Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Содержание
  1. Гидрогенераторы небольшой мощности для дома
  2. Смешанные гидроэлектростанции
  3. Плюсы мини-ГЭС
  4. Как расширить результативность ГЭС
  5. Гидроэлектростанция собственными руками: как соорудить независимую мини-ГЭС
  6. Как соорудить мини-ГЭС собственными руками
  7. РАЗНОВИДНОСТИ МИНИ-ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
  8. С ЧЕГО НАЧИНАТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО
  9. Рукодельная мини-ГЭС и ее промышленные аналоги

Гидрогенераторы небольшой мощности для дома

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

В случае если недалеко от вашего дома за городом находится маленькая речка или ручей, вы можно самим построить гидрогенератор небольшой мощности для дома. Рукодельная гидроэлектростанция даст возможность получать бесплатно электричество.

Может быть, это не сбережет существенных сумм, но осмысление того, что вы обладаете своим источником электрической энергии, стоит значительно дороже. Бывают ситуации, когда к дому не проведено центральное электрическое снабжение.

Тогда даже совсем небольшие мощности электрической энергии могут очень понадобиться.

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Источниками электрической энергии для небольшой ГЭС могут быть:

  1. Реки или ручейки.
  2. Изменения высот на озёрных водосбросах.
  3. Стоки для отвода воды технического назначения.

Если сравнивать с другими устройствами для получения электрической энергии, которые работают от возобновляемого источника, гидрогенераторы считаются очень непростыми. В том случае, если вы все таки захотели построить мини-ГЭС, в первую очередь нужно замерять быстрота потока реки. Легче всего это сделать, определив, за сколько секунд какой-нибудь предмет проплывёт 10 метров.

Если скорость вышла меньше 1 метра в секунду, продуктивной гидростанции не выйдет. Однако если искусственно заузить русло или сделать маленькую плотину, то быстрота потока может немного увеличиться.

МикроГЭС требуется конкретной силы водонапор – струйка, падая на лопасти гидротурбины, запускает в работу генератор. Действуя по подобному правилу, установка формирует электрическую энергию.

Мощность водного потока зависит либо от естественного перепада уровней воды (деривация), либо искусственным сужением протоки при помощи плотины.

Чтобы производить определенное количество электрической энергии, изменения высот должны составлять примерно 1–2 метра, а водный расход – 90 литров в секунду.

В условиях холмистого рельефа минигидроэлектростанции просто незаменимы. Процесс её монтажа самый что ни есть простой и не требует особенных знаний и способностей.

В зависимости от конструкции и принципа действия, можно отметить два-три основных типов самодельных гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС
  1. Гирлянда. Состоит из троса, который протянут с одного речного берега на другой. На нем зафиксированы роторы, которые вращаются благодаря потоку воды. Со своей стороны, роторы вращают канат стальной, один конец которого связан с подшипником, а другой с валом генератора.
  2. Водяное колесо. Существенная деталь для самодельной ГЭС. На колесе расположены лопасти, которые находятся перпендикулярно к водной поверхности. Вода создает давление на лопасти, благодаря чему крутится само колесо.
  3. Пропеллер. Прекрасный вариант для мини-ГЭС в случае если речное русло имеет ширину больше десяти метров. Ротор пропеллера поставлен вертикально. Пропеллер имеет маленькие лопасти, примерно 2 см. Если быстрота потока реки больше 2 метров в секунду, рекомендуется выбрать иные размеры лопастей.
  4. Ротор Дарье. Собой представляет вертикально установленый ротор, который крутится за счёт разности давления на его лопасти.
Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Данные разновидности мини-ГЭС соединяет то, что для их строений не потребуется постройка плотины. Плотина считается высокоточным и очень дорогим объектом, цена строительства которого больше во много раз, чем цена самоделки.

Необходимо обратить внимание, что мощность мини-ГЭС должна подходить потребностям в электроэнергии.

Смешанные гидроэлектростанции

В случае если для ваших потребностей следует больше электроэнергии, чем вырабует домашняя ГЭС, идеальный вариант – установка электростанции гибридного типа и генратора работающего на дизельном топливе. Но подобная конструкция имеет определенные минусы, среди них:

  1. Высок уровень шума и не риск загрязнения внешней среды.
  2. На их эксплуатацию нужны существенные финансовые затраты. Цена электрики, которая сгенерируется при помощи данного оборудования, будет составлять, приблизительно 20 руб. за кВт/ч.
  3. При постоянных отключениях дизель-генераторов, намного становится меньше их термин эксплуатации, значительно падает КПД генератора.

Лучшее решение во время установки гибридной электростанции – применение дизель-генераторов в качестве резерва. Они будут отключены, если потребителю выдаётся требуемая мощность.

Как только рукодельная ГЭС прекращает производить энергию необходимой мощности, включается дизель-генератор и восполняет недостаток электрической энергии.

Плюсы мини-ГЭС

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС
  1. В процессе постройки минигидроэлектростанции и в период её применения отсутствует любое нарушение природного ландшафта.
  2. Установка мини-ГЭС не создает ухудшения качества воды: она хранит собственные натуральные свойства.
    Условия погоды не оказывают влияние на эксплуатацию электростанции.
  3. Совсем отсутствуют проблемы, которые наблюдаются в крупной энергетике: строительство дорогих строений или затопление местности.

Как расширить результативность ГЭС

Если вам необходимо немного расширить кол-во генерируемой электрической энергии, можно организовать увеличение потока путём формирования перепада высот. Самое классическое решение этой проблемы – установить в водоём сливную трубу.

При этом стоит предусмотреть диаметр самой трубы, ведь он напрямую будет отображаться на скорости потока. Чем он меньше – тем выше скорость.

Этот способ дает возможность установить минигидроэлектростанцию даже в случае если около дома течет маленькой ручей. Применяя хорошие материалы при разработке генератора, мини-ГЭС можно удачно использовать это оборудование для бытовых нужд.

Гидроэлектростанция собственными руками: как соорудить независимую мини-ГЭС

Вы применяете старый браузер. Этот и прочие сайты могут отображаться в нём нетактично.
Нужно оновить браузер или попробовать применять другой.
Применяли в доме продукцию EKF? Необходим ваш отзыв!
Ищем владельцев дома для разработки контента о системах защиты от EKF (пожарозащита, комплекты молниезащиты «Купол», «Зевс»). Пожалуйста, ответьте на пару вопросов. Заполните форму для участия

Как соорудить мини-ГЭС собственными руками

Экология использования.Наука и техника:Создаваемые собственными руками бытовые гидрогенераторы по мощности сравнимы с фотоэлектрическими панелями и ветряками, но делают намного больший объем электрической энергии.
Так как тарифы на электрическую энергию в наше время начали расти, все большую важность среди населения приобретают возобновляемые источники электрической энергии, разрешающие получать электричество фактически бесплатно.

Среди популярных человечеству аналогичных источников необходимо отметить фотоэлектрические панели, ветряные генераторы, а еще бытовые гидроэлектростанции. Однако последние считаются довольно сложными, ведь работать им приходится в достаточно агрессивных условиях.

Хотя это вовсе не говорит, что мини-ГЭС собственными руками соорудить нереально.

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Чтобы выполнить все правильно и качественно, основное – выбрать правильные материалы. Они должны обеспечивать самую большую долговечность работы станции.

Создаваемые собственными руками бытовые гидрогенераторы, мощность которых сравнима с подобной у фотоэлектрических панелей и ветряков, могут делать намного больший объем энергии. Но хотя от материалов и зависит многое, на них все не завершается.

РАЗНОВИДНОСТИ МИНИ-ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Есть очень много самых разных вариантов мини-ГЭС, любая из них имеет собственные положительные качества, характерности и минусы. Выделяют такие варианты данных устройств:

  • гирляндную;
  • пропеллерную;
  • ротор Дарье;
  • водяное колесо с лопастями.

Гирляндная ГЭС состоит из троса, на котором закреплены роторы. Такой канат стальной перетягивают через реку и опускают в воду.

Водный поток в реке начинает вращать роторы, которые со своей стороны крутят канат стальной, на одном конце которого размещен подшипник, а на втором – генератор.
Следующий вид – это водяное колесо с лопастями. Его устанавливают перпендикулярно глади воды, погружая меньше чем частично.

Так как водный поток действует на колесо, оно крутится, и заставляет крутиться генератор для мини-ГЭС, на котором закреплено это колесо.

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Что же касается пропеллерной ГЭС, то представляет она собой ветряк, разместившийся под водой с вертикальным ротором. Ширина лопастей у подобного ветряка не превышает 2 сантиметров. Аналогичной ширины для воды хватает, ведь конкретно такой номинал дает возможность делать большое количество электрической энергии при минимальном сопротивлении.

Правда, эта ширина приемлема исключительно для скорости потока до 2 метров в секунду.
Что же касается вторых условий, то параметры лопастей ротора рассчитывают отдельно.

А ротор Дарье считается вертикально размещенным ротором, действует который по принципу измения давления. Все аналогично происходит с крылом самолета, на который действует подъемная сила.

Мини ГЭС (Гидроэлектростанция) своими руками

Плюсы и минусы

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Если рассматривать гирляндную ГЭС, то у нее есть ряд явных недочетов. Во-первых, длинный канат стальной, применяемый в конструкции, представляет опасность для окружающих.

Также серьезную опасность представляют невидимые под водой роторы. Ну а плюс ко всему, нужно отметить невысокие критерии КПД и большую материалоемкость.
Если говорить про минусы ротора Дарье, то чтобы устройство начало производить электрическую энергию, его необходимо заранее раскрутить.

Правда, при этом отбор мощности выполняется прямо над водой, так что как бы ни преобразился водный поток, генератор будет производить электричество.

ТРАНСМИССИЯ МИНИ ГЭС своими руками. Hydroelectric. Автономная мини гэс — электричество в лесу

Все перечисленное выше считается факторами, которые делают более распространенными гидротурбину для мини-ГЭС и водяные колеса.

Если рассматривать ручное сооружение аналогичных устройств, то они не так уж и сложны. А в добавок, при минимум затратах такие мини-ГЭС способны выдавать самые большие критерии КПД.

Так что параметры популярности понятны.

мини ГЭС своими руками Hydroelectric own hands

С ЧЕГО НАЧИНАТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО

Сооружение мини-ГЭС собственными руками необходимо начинать с измерения быстроходных критериев направления рек. Это выполняется довольно просто: достаточно подчеркнуть вверх по течению расстояние в 10 метров, взять в руки секундомер, кинуть щепку в воду, и засечь время, за которое она пройдёт отмеренную дистанцию.
В конечном счете, если 10 метров поделить на кол-во потраченных секунд, выйдет скорость реки в метрах в секунду.

Нужно брать во внимание, что нет толку строить мини-ГЭС в местах, в которых быстрота потока не превышает 1 м/с.

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Если необходимо разобраться, как делают мини-ГЭС в местности, где маленькая скорость реки, то можно попытаться достигнуть увеличения потока благодаря организации перепада высот. Это можно выполнить через установку трубы для слива в пруд.

При этом трубный диаметр будет конкретно оказывать влияние на быстрота потока воды. Чем меньше будет диаметр, тем быстрее будет течение.

Рукодельная мини-ГЭС и ее промышленные аналоги

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

В статье приведено описание и навык использования разных самодельных и промышленных мини-ГЭС.
В наше время, из-за роста тарифов на электрическую энергию, все более важными становятся возобновляемые источники фактически бесплатной энергии.
Из популярной традиционной триады: фотоэлектрические панели, ветряные генераторы, гидрогенераторы (ГЭС), последние наиболее непростые.

Они, во-первых, работают в агрессивных условиях, а второе, имеют самую большую наработку за равный зазор времени.
Во время изготовления самодельного гидрогенератора следует больше поработать и подобрать более хорошие материалы, чтобы обеспечить его долговечность. Зато такой генератор (при равной мощности с ветряком и фотоэлектрической панелью) выдаст, за равный зазор времени, намного больше энергии.

Что и как делать?
Наиболее просто делать бесплотинные ГЭС, т.к. сооружение плотины очень не простое и элитное дело и часто требует согласования со здешними властями или, как минимум, с соседями. Бесплотинные ГЭС именуют проточными.

Есть 4-ре главных варианта подобных устройств: водяное колесо, гирляндная ГЭС, ротор Дарье и пропеллер.
Типы мини-ГЭС

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Водяное колесо, это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно водной поверхности. Колесо погружено в поток меньше чем частично.

Вода давит на лопасти и вращает колесо. Есть также колеса-турбины с особыми лопатками, оптимизированными под струю жидкости.

Но это довольно трудные конструкции скорее фабричного, чем самодельного изготовления.
Гирляндная ГЭС собой представляет канат стальной, с жестко закрепленными на нем роторами.

Канат стальной перекинут с одного речного берега на другой. Роторы как бусы нанизаны на канат стальной и полностью погружены в воду. Водный поток вращает роторы, роторы вращают канат стальной.

Один конец троса соединен с подшипником, второй с валом генератора.
Ротор Дарье, это вертикальный ротор, который крутится за счёт разности давлений на его лопастях.

Разница давлений создается за счёт обтекания жидкостью трудных поверхностей. Эффект аналогичен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета.
Пропеллер – это водный «ветряк» с вертикальным ротором.

В отличии от воздушного, водный пропеллер имеет лопасти небольшой ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см. При подобной ширине будет небольшое сопротивление и самая большая частота вращения.

Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду. При высоких скоростях, возможно, идеальны иные размеры.
Плюсы и минусы разных систем для создания самодельной ГЭС
Минусы гирляндной ГЭС понятны: большая материалоемкость, опасность для окружающих ( длинный водный канат стальной, невидимые в водной массе роторы, перегораживание реки), невысокий КПД.

Гирляндная ГЭС – это маленькая плотина. Ротор Дарье сложен в изготовлении, перед началом работы его необходимо раскрутить.

Однако он интересен тем, что ось ротора размещена вертикально и отбор мощности можно делать над водой, без дополнительных передач. Такой ротор будет вращаться при любом изменении направления потока.
Подобным образом, с точки зрения простоты изготовления и получения самого большого КПД с небольшими затратами, стоит выбрать конструкцию типа водяное колесо или пропеллер.

Большинство самоделок применяют собственно эти варианты.
С чего начинать?

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

Если вы согласились построить собственную мини-ГЭС, то первое, что необходимо сделать – это померять скорость направления реки. Реализовать это очень легко: вооружитесь секундомером, отмерте шагами 10 метров вверх по течению, бросьте в воду щепку и замерьте время прохождения данных 10 метров. Поделив метры на секунды, вы получите быстрота потока.

Навык показал, что если скорость меньше 1 м/с, то эффектной ГЭС не выйдет.
Например, можно привести соотношение, полученное экспериментальным путем, между скоростью потока м/с и мощностью снимаемой с вала винта кВт (диаметр винта 1 метр).

Итак: 0.5 м/с – 0.03 кВт, 0.7 м/с – 0.07 кВт, 1 – 0.14, 1.5 – 0.31, 2 – 0.55, 2.5 – 0.86, 3 -1.24, 4 – 2.2 и т.д. Мощность пропорциональна кубу скорости потока.

Если быстрота потока в вашем водоеме неудовлетворительная, попробуйте организовать достаточный перепад высоты для потока жидкости.
Это можно создать, установив сливную трубу из водоема или заключив ручеек в трубу и организовав плавное изменение трубного диаметра. Чем меньше будет диаметр в конце трубы, тем будет больше быстрота потока.

Если рядом с вами течет только маленькой ручей, то можно создать небольшую разборную плотину, а за плотиной поставить вашу ГЭС.
Варианты изготовления
Можно привести пару примеров самодельных мини-ГЭС.

Начинаем с самого простого, который не заберет у вас немало времени, но создаст представление, как это работает.
Возьмём традиционный велосипед с велогенератором (динамо машиной) и велофарой. Из кровельного железа или из листового алюминия вырежем несколько лопастей (2-3).

Лопасти обязаны быть длиной от обода колеса до втулки, а шириной 2-4 см. Лопасти монтируются между спицами, для крепежа их края гнут плоскогубцами вокруг спиц. Так как металл лопастей тонкий, это не трудно сделать.

Если вы применяете две лопасти, то установите их напротив друг друга. Если пожелаете добавить приличное количество лопастей, то поделите окружность колеса на число лопастей и установите их через равные промежутки.
Такая микро ГЭС, зто большое подспорье велотуристам, если они остановились на берегу реки с быстрым течением.

Вода поможет освещать палатку и заряжать мобильные телефоны. С глубиной погружения колеса можно провести эксперимент. В большинстве случаев его опускают от одной трети до половины.

Другой пример гидрогенератора – это микро-ГЭС для электрического снабжения маленького сельского хозяйства, мощностью 3-5 кВт. Мощность потока, вращающего колесо, составляет приблизительно 100 литров в секунду.

Для производства применялись только подручные материалы, из тех. Что можно найти на свалке.

Мини гидроэлектростанция. Китай.

Ротор-колесо был создан из металлического барабана от кабеля.

Диаметр барабана 2200 мм. Барабан разрезали угловой шлифмашиной и переварили. Расстояние между щечками составило 300 мм.

Под угол 45 градусов к радиусу вварили 18 лопастей. Материал лопастей – это остатки от разрезанного барабана. Барабан крутится на подшипниках, в качестве опоры для конструкции использована рама из труб или уголков.

На колесе смонтирован цепной редуктор, с показателем передачи равным четырем. Дальше вращение подается через карданный вал от «Жигулей» ВАЗ 2101. Кардан дает возможность сделать меньше вибрацию и уменьшить требования к соосности привода и генератора.

Генератор и прочая электрика и механика, которая связана с ним, закрытые влагостойким кожухом (контейнером). Это сделано из соображений безопасности и долговечности.

В середине кожуха поставлен повышающий редуктор с показателем 40 и генераторе трехфазного тока. Частота вращения генератора приблизительно 3000 оборотов за минуту. Общий показатель редуцирования 2-ух редукторов (цепного и шестеренчатого) 160.

Подобным образом, водяное колесо крутится со скоростью около 18-20 оборотов за минуту.
В качестве генератора был применен списанный асинхронный мотор, блок управления позаимствован от старой списанной кормодробилки 1953 года выпуска. От генератора до фермы протянут силовой кабель НГ 2х4 квадрата.

Провод закреплен на самодельных столбах.
Материалы и изготовление обошлись в 10000 рублей.

Основная часть денег это заработная плата рабочих и сварщика. Сумма может быть и меньше, потому что в России так много свалок, куда выбрасывают вполне трудоспособное оборудование и свои голова и руки смогут помочь вам экономить деньги.

Что предлагает промышленность

Гидроэлектростанция своими руками как соорудить автономную мини-ГЭС

На данный момент мало отечественных фирм рекомендуют мини ГЭС по оптимальным стоимостям. Наприрмер, идентичная миниГЭС (3-5кВт) обошлась бы в 300-400 тысяч рублей.

Более детально с конкретикой вопроса можно познакомиться по ссылкам:
http://www.intersolar.ru/catalog/hydro/renewable/ — каталог материалов,
http://energyservice.sitecity.ru/stext_1101130058.phtml — гидророгенераторы и гидроэнергетика от ОсОО «Гидропоника»,
http://www.inversiya.com/alternativ/001.htm — мини-гидроэлектростанции от «НПО Инверсия«,
http://www.inset.ru/r_offers/MHPP-10Pr.htm — микроГЭС10Пр от «МНТО ИНСЭТ»,
http://www.avante.com.ua/rus/price/catalog/tmc_el01937.htm — микрогидроэлектростанция ПР-5-Г-20 от фирмы «Аванте»,
http://iis97.narod.ru/pr12.htm — забавные рукавные всесезонные гидроэлектростанции Луч-1 и Луч-2,
http://promcomplex.ru/rukavnaya_perenosnaya_gi — рукавная переносная гидроэлектростанция РПГЭС-1,5,
http://www.powerpal.com/ — гидрогенераторы в Канаде,
http://www.rusphysics.ru/articles/221/ — оригинальныйсердиться злиться ГЭС нового поколения,
http://www.ntpo.com/techno/techno2_2/10.shtml — ещё о бесплотинных ГЭС,
http://the-mostly.narod.ru/misc/garland_hydro_electrical_plant.html — гирляндная гэс,
http://www.sgp.uz/userfiles/MikroGES%20rus-new.pdf — пособие по использованию,
http://www.lpelectric.ro/ro/products/hydro/turbine_ro.html — микро гидротурбина,
http://www.made-in-china.com/products-search/hot-china-products/Hydro_Turbine.html — гидрогенераторы, изготовленные в Китае.
http://alt-energy.org.ua/2009/08/19/barzhi-generatory-gidrokineticheskoj-energii/ — баржи, резервные электростанции гидрокинетической энергии.
Чем дольше живёшь, тем больше начинаешь понимать, что кризис гнездится в головах наших начальников.

Российская Федерация самодостаточная страна, т.к. в ней есть все – ресурсы, талантливые люди и миллион направленностей для желающих что-нибудь поменять к лучшему. Нам есть, к чему стремится – самый большой путь начинается с первого шага.

Сделайте его и опишите собственные достижения. Поделитесь собственным опытом.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.