Tipuri de locuri de muncă 

Hidrogeneratoare de putere mică pentru casă. Centrală hidroelectrică de casă pe o roată de apă Centrală hidroelectrică de casă

Centralele hidroelectrice folosesc puterea apei pentru a genera energie electrica. Stațiile auto-fabricate rezolvă problema distanței față de rețelele electrice centralizate sau ajută la economisirea energiei electrice.

Avantajele și dezavantajele centralelor hidroelectrice

Centralele hidroelectrice au următoarele avantaje față de alte tipuri de surse alternative de energie:

  • Ele nu depind de vreme și de ora zilei (spre deosebire de). Acest lucru permite producerea mai multor energie la un ritm previzibil.
  • Puterea sursei (râu sau pârâu) poate fi reglată. Pentru a face acest lucru, este suficient să îngustați canalul cu un baraj sau să oferiți o diferență de înălțime a apei.
  • Instalatiile hidraulice nu fac niciun zgomot (spre deosebire).
  • Multe tipuri de stații de putere mică nu necesită autorizații de instalare.

Dezavantajele centralelor hidroelectrice de casă includ incapacitatea de a lucra pe vreme rece. În plus, mediul acvatic este agresiv, astfel încât părțile stației trebuie să fie impermeabile și durabile.

Atunci când proiectați o minicentrală hidroelectrică pentru a fi utilizată ca sursă alternativă de energie pentru propria casă, următorii factori ar trebui să fie decisivi:

  • Apropierea râului de casă. Instalare stație de casă Nu merită departe de casă. Cu cât instalația este mai îndepărtată, cu atât eficiența acesteia este mai mică, deoarece o parte din energie se va pierde în timpul transmisiei. În plus, este mai dificil să vă protejați centrala hidroelectrică de furt sau deteriorări.
  • Viteza de curgere suficientă sau posibilitatea de a o mări. Puterea stației crește exponențial odată cu creșterea vitezei apei.

Este ușor să afli viteza. Aruncă o bucată de spumă sau o minge de tenis în apă și cronometrează timpul necesar pentru a înota o anumită distanță. Apoi împărțiți contoarele la secunde și veți ști viteza. Viteza minimă suficientă a apei pentru o centrală hidroelectrică de casă este de 1 m/s.

Dacă debitul râului sau al pârâului dvs. este sub această valoare, atunci acesta va fi mărit de un mic baraj sau țeavă de îngustare. Dar aceste opțiuni pot cauza dificultăți suplimentare. Construirea unui baraj necesită permisiunea autorităților, precum și acordul vecinilor.

Minicentrală hidroelectrică bricolajă

Proiectarea unei centrale hidroelectrice este destul de complexă, așa că va fi posibil să construiți singur doar o stație mică, care va economisi energie electrică sau va furniza energie unei gospodării modeste. Mai jos sunt două exemple de implementare a unei centrale hidroelectrice de casă.

Cum să faci o minicentrală hidroelectrică dintr-o bicicletă

Această versiune a centralei hidroelectrice este ideală pentru excursii cu bicicleta. Este compact și ușor, dar poate furniza energie unei mici tabere amenajate pe malurile unui pârâu sau râu. Electricitatea rezultată va fi suficientă pentru iluminatul de seară și pentru încărcarea dispozitivelor mobile.

Pentru a instala stația veți avea nevoie de:

  • Roata din față de la o bicicletă.
  • Un generator de biciclete care este folosit pentru alimentarea luminilor pentru biciclete.
  • Lame de casă. Sunt decupate în prealabil din tablă de aluminiu. Lățimea lamelor ar trebui să fie de la doi până la patru centimetri, iar lungimea trebuie să fie de la butucul roții până la janta. Pot exista orice număr de lame; acestea trebuie să fie plasate la aceeași distanță una de cealaltă.

Pentru a lansa o astfel de stație, este suficient să scufundați roata în apă. Adâncimea de scufundare se determină experimental, aproximativ de la o treime până la jumătate din roată.

Pentru a construi o stație mai puternică pentru utilizare permanentă, vor fi necesare materiale mai durabile. Elementele din metal și plastic, care sunt mai ușor de protejat de expunerea la mediul acvatic, sunt cele mai potrivite. Dar piesele din lemn sunt potrivite și dacă le înmuiați într-o soluție specială și le vopsiți cu vopsea impermeabilă.

Stația necesită următoarele elemente:

  • Tambur de cablu de oțel (2,2 metri în diametru). Roata rotorului este făcută din el. Pentru a face acest lucru, tamburul este tăiat în bucăți și sudat din nou la o distanță de 30 de centimetri. Lamele (18 bucăți) sunt realizate din resturile tamburului. Sunt sudate la o rază la un unghi de 45 de grade. Pentru a susține întreaga structură, un cadru este realizat din unghiuri sau țevi. Roata se rotește pe rulmenți.
  • Un angrenaj cu lanț este instalat pe roată (raportul de transmisie ar trebui să fie de patru). Pentru a facilita aducerea axelor motorului și generatorului împreună, precum și pentru a reduce vibrațiile, rotația este transmisă prin cardanul din mașina veche.
  • Un motor asincron este potrivit pentru generator. La acesta ar trebui adăugat un alt reducător de viteze cu un coeficient de aproximativ 40. Apoi, pentru un generator trifazat cu 3000 de rotații pe secundă cu un coeficient de reducere total de 160, numărul de rotații va scădea la 20 de rotații pe minut.
  • Puneți toate articolele electrice într-un recipient impermeabil.

Descris materii prime ușor de găsit la o groapă de gunoi sau de la prieteni. Puteți plăti specialiști pentru tăierea unui tambur de oțel cu o râșniță și pentru sudare (sau faceți totul singur). Drept urmare, o centrală hidroelectrică cu o capacitate de până la 5 kW va costa o sumă mică.

Generarea de energie electrică din apă nu este atât de dificilă. Este mai dificil să construiești un sistem autonom de alimentare cu energie electrică bazat pe o centrală hidroelectrică de casă, să menții stația în stare de funcționare și să asigure siguranța oamenilor și animalelor din jurul acesteia.

Dacă în apropierea casei dvs. curge un râu sau chiar un mic pârâu, atunci cu ajutorul unei mini-hidrocentrale de casă puteți obține electricitate gratuită. Poate că aceasta nu va fi o adăugare foarte mare la buget, dar conștientizarea că aveți propria energie electrică costă mult mai mult. Ei bine, dacă, de exemplu, la o clădire, nu există o sursă centrală de alimentare, atunci chiar și cantități mici de energie electrică vor fi pur și simplu necesare. Și astfel, pentru a crea o centrală hidroelectrică de casă, sunt necesare cel puțin două condiții - disponibilitatea unei resurse de apă și dorința.

Dacă ambele sunt prezente, atunci primul lucru de făcut este să măsori viteza debitului râului. Acest lucru este foarte simplu de făcut - aruncați o crenguță în râu și măsurați timpul în care plutește 10 metri. Împărțirea metrilor la secunde vă oferă viteza actuală în m/s. Dacă viteza este mai mică de 1 m/s, atunci o minicentrală hidroelectrică productivă nu va funcționa. În acest caz, puteți încerca să creșteți viteza curgerii prin îngustarea artificială a canalului sau realizarea unui mic baraj dacă aveți de-a face cu un pârâu mic.

Ca ghid, puteți folosi relația dintre viteza de curgere în m/s și puterea electrică scoasă de la arborele elicei în kW (diametru șurub 1 metru). Datele sunt experimentale; în realitate, puterea rezultată depinde de mulți factori, dar este potrivită pentru evaluare. Asa de:

  • 0,5 m/s – 0,03 kW,
  • 0,7 m/s – 0,07 kW,
  • 1 m/s – 0,14 kW,
  • 1,5 m/s – 0,31 kW,
  • 2 m/s – 0,55 kW,
  • 2,5 m/s – 0,86 kW,
  • 3 m/s -1,24 kW,
  • 4 m/s – 2,2 kW etc.

Puterea unei minicentrale hidroelectrice de casă este proporțională cu cubul vitezei curgerii. După cum sa indicat deja, dacă viteza de curgere este insuficientă, încercați să o creșteți artificial, dacă acest lucru este, desigur, posibil.

Tipuri de minicentrale hidroelectrice

Există mai multe opțiuni principale pentru minicentrale hidroelectrice de casă.


Aceasta este o roată cu palete montate perpendicular pe suprafața apei. Roata este mai puțin de jumătate scufundată în flux. Apa apasă pe lame și rotește roata. Există și roți de turbină cu palete speciale optimizate pentru curgerea lichidului. Dar asta e de ajuns desene complexe mai mult din fabrică decât de casă.


Acesta este un rotor cu axa verticala rotație folosită pentru a genera energie electrică. Un rotor vertical care se rotește din cauza diferenței de presiune pe paletele sale. Diferența de presiune este creată din cauza fluxului de lichid în jurul suprafețelor complexe. Efectul este asemănător cu suspensia unui hidrofoil sau cu ridicarea aripii unui avion. Acest design a fost brevetat de Georges Jean-Marie Darrieux, un inginer aeronautic francez în 1931. De asemenea, adesea folosit în proiectarea turbinelor eoliene.

Ghirlandă O centrală hidroelectrică este formată din turbine ușoare - elice hidraulice, înșirate și fixate rigid sub formă de ghirlande pe un cablu aruncat peste râu. Un capăt al cablului este fixat în rulmentul suport, celălalt rotește rotorul generatorului. În acest caz, cablul joacă rolul unui fel de arbore, a cărui mișcare de rotație este transmisă generatorului. Fluxul de apă rotește rotoarele, rotoarele rotesc cablul.


De asemenea, împrumutat din proiectele centralelor eoliene, un fel de „turbină eoliană subacvatică” cu un rotor vertical. Spre deosebire de o elice pneumatică, o elice subacvatică are pale de lățime minimă. Pentru apă este suficientă o lățime a lamei de numai 2 cm.Cu o astfel de lățime, va exista o rezistență minimă și o viteză maximă de rotație. Această lățime a palelor a fost aleasă pentru o viteză de curgere de 0,8-2 metri pe secundă. La viteze mai mari, alte dimensiuni pot fi optime. Elicea se mișcă nu datorită presiunii apei, ci datorită generării forței de ridicare. Exact ca aripa unui avion. Palele elicei se deplasează peste flux, în loc să fie târâte în direcția fluxului.

Avantajele și dezavantajele diferitelor sisteme de minicentrale hidroelectrice de casă

Dezavantajele unei hidrocentrale cu ghirlande sunt evidente: consum mare de materiale, pericol pentru ceilalți (cablu subacvatic lung, rotoare ascunse în apă, blocarea râului), eficiență scăzută. Hidrocentrala Garland este un fel de mic baraj. Se recomandă utilizarea în zone nelocuite, îndepărtate, cu semne de avertizare adecvate. Poate fi necesar permisiunea autorităților și a ecologistilor. A doua opțiune este un mic pârâu în grădina dvs.

Rotorul Daria este greu de calculat și fabricat. La începutul lucrării, trebuie să-l relaxați. Dar este atractiv pentru că axa rotorului este amplasată vertical și puterea poate fi luată peste apă, fără angrenaje suplimentare. Un astfel de rotor se va roti cu orice schimbare a direcției fluxului - acesta este un plus.

Cele mai răspândite modele pentru construcția de hidrocentrale de casă sunt elicea și roata de apă. Deoarece aceste opțiuni sunt relativ simple de fabricat, necesită calcule minime și sunt implementate la costuri minime, au o eficiență ridicată și sunt ușor de configurat și operat.

Un exemplu de minicentrală hidroelectrică simplă

Cea mai simplă centrală hidroelectrică poate fi construită rapid dintr-o bicicletă obișnuită cu un far dinamic. Mai multe lame (2-3) trebuie pregătite din fier galvanizat sau tablă subțire de aluminiu. Lamele ar trebui să aibă lungimea de la janta la butuc și 2-4 cm lățime.Aceste lame sunt instalate între spițe folosind orice metodă disponibilă sau folosind elemente de fixare pre-preparate.

Dacă utilizați două lame, așezați-le unul față de celălalt. Dacă doriți să adăugați mai multe lame, împărțiți circumferința roții la numărul de lame și instalați-le la intervale egale. Puteți experimenta adâncimea de scufundare a roții cu palete în apă. Este de obicei scufundat între o treime și jumătate.

Opțiunea unei centrale eoliene de călătorie a fost luată în considerare mai devreme.

O astfel de microcentrală hidroelectrică nu ocupă mult spațiu și va deservi perfect bicicliștii - principalul lucru este prezența unui pârâu sau pârâu - care este de obicei locul în care este amenajată tabăra. O minicentrală hidroelectrică de pe o bicicletă poate ilumina un cort și poate încărca telefoane mobile sau alte gadget-uri.

Întotdeauna mi-am dorit să iau energie electrică de la pârâul care străbate perimetrul casei mele. Acum vreo trei ani am instalat o turbină temporară pentru a vedea dacă ar funcționa o roată mai mare a turbinei.

Versiunea demo a acestei roți a fost făcută din vechi suporturi abrazive pentru roți și paleți de lemn ca lame.

Pentru generator am folosit o bandă DC veche de la un motor de antrenare Ametec. Pentru a pregăti totul complet, am folosit un mini lanț de motociclete și pinioane cu 70 și 9 dinți (pentru rotirea roții și pe motor). Costul tuturor articolelor a ajuns la aproximativ 30 de lire sterline.

A produs maximum 25 de wați și a funcționat aproximativ un an, în principal din cauza limitărilor motorului Ametec și a dimensiunii roților, și m-a determinat să construiesc o turbină mai mare.

În primul rând, trebuia să barez apa pârâului, astfel încât nivelul apei să fie aproximativ până la piept. Fără să aștept sfârșitul verii, am scurs apa folosind o pompă de bazin și am făcut un baraj din ciment.

Roțile mele de turbină au fost realizate de companii locale de construcții dintr-un material laminat durabil folosit pentru a crea placaje și pardoseli în construcțiile navale, cu o grosime de 13 mm. Am facut lamele din acelasi material. În cele din urmă, am acoperit discurile și lamele cu un compus special hidrofug pentru a le prelungi durata de viață.

Am construit baza turbinei din busteni de stejar. Stejarul s-a dovedit a fi foarte tare, a trebuit să mă chinesc cu el în timp ce înșuruam buștenii de rama de piatră. A trebuit să facem găuri, iar pentru asta a trebuit să legăm turbina pentru a o echilibra și a regla toate dimensiunile și a strânge șuruburile.

Următorul pas după instalarea roții a fost rezolvarea problemei cu unitatea și generatorul.

Am folosit inițial o transmisie produsă de Minimoto, dar apoi lanțul mic a început să alunece din cauza distanței dintre dinți, așa că am decis să cumpăr lanțuri și pinioane cu pas 3/8 de la un furnizor de rulmenți. Generatorul a fost furnizat de Windblue Power Permanent Magnet Generator (PMG). Este capabil să producă 12 V la 150 rpm. Este adesea folosit ca un alternator auto transformat. Un generator conventional produce 12 V doar la 3000 rpm. Am comandat acest motor din SUA pentru 135 de lire sterline, inclusiv taxele postale.

Roata se învârtea prea încet, iar sub baraj trebuia să fac o tavă treptă, pe care apa se aduna într-o gură îngustă și se turna pe lame cu mai multă forță.

În plus, am fixat șipcile cadrului principal cu un cablu de oțel cu o secțiune transversală de 1 cm și, acolo unde a fost posibil, am întărit baza cu șuruburi de ancorare lungi de 1 picior pentru a proteja dispozitivul de rupere dacă barajul se rupe brusc sau acolo. este o rafală puternică de vânt.

Turbina este echipată cu baterii noi de 4x55AH. Cu ajutorul lor îmi reîncarc constant laptopul. Am cumpărat și două baterii de plumb de tracțiune militară Hawker 2x110Ah pentru iluminarea garajului și a locuinței. Alimentarea cu tensiune a două tipuri diferite de baterii provine din fire diferite.

Folosesc acest sistem de aproximativ un an. Puterea de ieșire este de 50 W, la vârf produce până la 500 W. Turbina s-a oprit de câteva ori din cauza scăderii apei, precum și din cauza blocării debitului principal în timpul inundațiilor. Și așa - pe tot parcursul anului lucrări.

Traducere: Yaroslav Nikolaevich

Minihidrocentrala. Microhidrocentrale

Centrală hidroelectrică mică sau centrală hidroelectrică mică (SHPP) este o centrală hidroelectrică care generează o cantitate relativ mică de energie electrică și este formată din centrale hidroelectrice cu o capacitate instalată de la 1 la 3000 kW.

Microhidrocentrala conceput pentru a converti energia hidraulică a unui flux de fluid în energie electrică pentru transmiterea ulterioară a energiei electrice generate către sistemul de alimentare. Termenul de micro înseamnă că această hidrocentrală este instalată pe corpuri de apă mici - râuri mici sau chiar pâraie, fluxuri tehnologice sau diferențe de cotă ale sistemelor de tratare a apei, iar puterea unității hidraulice nu depășește 10 kW.

SHPP-urile sunt împărțite în două clase: microcentrale hidroelectrice (până la 200 kW) și minicentrale hidroelectrice (până la 3000 kW). Primele sunt utilizate în principal în gospodării și întreprinderile mici, cele din urmă - în facilități mai mari. Pentru proprietar casa la tara sau afaceri mici, primele sunt evident de mai mult interes.

Pe baza principiului de funcționare, microcentralele hidroelectrice sunt împărțite în următoarele tipuri:

Roata de apa . Aceasta este o roată cu lame, montată perpendicular pe suprafața apei și pe jumătate scufundată în ea. În timpul funcționării, apa pune presiune asupra lamelor și face roata să se rotească.

Din punct de vedere al ușurinței de fabricație și obținerea de eficiență maximă cu costuri minime, acest design funcționează bine. Prin urmare, este adesea folosit în practică.

Minihidrocentrala Garland . Este un cablu aruncat de pe un mal pe celălalt al râului cu rotoare atașate rigid de el. Fluxul de apă rotește rotoarele, iar de la acestea rotația este transmisă unui cablu, al cărui capăt este conectat la rulment, iar celălalt la arborele generatorului.

Dezavantajele unei hidrocentrale cu ghirlande: consum mare de material, pericol pentru alții (cablu subacvatic lung, rotoare ascunse în apă, blocarea râului), eficiență scăzută.

Rotor Daria . Acesta este un rotor vertical care se rotește din cauza diferenței de presiune pe paletele sale. Diferența de presiune este creată din cauza fluxului de lichid în jurul suprafețelor complexe. Efectul este asemănător cu suspensia unui hidrofoil sau cu ridicarea aripii unui avion. De fapt, SHPP-urile cu acest design sunt identice cu generatoarele eoliene cu același nume, dar sunt situate într-un mediu lichid.

Rotorul Daria este dificil de fabricat; trebuie destors înainte de a începe lucrul. Dar este atractiv pentru că axa rotorului este amplasată vertical și puterea poate fi luată peste apă, fără angrenaje suplimentare. Un astfel de rotor se va roti cu orice schimbare a direcției curgerii. La fel ca omologul său aeropurtat, eficiența rotorului Darrieus este inferioară celei a centralelor hidroelectrice mici de tip elice.

Elice . Aceasta este o „moară de vânt” subacvatică cu rotor vertical, care, spre deosebire de una de aer, are pale de o lățime minimă de numai 2 cm. Această lățime oferă rezistență minimă și viteză maximă de rotație și a fost aleasă pentru cea mai comună viteză de curgere - 0,8 -2 metri pe secundă.

SHPP-uri cu elice , precum și cele pe roți, sunt ușor de fabricat și au o eficiență relativ ridicată, motiv pentru care se folosesc frecvent.

Clasificarea minicentralelor hidroelectrice

Clasificare în funcție de puterea de ieșire (domenii de aplicare) .

Puterea generată de o microcentrală hidroelectrică este determinată de o combinație a doi factori, primul este presiunea apei care curge pe paletele turbinei hidraulice, care antrenează generatorul care generează energie electrică, iar al doilea factor este debitul, adică volumul de apă care trece prin turbină în 1 secundă. Debitul este factorul determinant atunci când se clasifică o centrală hidroelectrică ca tip specific.

Pe baza puterii generate, centralele hidroelectrice mici se împart în:

  • Putere casnică de până la 15 kW: folosită pentru a furniza energie electrică gospodăriilor private și fermelor.
  • Comercial până la 180 kW: furnizați energie electrică întreprinderilor mici.
  • Industriale cu o capacitate de peste 180 kW: generează energie electrică pentru vânzare, sau energia este transferată în producție.

Clasificare după proiectare


Clasificare după locul de instalare

  • Înaltă presiune - mai mult de 60 m;
  • Presiune medie - de la 25 m;
  • Presiune joasă - de la 3 la 25 m.

Această clasificare implică faptul că centrala funcționează la viteze diferite și se iau o serie de măsuri pentru a o stabiliza mecanic, deoarece debitul depinde de presiune.

Componentele minicentralei hidroelectrice

Instalația de generare a energiei electrice a unei centrale hidroelectrice mici este formată dintr-o turbină, un generator și un sistem control automat. Unele elemente ale sistemului sunt similare cu sau. Elementele principale ale sistemului:

  • Turbină hidro cu lame, legate printr-un arbore la generator
  • Generator . Proiectat pentru a genera curent alternativ. Atașat la arborele turbinei. Parametrii curentului generat sunt relativ instabili, dar nimic asemănător cu supratensiunile de putere nu are loc în timpul generării eoliene;
  • Unitate de control al turbinei hidro asigură pornirea și oprirea unității hidraulice, sincronizarea automată a generatorului atunci când este conectat la sistemul de alimentare, controlul modurilor de funcționare ale unității hidraulice și oprirea de urgență.
  • Bloc de încărcare cu balast , conceput pentru a disipa puterea neutilizată în prezent de către consumator, evită defectarea generatorului electric și a sistemului de monitorizare și control.
  • Controler de încărcare/stabilizator : conceput pentru a controla încărcarea baterii, controlul rotației lamei și conversia tensiunii.
  • Banca AKB : rezervor de stocare, a cărui dimensiune determină durata de funcționare autonomă a obiectului alimentat de acesta.
  • Invertor , multe sisteme de hidrogenerare folosesc sisteme cu invertor. Dacă există o bancă de baterii și un controler de încărcare, sistemele hidraulice nu sunt foarte diferite de alte sisteme care utilizează surse regenerabile de energie.

Mini hidrocentrala pentru o casa privata

Creșterea tarifelor la energie electrică și lipsa capacității suficiente creează întrebări urgente cu privire la utilizarea energiei gratuite din surse regenerabile în gospodării. În comparație cu alte surse de energie regenerabilă, minicentralele hidroelectrice prezintă interes, deoarece cu putere egală cu o turbină eoliană și baterie solară sunt capabili să furnizeze mult mai multă energie într-o perioadă egală de timp. O limitare naturală a utilizării lor este lipsa unui râu

Dacă în apropierea casei tale curge un mic râu, pârâu sau există schimbări de cotă pe deversorurile lacului, atunci ai toate condițiile pentru instalarea unei mini hidrocentrale. Banii cheltuiți pentru achiziția acestuia se vor amortiza rapid de la sine - vi se va asigura energie electrică ieftină în orice moment al anului, indiferent de condițiile meteorologice și de alți factori externi.

Principalul indicator care indică eficiența utilizării SHPP-urilor este debitul rezervorului. Dacă viteza este mai mică de 1 m/s, atunci este necesar să luați măsuri suplimentare pentru a o accelera, de exemplu, efectuați un canal de ocolire cu secțiune transversală variabilă sau organizați o diferență de înălțime artificială.

Avantajele și dezavantajele microhidroenergiei

Avantajele unei minicentrale hidroelectrice pentru locuinta includ:

  • Siguranța mediului (cu rezerve pentru puietul de pești) a echipamentelor și absența necesității de a inunda suprafețe mari cu pagube materiale colosale;
  • Puritatea ecologică a energiei produse. Nu are niciun efect asupra proprietăților și calității apei. Lacurile de acumulare pot fi utilizate atât pentru activități de pescuit, cât și ca surse de alimentare cu apă a populației;
  • Costul redus al energiei electrice generate, care este de câteva ori mai ieftin decât cel generat la centralele termice;
  • Simplitatea și fiabilitatea echipamentului utilizat, precum și posibilitatea de funcționare a acestuia în regim autonom (atât în ​​interiorul, cât și în afara rețelei de alimentare). Curentul electric pe care îl generează îndeplinește cerințele GOST pentru frecvență și tensiune;
  • Durata de viață completă a stației este de cel puțin 40 de ani (cel puțin 5 ani înainte de reparațiile majore);
  • inepuizabilitatea resurselor utilizate pentru generarea energiei.

Principalul dezavantaj al microcentralelor hidroelectrice este pericolul relativ pentru locuitorii faunei acvatice, deoarece Paletele rotative ale turbinei, în special în fluxurile de mare viteză, pot reprezenta o amenințare pentru pești sau prajiți. Aplicarea limitată a tehnologiei poate fi, de asemenea, considerată un dezavantaj.

Cele mai comune surse alternative de energie sunt generatoarele eoliene, dar depind foarte mult de condițiile meteorologice. În absența vântului sau a fluxului slab al vântului, acestea sunt ineficiente. Pentru funcționarea normală a unor astfel de generatoare, zonele în care viteza medie anuală a vântului nu este mai mică de 5-6 m/s și mai mare sunt bune.

În Rusia nu sunt multe zone cu vânturi intense, stepele și coasta Mării Negre din Kuban, coasta Orientului Îndepărtat și până la o duzină de zone nelocuite sau mici.

ÎN banda de mijloc, în munții din Caucaz, Urali, Altai și alte regiuni unde există râuri mici, dar cu mișcare rapidă, afluenți, pâraie, oamenii uită de posibilitatea de a folosi generatoare hidroelectrice.

Nu este rațional să refuzi să le folosești; aceasta este o sursă garantată de energie electrică, deoarece un râu cu un nivel și un debit stabil este mult mai fiabil decât un vânt schimbător.

Calculul puterii și alegerea designului

În esență, partea electrică a unui generator eolian nu este diferită de un hidrogenerator; principiul este similar pentru a converti energia mecanică de rotație în energie electrică.

Diferența de forță motrice este vântul sau apa, dispozitivele de acționare vor fi fundamental diferite. În loc de elice, generatoarele hidraulice folosesc roți de tip tambur cu pale.

Generator de hidrogen cu propriile lor dacă cresc din locul potrivit Nu este dificil de asamblat; dacă aveți un generator eolian, tot ce rămâne este să proiectați și să asamblați o unitate hidraulică pentru a-l roti.

În astfel de cazuri, pentru ca generatorul să se rotească la viteza dorită, este adesea necesară utilizarea cutiilor de viteze pentru a schimba forța și viteza de rotație, care depind de debitul de apă.

Se calculează că puterea roții de umplere este semnificativ mai mare decât cea a roții de umplere; umplerea este atunci când debitul de apă cade pe paletele roții motoare de sus, roata de umplere se rotește cu debitul de jos.

Prin urmare, în funcție de condițiile dvs., utilizați designul roții de umplere ori de câte ori este posibil. Cu toate acestea, o astfel de roată are și dezavantajele sale:

  • rotește-l mai încet
  • necesită construirea unor structuri suplimentare

Fotografia de mai sus folosește o roată de umplere cu acționare directă pe o casă generator de discuri cu magneți permanenți, al căror design va fi discutat mai jos.

Elementele vehiculului pot fi utilizate în proiectarea mecanismelor de acționare:

  • discuri
  • stele
  • angrenaje
  • lanțuri și curele

În unele cazuri, se folosesc chiar și cutii de viteze de la mopede și motociclete, iar lamele sunt sudate pe discurile roților mari ale tractorului.

Opțiuni pentru generatoarele utilizate și conexiunile de sarcină

Generatoarele pot fi folosite pentru automobile, autobuze și, cel mai bine, pentru tractoare cu viteză redusă magneți permanenți.

Sunt mai fiabile, mai ușor de operat și reparat și nu au perii.

1. generator G250-G1 2. releu-regulator P362 3. baterie auto 4. ampermetru 5 si 6 intrerupatoare 7 siguranta 8 alimentare cu combustibil.

În funcție de condițiile și capacitățile dvs., puteți utiliza generatoare de 24V.

1. Generator G-228 2. regulator de tensiune 11.3702 3. Baterii de 12V conectate in serie 4. Ampermetru pentru masurarea curentului de incarcare 5 si 6 comutatoare 7. sarcina.

În cel mai simplu caz, puteți folosi baterii 6ST-75, dar pentru fiabilitate este bineînțeles mai bine să instalați baterii de pornire litiu-ion noi. Desigur, sunt mai scumpe, dar mai ușoare ca greutate decât cele cu plumb-acid, mai mici ca dimensiuni, mai mari ca capacitate A/H, o durată de viață mult mai lungă și superioare celor cu plumb din toate punctele de vedere.

Acest lucru este decis de fiecare pentru ei înșiși, în funcție de scopul generatorului, condițiile de funcționare și capacitățile financiare.

Dacă urmează să folosiți un hidrogenerator pentru alimentarea aparatelor electrocasnice destinate să alimenteze o rețea industrială 220/50Hz, va trebui să utilizați convertoare de tensiune și curent.

Aceste dispozitive convertesc curentul continuu al bateriei de 12 sau 24 V în curent alternativ de 220 V. Ele vin în diferite capacități; trebuie să alegeți în funcție de curent ce sarcină maximă veți utiliza.

Ele sunt conectate conform diagramei de mai sus în loc de sarcină; cel mai simplu convertor de putere mică poate fi asamblat singur.

Acest circuit a fost testat de ani de zile, funcționează ca un ceas, este simplu și nu necesită configurare. Dezavantajul este că are o putere redusă de 100W.

Folosiți lămpi fluorescente economice de 13-15 W sau lămpi LED de 5-10 W sunt suficiente pentru a ilumina o casă privată, un garaj și chiar o curte pe timp de noapte. Lămpile de 15 W sunt la fel de luminoase ca și lămpile cu incandescență de 80 W.

Dacă aveți nevoie de mai multă putere pentru a opera pe deplin rețeaua electrică, puteți cumpăra convertoare industriale. Există un sortiment mare de 12/220V la vânzare; 24/220V; 48/220V, putere de până la 5 kW sau mai mult.

Invertorul Pulso IMU-800 convertește curentul continuu de 12V în curent alternativ de 220V/50Hz. putere maxima de iesire 800W. E de ajuns
suficient pentru iluminat, conectarea unui televizor, frigider; pentru fiare de călcat și cazane, vor fi necesare invertoare mai puternice.

Asamblarea unui generator de magnet de casă

Mulți oameni fac un generator hidroelectric cu propriile mâini, folosind metoda de asamblare a unui generator folosind magneți de neodim. Puteți lua un butuc de roată de mașină cu un disc de frână ca bază pe care va fi montată întreaga structură.

Asamblate din fabrică, fiabile și bine echilibrate; discurile cu magneți permanenți sunt atașate la partea rotativă, între care se va fixa discul cu înfășurările rotorului.

Avantajul unui generator cu magnet permanent este că câmpul magnetic este controlat, acest lucru se realizează:

  • spațiu minim între rotor și stator
  • printr-un disc conductiv magnetic, liniile electrice ale tuturor magneților sunt interconectate

Prin urmare, discurile rotorului rotativ trebuie să fie conductoare magnetic; cu un material diferit, puterea generatorului se va înjumătăți. Desenăm discurile în 12 sectoare identice și apoi le lipim uniform de-a lungul perimetrului discului în fiecare sector. super-lipici magneți cu un diametru de 25 mm și o grosime de 5 mm.

Polii magneților alternează printr-unul (S-N-S-N....) și așa mai departe într-un cerc. Puteți crește numărul de magneți și înfășurări, vor fi mai mulți poli, acest lucru vă va permite să obțineți mai multă putere la viteze mai mici.

Dar în cazul nostru, 12 magneți, înfășurări cu fir de 08-1 mm, câte 100 de spire fiecare, generează suficientă putere pentru a încărca o baterie de pornire de 12 V.

O roată cu diametrul de 5 m, care se rotește cu o viteză de 150 rpm, produce un curent de cel puțin 1A; la 200 rpm, curentul de încărcare ajunge la 4A, acest lucru este suficient.

Schema de conectare a înfășurării

Diametrul discului il facem de 30-35 cm, in functie de marimea butucului pe care l-ati ales.

În versiunea noastră, magneții sunt rotunzi, dar este mai bine să instalați unul dreptunghiular de 35x25x5mm, cu cât fluxul magnetic este mai mare și, prin urmare, cu atât puterea generatorului este mai mare.

În același timp, înfășurările statorului sunt realizate ovale, de dimensiunea magneților. La instalarea statorului, magneții trebuie să coincidă cu centrul înfășurărilor.

Grosimea discului statorului cu înfășurări trebuie să fie aceeași cu grosimea discurilor cu magneți. Așezăm înfășurările pe un disc de placaj și le conectăm în serie între ele conform circuitului stea specificat.

După conectarea și izolarea contactelor, firele sunt așezate cu grijă de-a lungul diametrului interior, astfel încât să nu atingă părțile rotative ale structurii. După care se umplu rășină epoxidică. Pentru fiabilitate, puteți acoperi suprafața turnată cu fibră de sticlă, apăsați-o puțin, apoi săturați încă o dată cu generozitate fibra de sticlă cu rășină epoxidică deasupra.

Astfel de măsuri elimină deteriorarea mecanică a înfășurărilor și pătrunderea umezelii. După uscare, asamblam plăcile generatorului pe platforma butucului.

Prin orificiile de montare, punem primul disc pe șuruburile lungi ale discului rotativ al butucului, fixând magneții spre exterior cu piulițe de strângere.

În continuare, se pune discul statorului cu înfășurări și, în sfârșit, se pune al doilea disc cu magneți în interior. Discurile sunt fixate cu piulițe de tensionare, astfel încât distanța dintre ele să fie uniformă pe întregul plan și să nu depășească 3 mm. După asamblare, rotiți pentru a verifica vibrațiile și curățarea și reglați dacă este necesar.

Când asamblați un generator de hidrogen cu propriile mâini acasă, trebuie să înțelegeți că conectarea directă a generatorului la roată simplifică designul, dar nu este întotdeauna cazul. conditii ideale furnizarea unui flux de apă către roată.

În unele locuri este necesar să se utilizeze scheme de transmisie a cuplului printr-un sistem de arbori suplimentari, angrenaje sau transmisii cu curele, acest lucru reduce puterea.

Pentru cei care nu vor să facă o mulțime de lăutari, găurire și lipire, există absolut opțiuni simple puteți cumpăra un generator chinezesc de încredere, cu acționare manuală sau, mai degrabă, cu picior. Astfel de generatoare sunt utilizate în simulatoarele de ciclism, combină afacerile cu plăcerea și sunt convenabile în situații de urgență.

Generatoarele NJB-800-12 sunt foarte practice, au Design frumos, compact.

La o viteza de rotatie de 250 rpm, puterea de iesire este de 500W, la 500 rpm, 800W. 12V.

Este convenabil să-l transportați în portbagajul unei mașini la un camping pentru utilizare resurse de apă Trebuie doar să atașați lamele la roată.

Totul este bun, dar există un dezavantaj: costă aproape 30 de mii de ruble, nu toată lumea își poate permite. Dacă există o sursă de apă adecvată, tehnologii moderne vă permit să faceți în mod independent un hidrogenerator de încredere, cel mai mult elementul principalîn acest proiect este dorința ta. Cum să faci un generator manual pe video: