Главная » Статьи » Альтернативная энергия

Самодельная гидроэлектростанция



Из пруда вода вытекает через две трубы диаметром 50 см закопанных в склоне трубы. Перепад высот от уровня пруда до нижнего среза этих труб 14 метров. Длина труб 50 метров. Расход воды около 100 л/с.

Фермер пробовал обратиться в проектный институт. Посчитав, ему вежливо предложили продать ферму и взять кредит...

Мы поставили себе задачу обойтись минимумом финансовых затрат. Удалось найти брошенные или отслужившие свой срок: редуктор от косилки, металлическую катушку от кабеля и старый трехфазный генератор от чего-то военного. Больше всего в эту затею верил фермер. Он и был движущей силой строительства.

Потребности фермерского хозяйства в электричестве в основном промышленные: инкубатор, сварка, электроинструмент, промышленный сепаратор. Бытовые потребности: освещение, телевизор, и.т.д. – были по мощности намного меньше и включались в другое время.

Полная мощность потока, падающего водопадом, равна:

N = gQH = 9,8м/с2*100л/с*14м = 13,7 кВт

Скорость свободного водопада высотой 14 метров:

Вода при движении в трубах теряет скорость из-за трения о стенки, а значит, теряет мощность. Имеются потери мощности в гидроколесе, редукторе, генераторе. В реальности получилось 4,6 кВт полезной мощности.

гидроэлектростанция своими рукамисамодельная гэс

Водоналивное колесо сделали из брошенного металлического барабана от кабеля диаметром 2,2 метра. Барабан разрезали и переварили, сделав расстояние между щечками равным 300 мм. Под углом 45 градусов вварили 18 перегородок. Подшипники меняются очень легко и быстро. Подобная конструкция гидроколеса не самая подходящая для 14 метрового напора и 100 литрового расхода. Но осевые или радиально-осевые турбины гораздо сложнее технически, по расчету и по настройке. (В проекте института предусматривалась осевая низконапорная турбина стоимостью 400 000 рублей).

альтернативная энергетика
На гидроколесе смонтирован цепной редуктор с коэффициентом передачи 4. От него в помещение микро ГЭС вращение передается через карданный вал от Жигулей. В качестве здания станции установлен пятитонный контейнер. Внутри контейнера на станине установлен редуктор с коэффициентом 40 и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора около 3000 об/мин.

Сбоку генератора находится компаундирующее устройство предназначенное для регулировки тока возбуждения. Данная схема возбуждения – диссертация Май Джахонтовича. Блоки управления взяты от кормодробилки 1953 года. Частота и напряжение поддерживаются очень точно.



От микрогэс к фермеру протянута линия электропередач 150 метров.

На Кавказе масса рек и речушек. В Карачаево-Черкесии их 419. Есть среди них крупные: Кубань, Кума, Уруп, оба Зеленчука. Есть речки с напором в 400 - 600 метров. Но в основном это мелкие речки и ручейки, неинтересные для промышленного освоения.

Наша задача была сделать работоспособную, доступную для повторения установку. Надеемся, что она нам удалась.


источник: http://www.rosinmn.ru/gidro/gidro_index.html


==============

Речная электростанция

Патент: BY 3403 U 2007.02.28
 
Речная электростанция, содержащая корпус, обводной канал - водовод с водозаборником, гидроагрегат, включающий гидротурбину с подшипниками-опорами, кинематически связанную с электрогенератором, сливную магистраль, отличающаяся тем, что корпус электростанции цилиндрической формы смонтирован вертикально, снабжен гидравлическим аккумулятором в виде пустотелого конуса, сопряженного большим основанием с пустотелой замкнутой полусферой, при этом водовод содержит не менее двух магистралей цилиндрической формы, сопряженных с соплами эллипсообразной формы и сужающимися по пологой экспоненте, а сопла размещены концентрично по корпусу и расположены тангенциально по вертикали большей эллиптической осью.
схема речной электростанции
Фиг.1

 
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при строительстве речных гидроэлектрических станций.

Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности работы речной электростанции, ее КПД, то есть возможность размещения на малых реках, и упрощение конструкции электростанции.

Поставленная задача достигается тем, что в речной электростанции, содержащей корпус, обводной канал - водовод с водозаборником, гидроагрегат, включающий гидротурбину с подшипниками-опорами, кинематически связанную с электрогенератором, сливную магистраль, отличающейся тем, что корпус электростанции цилиндрической формы смон-тирован вертикально, снабжен гидравлическим аккумулятором в виде пустотелого конуса, сопряженного большим основанием с пустотелой замкнутой сферой, при этом водовод содержит не менее двух магистралей цилиндрической формы, сопряженных с соплами эллипсообразной формы и сужающимися по пологой экспоненте, а сопла размещены кон-центрично по корпусу и расположены тангенциально по вертикали большей эллиптической осью.

Сущность полезной модели поясняет чертеж, где на фиг. 1 изображен главный вид речной электростанции, а на фиг. 2 - сечение ее корпуса и водовода.

Речная электростанция (РЭС) содержит корпус 1 цилиндрической формы с размещенной внутри его гидротурбиной 2. Корпус 1 с гидравлическим аккумулятором 3 неподвижно установлен в земляном или бетонном основании. Гидротурбина 2 посредством вала 4 кинематически связана с электрогенератором 5. Речная электростанция также содержит водозаборник в форме корытообразной прямоугольной призмы, который снабжен шлюзовым отсеком 7 (шлюзом) и обводным каналом - водоводом 8, содержащим не менее двух магистралей 9 цилиндрической формы, сопряженных с соплами 10 эллипсообразной формы.

Корпус 1 РЭС выполнен цилиндрической формы из высокопрочного, устойчивого к химическим средствам материала, например из чугуна, железобетона, керметных материалов. Диаметр корпуса 1 выбирается с учетом требуемых гидроэнергетических параметров водяного потока, размеров гидротурбины 2, величины номинальной мощности
РЭС и может составлять величину 2...10 метров. Водозаборник 6 РЭС представляет корытообразную прямоугольную призму, выполнен из устойчивого к химическим средам ма-териала, например из железобетона, синтетических полимеров. Его габариты зависят от размеров реки, на которой он устанавливается. В его центральной стене, на которую воздействует речной поток, установлен шлюз 7 стандартной конструкции. Шлюз 7 обеспечивает сброс лишней воды весной во время половодий и в момент сильных дождей. В нижней части центральной стены размещен водовод 8, нижняя стенка которого размещена на уровне дна водозаборника 6. Водовод 8 в сечении по ширине выполнен замкнутым эллипсообразным с неизменным сечением и горизонтальным расположением большой оси эллипса, изготовлен из железобетона или синтетики и снабжен со стороны центральной стены водозаборника 6 фильтром - защитной сеткой (на фигурах не показано). Толщина дна, боковых стен и центральной стены водозаборника 6 зависят от его размеров и составляют от 0,5 до 1 метра. Водовод 8 неизменной эллиптической формы и сечения расчленяется на магистрали 9 цилиндрической формы, число которых не менее двух. Площадь сечения и длина вывода 8 зависят от глубины речного потока, его ширины, мощности РЭС. Большая ось эллиптического сечения у центральной стены составляет 10...30 метров, а малая ось - 2...6 метров. Длина эллиптической части водовода 8 составляет 0,2...0,5l, где l - общая длина водовода с магистралью 9 и соплом 10.

Длина расчлененных магистралей 9 зависит от места расположения корпуса 1 РЭС и составляет 0,2...0,4l. Магистрали 9 сопрягаются с соплами 10, выполненными эллипсообразной формы и сужающимися по пологой экспоненте.

В корпусе РЭС в зоне размещения лопаток гидротурбины 2 по образующей размещены тангенциально сопла 10 магистралей 9, которые сдвинуты друг относительно друга в плоскости образующей на одинаковые расстояния или угла a = 180°, 120°, 90°, 45° и установлены большой осью эллиптического сечения вертикально. Экспоненциальное сечение сопл 10 и вертикальная установка их большой осью в корпусе 1 РЭС обеспечивает максимальное повышение гидродинамических свойств водяного потока и скорости его течения.
Сопла 10 эллиптического сечения сужаются по пологой экспоненте, являются продолжением зоны гидродинамического ускорения речной воды, их длина составляет 5...15 метров, а их большая эллиптическая ось равна 0,5...3 метра. Экспоненциальное сужение сопла 10 может быть заменено коническим сужением.

Корпус 1 РЭС нижним основанием сопряжен с гидравлическим аккумулятором 3, верхняя часть корпуса которого выполнена в виде усеченного пустотелого конуса и сопряжена большим основанием со второй своей частью в форме полусферического пустотелого тела вращения. Такая конструкция гидравлического аккумулятора 3 воспринимает вращение создаваемого соплами 10 потока и образует маховик, что обеспечивает оптимальное вращение водяного потока на требуемых оборотах, его резкое ускорение вверх без затухания вращательного движения водяного потока в корпусе 1 РЭС. Гидравлический аккумулятор 3 также выполнен из прочного, устойчивого к агрессивным средам материала. Соотношение конической и сферической частей гидравлического аккумулятора 3 составляет 3:1...1:1. Корпус 1 РЭС смонтирован с гидротурбиной 2 на земляном или бетонном основании вертикально.

Водовод 8 со стороны водозаборника 6 сопряжен внутренней стороной с центральной стеной водозаборника 6 овальной кривой для получения оптимального коэффициента ис-течения m на уровне m = 0,9. Аналогично наружные кромки сопл 10 выполнены полукруглыми.

Гидротурбина 2 стандартного типа с вертикальным расположением лопастей размещена вертикально в верхней части корпуса 1 РЭС на подшипниках-опорах требуемых габаритов и мощности. На шейке вала 4 гидротурбины 2 может быть размещен гидравлический метатель (на фигурах не показан), который выполнен в виде сегнерового колеса, что дополнительно повышает крутящий момент на валу 4 гидротурбины 2, то есть ее мощность. Выше гидротурбины 2 на корпусе РЭС размещены выпускные сопла 11, выше уровня речной воды, через которые осуществляется слив прошедшего через гидротурбину 2 водяного потока в сливной канал.

Электрогенератор 5 смонтирован на верхнем сечении корпуса 1 и выбран стандартной формы на заданную мощность. Для обеспечения нормальной скорости вращения ротора электрогенератора 5 он может содержать редуктор, связанный с валом 4 гидротурбины 2.
Речная электростанция работает следующим образом.
При размещении РЭС на малой реке с достаточно высокими берегами в водозаборнике 6 накапливается уровень речной воды и создается по уровню водовода 8 водяной напор. Объем воды, протекающей через сечение S водовода 8 находится из выражения V = SUt, а объемный расход воды через водовод:

Q = V/T = SV. (1)

В выражении (1) V - скорость течения воды из водозаборника 6 в водовод; t - время истечения жидкости. Вытекающая из водовода сечением S вода равномерно распределя¬ется по сопряженным с водоводом 6 магистралям 9 и затем поступает в сопла 10.
С учетом уравнения неразрывности струи:

VMSM = VcSc, Vc = VMSM/SC, (2)

где VM, Vc - скорость потока воды на выходе магистрали 9 и на выходе сопла 10; SM, Sc -сечение магистрали 9 и сопла 10 на его выходе, скорость истечения водяного потока в корпусе 1 РЭС достигает десятков метров в секунду. Вследствие тангенциального размещения сопел 10 происходит преобразование поступательного движения водяного потока в цилиндрическом корпусе 1. Получив от гидравлического аккумулятора 3 вращательно-поступательные движения, вращающийся водяной поток в цилиндрическом корпусе 1 воздействует на 10 лопатки гидротурбины 2, заставляя ее вращаться с заданной скоростью. Вал 4 гидротурбины 2 приводит во вращение ротор электрогенератора 5 с требуемой скоростью, которая при необходимости корректируется редуктором. Происходит непрерывная выработка электрической энергии электрогенератором 5. Избытки накопленной в водозаборнике 6 речной воды по сверхдопустимому уровню непрерывно отводятся шлюзом 7 в продолжение русла реки.

В результате того что корпус РЭС цилиндрической формы смонтирован вертикально, снабжен гидравлическим аккумулятором в виде пустотелого конуса, сопряженного большим основанием с пустотелой замкнутой полусферой, при этом водовод содержит не более двух магистралей цилиндрической формы, сопряженных с соплами эллипсообразной формы и сужающимися по пологой экспоненте, а сопла размещены концентрично по корпусу и расположены тангенциально по вертикали большей эллиптической осью, решается поставленная техническая задача: в сравнении с прототипами и аналогами упрощается конструкция речной электростанции, повышается ее КПД, оптимально используется энергия малых рек.
гидроэлектростанция
Фиг.2
 

Разработан лабораторный макет речной электростанции по представленной на фиг. 1 и фиг. 2 конструкции, который, как показали результаты лабораторных испытаний, эффективно использует гидравлическую энергию малых рек.

Созданная речная электростанция, ширина водозаборника которой составляет 20 метров, высота 3 метра, диаметр магистралей 0 = 2 метра и большая ось эллиптического сечения сопел составила 1,5 метра, позволяет генерировать энергию 300...800 кВт, при этом ее КПД больше чем в 1,5 раза превышает КПД речных электростанций-аналогов.

Промышленное освоение предлагаемой речной электростанции возможно на предприятиях гидротехнического строительства и энергетики.
 
Авторы: Сычик Василий Андреевич, Русан Викентий Иванович, Сычик Андрей Васильевич.


Станция-водоворот оберегает живое в маленьких реках

Создавая этот необычный проект, его автор думал в первую очередь об экосистемах, которые страдают от электростанций, например, гидравлических. Даже мини-ГЭС на маленьких речках и каналах тут небезупречны. Но изобретатель парадоксальным образом нашёл способ повысить КПД таких сооружений.

Огромные плотины, перекрывающие большие реки, очевидно, служат великолепным источником энергии. Но об экологических последствиях перегораживания рек известно всем. Малые ГЭС на небольших реках и ручейках вроде бы наносят природе куда меньший ущерб. Но вот об их высокой мощности говорить не приходится.

Казалось бы, непросто совместить эффективность ГЭС с их экологической безупречностью. Между тем, такая конструкция существует и доказала свою работоспособность на практике.

Необычную схему для малых ГЭС нашёл австрийский изобретатель Франц Цотлётерер (Franz Zotlöterer) из местечка Оберграфендорф (Obergrafendorf) со своим проектом «Техника водоворота» (Wasserwirbeltechnik).

Прежде всего он решил, что перегораживать всю реку плотиной — нецелесообразно и вредно. Вместо этого он предложил часть потока, вблизи берега, отводить в специальный канал, направляющий воду к плотине.

Последняя тоже весьма необычна на вид. Это бетонный цилиндр, к которому вода подходит по касательной, обрушиваясь в центре в глубину. Так в центре цилиндра образуется водоворот, который и закручивает турбину.

Преимуществ у такой схемы мини-ГЭС Цотлётерер обнаружил целую кучу.

Во-первых, КПД преобразования энергии падающей воды в ток достиг 73%, что очень хорошо. А ведь Франц использовал не самый совершенный электрический генератор.

С перерывами станция начала давать ток в общественную энергосеть ещё в сентябре 2005-го, непрерывно — с марта 2006-го.

И за последний год непрерывной работы его «Гравитационно-водоворотная станция» (так внушительно немец назвал новый тип ГЭС), установленная на каком-то ручье, выработала свыше 50 мегаватт-часов электричества при рабочем перепаде высот воды примерно в 1,3 метра (вообще-то, он колебался) и расходе примерно в 1 кубометр в секунду.

Максимальная электрическая мощность этой мини-станции достигает 9,5 киловатт. В среднем этого достаточно для питания 10-15 коттеджей (с учётом неравномерности уровня потребления).

Во-вторых, скорость вращения турбины оказалась довольно низкой, так что для рыбы, попавшей в водоворот, лопасти колеса опасности не представляют. Тем более что лопасти эти не рассекают воду, а поворачиваются синхронно с водоворотом.

В-третьих, водоворот перемешивает загрязнители, одновременно хорошо аэрируя воду, что способствует интенсивной работе микроорганизмов, очищающих её естественным образом.

Это свойство станции восстанавливает процессы, идущие в обычной реке, которой присущи многочисленные повороты. В больших спрямлённых руслах каналов и водохранилищ почти ламинарное течение приводит к исчезновению аэрации воды и, как следствие, потере её способности к самоочищению.

В-четвёртых, водоворот способствует терморегуляции в водоёме. Увеличенная площадь контакта воды с воздухом приводит к её охлаждению за счёт испарения жарким летом.

Зимой же ГЭС продолжает работать подо льдом. Наиболее плотная вода (с температурой в 4 градуса) тяготеет к центру водоворота. По краям цилиндра образуется ледяная корка, которая выступает в роли утеплителя, не дающего слишком сильно охладиться центру.

Фактически водоворот действует как машина, стремящаяся, в некоторой степени, привести температуру протекающей воды зимой к 4 градусам, что, по идее, может оказывать некое благоприятное влияние на жизнь ниже по течению (тут автор ГЭС подробностей не объясняет).

Зато он приводит ещё один весомый аргумент в пользу своей конструкции. Эта станция обошлась примерно в $75 тысяч, что дешевле, чем аналогичная по мощности мини-ГЭС, построенная по классическому образцу.

На этом достоинства водоворота не исчерпываются. Франц отмечает лучшую ремонтопригодность, значительно меньшие сложность и периодичность обслуживания, более простую конструкцию и прочие технологические преимущества этой станции.

Изобретатель уверен, что такая схема наиболее оптимальна для возведения ГЭС мощностью до 150 киловатт. Причём конструкция начинает превосходно работать (показывает хороший КПД турбины) уже при перепаде высот воды всего в 0,7 метра.

Конечно, существуют модели малых ГЭС, работающих вообще без перепада высот (просто на течении). Но в «водоворотной» ГЭС, как уверен австриец, сочетаются очень высокая эффективность (как с точки зрения физики, так и в плане финансовых затрат) и непревзойдённая дружественность живой природе.

Тем не менее Цотлётерер ещё не вполне доволен результатами. Он продолжает совершенствовать проект и рассчитывает поднять мощность своей мини-ГЭС.

Гравитационно-водоворотная станция


Источник: Мembrana


скачать книгу Самодельная гидроэлектростанция с гидротараном

Гидроустановки


1. Книга: Б.С. Блинов, "Гирляндная ГЭС", 1963г. (в формате DJVU, 1,25 Мб), скачать;

2. Книга: Б.Б. Кажинский, "Простейшая гидроэлектростанция", 1950г. (в формате DJVU, 1,77 Мб), скачать;

3. Книга: Б.Б. Кажинский, "Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности", 1950г. (в формате DJVU, 2,18 Мб), скачать;

4. Брошюра: "Гирляндная электростанция", 1960г. (в формате DJVU, 666 Кб), скачать;

5. Статья: "Гидравлический таран" (водокачка), в формате DJVU, 101 Кб, скачать;

6. Статья: "Вода течет вверх" (водокачка), в формате PDF, 779 Кб, скачать;

7. Статья: "Не муку, а ток" (мини ГЭС), в формате DJVU, 143 Кб, скачать;

8. Статья: "Гирлянда, дающая ток" (мини ГЭС), в формате DJVU, 140 Кб, скачать;

9. Статья: "Насос для воды без электричества и бензина", в формате DJVU, 64,8 Кб, скачать;

10. Статьи: "Насос-таран" и "Гидравлический таран" (водокачка), в формате DJVU, 132 Кб, скачать;

11. Статья: "Малая ГЭС", в формате DJVU, 166 Кб, скачать;

12. Статья: "ГЭС без плотины", в формате DJVU, 105 Кб, скачать;

13. Статья: "ГЭС без плотины", в формате DJVU, 261 Кб, скачать;

14. Статья: "Бесплотинная ГЭС", в формате DJVU, 124 Кб, скачать;

15. Статья: "Лагерная ГЭС", в формате DJVU, 222 Кб, скачать;

16. Статья: "ГЭС на ручье", в формате DJVU, 78,4 Кб, скачать;

17. Статья о гидравлическом таране (насосе) на англ. языке, в формате PDF, 739 Кб, скачать;

18. Статья: "Гирляндная ГЭС", в формате DJVU, 0,99 Мб, скачать;

19. Статья с описанием гидравлического тарана, PDF, 523 Кб, скачать;

20. Статья: "Гидроударный насос", в формате PDF, 221 Кб, скачать;

21. Статьи: "Малая энергетика - история и перспективы" и "Гидроэлектростанция - своими руками", в формате PDF, 310 Кб, скачать;

22. Статья: "МикроГЭС", в формате PDF, 106 Кб, скачать.


Видео в контакте:

Собственная ГЭС на даче (3 мин)

Гидроэлектростанция на основе идей Виктора Шаубергера (2 мин)

Водяные элекростанции Виктора Шаубергера (10 мин)

Автономный поселок - решение от SMA (8 мин)

Производство солнечных батарей (5 мин)

______________________________

Путешествие за ветром 1 (9 мин)

Путешествие за ветром 2 (10 мин)

Путешествие за ветром 3 (9 мин)

Дровяная печь вырабатывающая электроэнергию (1 мин)

Электрогенерирующая дровяная печь (2 мин)

Электрогенерирующая дровяная отопительно-варочная печь (2 мин)

Категория: Альтернативная энергия | Добавил: Admin (04.05.2009)
Просмотров: 43632 | Комментарии: 3 | Теги: Электричество, ГЭС, энергетика

Нравится

Дополнительные социальные закладки Ещё? |  Избранное Избранное  ВКонтакте Одноклассники.ru Facebook Twitter Memori.Ru Google Liveinternet LiveJournal


Всего комментариев: 3
1  
ТЕМА ОБОЛДЕННАЯ, НАДО ЭТО РАЗВИВАТЬ И ОДОБРЯТЬ!!!! ХВАТИТ КОРМИТЬ ДАРМОЕДОВ ОТ ЭНЕРГЕТИКИ!!!

2  
зайдите на мембрану там менее затратная работающая установка

3  
Расскажите о самой дешевой гидроустановке! Как установить и способ изобретения

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
купить иван-чай оптом экопоселения пермакультура РПЦ кедр СМИ энергетика сад здоровье школа огород печь вода овсинский хольцер биогаз водород плодородие мульча ветряк гэс картофель репа история кризис право плуг саман мясо пчелы стройка медицина сытин вакцины неизлечимые биогумус ЭМ пирамида дрожжи ветом живая речь купол ТВ еда вселенная ДНК звук торсионный руны здрава магия глина 2012 пиво ива зрение обрезание солнцееды мыло травы русский чакры рак АПК библия слава Богу революции курс доллара Лев Толстой наука табак митинги новый год Энштейн сила биолокация Святая Русь война община плести косы косички купить пульт для телевизора иван-чай полезные свойства, иван-чай противопоказания