Trạm thủy điện nhỏ và siêu nhỏ - thiết kế và ứng dụng phổ biến

Nếu bạn nhìn vào năng lượng công nghiệp ngày nay, nếu bạn chú ý đến động lực của sự phát triển trong lĩnh vực năng lượng thay thế, bạn có thể dễ dàng nhận thấy rằng một khuôn mẫu như vậy đã được hình thành từ lâu: một dòng sông phẳng về cơ bản không phù hợp để tạo ra năng lượng tại các nhà máy thủy điện.

Các nhà máy thủy điện lớn đang được xây dựng bằng thiết bị ban đầu được thiết kế để tạo ra công suất điện lớn ở các cạnh dốc hoặc trên sông núi, nơi tốc độ dòng nước đạt ít nhất 2 m / s.

Các tổ máy phát điện cho các nhà máy thủy điện như vậy không phù hợp để vận hành trên dòng chảy tương đối yếu của một con sông vùng thấp. Đối với những mục đích này (đối với bất kỳ con sông nào), chỉ những đồ chơi đi bộ đường dài để sạc một vài watt điện thoại di động được bán ...

Tất nhiên, để xây dựng một con đập để xây dựng một nhà máy thủy điện công nghiệp tiếp theo trên đó là một công việc tốn kém, sẽ mất nhiều thời gian để trả tiền, và nói chung không có ý nghĩa gì trong việc thiết lập một nhà máy thủy điện truyền thống trên một dòng sông. Ngay cả khi một thiết bị đẩy thông thường được lắp đặt trên một dòng sông đồng bằng, hiệu quả của nó sẽ không cho phép nó có được công suất bình thường ở tốc độ thấp, đặc biệt là tính đến tổn thất trên hộp số.

Cuối cùng, những công thức nói rằng vận tốc nước dưới 2 m / s không phù hợp với thủy điện, đơn giản là không được thiết kế để áp dụng cho dòng điện nhỏ. Ở đây, các công thức khác nhau và cách tiếp cận khác nhau để tạo ra là cần thiết hơn tại các nhà máy thủy điện công nghiệp lớn.

Hãy tưởng tượng làm thế nào các cài đặt thủy lực năng lượng thấp có thể cung cấp điện cho các vùng xa xôi của nước ta, và các chi phí nhỏ của việc xây dựng của họ sẽ nhanh chóng được đền đáp. Trên các dòng suối nhỏ, các nhà máy thủy điện nhỏ và siêu nhỏ có thể được xây dựng. Làm thế nào điều này sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của năng lượng thay thế, tiềm năng mà ở Nga chỉ được nhận ra một phần trăm?

Một nhà máy thủy điện mini đủ để cung cấp năng lượng cho một ngôi làng nghỉ mát, một trang viên, một trang trại, một trang trại nằm gần bất kỳ con sông nào, tuy nhiên không thể đặt một mạng lưới điện bình thường. Ngay cả tại các cơ sở cấp nước và vệ sinh, về nguyên tắc có thể bố trí các nhà máy thủy điện vi mô. Hơn nữa, thiết kế của các nhà máy thủy điện nhỏ từ lâu đã chín muồi và chín muồi trong tâm trí của những người chăm sóc, sáng tạo.

Chúng ta hãy xem các thiết kế phổ biến nhất của các nhà máy thủy điện mini tự chế. Vì vậy, các nhà máy thủy điện nhỏ có quy mô nhỏ luôn chảy các nhà máy thủy điện có công suất từ ​​vài trăm watt đến vài chục kilowatt, sử dụng năng lượng của dòng chảy tự do của dòng sông, có thể bố trí các cánh quạt theo các cách khác nhau. Có ba loại cánh quạt chính cho các nhà máy thủy điện mini: bánh xe nước, vòng hoa và cánh quạt.

Bánh xe nước được lắp đặt vuông góc với dòng sông, ngâm nó dưới một nửa xương bả vai trong nước. Dòng điện làm quay bánh xe, đâm vào lưỡi dao và bánh xe quay rôto của máy phát (thông qua cardan, bánh răng hoặc các thiết bị khác). Đây là loại tuabin đơn giản và phổ biến nhất cho mini-hydro: chúng ít cồng kềnh nhất, chiếm diện tích nhỏ nhất và có hiệu suất cao nhất.

Những bánh xe như vậy có thể được lắp đặt trên sông hoặc thậm chí trên một dòng suối nhỏ. Trong các mô hình sản xuất tại nhà, bạn thường có thể tìm thấy một máy phát điện ô tô được chuyển đổi thành nam châm vĩnh cửu như một máy phát điện. Sức mạnh của các mô hình bánh xe đạt đến đơn vị kilowatt.

Một nhà máy thủy điện vòng hoa là một tập hợp các dây cáp dài với các cánh quạt hình trụ được cố định với nhau, từng cái một, được chuyển từ bờ sông này sang bờ sông khác. Các cánh quạt được ngâm trong nước xoay dọc theo dòng sông, biến các dây cáp thành xoay và các dây cáp xoay rôto máy phát qua các bánh răng.

Việc xây dựng như vậy khá tốn vật liệu và theo một cách nào đó nguy hiểm vì nó chặn lòng sông như một con đập.

Một biến thể của ý tưởng này là các cánh quạt với các cánh quạt trên một trục quay, giúp chuyển vòng quay qua cardan sang một máy phát đồng bộ. Máy phát điện loại này được sản xuất trên mỗi đơn vị kilowatt.

Cánh quạt - trông giống như một tuabin gió với những lưỡi kiếm mỏng bị lật dưới nước, được lắp đặt trong đường ống. Độ dày của lưỡi dao và đường kính của ống phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy tại vị trí lắp đặt của rôto. Vòng quay ở đây được truyền qua hộp số đến rôto máy phát.

Loại tuabin này hóa ra là chuyên dụng nhất, vì tuabin được sản xuất nghiêm ngặt cho các điều kiện dòng chảy tại vị trí lắp đặt, do đó tốc độ nước trong ống tăng lên.

Máy phát điện loại này không chỉ được sản xuất độc lập bởi những người nghiệp dư, chúng còn được sản xuất bởi ngành công nghiệp: một công ty Nhật Bản sản xuất máy phát điện như vậy với công suất 250 watt.

Điều quan trọng không kém là các thiết bị điện được lắp đặt tại nhà máy thủy điện mini. Nó nên hoạt động cùng với áp suất và tốc độ dòng chảy, có sự ổn định và thiết bị điện tử với khả năng chuyển sang điều khiển thủ công, được trang bị tất cả các loại bảo vệ, kể cả từ các tình huống khẩn cấp.