Гидрогенераторы малой мощности для дома: Электрогенератор – гидротурбина из старой стиральной машины. Гидрогенераторы малой мощности для дома Рисунки от руки гэс электричество до дома

Содержание

Гидрогенераторы для малых ГЭС

Гидрогенераторы для малых ГЭС

Наши конкурентные преимущества:

  • концерн разрабатывает и изготавливает электрические машины по индивидуальным заказам без увеличения сроков изготовления
  • более высокий КПД относительно продукции иных производителей России и стран СНГ
  • изготовление электродвигателей с промежуточной нестандартной мощностью, что сокращает издержки без потери качества и гарантийного срока
  • показатель уровня обслуживания покупателей 95%
  • изготовление электродвигателей под вашей торговой маркой
  • условия оплаты и поставки с учетом особенностей склада на вашей территории
  • процедура trade in, которая распространяется не только на двигатели, но и на агрегаты

При заказе вы можете выбрать:

  • изготовление сертифицированных двигателей для работы в составе частотно-регулируемого привода
  • подшипники различных производителей – SKF, FAG или отечественные.
    При необходимости в двигателе могут устанавливаться токоизолированные подшипники
  • смазку различных производителей. Унификация еще на этапе поставки смазки с принятой на предприятии эксплуатации позволяет запускать в эксплуатацию двигатель без замены смазки и требующейся при этом промывки подшипник
  • необходимую конфигурацию мест под датчики вибрации. Наиболее частыми являются заказы двигателей с местами под датчики вибрации и датчики ударных испульсов SPM, SLD. При заказе нами предлагается удобная графическая схема выбора осей измерения вибрации. Для установки уровней вибрации «Предупреждение» и «Отключение» рекомендуется использовать нормы, установленные ГОСТ Р ИСО 10816-3
  • диаметр кабельного ввода силовой коробки выводов
  • овальные установочные размеры в лапах
  • необходимый цвет двигателя или поставку в загрунтованном виде
  • протокол приемо-сдаточных испытаний

Пермский и саратовский заводы поставят оборудование для малых ГЭС «Русгидро» на Кавказе — В стране

МОСКВА, 1 апреля. /ТАСС/. Генерирующая компания «Русгидро», которая строит в Карачаево-Черкесской Республике Красногорские малые ГЭС, заключила с российскими производителями договоры на поставку гидротурбин и гидрогенераторов для станций, сообщила в среду пресс-служба компании.

Четыре гидрогенератора мощностью по 12,45 МВт будут изготовлены в Пермском крае на заводе «Электротяжмаш-Привод». Четыре гидротурбины поворотно-лопастного типа будут изготовлены на заводе «Фойт Гидро» в г. Балаково Саратовской области. Поставщики определены по итогам закупочных процедур.

Строительство Красногорских малых ГЭС на реке Кубани началось в июне 2019 года и ведется в соответствии с графиком. Реализуемый «Русгидро» гидроэнергетический проект предусматривает строительство на реке Кубань ниже действующей Зеленчукской ГЭС-ГАЭС двух малых гидроэлектростанций: Красногорских МГЭС-1 и МГЭС-2. Мощность каждой малой ГЭС составит 24,9 МВт, среднегодовая выработка электроэнергии — 83,8 млн кВтч. Ввод новых гидроэлектростанций в эксплуатацию намечен на 2021-2022 годы.

«Новые гидроэлектростанции будут не только вырабатывать электроэнергию, но и выравнивать в своем водохранилище колебания уровня воды, которые возникают при изменении режимов работы Зеленчукской ГЭС-ГАЭС. Это позволит снять сезонные ограничения мощности Зеленчукской ГЭС-ГАЭС, составляющие около 70 МВт, и обеспечит благоприятные условия для водопользователей ниже по течению, включая водозаборные сооружения Большого Ставропольского канала. В результате работы Красногорских МГЭС будет оптимизирован водный режим Кубани, что даст возможность увеличить выработку электроэнергии на существующих станциях Каскада Кубанских ГЭС на 230 млн кВтч ежегодно», — говорится в сообщении.

Красногорские малые ГЭС прошли конкурсный отбор инвестиционных проектов по строительству генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии с заключением договоров о предоставлении мощности, что обеспечивает окупаемость их строительства.

Установленная мощность электростанций, входящих в состав «Русгидро», включая Богучанскую ГЭС, составляет 39,4 ГВт.

Виды генераторов и особенности их выбора

Нас часто спрашивают, «как выбрать генератор?», «какие виды генераторов бывают?», «чем отличаются разные типы генераторов?». В этой статье мы подробно рассмотрим различные виды генераторов, их отличия и последовательность правильного выбора. Как ясно из названия генератор (электрогенератор) — это электрическая машина, использующаяся для получения электрической энергии за счет преобразования в неё химической энергии топлива или механической энергии вращения (химическая энергия топлива — в механическую энергию вращения, а та — в электрическую). Однако сегодня под генератором чаше всего подразумевают полноценный бензогенератор или дизельгенератор. О них и пойдёт речь.

Виды генераторов по их назначению и использованию

Когда человек выбирает транспортное средство для личного передвижения, он сначала выбирает не вид топлива (дизель или бензин), а выбирает тип транспорта (автомобиль или мотоцикл). Такая же ситуация и с генераторами — прежде всего они отличаются не по топливу, а по назначению, по типу охлаждения.

Бытовые (портативные) генераторы:

Небольшие, лёгкие, недорогие генераторы с воздушным охлаждением (как мотоцикл). Для коротких запусков, для кратковременной работы. В свою очередь, бытовые портативные генераторы могут отличаться между собой:

Профессиональные (стационарные) генераторы:

Тяжелые, надежные и долговечные. Рассчитаны на долговременную работу, большие интервалы между техническими обслуживаниями и низкий расход топлива (как промышленный автомобиль или грузовик).

Обратите внимание, если портативные (бытовые) генераторы бывают на любом виде топлива, но небольшой мощности, то стационарные в основном дизельные. Таким образом, если вам нужен генератор мощностью 30 кВт, то он однозначно будет дизельным, а если вам нужен бензиновый, то он будет точно портативным. Отдельно можно упомянуть маломощные инверторные генераторы, которые бывают только бензиновыми и, естественно, портативными.

Виды генераторов и их отличия по типу топлива

Если взять два одинаковых генератора, дизельный и бензиновый (естественно, оба они будут портативными, так как стационарных бензиновых генераторов не существует), то их отличия за счет разного типа топлива будут следующими:

  • По габаритам: дизельный генератор будет более массивным, более тяжелым.
  • По расходу топлива: бензиновый генератор более прожорлив.
  • По запуску в холодное время: бензиновый генератор запускается лучше.
  • По долговечности: дизельный в два-три раза более долговечен.
  • По стоимости: Цена бензинового в два раза ниже.

Практика показывает, что в генераторах малой мощности, до 3-4 кВт наиболее часто используются бензиновые двигатели, а с ростом мощности всё более популярными становятся дизельные.

Виды генераторов по напряжению

  • Однофазные генераторы, вырабатывающие 220В или 230В (европейский стандарт) могут работать только с однофазными приборами. Однофазные генераторы чаще всего портативные и бензиновые, небольшой мощности. Максимальная мощность однофазных генераторов — 10 кВт.
  • Трехфазные генераторы, вырабатывающие 380В или 400В (европейский стандарт) могут работать с трехфазными потребителями и, частично, пофазно, питать однофазных потребителей. Трехфазные генераторы чаще всего дизельные.
  • Высоковольтные генераторы — большие мощные дизельные электростанции, мощностью, чаще всего от 1000 кВт, для специфических промышленных решений.

Генераторы по типу запуска

  • Ручной запуск — запуск стартерным шнуром, как у бензопилы. Дергаем шнур — заводится генератор. Для запуска генераторов мощностью 6 кВт и более, оснащенных только ручным запуском нужно иметь хорошую физическую форму. 
  • Электростартер — запуск кнопкой, ключом, или удаленным сигналом.
  • Автозапуск — расширение электростартерной версии, запуск автоматический по сигналу от АВРа, при пропадании сети.

Итак, в зависимости от задачи и потребности удалось определить, какой нужен генератор: маленький портативный бензиновый, средний портативный дизельный или большой стационарный, естественно, дизельный. После этого (в зависимости от задач) был определен тип запуска и напряжение. Последнее что стоит сделать, это определить исполнение (открытые, в кожухе или в контейнере) и марку (производителя). Сделанный таким образом выбор наверняка будет успешным.

Расчет мощности генератора

Если Вы не знаете какой мощности генератор Вам необходим, предлагаем воспользоваться нашим калькулятором.

Допустим, в доме постоянно включены следующие приборы:

  • лампа накаливания 60Вт x 5 = 300 Вт;
  • холодильник — 250 Вт;
  • компьютер — 350 Вт,

сумма мощностей которых в итоге составит 1150 Вт.

Периодически могут понадобиться:

  • электрочайник — 2300 Вт;
  • пылесос — 1100 Вт;
  • обогреватель 1500 Вт;
  • утюг 1250 Вт,

что составляет в сумме 3450 Вт.

Для такого варианта подойдет генератор от 3.5 до 9 кВт.

Если же вам требуется использовать несколько мощных приборов из второго списка одновременно, то минимальная требуемая мощность будет около 11000 Вт, для чего потребуется генератор помощней (от 9 кВт до 12 кВт).

В заключении остается добавить, что выбор и установку генераторов лучше доверить специалистам, поскольку они точно смогут рассчитать необходимую мощность и порекомендовать нужную вам модель с учетом всех особенностей.

Советы профессионалов по выбору генератора:

  • Определившись с предполагаемой мощностью, следует выбрать необходимый тип двигателя электрогенератора, так как это один самых важных критериев выбора. От типа двигателя зависит срок эксплуатации вашей электростанции: будет это бензиновый, дизельный или газовый аппарат. Следует обратить внимание на тот факт, что на дизельном топливе оборудование способно работать куда дольше, по сравнению с другими аналогами. Однако, стоимость дизеля гораздо выше другого топлива.
    Подробнее >>>
  • От типа двигателя зависит место монтажа электрогенератора. В основном это касается электростанции в открытом исполнении. Необходимо тщательно подготовить фундамент, а также систему вентиляции в помещении, в котором будет установлено оборудование.

Больше полезной информации о генераторах можно посмотреть здесь>>>

В нашем каталоге представлены:

Малая гидроэнергетика для гидроэнергетики

Малая гидроэнергетика для дома

Как правило, малая гидроэнергетика является важным источником энергии с множеством преимуществ по сравнению с другими видами возобновляемой энергии, если она спроектирована и правильно установлена. Кинетическая энергия движущейся воды доступна 24 часа в сутки, системы малых гидроэлектростанций могут использовать эту бесплатную энергию, обеспечивая недорогой и надежный источник «зеленого электричества».

Как правило, все, что вам нужно для системы «малой гидроэнергетики», — это ручей или река с достаточным количеством воды, протекающей через них с нужным объемом или давлением, которые могут питать водяную турбину, подключенную к генератору, который будет обеспечивать электроэнергией ваш дом. .Так же, как вы можете с солнечной энергией или возобновляемой системой энергии ветра, вы также можете спроектировать небольшую гидроэнергетическую систему, которая либо подключена к сети, либо подключена к сети с резервным аккумулятором, либо автономна.

Но что мы подразумеваем под «малой гидроэнергетикой». Маломасштабные гидроэнергетические системы — это уменьшенные версии гораздо более крупных гидроэлектростанций, которые мы видим, используя большие плотины и водохранилища для снабжения энергией миллионов людей. В зависимости от физического размера, высоты напора и генерирующей мощности малые гидроэлектростанции можно разделить на малые, мини- и микромасштабные гидроэлектростанции следующим образом:

  • Малая гидроэнергетика: это схема, вырабатывающая электрическую мощность от 100 кВт. (киловатт) и 1 МВт (мегаватт), подавая эту генерируемую мощность непосредственно в коммунальную сеть или как часть большой автономной схемы, питающей более одного домохозяйства.
  • Mini Scale Hydro Power: это схема, которая генерирует мощность от 5 кВт до 100 кВт, подавая ее непосредственно в энергосистему или как часть системы зарядки аккумулятора или автономной системы с питанием от переменного тока.
  • Micro Scale Hydro Power: обычно это классификация небольших самодельных речных схем, в которых используются конструкции генераторов постоянного тока для выработки электроэнергии от нескольких сотен ватт до 5 кВт в составе автономной системы зарядки аккумуляторов. .

Малая гидросистема

Малые гидроэнергетические системы , а также мини-гидросистемы или Micro Hydro Systems могут быть спроектированы с использованием водяных колес или импульсной турбины.

Генерирующий потенциал конкретного участка будет зависеть от количества потока воды, доступного напора, который, в свою очередь, зависит от условий и местоположения участка, а также от характеристик осадков на участке.

При достаточном напоре и потоке малые гидроэлектростанции могут приводиться в движение непосредственно из реки или ручья, что называется «русловой» системой, встроенной в или на берегу реки или ручья, без необходимости перекрывать, отклонять или изменять поток воды любым способом. Сделать их самым дешевым решением для выработки электроэнергии.

В русловой гидросистеме поток воды не изменяется, поэтому минимальный расход воды должен быть таким же или выше, чем предлагаемая выходная мощность турбины, чтобы обеспечить максимальную эффективность. В результате затраты, связанные с русловой схемой, намного ниже и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, чем другие малые гидроэлектростанции. Недостатком является то, что расход воды меняется в течение года, и система не может хранить энергию воды.

Разработка электрических схем малой гидроэнергетики, в которых используется небольшая плотина или плотина, водохранилище (водохранилище) или требуется отвод речного стока через туннели или каналы, требует гораздо большего использования воды в целом, а также более сложные строительные и наземные инженерные работы в соответствии с высотой площадки, не говоря уже о воздействии на окружающую среду, которое пропорционально размеру схемы.

Однако система водохранилища или система с высоким напором имеет гораздо более высокий потенциал выработки электроэнергии, чем у гораздо меньшей схемы русла реки из-за увеличенного объема и скорости пригодной для использования воды, что компенсирует большие капитальные вложения, но затраты можно снизить с помощью простой конструкции и практичных, легко возводимых строительных и механических работ.

Сколько энергии может извлечь из малой гидроэнергетики

Водяные колеса и водяные турбины отлично подходят для любой малой гидроэнергетической схемы, поскольку они извлекают кинетическую энергию из движущейся воды и преобразуют эту энергию в механическую энергию, которая приводит в действие электрический генератор, производящий выходная мощность.

Максимальное количество электроэнергии, которое может быть получено от реки или ручья текущей воды, зависит от количества энергии в текущей воде в этой конкретной точке.Когда вода движется, гидроэлектрическая система преобразует эту кинетическую входную мощность в электрическую выходную мощность.

Чтобы определить энергетический потенциал воды, текущей в реке или ручье, необходимо определить как расход воды, проходящей через точку в заданное время, так и высоту вертикального напора, через которую вода должна упасть. . Теоретическая мощность в воде может быть рассчитана следующим образом:

Мощность (P) = Расход (Q) x Напор (H) x Плотность (г) x Плотность воды (ρ)

Где Q в м 3 / с, H в метрах и g — гравитационная постоянная, 9. 81 м / с 2 и ρ — плотность воды, 1000 кг / м 3 или 1,0 кг / литр.

Тогда мы можем видеть, что максимальная теоретическая мощность, доступная в воде, пропорциональна произведению «Напор на расход», поскольку сила тяжести на воде и плотность воды всегда постоянны. Следовательно, P = 1,0 x 9,81 x Q x H (кВт).

Но водяная турбина не идеальна, и часть входной мощности теряется внутри турбины из-за трения и других подобных недостатков.Большинство современных гидротурбин имеют КПД от 80 до 95%, в зависимости от типа, реакция или импульс , поэтому эффективная мощность малой гидроэнергетической системы может быть выражена как:

Доступная мощность от гидросистемы

Где: η (eta) — коэффициент полезного действия турбины или водяного колеса.

Пример малой гидроэнергетики №1

Небольшой ручей падает на 20 метров вниз по склону горы, производя поток воды 500 литров в минуту мимо фиксированной точки.Сколько энергии может вырабатывать малая гидроэлектростанция в киловаттах, если используемый тип водяной турбины имеет максимальный КПД (η) 85%.

Приведены данные: напор = 20 м, расход = 500 л / мин, КПД = 0,85 и сила тяжести = 9,81 м / с 2 . Но сначала мы должны преобразовать расход воды 500 литров в минуту в 3 м / сек.

1000 литров равны 1 м 3 , поэтому 500 литров равны 0,5 м 3 . Одна минута равна 60 секундам, затем расход равен 0.5 м 3 в минуту равно 0,00833 м 3 в секунду.

Сейчас 1,4 кВт может показаться немного, но это эквивалентно более 12 000 кВт · ч (1,4 x 24 x 365) бесплатной гидроэлектроэнергии в год. Поскольку мощность пропорциональна произведению «Напор на расход», увеличение любого из этих двух факторов и / или эффективности гидросистемы приведет к увеличению вырабатываемой мощности. Тем не менее, годовое производство электроэнергии зависит от того, будет ли доступное водоснабжение достаточно постоянным в течение года.

Компоненты схемы малой гидроэлектростанции

Типичная схема малой гидроэлектростанции требует ручья, водозаборной системы для отвода воды, канала или канала, называемого напорным штоком для отвода отводимой воды, водяной турбины или водяное колесо для преобразования кинетической энергии воды во вращательную механическую энергию и электрический генератор для преобразования этой вращательной энергии от колеса в электричество.

Хотя фактические компоненты будут отличаться для каждой схемы малой гидроэнергетики, тип выбранной схемы будет определять необходимость строительства водосливной перегородки, плотины или форбека, что в конечном итоге будет зависеть от имеющегося «статического напора» воды. и показана типичная схема малой гидроэнергетики.

Если вы не уверены в географическом окружении, покупка карты местности для съемки местности позволит вам получить представление о величине напора, доступного от реки до турбины, путем измерения деталей контуров на карте.

Низконапорные схемы до 20 метров (65 футов) позволяют использовать ряд вариантов гидроэнергетики от одиночной пластиковой водопроводной трубы до желоба, спускающегося вниз от водозабора над забрасываемой водой прямо на турбину (вероятно, в стиле Пелтона), с турбиной, вращающей генератор.

Тогда малые гидроэнергетические системы состоят из канала, трубопровода или напорного трубопровода (напорного трубопровода), по которому поступает вода. Турбина или водяное колесо преобразует энергию текущей воды в энергию вращения, а генератор переменного тока или генератор преобразует энергию вращения в электричество.

Малые гидрогенераторы

Помимо строительных работ, одна из самых сложных частей проектирования небольшой, мини- или микрогидросистемы для производства электроэнергии — это выбор правильного генератора для совместной работы с водяной турбиной или водяным колесом.Вообще говоря, водяные колеса вращаются с меньшей скоростью, чем водяные турбины, поэтому, если выбран высокоскоростной генератор, то может потребоваться система редуктора или шкива, использующая ремень или замену.

Существует множество готовых к продаже электрических машин, и все они имеют свои преимущества и недостатки, но генераторы с постоянными магнитами, безусловно, являются наиболее популярным выбором для успешных проектов малых гидроэлектростанций.

Малые гидрогенераторы постоянного тока — они имеют размер от нескольких сотен ватт до более 3000 ватт и могут использоваться для зарядки батарейных блоков для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой, аналогично зарядке автомобильного аккумулятора. Самый распространенный тип генератора постоянного тока с постоянными магнитами (PMDC) — это Dynamo . Динамо-машины — хороший выбор для новичков в гидроэнергетике, поскольку они большие, тяжелые и, как правило, имеют очень хорошие подшипники на валу шкива.

Динамо-машины для грузовиков или автобусов старого образца лучше подходят для водяных колес, поскольку они предназначены для выработки необходимого напряжения и тока на более низких скоростях с упором на эффективность, а не на максимальную мощность. Кроме того, большинство динамо-машин для автобусов и грузовиков могут генерировать мощность до 500 Вт при 24 В, чего более чем достаточно для зарядки аккумуляторов и питания фонарей для небольшой гидросистемы низкого напряжения.

Если батареи включены в конструкцию малой гидроэнергетики, они должны быть расположены как можно ближе к генератору, поскольку может быть трудно передавать энергию низкого напряжения по кабелям на большие расстояния. Кроме того, маломасштабные гидрогенераторы всегда вырабатывают энергию при включении, даже если батареи полностью заряжены, тогда требуется фиктивная резистивная нагрузка, такая как электрический пожарный элемент, для поглощения и рассеивания этой избыточной мощности. Эта фиктивная резистивная нагрузка может рассеивать много энергии, поэтому потенциально может сильно нагреваться, поэтому ее следует размещать так, чтобы к ней нельзя было прикоснуться.

Автомобильные генераторы также являются еще одним популярным выбором среди многих мастеров-самоделок для низковольтных турбогенераторов, однако они требуют высоких скоростей вращения и не всегда очень эффективны. Автомобильные генераторы переменного тока также требуют внешнего источника питания для питания электромагнитов, создающих магнитное поле.

Автомобильные генераторы переменного тока ограничивают собственный ток с помощью встроенной схемы регулятора. Это предотвращает перезарядку подключенных аккумуляторов генератором. Однако автомобильный генератор переменного тока никогда не должен подключаться к батарее задним ходом или запускать генератор на высоких оборотах без подключенной батареи, поскольку выходное напряжение поднимется до высоких уровней (намного больше 12 вольт) и разрушит внутренний выпрямитель.

Во многих системах постоянного тока также используются выпрямители для преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения (DC), производимой системой, в электрическую сеть переменного тока напряжением 120 или 240 вольт для бытовых приборов и телевизоров, работающих от электроэнергии переменного тока.

Генераторы

постоянного тока могут подавать питание в подключенную к сети систему через инвертор и стабилизатор мощности, но для постоянно подключенной к сети системы лучше установить гидрогенератор переменного тока.

Малые гидрогенераторы переменного тока — используются для схем, подключенных к сети, и могут быть однофазными или трехфазными машинами.Гидрогенераторы переменного тока имеют мощность от 500 Вт до 10 кВт при использовании высокоскоростных синхронных или асинхронных машин. Гидрогенераторы переменного тока постоянно подключены к системе электропроводки дома, питая нагрузки напрямую. Система должна включать стабилизатор мощности, чтобы обеспечить постоянный выход в энергосистему с правильным напряжением и частотой независимо от скорости турбины.

Если вам посчастливилось жить рядом с рекой или ручьем, инвестирование в маломасштабную гидроэнергетическую систему может снизить вашу потребность в ископаемом топливе, что поможет снизить загрязнение воздуха.При проектировании гидроэнергетической системы необходимо учитывать множество факторов, но с правильным участком и оборудованием, тщательным планированием и вниманием к местным законам и требуемым разрешениям маломасштабные гидроэнергетические системы могут предоставить вам чистые, надежные и обслуживаемые бесплатный источник энергии на долгие годы вперед.

Помимо преимуществ, связанных с продажей собственной генерируемой бесплатной электроэнергии обратно местной коммунальной компании, подключенные к сети гидроэлектрические системы будут поставлять дополнительную мощность, которая вам нужна, когда ваша гидроэнергетическая система не может удовлетворить все ваши потребности в электроэнергии.

Для получения дополнительной информации о Small Scale Hydro Power и о том, как использовать двигатели в качестве генераторов для выработки собственной электроэнергии с использованием энергии воды, или получить дополнительную информацию о гидроэнергетике о различных доступных малых гидроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки гидроэнергетики, затем нажмите здесь, чтобы заказать копию на Amazon сегодня и узнать, как использовать электродвигатели в качестве генераторов в составе вашей собственной гидрогенерирующей системы.

Самая продаваемая продукция для малых гидроэлектростанций

Микрогидросистемы и возобновляемые источники энергии

Микрогидравлические системы используют проточную воду для вращения водяной турбины, вырабатывающей электричество в генераторе переменного тока.

На этой странице:

  • Конфигурация микрогидросистемы
  • Типы турбин
  • Затворы
  • Статический напор
  • Динамический напор
  • Расход воды
  • Установка
  • Подключение к электросети
  • Воздействие на окружающую среду

Мало дома, как правило, имеют микрогидравлическую опцию, только те, которые расположены на холмах или рядом с ними, у которых есть доступ к ручью, который никогда не пересыхает. Однако, поскольку микрогидроэнергетика работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и потенциально может обеспечить дом всей необходимой энергией, эти системы могут быть лучшим вариантом, чем ветровая или фотоэлектрическая генерация.

Микрогидросистемы обычно имеют мощность 0,51 кВт. В зависимости от имеющихся водных ресурсов можно установить более одной турбины. Тщательно продумайте местоположение, эти системы могут быть шумными при работе.

Конфигурация микрогидравлической системы

Типовая микрогидравлическая система производства электроэнергии

Микрогидросистема обычно включает в себя:

  • источник воды непрерывный поток воды, такой как ручей, ручей, водопад, небольшая плотина или родниковая плотина, с понижением уровня, и это может быть полностью или частично перенаправлен через микрогидросистему
  • турбина, вращаемая водой, действующей на лопасти рабочего колеса или колеса
  • водозабор или передний отсек водосбора, который направляет воду во входную трубу турбины, позволяя осадку осесть и поддерживая Примеры напорных водозаборов включают плотину, водослив, бункер, коробку или желоб от потока
  • сетку фильтра для улавливания листьев, палок, камней и мусора и предотвращения их попадания в водозаборную трубу, где они могут иначе заблокировать трубы, снизить давление воды, вызвать быстрые колебания давления или повредить турбину.
  • впускной трубопровод воды или напорный водовод. на входе
  • выпускной трубопровод или отводная труба для воды труба, отводящая воду из турбины обратно в ручей или ручей, обратите внимание, что выпускной водопроводный трубопровод может не потребоваться с импульсной турбиной, поскольку он обычно распыляет воду
  • генератор переменного тока переменный ток генерируется обмотками ротора, соединенными с валом от турбины, вращающейся внутри обмоток статора корпуса генератора.
  • Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный ток для электричества, которое отправляется в аккумуляторную систему, генератор первоначально производит переменный ток, но называется генератор постоянного тока, если выходное электричество сразу же отправляется через выпрямитель
  • Электрические кабели передают электричество от генератора в систему электроснабжения или хранения
  • проливной путь или байпас, чтобы избыточная вода могла проходить мимо системы или позволять систему, которую нужно выключить.

Типы турбин

Два основных типа микрогидротурбин:

  • импульсные турбины
  • реактивные турбины.

Система может также включать инвертор для подключения к сети.

Импульсная турбина

Типичные импульсные турбины работают, когда струя воды направляется на чашки, установленные по краю колеса. Эти турбины иногда называют колесами Пелтона в честь их изобретателя.Они работают в открытом (т. Е. Не герметичном) блоке с открытым подключением к водозаборной трубе. Импульсная турбина может иметь соединение с водоотводящей трубой, а может и не иметь. Турбины этого типа нуждаются в защите от затопления. Обычно они устанавливаются в системах с более высоким напором воды, до 10 метров водяного напора, и более распространены, чем реактивные турбины для бытовых применений.

Реакционная турбина

Реакционная турбина имеет рабочие лопатки в качестве лопаточного узла.Они полностью погружены в поток воды и имеют герметичный кожух вокруг узла лопастей рабочего колеса и закрытое соединение с впускным и выпускным патрубками. Обычно они устанавливаются в приложениях с низким напором воды.

Вены

Входное отверстие напорного трубопровода должно располагаться как можно ниже в воде, чтобы он оставался погруженным при низком уровне воды. Однако, если он слишком низкий, он может быть заблокирован отложениями, накапливающимися перед ним.Рядом с воздухозаборником может потребоваться вентиляционное отверстие, чтобы предотвратить повреждение, если воздухозаборник блокируется и создается разрежение. Затворы должны иметь наклон вниз, в противном случае может образоваться воздушная пробка, снижающая производительность.

Водопроводный затвор должен включать запорный клапан для остановки потока воды во время обслуживания турбины. Они должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять расчетному давлению воды, и быть защищены от быстрого запуска и остановки потока воды. Они также должны быть защищены от повреждений от ударов и воздействия солнечных лучей, будучи закопанными или заключенными в коробчатую конструкцию.

Статическая головка

Статический напор (или общий напор) — это расстояние по вертикали между уровнем воды на входе и в точке слива. На обоих этих уровнях вода контактирует с воздухом. Уровень расхода воды для импульсной турбины — это место, где вода выходит из впускной трубы и попадает в турбину. Для реакционной турбины уровень нагнетания — это уровень выпуска воды из выпускной трубы.

Статический напор увеличивается по мере увеличения уровня воды в водозаборе.Минимальный статический напор — это место, где уровень воды совпадает с верхней частью впускной трубы, учитывая, что вход впускной трубы должен оставаться под водой.

Микрогидростатический напор

Статический напор (или общий напор) — это расстояние по вертикали между уровнем воды на входе и точкой слива воды.

Динамическая головка

Динамический напор (в метрах) — это статический напор (или общий напор) за вычетом потерь в трубопроводе.Потери суммируются и преобразуются в значение напора в метрах. Таким образом, динамический напор — это фактический напор воды, доступный для выработки электроэнергии.

Потери на трение должны быть минимизированы:

  • короткими длинами труб
  • труб большого диаметра
  • несколькими изгибами труб
  • трубными изгибами большого радиуса
  • крутыми уклонами.

Потери на трение также возникают при блокировке впуска.

Расход воды

Расход воды (в литрах в секунду) — это количество воды, проходящей по трубе за определенный период времени.По мере увеличения расхода воды турбина вращается быстрее и вырабатывается больше электроэнергии.

Основной поток воды обычно будет меняться в течение года и между годами и может зависеть от:

  • сезонных осадков
  • таяния снега и льда в горах
  • циклов наводнений или засух
  • завалов выше источника воды.

Микрогидрогенераторы лучше всего работают там, где имеется достаточно непрерывная подача воды, обеспечивающая достаточно постоянный статический напор.Важно определить средний круглогодичный уровень воды на водозаборе, поскольку он будет использоваться для статического напора для определения круглогодичной выработки электроэнергии.

Любая водозаборная система хранения воды (например, плотина, бункер) с достаточно постоянным потоком воды в нее будет поддерживать постоянный или равновесный уровень воды. Когда уровни воды в накопителе:

  • выше, расход генератора увеличивается до тех пор, пока уровень не упадет на
  • ниже, расход генератора уменьшается до тех пор, пока уровень не поднимется.

Этот равновесный уровень воды будет расчетным статическим напором для системы. Однако это может быть трудно определить на начальном этапе, поскольку это связано с расходом воды через генератор и в основном источнике воды. Расход воды на объекте измерить непросто, и может потребоваться временная установка водослива. Расход воды через генератор можно определить с помощью итерационных методов проектирования для различных напоров воды.

Расчет потенциальной выработки за счет микрогидравлики

Количество электроэнергии, которое может быть произведено, зависит от расхода воды, изменения высоты между входом и выходом (напор) и эффективности системы.

Например, если для заполнения 20-литрового контейнера требуется 1 секунда, расход составит 20 л / с.

Необходимо учитывать вариации КПД Агрегаты могут иметь КПД 3070%; для этого расчета предполагается 50%.

Наконец, влияние силы тяжести учитывается с использованием постоянной силы тяжести 9,8 м / с. 2 .

Приблизительный расчет:
Расход (л / с) x напор (м) x эффективность (%) x постоянная силы тяжести (9,8 м / с 2 ) = мощность (Вт).

Или:
20 л / с x 15 м x 0,5 x 9,8 м / с 2 = 1,47 кВт

Такая же выработка электроэнергии потенциально может быть достигнута при низком напоре и высоком расходе воды (пологая местность с большим водосбором) или при высоком напоре и низком расходе воды (более крутая местность с меньшей площадью водосбора).

Доступны микрогидроагрегаты мощностью 5 кВт и более, но для одного домохозяйства чаще используются агрегаты мощностью 11,2 кВт.

Если есть сезонные колебания расхода воды, это также может быть учтено для расчета потенциальной выработки энергии в течение года.Вычисленная выше выходная мощность умножается на количество часов в году (8 760 ч) и коэффициент мощности (процент, на который сокращается использование), в данном случае 50%.

Расчет энергии:
1,47 кВт x 8 760 ч x 0,5 = 6 438 кВтч.

Установка

Микрогидросистема:

  • потребует разрешения на строительство и разрешение ресурсов.
  • следует установить как можно ближе к системе электроснабжения или накопления, чтобы снизить потери в линии.
  • должны выдерживать водные нагрузки
  • должна иметь защиту от ударов, особенно для менее прочных трубопроводов.
  • обычно требует небольшого обслуживания, поскольку в нем мало движущихся частей, основная проблема обычно заключается в замене щеток генератора и промывке турбины.
  • может потребовать регулярной очистки фильтра, в зависимости от от количества мусора в водопроводе
  • должны включать средства ограничения естественного оттока воды для создания резервной емкости.
  • должны включать перепускной перепуск на случай затопления водохранилища.

Подключение к электросети

Электроэнергия от системы микрогидрогенератора может быть доступна непрерывно при постоянных уровнях выходной мощности. Выходной переменный ток может быть:

  • , передаваемым как переменный ток в здание для немедленного использования через контроллер, который выдает напряжение 240 В переменного тока при 50 Гц, или
  • , преобразованный выпрямителем в постоянный ток для хранения в батареях.

Выбор между питанием переменного тока и накоплением постоянного тока зависит от надежности выработки электроэнергии и мощности генератора для удовлетворения пикового спроса.

Варианты

включают:

  • выводит весь переменный ток непосредственно в здание, где выработка электроэнергии постоянно гарантируется, а мощность генератора превышает пиковое потребление.
  • выводит часть переменного тока непосредственно в здание, а остальное преобразовывается в накопитель постоянного тока, где пиковая нагрузка иногда немного превышает мощность генератора или время от времени снижается выработка электроэнергии.
  • преобразуют весь переменный ток в накопитель постоянного тока, где выработка электроэнергии непостоянна или пиковая нагрузка значительно превышает мощность генератора.

Микро-гидросхемы работают наиболее эффективно там, где дом является энергоэффективным, и где другие варианты снижают потребность в электроэнергии, например, использование твердотопливных обогревателей для отопления помещений и солнечных или мокрых установок для нагрева воды.

Воздействие на окружающую среду

Системы микрогидрогенераторов влияют на водоток. Они могут потенциально повлиять на:

  • жизнь растений и рыб в воде
  • жизнь растений и животных у воды
  • других водопользователей ниже по течению
  • стабильность окружающей земли посредством выемки для водохранилища, если там есть это один.

Существует множество вариантов дизайна, которые можно выбрать для уменьшения воздействия на окружающую среду. Например, если требуется плотина или плотина, можно включить рыбную лестницу, чтобы рыба, которая мигрирует вверх по реке, могла пройти через плотину.

Отвод воды для микрогидросистемы

Даже небольшие плотины могут иметь значительное влияние как в нижнем, так и в верхнем течении, поскольку они являются точкой разлома в водной системе. Поэтому более обычным и более приемлемым для согласившихся органов является временное отведение части основного потока воды в микрогидрогенератор.Вода возвращается вниз по течению, и нет никаких препятствий для движения вверх или вниз по течению. Как правило, количество воды, используемой для микрогидросистемы, не должно превышать 50% минимального сезонного расхода воды из источника.

Обновлено: 22 сентября 2020 г.

Micro Hydro Power — за и против

Малая гидроэнергетика в большинстве случаев является одновременно эффективным и надежным видом энергии. Однако есть определенные недостатки, которые следует учитывать перед строительством малой гидроэнергетической системы.Крайне важно понимать потенциальные выгоды от использования энергии, а также ограничения гидроэнергетики. Есть несколько распространенных заблуждений о микрогидроэнергетике, которые необходимо устранить. При правильных исследованиях и навыках микрогидроэнергетика может стать отличным методом использования возобновляемых источников энергии из небольших ручьев. В этой статье будет предпринята попытка обрисовать некоторые преимущества и недостатки малых водяных турбин.

Micro Hydro Pros — Преимущества

Эффективный источник энергии

Для выработки электричества с помощью микрогидроэлектростанции требуется лишь небольшой поток (всего два галлона в минуту) или падение с высоты до двух футов.Электричество может быть доставлено на расстояние до места, где оно используется.

Надежный источник электроэнергии

Hydro обеспечивает непрерывное снабжение электроэнергией по сравнению с другими маломасштабными возобновляемыми технологиями. Пик энергии приходится на зимние месяцы, когда требуется большое количество электроэнергии.

Резервуар не требуется

Считается, что

Microhydro функционирует как «русловая» система, что означает, что вода, проходящая через генератор, направляется обратно в ручей с относительно небольшим воздействием на окружающую среду.

Экономичное энергетическое решение

Строительство малой гидроэнергетической системы может стоить от 1000 до 20 000 долларов, в зависимости от требований к электросети и местоположения. Плата за обслуживание относительно невелика по сравнению с другими технологиями.

Энергия для развивающихся стран

Благодаря низкой стоимости, универсальности и долговечности микрогидроэлектростанций развивающиеся страны могут производить и внедрять технологию, которая поможет обеспечить столь необходимую электроэнергию небольшие общины и деревни.

Интеграция с местной электросетью

Если ваш объект производит большое количество избыточной энергии, некоторые энергетические компании выкупят у вас избыток электроэнергии. У вас также есть возможность дополнить свой уровень микромощности потреблением от электросети.

Micro Hydro Cons — Недостатки

Требуются подходящие характеристики площадки

Для того, чтобы в полной мере использовать электрический потенциал небольших ручьев, необходимо подходящее место.Факторы, которые следует учитывать: расстояние от источника питания до места, где требуется энергия, размер потока (включая скорость потока, мощность и падение) и баланс компонентов системы — инвертор, батареи, контроллер, линия передачи и трубопроводы.

Расширение энергии невозможно

Размер и поток малых потоков могут ограничивать будущее расширение сайта по мере увеличения потребности в мощности.

Маломощный в летние месяцы

Во многих местах размер потока будет колебаться в зависимости от сезона.В летние месяцы, вероятно, будет меньше потока и, следовательно, меньшая выходная мощность. Для обеспечения адекватных потребностей в энергии потребуются предварительное планирование и исследования.

Воздействие на окружающую среду

Экологическое воздействие малых гидроэлектростанций минимально; однако до начала строительства необходимо принять во внимание воздействие на окружающую среду низкого уровня. Вода из ручья будет отводиться от части ручья, и необходимо проявлять надлежащую осторожность, чтобы не допустить разрушительного воздействия на местную экологию или гражданскую инфраструктуру.

Заблуждения — Мифы о гидроэнергетике

Небольшие потоки не обеспечивают достаточной силы для выработки энергии

Правда: Выход энергии зависит от двух основных факторов: потока воды (сколько воды проходит через систему) и падения (или напора), то есть расстояния по вертикали, на которое вода будет падать через водяную турбину.

Требуется большой резервуар для воды

Правда: Большинству малых гидросистем требуется очень небольшой резервуар или совсем его не требуется для питания турбин.Эти системы широко известны как «русловые», что означает, что вода будет течь прямо через генератор и обратно в ручей. Это оказывает минимальное воздействие на окружающую среду на местную экосистему.

Гидрогенераторы нанесут вред местной экосистеме

Правда: Тщательное проектирование необходимо для обеспечения минимального воздействия системы на местную экологию. Это может привести к небольшому энергосбережению, но это гарантирует, что проект не повлияет на местные рыбные запасы.Агентство по окружающей среде требует, чтобы уровни водотока поддерживались на определенном уровне, чтобы поддерживать жизнь внутри. Поскольку в процессе генерации нет потерь воды, эти требования могут быть легко выполнены.

Микрогидроэлектроэнергия ненадежна

Правда: Технологические достижения (например, необслуживаемое водозаборное оборудование и твердотельное электрическое оборудование) гарантируют, что эти системы зачастую более надежны в удаленных районах. Часто эти системы более надежны, чем местная электросеть.

Электроэнергия вырабатывается низкого качества

Правда: Если используется новейшее электронное управляющее оборудование, инверторы и генераторы переменного тока, полученный источник питания потенциально может быть более качественным, чем основная электрическая сеть.

Гидроэнергия бесплатно

Правда: Разработка и обслуживание микроэнергетики может быть дорогостоящим. Есть фиксированные расходы на техническое обслуживание. Эти затраты варьируются в зависимости от местоположения объекта и требований к материалам.

Микрогидроресурсы

Общая микрогидро-информация от пикотурбины

Они предлагают планы, книги и наборы для обучения возобновляемым источникам энергии и домашних проектов. Проекты доступны в виде бесплатных загружаемых самостоятельных планов, а также в виде комплектов, включающих все материалы за умеренную плату. Возьмите несколько труднодоступных книг о самодельных возобновляемых источниках энергии и классических книгах о возобновляемых источниках энергии.

Справочник Microhydro

Интернет-каталог информации о системах микрогидрогенераторов и турбинах.

Дискуссионная группа по микрогидро

Эта дискуссионная группа Yahoo фокусируется на технических и нетехнических аспектах схем речной микрогидроэнергетики.

Микрогидравлический калькулятор (и др.)

Калькулятор выработки энергии, который упрощает выполнение всех расчетов, необходимых для определения потенциального микрогидроресурса как в существующей, так и в новой системе.

Веб-портал Microhydro

Веб-портал Microhydro является отправной точкой для информации, связанной с микрогидро.

Гидроэлектростанция Мурхед-Вэлли

Thompson and Howe Energy Systems представляет несколько интересных примеров использования микрогидравлических систем.

Другая мощность

Otherpower — большой информационный ресурс с большим разнообразием примеров самодельных малых возобновляемых источников энергии; включая множество микрогидро проектов.

Hydro Power

Personal Hydro

Q: Мы с мужем владеем 120 акрами земли с небольшим ручьем, и мы хотели бы знать, сможем ли мы найти способ использовать энергию воды для производства энергии для нашей каюты.Ручей имеет ширину около 2-4 футов местами, местами 1-4 фута глубиной и имеет пологий перепад на территории. Существуют ли небольшие устройства, которые могут работать от винтовой системы для зарядки небольших батарей? Энергия ветра и солнечная энергия не подходят для нас, поскольку мы не можем подняться выше линии деревьев, и у нас есть много деревьев, которые мы не хотели бы срубать, чтобы освободить место для солнечных батарей.
— Бев Шпрейда, по электронной почте

A: Небольшие гидроэлектрические батареи, которые питаются от небольших ручьев, действительно существуют; вы можете найти их у некоторых из тех же дилеров, которые продают солнечные панели.

Обычно доступные гидроэлектрические генераторы для использования в ручьях предназначены для зарядных устройств на 12, 24 или 48 В, которые работают с относительно небольшим объемом воды. Генераторы заряжают батарею, когда вода течет, а затем энергия потребляется от батареи по мере необходимости. В отличие от более крупных гидроэлектрических систем, таких как плотины, микрогидроэлектрические генераторы не должны сильно нарушать путь потока, чтобы функционировать.

Вычислить, достаточно ли у вас «напора» (разницы в высоте между точкой сбора воды и турбиной) и «потока» (в галлонах в минуту) вашего ручья для запуска одного из этих микрогидрогенераторов. немного нечетко для тех из нас, кто не занимается гидроэлектростанцией.Но отметим, что некоторые производители рекламируют свои генераторы как работающие на высоте от двух до четырех футов.

Чтобы получить данные о потоке в вашем ручье, вы можете обратиться к таким источникам, как инженер вашего округа, местные органы по борьбе с наводнениями, Инженерный корпус армии США, Министерство сельского хозяйства США или Геологическая служба США.

Микрогидроэлектрические генераторы не особенно дешевы — с необходимым оборудованием вы можете потратить пару тысяч долларов — и поскольку рынок личной гидроэнергетики является относительно зарождающимся, вам необходимо сохранять скептическое отношение к любым дилерам, «осторожный покупатель». делать безумно оптимистичные заявления или казаться менее осведомленными в этом виде технологий.Проконсультируйтесь с группами по возобновляемым источникам энергии в вашем районе; некоторые проводят семинары по микрогидроэлектричеству, которые могут помочь вам в измерении расхода вашего ручья, а также в настройке и эксплуатации вашего генератора.

Хотя солнечные панели не подходят для вашей конкретной ситуации, другим читателям может понравиться идея объединения микрогидравлических и солнечных систем по их свойствам. Подумайте о взаимодополняемости технологий: когда идет дождь и солнечная энергия низкая, гидросистема может быть на пике.

Штат Орегон: Энергетика в Орегоне

Типичная гидроэнергетическая система пропускает воду через турбины подключен к генераторам, которые вырабатывают электричество при вращении. Количество энергия, которая может быть произведена, зависит от расхода, объема и давления воды. Гидроэнергетика является эффективным способом производства электроэнергии и имеет относительно низкие эксплуатационные расходы. расходы. Многие гидрогенераторы могут наклоняться быстро вверх или вниз, чтобы они могли легко реагировать на текущее электричество потребности.


История

Сложная система плотин и водохранилища, которые образуют федеральную речную энергосистему Колумбии, были ключевыми компонент экономического роста, справедливый доступ к электричеству и чистый этика власти на Северо-Западе.

В речи кампании 1932 года Франклин Рузвельт пообещал, что следующий крупный федеральный гидроэнергетический проект будет построен на реке Колумбия. Правительство США построило Бонневиль и Гранд Плотины Кули в 1930-е и 1940-е годы. Мощность этих масштабных проектов укрепили экономику Северо-Запада и обеспечили электричеством сельские районы, не обслуживались существующими коммуникациями.

Конгресс создал Бонневильское энергетическое управление (BPA) в 1937 году для обеспечения и продавать электроэнергию с плотины Бонневиль.Первая линия соединяла плотину Бонневиль с Cascade Locks, всего в трех милях от плотины. Основное строительство 1940-х годов в течение 1960-х годов была создана система передачи, затрагивающая большинство частей BPA. территория обслуживания. За это время Конгресс разрешил BPA продавать и поставлять энергию от большего количества федеральных плотин на Колумбии и ее притоках.

Федеральная речная энергосистема Колумбии в настоящее время включает 31 гидроэнергетический проект с мощностью поставлять более 22 000 мегаватт энергии.Плотины эксплуатируются армией США. Инженерный корпус и Бюро мелиорации, а также BPA продает электроэнергию из системы.

Недорогая гидроэнергетика реки Колумбия — краеугольный камень Северо-западная экономика. Около 28 процентов энергии, потребляемой в Тихом океане Северо-запад исходит от BPA. Северо-западные коммунальные предприятия и несколько крупных предприятий покупают Мощность BPA; коммунальные службы перепродают его домам, предприятиям и другим потребителям.


Орегон — второй по величине штат по производству гидроэлектроэнергии в стране после Вашингтона.( Управление энергетической информации США, февраль 2016 г. )

Узнайте больше о гидроэнергетике в Орегоне в нашем отчете по энергетике за двухгодичный период .


Орегон и гидроэнергетика

Орегон имеет 34 потребительских коммунальные предприятия, которые полагаются на BPA для всей или большей части своих полномочий. Эти коммунальные предприятия включают электрические кооперативы, коммунальные предприятия. районов и муниципальных образований. Многие из меньшие по размеру предприятия коммунального обслуживания клиентов BPA рассчитывают на BPA для получения 100 процентов энергии, которую они продавать клиентам, и у этих коммунальных предприятий одни из самых низких розничных продаж ставки в стране.

BPA — не единственная организация, продавать электроэнергию от крупных гидроэлектростанций. Портленд Дженерал Электрик и Eugene Water and Electric Board — два примера коммунальных предприятий штата Орегон, которые владеют и управляют гидроэлектростанциями и поставляют эту энергию своим клиентам и на оптовый рынок.

Недорогая и безуглеродная гидроэнергетика привлекательно для новых отраслей, которые используют много энергии, например для центров обработки данных, которые хотите найти в Орегоне.

Типы гидроэнергетических проектов

Общие типы гидроэнергетических объектов:

  • Водохранилища блокируют речной сток и выборочно сбрасывают воду, накопленную в водохранилище.Это самый распространенный тип гидроэлектростанций.
  • Водозабор сооружений используют водозаборы для забора воды из реки без водохранилища.
  • Насосные хранилища объектов перемещают воду между двумя резервуарами, выпуская воду из верхнего резервуара в нижний резервуар для выработки электроэнергии в периоды высокого спроса на электроэнергию. Во время низкого спроса вода перекачивается из нижнего резервуара обратно в верхний резервуар.
  • Conduit проекты обычно включают небольшие турбины в существующую инфраструктуру, такую ​​как туннели, трубопроводы и каналы для выработки электроэнергии из проточной воды.

Гидроэнергетические сооружения водохранилища могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду, в том числе нарушать схемы миграции рыб и других животных; отвод метана из резервуаров; а также сокращение потоков вниз по течению и, как следствие, изменения температуры воды в ручье, уровня кислорода и среды обитания.

Поскольку проекты водоводов избегают воздействия на природные ресурсы, связанного с другими видами гидроэнергетических проектов, многие новые технологии сосредоточены на водоводах, спроектированных для оросительных каналов, муниципальных трубах и других типах сооружений искусственного водоснабжения.Примеры в Орегоне включают проект Natel Energy для ирригационного района Северного блока на объекте Бюро мелиорации недалеко от Мадраса и установку Lucid Energy в водопроводных трубах города Портленда.

Баланс возобновляемых источников энергии

Возобновляемая энергия ресурсы, такие как ветер и солнце, меняются в течение дня и от от сезона к сезону, потому что солнце не всегда светит, а ветер не всегда дуть. Интеграция возобновляемых источников энергии может стать проблемой для сетевых операторов поддерживать баланс спроса и предложения на электроэнергию.

Путем увеличения или уменьшая количество воды, протекающей через генераторы, гидро Система предоставила большую часть необходимых услуг по балансировке. В настоящее время BPA обеспечивает региону гибкость системы примерно на 1000 мегаватт, чтобы баланс генерации и нагрузки (спроса). Однако гидроэнергетические объекты все чаще сдерживается ограничениями, связанными с допустимым перетеканием или истощением водохранилищ из-за экологических проблем, племенных соглашений, а также отдыха и использование транспорта.Кроме того, гидроэнергетика становится менее надежной из-за изменения, связанные с изменением климата, такие как экстремальные погодные явления, уменьшились снежный покров, высокий или низкий весенний сток и засухи.

С возможностью большая неуверенность в доступности гидроэлектроэнергии для покрытия дефицита нагрузки исходя из сезонной и связанной с климатом изменчивости, регион рассматривает дополнительные возможности для уравновешивания производства и спроса.

Накопитель гидроэнергии

An доступным вариантом энергосистемы общего пользования для хранения энергии является гидроаккумулятор, который накапливает энергию, перекачивая воду в гору во время времена низкого спроса на электроэнергию.Когда спрос на электроэнергию высок, накопленная вода может стекать вниз и генерировать электричество. Минусы прокачки хранение включает высокую относительную стоимость и несовместимость со многими ограничениями для эксплуатации гидроэлектростанций в бассейне реки Колумбия, таких как требования к потоку и средства защиты рыбы.

В настоящее время в Орегоне нет проектов по гидроаккумуляции.

водяных турбин и микрогидро систем

Сила движущейся воды

Вы можете поставить небольшую хижину на самый большой курорт за небольшую часть стоимости других источников энергии.Вода — используйте силу чистого и возобновляемого источника энергии!

Объяснение микрогидро систем

В современных коммерческих микрогидрогенераторах используется небольшая турбина, подключенная к электрическому генератору или генератору переменного тока. Вода собирается во впускной трубе выше по потоку, спускается к турбине по пластиковой трубе и проходит через одно или несколько сопел под действием собственного гравитационного давления. Система включает регулятор заряда, который подает питание на батареи и отводит избыточную мощность, чтобы предотвратить перегрев.
Чтобы решить, подойдет ли вам микрогидравлическая система, необходимо произвести некоторые измерения и расчеты. Во-первых, вам необходимо знать перепад высот в метрах (называемый напором), а также количество доступной воды в разные сезоны, измеренное в литрах в секунду. Основная формула:

л / сек x 10 x перепад высот в метрах = теоретическая мощность (полезная мощность составляет примерно 50% от этого #)

Чем больше у вас падения и потока, тем больше потенциальной энергии вы можете произвести.Наши турбины поставляются с форсунками разных размеров, которые предназначены для включения и выключения при изменении условий потока в течение года.

Имейте в виду, что водяная турбина будет вырабатывать электроэнергию 24 часа в сутки!

Мини-гидрокомплект № 1

CK9118 Цена: 10 527,06 долларов

  • Водяная турбина 800 Вт
  • 1 Пружинный блок
  • 1 Magnum Панель питания 2000 Вт
  • 1 Свинцово-угольная батарея SWE12-150 1.8 кВт · ч (150 А · ч при 12 В)
  • 2 Самосвальные грузы
  • Суточная полезная мощность: 0,9 кВт / ч

Сила движущейся воды

Если у вас есть ресурсы, микрогидроэнергетика — самый дешевый метод (в области возобновляемых источников энергии) для обеспечения электроэнергией вашего дома. После установки система несложна в эксплуатации или обслуживании, а ее срок службы буквально измеряется десятилетиями. Эти небольшие гидросистемы обычно вырабатывают гораздо больше энергии, чем солнечные (фотоэлектрические) системы.

Например. Допустим, вы измерили ручей, у вас расход 3 литра в секунду, а перепад составляет 40 метров.Используя приведенную выше формулу, вы можете рассчитывать на непрерывную выработку 600 Вт. Это даст 14,4 кВтч в сутки!

Водяная турбина с постоянным магнитом

Малый гидрокомплект № 1


Инвертор мощностью 2800 Вт с водяной турбиной 800 Вт

CK9119 Цена: 10 881,95 долл. США

  • Водяная турбина 800 Вт
  • 1 Пружинный блок
  • 1 Регулятор контроллера заряда
  • 1 Magnum Панель питания мощностью 2800 Вт
  • 1 Свинцово-угольная аккумуляторная батарея SWE12-150 1,8 кВт · ч (150 А · ч при 12 В)
  • 2 Самосвальные грузы
  • Суточная полезная емкость: 0.9 кВт · ч

Малый гидрокомплект № 2

CK9120 Цена: 15315,33 долл.

  • Водяная турбина 1400 Вт
  • 1 Пружинный блок
  • 1 Коллектор
  • 1 Magnum 4000 Вт 120/240 В панель питания
  • 4 SWE12-150 Свинцово-угольные батареи 7,2 кВтч (600ач при 12В) или (300ач при 24В)
  • 2 Самосвальные грузы
  • Суточная полезная мощность: 2,88 кВтч
Воздухозаборный блок с гидрофильтром

Большой гидрокомплект № 1

CK9121 Цена: 23 349 долларов.33

  • Водяная турбина 1400 Вт
  • 1 Пружинный блок
  • 1 Коллектор
  • 1 Magnum 4000 Вт, 120/240 В, двойная панель питания
  • 8 SWE12-150 Свинцово-угольные батареи 14,4 кВтч (600ач при 24 В) или (300ач при 48 В)
  • 2 Самосвальные грузы
  • Суточная полезная мощность: 7,2 кВт / ч

Все гидрокомплекты не включают стоимость трубопровода.

Лучшие варианты гидроэнергетики для практичной усадьбы

Если вам повезло, что у вас есть проточная вода, у вас есть несколько вариантов возобновляемой энергии, которые доступны не каждому.Вот несколько вещей, которые следует помнить перед тем, как приступить к гидропроекту.

Проверьте свои законы относительно возобновляемых источников энергии

Каким ни смешным может показаться отсутствие у вас права производить гидроэлектроэнергию на своей собственной территории, в некоторых местах есть законы об этом. Иногда на самом деле у вас нет прав на воду без каких-либо ограничений. Если у энергетической компании в вашем регионе есть, например, гидротурбины, вам может быть отказано в их установке самостоятельно.

Теоретически, если это делают другие, то это снижает поток и мощность их турбин, что влияет на многих людей.Реальность такова, что несколько небольших гидроэнергетических проектов, вероятно, не захотят, но они хотят, чтобы вы получали от них электроэнергию.

Также возможно, что некоторые законы окружающей среды вступят в силу в зависимости от размера вашего проекта. Просто разумно проверить все аспекты законности, прежде чем инвестировать в работу и оборудование.

Два основных типа гидроэнергетики — это водяные колеса или турбины. Есть некоторые очень легко купить и добавить в поток настройки, но многие препперы собрали свои собственные уникальные настройки.Водяные колеса действительно довольно красивы, и их сборка не требует больших затрат, если вы хорошо разбираетесь в материалах.

Гидроэнергетика — отличный ресурс, если у вас есть проточная вода на вашем участке. Этот пост предлагается как краткое введение в мир гидроэнергетики. Хотя концепция использования турбины для выработки энергии довольно проста, об этом прекрасном источнике энергии нужно много знать!

Расход вашей воды

Чем больше поток, тем больше энергии вы можете произвести за более короткий период времени. Достаточный объем воды необходим для того, чтобы гидроэнергетика стоила вашего времени.

Напор

Чтобы гидроэнергетические турбины работали эффективно, ваш поток воды должен иметь достаточный перепад или «напор» для данной турбины. Некоторые турбины могут работать с меньшими затратами, а другие требуют большего.

Как определить напор

Определить ваше падение не всегда легко, но вы можете это сделать, и вам нужно серьезно отнестись к этому измерению, потому что то, что оно говорит вам, определяет тип турбин, которые вы можете разумно использовать .Для турбин с низким напором требуется падение на 2-10 футов, и оттуда вы можете попасть в турбины со средним или высоким напором.

Один из способов получить приблизительную оценку напора — использовать GPS и выполнить два измерения высоты вверху и внизу вашей системы. Это не самый точный метод, и его точность будет зависеть от того, насколько хорошо GPS работает в вашем районе.

Другой способ определения напора. Это метод, продиктованный Министерством энергетики США. Вы можете прочитать всю статью здесь.

Метод шланга-трубки

Метод шланга-трубки для определения напора включает в себя измерение глубины потока по ширине потока, который вы собираетесь использовать для своей системы, — от точки, в которой вы хотите разместить затвор до точки, в которой вы хотите разместить турбину. Вам понадобится следующее:

  • Помощник
  • Садовый шланг малого диаметра или другой гибкий шланг длиной 20–30 футов (6–9 метров)
  • Воронка
  • Метр или измерительная лента.
  1. Протяните шланг или трубку вниз по каналу потока от точки, которая является наиболее практичной высотой для водозабора. Попросите помощника подержать передний конец шланга с воронкой под водой как можно ближе к поверхности.
  2. Тем временем поднимите нижний конец, пока вода не перестанет вытекать из него. Измерьте расстояние по вертикали между концом трубки и поверхностью воды. Это общий напор для данного участка потока.
  3. Попросите вашего помощника переместиться туда, где вы находитесь, и поместить воронку в ту же точку, где вы производили измерение. Затем идите вниз по течению и повторите процедуру. Продолжайте измерения, пока не дойдете до места, где вы планируете разместить турбину.

Сумма этих измерений даст вам приблизительное представление о валовом напоре для вашего объекта.

Примечание: из-за силы воздействия воды на передний конец шланга вода может продолжать движение через шланг после того, как оба конца шланга фактически выровнены.Вы можете вычесть дюйм или два (2–5 сантиметров) из каждого измерения, чтобы учесть это. Эти предварительные измерения головы лучше всего проявлять консервативно.

Определение того, сколько ватт может произвести ваш поток

Чтобы оценить, сколько ватт вы можете ожидать от воды, используйте следующее уравнение.

Напор (футы) x Расход (галлонов в минуту) / 10 = Ватты

Итак, поток с напором 10 футов и расходом 20 галлонов в минуту будет выглядеть так.4

10 футов x 20 галлонов в минуту / 10 = 20 Вт в минуту

Скорость потока

Один из наиболее элементарных способов определения скорости потока — использовать ковш. Возьмите ведро объемом 5 галлонов и измерьте, сколько времени потребуется для его заполнения. Если для заполнения требуется 2 минуты, то скорость потока составляет примерно 2,5 галлона в минуту.

Размер турбин

Независимо от расхода воды, размер турбины будет еще одним ограничивающим фактором в том, сколько энергии вы можете произвести.Большие турбины означают больше энергии, как и большее водяное колесо.

Гидроэнергетика обычно является дополнительной, но в некоторых случаях может быть единственным источником энергии.

Для мелкомасштабных домовладений или подготовителей гидроэнергетика обычно используется в качестве дополнительной энергии, а не в качестве единственного источника энергии. Те, у кого есть гидроэнергетика, часто используют солнечные батареи и иногда немного энергии ветра.

Преимущества гидроэлектростанции

Фантастически согласованные

Потоки воды могут частично меняться в зависимости от сезона или погодных условий, но гидроэнергетика способна вырабатывать электроэнергию 24 часа в сутки, тогда как солнечная энергия вырабатывает энергию только в солнечные часы и чем ниже свет тем меньше энергии производят эти панели.

Я много писал о ветре и получил отзывы от некоторых читателей, и должен сказать, что для значительной части из нас я не считаю ветер жизнеспособным возобновляемым источником энергии. Вам действительно нужен устойчивый направленный ветер и хорошее снаряжение. Солнечная энергия дает больше энергии за ваши деньги и не создает большого шума, и почему-то люди думают, что в целом она выглядит лучше.

Гидроэнергетика в больших масштабах

Я рос в штате Вашингтон, а затем прожил несколько лет в Кетчикане, Аляска, сразу после колледжа, и немного познакомил меня с гидроэнергетикой.Много света Seattle City Light было произведено на плотинах в районе Северных каскадов. В основном Сиэтл и его окрестности работают на гидроэлектростанциях. Для тех, кто живет на северо-западе Тихого океана, это лучший выбор, потому что здесь есть несколько массивных рек и связанных с ними озер. Вся эта вода производит огромное количество энергии.

Гидроэнергетика вызывает у некоторых озабоченность по поводу окружающей среды. Несомненно, на протяжении многих лет на Западе было множество отзывов от защитников окружающей среды о влиянии плотин на нерест лосося.Одна плотина на реке Хох была демонтирована, и многие активисты аплодировали.

Есть кое-что, что можно сделать, чтобы помочь рыбе и водным организмам. Рыбные лестницы могут быть большим подспорьем, но, как и в случае с любым другим решением, многие говорят, что они недостаточно эффективны для выживания чувствительных видов рыб. . Некоторые люди отводят воду в сторону, чтобы у рыб было много места, чтобы они могли выполнять свои обычные дела. Плотины и противоиловые завесы, описанные далее, помогают в этом.

Типы турбин

В основном бывает двух типов турбин: закрытые и внешние.Водяные колеса являются примером внешней турбинной системы. Закрытые турбины — это то, что используют большинство людей, потому что их легче установить и они в целом дешевле. Давайте сравним две системы.

Water Wheel

Есть несколько действительно дешевых водяных колес, которые справятся с этой задачей, но вы не захотите использовать их в своем саду.

Водяные колеса, которые выглядят красиво и функционально, требуют определенных навыков и значительных материалов для изготовления.Это может стать дорогостоящим, если вы платите за это кому-то другому или если товар должен быть доставлен вам.

Водяные колеса могут служить долго, но они также обычно делаются из дерева, что означает, что они со временем разлагаются, если не поддерживать их в надлежащем состоянии. Это можно сказать о многих вещах, но когда вы смотрите на затраты, важно понимать, насколько прочным будет конечный продукт в долгосрочной перспективе.

Водяные колеса диаметром 48 дюймов отгружены примерно за 400 долларов. После того, как вы превысите диаметр 48 дюймов, цена на водные колеса, отправленные вам, значительно возрастет, поэтому лучше покупать или делать более крупные колеса рядом с вами.

Вот видео о том, как построить собственное водяное колесо. Люди все время строят свои собственные постройки, но на это уходит много времени, и необходимо учитывать затраты на материалы в вашем районе. Гидравлическое колесо необходимо подключить к генератору переменного тока, который используется для зарядки аккумуляторной батареи. Вы можете использовать старый генератор от автомобиля, если хотите, или купить новый.

Закрытая турбина

Эти турбины имеют внутри вращающееся «колесо». Это основные настройки и конструкции, которые использует большинство людей из-за размера и стоимости системы водяного колеса.

Ящик или дамба для отстаивания и улучшения потока

Комбинация отстойника и дамбы помогает в любом потоке. Вы можете построить свой собственный, залив бетон после постройки формы. Это будет очень постоянным, поэтому делайте это только в том случае, если вы уверены, что именно здесь вы хотите всегда делать гидрораспределение, если это возможно. Ящик помогает улавливать осадок и мусор, потому что на нем есть сетка. Это продлит срок службы вашей турбины. Ил — это не шутка, и вы точно не хотите, чтобы что-нибудь большое заклинило вашу турбину.

Это настраиваемый экран. Ни один ручей или река не похожи друг на друга, поэтому многие из них сделаны в соответствии с вашими требованиями, а затем отправлены вам после размещения и заказа. Вы должны получить расценки, чтобы купить один, и подождать, что является одной из причин, по которой многие люди предпочитают создавать свои собственные.

Внезапные наводнения и другие водные опасности

Если ваш ручей может сильно подняться во время сильного шторма, и вы беспокоитесь о повреждении обломков, небольшие турбины можно защитить или даже вытащить из ручья.Лучше взять одну или две части вашей системы, чем потерять ее во время внезапного наводнения или повредить ее большим количеством мусора.

Я жил в районе, где много наводнений, и всегда удивительно, как много мусора выбрасывают и смывают по местам.

Очень маленькие турбины

Вы можете приобрести небольшие турбины, которые можно установить на садовый шланг и вырабатывать небольшое количество энергии, когда вы поливаете свой скот или наполняете бассейн летом. Конечно, это не так много энергии, но это захват дополнительной энергии, и это может быть своего рода изящным обучающим инструментом, если вы учитесь на дому.

Отсутствие недорогих турбин среднего размера

Возможно, мне здесь чего-то не хватает, но во время исследования для этой статьи мне было трудно найти турбины, которые подходят для среднего уровня выработки электроэнергии. Либо турбины были очень маленькими, либо довольно большими. Я предполагаю, что эта ниша обычно заполняется теми, кто строит свои собственные системы или имеет одну, предназначенную для их конкретной собственности.

Power Spout

Эта компания показалась мне интересной.Их турбины очень эффективны и просты в настройке, но вы все равно будете рассчитывать на 2000 долларов к тому времени, когда добавите все, например турбину и трубки. Если вы добавляете батарейки для хранения энергии, вы легко можете переоценить эту стоимость.

В то же время эти турбины могут вырабатывать много энергии! С их помощью вы сможете полностью удовлетворить свои потребности в энергии. Если вам когда-либо приходилось ремонтировать дом или проделывать другую работу, то мне, вероятно, не нужно говорить вам, что 2000 долларов — это немного.Это особенно верно, если вы можете исключить свои счета за электричество в процессе. В нужном месте гидроэнергетика окупится за очень короткий период времени.

Вот несколько турбин Power Spout, которые заслуживают внимания небольшого владельца, который хочет производить много гидроэлектроэнергии.

Вот видео, которое показывает некоторые из турбин Powerspout в действии. Это довольно впечатляющий , и мне нравится, что он кажется достаточно простым, чтобы хоть немного умелый человек мог его запустить и запустить.Конечно, вы могли бы построить такой дешевле, но не все хотят разбираться во всем этом. Если вы строите свое собственное место вне сети и хотите постоянную и простую в настройке систему, которая требует минимального обслуживания, это определенно один из лучших вариантов, которые мне удалось найти.

Это устройство способно производить 1500 Вт мощности в потоке с низким напором. Когда вы заказываете эту турбину, она поставляется со всеми инструментами, необходимыми для ее установки и работы на вашем месте, что действительно приятно. При запуске любого нового проекта, подобного этому, наличие правильных инструментов, когда они вам нужны, может значительно упростить работу. Приятно, что есть вариант с низким напором для тех, у кого не так много падения, с которым можно работать.

Источники для турбин и оборудования

PowerSpout

Эта компания имеет широкую сеть дилеров для удовлетворения потребностей клиентов по всему миру. Цены у любого дилера практически одинаковы, поэтому делать покупки не стоит, если вы хотите купить один из них.У них отличное обслуживание клиентов, и они помогут вам найти турбину, которая подходит вам и вашему потоку.

Получение помощи

Будьте готовы немного заплатить, если у вас есть профессионал, который поможет вам с вашей гидроэлектростанцией. Большинство поселенцев и выживальщиков находят способ сделать это сами, используя видеоролики Youtube, книги, советы дилеров и помощь друга или члена семьи.

Хотя это может показаться трудным, принцип довольно прост для понимания. Вода поступает внутрь и вращает турбину, которая заряжает генератор переменного тока, и эта энергия затем передается батареям для хранения или поступает в ваш дом и используется в зависимости от того, сколько энергии вы на самом деле вырабатываете.

Hydro power — это не система для формования печенья. Потоки и топография сильно различаются. Эта статья может дать вам некоторые инструменты, с помощью которых можно приступить к планированию системы, но я не могу даже коснуться многих тонкостей создания гидроэлектростанции на вашем месте.

Подводя итог, не забудьте предпринять следующие шаги для планирования вашей системы.

  1. Определите расход и напор.
  2. Узнайте, какие турбины будут работать с вашим расходом и напором.
  3. Сложите стоимость системы «сделай сам» по сравнению с покупкой системы. Это полезно знать, если ваше время лучше потратить на что-то другое.
  4. Установите систему и следите за ударами. Большинство проблем легко исправить, если вы правильно вычислили свой поток и направление движения.

Помните, что существует множество видеороликов, которые чрезвычайно полезны для правильной установки вашей системы. Воспользуйтесь отличными видео, на создание которых потратили время другие выживальщики.

Изменение водотока

Иногда ручьи и реки со временем меняют русло. Сильное наводнение или ураган может привести к тому, что поток и расположение вашего источника воды значительно изменится, что повлияет на выработку электроэнергии. Это просто то, о чем нужно знать, и есть большая вероятность, что этого не произойдет.

Если, тем не менее, вы можете видеть, где поток вашего потока часто менялся за эти годы, то будьте готовы внести некоторые изменения в вашу систему или, в крайних случаях, вам, возможно, придется полностью переместить его, чтобы поддерживать хороший уровень выработки электроэнергии.

Какие типы гидроэнергетических проектов вы реализовали? Есть ли какие-то конкретные аспекты гидроэнергетики, которые вы хотели бы более подробно осветить на Backdoor Survival? Я понимаю, что эта статья — всего лишь краткое введение в совершенно другой способ получения энергии. Мы хотели бы услышать о вашем опыте работы с гидроэнергетикой или любыми другими системами, которые вы разработали!

Автор Биография: Саманта Биггерс живет на горе в Северной Каролине со своим мужем и стаей верных собак в доме, который ее муж и она построили сами.Когда она не пишет, она работает на их винограднике, выращивает шетландских овец или помогает мужу с тем, что им может предложить ферма и виноградник.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.