Міні- і мікро-ГЕС – популярні конструкції і застосування

Якщо поглянути на промислову енергетику сьогоднішнього дня, якщо звернути увагу на динаміку розробок в сфері альтернативної енергетики, то можна легко помітити, що тут давно сформувався такий стереотип: рівнинна річка в принципі не придатна для отримання потужності на гідроелектростанції.

Великі ГЕС зводяться із застосуванням обладнання, спочатку розробленого для отримання великих електричних потужностей на крутих перепадах або на гірських річках, там де швидкість потоку води доходить хоча б до 2 м / с.

Генераторні установки для таких ГЕС не пристосовані для роботи на відносно слабкому плині рівнинної річки. Для цих цілей (для будь-яких річок) продаються хіба що похідні іграшки для зарядки стільникових телефонів на пару ват …

Звичайно, зводити греблю для подальшого будівництва на ній промислової ГЕС – захід дороге, окупатися буде довго, і взагалі немає сенсу налагоджувати традиційну ГЕС на рівнинній річці. Якщо навіть на рівнинну річку встановити звичайний рушій, то його ефективність не дозволить на малих обертах отримати нормальної потужності, тим більше з урахуванням втрат на редукторі.

Нарешті, ті формули, які говорять що швидкість води менше 2 м / с не підходить для гідроенергетики, просто не призначені для застосування до малих течіям. Тут потрібні інші формули і інші підходи до генерації, ніж на великих промислових ГЕС.

Уявіть собі, як гідроустановки малої потужності могли б забезпечувати електрикою важкодоступні райони нашої країни, і невеликі витрати на їх зведення досить швидко б окупалися. На невеликих водотоках можна вже зараз зводити міні-і мікро-ГЕС. Як би це вплинуло на розвиток альтернативної енергетики, потенціал якої в Україні реалізований за все на частку відсотка?

Міні-ГЕС вистачить для електропостачання дачного селища, садиби, хутора, фермерського господарства, розташованого недалеко від будь-якої річки, куди однак неможливо прокласти нормальну електричну мережу. Навіть на об’єктах водопостачання та водовідведення можна в принципі влаштовувати мікро-ГЕС. Мало того, конструкції невеликих ГЕС вже давно зріють і дозрівають в умах небайдужих, творчо налаштованих людей.

Давайте розглянемо найбільш популярні конструкції саморобних міні-ГЕС. Отже, невеликі малогабаритні ГЕС – це завжди проточні ГЕС потужністю від декількох сотень Вт до декількох десятків кВт, що використовують енергію вільного течії річки, ротори яких можуть бути влаштовані по різному. Є три основних типи роторів для міні ГЕС: водяне колесо, гірлянда і пропелер.

Водяне колесо встановлюють перпендикулярно річці, занурюючи його менш ніж на половину лопатками в воду. Перебіг обертає колесо, врізаючись в лопатки, а колесо обертає ротор генератора (через карданну, зубчасту або іншу передачу). Це найбільш простий і універсальний вид турбіни для міні-ГЕС: вони найменш громіздкі, займають меншу площу, і володіють найбільшим ККД.

Такі колеса можуть бути встановлені на річці або навіть на невеликому гірському струмку. У саморобних моделях часто можна зустріти в якості генератора перероблений на постійні магніти автомобільний генератор. Потужність колісних моделей досягає одиниць кіловат.

Гірляндного ГЕС – це набір довгих тросів з закріпленими на них, один за іншим, циліндричними роторами, які перекинуті з одного берега річки – на інший. Занурені в воду ротори обертаються плином річки, приводячи в обертання троси, а троси обертають ротор генератора через зубчасті передачі.

Така конструкція досить матеріаломісткості і в деякому роді небезпечна, оскільки перегороджує собою русло річки подібно греблі.

Різновид цієї ідеї – ротори з лопатками на поворотній осі, яка через кардан передає обертання на синхронний генератор. Генератори такого роду виготовляють на одиниці кіловат.

Пропелер – схожий на перекинутий під воду, встановлений в трубу, вітряк з тоненькими лопатями. Товщина лопатей і діаметр труби залежать від швидкості течії в місці монтажу ротора. Обертання тут передається через редуктор на ротор генератора.

Цей тип турбіни виявляється найбільш спеціалізованим, оскільки турбіна виготовляється строго під умови перебігу в місці монтажу, щоб швидкість води в трубі збільшувалася.

Генератори даного типу не тільки виготовляють самостійно любителі, випускаються вони і промисловістю: одна японська фірма виробляє такі генератори потужністю по 250 ват.

Важливо енергетичне обладнання, яке встановлюється на міні-ГЕС. Воно повинно працювати узгоджено з напором і швидкістю течії, мати стабілізацію і електроніку з можливістю переходу на ручне управління, оснащену усіма типами захистів, в тому числі від аварійних ситуацій.

Ссылка на основную публикацию