Гидроэлектростанция мини: Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500 кВт

Как построить автономную мини-ГЭС своими руками

Дата публикации: 27 марта 2019

Содержание

• Преимущества и недостатки ГЭС
• Скорость течения и способы его усиления
• Мини-гидроэлектростанция своими руками

Гидроэлектростанции используют силу воды для получения электрической энергии. Самостоятельно изготовленные станции решают проблему удаленности от централизованных электросетей или помогают сэкономить на электричестве.

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.

Скорость течения и способы его усиления

При проектировании мини-ГЭС для использования в качестве альтернативного источника энергии для собственного дома решающими должны быть следующие факторы:

• Близость реки к дому. Устанавливать самодельную станцию в удалении от дома не стоит. Чем дальше установка, тем ниже ее эффективность, потому что часть энергии будет потеряна при передаче. Кроме того, так сложнее уберечь вашу ГЭС от кражи или порчи.
• Достаточная скорость течения или возможность его увеличения. Мощность станции увеличивается в геометрической прогрессии при увеличении скорости воды.

Узнать скорость несложно. Бросьте кусочек пенопласта или теннисный шарик в воду и засеките время, за которое он проплывет определенную дистанцию. Затем разделите метры на секунды и вы узнаете скорость. Минимально достаточная скорость воды для самодельной ГЭС — 1 м/с.

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.

Мини-гидроэлектростанция своими руками

Конструкция ГЭС достаточно сложная, поэтому самостоятельно удастся построить лишь небольшую станцию, которая позволит сэкономить на электричестве или обеспечит энергией скромное хозяйство. Ниже приведены два примера реализации самодельной ГЭС.

Как сделать мини-ГЭС из велосипеда

Этот вариант ГЭС идеален для велопоходов. Он компактный и легкий, но сможет обеспечить энергией небольшой лагерь, разбитый на берегу ручья или реки. Полученного электричества хватит на вечернее освещение и зарядку мобильных устройств.

Для монтажа станции понадобится:

• Переднее колесо от велосипеда.
• Велогенератор, который используется для питания велосипедных фонарей.
• Самодельные лопасти. Их вырезают заранее из листового алюминия. Ширина лопастей должна быть от двух до четырех сантиметров, а длина — от втулки колеса до его обода. Лопастей может быть любое количество, располагать их нужно на одинаковом расстоянии друг от друга.

Чтобы запустить подобную станцию, достаточно погрузить колесо в воду. Глубина погружения определяется экспериментально, примерно от трети до половины колеса.

Как построить мини-ГЭС на основе водяного колеса

Для постройки более мощной станции для постоянного использования понадобятся более прочные материалы. Лучше всего подойдут металлические и пластиковые элементы, которые легче защитить от воздействия водной среды. Но годятся и деревянные детали, если пропитать их специальным раствором и покрасить водостойкой краской.

Для станции необходимы следующие элементы:

• Стальной барабан от кабеля (2,2 метра в диаметре). Из него изготавливается ротор-колесо. Для этого барабан разрезается на части и сваривается заново на расстоянии в 30 сантиметров. Из остатков барабана делают лопасти (18 штук). Их приваривают к радиусу под углом в 45 градусов. Для поддержки всей конструкции из уголков или труб изготавливают раму. Колесо вращается на подшипниках.
• На колесо устанавливается цепной редуктор (коэффициент передачи должен равняться четырем). Чтобы легче свести оси привода и генератора, а также снизить вибрацию, вращение передается через кардан от старого автомобиля.
• Для генератора подходит асинхронный двигатель. К нему следует добавить еще один шестеренчатый редуктор с коэффициентом около 40. Тогда для трехфазного генератора с 3000 оборотами в секунду при общем коэффициенте редуцирования 160 количество оборотов снизится до 20 оборотов в минуту.
• Поместите всю электрику в водонепроницаемую емкость.

Описанные исходные материалы легко найти на свалке или у знакомых. За резку стального барабана болгаркой и за сварку можно заплатить специалистам (или же сделать все самостоятельно). В итоге ГЭС мощностью до 5 кВт обойдется в незначительную сумму.

Получить электричество из воды не так и сложно. Труднее выстроить автономную систему электроснабжения на основе самодельной ГЭС, поддерживать станцию в рабочем состоянии и обеспечивать безопасность людей и животных вокруг нее.

Мини гэс для ручья/ малых рек/ удобно для дома/ на отдыхе

21-апр, 15:27 4 922 0

Несколько упрощая, можно задать основные диапазоны напоров и расходов воды, и этим диапазонам будут соответствовать различные типы гидротурбин:
1. Напор менее 10 м, расход гидротурбины 5—20 м³/с: тип гидротурбины — вертикальная пропеллерная гидротурбина, конструкция здания малой МГЭС — здание с прямоугольной турбинной камерой.
2. ‎Напор 10—20 м, расход гидротурбины 5—20 м³/с: тип гидротурбины — горизонтальная осевая гидротурбина с вертикальным генератором.
3. ‎Напор менее 20 м, расход гидротурбины 20—40 м³/с: тип гидротурбины — горизонтальная трубная гидротурбина.
4. ‎Напор свыше 20 м, расход гидротурбины 20—40 м³/с: тип гидротурбины — вертикальная радиально-осевая гидротурбина (турбина Френсиса).

Фото: images.squarespace-cdn.com

Работа крупных ГЭС зачастую очень сложна — она требует профессиональных навыков и точных расчетов. Однако для мини и малых станций все устроено намного проще. Здесь не нужно больших объемов воды и крупных плотин. За счет своей простоты в использовании и компактности мини ГЭС могут выполнять сразу несколько функций. Такие ГЭС не только обеспечивают дома и дачные участки. Их можно перевозить с места на место, например в походы или путешествия. Часто микро турбины используются в производственных и коммерческих целях. Но во многих странах, таких как Япония такие генераторы служат в качестве резервных источников питания в случае катастроф или природных катаклизмов.

Современные разработки позволяют устанавливать ГЭС не только на полноводных реках, но и на небольших ручьях. При этом течение не обязательно должно быть быстрым. 

Фото: pobetony. ru

Устройство такой ГЭС не сложнее чем полив огорода. Мини турбины подключаются к шлангам, трубам, рукавам и могут производить электричество мощностью от 20 Вт*ч. Для обеспечения дополнительного напора воды трубы устанавливаются на склонах или перепадах. Причем такой склон можно создать и искусственным образом. 

Так как ручьи в своих объемах намного меньше рек, для них характерны микро гэс установки. Вырабатывают они от 5 до 100 кВт. 

Гидроагрегаты на микро гэс состоит из:

• лопастей;
• направляющего аппарата;
• ротора;
• статора;
• вала. 

Турбины бывают: диагональные, поворотно-лопастные, осевые, радиально-осевые, ковшовые. Выбор зависит от расчетов и типа местности. За счет малых габаритов скорость ротора увеличивается в два раза, в сравнении со скоростью течения.

Турбины Changsha Lichuan Hydroelectric Power Control Equipment Co., LTD и ASUMB просты в использовании. Они быстро запускаются и останавливаются для проведения техобслуживания. Детали агрегатов заменяемы и сделаны из прочной нержавеющей стали. 

Схема агрегата: yandex.ru 

Установить агрегат можно как в самом русле реки, так и деривационным методом. Причем второй может использоваться как для поливов, так и для увеличения мощности напора. Для этого возводятся небольшие деривационные каналы со спиралевидным склоном, где устанавливается сама турбина. Использованная вода тут же возвращается в ручей.

Каналы деривации можно защитить от попадания рыбы и ила специальными фильтрами. Это не только положительно повлияет на биоразнообразие ручья, но и увеличит срок эксплуатации турбины.  

В целом расходы на установку микро ГЭС составляют от 1000 до 4000 долларов на 1 квт. Но этот показатель зависит от предполагаемой мощности станции. Для производства электричества в малых масштабах существуют более бюджетные варианты. Эксплуатационный срок  таких ГЭС от 15 лет. Окупаемость от 3 лет. КПД более 80%.

Вернуться назад

Малые гидроэлектростанции

Подразделение Compact Hydro является мировым лидером в области продуктов и услуг для малых и средних гидроэлектростанций, а также предлагает конкурентоспособные решения для мини-ГЭС.

Малые гидроэлектростанции имеют удельную мощность до 15 МВт для осевых турбин и турбин Каплана и до 30 МВт для турбин Фрэнсиса и Пелтона, в то время как компактные мини-гидроустановки включают агрегаты Каплана и осевые (20 кВт — 1500 кВт) ), блоки Фрэнсиса до 3000 кВт, а также блоки Пелтона до 5000 кВт.

Compact Hydro предлагает решения «вода-провод», основанные на заранее разработанных модульных компонентах и ​​предлагающие единый источник поставки всего электромеханического оборудования, а также протестированные в мастерских блоки, уменьшенные размеры для транспортировки и короткое время установки. Для Mini Compact Hydro уровень стандартизации и параметризации был расширен более глубоко, при сохранении того же уровня производительности и качества, для снижения инвестиционных затрат и упрощения эксплуатации и обслуживания малых гидроэлектростанций.

Особенности малых и мини-ГЭС

Услуги Compact Hydro включают проектирование, проектирование, испытания моделей, закупку, изготовление, сборку, управление проектом, управление площадкой, установку, ввод в эксплуатацию, испытания и обучение персонала для всего механического и электрического оборудования:

• Гидравлические турбины
• Цифровые регуляторы скорости и ГНУ
• Запорная арматура
• Генераторы синхронные и асинхронные
• Аппаратура автоматизации, управления, защиты, возбуждения и синхронизации
• Электроэнергетическая система

Осевые агрегаты

Все гарантии в отношении эффективности, мощности и устойчивости к кавитации подтверждены модельными испытаниями в лабораториях ANDRITZ Hydro для рабочих колес с тремя или шестью лопастями, с двойной или одинарной регулировкой, горизонтальными или вертикальными. ось.

Осевые турбины основаны на концепции модульной конструкции с одними и теми же ключевыми компонентами, используемыми для различных типов турбин.

• Мини-компакт от 20 до 1500 кВт и напор от 2 до 26 м
  Малые ГЭС мощностью от 300 до 15 000 кВт и напором до 45 м
• ГЭС с ременным приводом Гидроагрегаты для очень низкого напора с напором до 5 м и мощностью до 600 кВт
• ГЭС с коническим зубчатым колесом на напор до 12 м и мощностью до 2600 кВт
• Лампа ECO на напор до 20 м и мощностью до 10 000 кВт
• Лампа на напор до 15 м и мощность до 15 000 кВт
• ПИТ агрегатов для напора до 12 м и мощности до 10 000 кВт
• Компактные осевые турбинные агрегаты (CAT) агрегатов для чистого напора до 45 м и мощности до 15 000 кВт
• Тип S агрегатов для чистого напора до 35 м и мощности до 10 000 кВт

ГЭС Шаттенхальб 3, Швейцария

Блоки Фрэнсиса

Характеристики турбин Фрэнсиса обеспечивают широкую область применения в соответствии с конкретными потребностями. Гарантии эффективности, производительности и устойчивости к кавитации рабочих колес с одинарным и двойным нагнетанием основаны на модельных испытаниях, проведенных в лабораториях ANDRITZ Hydro.

Турбины Фрэнсиса обеспечивают высочайший КПД. Если применима стандартная концепция, рабочее колесо устанавливается непосредственно на вал генератора, что обеспечивает компактность конструкции и низкие эксплуатационные расходы.

Для малых агрегатов турбогенераторный агрегат поставляется в виде готового к немедленному монтажу комплекта.

• Мини-ГЭС от 20 до 3000 кВт и напором от 10 до 150 м
• Малые ГЭС от 500 кВт до 30 МВт и напором до 300 м
• Горизонтальная или вертикальная ось
• Одинарные или двойные нагнетательные желоба
• Спиральный забор или открытый желоб

Блоки Пельтона мощностью до 30 МВт

Гарантии эффективности и производительности основаны на модельных испытаниях, проведенных лабораториями ANDRITZ Hydro для одного-трех форсунок в горизонтальном и от трех до шести форсунок в вертикальном расположении.

Управление потоком турбины Пелтона за счет работы сопел и дефлекторов обеспечивает высокий КПД во всем рабочем диапазоне расхода, а также ограниченное воздействие избыточного давления на напорный трубопровод.

За прошедшие годы подразделение Compact Hydro также приобрело большой опыт в области специальных применений гидравлических турбин, таких как рекуперация энергии в процессе опреснения воды обратным осмосом или в системах питьевого водоснабжения и водоотведения.

• Мини-ГЭС от 100 до 5000 кВт и напором от 60 до 800 м
• Малые ГЭС до 30 МВт и напором от 50 до 1000 м
• Горизонтальный, от 1 до 3 насадок
• Вертикальный, от 1 до 1 напора

Государственная ГЭС в Канаде

Генераторы

• Синхронный или асинхронный тип

• Горизонтальный или вертикальный вал

• воздух или водяной охлаждение

• Бесполезное обсуждение

9005

• Бесполезное обсуждение

9005

• . Бесполезное обсуждение

9005

• . Бесполезное. систем, а также кабелей и передачи электроэнергии

  Чтобы удовлетворить требования рынка в сочетании с турбинами Compact Hydro, была реализована общая концепция, которая включает в себя как механическое, так и электрическое оборудование электростанции.
  Следуя модульной концепции механического оборудования, мы также реализуем тот же подход с балансом установки:

  • Генераторы с АРН
  • Система контроля-защиты-измерения
  • Цифровой регулятор турбины
  • Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA )
  • Распределение постоянного и переменного тока
  • Вспомогательный трансформатор
  • Распределительное устройство низкого и среднего напряжения
  • Трансформатор
  • Подстанция
  • Линия электропередачи

  Это означает, что подразделение Compact Hydro может предложить как гидромеханическое оборудование, так и полное или частичное электрическое оборудование единичной мощностью до 30 МВт.

  Подробнее…

  Ricoh запускает мини-гидроэлектростанцию ​​для удаленных районов, которую можно использовать с солнечными батареями и накопителями – фотожурнал International . По словам производителя, он изготовлен из экологически чистых материалов, напечатанных на 3D-принтере, и способен генерировать электричество даже при небольшом потоке воды. Солнечные батареи и аккумуляторы могут быть подключены к системе для обеспечения стабильного энергоснабжения.

  25 марта 2022 г. Эмилиано Беллини

  Японская многонациональная компания по производству изображений и электроники запустила систему пикогидрогенерации, которую можно использовать с заводскими дренажными системами и оросительными каналами . Пико-гидросистемы — это все гидроэнергетические системы мощностью менее 5 кВт, которые обычно используются в качестве дешевого и простого в развертывании источника энергии в самых труднодоступных местах мира.

  «Система также может использоваться в сочетании с фотоэлектрическими элементами и батареями для обеспечения стабильного электроснабжения», — сообщил представитель компании 9.0027 пв журнал . «В зависимости от количества вырабатываемой электроэнергии ее можно использовать для устройств IoT, таких как датчики, осветительные приборы и системы зарядки. Гидрогенератор мощностью 1 кВт находится в стадии разработки, и это мощность, к которой мы стремимся в будущем, в настоящее время это несколько ватт или несколько десятков ватт».

  Новый продукт, получивший название 3D-Pico Hydro Generator System, первоначально будет продаваться на японском рынке. «Проверка услуг начнется в Японии, и система будет постепенно предлагаться по всему миру на рынках, где она необходима», — пояснил представитель.

  Система прошла испытания на заводе Ricoh в Нумазу.

  Изображение: Ricoh

  По словам производителя, система изготовлена ​​из экологически чистых материалов, напечатанных на 3D-принтере, на основе переработанного пластика и способна генерировать электричество даже при небольшом потоке воды.

  Прошел испытания на заводе Нумадзу. «В нашем демонстрационном эксперименте с использованием заводских сточных вод завода Ricoh Numazu мы подтвердили возможность зажечь лампу и использовать ее в качестве источника питания для камеры видеонаблюдения в течение девяти месяцев», — заявили в компании. «Мы также рассматриваем возможность использования его в качестве источника питания для предотвращения стихийных бедствий в сочетании с аккумулятором».

  «Ricoh также планирует усовершенствовать систему, чтобы ее можно было использовать и в микросетях», — заключил представитель компании.

  Популярный контент

  Существует множество факторов, определяющих осуществимость проекта мини-ГЭС. К ним относятся количество энергии, доступной из потока воды, тип турбины, мощность потребляемой электроэнергии, а также первоначальные и эксплуатационные расходы.
  

  В течение последних десятилетий пико-гидроэнергетические системы успешно использовались в таких странах, как Непал, Вьетнам, Лаос и Перу, как способ обеспечения электроэнергией сельских районов.

  Гидроэлектростанция мини: Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500 кВт