Do-it-yourself hydroelectric power stations (hydroelectric power stations). DIY homemade hydropower station sa isang wheel ng tubig

Ang kasaysayan ng hydropower ay nagmula sa isang simpleng gulong ng tubig, na nangyari sa aming mga ninuno upang mai-install sa mga rapids ng isang ilog. Sa una ay ginamit ito para sa isang gilingan, sa gayon pinadali ang gawain ng mga millstones. Nang maglaon, natutunan ng mga tao na gamitin ang lakas ng tubig para sa iba't ibang mga pangangailangan - paggawa ng papel, mga kahoy na lagari, sa panday, at kahit na sa paggawa ng serbesa. Ang korona ng paglikha ay isang electric generator, na nagawang kumonekta sa turbina. Kaya mayroong mga hydroelectric na istasyon ng kuryente, ang prinsipyo kung saan ginagamit ngayon para sa mga imbensyon sa bahay, kasama na sa produktong gawang bahay ngayon.
Ang may-akda nito ay nagawang tapunan ito nang literal mula sa lumang tagapaghugas ng pinggan, na bahagyang modernizing at tama gamit ang mga mapagkukunan ng pinakamalapit na ilog sa suburban area nito. Sinasabi niya na ilang taon na siyang nabubuhay nang hindi nakakonekta sa mga de-koryenteng network, at hindi nagbabayad ng isang dime para sa koryente. Ang kapangyarihan mula sa hydrogenerator ay sapat na upang matustusan hindi lamang ang lahat ng mga de-koryenteng kasangkapan sa bahay na may kuryente, kundi pati na rin upang hilahin ang gawain ng pagawaan na may mga tool sa kuryente. Paano ito posible? Tingnan natin nang magkasama.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang generator ng hydroelectric

Ang pag-unlad ng bahay na ito ay gumagamit ng katutubong pabahay ng washing machine. Ang engine ay muling naihatid sa mode ng generator, at inilagay pabalik sa upuan nito. Ginagamit ang Pelton wheel bilang isang turbine sa pagmamaneho na nag-iipon ng daloy ng tubig at naglilipat ng enerhiya ng kinetic sa generator. Ang isang alternatibong 3-phase kasalukuyang natanggap sa output ng generator ay naipasa sa pamamagitan ng isang rectifier ng tatlong diode tulay. Ang direktang kasalukuyang ay ibinibigay upang singilin ang mga baterya sa pamamagitan ng magsusupil, at mula sa kanila sa inverter 12V / 220V, muli na natatanggap ng isang variable na dalas.

Mga materyales, tool

Mga Materyales:

Old inverter washing machine;
Pelton Wheel;
Isang maliit na kahabaan ng awning;
Plywood
Plexiglass o plexiglass;
Silicone;
Hindi tinatagusan ng tubig para sa plastik - pintura o mastic;
Mga self-tapping screws, nuts, tagapaghugas ng pinggan, bolts at papel de liha.

Tool:

Mag-drill na may isang core mill, drills at isang nozzle para sa self-tapping screws;
Reciprocating saw o lagari;
Mga tool sa kamay: mga wrenches, pliers, isang kutsilyo ng pintura at isang baril para sa silicone.

Nagtitipon kami ng isang generator ng hydroelectric

Paghahanda ng paghahanda
Una kailangan mong i-disassemble ang washing machine, iiwan lang ang mga bahagi na kailangan namin.

Ang makina ay isang uri ng patayo, kaya tinanggal namin ang pagtatapos ng takip mula sa harap na bahagi at bungkalin ang electronic control panel para sa mga mode ng paghuhugas.

Inalis namin ang panlabas na tambol at bungkalin ang bomba at ang karagdagang mga hose ng suplay ng tubig.

Hindi namin kailangan ng flywheel para sa paghuhugas, tulad ng sa iba pang mga bagay ang panloob na lalagyan ng bakal para sa paglalaba.

Ang lahat na kailangang iwanan ay isang panlabas na plastic drum at isang makina sa baras.

Tulad ng nakikita natin, ang isang naitalang inverter motor na nakabuo ng koryente kapag ang shaft ay umiikot.

Ngayon kinakailangan upang i-disassemble ang makina, iwanan lamang ang baras na may mga bearings sa pabahay.

Produksyon ng isang turbine

Ang isang goma gasket na gupitin mula sa isang lumang camera ay makakatulong na i-seal ang aming tahi. Gumagawa kami ng isang butas sa gitna, at itulak ito nang mahigpit sa baras ng baras.

Ang isang maliit na gulong ng Pelton ay gumuhit ng tubig. Ang imbensyon na ito ay halos isa at kalahating daang taong gulang, ngunit hindi pa rin nawawala ang kaugnayan nito at inilalapat kahit na sa ilang mga istasyon ng hydroelectric power. Dapat itong maayos sa baras upang maaari itong malayang gumalaw at hindi hawakan ang pabahay.

Kami ay minarkahan ng isang butas sa loob nito para sa suplay ng tubig sa ilalim nito, at i-drill ito ng isang mill mill.

Gamit ang isang lagari o timpla ng goma, gumawa kami ng isang butas ng kanal sa anyo ng isang rektanggulo, at isara ito ng mga screws na may isang piraso ng hindi tinatagusan ng tubig na tolda. Dapat itong maging tulad nito (larawan).

Susunod, kailangan mong gumawa ng isang takip para sa tangke ng aming hydraulic turbine. Ginagawa namin ito mula sa isang piraso ng playwud na patunay na kahalumigmigan, ang lagari ng isang bilog na may jigsaw na katumbas ng panloob na diameter ng drum. Sa plug mismo, gumawa kami ng hole inspeksyon upang makontrol ang operasyon ng yunit. Alin ang pagkatapos ay sarado ng plexiglass.

Pahiran ang dulo ng playwud na may silicone, at itulak ito sa loob. Inaayos namin ito ng mga turnilyo sa pamamagitan ng pabahay ng turbine.

Pinutol namin ang gasket para sa plexiglass mula sa goma na materyal, at ipako ito sa silicone papunta sa playwud.

Nag-drill kami ng apat na butas sa mga gilid ng rektanggulo ng bintana, at sa loob ay naglalagay ng mga clamp bolt sa kanila. Aayusin namin ang plexiglass sa kanila upang maalis ito kung sakaling hindi inaasahan ang mga pagkasira.

Selyo namin ang pinagsamang aming plug kasama ang katawan sa silicone.

Upang maprotektahan ang mga de-koryenteng bahagi ng yunit, ang may-akda ay naka-install ng isang karagdagang pambalot ng plastik sa gilid ng turbine gamit ang self-tapping screws. Ang kaso ng plastik mismo ay pininturahan ng pintura upang maprotektahan ang plastik mula sa pag-crack.

Ito ay ang pagliko upang tipunin ang makina, i-install ito sa yunit. Inaayos namin ang stator sa mga mounting bolts.

Upang makakuha ng direktang kasalukuyang para sa pagsingil ng mga baterya, inaayos namin ang bar ng tatlong diode tulay, bawat isa para sa isang yugto.

Sinasaklaw namin ang makina gamit ang rotor cap, at isaksak ang labis na mga butas ng kanal para sa mga hose na natitira sa pabahay.

Pag-install at Koneksyon

Halos handa na ang aming hydrogenerator. Ito ay nananatiling ayusin ito sa frame ng frame mula sa mga welded na sulok, at ayusin ang supply ng tubig sa tulong ng mga hydrant. Ang lakas ng output ng generator ay maaaring kontrolado ng puwersa ng presyon, o sa pamamagitan ng diameter ng orifice ng nozzle ng gripo na nagbibigay ng tubig nang direkta sa turbine mismo. Tiyakin din ang pagdidiskubre ng pagbabalik ng tubig nang walang pinsala sa ilog.

Upang magsimula, matutukoy namin ang prinsipyo ng operasyon at ang mga uri ng maliit na mga istasyon ng kuryente ng hydroelectric. Ang daloy ng isang ilog o isang bumabagsak na daloy ng tubig ay nagpapaikot sa mga blades ng turbine at ng haydroliko na pipe, na konektado sa electric generator - ang huli at bumubuo ng koryente. Ang mga modernong compact hydropower na halaman ay may awtomatikong kontrol na may kakayahang agad na lumipat sa manu-manong mode kung sakaling may kagipitan. Ang disenyo ng mga modernong halaman ng hydropower ng halaman ay maaaring mabawasan ang gawaing konstruksiyon sa panahon ng pag-install ng kagamitan.

Mga uri ng mga mini hydropower na halaman

Kasama sa mga mini-power plant ang pagbuo ng mga aparato na may kapangyarihan mula 1 hanggang 3000 kW. Batay sa TPP ay binubuo ng:

turbines (aparato ng paggamit ng tubig);
pagbuo ng yunit;
control system.

Sa pamamagitan ng uri ng mga mapagkukunan ng tubig na ginagamit para sa henerasyon, ang mga istasyon ng kuryente ng mini hydroelectric ay:

Channel. Ang mga nasabing istasyon ay itinayo sa maliit na patag na ilog na may mga reservoir.
Bundok. Mga istasyon ng istadyum na gumagamit ng enerhiya ng mabilis na alon ng bundok.
Pang-industriya. Mga istasyon na gumagamit ng mga pagkakaiba sa daloy ng tubig sa mga pang-industriya na negosyo.
Mobile Mga istasyon gamit ang reinforced hoses para sa daloy ng tubig.

Ang mga uri ng dam ng mga istasyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kapangyarihan, ngunit ang pagtatayo ng dam ay mahal, at nang hindi magagawa ang mga pahintulot sa kasong ito. Ang pakikipag-ugnay sa mga opisyal sa aming bansa ay hindi lamang kumplikado ang iyong buhay, ngunit ang pagbibigay ng pag-aalinlangan sa pagsasakatuparan ng iyong pinakamahusay na hangarin, kaya't iwanan namin kaagad ito.

Paano gumagana ang isang mini hydropower plant

Ang pangunahing pamamaraan ng operasyon ng HPP ay maaaring mapili mula sa maraming mga pagpipilian:

Garland hydroelectric power station. Ang isang cable na may mga rotors strung sa ito ay inilatag mula sa isang ilog ng ilog hanggang sa isa pang ilalim ng tubig. Ang kasalukuyang umiikot sa mga rotors at, nang naaayon, ang cable mismo. Isang dulo ng cable sa tindig, ang iba pang konektado sa generator.
Propeller Ang disenyo ng ilalim ng dagat na kahawig ng isang windmill na may makitid na blades at isang vertical rotor. Ang isang talim lamang 20 mm ang lapad sa mataas na bilis ng pag-ikot ay magbibigay ng kaunting pagtutol. Ang isang talim ng lapad na ito ay pinili sa isang rate ng daloy ng 0.8-2.0 m bawat segundo.
Gulong ng tubig. Ang isang gulong na may mga talim, bahagyang lumubog sa stream, at matatagpuan sa tamang mga anggulo sa ibabaw ng tubig. Ang isang stream ng tubig ay pumipilit sa mga blades, na pinihit ang gulong.
Rotor Daria. Vertical rotor na may kumplikadong mga ibabaw ng talim. Ang likido na dumadaloy sa paligid ng mga blades ay lumilikha ng ibang presyon, dahil sa kung saan nangyayari ang pag-ikot.

Ang larawan ay isang mini hydropower na halaman batay sa isang wheel ng tubig

Paano suriin ang potensyal na kapasidad ng mga mini hydropower na halaman

Bago magtayo ng isang mini-hydroelectric station, ang sarili mo mismo ay kailangang matukoy ang lakas na maasahan mo. Mayroong isang sanggunian na ugnayan sa pagitan ng daloy ng tubig at ang lakas na maaaring alisin mula sa baras sa kW na may diameter na tornilyo na 1 m.

Ang rate ng daloy ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagsukat ng oras kung saan ang chip na itinapon sa tubig ay maglakbay sa isang tiyak na distansya. Ang pagkakaroon ng simpleng mga kalkulasyon, nakakakuha kami ng rate ng daloy sa mga metro bawat segundo. Kung sa kasong ito ang bilis ay mas mababa sa 1 m / s, kung gayon ang pagtatayo ng isang hydroelectric power station ay hindi makakaya sa ekonomiya.

Sa isang bilis ng daloy ng 2.5 m / s, ang kapangyarihan ay magiging 0.86 kW, sa 3 m / s - 1.24 kW, sa 4 m / s - 2.2 kW. Ang ratio ay inilarawan sa pamamagitan ng pag-asa: ang lakas ng hydroelectric power station ay proporsyonal sa kubo ng rate ng daloy ng tubig. Kung ang rate ng daloy sa site ng iminungkahing konstruksyon ay maliit, maaari mong subukan na madagdagan ito sa pamamagitan ng paggamit ng isang aparato sa taas na kaugalian o sa pamamagitan ng pag-install ng isang pipe ng paagusan na may variable na diameter sa labasan ng reservoir. Ang mas maliit na diameter ng outlet pipe, mas malaki ang rate ng daloy.

Paano gumawa ng isang mini hydroelectric power station sa bahay

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang maliit na istasyon ng hydroelectric na gawa sa bahay ay maaaring maunawaan ng halimbawa ng isang bisikleta na may headlight at isang dynamo (generator).

Mula sa bakal na bubong gumawa kami ng tatlong blades na may haba na katumbas ng radius ng wheel bike (ang distansya mula sa gitnang hub hanggang sa rim ng gulong) at ang lapad ng 3-4 cm.
Nag-install kami ng mga blades sa pagitan ng mga tagapagsalita ng gulong, baluktot para sa pag-fasten sa gilid ng talim sa paligid ng mga tagapagsalita. Ang mga blades ay dapat na nakahanay nang pantay-pantay sa parehong mga anggulo sa pagitan nila.
Isawsaw ang gulong gamit ang mga blades sa isang mabilis na ilog hanggang sa lalim ng isang third hanggang kalahati ng diameter ng gulong. Ang nabuong koryente ay magiging sapat, halimbawa, upang maipaliwanag ang tolda.

Ang pagguhit ng isa sa mga pagpipilian para sa pagbuo ng isang mini hydroelectric power station

Ang isang halimbawa ay isang maliit na planta ng hydropower para sa isang bukid na may kapasidad na 3-5 kW mula sa mga magagamit na materyales:

Ang rotor ay maaaring gawin ng isang lumang tambol ng cable ng metal na may diameter na 2.2 m. Gamit ang isang gilingan at hinang sa isang anggulo ng 45 degree sa radius, kailangan mong hinangin ang 18 blades. Ang rotor ay umiikot sa mga gulong. Suporta - isang metal pipe o sulok.
Sa rotor kailangan mong mag-install ng isang chain gear na may gear ratio (gear ratio) 4. Susunod, ang pag-ikot ay maipapadala sa pamamagitan ng kadena ng baras ng VAZ 2101. Ang paggamit ng kardan ay mababawasan ang panginginig ng boses, at ang pag-align ng drive at generator kapag ginagamit ang baras ay magiging hindi kritikal.
Kakailanganin mo ang isang step-up na gear (koepisyent - 40) at isang generator ng three-phase. Ang bilis ng pag-ikot ng generator ay halos 3000 rpm. Ang kabuuang ratio ng pagbabawas ng dalawang mga gearbox ay 40 x 4 \u003d 160. Ang generator ay dapat na sakop ng isang pambalot upang protektahan ito mula sa kahalumigmigan at kaligtasan. Ang kinakalkula na pag-ikot ng gulong ng tubig ay dapat na mga 20 rebolusyon bawat minuto.
Ang isang induction motor ay maaaring maiakma sa generator, at maaaring makuha ang control unit mula sa anumang maliit na makina. Kakailanganin mo ang isang haba ng VVG NG 2x4 cable mula sa rotor hanggang sa mga gusali ng bukid.

Konklusyon

Ang kabuuang gastos sa pagmamanupaktura ay mga 10-15 libong rubles. Ang pangunahing item ng paggasta ay ang suweldo ng welder at manggagawa, na tumutulong sa paggawa at tipunin ang istraktura.

Ang pangunahing bentahe ng naturang kagamitan ay ang mababang gastos ng koryente, kaligtasan sa kapaligiran, ang kawalan ng kakayahang umamin ng mapagkukunan ng enerhiya at ang pagiging simple ng disenyo.

Opsyon number 1

Ang ginawa ng cable Garland mini-hydroelectric power station ay isang mahusay na solusyon para sa pagkuha ng abot-kayang at murang koryente kung mayroong isang maliit na ilog na iyong lugar ng tirahan.

Ang disenyo ng garland ng isang mini-hydroelectric cable ay batay sa pag-ikot ng cable sa riverbed.

Ang mga unang disenyo ng isang autonomous simpleng hydroelectric station ay matagal nang ipinatupad ng mga indibidwal na artista kalahating siglo na ang nakalilipas. Kahit na sa magazine na "Radio" para sa 50s, ang impormasyon ay nakalimbag tungkol sa isang garland hydroelectric power station, na ginawa sa mga lata at may isang generator mula sa isang kotse!

Fig. 1. Ang hitsura na may lubid na garland ng mga istasyon ng kuryente ng mini-hydroelectric na ginawa ng kamay.

Paano gumawa ng istasyon ng garland hydroelectric na lubid gamit ang iyong sariling mga kamay?

Ipinapakita ng figure sa ibaba ang diagram ng disenyo ng isang simpleng cable daisy-chain mini-hydroelectric station na may isang turbine-cable hydraulic drive na umiikot mula sa stream ng ilog.

Fig. 2 Scheme at prinsipyo ng pagpapatakbo ng Garland mini-hydroelectric power station

1. Nagbibigay, 2. Suporta, 3. Metal cable, 4. Hydro-wheel (turbine),

5. Ang elektrisidad ng generator, 6. Antas ng itaas na kurso ng ilog, 7. kama ng ilog.

Bilang ang mga gulong ng haydroliko (rotors), sa haydroliko na mini-hydro power cable, maaari kang gumamit ng ilang mga "impeller" na gawa sa manipis na mga sheet ng metal na may diameter na halos kalahating metro, tulad ng laruan ng mga bata - isang propeller na ginawa mula sa isang parisukat na sheet ng papel. Maipapayo na gumamit ng isang maginoo na cable na bakal na may diameter na 10 ... 15 mm bilang isang nababaluktot na baras.
Ang tinantyang mga kalkulasyon ay nagpapakita na mula sa naturang isang cable hydroelectric power station, posible na makakuha mula sa isang hydro-wheel hanggang 1.5 ... 2.0 kW, na may daloy ng ilog na halos 2.5 metro / seg!

Kung ang mga sumusuporta sa 2 na may mga bearings 1 at ang electric generator 5 ay naka-install sa ilalim ng ilog, at ang mga bearings kasama ang generator ay nakataas sa itaas ng antas ng ilog, at ang buong istraktura ay inilalagay kasama ang daloy ng axis, kung gayon ang resulta ay halos pareho. Ang pamamaraan na ito ay regular na ginagamit para sa napaka "makitid na mga ilog" ngunit may lalim na higit sa 0.5 metro. Ang thermal energy sa naturang hydroelectric power station ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga electric heaters sa isang electric generator.

Ang mga rotors sa garland ng hydroelectric power halaman ay karaniwang matatagpuan sa core ng stream (0.2 kalaliman mula sa ibabaw sa tag-araw at 0.5 lalim mula sa ibabaw ng yelo sa taglamig). Ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng hydroelectric power station ay hindi lalampas sa 1.5 m. Sa lalim ng ilog na higit sa 1.5 m, posible na gumamit ng mga rotors na matatagpuan sa dalawang hilera.

Ang hitsura ng mga kubo at kahit na mga bukid sa basurang lupa na malayo sa grid ng koryente, ang pag-agos sa pagtaas ng mga presyo para sa gasolina at kuryente ay nagdulot sa buhay ng mga dating ideya ng autonomous supply ng kuryente na may malawak na paggamit ng natural na enerhiya mula sa araw, hangin at tubig. Kasama ang nadagdagan na interes sa mga mini-at micro-hydroelectric power halaman.

Dalawa sa mga katanggap-tanggap para sa pagtatayo ng isang hydroelectric power station sa sarili nitong: isang istasyon ng micro-hydroelectric na may sariling mga kamay at isang lumulutang na walang sira na mini-hydroelectric station. Susunod naman ay mga disenyo, ang prototype na kung saan ay isang libreng daloy (1964 modelo) garland hydroelectric power station ng V. Blinov.

Dudyshev V.D.

Opsyon na numero 2

Ang mga hydroelectric power halaman, na tatalakayin, ay walang daloy, na may isang halip na orihinal na turbine mula sa tinatawag na Savonius rotors na strung sa isang pangkaraniwang (marahil nababaluktot, composite) na gumaganang baras. Hindi nila hinihiling ang mga dam at iba pang malakihang istruktura ng haydroliko para sa kanilang pag-install. Nagagawa nilang magtrabaho nang buong pag-aalay kahit na sa mababaw na tubig, na, na sinamahan ng pagiging simple, pagiging compact at pagiging maaasahan ng disenyo, ay ginagawang pangako ang mga halaman na ito ng hydropower para sa mga magsasaka at hardinero na ang mga lupang lupa ay matatagpuan malapit sa maliit na mga watercourses (ilog, ilog at mga grooves).

Hindi tulad ng mga planta ng hydropower na walang daloy ng dam, tulad ng alam mo, ginagamit lamang nila ang kinetic enerhiya ng dumadaloy na tubig. Upang matukoy ang kapangyarihan dito mayroong isang pormula:

N \u003d 0.5 * p * V3 * F * n (1),

N - kapangyarihan sa gumaganang baras (W),
- p ay ang density ng tubig (1000 ct / m3),
- V ang bilis ng ilog (m / s),
- F - sectional na lugar ng aktibo (nalubog) bahagi ng nagtatrabaho katawan ng haydroliko machine (m2),
- n - kahusayan sa conversion ng enerhiya.

Tulad ng makikita mula sa formula 1, sa isang bilis ng ilog na 1 m / s bawat square square ng cross section ng aktibong bahagi ng hydraulic machine, sa isip (kung n \u003d 1) ang kapangyarihan ay katumbas lamang ng 500 watts. Ang halagang ito ay malinaw na maliit para sa pang-industriya, ngunit sapat na para sa sakahan ng subsidiary ng isang magsasaka o residente ng tag-init. Bukod dito, maaari itong madagdagan ng kahanay na operasyon ng maraming "hydroenergygirlands".

At isa pang kahinahunan. Ang bilis ng ilog sa iba't ibang mga seksyon ay naiiba. Samakatuwid, bago simulan ang pagtatayo ng mga mini hydroelectric na istasyon ng kuryente, kinakailangan upang matukoy ang potensyal ng enerhiya ng iyong ilog sa pamamagitan ng isang simpleng pamamaraan. Naaalala lamang namin na ang distansya na naglakbay sa pamamagitan ng pagsukat ng float at nahahati sa oras na ipinapasa nito ay tumutugma sa average na rate ng daloy sa seksyong ito. Dapat ding pansinin: magbabago ang parameter na ito depende sa oras ng taon.

Samakatuwid, ang pagkalkula ng istraktura ay dapat isagawa, ginagabayan ng average (para sa nakaplanong panahon ng pagpapatakbo ng mini-hydroelectric power station) rate ng daloy ng ilog.

1 Figonius rotors para sa garland mini-hydro na gawa sa bahay:

a, b - blades; 1 - transverse, 2 - pagtatapos.

Susunod, kailangan mong matukoy ang laki ng aktibong bahagi ng haydroliko machine at uri nito. Dahil ang buong mini-hydroelectric power station ay dapat na kasing simple at simple sa paggawa hangga't maaari, ang Savonius rotor ng konstruksyon ay ang pinaka-angkop na uri ng converter. Kapag nagtatrabaho na may kumpletong paglulubog sa tubig, ang halaga ng F ay maaaring kunin katumbas ng produkto ng diameter ng rotor D sa haba nitong L, at n \u003d 0.5. Ang dalas ng pag-ikot f na may katanggap-tanggap na katumpakan para sa kasanayan ay natutukoy ng pormula:

f \u003d 48V / 3.14D (rpm) (2).

Upang gawing pinaka-compact ang pag-install ng hydropower, ang power set sa panahon ng pagkalkula ay dapat na maikonekta sa aktwal na pagkarga, ang kapangyarihan kung saan dapat ipagkaloob ng isang mini-hydroelectric power station (mula noong, hindi katulad ng isang turbine ng hangin, ang kasalukuyang ay ipagkakaloob sa network ng consumer ng patuloy). Bilang isang patakaran, ang koryente na ito ay pumupunta sa pag-iilaw, na nagbibigay kapangyarihan sa isang TV, radyo, refrigerator. Dagdag pa, ang huli lamang ay kasama sa gawain sa buong araw na patuloy. Ang natitirang bahagi ng mga de-koryenteng kasangkapan ay pangunahing gumagana sa gabi. Batay dito, ipinapayong mag-pokus sa maximum na lakas mula sa isang "hydroelectric garland" na humigit-kumulang 250-300 W, na sumasakop sa rurok na pag-load na may isang rechargeable na baterya na sisingilin mula sa isang mini-hydroelectric power station.

Ang paghahatid ng metalikang kuwintas mula sa gumaganang baras ng planta ng hydropower hanggang sa kalo ng electric generator ay karaniwang isinasagawa gamit ang isang intermediate transmission. Gayunpaman, ang elementong ito, na mahigpit na nagsasalita, ay maaaring ibukod kung ang generator na ginamit sa disenyo ng micro-hydroelectric power station ay may bilis ng pag-ikot ng operating ng mas mababa sa 750 rpm. Gayunpaman, ang direktang komunikasyon ay madalas na tumanggi. Sa katunayan, para sa karamihan ng mga gawaing gawa sa bahay, ang bilis ng pag-ikot ng pagtatrabaho sa simula ng "paghahatid" ng kapangyarihan ay nasa hanay ng 1500-3000 rpm. Kaya, kailangan namin ng karagdagang koordinasyon ng mga shaft ng hydropower plant at ang electric generator.

Buweno, ngayon na ang paunang bahagi ng teoretikal na bahagi ay isasaalang-alang, isasaalang-alang natin ang mga tiyak na konstruksyon. Ang bawat isa sa kanila ay may sariling mga pakinabang.

Halimbawa, mayroong isang semi-nakatigil na libreng daloy ng mini-hydroelectric na istasyon na may pahalang na pag-aayos ng dalawang coaxial rotated 90 ° na kamag-anak sa bawat isa (upang mapadali ang pagsisimula sa sarili) at mahigpit na konektado mga transverse Savonius rotors. Bukod dito, ang mga pangunahing detalye at mga bahagi ng pag-install ng hydropower na gawa sa bahay na ito - na gawa sa kahoy bilang pinaka-abot-kayang at "masunurin" na materyales sa gusali.

Ang iminungkahing mini-hydroelectric power station ay isusumite. Iyon ay, ang support frame nito ay matatagpuan sa kabuuan ng watercourse sa ibaba at pinalakas ng mga extension ng cables o pole (kung, halimbawa, may mga tulay, isang pier ng bangka, atbp.). Ginagawa ito upang maiwasan ang pagpasok ng istraktura ng mismong watercourse mismo.

Fig. 2 Submersible mini-hydroelectric power station na may pahalang na pag-aayos ng mga transverse rotors:

1 - base spar (beam 150x100, 2 pcs.), 2 - mas mababang crossbeam (board 150x45, 2 PC.), 3 - gitnang crossbar (timber 150x120, 2 PC.), 4 - riser (bilog na kahoy na may diameter na 100, 4 na mga PC.) .), 5 upper spar (board 150x45, 2 pcs.), 6 - upper cross-beam (board 100x40, 4 PC.), 7 - intermediate shaft (hindi kinakalawang na asero, bar na may diameter na 30), 8 - pulley block, 9 - permanenteng generator kasalukuyang, 10 - "gander" na may isang porselana roller at isang dalawang kawad na insulated wire, 11 - base plate (200x40 board), 12 - drive pulley, 13 - kahoy na pagpupulong (2 PC), 14 - hydropower garland rotor (D600, L1000 , 2 mga PC.), 15 drive (mula pababa hanggang um boards 20-40 mm, 3 units); ang mga metal na fastener (kabilang ang mga extension, mga hub ng matinding disk) ay hindi ipinapakita sa kombensyon.

Siyempre, ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini-hydroelectric power station ay dapat na mas mababa sa taas ng support frame. Kung hindi man, napakahirap (o kahit imposible) upang maiwasan ang pagkuha ng tubig sa electric generator. Sa gayon, kung ang lugar kung saan ito ay binalak upang maglagay ng isang mini-hydroelectric power station ay may lalim na higit sa 1.5 m, o kung saan nag-iiba ang buong daloy at daloy ng mga rate sa loob ng taon (na, sa pamamagitan ng paraan, ay karaniwang pangkaraniwan para sa mga sapa na pinapakain ng niyebe), inirerekomenda na magbigay ng kasangkapan sa disenyo na ito sa mga floats . Mas madali itong ilipat ito kapag naka-install sa ilog.

Ang sumusuporta sa frame ng mini-hydroelectric station ay isang hugis-parihaba na frame na gawa sa troso, board at maliit na mga troso, na naka-fasten gamit ang mga kuko at wire (cables). Ang mga bahagi ng metal ng istraktura (mga kuko, bolts, clamp, anggulo, atbp.) Ay dapat, kung maaari, gawin ng hindi kinakalawang na asero o iba pang mga haluang metal na lumalaban.

Buweno, dahil ang operasyon ng naturang isang mini-hydroelectric power station ay madalas na posible lamang sa Russia sa ilalim ng mga pana-panahong kondisyon (dahil sa pagyeyelo ng karamihan sa mga ilog), pagkatapos ng pag-alis ng buong panahon ng konstruksyon, ang buong istraktura na hinila sa baybayin ay dapat na maingat na susuriin. Ang napapanahong bulok na mga elemento ng kahoy ay pinalitan, mga bahagi ng metal, kalawang, sa kabila ng mga pag-iingat.

Ang isa sa mga pangunahing node ng aming mini-hydroelectric power station ay isang "hydropower garland" ng dalawang mahigpit na naayos (at bumubuo ng isang solong yunit sa gumaganang baras) rotors. Ang kanilang mga disk ay madaling gawin mula sa mga board na may kapal na 20-30 mm. Upang gawin ito, ang pagbubuo ng isang kalasag mula sa kanila, gamit ang isang kompas, bumuo ng isang bilog na may diameter na 600 mm. Pagkatapos nito, ang bawat isa sa mga board ay pinutol ayon sa curve na nakuha dito. Ang pagkakaroon ng kumatok ng mga blangko nang magkasama sa dalawang slats (upang bigyan ang kinakailangang higpit), ulitin ang lahat ng tatlong beses - ayon sa bilang ng mga kinakailangang disk.

Tulad ng para sa mga blades, ipinapayong gawin silang mula sa bubong na bakal. At mas mabuti - mula sa cylindrical stainless steel tank (barrels) na angkop sa laki at gupitin sa kalahati (kasama ang axis), kung saan ang mga pataba na agrikultura at iba pang agresibong materyales ay karaniwang nakaimbak at dinadala. Sa matinding kaso, ang mga blades ay maaaring gawa sa kahoy. Ngunit ang kanilang timbang (lalo na pagkatapos ng mahabang manatili sa tubig) ay tataas nang malaki. At dapat itong alalahanin kapag lumilikha ng mga mini-hydroelectric na istasyon ng kuryente sa mga floats.

Sa mga dulo ng "hydroenergy garland" spike support ay nakalakip. Sa katunayan, ang mga ito ay mga maikling cylinder na may malawak na flange at isang dulo na uka para sa mga susi. Ang flange ay nakakabit sa kaukulang rotor disk na may apat na bolts.

Upang mabawasan ang alitan, ang mga bearings ay matatagpuan sa mga miyembro ng gitnang cross. At dahil ang maginoo na bola o roller bearings ay hindi angkop para sa pagtatrabaho sa tubig, ginagamit nila ... mga gawa sa kahoy na gawa sa bahay. Ang disenyo ng bawat isa sa kanila ay binubuo ng dalawang clamp at mga board-pagsingit na may butas para sa pagpasa ng suporta sa stud. Bukod dito, ang mga gitnang nagdadala ng mga shell ay isinaayos upang ang mga fibers ng kahoy dito ay tumatakbo sa baras. Bilang karagdagan, ang mga espesyal na hakbang ay kinuha upang matiyak na ang mga board ng inlay ay mahigpit na naayos laban sa mga pag-ilis ng pag-ilid. Gawin ito gamit ang masikip na mga bolts.

Fig. 3 Plain na pagpupulong:

1 - crimp bracket (St3, strip 50x8, 4 na mga PC.), 2 - gitnang miyembro ng cross, 3 - crimp liner (mula sa matigas na kahoy, 2 mga PC.), 4 na naaalis na liner (mula sa hardwood, 2 PC.) 5 - M10 bolt na may nut at Grover washer (4 set), 6 - M8 stud na may dalawang nuts at tagapaghugas (2 mga PC.).

Bilang isang de-koryenteng generator sa itinuturing na micro-hydroelectric power station, ang alinman sa mga sasakyan ay ginagamit. Nagbibigay sila ng 12-14 V ng direktang kasalukuyang at madaling konektado pareho sa mga rechargeable na baterya at de-koryenteng kasangkapan. Ang kapangyarihan ng mga makinang ito ay humigit-kumulang 300 watts.

Ang disenyo ng isang portable na mini-hydroelectric na istasyon ng kuryente na may isang vertical na pag-aayos ng isang "garland" at isang tagagawa ay lubos na katanggap-tanggap para sa malayang paggawa. Ang nasabing isang hydroelectric station, ayon sa may-akda ng pag-unlad, ay hindi bababa sa masinsinang materyal. Ang sumusuporta sa istraktura ng pag-install, pag-aayos ng posisyon nito sa ilog ng ilog, ay isang bakal na guwang na bakal (halimbawa, mula sa mga seksyon ng pipe). Ang haba nito ay pinili batay sa likas na katangian ng ilalim ng watercourse at ang bilis ng kasalukuyang. Bukod dito, tulad na ang matalim na dulo ng baras, na hinimok sa ilalim, ay ginagarantiyahan ang katatagan ng mini-hydroelectric power station at ang pagpapatuloy nito. Posible rin ang karagdagang paggamit ng mga marka ng kahabaan.

Ang pagkakaroon ng pagtukoy ng aktibong ibabaw ng rotor sa pamamagitan ng formula (1) at sinukat ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini-hydroelectric power station, madaling kalkulahin ang diameter ng mga rotoni ng Savonius na ginamit dito. Upang gawing simple at magsimula ang disenyo, ipinapayong gumawa ng isang "hydroenergy garland" ng dalawang rotors na konektado upang ang mga blades sa una ay 90 ° offset mula sa pangalawa (kasama ang axis ng pag-ikot). Bukod dito, upang madagdagan ang kahusayan ng operating, ang disenyo sa gilid ng papasok na daloy ay nilagyan ng isang kalasag na gumaganap ng papel ng isang patnubay na patakaran ng pamahalaan. Well, ang gumaganang baras ay naka-mount sa mga sliding bearings ng upper at lower bearings. Sa prinsipyo, sa isang maikling oras ng operating ng isang mini-hydroelectric na istasyon ng kuryente (halimbawa, sa isang paglalakbay sa kamping), maaari ding magamit ang malalaking lapad ng bola. Gayunpaman, kung mayroong buhangin o uod sa tubig pagkatapos ng bawat paggamit, ang mga node na ito ay kailangang hugasan sa malinis na tubig.

Fig. 4 Mini-hydroelectric power halaman na may patayong pag-aayos ng mga end rotors:

1 - baras ng suporta, 2 - mas mababang pagtitipon ng asamblea, 3 - "hydroenergy garland" disk (3 mga PC.), 4 - rotor (D600, 2 mga PC.), 5 - upper tinding pagpupulong, 6 - gumaganang baras, 7 - paghahatid, 8 - electric generator, 9 - "gander" na may isang porselana roller at isang dalawang-wire na insulated wire, 10 - isang salansan ng pangkabit ng generator, 11 - isang palipat-lipat na guard-riles; a, b - blades: ang mga marka ng kahabaan sa itaas na dulo ng suporta ng baras ay hindi ipinapakita sa kombensyon.

Ang pangkabit ng mga suporta sa baras ay bolted at welded, depende sa bigat ng "hydroenergy garland" at ang pangangailangan para sa pag-disassement nito sa mga bahagi. Ang itaas na dulo ng gumaganang baras ng hydraulic machine ay kasabay ng input shaft ng multiplier, kung saan ang kalidad (bilang pinakasimpleng at pinaka teknolohikal na advanced) na sinturon ay maaaring magamit.

Ang electric generator ay nakuha, muli, sasakyan. Madali itong ilakip sa isang suporta na baras na may isang salansan. At ang mga wires mismo na nagmula sa generator ay dapat magkaroon ng maaasahang waterproofing. Sa mga guhit, ang eksaktong geometriko na sukat ng intermediate transmission ay hindi ipinakita sa kondisyon, dahil nakasalalay sila sa mga parameter ng tiyak na generator na mayroon ka. Buweno, ang mga sinturon ng paghahatid ay maaaring gawin mula sa isang lumang kotse ng kotse sa pamamagitan ng pagputol nito sa 20 mm malawak na teyp na may kasunod na pag-twist sa mga bundle.

Ang isang garland mini-hydroelectric station na idinisenyo ni V. Blinov, na kumakatawan sa walang higit pa kaysa sa isang kadena ng hugis-baril na Savonius rotors na may diameter na 300-400 mm, na naka-mount sa isang nababaluktot na cable na nakaunat sa buong ilog, ay angkop para sa kapangyarihan ng maliliit na nayon. Ang isang dulo ng cable ay nakakabit sa suporta sa bisagra, at ang iba pa sa pamamagitan ng pinakasimpleng multiplier sa baras ng generator. Sa isang bilis ng daloy ng 1.5-2.0 m / s, ang kadena ng mga rotors ay bumubuo ng hanggang sa 90 rpm. At ang maliit na sukat ng mga elemento ng "hydroenergy garland" ay nagbibigay-daan sa iyo upang mapatakbo ang micro-hydroelectric power station sa mga ilog na may lalim na mas mababa sa isang metro.

Dapat sabihin na hanggang 1964, pinamamahalaan ni V. Blinov na lumikha ng maraming portable at nakatigil na mga istasyon ng kuryente na mini-hydroelectric ng kanyang sariling disenyo, ang pinakamalaking sa kung saan ay isang istasyon ng kuryente ng hydroelectric na itinayo malapit sa nayon ng Porozhki (Tver Region). Ang isang pares ng mga garland dito ay nagdala sa pag-ikot ng dalawang karaniwang mga generator ng autotractor na may kabuuang kapasidad na 3.5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin

Opsyon number 3

Ang homemade Hydroelectric Power Station (HPS) sa isang maliit na ilog na walang dam.

Ito ay kilala na ang koryente ay nabuo ng isang generator na ang baras ay umiikot sa makina. Ang makina ng HPP ay sadyang dinisenyo: sa isang frame ng mga log, racks na may dalawang crankshafts A at B ay naayos (tingnan ang Fig. 3).

Ang bawat baras ay may tatlong mga baluktot, ang mga anggulo sa pagitan ng kung saan ay katumbas ng 120 °. Ang mga crankshaft ay konektado sa pamamagitan ng mga tungkod kung saan nakakabit ang mga blades. Sa Figure 1, nakikita mo na sa ngayon ang lahat ng mga talim ng baras B ay nasa ilalim, nalulubog sila sa tubig at sa ilalim ng presyon nito ay lumipat sila pabalik (sa kanan). Ang mga blades ay gumagalaw ng baras, at ang baras, sa turn, ay umiikot sa mga crankshafts. Sa sandali na ang mga tuhod na konektado ng bar na ito ay nagsisimulang tumaas, ang mga talim ng bar G. ay nalubog sa tubig.Ngayon sila ay nagsasagawa. Pagkatapos ang mga blades ng baras D. ay magsisimulang magtrabaho.Hanggang sa oras na ito, ang mga blades ng unang baras B ay lalampas sa ibabaw ng tubig at muling mahulog sa tubig. Ito ay kung paano gagana ang engine ng istasyon ng kapangyarihan sa Pag-login.

Kung naglalagay ka ng isang kalo sa dulo ng isa sa mga crankshafts at ikonekta ito sa isang belt drive sa pulley ng isang DC generator, magsisimula ang generator upang makabuo ng koryente. At kung ilakip mo ang isang koneksyon na baras sa pulley sa pagmamaneho at ikinonekta ito sa bomba, ang engine ay magpahitit ng tubig sa site ng paaralan, sa iyong hardin.

Ang lakas ng makina ay nakasalalay hindi lamang sa bilis ng daloy ng tubig, kundi pati na rin sa bilang at lugar ng mga blades, iyon ay, sa mga geometriko na sukat ng engine mismo. At maaari itong gawin ng anumang laki, ayon sa pagkakabanggit proporsyonal na pagtaas o pagbawas sa laki ng mga bahagi nito.

Fig. 1 Ang pangunahing sukat ng mga bahagi ng isang mini hydroelectric power station na walang dam.

Nagbibigay kami ng mga guhit ng isang makina na iikot ang generator mula sa isang kotse sa isang rate ng daloy ng tubig na 0.8-1 metro bawat segundo. Ang boltahe na nilikha ng generator ay 12 V, at ang lakas ay hanggang sa 150 W.

Fig. 2 Pangunahing sangkap ng isang self-made hydroelectric power station na walang dam.

Bago magpatuloy sa pagtatayo ng isang hydroelectric station, sa isang workshop o sa isang tindahan kung saan ibinebenta ang mga ekstrang bahagi para sa mga kotse, pumili ng isang generator. Maghanda ng mga materyales: mga board, maliit na mga log ng diameter, wire wire, mga fastener. Pumili ng isang lugar kung saan matatagpuan ang power plant. Maipapayo na ito ay isang tuwid na kahabaan ng ilog. Narito kinakailangan upang matukoy ang bilis ng daloy. Ginagawa ito tulad nito. Sa napiling lugar na may haba na 15-20 metro, balangkas ang dalawang mga transverse section. Pagkatapos nito, ang paggamit ng isang maliit na float, tulad ng chips, matukoy ang bilis ng tubig. Ang float ay dapat ihagis sa tubig ng kaunti mas mataas kaysa sa itaas na sukat at, kasunod nito, bilangin ang oras na lumilipas ang float mula sa itaas na sukat hanggang sa mas mababang sukat ng stopwatch. Kinakailangan na gumawa ng 10-15 tulad ng mga sukat, na itapon ang float na mas malayo, ngayon na malapit sa pampang, at ayon sa mga resulta ng mga sukat, kalkulahin ang average na bilis ng ilog. Kung ito ay namamalagi sa loob ng mga limitasyon ng 0.8-1 m / s, huwag mag-atubiling magpatuloy sa konstruksiyon.

Larawan 3. Mga crankshafts ng mini hydroelectric power station na walang dam.

Paano gawin ang mga pinaka-kumplikadong bahagi ng isang mini hydroelectric power station na walang dam. Crankshaft mini hydro na walang dam.

Maaari itong gawin mula sa isang solidong bar na bakal na may diameter na 16-20 mm. Ngunit mas madaling gawin itong prefabricated (Fig. 3). Una, gupitin ang mga bahagi 1, 2, 3, at 4 mula sa bar.Gawin ang mga pisngi ng tuhod mula sa isang bakal na bakal na 5 mm na makapal. Nakita ang mga parisukat sa mga dulo ng mga rod, at square hole sa mga pisngi. Pagkatapos maikonekta ang mga bahagi, ang mga parisukat ay riveted. Una, tipunin ang mga bahagi ng crankshaft "a" at "b" (tingnan ang Larawan. 3). Pagkatapos ay kailangan mong markahan at gupitin ang mga parisukat sa libreng mga dulo ng mga rod 2 at 3 upang ang gitnang tuhod (pagkatapos ng pagpupulong) ay matatagpuan sa isang anggulo ng 120 ° na kamag-anak sa matinding.

Ang mga rod na may blades ng isang mini-hydroelectric power station na walang dam.

Mini hydro power transmission aparato nang walang dam.

Ang crankshaft, at samakatuwid ang drive pulley, ay iikot sa isang rebolusyon sa loob ng dalawang segundo. Ang generator ay maaaring makabuo ng electric current sa 1000-1500 rpm. Upang makakuha ng tulad ng isang bilis sa generator, kailangan mo ng isang paghahatid mula sa mga pulley ng iba't ibang mga diameters (tingnan ang Fig.).

Ang mga pulseras na pulpiko ay gawa sa 5 mm playwud. Limang pag-ikot ay dapat i-cut para sa bawat kalo. Sila ay pinatumba ng mga kuko o hinila kasama ng mga turnilyo. Ang drive pulley, na mahigpit na naayos sa dulo ng crankshaft, ay dapat magkaroon ng diameter ng hindi bababa sa 700 mm. Dalawang mga intermediate na ang ipinako sa bawat isa at malayang ilagay sa isang axis. Dapat nilang madaling iikot sa axis na ito. Kung ang bilis ng pag-ikot ng pulley sa pagmamaneho ay 30 rpm, kung gayon ang diameter ng maliit na intermediate pulley ay maaaring makuha katumbas ng 140 mm, at ang malaki - 600 mm. Pagkatapos ang generator pulley (na may diameter na 60 mm) ay iikot sa bilis ng 1500 rpm. Para sa iba pang mga bilis ng pagmamaneho pulley, ang mga diameters ng mga intermediate pulley ay magkakaiba. Tutulungan ka ng isang guro sa paggawa na makalkula ang kanilang laki.

Magmaneho ng belts mini-hydro na walang dam.

Ang mga paglipat ng pulley ay konektado sa pamamagitan ng mga sinturon ng drive. Upang panatilihing palaging masikip ang sinturon, gawin itong labas ng isang goma band. Gupitin ang lumang camera ng kotse sa mahabang mga teyp. I-twist ang bawat tape sa isang tourniquet, at idikit ang mga dulo sa pandikit ng goma at mahigpit na niniting na may twine.

Pagsasaayos ng mini-hydro na walang dam.

Matapos ang pag-iipon ng mekanismo, suriin na ang mga rods ay malayang iikot. Ang pagpihit ng drive ng pulso sa pamamagitan ng kamay, pansinin kung aling baras ang pumipigil sa pag-ikot ng mga crankshafts. Pagkatapos nito, alisin ang bar at palakihin ang isa sa mga butas para sa leeg ng tuhod upang ito ay maging isang maliit na pahaba.

V. Kivonosov, V. Slashchilina

Opsyon na numero 4

Sa karamihan ng mga ilog, maaari kang bumuo ng maliit, murang, walang damdaming hydroelectric power halaman (HPPs). Ang kapasidad ng mga naturang halaman ng halaman ay maliit, ngunit sapat upang makuryente ang isang bahay at kahit isang maliit na nayon.

Sa mga ilog na may daloy na rate ng 0.8 metro bawat segundo o higit pa, maaaring mai-install ang isang bagong uri ng hindi nakakapinsalang haydroliko na motor. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng engine na ito ay malinaw mula sa mga nakakabit na mga guhit at diagram.

Sa ilalim ng presyon ng tubig, inililipat ng mga blades ang mga rod, ang paggalaw ng kung saan ang mga pag-ikot ng crank. Isang pulley ang nakaupo sa baras nito.

Ang pag-ikot ng kalo ay ipinapadala sa generator. Ang kapangyarihan ng makina ay nakasalalay sa bilis ng tubig.

Sa mga lugar kung saan maliit ang daloy ng daloy, kailangan mong paliitin ang kama ng ilog. Ang disenyo ng isang haydroliko motor, halimbawa 3.5 kilowatt, ay napaka-simple na maaari itong gawin sa anumang paaralan tabo o pagawaan.

M. Pag-login

Ginagamit ng Hydroelectric power halaman ang lakas ng tubig upang makabuo ng de-koryenteng enerhiya. Malulutas ng mga istasyon ng self-made ang problema ng pag-remot mula sa sentralisadong grids ng kuryente o makakatulong na makatipid sa koryente.

Mga kalamangan at kawalan ng mga HPP

Ang mga hydroelectric na istasyon ng kuryente ay may mga sumusunod na pakinabang sa iba pang mga uri ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya:

Huwag depende sa panahon at oras ng araw (hindi katulad). Pinapayagan ka nitong makabuo ng mas maraming enerhiya sa isang mahuhulaan na rate.
Ang kapangyarihan ng mapagkukunan (ilog o stream) ay maaaring mababagay. Upang gawin ito, sapat na upang paliitin ang ilog na may dam o magbigay ng pagkakaiba sa taas ng tubig.
Ang mga pag-install ng hydro ay hindi gumagawa ng anumang ingay (hindi katulad).
Para sa maraming uri ng mga mababang istasyon ng kuryente, hindi kinakailangan ang mga pag-install ng permit.

Ang mga kawalan ng homemade hydroelectric power halaman ay kasama ang kawalan ng kakayahang magtrabaho sa malamig na panahon. Bilang karagdagan, ang kapaligiran sa nabubuong tubig ay agresibo, kaya ang mga detalye ng istasyon ay dapat na hindi tinatagusan ng tubig at matibay.

Kapag nagdidisenyo ng isang mini-hydroelectric station para magamit bilang isang alternatibong mapagkukunan ng enerhiya para sa iyong sariling tahanan, ang mga sumusunod na kadahilanan ay dapat na mapagpasyahan:

Ang kalapitan ng ilog sa bahay. Ang pag-install ng isang homemade station na malayo sa bahay ay hindi katumbas ng halaga. Ang mas malayo sa yunit, mas mababa ang kahusayan nito, dahil ang bahagi ng enerhiya ay mawawala sa panahon ng paghahatid. Bilang karagdagan, mas mahirap protektahan ang iyong hydroelectric power station mula sa pagnanakaw o pinsala.
Ang sapat na rate ng daloy o ang posibilidad na madagdagan ito. Ang lakas ng istasyon ay nagdaragdag ng malaki sa pagtaas ng bilis ng tubig.

Madali itong malaman ang bilis. Ihagis ang isang piraso ng polystyrene foam o isang tennis ball sa tubig at tandaan ang oras kung saan ito lumangoy sa isang tiyak na distansya. Pagkatapos ay hatiin ang mga metro sa mga segundo at malalaman mo ang bilis. Ang pinakamababang sapat na bilis ng tubig para sa isang makeshift hydroelectric station ay 1 m / s.

Kung ang daloy ng rate ng iyong ilog o stream ay mas mababa kaysa sa halagang ito, kung gayon ang isang maliit na dam o isang makitid na pipe ay magpapalakas nito. Ngunit ang mga pagpipiliang ito ay maaaring maging sanhi ng karagdagang mga paghihirap. Ang pagtatayo ng dam ay nangangailangan ng pahintulot mula sa mga awtoridad, pati na rin ang pahintulot ng mga kapitbahay.

Istasyon ng haydrolower ng DIY

Ang disenyo ng hydroelectric na istasyon ng kuryente ay lubos na kumplikado, kaya isang maliit na istasyon lamang ang maaaring itayo sa sarili nitong, na makatipid sa kuryente o magbigay ng enerhiya para sa isang katamtamang ekonomiya. Nasa ibaba ang dalawang halimbawa ng pagpapatupad ng isang makeshift hydropower plant.

Paano gumawa ng isang mini hydropower na halaman sa labas ng isang bisikleta

Ang opsyon na HPP na ito ay mainam para sa pagbibisikleta. Ito ay compact at magaan, ngunit maaari itong magbigay ng enerhiya sa isang maliit na kampo, na inilatag sa mga bangko ng isang stream o ilog. Ang kuryente na natanggap ay sapat na para sa pag-iilaw sa gabi at singilin ang mga mobile device.

Upang mai-install ang istasyon kakailanganin mo:

Front wheel mula sa isang bisikleta.
Ang isang cycle ng generator na ginagamit upang mag-kapangyarihan ng mga ilaw sa bisikleta.
Mga blades ng gawang bahay. Maaga silang pinutol mula sa sheet aluminyo. Ang lapad ng mga blades ay dapat mula sa dalawa hanggang apat na sentimetro, at ang haba ay dapat na mula sa wheel hub hanggang sa rim nito. Maaaring mayroong anumang bilang ng mga blades, kailangan nilang mailagay sa parehong distansya mula sa bawat isa.

Upang magsimula ng isang katulad na istasyon, ibaluktot lamang ang gulong sa tubig. Ang kalaliman ng pagdidiyeta ay natutukoy nang eksperimento, mula sa halos isang third hanggang kalahati ng gulong.

Upang makabuo ng isang mas malakas na istasyon para sa permanenteng paggamit, kinakailangan ang mas matibay na materyales. Ang mga elemento ng metal at plastik na mas madaling maprotektahan mula sa pagkakalantad sa kapaligiran ng aquatic ay pinakaangkop. Ngunit ang mga kahoy na bahagi ay angkop din kung ibabad mo ang mga ito ng isang espesyal na solusyon at pintura ang mga ito ng hindi tinatagusan ng tubig pintura.

Ang mga sumusunod na item ay kinakailangan para sa istasyon:

Ang drum na bakal mula sa cable (2.2 metro ang diameter). Ang isang rotor wheel ay gawa dito. Upang gawin ito, ang tambol ay gupitin at i-welded muli sa layo na 30 sentimetro. Mula sa mga labi ng drum gumawa ng mga blades (18 piraso). Ang mga ito ay welded sa radius sa isang anggulo ng 45 degree. Upang suportahan ang buong istraktura, ang isang frame ay gawa sa mga sulok o tubo. Ang gulong ay umiikot sa mga gulong.
Ang isang chain gear ay naka-install sa gulong (ratio ng gear ay dapat na apat). Upang mas madaling bawasan ang axis ng drive at ang generator, pati na rin bawasan ang panginginig ng boses, ang pag-ikot ay ipinadala sa pamamagitan ng cardan mula sa lumang kotse.
Ang isang induction motor ay angkop para sa generator. Ang isa pang reducer ng gear ay dapat idagdag sa ito ng isang koepisyent na mga 40. Pagkatapos, para sa isang three-phase generator na may 3000 rpm na may kabuuang koepisyenteng pagbabawas ng 160, ang bilang ng mga rebolusyon ay bababa sa 20 rebolusyon bawat minuto.
Ilagay ang lahat ng mga electrics sa isang hindi tinatagusan ng tubig container.

Ang inilarawan na mapagkukunan ay madaling makahanap sa isang landfill o mula sa mga kaibigan. Para sa pagputol ng isang drum na bakal na may isang gilingan at para sa hinang, maaari kang magbayad ng mga espesyalista (o gawin mo mismo). Bilang isang resulta, ang lakas ng hydroelectric na may kapasidad na hanggang sa 5 kW ay nagkakahalaga ng isang maliit na halaga.

Ang pagkuha ng kuryente mula sa tubig ay hindi napakahirap. Mas mahirap magtayo ng isang autonomous system supply ng kuryente batay sa isang self-made hydroelectric power station, mapanatili ang planta sa kondisyon ng pagtatrabaho at matiyak ang kaligtasan ng mga tao at hayop sa paligid nito.

Susunod naman ay mga disenyo, ang prototype na kung saan ay isang libreng daloy (1964 modelo) garland hydroelectric power station ng V. Blinov.

N \u003d 0.5 * p * V3 * F * n (1),

At isa pang kahinahunan. Ang bilis ng ilog sa iba't ibang mga seksyon ay naiiba. Samakatuwid, bago simulan ang pagtatayo ng mga mini-hydroelectric na istasyon ng kuryente, kinakailangan upang matukoy ang potensyal ng enerhiya ng iyong ilog sa pamamagitan ng simpleng pamamaraan na nakabalangkas. Naaalala lamang namin na ang distansya na naglakbay sa pamamagitan ng pagsukat ng float at nahahati sa oras na ipinapasa nito ay tumutugma sa average na rate ng daloy sa seksyong ito. Dapat ding pansinin: magbabago ang parameter na ito depende sa oras ng taon.

Samakatuwid, ang pagkalkula ng istraktura ay dapat isagawa, ginagabayan ng average (para sa nakaplanong panahon ng pagpapatakbo ng mga mini-hydropower na halaman) rate ng daloy ng ilog.

Fig. 1. Ang mga rotoni ng Savonius para sa mini-hydro na garland na gawa sa bahay:

a, b - blades; 1 - transverse, 2 - pagtatapos.

Susunod, kailangan mong matukoy ang laki ng aktibong bahagi ng haydroliko machine at uri nito. Dahil ang buong mini-hydropower na halaman ay dapat na kasing simple at simple sa paggawa hangga't maaari, ang Savonius rotor ng pagtatapos ng dulo ay ang pinaka-angkop na uri ng converter. Kapag nagtatrabaho na may kumpletong paglulubog sa tubig, ang halaga ng F ay maaaring kunin katumbas ng produkto ng diameter ng rotor D sa haba nitong L, at n \u003d 0.5. Ang dalas ng pag-ikot f na may katanggap-tanggap na katumpakan para sa kasanayan ay natutukoy ng pormula:

f \u003d 48V / 3.14D (rpm) (2).

Upang gawing pinaka-compact ang pag-install ng hydropower, ang power set sa panahon ng pagkalkula ay dapat na maikansela sa aktwal na pagkarga, ang kapangyarihan ng kung saan dapat ipagkaloob ng mini-hydro power station (mula noong, hindi katulad ng isang turbine ng hangin, ang kasalukuyang ay ipagkakaloob sa network ng consumer ng patuloy). Bilang isang patakaran, ang koryente na ito ay pumupunta sa pag-iilaw, na nagbibigay kapangyarihan sa isang TV, radyo, refrigerator. Dagdag pa, ang huli lamang ay kasama sa gawain sa buong araw na patuloy. Ang natitirang bahagi ng mga de-koryenteng kasangkapan ay pangunahing gumagana sa gabi. Batay dito, ipinapayong mag-pokus sa maximum na lakas mula sa isang "hydropower garland" ng pagkakasunud-sunod ng 250-300 W, na sumasakop sa rurok na pag-load sa tulong ng isang maaaring makuha na baterya na sisingilin mula sa isang mini-hydroelectric power station.

Ang paghahatid ng metalikang kuwintas mula sa gumaganang baras ng planta ng hydropower hanggang sa kalo ng electric generator ay karaniwang isinasagawa gamit ang isang intermediate transmission. Gayunpaman, ang elementong ito, na mahigpit na nagsasalita, ay maaaring ibukod kung ang generator na ginamit sa disenyo ng micro-hydroelectric power station ay may bilis ng pag-ikot ng operating ng mas mababa sa 750 rpm. Gayunpaman, ang direktang komunikasyon ay madalas na tumanggi. Sa katunayan, para sa karamihan ng mga generator ng domestic na produksyon, ang bilis ng pag-ikot ng pagtatrabaho sa simula ng "paghahatid" ng kapangyarihan ay nasa hanay ng 1500-3000 rpm. Kaya, kailangan namin ng karagdagang koordinasyon ng mga shaft ng hydropower plant at ang electric generator.

Buweno, ngayon na ang paunang bahagi ng teoretikal na bahagi ay isasaalang-alang, isasaalang-alang natin ang mga tiyak na konstruksyon. Ang bawat isa sa kanila ay may sariling mga pakinabang.

Dito, halimbawa, ay isang semi-nakatigil na free-flow mini hydroelectric station na may pahalang na pag-aayos ng dalawang coaxial rotated 90 ° na kamag-anak sa bawat isa (upang mapadali ang pagsisimula sa sarili) at mahigpit na konektado mga transverse Savonius rotors. Bukod dito, ang mga pangunahing detalye at mga bahagi ng pag-install ng hydropower na gawa sa bahay na ito - na gawa sa kahoy bilang pinaka-abot-kayang at "masunurin" na materyales sa gusali.

Ang iminungkahing mini hydroelectric power station ay isusumite. Iyon ay, ang support frame nito ay matatagpuan sa kabuuan ng watercourse sa ibaba at pinalakas ng mga extension ng cables o pole (kung, halimbawa, may mga tulay, isang pier ng bangka, atbp.). Ginagawa ito upang maiwasan ang pagpasok ng istraktura ng mismong watercourse mismo.

Larawan 2. Submersible mini hydroelectric power station na may pahalang na pag-aayos ng mga nakahalang rotors:
1 - base spar (beam 150x100, 2 pcs.), 2 - mas mababang crossbeam (board 150x45, 2 PC.), 3 - gitnang crossbar (timber 150x120, 2 PC.), 4 - riser (bilog na kahoy na may diameter na 100, 4 na mga PC.) .), 5 upper spar (board 150x45, 2 pcs.), 6 - upper cross-beam (board 100x40, 4 PC.), 7 - intermediate shaft (hindi kinakalawang na asero, bar na may diameter na 30), 8 - pulley block, 9 - permanenteng generator kasalukuyang, 10 - isang gander na may isang porselana roller at isang dalawang-wire na insulated wire, 11 - isang base plate (200x40 board), 12 - isang nangungunang kalo, 13 - isang kahoy na pagpupulong ng asul (2 mga PC.), 14 - isang hydropower garland rotor (D600, L1000, 2 mga PC.), 15 drive (mula pababa hanggang board kalasag 20-40 mm makapal, 3 mga PC.); ang mga metal na fastener (kabilang ang mga extension, mga hub ng matinding disk) ay hindi ipinapakita sa kombensyon.

Siyempre, ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini hydroelectric power station ay dapat na mas mababa sa taas ng support frame. Kung hindi man, napakahirap (o kahit imposible) upang maiwasan ang pagkuha ng tubig sa electric generator. Sa gayon, kung ang lugar kung saan dapat na mailagay ang istasyon ng kuryente ng mini-hydroelectric ay may lalim na higit sa 1.5 m, o kung saan nag-iiba ang buong daloy at daloy ng mga rate sa loob ng taon (na, hindi sinasadya, ay karaniwang pangkaraniwan para sa mga sapa na pinapagana ng snow), inirerekomenda na magbigay ng kasangkapan sa disenyo na ito sa mga floats. Mas madali itong ilipat ito kapag naka-install sa ilog.

Ang sumusuporta sa frame ng mini hydroelectric power station ay isang hugis-parihaba na frame na gawa sa troso, board at maliit na mga troso na ginawang may mga kuko at wire (cable). Ang mga bahagi ng metal ng istraktura (mga kuko, bolts, clamp, anggulo, atbp.) Ay dapat, kung maaari, gawin ng hindi kinakalawang na asero o iba pang mga haluang metal na lumalaban.

Buweno, dahil ang operasyon ng naturang isang mini-hydroelectric power station ay madalas na posible lamang sa mga pana-panahong kondisyon sa Russia (dahil sa pagyeyelo ng karamihan sa mga ilog), pagkatapos ng pag-alis ng buong panahon ng konstruksyon, ang buong istraktura na hinila sa baybayin ay dapat na maingat na suriin. Ang napapanahong bulok na mga elemento ng kahoy ay pinalitan, mga bahagi ng metal, kalawang, sa kabila ng mga pag-iingat na kinuha.

Tulad ng para sa mga blades, ipinapayong gawin silang mula sa bubong na bakal. At mas mabuti - mula sa cylindrical stainless tank (barrels) na angkop sa laki at pinutol sa kalahati (kasama ang axis), kung saan ang mga pataba na agrikultura at iba pang agresibong materyales ay karaniwang nakaimbak at dinadala. Sa matinding kaso, ang mga blades ay maaaring gawa sa kahoy. Ngunit ang kanilang timbang (lalo na pagkatapos ng mahabang manatili sa tubig) ay tataas nang malaki. At dapat itong alalahanin kapag lumilikha ng mga mini-hydropower na halaman sa mga floats.

Larawan 3. Plain na pagpupulong:
1 - crimp bracket (St3, strip 50x8, 4 pcs.), 2 - gitnang frame cross member, 3 - crimp insert (mula sa hardwood, 2 PC.), 4 na naaalis na liner (mula sa hardwood, 2 PC.) 5 - M10 bolt na may nut at Grover washer (4 set), 6 - M8 stud na may dalawang nuts at tagapaghugas (2 mga PC.).

Bilang isang de-koryenteng generator sa micro HPP na isinasaalang-alang, ang alinman sa mga sasakyan ay ginagamit. Nagbibigay sila ng 12-14 V ng direktang kasalukuyang at madaling konektado pareho sa mga rechargeable na baterya at de-koryenteng kasangkapan. Ang kapangyarihan ng mga makinang ito ay humigit-kumulang 300 watts.

Ang disenyo ng isang portable mini hydroelectric na istasyon ng kuryente na may isang patayo na pag-aayos ng isang "garland" at isang tagagawa ay lubos na katanggap-tanggap para sa malayang paggawa. Ang nasabing isang hydroelectric station, ayon sa may-akda ng pag-unlad, ay hindi bababa sa masinsinang materyal. Ang sumusuporta sa istraktura ng pag-install, pag-aayos ng posisyon nito sa ilog ng ilog, ay isang bakal na guwang na bakal (halimbawa, mula sa mga seksyon ng pipe). Ang haba nito ay pinili batay sa likas na katangian ng ilalim ng watercourse at ang bilis ng kasalukuyang. At sa gayon na ang matalim na dulo ng baras, na hinimok sa ilalim, ay magagarantiyahan ang katatagan ng mini-hydroelectric power station at ang pagpapatuloy nito. Posible rin ang karagdagang paggamit ng mga marka ng kahabaan.
Ang pagkakaroon ng pagtukoy ng aktibong ibabaw ng rotor sa pamamagitan ng formula (1) at sinukat ang lalim ng ilog sa lugar ng pag-install ng mini hydroelectric power station, madaling kalkulahin ang diameter ng mga rotoni ng Savonius na ginamit dito. Upang gawing simple at magsimula ang disenyo, ipinapayong gumawa ng isang "hydroenergy garland" ng dalawang rotors na konektado upang ang mga blades sa una ay 90 ° offset na may kaugnayan sa pangalawa (kasama ang axis ng pag-ikot). Bukod dito, upang madagdagan ang kahusayan ng operating, ang disenyo sa gilid ng papasok na daloy ay nilagyan ng isang kalasag na gumaganap ng papel ng isang patnubay na patakaran ng pamahalaan. Well, ang gumaganang baras ay naka-mount sa mga sliding bearings ng upper at lower bearings. Sa prinsipyo, sa isang maikling oras ng pagpapatakbo ng mga istasyon ng kuryente ng mini hydroelectric (halimbawa, sa isang paglalakbay sa kamping), maaari ding magamit ang malalaking lapad ng bola. Gayunpaman, kung mayroong buhangin o uod sa tubig pagkatapos ng bawat paggamit, ang mga node na ito ay kailangang hugasan sa malinis na tubig.

Fig. 4. Mini hydroelectric power halaman na may patayong pag-aayos ng mga end-type rotors:
1 - baras ng suporta, 2 - mas mababang pagtitipon ng asamblea, 3 - "hydroenergy garland" disk (3 mga PC.), 4 - rotor (D600, 2 mga PC.), 5 - upper tinding pagpupulong, 6 - gumaganang baras, 7 - paghahatid, 8 - electric generator, 9 - "gander" na may isang porselana roller at isang dalawang-wire na insulated wire, 10 - isang salansan ng pangkabit ng generator, 11 - isang palipat-lipat na guard-riles; a, b - blades: ang mga marka ng kahabaan sa itaas na dulo ng suporta ng baras ay hindi ipinapakita sa kombensyon.

Ang isang garland mini-hydropower plant na idinisenyo ni V. Blinov, na kumakatawan sa higit pa kaysa sa isang kadena ng hugis-baril na Savonius rotors na may diameter na 300-400 mm, na naka-mount sa isang nababaluktot na cable na nakaunat sa buong ilog, ay angkop para sa kapangyarihan ng maliliit na nayon. Ang isang dulo ng cable ay nakakabit sa suporta sa bisagra, at ang iba pa sa pamamagitan ng pinakasimpleng multiplier sa baras ng generator. Sa isang bilis ng daloy ng 1.5-2.0 m / s, ang kadena ng mga rotors ay bumubuo ng hanggang sa 90 rpm. At ang maliit na sukat ng mga elemento ng "hydropower garland" ay nagbibigay-daan sa iyo upang mapatakbo ang micro hydroelectric power station sa mga ilog na may lalim na mas mababa sa isang metro.

Dapat kong sabihin na pinamamahalaang ni V. Blinov na lumikha ng maraming portable at nakatigil na mga istasyon ng kuryente na mini hydroelectric ng kanyang sariling disenyo hanggang 1964, ang pinakamalaking sa kung saan ay isang istasyon ng kuryente ng hydroelectric na binuo malapit sa nayon ng Porozhki (Tver Region). Ang isang pares ng mga garland dito ay nagdala sa pag-ikot ng dalawang karaniwang mga generator ng autotractor na may kabuuang kapasidad na 3.5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin