Uy qurilishi mini gidro. Uy qurilishi gidroelektrostantsiyasi. O'rnatish va ulanish

Uglevod energiyasini tashuvchilar narxining doimiy o'sishi tufayli mutaxassislar ishlab chiqarilgan elektr energiyasidan tejamkorroq foydalanishning afzalliklariga ko'proq e'tibor qaratmoqda. Elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng tejamli va ekologik toza usullaridan biri bu uy uchun gidroelektrostantsiya bo'lib, uning xarajatlari asosiy qurilish va jihozlarga texnik xizmat ko'rsatishgacha kamayadi. Ammo har bir aholi punktida kuchli suv oqimi va to'g'on tomonidan yaratilgan katta balandlik farqini talab qiladigan bunday inshootlarni qurish uchun tabiiy imkoniyatlar mavjud emas, bu holda mini GESlar energetiklar yordamiga keladi.

Mini gidroelektr stantsiyasining ishlash printsipi

Ushbu uskunaning ishlash printsipi juda oddiy, bu uning ishonchliligini oshiradi. Turbinaning pichoqlariga tushadigan suv oqimi elektr generatori bilan birlashtirilgan gidravlik haydovchini aylantiradi, bu boshqaruv tizimining nazorati ostida elektr energiyasini ishlab chiqarishni ta'minlaydi.
Zamonaviy mini gidroelektrostantsiyalar favqulodda vaziyatlarda avtomatik rejimda ishlashga imkon beradigan boshqaruv tizimi bilan jihozlangan. Ko'p darajali himoya tizimi tashqi sharoitlar o'zgarganda uskunaning ortiqcha yuklanishidan qochish imkonini beradi. Stansiyalarning dizayni zarur jihozlarni o'rnatish vaqtida qurilish ishlarini minimallashtirish imkonini beradi.

Mini gidroelektrostansiyalarning navlari

Mini GES - bu 1 dan 3000 kVt gacha bo'lgan quvvatga ega uskuna bo'lib, u suv olish moslamasini (turbina), ishlab chiqaruvchi quvvat blokini va uskunani boshqarish tizimini o'z ichiga oladi.
Amaldagi suv resurslariga qarab, mini GESlar bir necha toifalarga bo'linadi:

tashkil etilgan suv omborlari bo'lgan kichik daryolar energiyasidan foydalanadigan daryo stantsiyalari. Ular asosan tekis erlarda qo'llaniladi;
tog 'daryolarining ishlashida tez oqim energiyasidan foydalanadigan statsionar stantsiyalar;
sanoat korxonalarida suv oqimi farqlaridan foydalanadigan stantsiyalar;
oqimni tashkil qilish uchun mustahkamlangan shlanglar yordamida mobil stantsiyalar.

Suv oqimining kutilayotgan bosimiga ko'ra, gidroelektr bloki va uning turbinasi kerakli generator tezligini ta'minlash va kerakli oqim chastotasini yaratishni osonlashtirish uchun energiya ishlab chiqaruvchi blokning kuchiga mos keladigan tarzda ishlab chiqilgan.

Mini GESlarning turli xil ish sharoitlari uchun tegishli turbina konstruktsiyalari ishlab chiqilgan:

60 m dan ortiq katta suv oqimi bosimi bilan radial eksenel va chelakli turbinalar ishlatiladi;
o'rtacha oqim intensivligi 25 - 60 m, aylanuvchi pichoqli va radial eksenel konstruktsiyali turbinalar o'zlarini yaxshi isbotladilar;
past bosimli oqimlarda temir-beton kameralarga joylashtirilgan aylanma qanotli va pervanelli konstruktsiyalardan foydalanish foydaliroq.

Video uy qurilishi GES

Mini gidroelektrostantsiyani ulash xususiyatlari

Ushbu uskunaning qurilmasi stantsiyalarni to'g'ridan-to'g'ri elektr ta'minoti tarmog'iga ulash imkonini beradi, bu holda sinxron generator ishlatiladi. Mahalliy tarmoqni yaratish uchun elektr ta'minoti tizimlarining ishdan chiqishiga va asosiy tarmoq parametrlarining keskin o'zgarishiga yo'l qo'ymaslik uchun ortiqcha quvvatni tarqatish uchun zarur bo'lgan ballast yuk birligi bilan jihozlangan asenkron birlik ishlatiladi.

Mini gidroelektrostansiyalarning afzalliklari va kamchiliklari

Bunday tizimlarning afzalliklari quyidagilardan iborat:

uskunalarning ekologik xavfsizligi va katta maydonlarni suv bosishi shart emas;
ishlab chiqarilgan elektr energiyasining arzonligi, bu issiqlik elektr stantsiyalarida ishlab chiqarilganidan bir necha baravar arzon;
ishlatiladigan uskunaning soddaligi va ishonchliligi va uni oflayn rejimda ishlash imkoniyati;
foydalaniladigan tabiiy resursning tuganmasligi

Kamchiliklarga quyidagilar kiradi:

mini gidroelektrostantsiyadan mahalliy manba sifatida foydalanishda asbob-uskunalar ishdan chiqqan taqdirda ayrim hududlarni elektr ta'minotidagi uzilishlar. Bu avtomatik ravishda ulangan favqulodda quvvat manbai mavjudligi bilan qoplanadi;
mamlakatimizda energiya ta'minotining ushbu tarmog'ining ishlab chiqarish va ta'mirlash bazasi zaif.

So‘nggi paytlarda elektr energiyasi tariflari ko‘tarila boshlaganligi sababli aholi o‘rtasida qayta tiklanadigan energiya manbalarining ahamiyati tobora ortib bormoqda, bu esa ularga elektr energiyasini deyarli bepul olish imkonini bermoqda. Insoniyatga ma'lum bo'lgan bunday manbalar orasida quyosh panellari, shamol turbinalari, shuningdek, uy gidroelektr stansiyalarini ajratib ko'rsatish kerak. Ammo ikkinchisi juda murakkab, chunki ular juda agressiv sharoitlarda ishlashlari kerak. Garchi bu o'z qo'llaringiz bilan mini-GES qurish mumkin emas degani emas.

Har bir narsani to'g'ri va samarali bajarish uchun asosiy narsa to'g'ri materiallarni tanlashdir. Ular stantsiyaning maksimal chidamliligini ta'minlashi kerak. Quvvati jihatidan quyosh panellari va shamol tegirmonlari bilan taqqoslanadigan uy qurilishi gidrogeneratorlari ko'proq energiya ishlab chiqarishi mumkin. Ammo ko'p narsa materiallarga bog'liq bo'lsa-da, hamma narsa shu bilan tugamaydi.

Mini gidroelektrostansiyalarning navlari

Mini-GESlarning juda ko'p turli xil variantlari mavjud, ularning har biri o'zining afzalliklari, xususiyatlari va kamchiliklariga ega. Bunday qurilmalarning quyidagi turlari mavjud:

gulchambar;
pervanel;
rotor Daria;
pichoqli suv g'ildiragi.

Garland gidroelektr stantsiyasi rotorlar o'rnatiladigan kabeldan iborat. Bunday kabel daryo bo'ylab tortiladi va suvga botiriladi. Daryodagi suv oqimi rotorlarni aylantira boshlaydi, bu esa o'z navbatida kabelni aylantiradi, uning bir uchida rulman, ikkinchisida esa generator mavjud.

Keyingi tur - pichoqli suv g'ildiragi. U suv yuzasiga perpendikulyar ravishda o'rnatiladi, yarmidan kam bo'ladi. Suv oqimi g'ildirakda harakat qilganligi sababli, u aylanadi va bu g'ildirak o'rnatilgan mini-GES uchun generatorni aylantiradi.

Klassik suv g'ildiragi - yaxshi unutilgan eski

Pervanel gidroelektr stantsiyasiga kelsak, u vertikal rotorli suv ostida joylashgan shamol tegirmonidir. Kengligi 2 santimetrdan oshmaydi. Bu kenglik suv uchun etarli, chunki bu qiymat minimal qarshilik bilan maksimal elektr energiyasini ishlab chiqarish imkonini beradi. To'g'ri, bu kenglik faqat soniyada 2 metrgacha bo'lgan oqim tezligi uchun maqbuldir.

Boshqa shartlarga kelsak, rotor pichoqlarining parametrlari alohida hisoblanadi. Va Darrieus rotori vertikal ravishda joylashtirilgan rotor bo'lib, u differentsial bosim printsipi asosida ishlaydi. Samolyotning ko'tarish kuchi ta'sir qiladigan qanotida hamma narsa xuddi shunday sodir bo'ladi.

Afzalliklari va kamchiliklari

Agar biz gulchambar gidroelektr stantsiyasini ko'rib chiqsak, unda bir qator aniq kamchiliklar mavjud. Birinchidan, qurilishda ishlatiladigan uzun kabel boshqalar uchun xavf tug'diradi. Suv ostida yashiringan rotorlar ham katta xavf tug'diradi. Bundan tashqari, past samaradorlik va yuqori material iste'molini ta'kidlash kerak.

Darier rotorining kamchiliklariga kelsak, qurilma elektr energiyasini ishlab chiqarishni boshlashi uchun avval uni burama qilish kerak. To'g'ri, bu holda quvvat to'g'ridan-to'g'ri suv ustida olinadi, shuning uchun suv oqimi qanday o'zgarganidan qat'i nazar, generator elektr energiyasini ishlab chiqaradi.

Yuqorida aytilganlarning barchasi mini-GESlar va suv g'ildiraklari uchun gidroturbinani yanada ommalashtiradigan omillardir. Agar bunday qurilmalarni qo'lda qurishni ko'rib chiqsak, unda ular unchalik murakkab emas. Bundan tashqari, minimal xarajatlar bilan bunday mini-GESlar maksimal samaradorlik ko'rsatkichlarini ishlab chiqarishga qodir. Shunday qilib, mashhurlik mezonlari aniq.

Qurilishni qaerdan boshlash kerak

O'z qo'llaringiz bilan mini gidroelektrostantsiyani qurish daryolar oqimining tezligini o'lchashdan boshlanishi kerak. Bu juda sodda tarzda amalga oshiriladi: oqimdan yuqori bo'lgan 10 metr masofani belgilang, sekundomerni oling, chipni suvga tashlang va o'lchangan masofani bosib o'tish uchun zarur bo'lgan vaqtga e'tibor bering.

Oxir-oqibat, agar 10 metr o'tgan soniyalar soniga bo'linsa, siz daryoning tezligini soniyasiga metrda olasiz. Shuni yodda tutish kerakki, oqim tezligi 1 m / s dan oshmaydigan joylarda mini-GESlarni qurishda hech qanday nuqta yo'q.

Agar suv ombori uzoqda bo'lsa, siz aylanma kanalni qurishingiz mumkin

Agar siz daryoning tezligi past bo'lgan hududda mini-gidroelektrik stansiyalar qanday qurilganligini aniqlashingiz kerak bo'lsa, unda balandlik farqini tashkil qilish orqali oqimni oshirishga harakat qilishingiz mumkin. Buni suv omboriga drenaj trubasini o'rnatish orqali amalga oshirish mumkin. Bunday holda, trubaning diametri to'g'ridan-to'g'ri suv oqimi tezligiga ta'sir qiladi. Diametri qanchalik kichik bo'lsa, oqim tezroq bo'ladi.

Ushbu yondashuv uyning yonidan kichik oqim o'tsa ham, mini-GESni tashkil qilish imkonini beradi. Ya'ni, uning ustiga qulab tushadigan to'g'on tashkil etilgan, uning ostida to'g'ridan-to'g'ri uy va maishiy texnikani quvvatlantirish uchun mini-GES o'rnatilgan.

Gidroelektrostantsiyalar elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun suv quvvatidan foydalanadi. O'z-o'zidan ishlab chiqarilgan stantsiyalar markazlashtirilgan elektr tarmoqlaridan uzoqlik muammosini hal qiladi yoki elektr energiyasini tejashga yordam beradi.

GESlarning afzalliklari va kamchiliklari

Gidroelektrostantsiyalar boshqa muqobil energiya manbalariga nisbatan quyidagi afzalliklarga ega:

Ular ob-havo va kunning vaqtiga bog'liq emas (farqli ravishda). Bu prognoz qilinadigan tezlikda ko'proq quvvat ishlab chiqarish imkonini beradi.
Manbaning quvvati (daryo yoki oqim) sozlanishi. Buning uchun kanalni to'g'on bilan toraytirish yoki suv balandligidagi farqni ta'minlash kifoya.
Shlangi qurilmalar hech qanday shovqin qilmaydi (farqli ravishda).
Ko'p turdagi past elektr stantsiyalari hech qanday o'rnatish ruxsatini talab qilmaydi.

Uy qurilishi gidroelektrostantsiyalarining kamchiliklari sovuq havoda ishlamaslikni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, suv muhiti agressivdir, shuning uchun stantsiya qismlari suv o'tkazmaydigan va bardoshli bo'lishi kerak.

O'z uyingiz uchun muqobil energiya manbai sifatida foydalanish uchun mini-GESni loyihalashda quyidagi omillar hal qiluvchi bo'lishi kerak:

Daryoning uyga yaqinligi. Uydan uzoqda uy qurilishi stantsiyasini o'rnatish bunga loyiq emas. O'rnatish qanchalik uzoq bo'lsa, uning samaradorligi past bo'ladi, chunki uzatish paytida energiyaning bir qismi yo'qoladi. Bundan tashqari, GESni o'g'irlik yoki shikastlanishdan himoya qilish qiyinroq.
Etarli oqim tezligi yoki uni oshirish imkoniyati. Suv tezligi oshgani sayin stansiyaning kuchi eksponent ravishda oshadi.

Tezlikni topish oson. Bir parcha Styrofoam yoki tennis to'pini suvga tashlang va uni ma'lum masofada suzish uchun vaqt ajrating. Keyin metrlarni soniyalarga bo'ling va siz tezlikni topasiz. Uy qurilishi gidroelektr stantsiyasi uchun suvning minimal tezligi 1 m / s ni tashkil qiladi.

Agar sizning daryongiz yoki oqimingizning oqim tezligi bu qiymatdan past bo'lsa, unda kichik to'g'on yoki toraygan quvur uni oshiradi. Ammo bu variantlar qo'shimcha qiyinchiliklarga olib kelishi mumkin. To'g'onni qurish uchun hokimiyatdan ruxsat olish, shuningdek, qo'shnilarning roziligi kerak.

O'z qo'llaringiz bilan mini gidroelektrostantsiya

Gidroelektrostantsiyaning dizayni juda murakkab, shuning uchun elektr energiyasini tejash yoki oddiy uy xo'jaligini energiya bilan ta'minlaydigan kichik stansiyani o'zingiz qurishingiz mumkin bo'ladi. Quyida uy qurilishi gidroelektr stantsiyasini amalga oshirishning ikkita misoli keltirilgan.

Velosipeddan mini gidroelektrostantsiyani qanday qilish kerak

GESning ushbu versiyasi velosipedda sayohat qilish uchun juda mos keladi. U ixcham va engil, ammo oqim yoki daryo bo'yida tashkil etilgan kichik lagerni energiya bilan ta'minlay oladi. Olingan elektr energiyasi kechqurun yoritish va mobil qurilmalarni zaryad qilish uchun etarli.

Stantsiyani o'rnatish uchun sizga kerak bo'ladi:

Velosipedning old g'ildiragi.
Velosiped chiroqlarini yoqish uchun ishlatiladigan velosiped generatori.
Uy qurilishi pichoqlari. Ular alyuminiy qatlamdan oldindan kesilgan. Pichoqlarning kengligi ikki dan to'rt santimetrgacha, uzunligi esa g'ildirak uyasidan uning chetiga qadar bo'lishi kerak. Har qanday miqdordagi pichoqlar bo'lishi mumkin, ular bir-biridan bir xil masofada joylashtirilishi kerak.

Bunday stantsiyani ishga tushirish uchun g'ildirakni suvga botirish kifoya. Suvga cho'mish chuqurligi eksperimental ravishda aniqlanadi, g'ildirakning taxminan uchdan bir qismigacha.

Doimiy foydalanish uchun kuchliroq stantsiyani qurish uchun ko'proq bardoshli materiallar kerak bo'ladi. Metall va plastmassa elementlar eng mos keladi, ular suv muhitining ta'siridan himoya qilish osonroq. Ammo yog'och qismlar maxsus eritma bilan singdirilgan va suv o'tkazmaydigan bo'yoq bilan bo'yalgan bo'lsa ham mos keladi.

Stansiya quyidagi elementlarni talab qiladi:

Kabeldan po'lat baraban (diametri 2,2 metr). Undan rotor g'ildiragi yasaladi. Buning uchun baraban bo'laklarga bo'linadi va yana 30 santimetr masofada payvandlanadi. Pichoqlar (18 dona) baraban qoldiqlaridan qilingan. Ular radiusga 45 graduslik burchak ostida payvandlanadi. Butun strukturani qo'llab-quvvatlash uchun burchaklar yoki quvurlardan ramka yasaladi. G'ildirak podshipniklar ustida aylanadi.
G'ildirakda zanjirli reduktor o'rnatilgan (tishli nisbati to'rtta bo'lishi kerak). Drayv va generator o'qlarini birlashtirishni osonlashtirish, shuningdek, tebranishlarni kamaytirish uchun aylanish eski mashinadan kardan orqali uzatiladi.
Jenerat?r asenkron motor uchun javob beradi. Taxminan 40 koeffitsienti bilan unga yana bir tishli reduktor qo'shilishi kerak. Keyin sekundiga 3000 aylanish tezligiga ega uch fazali generator uchun umumiy pasayish koeffitsienti 160 bo'lsa, aylanishlar soni daqiqada 20 aylanishgacha kamayadi.
Barcha elektr jihozlarini suv o'tkazmaydigan idishga joylashtiring.

Ta'riflangan manba materiallarini poligonda yoki do'stlardan topish oson. Tegirmon bilan temir barabanni kesish va payvandlash uchun siz mutaxassislarga pul to'lashingiz mumkin (yoki hamma narsani o'zingiz qilishingiz mumkin). Natijada, quvvati 5 kVtgacha bo'lgan gidroelektrostantsiyaning narxi kichik bo'ladi.

Suvdan elektr energiyasini olish unchalik qiyin emas. Uy qurilishi gidroelektrostantsiyasi asosida avtonom elektr ta'minoti tizimini qurish, stansiyani ish holatida saqlash va uning atrofidagi odamlar va hayvonlarning xavfsizligini ta'minlash qiyinroq.

Meni doimo tabiiy resurslardan bepul energiya olish qiziqtirgan. Va qandaydir tarzda o'tayotgan suv oqimidan elektr energiyasini ishlab chiqaradigan oddiy mini elektr stantsiyasini yaratish g'oyasi paydo bo'ldi.

Hammasi eski kir yuvish mashinasining barabanini suv g'ildiragi sifatida ishlatish g'oyasi bilan boshlandi, miniatyura uy qurilishi GESi.

Metall burchaklar yordamida barabanga namlikka chidamli kontrplakdan yasalgan tekis pichoqlar biriktirilgan.

Suv g'ildiragidan moment kamar orqali velosiped dinamasiga (DC generator) uzatiladi. Ishlab chiqarilgan elektr quvvati LEDga beriladi. G'ildirakni qo'lingiz bilan biroz burish kifoya qiladi va LED miltillay boshlaydi.

Butun strukturaning asosi velosiped ramkasidir.

Ikki rulman suv g'ildiragining erkin aylanishiga imkon beradi.

Kichkina daryoda o'tkazilgan birinchi sinovlar shuni ko'rsatdiki, ramkadagi suv g'ildiragi juda baland o'rnatilgan, bu esa suv oqimining normal aylanishiga to'sqinlik qiladi.
Ramka dizaynidagi kichik o'zgarishlardan so'ng, g'ildirak pastroq joylasha boshladi va aylanish tezligi keskin oshdi. Natijada, dinamo aylana boshladi va 4,5 V LED yondi.

Uy qurgan GES eski axlatdan shunday chiqdi.
Keyinchalik, kichik GESning yig'ilishi kichik oqimga o'rnatildi.

U faqat bir necha volt ishlab chiqaradi, lekin ular LEDni yoqish uchun etarli.

Boshlash uchun yaxshi tajriba bo'ldi.

Loyihani yanada takomillashtirish

Suv g'ildiragini yanada takomillashtirish quyidagilarga ta'sir qilishi kerak:

Suv bosimini oshirish uchun mini-to'g'on qurish. Shu bilan birga, baliq ikkinchi oqimda ketishi uchun daryoni butunlay to'sib qo'yish rejalashtirilmagan.
To'g'on ostida, suv vaqtinchalik turbinaga oqib o'tadigan quvur o'rnating. Quvurdagi rezina konveyer tasmasidan korpusni joylashtiring. Quvur orqali suv oqimini blokirovka qilish orqali siz mexanizmlarga xizmat ko'rsatishingiz mumkin.
Hisob-kitoblarga ko'ra, turbina suv g'ildiragidan taxminan ikki barobar ko'p quvvat ishlab chiqaradi. Bundan tashqari, suv g'ildiragini turbina bilan almashtirish qishda muzlash muammosini bartaraf etishi kerak.
Suv oqimi turbinani aylantirib, momentni generatorga o'tkazadi. Turbina qattiq yog'ochdan yasalgan ikkita podshipnikda o'rnatiladi. Muntazam moylash bilan ular uzoq vaqt xizmat qiladi. Yuvish moslamasi mexanizmni lateral siljishdan saqlaydi.
Metall pichoqlar qiling, ular egilishi kerak bo'lgan burchakni hisoblang (GESning kuchi ushbu parametrga bog'liq). Pichoqlar ajratilmasligi uchun rezina qistirmalari yordamida vidalanishi kerak.
Torkni uzatish uchun quvurlardan yig'ilgan mildan foydalaning.
Jeneratorni o'rnating. Jeneratorda milga o'rnatilgandan kichikroq kasnaqni o'rnating. Bu generatorning samarali ishlashi uchun zarur bo'lgan tezlikni oshiradi.

Jenerat?r taxminan 600 vatt elektr energiyasini ishlab chiqarishi kerak. Bu maishiy texnikani ulash imkonini beradi. Eksperimentning keyingi bosqichi muvaffaqiyatli yakunlansa, bir necha kilovatt elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun yanada modernizatsiya qilish haqida o‘ylash mumkin bo‘ladi.