Шағын су электр станциясы – шағын су электр станциясы, ол аз мөлшерде электр энергиясын өндіреді.

Шағын су электр станциясының жұмыс принципі

Шағын су электр станцияларының жұмыс принципі ірі электр станцияларының жұмыс принципінен еш айырмашылығы жоқ. Су қабатының, өзеннің, көлдің, су қоймасының суы оның массасынан туындаған қысымның әсерінен берілген бағытта қозғалады және гидравликалық турбинаның қалақтарына түседі. Турбина өзінің айналмалы қозғалысын электр тогын шығаратын генератордың айналу қозғалысына береді.
Судың қысымы бөгет салу арқылы немесе судың табиғи ағынымен немесе екеуінде де жасалады.

Құрылғы классификациясы

5,0 МВт-қа дейін қуат өндіретін су электр станциялары шағын болып саналады.
Қолданыстағы шағын су электр станциялары келесілер бойынша жіктеледі:

1. Жұмыс принципі

• «Су дөңгелегін» пайдалану - бұл жағдайда қабылдау дөңгелегі су бетіне параллель су ортасына орналастырылады, бірақ тек ішінара су астында қалады. Доңғалақ пышақтарына қысым жасайтын су массалары оның айналуын тудырады, бұл генератордың айналмалы қозғалысына беріледі.
• Гарланд дизайны - құрылғының бұл нұсқасында қарама-қарсы жақтан кабель төселген, оған роторлар қатты бекітілген. Жылжымалы су массалары роторларды біртіндеп айналдырады. Роторлардың айналмалы қозғалысы кабельге беріледі, ол өз кезегінде айналады және оның айналу қозғалысын генератордың айналмалы қозғалысына береді. Жағада генератор орнатылған.
• Darrieus роторымен - осы типтегі құрылғылардың жұмысының негізі ротор қалақшаларындағы қысым айырмашылығы болып табылады. Қысым айырмашылығы ротордың күрделі беттерінен ағып жатқан су арқылы жасалады.
• Пропеллермен - жұмыс принципі жел генераторының жұмысына ұқсас, айырмашылығы шағын су электр станциясы жағдайында қалақтардың су ортасына орналастырылуы.

2. Қолдану мүмкіндіктері

• Өнеркәсіптік қолдану (180 кВт және одан жоғары) – кәсіпорындарды электрмен жабдықтау немесе тұтынушыларға сату үшін қолданылады.
• Коммерциялық пайдалану (180 кВт-қа дейін) - электр энергиясын жеткізу үшін энергияны көп қажет ететін шағын кәсіпорындар мен үйлердің топтары пайдаланылады.
• Тұрмыстық пайдалану (15 кВт-қа дейін) - жеке үйлер мен шағын объектілерді электрмен жабдықтау үшін қолданылады.

3. Турбинаның конструкциясы бойынша

• Осьтік - бұл конструкцияның қондырғыларында су турбинаның осі бойымен қозғалады және айнала бастайтын қалақтарға соғылады.
• Радиалды-осьтік - бұл конструкцияда су бастапқыда турбинаның осіне қатысты радиалды, содан кейін оның айналу осіне сәйкес қозғалады.
• Шөміш – су шелек (пышақ) бетіне саптамалар арқылы түседі, соның арқасында судың жылдамдығы артып, турбинаның қалақшасына соғылады, турбина айналады, келесі қалақ іске қосылады және процесс жалғасады.
• Айналмалы қалақ - қалақтар турбинаның айналуымен бір уақытта өз осінің айналасында айналады.

4. Орнату шарттарына сәйкес

Құрылғының артықшылықтары мен кемшіліктері

Пайдаланудың артықшылықтары мыналарды қамтиды:

• Қоршаған орта үшін қондырғылардың экологиялық қауіпсіздігі;
• Таусылмас энергия көзі;
• Өндірілген энергияның төмен құны;
• қондырғылардың дербестігі;
• қондырғылардың сенімділігі;
• Ұзақ қызмет ету мерзімі.

Қолданудың кемшіліктеріне мыналар жатады:

• Су объектілерінің тұрғындары үшін ықтимал қауіп;
• Орнатудың орнату шарттарының шектеулі мүмкіндігі.

Зауыттар мен жабдықтарды өндірушілер

Біздің елімізде де, шетелде де шағын су электр станциялары үшін жабдықтар шығарумен кәсіпорындардың шектеулі саны айналысады. Бұл қажетті су объектілерінің аз болуына байланысты шағын су электр станцияларын пайдаланудың шектелуімен, сондай-ақ әртүрлі елдердегі энергетиканың даму тенденцияларымен түсіндіріледі.

Бұл бизнес саласында табысты жұмыс істейтін шетелдік компаниялардың ішінде

• «CINK Hydro-Energy» Чехия – жабдықты жобалау мен жеткізуден бастап қондырғыларды орнату мен іске қосуға дейінгі жұмыстардың толық кешенін орындайды.
• «Микро гидроэнергетика» Қытай - тұрмыстық қажеттіліктерге арналған шағын қондырғыларға арналған жабдықтар жиынтығын шығарады және сатады.
• «Гидропоника» ЖШС инженерлік-техникалық фирмасы, Бішкек, Қырғызстан. Кәсіпорын шағын су электр станциялары үшін гидрогенераторларды шығарып, сатумен айналысады.

Ресейде олар осы нарықта жұмыс істейді

• «АЭнерджи» ЖШС, Мәскеу. Компания баламалы энергия көздерін дамытуды қолдаумен айналысады. Шағын гидроэнергетика саласында компания жобалаудан бастап аяқталған қондырғыларға қызмет көрсетуге дейінгі қызметтердің толық спектрін ұсынады.
• «MNTO INSET» салааралық ғылыми-техникалық бірлестігі, Санкт-Петербург. Компания шағын су электр станцияларына арналған жабдықты жобалаумен және әзірлеумен, оның өнімдерін өндірумен және монтаждаумен айналысады. Өнім желісі мыналарды қамтиды:
  • Шағын су электр станциясы бұрандалы жұмыс дөңгелегі, қуаты 5,0-ден 100 кВт-қа дейін;
  • Қуаты 20,0 кВт, диагональды жұмыс дөңгелегі бар шағын су электр станциясы;
  • Қуаты 180 кВт дейінгі шөміш дөңгелегі бар шағын су электр станциясы;
  • Шағын су электр станцияларына арналған гидроагрегаттар.
• «НПО Инверсия» компаниясы Екатеринбург. Компания қуаты 10 кВт-қа дейінгі шағын су электр станцияларына арналған жабдықтар мен жинақтарды шығарады.

Өз қолыңызбен шағын су электр станциясы

Оны өзіңіз жасау үшін сізге тапқырлық, қолмен және сумен жұмыс істей білу керек,
және кейбір ұсақ заттар, мысалы, автомобиль генераторы, кез келген көліктің дөңгелегі және беріліс механизмі (шкивтер, берілістер, берілістер).

Алдымен сіз су дөңгелегін жасауыңыз керек. Мұны істеу үшін велосипедтен, мотоциклден немесе автокөліктен дөңгелек алыңыз. Пышақтар дөңгелектің диаметрі бойымен бекітіледі, бұл үшін сіз берік және майыстырмайтын кез келген материалды пайдалана аласыз - темір, фанера, қатты пластик, эбонит және т.б. Жұмыс кезінде бүлінген пышақтарды ауыстыруға болатындай етіп оны болтты қосылыммен бекіткен дұрыс. Пышақтар бір-бірінен бірдей қашықтықта орналасқан.

Дөңгелегі орнатылған жақтау жасалады. Рамкаға бекіту нүктелерінде доңғалақтардың айналу осі енгізілген мойынтіректерді орнатуды қамтамасыз ету қажет. Үлкен шкив немесе үлкен жұлдызша осьтің бір ұшына орнатылған. Генератор осіне шағын шкив немесе одан да кіші жұлдызша орнатылған.

Тік доңғалақты орнатуы бар үй шағын су электр станциясының нұсқасы

Доңғалақ суға орналастырылған, бұл су бетіне перпендикуляр жазықтықта тік орнату немесе көлденең - дөңгелек толығымен суға батырылған кезде. Екінші жағдайда, дөңгелекті дискінің қалыңдығының 2/3 бөлігінен аспайтын суға батыру керек екенін ескеру қажет.
Шкивтер бір-бірімен белдік арқылы, ал жұлдызшалар шынжыр арқылы жалғасады.

Жүйе пайдалануға дайын.

Сізге не қажет болуы мүмкін екенін егжей-тегжейлі сипаттаңыз шағын су электр станциясы, мағынасы жоқ - бұл сұраққа жауаптар анық. Қысқаша атап өтейік, белгілі баламалы энергия көздері – күн генераторлары, жел және су электр станциялары – соңғылары арзан бағамен ең қуатты болып табылады. Сонымен қатар, сіз ауа райы факторларына - желге немесе күнге тәуелді емессіз.

Үйде жасалған шағын су электр станциясының маңызды артықшылығы - материалдардың салыстырмалы арзандығы мен қолжетімділігі. Зауыттық су электр станциясын сатып алу сізге 1000-10000 долларды құрауы мүмкін,

Дегенмен, бұл шағын су электр станциялары, әсіресе оқымаған адам үшін жобалау және өндіру ең қиын. Мысалы, энтузиас Лукмон Ахмедовке (Тәжікстан) электр станциясының өз нұсқасын жасау үшін шамамен 2 жыл қажет болды. Осы мақаланы жазған кезде біз бүкіл процесті жеткілікті егжей-тегжейлі және анық, кезең-кезеңмен сипаттауға тырыстық. Біздің көмегімізбен бұл сізге әлдеқайда аз уақыт алады деп үміттенеміз.

Шағын су электр станцияларының түрлері

Бірден атап өтейік, бұл мақалада біз өз қолыңызбен дамбасыз шағын су электр станцияларын жасау туралы айтатын боламыз. Бөгет салу - күрделі және қымбат жұмыс, сонымен қатар биліктен рұқсат алу үшін көп уақыт жұмсауға тура келеді. Бөгетсіз су электр станцияларымен бәрі оңайырақ: олар экологиялық жағынан әлдеқайда таза, ал олардың негізгі кемшілігі - төмен қуат - маңызды емес, өйткені бізге жеке, салыстырмалы түрде шағын қажеттіліктер үшін энергия қажет.

«Шағын су электр станциясы» қуаттылығы 100 кВт-қа дейінгі қондырғыны білдіретінін бөлек атап өтеміз.

Сонымен, бөгетсіз су электр станцияларының 4 түрі бар: « гирлянд» су электр станциясы, «су дөңгелегі», Дарри роторы және «винт». Сондай-ақ бөгетсіз су электр станциялары жиі «ағынды» немесе «еркін ағыс» деп аталады.

• Гарланд су электр станциясын 20 ғасырдың ортасында кеңес инженері Блинов жасаған. Ол өзен арқылы лақтырылатын кабельге моншақ түрінде бекітілген шағын турбиналардан - гидравликалық пропеллерден тұрады. Кабельдің бір ұшы тіреуіш мойынтірекке бекітіледі, ал екіншісі генератордың білігін айналдырады. Бұл қондырғыдағы кабель айналуы генератор білігіне берілетін біліктің міндетін орындайды. Гирланд су электр станциясының кемшіліктеріне салыстырмалы түрде жоғары баға, басқаларға қауіп (мұндай жобаны билік органдарымен және көршілермен келісу керек болуы мүмкін) және төмен қуат өндіру жатады.
• Су дөңгелегі судың бетіне перпендикуляр орнатылған және судың жартысынан азы суға батырылған. Оны екі жолмен іске қосуға болады: не су ағыны доңғалақтың төменгі жағындағы пышақтарды басып, оның айналуына әкеледі, немесе су ағыны дөңгелекке жоғарыдан түседі (төмендегі фотосуретті қараңыз). Соңғы нұсқаның тиімділігі әлдеқайда жоғары. Осы түрдегі турбинаны жасау кезінде негізгі мәселе су энергиясын барынша тиімді пайдалануға мүмкіндік беретін қалақтардың пішінін сауатты таңдау болып табылады.
• Darrieus роторы - арнайы жасалған қалақтары бар тік ротор. Оның арқасында су ағыны пышақтарды әртүрлі күштермен басады, соның арқасында айналу пайда болады. Бұл әсерді ұшақ қанатының көтерілуімен салыстыруға болады, ол қанаттың үстіндегі және астындағы қысымның айырмашылығына байланысты пайда болады.
• Пропеллер конструкциясы бойынша жел генераторының винтіне (демек, шын мәнінде атауы) немесе кеменің винтіне ұқсас. Дегенмен, су астындағы пропеллер қалақтары әдетте әлдеқайда тар, бұл ағын энергиясын тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, ағымдағы жылдамдығы 1-2 м/с болатын өзен үшін ені 2 сантиметр жеткілікті. Бұл дизайн жылдам және терең өзендер үшін өте қолайлы. Маңызды жайт: жүзушілер мен туристердің қауіпсіздігі үшін тосқауыл мен ескерту қалқасын орнатуды ұмытпаңыз. Құрылғы тез айналады және ауыр жарақатқа әкелуі мүмкін.

Біздің ойымызша, жасау үшін өз қолыңызбен шағын су электр станциясыПропеллер дизайнын немесе «су дөңгелегі» типті дизайнды пайдалану оңтайлы. Зауытта шығарылатын қондырғыларда екі түрдегі турбиналар өте күрделі пішінге ие екенін ескеріңіз («Каплан турбинасы», «Пелтон турбинасы» және т.б. деп аталады), бұл әртүрлі ағын түрлері үшін максималды тиімділікті алуға мүмкіндік береді. Алайда мұндай турбиналарды «үй» өндірісінде шығару қиын.

Шағын су электр станциялары туралы шағын теория және негізгі есептеулер.

Келесі қадам - ​​ағын жылдамдығын есептеу және өлшеу. Оны көзбен анықтау өте қауіпті – қателесу өте оңай, сондықтан жаға бойымен 10-20 метр өлшеп, суға қалтқы (чип, кішкене доп) лақтырып, чиптің шығуына кететін уақытты өлшеңіз. қашықтықты жүзу. Қашықтықты уақытқа бөліңіз - токтың жылдамдығын аламыз. Тәжірибе көрсеткендей, егер ол 1 м/с-тан аз болса, берілген ағынға шағын су электр станциясын орнату негізсіз болуы мүмкін. Егер біз биіктік айырмашылығына байланысты энергия алуды жоспарласақ, онда қуатты шамамен келесі формула арқылы есептеуге болады:

Қуаты N=k*9,81*1000*Q*H,

мұндағы k – жүйенің тиімділігі (әдетте 20%-50%); 9,81 (м/сек2) – еркін түсу үдеуі; H – биіктік айырмашылығы;

Q—су шығыны (м3/сек); 1000 - судың тығыздығы (кг/м3).

Формуладан көрініп тұрғандай, қуат жылдамдыққа тура пропорционал. Егер өзеннің бірнеше тармағы болса, онда олардың барлығында жылдамдықты өлшеп, жылдамдығы мен тереңдігі ең жоғары ағынды таңдаған жөн. Өлшемдерді тыныш ауа-райында жүргізу керек екенін ескеріңіз.

Өзеннің ені мен тереңдігін метрмен табыңыз. Жеңілдетілген, көлденең қимадағы ағынның тіктөртбұрыш пішіні бар деп есептейміз, содан кейін көлденең қима ауданын оның жылдамдығына көбейтіп, ағынның жылдамдығын аламыз:

Q = a*b*v. Өйткені шын мәнінде, су ағынының көлденең қимасы кішірек ауданға ие, содан кейін алынған мәнді 70% -80% көбейту керек.

Егер бізде дайын генератор болса, онда біз дөңгелектің мүмкін жұмыс радиусын және қажетті көбейту коэффициентін бағалай аламыз.

Доңғалақ радиусы (м) = Ағын жылдамдығы (м/с) / Доңғалақ жылдамдығы (Гц). Дөңгелектің айналу жылдамдығын генератордың жұмыс жиілігін (әдетте «айн/мин») және күтілетін азайту коэффициентін білу арқылы бағалай аламыз.

Тәжірибе: шағын су электр станцияларын өзіміз салу

Енді турбинаны жобалау және өндіру уақыты келді. Төменде біз «су дөңгелегі» типті шағын су электр станциясын салу ерекшеліктерін сипаттаймыз. Бұл дизайнды ағын үшін биіктік айырмашылығын ұйымдастыру мүмкіндігі болған жағдайда пайдалану пайдалы (немесе мұндай айырмашылық бұрыннан бар, мысалы, бұл тоғандағы су төгетін құбыр). Жоғарыда айтылғандай, пышақтардың пішініне ерекше назар аудару керек. Егер сіз пышақтар түрінде дөңгелекті қолдансаңыз (төмендегі фотосуретті қараңыз, бұл жағдайда пышақтар 45 градус бұрышта орнатылады), онда мұндай қондырғының тиімділігі өте төмен болады.

Ұзындығы бойынша 2 немесе 4 бөлікке кесіп, мысалы, ПВХ немесе металл құбырдан алуға болатын ойыс пішінді пышақтарды қолданған дұрыс. Тәжірибе көрсеткендей, құбырды мүмкіндігінше түзу кесу үшін кем дегенде 16 пышақ болуы керек. Сондай-ақ, 2 параллель ағаш блокты бекітіп, оларды бағыттаушы ретінде пайдалануға болады. Пышақтардың беті жылтыратылуы керек, әйтпесе су энергиясының бір бөлігі үйкеліске жұмсалады.

Дөңгелектің өзі ретінде сіз бос кабель орамын пайдалана аласыз немесе жай ғана сәйкес диаметрлі дискілерді жасай аласыз. Дискілер арасындағы қашықтық пышақтардың ұзындығына сәйкес келеді. Біз дискілерді біріктіреміз және пышақтарды орнату үшін жартылай шеңберлі ойықтарды кесеміз. Сонымен қатар, пышақтарды дәнекерлеуге болады. Егер құрылым кішкентай болса, оны қоқыстан қорғау үшін дөңгелектің алдына бекітілген торды қолдануға болады. Егер су жоғарыдан пышақтарға түсіп кетсе, бірақ ағын жеткілікті кең болса, саптама жасау мағынасы бар (төмендегі суретті қараңыз), соның арқасында ағынның барлық энергиясы жұмсалады. Жоғарыдағы фотода сіз қоқыс құбырының өзі тар екенін көре аласыз, сондықтан саптаманы пайдаланудың қажеті жоқ. Қалай болғанда да, ағын су дөңгелегіне жоғарыдан, шамамен сағат 10-да түсуі керек, егер сіз дөңгелекті сағат теру түрінде елестетсеңіз.

Тірек құрылым ретінде дәнекерленген металл жақтауды пайдалануға болады. Тиімділікті арттыру үшін, мүмкіндігінше, дөңгелектің орнын өзгертуге тырысыңыз: кіріс ағынына қатысты жақынырақ-әрі қарай, жоғары-төмен.

Енді біз күшейткіш беріліс қорабын (көбейткіш) орнатуымыз керек. Беріліс те, тізбек те қолайлы. Қандай көбейткішті пайдалану керек және қандай азайту коэффициенті қажет, ағынның қуатына, дөңгелектің және генератордың жұмыс сипаттамаларына байланысты. Коэффицентті есептеу өте қарапайым - генератордың айналымдарының жұмыс санын минутына доңғалақ айналымының санына бөліңіз. Кейде әртүрлі типтегі 2 беріліс қорабын пайдалануға тура келеді. Айналуды дөңгелектен беріліс қорабына немесе генераторға беру үшін құбыр, жетек білігі немесе басқа ұқсас элемент қолданылады.

Кез келген қолайлы қозғалтқыш генератор ретінде таңдалады және оның синхронды болғаны жөн. Асинхрондылық үшін жұлдызды немесе үшбұрышты тізбекте жұмыс істейтін конденсаторларды қосу керек. Конденсаторлардың сипаттамалары электр желісінің кернеуіне және қозғалтқыш параметрлеріне байланысты. Асинхронды қозғалтқышты пайдаланудағы негізгі мәселе тұрақты айналым санын сақтау болады. Егер ол өзгерсе, конденсаторларды да өзгертуге тура келеді, бұл өте қиын болуы мүмкін.

Келесі кезекте прототипі еркін ағынды (1964 ж.) В.Блиновтың гирляндтық су электр станциясы болған конструкциялар.

Талқыланатын су электр станциялары жалпы (мүмкін икемді, композитті) жұмыс білігіне бекітілген Савониус роторларынан жасалған өте түпнұсқа турбинасы бар еркін ағынды болып табылады. Оларды орнату үшін бөгеттер немесе басқа да ауқымды гидротехникалық құрылыстар қажет емес. Олар тіпті таяз суда да толық тиімділікпен жұмыс істей алады, бұл дизайнның қарапайымдылығымен, жинақылығымен және сенімділігімен үйлесетіндіктен, бұл су электр станцияларын жер учаскелері шағын су ағындарының (өзендер) жанында орналасқан фермерлер мен бағбандар үшін өте перспективалы етеді. , бұлақтар мен арықтар).

Бөгеттерден айырмашылығы, еркін ағынды су электр станциялары, белгілі болғандай, тек ағып жатқан судың кинетикалық энергиясын пайдаланады. Қуатты анықтау үшін мына формула бар:

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

N - жұмыс білігінің қуаты (Вт),
- p - судың тығыздығы (1000 кт/м3),
- V - өзен ағынының жылдамдығы (м/с),
- F - гидравликалық машинаның жұмыс органының белсенді (суға бататын) бөлігінің көлденең қимасының ауданы (м2),
- n - энергияны түрлендіру тиімділігі.

1 формуладан көрініп тұрғандай, өзеннің жылдамдығы 1 м/с болғанда, гидравликалық машинаның белсенді бөлігінің көлденең қимасының шаршы метріне идеалында (n=1 болғанда) тек 500 Вт-қа тең қуат болады. . Бұл мән өнеркәсіптік пайдалану үшін өте аз, бірақ фермердің немесе жазғы тұрғынның қосалқы учаскесі үшін жеткілікті. Оның үстіне, оны бірнеше «гидроэнергетикалық гирляндтардың» қатар жұмыс істеуі арқылы арттыруға болады.

Және тағы бір нәзіктік. Өзеннің әртүрлі учаскелеріндегі жылдамдығы әртүрлі. Сондықтан шағын су электр станциясының құрылысын бастамас бұрын, көрсетілген қарапайым әдіспен өз өзеніңіздің энергетикалық әлеуетін анықтау қажет. Өлшеу қалтқысы жүріп өткен және оның өту уақытына бөлінген қашықтық осы аймақтағы ағынның орташа жылдамдығына сәйкес келетінін еске түсірейік. Сондай-ақ айта кету керек: бұл параметр жыл мезгіліне байланысты өзгереді.

Сондықтан жобалық есептеулер өзен ағынының орташа жылдамдығына (шағын су электр станциясын пайдаланудың жоспарланған кезеңіне) негізделуі керек.

1-сурет. Үйде жасалған гирляндтық шағын су электр станцияларына арналған Savonius роторлары:

a, b - қалақшалар; 1 - көлденең, 2 - соңы.

Әрі қарай, гидравликалық машинаның белсенді бөлігінің өлшемін және оның түрін анықтау керек. Бүкіл шағын су электр станциясы мүмкіндігінше қарапайым және оңай жасалуы керек болғандықтан, конвертердің ең қолайлы түрі - соңғы дизайндағы Savonius роторы. Суға толық батырумен жұмыс істегенде F мәнін ротор диаметрінің D және оның L ұзындығының көбейтіндісіне тең және n=0,5 алуға болады. Айналу жиілігі f мына формула бойынша тәжірибеге қолайлы дәлдікпен анықталады:

f=48V/3,14D (айн/мин) (2).

Су электр станциясын мүмкіндігінше ықшамдау үшін есептеуде көрсетілген қуат нақты жүктемемен корреляциялануы керек, оны электрмен жабдықтау шағын су электр станциясымен қамтамасыз етілуі керек (өйткені жел турбинасына қарағанда ток тұтынушылар желісіне үздіксіз жеткізілетін болады). Әдетте, бұл электр энергиясы жарықтандыруға, теледидарды, радионы, тоңазытқышты қуаттандыруға жұмсалады. Оның үстіне соңғысы ғана тәулік бойы үздіксіз пайдалануға беріледі. Қалған электр құрылғылары негізінен кешкі уақытта жұмыс істейді. Осыған сүйене отырып, шағын су электр станциясынан зарядталған аккумулятормен ең жоғары жүктемені жабатын шамамен 250-300 Вт бір «гидроэнергетикалық гирляндиядан» максималды қуатқа назар аударған жөн.

Гидравликалық электр станциясының жұмыс білігінен электр генераторының шкивіне айналдыру моментін беру әдетте аралық беріліс арқылы жүзеге асырылады. Алайда, бұл элементті, қатаң айтқанда, егер микросу электр станциясын жобалау кезінде пайдаланылатын генератордың жұмыс айналу жылдамдығы 750 айн / мин кем болса, алып тастауға болады. Дегенмен, жиі тікелей байланыстан бас тартуға тура келеді. Шынында да, отандық өндірілген генераторлардың басым көпшілігі үшін қуатты шығарудың басында жұмыс айналу жылдамдығы 1500-3000 айн / мин аралығында болады. Бұл су электр станциясының біліктер мен электр генераторы арасында қосымша үйлестіру қажет дегенді білдіреді.

Ал, енді алдын ала теориялық бөлік артта қалды, олардың әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар.

Мұнда, мысалы, екі коаксиалды көлденең орналасуы бар жартылай стационарлық еркін ағынды шағын су электр станциясы болып табылады, бір-біріне қатысты 90° бұрылады (өзін-өзі іске қосуды жеңілдету үшін) және көлденең типті Савониус роторлары қатты жалғанған. Сонымен қатар, бұл үйде жасалған ГЭС-тің негізгі бөліктері мен компоненттері ең қолжетімді және «мойынсұнғыш» құрылыс материалы ретінде ағаштан жасалған.

Ұсынылып отырған шағын су электр станциясы суасты. Яғни, оның тірек қаңқасы түбінде су ағысының бойымен орналасады және жігіт арқандарымен немесе тіректермен нығайтады (мысалы, жақын жерде жүретін жолдар, қайық айлақтары және т.б. болса). Бұл құрылымды су ағынының өзі алып кетпеу үшін жасалады.

2-сурет. Көлденең көлденең роторлары бар суасты шағын су электр станциясы:
1 - негізгі шпагат (арқалық 150x100, 2 дана), 2 - төменгі көлденең элемент (тақтай 150x45, 2 дана), 3 - ортаңғы көлденең элемент (арқалық 150x120, 2 дана), 4 - көтергіш (диаметрі бар дөңгелек ағаш. 100, 4 дана.), 5 жоғарғы шпагат (150х45, 2 дана), 6 - жоғарғы көлденең элемент (100х40, 4 дана), 7 - аралық білік (тот баспайтын болат, диаметрі 30) , 8 - шкив блогы, 9 - тұрақты генератор тогы, 10 - фарфор роликі және екі ядролы оқшауланған сымы бар «гандер», 11 - негізгі тақта (200x40 тақта), 12 - жетек шкив, 13 - ағаш мойынтірек жинағы (2 дана), 14 - «гидроэнергиялық гирлянд» роторы (D600, L1000, 2 дана), 15 диск (қалқанға соғылған қалыңдығы 20-40 мм тақталардан, 3 дана); металл бекіту элементтері (оның ішінде жақшалар, сыртқы дискілердің түйіндері) көрсетілмеген.

Әрине, шағын су электр станциясын орнату орнындағы өзеннің тереңдігі тірек жақтауының биіктігінен аз болуы керек. Әйтпесе, судың электр генераторына түсуін болдырмау өте қиын (егер мүмкін болмаса). Ал, егер шағын су электр станциясы орналасатын жердің тереңдігі 1,5 м-ден асатын болса немесе судың көп мөлшері мен ағынының жылдамдығы жыл бойына айтарлықтай өзгеретін болса (бұл, айтпақшы, қармен қоректенетін су ағындары үшін өте тән), содан кейін бұл дизайнды қалтқылармен жабдықтау ұсынылады. Бұл сонымен қатар оны өзенге орнату кезінде оңай жылжытуға мүмкіндік береді.

Шағын су электр станциясының тірек қаңқасы ағаштан, тақтайшалардан және ұсақ бөренелерден жасалған, шегелермен және сыммен (кабельдермен) бекітілген тікбұрышты жақтау болып табылады. Құрылымның металл бөліктері (шегелер, болттар, қапсырмалар, бұрыштар және т.б.) мүмкіндігінше тот баспайтын болаттан немесе басқа коррозияға төзімді қорытпалардан жасалған болуы керек.

Ресей жағдайында мұндай шағын су электр станциясының жұмысы көбінесе маусымдық (көптеген өзендердің қатуына байланысты) мүмкін болғандықтан, пайдалану мерзімі аяқталғаннан кейін жағаға шығарылған бүкіл құрылым мұқият тексеруден өтеді. Қабылданған сақтық шараларына қарамастан, шіріген ағаш элементтер мен тот басқан металл бөлшектері дер кезінде ауыстырылады.

Біздің шағын су электр станциясының негізгі құрамдас бөліктерінің бірі екі қатты бекітілген (және жұмыс білігінде біртұтас тұтасты құрайтын) ротордан тұратын «гидроэнергетикалық гирляндия» болып табылады. Олардың дискілерін қалыңдығы 20-30 мм тақталардан оңай жасауға болады. Ол үшін олардан қалқан жасап, циркульдің көмегімен диаметрі 600 мм шеңберді тұрғызыңыз. Осыдан кейін тақталардың әрқайсысы алынған қисыққа сәйкес кесіледі. Дайындамаларды екі жолаққа соғып (қажетті қаттылықты беру үшін) олар бәрін үш рет қайталайды - қажетті дискілердің санына сәйкес.

Пышақтарға келетін болсақ, оларды шатыр темірінен жасаған жөн. Немесе жақсырақ, әдетте ауылшаруашылық тыңайтқыштары мен басқа агрессивті материалдар сақталатын және тасымалданатын қолайлы өлшемдегі және жартысына (ось бойымен) кесілген цилиндрлік тот баспайтын контейнерлерден (бөшкелерден). Төтенше жағдайларда пышақтарды ағаштан жасауға болады. Бірақ олардың салмағы (әсіресе суда ұзақ болғаннан кейін) айтарлықтай артады. Мұны қалтқыларда шағын су электр станцияларын құру кезінде есте сақтау керек.

«Гидроэнергетикалық гирляндтың» ұштарына тік тіректер бекітілген. Негізінде, бұл кең фланецті және кілт үшін соңғы ұясы бар қысқа цилиндрлер. Фланец төрт болтпен сәйкес ротор дискісіне бекітілген.

Үйкелісті азайту үшін ортаңғы шығыршықтарда орналасқан мойынтіректер бар. Ал кәдімгі шарикті немесе роликті подшипниктер суда жұмыс істеуге жарамсыз болғандықтан, олар ... қолдан жасалған ағаштарды пайдаланады. Олардың әрқайсысының конструкциясы екі қысқыштан және шұңқырлы тіректің өтуіне арналған тесігі бар кірістіру тақталарынан тұрады. Сонымен қатар, ортаңғы мойынтірек қабықтары ағаш талшықтары білікке параллель болатындай етіп орналастырылған. Сонымен қатар, кірістіру тақталарының бүйірлік қозғалысқа қарсы мықтап бекітілгенін қамтамасыз ету үшін арнайы шаралар қабылданады. Бұл бекіту бұрандалары арқылы жасалады.

3-сурет. Жылжымалы мойынтіректер жинағы:
1 - қысқыш кронштейн (St3, жолақ 50х8, 4 дана), 2 - ортаңғы раманың көлденең элементі, 3 - қысқыш кірістіру (қатты ағаштан жасалған, 2 дана), 4 ауыстырылатын кірістіру (қатты ағаштан жасалған, 2 дана) , 5 - Гровер гайкасы және шайбасы бар M10 болт (4 жинақ), 6 - екі гайка және шайбалары бар M8 шпилька (2 дана).

Автомобильдердің кез келгені қарастырылып отырған шағын су электр станциясында электр генераторы ретінде пайдаланылады. Олар 12-14 В тұрақты ток шығарады және батареяға да, электр құрылғыларына да оңай қосылуы мүмкін. Бұл машиналардың қуаты шамамен 300 Вт.

«Герляндия» мен генератордың тік орналасуы бар портативті шағын су электр станциясының дизайны өзін-өзі өндіру үшін де қолайлы. Мұндай су электр станциясы, әзірлеу авторының айтуынша, ең аз материалды қажет етеді. Өзен арнасында өз орнын бекітетін қондырғының тірек құрылымы қуыс болат өзек (мысалы, құбыр бөліктерінен) болып табылады. Оның ұзындығы су ағынының түбінің сипатына және ағынның жылдамдығына байланысты таңдалады. Оның үстіне, түбіне қадалған штанганың үшкір ұшы шағын су электр станциясының тұрақтылығына және оның ток әсерінен бұзылмауына кепілдік береді. Созылу белгілерін қосымша пайдалану да мүмкін.
Формула (1) бойынша ротордың белсенді бетін анықтап, шағын су электр станциясының монтаж алаңында өзеннің тереңдігін өлшей отырып, мұнда қолданылатын Савониус роторларының диаметрін есептеу оңай. Дизайнды қарапайым және өздігінен іске қосу үшін біріншінің қалақтары екіншісіне (айналу осінің бойымен) қатысты 90 ° ығысуы үшін қосылатын екі ротордың «гидроэнергиялық гирляндиясын» жасаған жөн. Сонымен қатар, жұмыс тиімділігін арттыру үшін келе жатқан ағынның жағындағы құрылым бағыттаушы қалақ рөлін атқаратын қалқанмен жабдықталған. Жақсы, жұмыс білігі жоғарғы және төменгі тіректердің жылжымалы мойынтіректеріне орнатылады. Негізінде, шағын су электр станциясының қысқа жұмыс кезеңі үшін (мысалы, жаяу сапарда) үлкен диаметрлі шарикті подшипниктерді пайдалануға болады. Дегенмен, суда құм немесе лай болса, бұл қондырғыларды әр қолданғаннан кейін таза сумен жуу керек.

Күріш. 4. Соңғы үлгідегі роторлардың тік орналасуы бар шағын су электр станциясы:
1 - тірек штангасы, 2 - төменгі мойынтірек жинағы, 3 - «гидроэнергиялық гирлянд» дискі (3 дана), 4 - ротор (D600, 2 дана), 5 - жоғарғы мойынтірек жинағы, 6 - жұмыс білігі, 7 - беріліс қорабы, 8 - электр генераторы, 9 - фарфор роликті және екі ядролы оқшауланған сымы бар «гандер», 10 - генераторды бекітетін қысқыш, 11 - жылжымалы бағыттаушы панель; a, b - қалақшалар: тірек штангасының жоғарғы жағындағы жақшалар көрсетілмеген.

Тіректер «гидроэнергиялық гирлянданың» салмағына және оны бөліктерге бөлшектеу қажеттілігіне байланысты штангаға болттармен бекітіледі және дәнекерленген. Гидравликалық машинаның жұмыс білігінің үстіңгі шеті де көбейткіштің кіріс білігі болып табылады, ол үшін (ең қарапайым және технологиялық жағынан ең жетілдірілген) таспаны қолдануға болады.

Электр генераторы қайтадан көліктен алынады. Оны тіреуіш штангаға қысқышпен бекіту оңай. Ал генератордан келетін сымдардың өздері сенімді гидрооқшаулағышқа ие болуы керек. Суреттерде аралық берілістің нақты геометриялық пропорциялары көрсетілмеген, өйткені олар сізде бар нақты генератордың параметрлеріне байланысты. Трансмиссиялық белдіктерді ескі автомобильдің ішкі түтігінен жасауға болады, оны ені 20 мм жолақтарға кесіп, содан кейін оны байламдарға бұраңыз.

Шағын ауылдарды электрмен жабдықтау үшін В.Блинов құрастырған гирляндтық шағын су электр станциясы қолайлы, ол диаметрі 300-400 мм созылған иілгіш кабельге бекітілген бөшке тәрізді Савониус роторларының тізбегінен басқа ештеңе емес. өзеннің арғы жағында. Кабельдің бір ұшы топсалы тірекке, ал екіншісі қарапайым көбейткіш арқылы генератор білігіне бекітіледі. Ағынның жылдамдығы 1,5-2,0 м/с болғанда роторлар тізбегі 90 айн/мин құрайды. Ал «гидроэнергетикалық гирляндия» элементтерінің шағын өлшемдері бұл шағын су электр станциясын тереңдігі бір метрден аз өзендерде пайдалануға мүмкіндік береді.

Айта кету керек, 1964 жылға дейін В.Блинов өзінің жеке жобасы бойынша бірнеше жылжымалы және стационарлық шағын су электр станцияларын құра алды, олардың ең үлкені Порожки ауылының (Тверь облысы) жанында салынған су электр станциясы болды. Мұндағы жұп гирляндтар жалпы қуаты 3,5 кВт болатын екі стандартты автомобиль және трактор генераторларын жүргізді.

МК 10 1997 И.Докунин

Дәл осы жерде біз жаңа су электр станциясын салуға тырысамыз. Бұрын бұл тоғанда белдік жетегі бар тиін доңғалағынан генераторға дейін қолдан жасалған су электр станциясын құру әрекеттері жасалған болатын (айтпақшы, ол мақаланың соңындағы фотода көрсетілген), ол өндірді. шамамен 1 Ампер ток, бұл біздің шағын аңшылық үйіміздегі бірнеше шамдар мен радионы қуаттандыруға жеткілікті болды. Бұл электр станциясы 2 жылдан астам сәтті жұмыс істеді, және біз осы шағын бөгеттің орнына ұқсас су электр станциясының неғұрлым қуатты нұсқасын жасауды шештік.

m шағын бөгетті су электр станциясын жасау үшін сізге қажет:

Металл қалдықтары мен бұрыштары;
- доңғалақ дискілері (сәтсіз Онан генераторының корпусынан пайдаланылады);
- Генератор (ол Dodge дискілі тежегіштерінен диаметрі 11 дюйм болатын екі дискіден жасалған);
- Жетекші білік пен мойынтіректер де Dodge-дан шыққан сияқты, біз дәл есімізде жоқ, сондықтан біз оларды басқа үй өнімінен өз қолымызбен алып тастадық;
- шамамен 15 мм көлденең қимасы бар мыс сым;
- біраз фанера;
- магниттер;
- ротор мен статорды толтыруға арналған полистирол шайыры.

Өндіріс процесі

Біз жетек доңғалақтарының қалақтарын 4 бөлікке кесілген 4 дюймдік болат құбырдан жасаймыз.

Біз саңылауларды салуға көмектесетін үлгіні жасадық.

Біз шаблон жасаймыз, оның көмегімен хабтар үшін тесіктерді (5 дана), сондай-ақ пышақтардың бұрышының орналасуын белгілейміз. Мұндай доңғалақта бүйірден қарасаңыз, су төбесіне түседі, сағат 10 шамасында, доңғалақтың ортасынан өтіп, төменгі жағынан, сағат 5-те шығады, сондықтан су дөңгелекке түседі. екі рет. Біз көптеген фотосуреттерді қарап шықтық және пышақтардың ені мен бұрышын модельдеуге тырыстық. Жоғарыдағы фотода пышақтардың шеттеріне арналған белгілер мен дөңгелекті генераторға бекітуге арналған тесіктер бар. Дөңгелектің 16 қалақшасы бар.

Үлгі дискілердің біріне желімделді - дөңгелектің болашақ бүйір беті біз екі дискіні бір-біріне қыстырдық; Жоғарыдағы фотода пышақтарды орналастыру үшін кішкене тесіктерді бұрғылау көрсетілген.

Біз қатты бұрандалы шпилькаларды пайдаланып дискілер арасында 10 дюймдік саңылау жасаймыз және пышақтарды орнатпас бұрын оларды мүмкіндігінше мұқият туралаңыз.

Дөңгелекті дәнекерлеу процесі жоғарыдағы фотода көрсетілген. Пышақтардың мырышталған болат құбырдан жасалғаны өте маңызды. Дәнекерлеу алдында пышақтардың шеттерінен мырыштарды алып тастау керек, өйткені дәнекерлеу кезінде мырышталған металл улы газды шығарады, біз оны болдырмауға тырысамыз.

Біздің болашақ су электр станциясының дайын дөңгелегі, генераторсыз. Дөңгелектің екінші жағында (генераторға қарама-қарсы) бүйірлік дискіде диаметрі 4 дюймдік тесік бар - генераторға бұрауды жеңілдету үшін, сонымен қатар таяқтарды және таяқтарды алып тастау үшін тазалау үшін. су ішке кіре алатын қоқыс.

Саптама доңғалақпен бірдей ені (10 дюйм) және су шығатын жердегі биіктігі шамамен 1 дюйм. Саптаманың аумағы саптама орнатылған 4 дюймдік құбырдан сәл кішірек. Жоғарыдағы фотода біз саптама үшін өз қолымызбен металл парақты бүгеміз.

Дөңгелекті оське қойдық, су электр станциямыз дайын десе де болады, генераторды жасап, орнату ғана қалды. Бүкіл құрылым жылжымалы. Саптаманы алға, артқа, жоғары, төмен жылжыта аламыз. Доңғалақ пен генератор алға және артқа жылжи алады.

Біздің су электр станциясына генератор жасау.>

Біз статор орамасын жасаймыз және оны құюға дайындаймыз. Орам 9 катушкадан тұрады, әрбір орам қимасы 1,5 мм мыс сымның 125 айналымынан тұрады. Әрбір фаза тізбектей жалғанған 3 катушкадан тұрады, біз 6 ұшын шығардық, осылайша біз жұлдызша немесе үшбұрыш қосылымын жасай аламыз.

Және бұл толтырудан кейінгі статор. (Оны толтыру үшін біз полиэфирлі шайырды пайдаланамыз) Оның диаметрі 14 дюйм (35,5 см), қалыңдығы 0,5 дюйм 1,3 см.

Біз фанерадан үлгі жасаймыз - магниттерге таңбалау үшін.

Фотосуретте шаблон және тежегіш дискілердің бірі (болашақ ротор) көрсетілген.

Дайындалған шаблон бойынша 2,5 х 5 см және қалыңдығы 1,3 см болатын 12 магнитті орналастырамыз.

Біз роторды полиэфирлі шайырмен толтырамыз, ал шайыр құрғаған кезде ротор пайдалануға дайын.

Міне, құрылысы біткен су электр стансасы генератормен толықтай көрінеді.

Екінші жағынан фото. Алюминий қақпағының астында 3 фазалы айнымалы токтан тұрақты токқа дейін екі көпір түзеткіші бар. Амперметр шкаласы – 6А дейін. Бұл жағдайда магниттік роторлар арасындағы ауа саңылауы шегіне дейін азайған кезде, машина 38 айн / мин жылдамдықта 12,5 вольт шығарады.

Артқы магниттік роторда ауа саңылауын реттеуге арналған 3 реттеу бұрандасы бар, осылайша генератор оңтайлы табуға үміттеніп, қажетінше жылдамырақ айнала алады.

17 адам бос уақытында су электр станциясын құруға атсалысты.

Мұны істеу үшін бекіткіштерді жасай бастаймыз, біз алдымен қаңылтыр мен бұрыштардағы барлық тотты тазартамыз, бұл, әрине, қажет емес, бірақ бұл әдемірек және ол нарыққа шығады.

Біздің су дөңгелегі бар генератор дайын, оны орнату ғана қалды!

Дөңгелекпен бірге айналатын генератор үшін шашырау экранын салу жақсы болар еді, бірақ біз ешқашан қолайлы материал таппадық. Сондықтан су электр стансасы іске қосылса, мұны кейінірек жасауды жөн көрдік.

Су дөңгелегі бар генератордың тағы бір фотосы. Саптама әлі орнатылмаған, ол корпустың артқы жағында, жақын арада орнатамыз.

Фотосуретте біз оны орналастырғымыз келетін жер көрсетілген. Бөгеттің түбінен 4 дюймдік құбыр шығады, шамамен 3 фут төмендейді. Біз су ағынының аз ғана бөлігін аламыз.

Бұл біздің ескі шағын су электр стансасы, қысты қосқанда 2 жыл жұмыс істеді. Бұл 1 Ампер (12 Вт) үшін жеткілікті болды. Бұл Ametek компьютерінің стримерінен қозғалтқышқа белдік жетегі бар тиін дөңгелегі. Белдіктің тартылуы сәтті жұмыс істеу үшін өте маңызды және оны жиі реттеу қажет. Біз бұдан да жақсы нәрсе салдық деп үміттенеміз.

Міне, біздің су электр стансасы орнында, оны орнатып жатырмыз. Ақырында, біз теориялық болжамды параметрлерге келеміз: ең жақсы нәтиже су доңғалақ шеңберіне сағат 10-да кіріп, сағат 5-те шыққан кезде алынады.

Ол жұмыс істейді! Шығыс шамамен 2 Ампер (дәл 1,9). Ток күшін арттыру мүмкін емес. Реттеулерді жасау оңай емес - дөңгелектің әрбір қозғалысы саптаманың сәйкес қозғалысын талап етеді және керісінше. Біз сондай-ақ ауа аралығын өзгерте аламыз және қосылымды жұлдыздан үшбұрышқа өзгерте аламыз. Нәтиже жұлдыз үшін жақсырақ - қуат бірдей жылдамдықтағы үшбұрышқа қарағанда жоғары. Біз 1,25 дюймдік саңылаулары бар шынжырмен жүрдік (өте көп).

Машинаны қуаттылығы аз магниттер мен ауа саңылауын пайдалану арқылы біршама арзандатуға болады... немесе ол бірдей магниттермен көбірек ток, аз саңылау және көп бұрылыстары бар катушкалар шығара алады. Біз мұны бір күні жасаймыз. Осы уақытта дөңгелек бос жүріс кезінде 160 айн/мин, жүктеме кезінде 110 айн/мин, 1,9 А x 12 В өндіреді.
Қуандық, қызық болды, шағын су электр станциясы жақсы жұмыс істейді. Бізге әлі де генератор үшін экран керек - өзен магнетит құмына толы! Бірнеше сағат сайын магниттік роторларды құм жиналуынан тазалау керек. Құбырға кіре берісте экранды орнату керек немесе бірнеше күшті магнитті бекіту керек.

Сайт материалдарына негізделген: Otherpower.com

Алдымен шағын су электр станцияларының жұмыс принципі мен түрлерін анықтайық. Өзеннің ағыны немесе құлаған су ағыны турбиналық қалақтарды және электр генераторына қосылған гидравликалық құбырды айналдырады - соңғысы электр энергиясын шығарады. Заманауи ықшам су электр станцияларында апатты жағдайда бірден қол режиміне ауысу мүмкіндігі бар автоматты басқару бар. Заманауи зауыттық су электр станцияларының жобалары жабдықты орнату кезінде құрылыс жұмыстарын барынша азайтуға мүмкіндік береді.

Шағын су электр станцияларының түрлері

Шағын электр станцияларына қуаттылығы 1-ден 3000 кВт-қа дейінгі генераторлық құрылғылар жатады. Негізінен жылу электр станциясы мыналардан тұрады:

1. турбиналар (су қабылдау құрылғысы);
2. генерациялау блогы;
3. басқару жүйелері.

Шағын су электр станциялары өндіру үшін пайдаланылатын су ресурстарының түріне қарай:

• Арналық өзендер. Мұндай станциялар су қоймалары бар шағын жазық өзендерде салынады.
• Тау. Жылдам тау ағыстарының энергиясын пайдаланатын стационарлық станциялар.
• Өнеркәсіптік. Өнеркәсіптік кәсіпорындардағы су ағынының айырмашылығын пайдаланатын станциялар.
• Ұялы. Су ағыны үшін күшейтілген шлангтарды пайдаланатын станциялар.

Станциялардың бөгет түрлері жоғары қуаттылығымен ерекшеленеді, бірақ бөгет салу қымбатқа түседі, бұл жағдайда рұқсатсыз жұмыс істеу мүмкін емес. Біздің елдегі шенеуніктермен араласу сіздің өміріңізді қиындатып қана қоймайды, бірақ жақсы ниеттің орындалуына күмән келтіреді, сондықтан біз бұл идеядан бірден бас тартамыз.

Шағын су электр станциясы қалай жұмыс істейді?

Су электр станциясының жұмыс істеу принципі диаграммасын бірнеше нұсқалардан таңдауға болады:

• Гарланд су электр станциясы. Өзеннің бір жағасынан екінші жағасына су астында роторлары бар кабель тартылған. Ток роторларды және, тиісінше, кабельдің өзін айналдырады. Кабельдің бір ұшы мойынтіректе, екіншісі генераторға қосылған.
• Пропеллер. Тар қалақшалары мен тік роторы бар жел турбинасына ұқсайтын су астындағы құрылым. Жоғары айналу жылдамдығында ені тек 20 мм болатын пышақ ең аз қарсылықты қамтамасыз етеді. Бұл ені секундына 0,8–2,0 м ағын жылдамдығымен қалақ таңдалады.
• Су дөңгелегі. Ағынға ішінара батқан және су бетіне тік бұрышта орналасқан қалақтары бар дөңгелек. Су ағыны дөңгелекті айналдыра отырып, пышақтарды басады.
• Ротор Дарья. Күрделі жүздері бар тік ротор. Пышақтардың айналасында ағып жатқан сұйықтық әртүрлі қысымдар жасайды, бұл айналуды тудырады.

Фотосуретте су дөңгелегі негізіндегі шағын су электр станциясы көрсетілген

Шағын су электр станцияларының потенциалдық қуатын қалай бағалауға болады

Өз қолыңызбен шағын су электр станциясын салмас бұрын, сенуге болатын қуатты анықтау керек. Су ағынының жылдамдығы мен бұранданың диаметрі 1 м болатын кВт-та біліктен шығарылатын қуат арасында анықтамалық байланыс бар.

Ағынның жылдамдығы суға лақтырылған чиптің белгілі бір қашықтықты жүріп өтуіне кететін уақытты өлшеу арқылы анықталады. Қарапайым есептеулерді жасай отырып, біз секундына метрдегі ағынның жылдамдығын аламыз. Егер бұл жағдайда жылдамдық 1 м/сек-тен аз болса, онда су электр станциясын салу экономикалық мақсатқа сай болмайды.

Ағынның жылдамдығы 2,5 м/с болғанда қуат 0,86 кВт, 3 м/с – 1,24 кВт, 4 м/с – 2,2 кВт болады. Байланыс тәуелділікпен сипатталады: су электр станциясының қуаты су ағынының жылдамдығының кубына пропорционал. Ұсынылған құрылыс алаңындағы ағынның жылдамдығы төмен болса, оны ағынның биіктігіндегі айырмашылықты орнату арқылы немесе резервуардың шығысында ауыспалы диаметрі бар су төгетін құбырды орнату арқылы арттыруға тырысуға болады. Құбырдың шығыс диаметрі неғұрлым аз болса, ағын жылдамдығы соғұрлым жоғары болады.

Үйде шағын су электр станциясын қалай жасауға болады

Кішкентай үйдегі су электр станциясының жұмыс принципін фарасы мен динамосы (генераторы) бар велосипедтің мысалы арқылы түсінуге болады.

1. Шатыр жабынынан ұзындығы велосипед дөңгелегі радиусына тең (орталық хабтан доңғалақ шеңберіне дейінгі қашықтық) және ені 3-4 см болатын үш қалақ жасаймыз.
2. Дөңгелектің спицдерінің арасына пышақтарды орнатамыз, оны бекіту үшін пышақтың шетін спицдердің айналасына бүгеміз. Пышақтар арасындағы бұрыштарды сақтай отырып, біркелкі туралануы керек.
3. Біз дөңгелекті пышақтары бар жылдам өзенге дөңгелектің диаметрінің үштен жартысына дейінгі тереңдікке батырамыз. Өндірілген электр энергиясы, мысалы, шатырды жағуға жеткілікті болады.

Шағын су электр станциясын салу нұсқаларының бірінің сызбасы

Мысал ретінде сынық материалдардан қуаттылығы 3-5 кВт болатын фермаға арналған шағын су электр станциясын келтіруге болады:

1. Роторды диаметрі 2,2 м болатын ескі металл кабельдік барабаннан жасауға болады, тегістеуішпен және радиусқа 45 градус бұрышта дәнекерлеу арқылы 18 жүзді дәнекерлеу қажет. Ротор мойынтіректерде айналады. Тірек – металл құбыр немесе бұрыш.
2. Роторға 4 беріліс қатынасы бар тізбекті беріліс қорабын орнату керек. Содан кейін айналу ВАЗ 2101 жетек білігі арқылы беріледі, ал жетектің коаксиалдылығы және дірілді азайтады генератор осьті пайдалану кезінде сыни емес болады.
3. Сізге күшейткіш беріліс қорабы (коэффицент - 40) және үш фазалы генератор қажет. Генератордың айналу жылдамдығы шамамен 3000 айн / мин. Екі редуктордың жалпы қысқарту коэффициенті 40 x 4 = 160 болады. Генератор ылғалдан және қауіпсіздіктен қорғау үшін корпуспен жабылуы керек. Су доңғалағының болжалды айналуы минутына шамамен 20 айналым болуы керек.
4. Асинхронды қозғалтқышты генераторға бейімдеуге болады, ал басқару блогын кез келген шағын машинадан алуға болады. Сізге ротордан ферма ғимараттарына дейін ұзындығы 2x4 VVG NG кабелі қажет.

Қорытындылар

Өндірістің жалпы құны шамамен 10-15 мың рубльді құрайды. Шығындардың негізгі бабы – конструкцияны жасауға және құрастыруға көмектесетін дәнекерлеуші ​​мен жұмысшының жалақысы.

Мұндай жабдықтың негізгі артықшылықтары - электр энергиясының төмен құны, экологиялық қауіпсіздік, энергия көзінің сарқылмайтындығы және дизайнның қарапайымдылығы.