Преимущества малых гидроэлектростанций
Задача получения дешевой электрической энергии без затрат топлива для многих регионов мира крайне актуальна. Целесообразно использовать энергию возобновляемых источников, в частности, рек. Поэтому строительство малых гидроэлектростанций является одним из оптимальных решений энергообеспечения. Благодаря большому перепаду высот, горные реки на Северном Кавказе, Урале и Горном Алтае обладают высоким гидроэнергетическим потенциалом. Особенно выгодно использовать уже существующие водохранилища, это значительно уменьшает размеры инвестиций.
Равнинные реки имеют свои преимущества при использовании в гидрогенерации. Они стабильны по объему проточной воды, и, соответственно, по объему генерируемой электроэнергии. В то время как в горных реках объем проточных вод сильно колеблется в течение года, что отражается и на количестве полученного электричества.
Одним из основных достоинств данных гидроустановок является экологическая безопасность. В процессе их сооружения и последующей эксплуатации вредных воздействий на свойства и качество воды и окружающей природы нет. Вырабатываемый электрический ток соответствует требованиям ГОСТ по частоте и напряжению.
Срок эксплуатации станции более 50 лет. При этом отсутствуют проблемы, характерные для крупной гидроэнергетики (строительство сложных и дорогостоящих гидросооружений, затопление местности и т.п.).
Достоинства и недостатки различных систем для создания самодельной ГЭС
Недостатки гирляндной ГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих ( длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД. Гирляндная ГЭС – это небольшая плотина. Ротор Дарье сложен в изготовлении, в начале работы его нужно раскрутить. Но он привлекателен тем, что ось ротора расположена вертикально и отбор мощности можно производить над водой, без дополнительных передач. Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.
Таким образом, с точки зрения простоты изготовления и получения максимального КПД с минимальными затратами, необходимо выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер. Большинство самоделок используют именно эти варианты.
Процесс изготовления
Лопасти ведущего колеса делаем из разрезанной на 4 части 4-х дюймовой стальной трубы.
Мы сделали шаблон, который помог заложить из отверстия, Боковые поверхности колеса – диски диаметром 12 дюймов.
Делаем шаблон, с помощью которого размечаем отверстия для ступиц (5 штук), а также позицию угол лопастей. В таком колесе, если посмотреть сбоку, вода бьет сверху, примерно в районе 10 часов, проходит через середину колеса и выходит внизу, на 5 часах, так что вода бьет по колесу два раза. Мы пересмотрели большое число фотографий и попытались смоделировать ширину и угол лопастей. На фото сверху – разметка для краев лопастей и отверстия для крепления колеса к генератору. В колесе 16 лопастей.
Технические характеристики заводских микро-ГЭС
Каких-то общепринятых стандартов, жёстко регламентирующих границу между микро-ГЭС и мини-ГЭС, не существует. Определяющим параметром микро-ГЭС для частника будет производительность до 5 кВт. Однако расход воды чрезвычайно сильно сказывается на эффективности работы всей энергосистемы в целом.
Мощность самых дешёвых микро-ГЭС начинается от 0,6 кВт при цене 39 т.р.
Но 600 ватт это всё таки маловато для частного дома. Начинать надо от 1-1,5 кВт, и вот три устройства разных конструкции, с более высокой производительностью:
1.С турбиной Каплана цена 57 т.р.
2.С турбиной Тюрго, аналогичной стоимости.
3.С трубчатой турбиной и ценой 129,5 т.р.
Даже при беглом сравнении, микро-ГЭС с трубчатой турбиной дороже на 120%. Причину такого несоответствия можно увидеть, если сравнить несколько устройств в таблице:
| Мощность, кВт | Расход, л/с | Высота, м | Масса, кг | Цена, т.р. | ||
| Турбина Тюрго | 1,5 | 10-18 | 12-28 | 49 | 57,3 | Все параметры генерируемого электричества, для одинаковых по мощности устройств совпадают: 220 вольт, 1 фаза, частота 50/60 Гц. Производитель из Новосибирска |
| Турбина Тюрго | 3 | 11-13 | 15-30 | 72 | 68 | |
| Турбина Каплана | 1,5 | 40-45 | 2-3 | 30 | 57,3 | |
| Турбина Каплана | 3 | 90-150 | 3-6 | 85 | 68 | |
| Трубчатая турбина | 1,5 | 40-45 | 5-10 | Нет данных | 129,5 | |
| Трубчатая турбина | 3 | 90-140 | 5-10 | 138 | ||
| «Шар-булак» | 1,7 | 20 | 6-7 | ≈105 т.р. | 220 V/ 50 Гц/ синусоида производится в Бишкеке |
Турбина Тюрго
Микро-ГЭС изготовленные в промышленных условиях, априори будут надёжнее собранных кустарно. Можно взять за образец заводскую модель, и просто скопировать её. Такой подход принесёт моральное удовлетворение, но обойдётся дороже хотя бы потому, что при потоковом производстве комплектующих деталей, они обходятся гораздо дешевле.
Однако это не исключает возможности собрать микро-ГЭС в гараже или домашней мастерской, и даже поставить этот процесс на поток. Примерно такой подход наблюдается на одной фирме в Киргизии.
Бишкекская фирма выпускает три разновидности мобильных ГЭС, мощностью:
1 кВт;
1,7 кВт;
5 кВт.
Вид этих приборов затрапезный, но свою функцию они выполняют.
Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500 кВт
Главная Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500кВт
Мини-гидроэлектростанция мощностью 10 кВт
(Мини-ГЭС10кВт)
| общие сведения Мини-гидроэлектростанция (МиниГЭС) предназначена для обеспечения электрической энергией изолированного от энергетической системы потребителя, а именно: индивидуаль-ного дома, коттеджа и т.д. Комплектность поставки МиниГЭС указана в таблице 1 Условия эксплуатации: — температура воздуха, 0С — в месте расположения энергоблока -10 ¸ +40; | — в месте расположения электрических шкафов 0 ¸ +40; — высота над уровнем моря, м до 1000; — относительная влажность воздуха в месте расположения электрических шкафов не более 98% при t=+ 250С. Гарантийный срок эксплуатации Мини-ГЭС 1 год со дня ее начала, но не более 1,5 лет со дня отгрузки при условии проведения шеф-монтажных и пуско-наладочных работ с участием специалистов фирмы и соблюдения правил транспортировки, хранения и эксплуатации. |
Комплектность и стоимость поставки Мини-ГЭС в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование | Масса, кг |
| Энергоблок | 180 |
| Блок балластной нагрузки | 70 |
| Устройство автоматического регулирования | 70 |
| Водозаборное устройство | 35 |
| Стоимости — мини-ГЭС 10кВт | 750 000 руб. |
Технические данные Мини-ГЭС приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Параметр | Мини-ГЭС 10кВт | |
| Напор (нетто), м | 2-4,5 | 4,5-10 |
| Расход воды, м3/с | 0,07-0,14 | 0,095-0,2 |
| Вырабатываемая мощность, кВт | до 4,0 | до 10 |
| Частота вращения, об/мин | 1000 | 1500 |
| Напряжение, В | +25 400-50 | |
| Частота тока, Гц | 50±2 |
требования к установке
Для работы Мини-ГЭС обязательным условием является наличие напора (разницы уровней) воды
Напор может быть получен за счет разницы отметок уровней воды между:
— двумя реками;
— озером и рекой;
— на одной реке, за счет спрямления излучины.
Получение напора возможно также при сооружении плотины.
Трубопровод должен обеспечивать подвод воды к энергоблоку с минимальными потерями напора. Длина трубопровода определяется местными условиями.
Мини-гидроэлектростанция мощностью 50 кВт
(Мини-ГЭС50 кВт)
Мини-ГЭС предназначена для преобразования водной энергии малых рек и ручьев в электрическую энергию для нужд потребителя.
Мини-ГЭС является экологически чистым источником электроэнергии, не требующим при эксплуатации постоянного присутствия обслуживающего персонала. Мини-ГЭС предназначена для работы на автономного — изолированного от энергетической системы потребителя.
Основные технические характеристики и стоимость
| Напор (нетто), м | 4-10 | 6-12 |
| Расход воды, м3 /сек | 0,4-0,9 | 0,55-1,0 |
| Вырабатываемая мощность, кВт | до 50 | |
| Частота вращения, об/мин | 750 | 1000 |
| Напряжение, В | 230±25/380±30 | |
| Частота тока, Гц | 50 ± 2 | |
| Число фаз, шт | 3 | |
| Масса, кг | — энергоблока | 1400-2000* |
| — блока балластной нагрузки | 85/190** | |
| — устройства автоматического регулирования | 200 | |
| Стоимости — мини-ГЭС 50 кВт (тыс сруб) | 3000 |
* Масса зависит от компоновки энергоблока (горизонтальная или вертикальная)
** В зависимости от типа охлаждения (водяное/воздушное).
Требования к сети потребителя (нагрузка дана в процентах от фактически получаемой на мини-ГЭС мощности):
— характеристика сети потребителя локальная,
трех/четырех проводная, 3-х фазная;
— мощность каждого двигателя, % не более 10;
— суммарная мощность двигателей с дополнительными компенсирующими конденсаторами, % не более 30.
Конструкция и назначение составных частей
Мини-ГЭС включает следующие основные части:
— энергоблок;
— блок балластной нагрузки;
— устройство автоматического регулирования;
Энергоблок предназначен для выработки электроэнергии. Энергоблок состоит из гидравлической турбины, используемого в качестве генератора, Возможна горизонтальная или вертикальная компоновка энергоблока.
Блок балластной нагрузки предназначен для поглощения избыточной активной мощности при работе Мини-ГЭС на изолированную нагрузку. Возможна поставка блока балластной нагрузки с водяным или воздушным охлаждением.
Установка и эксплуатация
Для работы Мини-ГЭС обязательным условием является наличие напора (разницы уровней) воды. Напор может быть получен за счет разницы отметок уровней воды между:
— двумя реками;
— озером и рекой;
— на одной реке, за счет спрямления излучины.
Энергоблок и электрическое оборудование необходимо защитить от неблагоприятного атмосферного воздействия и обеспечить поддержание рабочей температуры для электрооборудования 0¸+40 0С и влажности до 98% при температуре 250С.
- Мини-ГЭС CF 10-500 кВт
- Мини-Гидроэлектростанция мощностью 10кВт
- Мини-Гидроэлектростанция мощностью 50 кВт
Принцип действия
Принцип действия микро — ГЭС аналогичен действию больших и малых гидроэлектростанций. Разница заключается лишь в мощности установленного оборудования и количества вырабатываемой электрической энергии. Производство электрического тока осуществляет генератор, вращательное движение ротора которому, передается с гидравлической турбины. Для того, чтобы турбина пришла во вращательное движение, создается напор воды, на водоеме, где установлена мини ГЭС. Это может быть напор, создаваемый естественным течением водных масс, либо создаваемый путем строительства плотины или иного технического сооружения. В определенных случаях, могут быть использованы оба способа создания напора одновременно. Под действием напора, потоки воды устремляются в требуемом направлении, в створе их движения монтируется турбина, на лопасти которой и поступает энергия движущихся водных масс. Эта кинетическая энергия воды, преобразуется турбиной, во вращательное движение, которое посредством механической передачи (редуктор) и передается на вал генератора.
Источником энергии могут служить:
- реки различных размеров и интенсивности течения и ручьи,
- перепады высот на водосбросах водоемов различного назначения;
- технологические водотоки;
- перепады высот на трубопроводах различного назначения.
В зависимости от вида используемого оборудования и способа его установки, принцип работы гидроэлектростанции, может различаться. Это могут быть следующие варианты:
- Принцип «водяного колеса» – при этом варианте, приемное колесо частично погружается в воду параллельное ее поверхности. Водные потоки, перемещаясь по естественному руслу, давят на лопасти, размещенные на колесе, и приводят его во вращение. Колесо, в свою очередь, посредством редуктора и прочих механических устройств, создает вращательное движение генератора.
- Конструкция в виде гирлянды – с противоположных берегов монтируется трос, на котором установлены специальные роторы. Вода, перемещаясь вращает роторы, вращательное движение которых передается на трос. Трос вращаясь, передает вращательное движение на генератор, установленный на берегу.
- С использованием ротора Дарье – в принцип работы турбины, заложено использование разности давлений на лопастях ротора.
- С использованием принципа пропеллера – лопасти устройства помещены в воду и под воздействие воды приходят во вращательное движение, которое и передается на вал генератора, вырабатывающего электрический ток.
Преимущества использования микро — ГЭС:
- Отсутствует необходимость в изменении естественного ландшафта местности;
- На качество воду не оказывается стороннее воздействие, она сохраняет свои свойства;
- Не зависимость от воздействия природных явлений;
- Возможность использования в круглогодичном цикле работы;
- Нет необходимости в строительстве дорогостоящих гидротехнических сооружений.
Сравнение стандартного блока АКБ и гидроаккумулятора
Можно просто рассчитать параметры блока аккумуляторов, для обеспечения электроэнергией в течении 10-12 часов, при потреблении 1,5 кВт.
Есть несколько формул для расчёта, но без скрупулёзного уточнения всех нюансов, результат будет аналогичен вот такой схеме:
12ч * 1,5 кВт = 18 кВтч = 18000 Втч.
При напряжении аккумулятора 12 В получаем 18000 Втч / 12 В = 1500 Ач. Но разряжать на 100% нельзя. Есть оптимальные величины 25-30%. Но чтобы упростить задачу, возьмём уровень разрядки 50%. Это обеспечит около 500 циклов. Значит у системы должна быть ёмкость 3000 Ah, или 20 аккумуляторов по 150 А/ч.
Стоимость одного АКБ «Delta GEL 12-150» около 25 т.р.
20 таких аккумуляторов обойдутся в 500 тысяч рублей! При эксплуатации в стандартном режиме, с соблюдением температурного режима и прочих требований производителя, их хватит на 3-4 года.
А затем надо будет выложить ещё полмиллиона рублей.
В случае какой-либо аварии, короткого замыкания, падения с высоты или замерзания, потратиться придётся раньше.
С гидроаккумулятором расчёт проще – водоём устраивается единожды,
и правильная эксплуатация требует только регулярной очистки. Производитель микро-ГЭС даёт гарантию 5-10 лет, хотя оборудование довольно простое и ломаться там особо нечему.
Варианты используемых генераторов и подключения к нагрузке
Общая схема подключения гидрогенератора
Генераторы можно использовать автомобильные, автобусные, лучше всего малооборотные тракторные на постоянных магнитах.
Они надежнее, проще в эксплуатации и ремонте, у них нет щеток.
1. генератор Г250-Г1 2. Р362 реле-регулятор 3. автомобильный аккумулятор 4. амперметр 5 и 6 переключатели 7 предохранитель 8 наргузка.
В зависимости от ваших условий и возможностей можете использовать генераторы на 24В.
Генератор на 24 В
1. Генератор Г-228 2. регулятор напряжения 11.3702 3. аккумуляторы по 12В, соединенные последовательно 4. Амперметр для измерения тока зарядки 5 и 6 переключатели 7. нагрузка.
В самом простом случае вы можете использовать аккумуляторы 6СТ-75, но для надежности конечно лучше поставить, новые литий-ионные стартерные аккумуляторы. Они конечно дороже, но легче по весу, чем свинцово-кислотные, меньше по габаритам, больше по емкости в А/Ч, срок службы гораздо дольше, превосходят свинцовые по всем параметрам.
Схема подключения преобразователей
Если вы собираетесь использовать гидрогенератор для питания бытовых электроприборов рассчитанных на питание промышленной сети 220/50Гц, придется использовать преобразователи напряжения и тока.
Эти приборы постоянный ток аккумулятора в 12 или 24 В преобразуют в переменный ток напряжением 220В. Они бывают разные по мощности, выбирать нужно в зависимости от тока какую максимальную нагрузку вы собираетесь использовать.
Эта схема проверена годами, работает как часы, проста, не требует настройки. Недостаток то, что она маломощная 100Вт.
Используйте экономные лампы дневного света по 13-15Вт или светодиодные по 5-10 Вт вполне достаточно для освещения на ночь частного дома, гаража и, даже, двора. 15 ватные лампы по яркости светят как 80Вт лампы накаливания.
Если вам требуется большая мощность, чтобы полноценно эксплуатировать домашние электросети можно купить промышленные преобразователи. В продаже большой ассортимент 12/220В; 24/220В; 48/220В, по мощности до5кВт и более.
Инвертор Pulso IMU-800 преобразует постоянный ток напряжением 12В в переменный на 220В/50Гц. максимальная мощность на выходе 800Вт. Этого вполне достаточно для освещения, подключения телевизора, холодильника, для утюгов и кипятильников понадобятся более мощные инверторы.
Виды мини-ГЭС
Мини-гидроэлектростанции чаще всего относятся к одному из следующих типов, которые различаются принципом работы: водяное колесо (традиционный тип, наиболее простой в исполнении), пропеллер (для потока шириной более десяти метров), гирлянда (для рек с несильным потоком; усиление скорости течения воды дают дополнительные сооружения, ротор Дарье (чаще – для промышленных предприятий). Преимущество этих вариантов в том, что они не требуют строительства плотины. Водяное колесо – это классический вид ГЭС, который наиболее популярен для частного сектора. Мини-гидроэлектростанции данного типа представляют собой большое колесо, способное вращаться. Его лопасти опускаются в воду. Вся остальная часть конструкции находится над руслом, заставляя двигаться весь механизм. Мощность передается через гидропривод генератору, вырабатывающему ток.
Пропеллерная станция – на раме в вертикальном положении располагается ротор и подводный ветроагрегат, опускаемый под воду. Ветряк имеет лопасти, которые вращаются под воздействием потока воды. Лопасти приводятся в движение за счет возникающей подъемной силы, а не за счет давления воды. Направление движения лопастей перпендикулярно направлению течения потока. Этот процесс похож на работу ветровых электростанций, только работает под водой.
Гирляндная ГЭС – представляют собой трос, натянутый над руслом и закрепленный в опорном подшипнике. На нем в виде гирлянды навешены и жестко закреплены турбины небольшого размера и веса (гидровингроторы). Они состоят из двух полуцилиндров. За счет совмещения осей при опускании в воду в них создается крутящий момент. Это приводит к тому, что трос изгибается, натягивается и начинает вращаться. В данной ситуации трос можно сравнивать с валом, который служит для передачи мощности. Один из концов троса соединен с редуктором. На него и передается мощность от вращения троса и гидровингроторов. Недостаток данного вида – создаваемая им опасность для окружающих. Подобного рода станции допустимо использовать только в безлюдных местах.
Ротор Дарье – мини-гидроэлектростанция, названная в честь ее разработчика Жоржа Дарье, – представляет собой ротор, на котором находятся лопасти. Для каждой из лопастей в индивидуальном порядке подбираются нужные параметры. Ротор опускается под воду в вертикальном положении. Лопасти вращаются за счет перепада давления, возникающего под действием протекания по их поверхности воды. Этот процесс подобен подъемной силе, заставляющей самолеты взлетать. Здесь направление потока не имеет значения, но конструкция достаточно сложна для монтажа. Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно даже самостоятельно. Тем более что для частного дома количество необходимой энергии невелико.
Мини ГЭС для частного дома
Рост тарифов на электроэнергию и отсутствие достаточных мощностей, делают актуальными вопросы о применение бесплатной энергии возобновляемых источники в домашних хозяйствах. По сравнению с другими источниками ВИЭ, мини ГЭС представляют интерес, так как при равной мощности с ветряком и солнечной батареей они способны выдать за равный промежуток времени гораздо больше энергии. Естественное ограничение на их применение является отсутствие реки
Если возле вашего дома протекает небольшая река, ручей или имеют место перепады высот на озерных водосбросах, то значит у вас имеются все условия для установки мини ГЭС. Потраченные на её приобретение деньги быстро окупятся – вы будете в любое время года обеспечены дешёвой электроэнергией, независимо от погодных условий и иных внешних факторов.
Основным показателем, который указывает на эффективность использования МГЭС является скорость потока водоема. Если скорость меньше 1 м/с, то необходимо принять дополнительные меры по его разгону, например, сделать обводной канал переменного сечения или организовать искусственный перепад высот.
Далее, определяется необходимая хозяйству мощность и геометрические особенности канала. Все эти показатели учитываются при выборе типа и конструкции устанавливаемой микро-ГЭС.
Принцип действия
Основа работы мини-ГЭС такая же, как у в общем у гидроэлектростанций: преобразование энергию движения воды в электрическую. Отличие состоит только в разной мощности установок и количестве получаемой энергии.
Поток воды может создаваться естественным течением или с помощью воздвижения сооружений, например, небольшой плотины. Искусственный перепад воды усиливает напор за счет силы тяжести. Иногда используются оба способа вместе.
Вода попадает на лопасти турбины и передает им силу своего движения. Гидротурбина передает энергию вращения через редуктор или другую механическую установку на вал генератора. Вращение генератора производит электроэнергию.
С ЧЕГО НАЧИНАТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО
Возведение мини-ГЭС своими руками стоит начинать с измерения скоростных показателей течения рек. Это делается очень просто: достаточно отметить вверх по течению расстояние в 10 метров, взять в руки секундомер, бросить щепку в воду, и засечь время, за которое она пройдет отмеренную дистанцию.
В конечном итоге, если 10 метров разделить на количество затраченных секунд, получится скорость реки в метрах в секунду. Стоит учитывать, что нет толку сооружать мини-ГЭС в местах, в которых скорость потока не превышает 1 м/с.
Если нужно разобраться, как делают мини-ГЭС в местности, где небольшая скорость реки, то можно попытаться добиться увеличения потока путем организации перепада высот. Сделать это можно через установку сливной трубы в водоем. При этом диаметр трубы будет непосредственно влиять на скорость потока воды. Чем меньше будет диаметр, тем быстрее будет течение.
Подобный подход позволяет организовать мини-ГЭС даже в том случае, если возле дома будет проходить небольшой ручеек. То есть на нем организовывается разборная плотина, ниже которой производится монтаж непосредственно мини-гидроэлектростанции для питания дома и бытовых приборов. опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! econet
Присоединяйтесь к нам в Facebook , , Одноклассниках
С чего начать?
Если вы решились построить свою мини ГЭС, то первое, что нужно сделать – это измерить скорость течения реки. Осуществить это довольно просто: вооружитесь секундомером, отмерьте шагами 10 метров вверх по течению, бросьте в воду щепку и замерьте время прохождения этих 10 метров. Поделив метры на секунды, вы получите скорость потока. Опыт показал, что если скорость меньше 1 м/с, то эффективной ГЭС не получится.
Для примера, можно привести соотношение, полученное экспериментальным путем, между скоростью потока м/с и мощностью снимаемой с вала винта кВт (диаметр винта 1 метр). Итак: 0.5 м/с – 0.03 кВт, 0.7 м/с – 0.07 кВт, 1 м/с – 0.14 кВт, 1.5 м/с – 0.31 кВт, 2 м/с – 0.55 кВт, 2.5 м/с – 0.86 кВт, 3 м/с -1.24 кВт, 4 м/с – 2.2 кВт и т.д. Мощность пропорциональна кубу скорости потока. Если скорость потока в вашем водоеме недостаточная, попробуйте организовать достаточный перепад высот для потока жидкости. Это можно сделать, установив сливную трубу из пруда или заключив ручеек в трубу и организовав плавное изменение диаметра трубы. Чем меньше будет диаметр в конце трубы, тем больше будет скорость потока. Если рядом с вами протекает только небольшой ручей, то можно сделать маленькую разборную плотину, а за плотиной поставить вашу ГЭС.
Мини-гидроэлектростанция своими руками
Конструкция ГЭС достаточно сложная, поэтому самостоятельно удастся построить лишь небольшую станцию, которая позволит сэкономить на электричестве или обеспечит энергией скромное хозяйство. Ниже приведены два примера реализации самодельной ГЭС.
Как сделать мини-ГЭС из велосипеда
Этот вариант ГЭС идеален для велопоходов. Он компактный и легкий, но сможет обеспечить энергией небольшой лагерь, разбитый на берегу ручья или реки. Полученного электричества хватит на вечернее освещение и зарядку мобильных устройств.
Для монтажа станции понадобится:
- Переднее колесо от велосипеда.
- Велогенератор, который используется для питания велосипедных фонарей.
- Самодельные лопасти. Их вырезают заранее из листового алюминия. Ширина лопастей должна быть от двух до четырех сантиметров, а длина — от втулки колеса до его обода. Лопастей может быть любое количество, располагать их нужно на одинаковом расстоянии друг от друга.
Чтобы запустить подобную станцию, достаточно погрузить колесо в воду. Глубина погружения определяется экспериментально, примерно от трети до половины колеса.
Как построить мини-ГЭС на основе водяного колеса
Для постройки более мощной станции для постоянного использования понадобятся более прочные материалы. Лучше всего подойдут металлические и пластиковые элементы, которые легче защитить от воздействия водной среды. Но годятся и деревянные детали, если пропитать их специальным раствором и покрасить водостойкой краской.
Для станции необходимы следующие элементы:
- Стальной барабан от кабеля (2,2 метра в диаметре). Из него изготавливается ротор-колесо. Для этого барабан разрезается на части и сваривается заново на расстоянии в 30 сантиметров. Из остатков барабана делают лопасти (18 штук). Их приваривают к радиусу под углом в 45 градусов. Для поддержки всей конструкции из уголков или труб изготавливают раму. Колесо вращается на подшипниках.
- На колесо устанавливается цепной редуктор (коэффициент передачи должен равняться четырем). Чтобы легче свести оси привода и генератора, а также снизить вибрацию, вращение передается через кардан от старого автомобиля.
- Для генератора подходит асинхронный двигатель. К нему следует добавить еще один шестеренчатый редуктор с коэффициентом около 40. Тогда для трехфазного генератора с 3000 оборотами в секунду при общем коэффициенте редуцирования 160 количество оборотов снизится до 20 оборотов в минуту.
- Поместите всю электрику в водонепроницаемую емкость.
Описанные исходные материалы легко найти на свалке или у знакомых. За резку стального барабана болгаркой и за сварку можно заплатить специалистам (или же сделать все самостоятельно). В итоге ГЭС мощностью до 5 кВт обойдется в незначительную сумму.
Получить электричество из воды не так и сложно. Труднее выстроить автономную систему электроснабжения на основе самодельной ГЭС, поддерживать станцию в рабочем состоянии и обеспечивать безопасность людей и животных вокруг нее.
