Kituo cha umeme cha mini-hydroelectric - kitengo cha maji cha Leneva bila bwawa - na kasi ya mtiririko wa mto wa 1 m / s, ufungaji wa kituo cha umeme cha mini-hydroelectric na vipimo vya 1.5 * 0.7 * 0.6 m hutoa 11 kW.

Kituo kidogo cha umeme wa maji - kitengo cha umeme cha Leneva:

Kituo cha umeme cha mini-hydroelectric - kitengo cha umeme cha Leneva N.I. hutumia asili, ambayo haikutumika hapo awali katika yoyote ya miundo iliyopo, njia ya kupata nishati kutoka kwa mtiririko wa maji wa aina yoyote (mito, vijito, mawimbi, mawimbi ya bahari, n.k.) na kutoka kwa harakati. raia wa hewa. Katika kesi hiyo, mtiririko wa asili hutumiwa, bila mabadiliko ya awali (ujenzi wa mabwawa, mifereji, mabomba ya shinikizo).

Njia hii ya kutoa nguvu ya mtiririko wa maji ni ya faida zaidi kutoka kwa mtazamo wa mazingira, kwani haisumbui kabisa kitanda cha asili cha mto, inachukua kutoka 1% hadi 10% ya eneo hilo, na hivyo haingilii. harakati za bure za wanyama na mimea ya mto, tofauti na vituo vya nguvu vya umeme vilivyopo .

Kwa kasi ya mtiririko wa mto wa 1 m / s kitengo cha umeme wa maji Leneva N.I. vipimo 1.5 * 0.7 * 0.6 m hutoa 11 kW.

Ubunifu wa kitengo cha umeme cha Leneva:

Kituo cha umeme cha mini-hydroelectric - kitengo cha umeme cha Leneva ni mfumo (safu mbili) za vile umbo la mstatili(sahani ya gorofa) ambayo shoka huwagawanya katika sehemu mbili (1/2) zisizo sawa, ambayo kubwa zaidi ni daima (kutokana na hatua ya mtiririko) iko nyuma ya mhimili zaidi chini ya mtiririko. Hii inahakikisha mzunguko mdogo kuzunguka mhimili wake, na hivyo basi, misukosuko ndogo.

Axes ya vile, na sehemu zao za juu na chini, kwa upande wake, zimewekwa juu na chini, zimefungwa kwa pete - minyororo ya PRL (au kwenye kipengele kingine chochote kinachoweza kubadilika). Minyororo husambaza nguvu kwa njia ya sprockets (impellers) kwa shafts mbili za wima, ambayo nishati ya mitambo ya kati ya kusonga (maji, hewa, nk, nk) kwa njia ya kuunganisha rahisi na shimoni ya kati hupitishwa kwenye shafts. jenereta za umeme. Shafts za ufungaji kupitia fani za kuteleza (zilizosonga) zimewekwa kwa uthabiti kwa sura ya kitengo cha nguvu ya majimaji, ambayo ina kuta za upande 2/3 zilizofungwa na ukuta tupu wa chini, ambao hauzuii mtiririko wa maji ya ziada kutoka kwa mtiririko unaozunguka kupitia juu na 1/3 ya kuta za upande wa kitengo cha nguvu cha majimaji.

Ni busara kuweka angalau tatu katika fremu moja kuzuia ufungaji wa vituo vya umeme vya mini-hydroelectric.

Msimamo wa blade kuhusiana na mtiririko mkuu umewekwa na miongozo iliyowekwa kwa mnyororo na zile zinazoweza kusongeshwa kwa upande mkubwa wa blade, na kwa kubadilisha umbali kati ya mwongozo unaohamishika wa blade na ule uliowekwa kwa mnyororo, tunaweka pembe inayohitajika mzunguko kati ya blade na mwelekeo wa mtiririko kuu kutoka 0 0 hadi 45 0, na hivyo kufikia hali ya uendeshaji bora ya kitengo cha nguvu ya majimaji au kuacha kabisa. Kwa hivyo, mtiririko hufanya kazi kwenye blade karibu perpendicularly, saa 90 0. Moja ya shafts ya kitengo cha umeme wa maji ina kifaa cha kunyoosha kudhibiti mvutano wa mnyororo. Visu lazima ziwe na uhuru wa kuzunguka kwenye shoka zao, na shoka lazima zizunguke kwa uhuru wakati zimefungwa kwenye minyororo. Kati ya blade na mahali pa kushikamana na mnyororo, rollers lazima zimewekwa kwenye axles, ambayo itazunguka pamoja na miongozo iliyowekwa, na hivyo kuweka mnyororo daima katika nafasi ya perpendicular kuhusiana na mwelekeo wa mtiririko kuu.

Ukubwa wa vituo vya umeme vya mini-hydroelectric sio mdogo. Imedhamiriwa na nguvu zinazohitajika na ukubwa wa mto. Kwa mfano, hebu tuchukue: upana - 1200 mm, kina - 700 mm, urefu - 1250 mm, i.e. kiasi - 1 m3. Inakuwezesha kuweka mitambo 3 na vile 17 katika kila mmoja, ambayo, kwa upande wake, ina upana wa 150 mm na kina cha 500 mm, i.e. kila eneo ni 0.075 m2. Kwa kuwa blade mbili zitakuwa kwenye zamu kila wakati, basi jumla ya eneo la kazi la ufungaji wa kitengo cha umeme wa maji ni 1.125 m2, jumla ya mitambo 3 ya mitambo ya umeme wa maji kwenye sura moja (1 m3 ya mtiririko) itakuwa 3.375 m2! !!

Kasi ya mzunguko wa shimoni ni 30-60 rpm tu.

Ni muundo huu wa kitengo cha nguvu ya maji ambayo inaruhusu matumizi kamili ya kila moja mita za ujazo mtiririko wa kati ya kusonga, kusababisha kuongeza kasi ya centrifugal na centripetal, kwa kiasi kikubwa kuongeza kasi ya mtiririko na athari ya mvuto wa mtiririko wa kati ya kusonga, kwa upande wetu mto, umegawanywa katika sehemu.

Matumizi ya nyenzo ya kilowati moja ya kituo cha umeme cha mini-hydroelectric, kulingana na vifaa vinavyotumiwa kwa uzalishaji, yatatofautiana kutoka kwa gramu mia kadhaa (plastiki, polyethilini yenye uzito wa juu wa Masi) hadi kilo 2-3 (chuma) kwa 1 kW ya nguvu iliyowekwa.

Maelezo ya kanuni ya uendeshaji wa vituo vya umeme vya mini-hydroelectric:

Kitengo cha umeme wa maji Leneva N.I. huunda mbele yake maji madogo ya nyuma ya sentimita 10 kwa kasi ya mtiririko wa 1 m / sec, na nyuma yake - utupu, na kwa hiyo maji yanayoanguka kutokana na kurudi nyuma huathiri blade kwa kasi tofauti kuliko katika mtiririko unaozunguka. Ikiwa pia kuna utupu kwenye kituo cha mtambo wa umeme wa mini-hydroelectric, mtiririko huongeza kasi yake chini ya ushawishi wa nguvu ya centrifugal na mara kwa mara ya mvuto! Hii sio ngumu kuona kwenye picha zinazowasilishwa na mtiririko unaotoka na vivunjaji ambavyo huunda. Kitengo cha nguvu ya majimaji hufanya kazi kama pampu.

Manufaa ya kitengo cha umeme cha Leneva:

- kuongezeka kwa eneo la kazi la kitengo cha umeme wa maji. Katika ufungaji wa kituo cha umeme cha mini-hydroelectric hakuna blade moja ambayo haiwezi kufanya kazi wakati wowote au inaweza kuingilia kati kazi ya wengine. Visu hupangwa kwa safu mbili, ambayo kila moja ni ya kufanya kazi. Wakati wa kugeuka, vile vile pia hufanya kazi,

– fomu ya ufungaji huunda muundo wa kawaida wa kitengo cha nguvu ya maji, ambayo inafanya uwezekano wa kujenga kubwa zaidi vituo vya kuzalisha umeme kwa maji kutoka kwa vizuizi vidogo kwa watumiaji wadogo, wa kati na wakubwa,

- vile vya kufanya kazi vya kitengo cha nguvu za majimaji ziko kuhusiana na mtiririko wa kusonga chini angle mojawapo kwa digrii 45. Kwa hivyo, kituo cha umeme cha mini-hydroelectric haizuii tu harakati ya maji, ikichukua nishati yake yote, lakini pia inakera kuibuka kwa nguvu za ziada ambazo huongeza sana nguvu ya mtiririko wa maji, na, ipasavyo, yetu wenyewe.

Mitambo ya kuzalisha umeme wa maji hutumia nguvu ya maji kuzalisha nishati ya umeme. Vituo vya kujitegemea kutatua tatizo la umbali kutoka kwa gridi za umeme za kati au kusaidia kuokoa kwenye umeme.

Faida na hasara za vituo vya umeme wa maji

Mitambo ya umeme wa maji ina faida zifuatazo juu ya aina zingine za vyanzo vya nishati mbadala:

• Hazitegemei hali ya hewa na wakati wa siku (tofauti). Hii inaruhusu nishati zaidi kuzalishwa kwa kasi inayotabirika.
• Nguvu ya chanzo (mto au mkondo) inaweza kubadilishwa. Ili kufanya hivyo, inatosha kupunguza mfereji na bwawa au kutoa tofauti katika urefu wa maji.
• Ufungaji wa majimaji haifanyi kelele yoyote (tofauti).
• Aina nyingi za vituo vya chini vya nguvu hazihitaji vibali vyovyote vya ufungaji.

Hasara za mitambo ya umeme ya maji ya nyumbani ni pamoja na kutokuwa na uwezo wa kufanya kazi katika hali ya hewa ya baridi. Kwa kuongeza, mazingira ya majini ni ya fujo, hivyo sehemu za kituo lazima ziwe na maji na za kudumu.

Wakati wa kubuni mitambo ya kuzalisha umeme kwa kutumia maji kama chanzo mbadala cha nishati nyumba yako mwenyewe Mambo yafuatayo yanapaswa kuwa maamuzi:

• Ukaribu wa mto kwa nyumba. Sakinisha kituo cha nyumbani Haifai kuwa mbali na nyumbani. Ufungaji wa mbali zaidi, chini ya ufanisi wake, kwa sababu baadhi ya nishati itapotea wakati wa maambukizi. Kwa kuongeza, ni vigumu zaidi kulinda kituo chako cha umeme kutokana na wizi au uharibifu.
• Kasi ya mtiririko wa kutosha au uwezekano wa kuiongeza. Nguvu ya kituo huongezeka kwa maendeleo ya kijiometri kwa kuongeza kasi ya maji.

Ni rahisi kujua kasi. Tupa kipande cha povu au mpira wa tenisi ndani ya maji na weka wakati inachukua ili kuogelea umbali fulani. Kisha ugawanye mita kwa sekunde na utajua kasi. Kiwango cha chini cha kasi ya maji ya kutosha kwa kituo cha umeme cha umeme cha nyumbani ni 1 m/s.

Ikiwa kiwango cha mtiririko wa mto wako au mkondo ni chini ya thamani hii, basi itaongezwa na bwawa ndogo au bomba nyembamba. Lakini chaguzi hizi zinaweza kusababisha shida zaidi. Ujenzi wa bwawa unahitaji ruhusa kutoka kwa mamlaka, pamoja na idhini ya majirani.

Jifanyie mwenyewe kituo kidogo cha umeme wa maji

Ubunifu wa kituo cha umeme wa maji ni ngumu sana, kwa hivyo itawezekana kujenga kituo kidogo peke yako, ambacho kitaokoa umeme au kutoa nishati kwa kaya ya kawaida. Ifuatayo ni mifano miwili ya utekelezaji wa kituo cha umeme cha maji kilichotengenezwa nyumbani.

Jinsi ya kutengeneza kituo cha umeme cha umeme kutoka kwa baiskeli

Toleo hili la kituo cha umeme wa maji ni bora kwa safari za baiskeli. Ni kompakt na nyepesi, lakini inaweza kutoa nishati kwa kambi ndogo iliyowekwa kwenye ukingo wa mkondo au mto. Umeme unaotokana utakuwa wa kutosha kwa taa za jioni na malipo ya vifaa vya simu.

Ili kufunga kituo utahitaji:

• Gurudumu la mbele kutoka kwa baiskeli.
• Jenereta ya baiskeli ambayo hutumiwa kuwasha taa za baiskeli.
• Vipuli vilivyotengenezwa nyumbani. Wao hukatwa mapema kutoka karatasi ya alumini. Upana wa vile unapaswa kuwa kutoka sentimita mbili hadi nne, na urefu unapaswa kuwa kutoka kwa kitovu cha gurudumu hadi ukingo wake. Kunaweza kuwa na idadi yoyote ya vile; zinahitaji kuwekwa kwa umbali sawa kutoka kwa kila mmoja.

Ili kuzindua kituo kama hicho, inatosha kuzamisha gurudumu ndani ya maji. Kina cha kuzamishwa kinatambuliwa kwa majaribio, takriban kutoka theluthi hadi nusu ya gurudumu.

Ili kujenga kituo chenye nguvu zaidi kwa matumizi ya kudumu, zaidi vifaa vya kudumu. Mambo ya chuma na plastiki, ambayo ni rahisi kulinda kutoka kwa mfiduo, yanafaa zaidi mazingira ya majini. Lakini pia zinafaa sehemu za mbao, ikiwa unawaingiza katika suluhisho maalum na uwachora kwa rangi ya kuzuia maji.

Kituo kinahitaji vitu vifuatavyo:

• Ngoma ya kebo ya chuma (mita 2.2 kwa kipenyo). Gurudumu la rotor hufanywa kutoka kwake. Ili kufanya hivyo, ngoma hukatwa vipande vipande na kuunganishwa tena kwa umbali wa sentimita 30. Blades (vipande 18) hufanywa kutoka kwa mabaki ya ngoma. Wao ni svetsade kwa radius kwa pembe ya digrii 45. Ili kuunga mkono muundo mzima, sura inafanywa kutoka kwa pembe au mabomba. Gurudumu huzunguka kwenye fani.
• Imewekwa kwenye gurudumu kipunguza mnyororo(uwiano wa gia unapaswa kuwa nne). Ili iwe rahisi kuleta axes ya gari na jenereta pamoja, na pia kupunguza vibration, mzunguko hupitishwa kupitia kadiani kutoka kwa gari la zamani.
• Inafaa kwa jenereta motor asynchronous. Kwa hiyo inapaswa kuongezwa kipunguza gia kingine na mgawo wa karibu 40. Kisha kwa jenereta ya awamu tatu na 3000 rpm na uwiano wa jumla wa kupunguza 160, idadi ya mapinduzi itashuka hadi 20 rpm.
• Weka vitu vyote vya umeme kwenye chombo kisicho na maji.

Imefafanuliwa vifaa vya kuanzia rahisi kupata kwenye jalala au kutoka kwa marafiki. Unaweza kulipa wataalamu kwa kukata ngoma ya chuma na grinder na kwa kulehemu (au kufanya kila kitu mwenyewe). Kama matokeo, kituo cha nguvu cha umeme cha maji na uwezo wa hadi 5 kW kitagharimu kiasi kidogo.

Kuzalisha umeme kutoka kwa maji sio ngumu sana. Ni ngumu zaidi kupanga safu mfumo wa uhuru usambazaji wa umeme kwa msingi wa kituo cha umeme cha umeme cha nyumbani, kudumisha kituo katika utaratibu wa kufanya kazi na kuhakikisha usalama wa watu na wanyama wanaoizunguka.

Ikiwa kuna mto au hata mkondo mdogo unapita karibu na nyumba yako, basi kwa msaada wa kituo cha umeme cha umeme cha mini unaweza kupata umeme wa bure. Labda hii haitakuwa nyongeza kubwa sana kwa bajeti, lakini utambuzi wa kuwa una umeme wako unagharimu zaidi. Naam, ikiwa, kwa mfano, kwenye dacha, hakuna umeme wa kati, basi hata kiasi kidogo cha umeme kitakuwa muhimu tu. Na hivyo, ili kuunda kituo cha umeme cha umeme cha nyumbani, angalau hali mbili ni muhimu - upatikanaji wa rasilimali ya maji na tamaa.

Ikiwa wote wawili wapo, basi jambo la kwanza la kufanya ni kupima kasi ya mtiririko wa mto. Hii ni rahisi sana kufanya - kutupa tawi ndani ya mto na kupima wakati ambao huelea mita 10. Kugawanya mita kwa sekunde hukupa kasi ya sasa katika m/s. Ikiwa kasi ni chini ya 1 m / s, basi kituo cha umeme cha umeme cha uzalishaji wa mini hakitafanya kazi. Katika kesi hii, unaweza kujaribu kuongeza kasi ya mtiririko kwa kupunguza njia kwa bandia au kutengeneza bwawa ndogo ikiwa unashughulika na mkondo mdogo.

Kama mwongozo, unaweza kutumia uhusiano kati ya kasi ya mtiririko katika m/s na nguvu ya umeme iliyoondolewa kwenye shimoni ya propela katika kW (kipenyo cha screw mita 1). Data ni ya majaribio; kwa kweli, nguvu inayotokana inategemea mambo mengi, lakini inafaa kwa tathmini. Kwa hivyo:

• 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, nk.

Nguvu ya kituo cha umeme cha umeme cha mini cha kujitengenezea ni sawia na mchemraba wa kasi ya mtiririko. Kama ilivyoonyeshwa tayari, ikiwa kasi ya mtiririko haitoshi, jaribu kuiongeza kwa uwongo, ikiwa hii inawezekana.

Aina za mitambo ya umeme ya mini-hydroelectric

Kuna chaguzi kadhaa kuu za mitambo ya umeme ya umeme iliyotengenezwa nyumbani.


Hili ni gurudumu lenye vilele vilivyowekwa perpendicular kwa uso wa maji. Gurudumu ni chini ya nusu ya kuzama katika mtiririko. Maji hushinikiza kwenye vile na huzunguka gurudumu. Pia kuna magurudumu ya turbine na vile maalum vilivyoboreshwa kwa mtiririko wa kioevu. Lakini hiyo inatosha miundo tata kiwanda zaidi kuliko ya nyumbani.

Ni rota ya mhimili wima inayotumiwa kuzalisha nishati ya umeme. Rotor ya wima inayozunguka kutokana na tofauti ya shinikizo kwenye vile vyake. Tofauti ya shinikizo huundwa kutokana na mtiririko wa kioevu karibu na nyuso ngumu. Athari ni sawa na kuinua hydrofoil au kuinua bawa la ndege. Ubunifu huu ulipewa hati miliki na Georges Jean-Marie Darrieux, mhandisi wa anga wa Ufaransa mnamo 1931. Pia hutumiwa mara nyingi katika miundo ya turbine ya upepo.

Garland Kituo cha nguvu cha umeme wa maji kina turbine nyepesi - propela za majimaji, zilizopigwa na zilizowekwa kwa uthabiti kwa namna ya kamba kwenye kebo iliyotupwa mtoni. Mwisho mmoja wa cable umewekwa kwenye fani ya usaidizi, nyingine huzunguka rotor ya jenereta. Cable katika kesi hii ina jukumu la aina ya shimoni, harakati za mzunguko ambayo hupitishwa kwa jenereta. Mtiririko wa maji huzunguka rotors, rotors huzunguka cable.

Pia iliyokopwa kutoka kwa miundo ya mimea ya nguvu ya upepo, aina ya "turbine ya upepo wa chini ya maji" yenye rotor ya wima. Tofauti na propela ya hewa, propeller ya chini ya maji ina blade za upana mdogo. Kwa maji, upana wa blade wa cm 2 tu ni wa kutosha. Kwa upana huo, kutakuwa na upinzani mdogo na kasi ya juu ya mzunguko. Upana huu wa vile ulichaguliwa kwa kasi ya mtiririko wa mita 0.8-2 kwa pili. Kwa kasi ya juu, saizi zingine zinaweza kuwa bora. Propeller huenda si kutokana na shinikizo la maji, lakini kutokana na kizazi cha kuinua nguvu. Kama bawa la ndege. Vipande vya propela husogea kwenye mtiririko badala ya kuburutwa kuelekea upande wa mtiririko.

Manufaa na hasara za mifumo mbali mbali ya kituo cha umeme cha umeme cha mini

Hasara za kituo cha umeme cha garland ni dhahiri: matumizi makubwa ya nyenzo, hatari kwa wengine (cable ndefu chini ya maji, rotors iliyofichwa ndani ya maji, kuzuia mto), ufanisi mdogo. Kituo cha kuzalisha umeme cha Garland ni aina ya bwawa dogo. Inashauriwa kutumia katika maeneo yasiyo na watu, maeneo ya mbali na ishara za onyo zinazofaa. Ruhusa kutoka kwa mamlaka na wanamazingira inaweza kuhitajika. Chaguo la pili ni mkondo mdogo kwenye bustani yako.

Rotor ya Daria ni ngumu kuhesabu na kutengeneza. Mwanzoni mwa kazi unahitaji kuifungua. Lakini inavutia kwa sababu mhimili wa rotor iko kwa wima na nguvu inaweza kuchukuliwa juu ya maji, bila gia za ziada. Rotor kama hiyo itazunguka na mabadiliko yoyote katika mwelekeo wa mtiririko - hii ni pamoja.

Miundo iliyoenea zaidi ya ujenzi wa mitambo ya umeme inayotengenezwa nyumbani ni propela na gurudumu la maji. Kwa kuwa chaguo hizi ni rahisi kutengeneza, zinahitaji mahesabu ndogo na zinatekelezwa kwa gharama ndogo, zina ufanisi wa juu, na ni rahisi kusanidi na kufanya kazi.

Mfano wa kituo cha umeme cha mini-hydroelectric rahisi

Kituo rahisi zaidi cha umeme wa maji kinaweza kujengwa haraka kutoka kwa baiskeli ya kawaida na taa inayobadilika. Visu kadhaa (2-3) lazima ziwe tayari kutoka kwa mabati au alumini ya karatasi nyembamba. Vipande vinapaswa kuwa na urefu kutoka kwa ukingo wa gurudumu hadi kitovu, na upana wa cm 2-4. Vipu hivi vimewekwa kati ya vipandikizi kwa kutumia njia yoyote inayopatikana au kwa kutumia vifungo vilivyotayarishwa awali.

Ikiwa unatumia blade mbili, ziweke kinyume na kila mmoja. Ikiwa unataka kuongeza vile zaidi, kisha ugawanye mduara wa gurudumu kwa idadi ya vile na uziweke kwa vipindi sawa. Unaweza kujaribu na kina cha kuzamishwa kwa gurudumu na vile ndani ya maji. Kwa kawaida ni moja ya tatu hadi nusu ya kuzamishwa.

Chaguo la mmea wa umeme wa kusafiri ulizingatiwa hapo awali.

Kituo kama hicho cha umeme wa maji haichukui nafasi nyingi na kitawahudumia wapanda baiskeli kikamilifu - jambo kuu ni uwepo wa mkondo au rivulet - ambayo kwa kawaida ni mahali ambapo kambi imewekwa. Kituo kidogo cha umeme wa maji kutoka kwa baiskeli kinaweza kuangazia hema na kuchaji simu za rununu au vifaa vingine.

Mitambo ya umeme wa maji hutumia nguvu ya maji kutoa nishati ya umeme. Vituo vya kujitegemea kutatua tatizo la umbali kutoka kwa gridi za umeme za kati au kusaidia kuokoa kwenye umeme.

Faida na hasara za vituo vya umeme wa maji

Mitambo ya umeme wa maji ina faida zifuatazo juu ya aina zingine za vyanzo vya nishati mbadala:

• Hazitegemei hali ya hewa na wakati wa siku (tofauti). Hii inaruhusu nishati zaidi kuzalishwa kwa kasi inayotabirika.
• Nguvu ya chanzo (mto au mkondo) inaweza kubadilishwa. Ili kufanya hivyo, inatosha kupunguza mfereji na bwawa au kutoa tofauti katika urefu wa maji.
• Ufungaji wa majimaji haifanyi kelele yoyote (tofauti).
• Aina nyingi za vituo vya chini vya nguvu hazihitaji vibali vyovyote vya ufungaji.

Hasara za mitambo ya umeme ya maji ya nyumbani ni pamoja na kutokuwa na uwezo wa kufanya kazi katika hali ya hewa ya baridi. Kwa kuongeza, mazingira ya majini ni ya fujo, hivyo sehemu za kituo lazima ziwe na maji na za kudumu.

Wakati wa kubuni kituo cha umeme cha mini-hydroelectric kwa matumizi kama chanzo mbadala cha nishati kwa nyumba yako mwenyewe, mambo yafuatayo yanapaswa kuwa ya kuamua:

• Ukaribu wa mto kwa nyumba. Hakuna maana katika kusakinisha kituo cha kujitengenezea nyumbani mbali na nyumbani. Ufungaji wa mbali zaidi, chini ya ufanisi wake, kwa sababu baadhi ya nishati itapotea wakati wa maambukizi. Kwa kuongeza, ni vigumu zaidi kulinda kituo chako cha umeme kutokana na wizi au uharibifu.
• Kasi ya mtiririko wa kutosha au uwezekano wa kuiongeza. Nguvu ya kituo huongezeka kwa kasi na kuongeza kasi ya maji.

Ni rahisi kujua kasi. Tupa kipande cha povu au mpira wa tenisi ndani ya maji na weka wakati inachukua ili kuogelea umbali fulani. Kisha ugawanye mita kwa sekunde na utajua kasi. Kiwango cha chini cha kasi ya maji ya kutosha kwa kituo cha umeme cha umeme cha nyumbani ni 1 m/s.

Ikiwa kiwango cha mtiririko wa mto wako au mkondo ni chini ya thamani hii, basi itaongezwa na bwawa ndogo au bomba nyembamba. Lakini chaguzi hizi zinaweza kusababisha shida zaidi. Ujenzi wa bwawa unahitaji ruhusa kutoka kwa mamlaka, pamoja na idhini ya majirani.

Jifanyie mwenyewe kituo kidogo cha umeme wa maji

Ubunifu wa kituo cha umeme wa maji ni ngumu sana, kwa hivyo itawezekana kujenga kituo kidogo peke yako, ambacho kitaokoa umeme au kutoa nishati kwa kaya ya kawaida. Ifuatayo ni mifano miwili ya utekelezaji wa kituo cha umeme cha maji kilichotengenezwa nyumbani.

Jinsi ya kutengeneza kituo cha umeme cha umeme kutoka kwa baiskeli

Toleo hili la kituo cha umeme wa maji ni bora kwa safari za baiskeli. Ni kompakt na nyepesi, lakini inaweza kutoa nishati kwa kambi ndogo iliyowekwa kwenye ukingo wa mkondo au mto. Umeme unaotokana utakuwa wa kutosha kwa taa za jioni na malipo ya vifaa vya simu.

Ili kufunga kituo utahitaji:

• Gurudumu la mbele kutoka kwa baiskeli.
• Jenereta ya baiskeli ambayo hutumiwa kuwasha taa za baiskeli.
• Vipuli vilivyotengenezwa nyumbani. Wao hukatwa mapema kutoka kwa alumini ya karatasi. Upana wa vile unapaswa kuwa kutoka sentimita mbili hadi nne, na urefu unapaswa kuwa kutoka kwa kitovu cha gurudumu hadi ukingo wake. Kunaweza kuwa na idadi yoyote ya vile; zinahitaji kuwekwa kwa umbali sawa kutoka kwa kila mmoja.

Ili kuzindua kituo kama hicho, inatosha kuzamisha gurudumu ndani ya maji. Kina cha kuzamishwa kinatambuliwa kwa majaribio, takriban kutoka theluthi hadi nusu ya gurudumu.

Ili kujenga kituo chenye nguvu zaidi kwa matumizi ya kudumu, nyenzo za kudumu zaidi zitahitajika. Mambo ya chuma na plastiki, ambayo ni rahisi kulinda kutokana na yatokanayo na mazingira ya majini, yanafaa zaidi. Lakini sehemu za mbao pia zinafaa ikiwa unaziweka kwenye suluhisho maalum na kuzipaka rangi ya kuzuia maji.

Kituo kinahitaji vitu vifuatavyo:

• Ngoma ya kebo ya chuma (mita 2.2 kwa kipenyo). Gurudumu la rotor hufanywa kutoka kwake. Ili kufanya hivyo, ngoma hukatwa vipande vipande na kuunganishwa tena kwa umbali wa sentimita 30. Blades (vipande 18) hufanywa kutoka kwa mabaki ya ngoma. Wao ni svetsade kwa radius kwa pembe ya digrii 45. Ili kuunga mkono muundo mzima, sura inafanywa kutoka kwa pembe au mabomba. Gurudumu huzunguka kwenye fani.
• Gia ya mnyororo imewekwa kwenye gurudumu (uwiano wa gia unapaswa kuwa nne). Ili iwe rahisi kuleta axes ya gari na jenereta pamoja, na pia kupunguza vibration, mzunguko hupitishwa kupitia kadiani kutoka kwa gari la zamani.
• Motor asynchronous inafaa kwa jenereta. Kwa hiyo inapaswa kuongezwa kipunguzaji kingine cha gear na mgawo wa karibu 40. Kisha kwa jenereta ya awamu ya tatu yenye mapinduzi 3000 kwa pili na mgawo wa kupunguza jumla ya 160, idadi ya mapinduzi itapungua hadi mapinduzi 20 kwa dakika.
• Weka vitu vyote vya umeme kwenye chombo kisicho na maji.

Nyenzo za kuanzia zilizoelezewa zinaweza kupatikana kwa urahisi kwenye taka au kutoka kwa marafiki. Unaweza kulipa wataalamu kwa kukata ngoma ya chuma na grinder na kwa kulehemu (au kufanya kila kitu mwenyewe). Kama matokeo, kituo cha nguvu cha umeme cha maji na uwezo wa hadi 5 kW kitagharimu kiasi kidogo.

Kuzalisha umeme kutoka kwa maji sio ngumu sana. Ni ngumu zaidi kujenga mfumo wa usambazaji wa umeme unaojitegemea kwa msingi wa kituo cha umeme cha umeme cha nyumbani, kudumisha kituo katika mpangilio wa kufanya kazi na kuhakikisha usalama wa watu na wanyama wanaoizunguka.

Kituo kidogo cha umeme wa maji. Mitambo ya nguvu ya umeme wa maji

Kituo kidogo cha umeme wa maji au kituo kidogo cha umeme wa maji(SHPP) - kituo cha nguvu cha umeme wa maji ambacho huzalisha kiasi kidogo cha umeme na kina mitambo ya maji yenye uwezo uliowekwa wa 1 hadi 3000 kW.

Kituo kidogo cha umeme wa maji iliyoundwa ili kubadilisha nishati ya majimaji ya mtiririko wa maji kuwa nishati ya umeme kwa usambazaji zaidi wa umeme unaozalishwa kwa mfumo wa nguvu. Neno micro linamaanisha kuwa kituo hiki cha umeme wa maji kimewekwa kwenye miili ndogo ya maji - mito ndogo au hata mito, mito ya teknolojia au tofauti katika mwinuko wa mifumo ya matibabu ya maji, na nguvu ya kitengo cha majimaji haizidi 10 kW.

SHPPs imegawanywa katika madarasa mawili: mitambo ya nguvu ya umeme wa maji (hadi 200 kW) na mitambo ya umeme ya mini-hydroelectric (hadi 3000 kW). Ya kwanza hutumiwa hasa katika kaya na makampuni ya biashara ndogo, ya mwisho - katika vituo vikubwa. Kwa mmiliki nyumba ya nchi au Biashara ndogo ndogo, ni wazi wa kwanza ni wa maslahi zaidi.

Kulingana na kanuni ya operesheni, mitambo ya umeme wa umeme mdogo imegawanywa katika aina zifuatazo:

Gurudumu la maji . Hii ni gurudumu yenye vile, iliyowekwa perpendicular kwa uso wa maji na nusu ya kuzama ndani yake. Wakati wa operesheni, maji huweka shinikizo kwenye vile na husababisha gurudumu kuzunguka.

Kutoka kwa mtazamo wa urahisi wa utengenezaji na kupata ufanisi wa juu na gharama ndogo, muundo huu unafanya kazi vizuri. Kwa hiyo, mara nyingi hutumiwa katika mazoezi.

Kituo cha umeme cha Garland mini-hydroelectric . Ni kebo inayotupwa kutoka ukingo mmoja wa mto hadi mwingine na rota zimefungwa kwa uthabiti. Mtiririko wa maji huzunguka rotors, na kutoka kwao mzunguko hupitishwa kwa cable, mwisho mmoja ambao unaunganishwa na kuzaa, na nyingine kwa shimoni la jenereta.

Hasara za kituo cha umeme wa maji ya garland: matumizi ya juu ya nyenzo, hatari kwa wengine (cable ndefu chini ya maji, rotors iliyofichwa ndani ya maji, kuzuia mto), ufanisi mdogo.

Rotor Daria . Hii ni rotor ya wima inayozunguka kutokana na tofauti ya shinikizo kwenye vile vyake. Tofauti ya shinikizo huundwa kutokana na mtiririko wa kioevu karibu na nyuso ngumu. Athari ni sawa na kuinua hydrofoil au kuinua bawa la ndege. Kwa kweli, SHPP za muundo huu zinafanana na jenereta za upepo za jina moja, lakini ziko kwenye katikati ya kioevu.

Rota ya Daria ni ngumu kutengeneza; inahitaji kupotoshwa kabla ya kuanza kazi. Lakini inavutia kwa sababu mhimili wa rotor iko kwa wima na nguvu inaweza kuchukuliwa juu ya maji, bila gia za ziada. Rotor kama hiyo itazunguka na mabadiliko yoyote katika mwelekeo wa mtiririko. Kama ilivyo kwa mwenzake wa anga, ufanisi wa rota ya Darrieus ni duni kuliko ule wa mitambo midogo ya kuzalisha umeme ya aina ya propela.

Propela . Hii ni "windmill" ya chini ya maji yenye rotor ya wima, ambayo, tofauti na hewa, ina vile vile vya upana wa chini ya cm 2. Upana huu hutoa upinzani mdogo na kasi ya juu ya mzunguko na ilichaguliwa kwa kasi ya kawaida ya mtiririko - 0.8 - mita 2 kwa sekunde.

Propeller SHPPs , pamoja na magurudumu, ni rahisi kutengeneza na kuwa na ufanisi wa juu, ambayo ndiyo sababu ya matumizi yao ya mara kwa mara.

Uainishaji wa vituo vya umeme vya umeme vya mini

Uainishaji kwa pato la nguvu (maeneo ya maombi) .

Nguvu inayotokana na kituo cha nguvu cha umeme wa maji imedhamiriwa na mchanganyiko wa mambo mawili, ya kwanza ni shinikizo la maji linaloingia kwenye vile vya turbine ya hydraulic, ambayo huendesha jenereta inayozalisha umeme, na jambo la pili ni kiwango cha mtiririko; i.e. kiasi cha maji kupita kwenye turbine katika sekunde 1. Mtiririko ndio sababu ya kuamua wakati wa kuainisha kituo cha umeme wa maji kama aina maalum.

Kulingana na nguvu zinazozalishwa, vituo vidogo vya umeme wa maji vimegawanywa katika:

• Nguvu ya kaya hadi 15 kW: kutumika kutoa umeme kwa kaya binafsi na mashamba.
• Kibiashara hadi kW 180: usambazaji wa umeme kwa wafanyabiashara wadogo.
• Viwanda na uwezo wa zaidi ya 180 kW: wao kuzalisha umeme kwa ajili ya kuuza, au nishati ni kuhamishiwa uzalishaji.

Uainishaji kwa kubuni

Uainishaji kwa eneo la usakinishaji

• Shinikizo la juu - zaidi ya m 60;
• Shinikizo la kati - kutoka 25 m;
• Shinikizo la chini - kutoka 3 hadi 25 m.

Uainishaji huu unamaanisha kuwa mtambo wa nguvu hufanya kazi kwa kasi tofauti, na hatua kadhaa huchukuliwa ili kukiimarisha kiufundi, kwa sababu. kiwango cha mtiririko kinategemea shinikizo.

Vipengele vya kituo cha umeme cha maji kidogo

Ufungaji wa kuzalisha umeme wa kituo kidogo cha umeme wa maji una turbine, jenereta na mfumo. udhibiti wa moja kwa moja. Vipengele vingine vya mfumo vinafanana na au. Vipengele kuu vya mfumo:

• Turbine ya Hydro na vile, vilivyounganishwa na shimoni kwa jenereta
• Jenereta . Imeundwa kuzalisha mkondo wa kubadilisha. Imeshikamana na shimoni la turbine. Vigezo vya sasa vinavyotengenezwa ni kiasi cha kutosha, lakini hakuna kitu sawa na kuongezeka kwa nguvu hutokea wakati wa kizazi cha upepo;
• Kitengo cha kudhibiti turbine ya Hydro hutoa kuanza na kusimamishwa kwa kitengo cha majimaji, maingiliano ya moja kwa moja ya jenereta wakati wa kushikamana na mfumo wa nguvu, udhibiti wa njia za uendeshaji za kitengo cha majimaji, na kuacha dharura.
• Kizuizi cha upakiaji wa Ballast , iliyoundwa ili kuondokana na nguvu ambazo hazijatumiwa na walaji, huepuka kushindwa kwa jenereta ya umeme na mfumo wa ufuatiliaji na udhibiti.
• Kidhibiti cha malipo/kiimarishaji : iliyoundwa kudhibiti malipo betri, udhibiti wa mzunguko wa blade na ubadilishaji wa voltage.
• Benki ya AKB : tank ya kuhifadhi, ukubwa wa ambayo huamua muda wa uendeshaji wa uhuru wa kitu kinachotumiwa nayo.
• Inverter , mifumo mingi ya kuzalisha hidrojeni hutumia mifumo ya inverter. Ikiwa kuna benki ya betri na kidhibiti cha malipo, mifumo ya majimaji sio tofauti sana na mifumo mingine inayotumia vyanzo vya nishati mbadala.

Kituo kidogo cha umeme wa maji kwa nyumba ya kibinafsi

Kupanda kwa ushuru wa umeme na ukosefu wa uwezo wa kutosha kufanya masuala ya mada o matumizi ya nishati bure kutoka vyanzo mbadala katika kaya. Ikilinganishwa na vyanzo vingine vya nishati mbadala, vituo vya umeme vya mini vinavutia, kwani kwa nguvu sawa na turbine ya upepo na betri ya jua wana uwezo wa kutoa nishati nyingi zaidi kwa muda sawa. Kizuizi cha asili juu ya matumizi yao ni ukosefu wa mto

Ikiwa mto mdogo, mkondo unapita karibu na nyumba yako, au kuna mabadiliko ya mwinuko kwenye njia za ziwa, basi una masharti yote ya kufunga kituo cha nguvu cha umeme wa maji. Pesa iliyotumika kwa ununuzi wake itajilipa haraka - utapewa umeme wa bei rahisi wakati wowote wa mwaka, bila kujali hali ya hewa na mambo mengine ya nje.

Kiashiria kuu kinachoonyesha ufanisi wa kutumia SHPPs ni kiwango cha mtiririko wa hifadhi. Ikiwa kasi ni chini ya 1 m / s, basi ni muhimu kuchukua hatua za ziada ili kuharakisha, kwa mfano, kufanya njia ya bypass ya sehemu ya msalaba ya kutofautiana au kuandaa tofauti ya urefu wa bandia.

Faida na hasara za microhydropower

Faida za kituo kidogo cha umeme wa maji kwa nyumba ni pamoja na:

• Usalama wa mazingira (pamoja na kutoridhishwa kwa samaki wachanga) wa vifaa na kutokuwepo kwa hitaji la mafuriko maeneo makubwa na uharibifu mkubwa wa nyenzo;
• Usafi wa kiikolojia wa nishati inayozalishwa. Hakuna athari juu ya mali na ubora wa maji. Mabwawa yanaweza kutumika kwa shughuli za uvuvi na kama vyanzo vya maji kwa wakazi;
• Gharama ya chini ya umeme inayozalishwa, ambayo ni mara kadhaa ya bei nafuu kuliko ile inayozalishwa kwenye mitambo ya nguvu ya joto;
• Unyenyekevu na uaminifu wa vifaa vinavyotumiwa, na uwezekano wa uendeshaji wake katika hali ya uhuru (wote ndani na nje ya mtandao wa usambazaji wa nguvu). Imetolewa na wao umeme inakidhi mahitaji ya GOST kwa mzunguko na voltage;
• Maisha kamili ya huduma ya kituo ni angalau miaka 40 (angalau miaka 5 kabla ya matengenezo makubwa);
• kutoisha kwa rasilimali zinazotumika kuzalisha nishati.

Hasara kuu ya vituo vya nguvu vya umeme wa maji ni hatari ya jamaa kwa wakaazi wa wanyama wa majini, kwa sababu. Vipande vya turbine vinavyozunguka, hasa katika mtiririko wa kasi, vinaweza kuwa tishio kwa samaki au kaanga. Utumiaji mdogo wa teknolojia pia inaweza kuchukuliwa kuwa hasara.

Rudi