Большое будущее малых гидроэлектростанций

Содержание

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно самостоятельно. Для частного дома достаточно двадцати киловатт в сутки. С таким значением справится даже мини-ГЭС, собранная своими руками. Но при этом следует помнить, что данный процесс характеризуется рядом особенностей:

Точные расчеты провести достаточно трудно.
Размеры, толщина элементов выбирается «на глаз», только опытным путем.
Самодельные сооружения не имеют защитных элементов, что приводит к частым поломкам и связанным с этим затратам.

Поэтому если нет опыта и определенных знаний в данной сфере, лучше отказаться от идеи подобного рода. Дешевле может оказаться приобретение уже готовой станции.

Если все же решаетесь делать все своими руками, то начинать необходимо с измерения скорости потока воды в реке. Ведь от этого зависит мощность, которую можно получить. Если скорость будет меньше одного метра в секунду, то строительство мини-гидроэлектростанции в данном месте не оправдает себя.

Еще один этап, который нельзя опускать – это расчеты. Необходимо тщательно рассчитать размер затрат, которые уйдут на строительство станции. В результате может оказаться, что гидроэлектростанция – не лучший вариант

Тогда стоит обратить внимание на другие виды альтернативной электроэнергии

Мини-гидроэлектростанция может стать оптимальным решением в вопросе экономии затрат на электроэнергию. Для ее строительства необходимо наличие реки недалеко от дома. В зависимости от желаемых характеристик можно подобрать подходящий вариант ГЭС. При правильном подходе выполнить подобное сооружение можно даже своими руками.

Сегодня покажем самодельную мини гидроэлектростанцию на малой реке. Эта гэс работает надежно. Чтобы создать перепад уровня воды, создана дамба. При этом река не перегорожена полностью. Основной поток уходит в сторону. Рыба и прочая живность могут спокойно перемещаться по ней. Под дамбой установлена труба, на выходе закреплена самодельная турбина. Поток воды малой речки, проходя через трубу, раскручивают эту турбину, передавая крутящий момент генератору.

Поначалу использовали водяные колеса, но, как показала практика, кпд у них ниже и мощность примерно вдвое меньше.

Сейчас перекроем воду в трубе, чтобы показать, как устроена турбина. Держится на двух подшипниках из дерева. Упорная шайба удерживает колесо бокового смещения.

На выходе трубы, чтобы направлять поток воды на лопатке, сделан своеобразный кожух из транспортерной и резиновой ленты, которая использовалась в шахте. Путём подбора установлено, что такая форма лопаток оптимальная.

Когда лопатки под большим углом, мощностью только уменьшилась. Чтобы они не отрывались и они не трескались вот вибрации, прикрутили, проложив резину.

Крутящий момент на генератор передается через вал, собранный из труб. На изгибах установлены гранаты от автомобиля ваз. В других местах нехитрые соединения.

Всё это держится на деревянных подшипниках, при регулярном смазывании работают уже не один год. Под навесом неподалеку установлен генератор. На валу большой шкив комбайна. Но генератор меньшего размера. Это позволяет повысить обороты, что необходимо для эффективной его работы. При желании ремень можно перекинуть на циркулярную пилу. Мощности водяной турбины вполне достаточно.

Микро — ГЭС на ручье

При проживании в сельской местности или имея дачный участок, вблизи с которым протекает ручей, можно решить вопрос с электроснабжением этих объектов, путем монтажа микро – ГЭС, на таком водном объекте. Для электроснабжения подобного объекта, уже будет недостаточно автомобильного генератора, потому как установленная мощность, даже дачного домика значительно больше, чем подобное устройство может произвести. Наиболее верное решение – это приобрести комплект микро – ГЭС мощностью до 10,0 кВт, и выполнить монтаж самостоятельно. Это позволит снизить затраты, а сам процесс монтажа, способен выполнить даже человек с минимальными познаниями в механике и электротехнике.

В комплект подобного оборудования, как правило, входят следующие элементы:

Гидротурбина.
Мультипликатор, для увеличения оборотов вала генератора по отношению к обротам турбины.
Устройство, обеспечивающее саморазгон турбины.
Комплект трубопроводов.
Генератор.
Система управления и автоматики.

В зависимости от расхода воды, который обеспечивает ручей, выбирается тип турбины, это как правило пропеллерная или диагональная конструкция. В соответствии с инструкциями производителя осуществляется монтаж оборудования и подключение потребителей.

Микротурбинный генератор С200 — снижение пиковой нагрузки и резервное энергоснабжение

Микротурбина может работать как параллельно с сетью, так и в автономном режиме. С помощью двухмодового контроллера (DMSC) можно запрограммировать микротурбину на автоматическое включение и выключение на периоды падения / восстановления подачи мощности электросетью. Высоконадежные экологически чистые микротурбины идеально подходят для производства электроэнергии в целях снижения пиковой нагрузки и резервного энергоснабжения. Микротурбина может уменьшать пиковую нагрузку на сеть в периоды максимального потребления, повышая при этом надежность электроснабжения и уменьшая затраты на оплату счетов за использование электроэнергии.

Инструменты

Среди всех альтернативных источников энергии, наибольшей популярностью пользуются гидроэлектростанции. Этот факт объясняется достаточно просто – при тех же капиталовложениях, отдача значительно больше. Единственный недостаток в том, что для стабильной работы необходима река или ручей.

В зависимости от принципа работы выделяют четыре основных типа гидроэлектростанций:

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы сделать своими руками мини-ГЭС, нужно подготовить сварочный аппарат, болгарку, дрель и набор вспомогательных инструментов – молоток, отвертку, линейку.

Из материалов понадобятся:

Уголки и листовой металл толщиной не менее 5 мм.
Трубы из ПВХ или оцинкованной стали для изготовления лопастей.
Генератор (можно использовать готовый покупной или сделать самому, как в данном примере).
Тормозные диски.
Вал и подшипники.
Фанера.
Полистироловая смола для заливки ротора и статора.
Медный провод на 15 мм для самодельного генератора.
Неодимовые магниты.

Учтите, что конструкция колеса будет постоянно контактировать с водой, поэтому металлические и деревянные элементы необходимо выбирать с защитой от влаги (или позаботится об их пропитке и покраске самостоятельно). В идеале, фанеру можно заменить пластиком, но деревянные детали проще достать и придать им нужную форму.

Теперь нужно подготовить фанерный шаблон, совпадающий по размерам с тормозным диском.

Производители установок и оборудования

Производством оборудования для мини ГЭС занимается ограниченное количество предприятий как в нашей стране, так и за рубежом. Объясняется это ограниченностью применения малых гидроэлектростанций обусловленную малым наличием необходимых водных объектов, а также тенденциями развития энергетики в разных странах.

Преимущества и недостатки ГЭС

Гидроэлектростанции обладают следующими преимуществами перед другими видами альтернативных источников энергии:

Не зависят от погоды и времени суток (в отличие от солнечных электростанций). Это позволяет вырабатывать большее количество энергии с предсказуемой скоростью.
Мощность источника (реки или ручья) можно регулировать. Для этого достаточно заузить русло плотиной либо обеспечить перепад высот воды.
Гидроустановки не издают никакого шума (в отличие от ветряков).
Для многих типов станций небольшой мощности не требуется никаких разрешений на установку.

К минусам самодельных ГЭС относится невозможность работать в мороз. Кроме того, водная среда является агрессивной, поэтому детали станции должны быть водостойкими и прочными.

Если скорость течения вашей реки или ручья ниже этого значения, то ее усилит маленькая плотина либо сужающаяся труба. Но эти варианты могут вызвать дополнительные трудности. Строительство плотины требует разрешения от властей, а также согласия соседей.

Микротурбинные установки — электростанции Capstone — технические особенности энергоблоков

Микротурбинная установка Capstone — это компактная, малошумная электростанция с относительно небольшой массой. Принцип работы микротурбинной установки — электростанции Capstone во многом схож с классическими газотурбинными установками, но выстроен по более современным технологиям.

Диапазон электрической мощности микротурбинной установки — электростанции Capstone — Calnetix не столь широк, как у классических газовых турбин, но он соответствует надобностям мелких и средних потребителей, принуждаемых к покупке сложными обстоятельствами по подключению к электросетям или теми потребителями, которые могут себе позволить ультрасовременное оборудование для решения проблем собственной генерации электричества и тепла.

Диапазон электрической мощности микротурбинной установки простирается от 100 кВт до 2–3 МВт. Надо заметить, что более или менее высокая мощность энергокомплекса достигается путём объединения нескольких микротурбинных установок. Количество микротурбин может достигать 20-30 штук. Такие энергокомплексы называются кластерами. Возможно последовательное наращивание электрической мощности микротурбинного комплекса (кластера) по мере роста потребности электроэнергии, путем установки новых модулей.

В микротурбинной установке — электростанции Capstone почти не используются смазочные материалы и отсутствует охлаждающая жидкость. В микротурбинной установке — электростанции Capstone применяется воздушная система охлаждения. Для поддержания рабочего давления микротурбины имеют интегрированный компрессор.

Свечи зажигания в микротурбинной установке — электростанции Capstone не применяются. В микротурбинах Capstone устанавливается надежный элемент розжига заимствованный в военной авиации. Микротурбинные электростанции — установки Capstone устойчиво и надежно работают при температурах от –50 до +50 °С. Отдельное здание, как правило, не требуется — микротурбинные электростанции — установки в умеренных и теплых климатических зонах могут располагаться под открытым небом. Это потребительское качество микротурбин позволяет сэкономить деньги на строительстве. Для некоторых потребителей важна существующая возможность крышного размещения микротурбин Capstone.

Гидроэлектростанция своими руками

Если неподалеку от дома имеется пруд с плотиной или ручей, можно сделать отличный источник бесплатной дополнительной энергии. В статье будет рассмотрен пример, как своими руками можно сделать гидроэлектростанцию на основе водяного колеса. Изготовленная таким образом электростанция способна выдавать ток до 6 А, при установке на небольшой ручей установка показала результат в 2 А. Этого хватит, чтобы включить приемник и пару лампочек. Мощность зависит того, с какой силой идет водяной поток.

Материалы и инструменты: – уголки и обрезки листового металла; – диски для создания колеса (использовались от корпуса генератора Onan, который вышел из строя); – генератор (был изготовлен из двух тормозных дисков Доджа по 28 см); – вал и подшипники тоже были взяты от Доджа; – медный провод с сечением около 15 мм; – неодимовые магниты; – фанера; – полистироловая смола (нужна для заливки статора и ротора).

Шаг первый. Создаем колесо

Для создания колеса понадобится два стальных диска. В данном случае их диаметр составляет 28см (11 дюймов). Диск нужно разметить, чтобы было понятно, где устанавливать лопасти. Для изготовления лопастей берется труба диаметром 4 дюйма и разрезается вдоль на 4 части. Всего колесо имеет 16 лопастей. Чтобы зафиксировать диски, они стягиваются четырьмя болтами. Далее можно устанавливать лопасти на нужные позиции. Они привариваются с помощью сварки. Зазор между дисками составляет 10 дюймов, то есть длина колеса равна 10-ти дюймам.

Шаг второй. Делаем сопло

Сопло нужно для того, чтобы направлять воду на колесо. Его ширина составляет 10 дюймов, как и ширина колеса. Сопло изготавливается из цельного куска металла путем выгибания. Далее конструкция сваривается с помощью сварки.

Теперь можно устанавливать на ось колесо и механическая часть ГЭС практически готова. Осталось собрать и установить генератор. Сопло сделано регулируемым по высоте, это позволяет управлять потоком воды в зависимости от ситуации.

Шаг третий. Собираем генератор

Процесс создания генератора состоит из нескольких шагов. Сперва нужно сделать обмотку, она состоит из 9-ти катушек. Каждая катушка имеет 125 витков. Диаметр медной проволоки составляет 1.5 мм. Каждая фаза образуется тремя катушками, которые соединены последовательно. Всего выведено 6 концов, это позволит сделать соединение как звездой, так и треугольником.

В заключении катушки заливаются полиэтиленовой смолой и выходит готовый статор. Его диаметр составляет 14 дюймов, а толщина 0.5 дюйма.

Для сборки генератора нужна фанера, из нее делается шаблон. Далее по этому шаблону устанавливаются 12 магнитов размерами 2,5 х 5 см и толщиной 1,3 см. В заключении ротор также заливается полиэтиленовой смолой. Вот и все, после засыхания генератор готов.

Под алюминиевой крышкой находятся выпрямители, которые делают из трехфазного переменного тока постоянный. Шкала амперметра имеет диапазон до 6 А. При самом минимальном зазоре между магнитами, устройство выдает 12 Вольт при оборотах 38 об/мин..

В задней части генератора есть два подстрочных винта, которые позволяют регулировать воздушный зазор. Таким образом, можно подбирать наиболее приемлемые параметры работы генератора.

Шаг четвертый. Заключительный этап сборки и установка генератора

Все крепежные элементы, а также водяное колесо нужно покрасить. Во-первых, так устройство будет выглядеть красивее. А во-вторых, краска будет защищать металл от ржавчины, которая быстро будет появляться возле источника воды. Неплохо бы было оснастить генератор защитным крылом, которое отводит брызги, но у автора не нашлось подходящего материала.

Генератор работает, вот он уже выдает почти 2 Ампера. Регулировки показали, что эффективнее всего работает соединение по типу звезды, при этом воздушный зазор составляет 1.25 дюйма.

Устройство может обойтись и дешевле, если использовать более слабые магниты и делать между катушкой меньше зазор. На данный момент под нагрузкой скорость вращения составляет 110 об/мин, а в холостую 160 об/мин, при этом ГЭС выдает напряжение 1,9 А х 12В.

Единственная проблема при работе такого генератора – налипание магниевого песка на магниты. Чтобы этого не происходило, нужно ставить экран и дополнительный магнит на входе, чтобы он улавливал магнитные частички.

Эффективное использование паровых турбин ПТМ и ПТГ

Могут использоваться на всех предприятиях где есть источник пара:

Металлургические производства, имеющие контур охлаждения;
Химические и фармацевтические заводы, использующие систему выпаривания;
На любых паровых котельнях;
Предприятия деревообработки;
На предприятиях сельхоз. переработки;
На предприятиях по переработке органических отходов методом окисления;
На мусоросжигающих заводах;
На ТЭЦ, ГРЭС;
На микро ТЭЦ;
В турбодетандерных установках;
На атомных электростанциях.

Демонстрация сборочного участка паровых
турбин ПТМ

Использование паровых турбин типа ПТМ и ПТГ позволяет более эффективно использовать энергоресурсы, экономить или вырабатывать самостоятельно электрическую энергию, повышает надежность работы предприятия и его энергообеспечения.

Устройство и принцип работы маслостанции

Маслостанция НЭЭ16-20И100Т1 состоит из бака 1, снабженного крышкой 2; насосной группы, состоящей из насоса 4 (шестеренного), электродвигателя 5, соединяющей их валы муфты с упругим элементом 6 и стакана 7, выполняющего роль оболочки, четырехлинейного трехпозиционного гидрораспределителя с электромагнитным управлением 8, установленного на гидроблоке 9,, предохранительного клапана 11, манометра, установленного на стойке, заливной горловины 15 с сетчатым фильтром и сапуном; фильтров всасывающего 21 и сливного 22; индикатора уровня масла, совмещенного с термометром 23. Цикличность работы гидроцилиндра обеспечивается автоматикой, принимающей выходные сигналы с реле давления 18. Масло из бака сливается через пробку 24. Обратный клапан 17 предохраняет насос от скачков давления. Масло из бака 1 закачивается насосом 4, приводимого в движение двигателем 5 через муфту 6, через всасывающий фильтр 21 и трубопровод и далее поступает в гидрораспределитель 8, подающий масло под давлением к рабочим органам. Из гидрораспределителя масло на слив поступает через трубопровод к фильтру сливному 22 и снова поступает в бак 1. Масло заливается в бак 1 через заливную горловину 15. Слив масла производится через пробку 24, установленную в стенке бака 1. Контроль уровня масла и его температуры осуществляется по индикатору 23. Настройка предельного давления, развиваемого установкой, регулируется предохранительным клапаном 11. Контроль настройки давления в системе контролируется манометром.

Не является публичной офертой. Вся представленная информация носит справочный характер. Характеристики, параметры и физические размеры могут быть изменены без уведомления.

Разновидности мини-ГЭС

Стоит понимать, что мини-гидроэлектростанции позволяют получать не более трех тысяч киловатт. Это максимальная мощность подобного сооружения. Точное значение будет зависеть от типа ГЭС и конструкции используемого оборудования.

В зависимости от вида водяного потока выделяют следующие типы станций:

Русловые, характерные для равнин. Они устанавливаются на реках с несильным потоком.
Стационарные используют энергию водных рек с быстрым потоком воды.
ГЭС, устанавливающиеся в местах перепада водного потока. Встречаются чаще всего в промышленных организациях.
Мобильные, которые строятся с применением армированного рукава.

Для строительства ГЭС достаточно даже небольшого ручья, протекающего по участку. Владельцы домов с центральным водоснабжением не должны отчаиваться.

Одной из американских компаний разработана станция, которую можно встраивать в водоснабжающую систему дома. В водопровод встраивается турбина маленьких размеров, которая приходит в движение за счет потока воды, двигающегося самотеком. Это снижает скорость потока воды, но снижает себестоимость электроэнергии. К тому же данная установка полностью безопасна.

Устраиваются даже мини-гидроэлектростанции в канализационной трубе. Но их строительство требует создания определенных условий. Вода по трубе должна стекать естественным образом за счет уклона. Второе требование – диаметр трубы должен быть подходящим для устройства оборудования. А это невозможно сделать в отдельно стоящем доме.

Микротурбинные электростанции — широкий спектр топлива

Важное преимущество микротурбинной электростанции связано с возможностью использования различного топлива. Энергоцентры на базе микротурбин могут эффективно работать не только на традиционных видах топлива — природном и сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, но и на низкокалорийных и высокосернистых газах: попутном газе, шахтном газе и биогазе

Энергоцентры на базе микротурбин могут эффективно работать не только на традиционных видах топлива — природном и сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, но и на низкокалорийных и высокосернистых газах: попутном газе, шахтном газе и биогазе.

Топливная универсальность значительно расширяет сферу применения микротурбинных электростанций и является одной из составляющих высокой экономической эффективности.Микротурбинные электростанции способны работать с попутными газами, но при наличии станций подготовки газа.

Микротурбинные электростанции стабильно работают при содержании метана до 40 %.Кроме того, в отличие от газопоршневых установок, микротурбины могут работать на пропан–бутане без риска повреждения двигателя и каких–либо ограничений по мощности.

Микротурбинные электростанции также являются наиболее технологичным и экономичным решением проблемы утилизации биологических отходов.

Объединенные с модулями анаэробной или пиролизной газификации биологических отходов, микротурбинные электростанции позволяют практически полностью перерабатывать биогаз, полученный из различных бытовых и производственных отходов, и одновременно закрывать потребности в электроэнергии и тепле.

Использование биогаза для выработки энергии позволит предприятиям снизить энергоемкость производства. Получение биологических удобрений в качестве побочного продукта при производстве биогаза также повышает рентабельность биогазовых станций.

В качестве исходного сырья для получения биогаза могут использоваться отходы животного и растительного происхождения, отходы производства и бытовые отходы, специальные энергетические культуры (силосная кукуруза, сульфий, водоросли, многолетние травы).

Себестоимость электроэнергии, производимой биогазовыми микротурбинными электростанциями из условно бесплатного сырья в 10–15 раз ниже сетевых тарифов (без учета начальных инвестиций).

Поэтому увеличение использования нетрадиционных видов топлива, в частности, биогаза, стало одной из перспектив применения микротурбинных электростанций.

Портативная ветряная турбина Trinity

Всем хороши смартфоны, кроме батареек. Литий-ионные аккумуляторные батареи по-прежнему «оставляют желать лучшего», что вызывает к жизни множество проектов зарядных устройств, использующих возобновляемую энергию. До сих пор среди таких проектов лидировали фотоэлектрические преобразователи.

Применению для зарядки батарей мобильных устройств ветряных генераторов мешали их габариты. Похоже, в ближайшее время владельцы мобильной электроники смогут доверить ветру питание своих гаджетов, если изобретение, пробивающее свою «дорогу в жизнь» с помощью краудфандинга, добьётся коммерческого успеха.

Речь о мобильной портативной ветряной турбине Trinity.

Совет

Ветряные турбины доказали свою жизнеспособность в большой энергетике. Что касается малых форм, а особенно турбин на вертикальной оси, то о них продолжают спорить. Многие эксперты уверены, что «овчинка не стоит выделки» по ряду причин.

Тем не менее, энтузиасты продолжают улучшать конструкцию «вертикалок» и предлагают их использовать в тех нишах, куда раньше ветер не задувал.

Ветряная турбина Trinity, которую авторы изобретения (исследовательская группа Skajaquoda из Миннесоты) называют «портативной электростанцией на ветряной турбине» достаточно лёгкая и малогабаритная, чтобы взять её с собой куда угодно, и достаточно мощная, чтобы обеспечить чистой энергией электронику.

Портативная турбина опирается на складную треногу, которая в транспортном положении прячется в корпус. Ветер вращает три вертикальных лопасти, которые также складные.

В развёрнутом положении (на трёх алюминиевых опорах) высота устройства 58,4 см.

Встроенная батарея заряжается, когда устройство развёрнуто и дует ветер, либо от внешнего USB-источника. Подключать смартфоны и другую электронику на зарядку можно в любое удобное время. Стандартный разъём USB поддерживает зарядный ток до 1 А при напряжении 5 В.

Как утверждают изобретатели Эйнар и Агуст Агустссоны (Einar Agustsson and Agust Agustsson), они построили и испытали полностью рабочий прототип портативной ветряной турбины. Теперь для начала производства им надо $50000, которые они надеются собрать на сайте Kickstarter.

Обладателем стандартной турбины из первой серии, которая должна быть отгружена покупателям в январе 2015 года, можно стать, вложив в дело $249. Ограниченная версия, окрашенная в один из пяти цветов по выбору владельца обойдётся в $399.

Большое будущее малых гэс