power station na idinisenyo ni V. Blinov, na hindi hihigit sa isang kadena ng hugis-barrel na Savonius rotors na may diameter na 300-400 mm, na nakakabit sa isang flexible cable na nakaunat. sa kabilang ilog. Ang isang dulo ng cable ay nakakabit sa hinged support, at ang isa ay sa pamamagitan ng isang simpleng multiplier sa generator shaft. Sa bilis ng daloy na 1.5-2.0 m/s, ang kadena ng mga rotor ay umaabot sa 90 rpm. At ang maliit na sukat ng mga elemento ng "hydroenergy garland" ay ginagawang posible na patakbuhin ang micro-hydroelectric power station na ito sa mga ilog na may lalim na mas mababa sa isang metro.

Dapat sabihin na bago ang 1964, nagawa ni V. Blinov na lumikha ng ilang portable at stationary na mini hydroelectric na mga istasyon ng kuryente ng kanyang sariling disenyo, ang pinakamalaking kung saan ay isang hydroelectric power station na itinayo malapit sa nayon ng Porozhki (rehiyon ng Tver). Ang isang pares ng garland dito ay nagmaneho ng dalawang karaniwang generator ng sasakyan at traktor na may kabuuang lakas na 3.5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin