Bánh xe nước ga. Nhà máy thủy điện tự chế trên bánh xe nước

Trong số tất cả các nguồn năng lượng thay thế, nhà máy thủy điện là phổ biến nhất. Thực tế này có thể được giải thích khá đơn giản - với cùng một khoản đầu tư, lợi nhuận thu được sẽ lớn hơn nhiều. Hạn chế duy nhất là nó cần có sông hoặc suối để hoạt động ổn định.

Phân loại thủy điện mini

Tùy theo nguyên lý hoạt động, nhà máy thủy điện có 4 loại chính:

• Vòng hoa nhà máy thủy điện, sử dụng thêm các công trình thủy lực để tăng cường dòng chảy của nước;
• cổ điển bánh xe nước, phương án đơn giản nhất cho nhà máy thủy điện tự chế;
• chân vịt, phù hợp nếu lòng sông rộng hơn 10 m;
• Rôto Daoye được sử dụng để sản xuất các trạm thủy điện vi mô công nghiệp.

Điểm chung của tất cả các loại nhà máy thủy điện này là không cần xây dựng đập để vận hành. Thiết kế này là một đối tượng kỹ thuật có độ chính xác cao và đắt tiền, việc xây dựng nó tốn kém gấp nhiều lần so với bản thân nhà máy thủy điện.

Tiêu chí thứ hai để phân chia các nhà máy thủy điện nhỏ là khả năng ứng dụng cho mục đích sinh hoạt và công nghiệp. Đó là về rằng cùng một loại nhà máy thủy điện có thể có nhiều phương án cung cấp và xả nước. Điều này giúp tạo ra các nhà máy điện có thể hoạt động trong hệ thống đường ống khép kín. Chúng có liên quan đến các nhà máy và doanh nghiệp, Quy trình sản xuất, liên quan đến chi phí nước cao. Ngoài ra, công suất lắp đặt phải tương ứng với nhu cầu sử dụng điện.

Việc lắp đặt trong gia đình đơn giản hơn và rẻ hơn nhiều. Nhưng việc cài đặt chúng chỉ có thể thực hiện được nếu có nguồn vĩnh viễn Nước. Trong trường hợp này, chúng tôi không nói về việc cung cấp nước thành phố.

Ưu điểm của thủy điện mini

• hoạt động gần như im lặng và không gây ô nhiễm bầu không khí;
• không ảnh hưởng đến chất lượng nước dưới bất kỳ hình thức nào; nếu muốn, các bộ lọc được lắp đặt trên hệ thống thoát nước, giúp nước thích hợp để uống;
• Hoạt động của trạm không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, điện được sản xuất 24/24;
• ngay cả một dòng suối nhỏ cũng đủ để nhà máy thủy điện vận hành;
• có cơ hội bán lượng điện dư thừa cho hàng xóm;
• không cần phải thu thập chứng chỉ và giấy phép.

So sánh thủy điện mini tự chế và nhà máy

Vì sử dụng trong gia đình bạn cần không quá 20 kW mỗi ngày. Con số này không nhiều nên tính khả thi của việc mua một nhà máy thủy điện được sản xuất công nghiệp đang bị đặt dấu hỏi. Có vẻ như không có khó khăn gì trong việc chế tạo một trạm thủy lực kiểu bánh xe hoặc cánh quạt. Nhưng trong thực tế có một số vấn đề phát sinh.

Thứ nhất, khó sản xuất tính toán cần thiết, thứ hai, độ dày và kích thước của các bộ phận được lựa chọn độc quyền bằng thực nghiệm, thứ ba, các trạm thủy điện sản xuất tại nhà được sản xuất mà không có các bộ phận bảo vệ, dẫn đến hỏng hóc liên tục và do đó, gây lãng phí thêm.

Nếu chưa có kinh nghiệm về thủy điện, từ ý tưởng lắp đặt tự chế Tốt hơn là nên từ chối. Sẽ dễ dàng và đáng tin cậy hơn nhiều khi thảo luận vấn đề với hàng xóm của bạn và cùng nhau mua một nhà máy thủy điện do nhà máy sản xuất với sự đảm bảo về chất lượng. Ngoài ra, các công ty bán các thiết bị này sẽ tiến hành lắp đặt của họ.

Đánh giá các nhà sản xuất trạm thủy điện mini

Trên thực tế, không có nhiều công ty tham gia sản xuất thủy điện mini. Các công ty trung gian cố gắng không tiết lộ thông tin này vì họ sẽ mất phần thu nhập lớn nhất. Trong số những nhà máy thực sự đáng tin cậy phải kể đến CINK Hydro-Energy. Đây là công ty hàng đầu thế giới được công nhận trong việc phát triển thiết bị thủy lực.

Tuy nhiên, trước khi liên hệ với người quản lý công ty, cần tính toán chi phí xử lý thông tin, hậu cần và lắp đặt. Trong hầu hết các trường hợp, số tiền sẽ không ít hơn nhiều so với số tiền trung gian.

Đặt hàng thủy điện mini từ công ty nào?

Xem xét rằng thiết bị này khá đắt tiền và việc sản xuất đòi hỏi các phép tính toán học chính xác, nên chuyển sang các công ty đã chứng tỏ được mình một cách tích cực trên thị trường. Năng lượng thay thế là hướng đi mới của nước ta nên danh sách khá ít.

1. AEnergy là nhà cung cấp lớn nhất các nhà máy thủy điện chất lượng cao; công ty cung cấp đầy đủ các dịch vụ từ thu thập, xử lý thông tin đến lắp đặt nhà máy thủy điện.

2. INSET là một công ty đến từ St. Petersburg. Bà độc lập sản xuất nhà máy thủy điện nên chịu trách nhiệm cá nhân về chất lượng. Ưu điểm của việc hợp tác là có thể đặt mua thủy điện siêu nhỏ công suất 5-10 kW.

3. Hydroponics là một công ty nội địa khác sản xuất độc lập các nhà máy thủy điện. Bảo hành cho tất cả các sản phẩm là 10 năm. Hầu hết mô hình thú vị Shar-Bulak với công suất 5 kW.

4. NPO Inversion - cơ quan thiết kế chuyên phát triển các nguồn năng lượng tiêu chuẩn và thay thế. Tính năng đặc biệt- sự hiện diện của các nhà máy thủy điện phi tiêu chuẩn có công suất 7,5 và 12,5 kW.

5. Thủy điện siêu nhỏ là một công ty Trung Quốc bán một số thiết bị gia dụng tương đối rẻ tiền.

Lựa chọn 1

Nhà máy thủy điện mini Cable Garland tự chế - Giải pháp hoàn hảođể có được nguồn điện giá cả phải chăng và rẻ tiền nếu gần nơi bạn ở có một con sông nhỏ.

Thiết kế của nhà máy thủy điện mini cáp vòng hoa dựa trên chuyển động quay của dây cáp dưới lòng sông.

Những thiết kế đầu tiên của một nhà máy thủy điện đơn giản tự trị đã được thực hiện từ lâu bởi các thợ thủ công cách đây nửa thế kỷ. Trở lại những năm 50, tạp chí Radio đăng tải thông tin về một nhà máy thủy điện vòng hoa, được thực hiện bởi lon thiếc và với một máy phát điện từ ô tô!

Hình.1. Vẻ bề ngoài Vòng hoa tự làm của nhà máy thủy điện mini.

Làm thế nào để làm một trạm thủy điện vòng hoa cáp bằng tay của chính bạn?

Hình dưới đây thể hiện sơ đồ thiết kế của một nhà máy thủy điện mini vòng hoa cáp đơn giản với bộ truyền động thủy lực bằng cáp tua-bin, quay theo dòng chảy của sông.

Hình 2 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện mini Garlyandnaya

1. Ổ trục, 2. Giá đỡ, 3. Cáp kim loại, 4. Hydrowheel (tua bin),

5. Máy phát điện, 6. Thượng lưu sông, 7. Lòng sông.

Là bánh xe thủy lực (cánh quạt), trong bộ truyền động thủy lực cáp của nhà máy thủy điện mini, bạn có thể sử dụng một số “cánh quạt” làm bằng một tấm kim loại mỏng, đường kính khoảng nửa mét, tương tự như đồ chơi trẻ em - một cánh quạt được làm bằng của một tờ giấy hình vuông. Nên sử dụng cáp thép thông thường có đường kính 10...15 mm làm trục linh hoạt.
Các tính toán gần đúng cho thấy rằng từ một nhà máy thủy điện cáp như vậy, bạn có thể nhận được công suất lên tới 1,5...2,0 kW từ một thủy điện, với lưu lượng sông khoảng 2,5 mét/giây!

Nếu trụ đỡ 2 với ổ trục 1 và máy phát điện 5 được lắp đặt dưới đáy sông và ổ trục với máy phát điện được nâng lên trên mực nước sông và toàn bộ kết cấu này được đặt dọc theo trục dòng chảy thì kết quả sẽ là thực tế. giống nhau. Sơ đồ này được sử dụng phù hợp cho những “sông rất hẹp” nhưng có độ sâu hơn 0,5 mét. Năng lượng nhiệt trong một nhà máy thủy điện như vậy có thể thu được bằng cách kết nối lò sưởi điện với máy phát điện.

Theo quy luật, các cánh quạt của vòng hoa nhà máy thủy điện nằm ở lõi dòng chảy (ở độ sâu 0,2 độ sâu so với bề mặt vào mùa hè và độ sâu 0,5 độ sâu so với bề mặt băng vào mùa đông). Độ sâu của sông tại nơi lắp đặt vòng hoa thủy điện không vượt quá 1,5 m. Nếu độ sâu của sông lớn hơn 1,5 m thì hoàn toàn có thể sử dụng rôto bố trí thành hai hàng.

Sự xuất hiện của các dacha và thậm chí cả trang trại trên những vùng đất hoang cách xa lưới điện, giá nhiên liệu và điện tăng vọt đã làm sống lại những ý tưởng cũ về cung cấp điện tự động với việc sử dụng rộng rãi năng lượng tự nhiên từ mặt trời, gió và nước. . Đặc biệt, sự quan tâm đến các nhà máy thủy điện mini và micro ngày càng tăng.

Hai trong số những nhà máy thủy điện này có thể được chấp nhận để bạn tự xây dựng: một nhà máy thủy điện siêu nhỏ do chính bạn tự làm và một nhà máy thủy điện mini nổi, không có đập. Tiếp theo là các thiết kế, nguyên mẫu là nhà máy thủy điện vòng hoa dòng chảy tự do (mẫu 1964) của V. Blinov.

Dudyshev V.D.

Phương án số 2

Các nhà máy thủy điện sẽ được thảo luận là loại có dòng chảy tự do, với một tuabin khá nguyên bản được chế tạo từ cái gọi là cánh quạt Savonius, được xâu chuỗi trên một trục làm việc chung (có thể linh hoạt, composite). Họ không yêu cầu đập hoặc các công trình thủy lực quy mô lớn khác để lắp đặt. Chúng có thể hoạt động với hiệu suất tối đa ngay cả ở vùng nước nông, kết hợp với sự đơn giản, nhỏ gọn và độ tin cậy của thiết kế, khiến các nhà máy thủy điện này trở nên rất hứa hẹn đối với những nông dân và người làm vườn có mảnh đất nằm gần các dòng nước nhỏ (sông). , suối và mương).

Không giống như đập, các nhà máy thủy điện dòng chảy tự do chỉ sử dụng động năng của dòng nước chảy. Để xác định công suất có công thức:

N=0,5*p*V3*F*n (1),

N - công suất trên trục làm việc (W),
- p - mật độ của nước (1000 kt/m3),
- V - tốc độ dòng chảy của sông (m/s),
- F - diện tích mặt cắt ngang của bộ phận chủ động (chìm) của thân làm việc của máy thủy lực (m2),
- n - hiệu suất chuyển hóa năng lượng.

Như có thể thấy từ công thức 1, với tốc độ sông 1 m/s/người mét vuông Lý tưởng nhất là mặt cắt ngang của bộ phận chủ động của máy thủy lực (khi n=1) có công suất chỉ bằng 500 W. Giá trị này rõ ràng là nhỏ đối với sử dụng trong công nghiệp, nhưng khá đủ đối với mảnh đất phụ của một nông dân hoặc cư dân mùa hè. Hơn nữa, nó có thể được tăng lên thông qua hoạt động song song của một số “vòng hoa thủy năng”.

Và một sự tinh tế nữa. Tốc độ của dòng sông ở các phần khác nhau của nó là khác nhau. Vì vậy, trước khi bắt đầu xây dựng một nhà máy thủy điện mini, cần xác định tiềm năng năng lượng của dòng sông của bạn bằng một phương pháp đơn giản. Chúng ta chỉ cần nhắc lại rằng quãng đường mà phao đo đã đi được chia cho thời gian nó đi qua sẽ tương ứng với tốc độ dòng chảy trung bình trong khu vực này. Cũng cần lưu ý: thông số này sẽ thay đổi tùy theo thời gian trong năm.

Do đó, việc tính toán thiết kế cần được thực hiện dựa trên tốc độ dòng chảy sông trung bình (trong thời gian dự kiến ​​vận hành nhà máy thủy điện mini).

Hình 1 Rôto Savonius cho các nhà máy thủy điện mini vòng hoa tự chế:

a, b - lưỡi dao; 1 - ngang, 2 - cuối.

Tiếp theo, bạn cần xác định kích thước bộ phận hoạt động của máy thủy lực và loại của nó. Vì toàn bộ nhà máy thủy điện mini phải càng đơn giản càng tốt và dễ chế tạo, nên loại bộ chuyển đổi phù hợp nhất là rôto Savonius có thiết kế cuối cùng. Khi làm việc ngâm hoàn toàn trong nước, giá trị của F có thể lấy bằng tích của đường kính rôto D và chiều dài L của nó, và n=0,5. Tần số quay f được xác định với độ chính xác chấp nhận được trong thực tế bằng công thức:

f=48V/3,14D (vòng/phút) (2).

Để làm cho nhà máy thủy điện nhỏ gọn nhất có thể, công suất quy định trong tính toán phải tương quan với phụ tải thực tế, nguồn điện cần được cung cấp bởi một nhà máy thủy điện mini (vì, không giống như tuabin gió, dòng điện sẽ được cung cấp liên tục cho mạng tiêu dùng). Theo quy định, nguồn điện này được sử dụng để thắp sáng, cung cấp năng lượng cho TV, radio và tủ lạnh. Hơn nữa, chỉ có cái sau được đưa vào hoạt động liên tục suốt cả ngày. Các thiết bị điện còn lại hoạt động chủ yếu vào buổi tối. Dựa trên điều này, nên tập trung vào công suất tối đa từ một “vòng hoa thủy năng” khoảng 250-300 W, bao phủ phụ tải đỉnh điểm bằng một cục pin được sạc từ trạm thủy điện mini.

Việc truyền mômen xoắn từ trục làm việc của nhà máy thủy lực đến puli của máy phát điện thường được thực hiện bằng bộ truyền động trung gian. Tuy nhiên, nói đúng ra, yếu tố này có thể bị loại trừ nếu máy phát điện được sử dụng trong thiết kế nhà máy thủy điện vi mô có tốc độ quay vận hành dưới 750 vòng/phút. Tuy nhiên, bạn thường phải từ chối giao tiếp trực tiếp. Thực tế, đối với đại đa số các máy phát điện sản xuất trong nước, tốc độ quay vận hành khi bắt đầu phát điện nằm trong khoảng 1500-3000 vòng/phút. Điều này đồng nghĩa với việc cần có sự phối hợp bổ sung giữa các trục của nhà máy thủy điện và máy phát điện.

Chà, bây giờ phần lý thuyết sơ bộ đã xong, chúng ta hãy xem xét các thiết kế cụ thể. Mỗi thiết kế đều có những ưu điểm riêng.

Ví dụ, ở đây là một nhà máy thủy điện mini dòng chảy tự do bán cố định với sự bố trí nằm ngang gồm hai cánh quạt đồng trục, quay 90° so với nhau (để tạo điều kiện cho việc tự khởi động) và các cánh quạt Savonius kiểu ngang được kết nối cứng nhắc. Hơn nữa, các bộ phận, bộ phận chính của nhà máy thủy điện tự chế này đều được làm bằng gỗ là loại vật liệu xây dựng có giá cả phải chăng và “ngoan ngoãn” nhất.

Nhà máy thủy điện mini được đề xuất có thể chìm dưới nước. Nghĩa là, khung đỡ của nó nằm dọc theo dòng nước ở phía dưới và được gia cố bằng dây thừng hoặc cột (ví dụ: nếu có lối đi, bến thuyền, v.v. gần đó). Điều này được thực hiện để tránh cấu trúc bị dòng nước cuốn đi.

Hình 2 Nhà máy thủy điện mini chìm có cánh quạt ngang:

1 - thanh đế (dầm 150x100, 2 chiếc.), 2 - thanh ngang dưới (ván 150x45, 2 chiếc.), 3 - thanh ngang ở giữa (dầm 150x120, 2 chiếc.), 4 - thanh nâng (gỗ tròn có đường kính gồm 100, 4 chiếc.), 5 thanh trên (ván 150x45, 2 chiếc.), 6 - thanh ngang phía trên (bảng 100x40, 4 chiếc.), 7 - trục trung gian (thép không gỉ, thanh có đường kính 30) , 8 - khối ròng rọc, 9 - máy phát điện dòng điện một chiều, 10 - “ngẩn ngơ” với con lăn sứ và dây cách điện hai lõi, 11 - tấm đế (bảng 200x40), 12 - ròng rọc dẫn động, 13 - nút thắt ổ đỡ bằng gỗ(2 chiếc.), 14 - rôto của “vòng hoa thủy năng” (D600, L1000, 2 chiếc.), 15 đĩa (từ các tấm ván dày 20-40 mm được đập vào tấm chắn, 3 chiếc.); các phần tử buộc chặt bằng kim loại (bao gồm cả nẹp, trục của đĩa bên ngoài) không được hiển thị.

Tất nhiên, độ sâu của sông tại nơi lắp đặt thủy điện mini phải nhỏ hơn chiều cao của khung đỡ. Nếu không thì rất khó (nếu không nói là không thể) tránh được nước vào máy phát điện. Chà, nếu nơi được cho là đặt nhà máy thủy điện mini có độ sâu hơn 1,5 m hoặc có một lượng nước lớn và tốc độ dòng chảy thay đổi rất nhiều trong suốt cả năm (nhân tiện, đó là khá điển hình cho các dòng nước có tuyết), thì nên trang bị phao cho thiết kế này. Điều này cũng sẽ cho phép nó dễ dàng di chuyển khi lắp đặt trên sông.

Khung đỡ của nhà máy thủy điện mini là khung hình chữ nhật được làm bằng gỗ, ván và khúc gỗ nhỏ, được buộc chặt bằng đinh và dây (cáp). Các bộ phận kim loại của kết cấu (đinh, bu lông, kẹp, góc, v.v.) nếu có thể nên được làm bằng bằng thép không gỉ hoặc các hợp kim chống ăn mòn khác.

Chà, vì việc vận hành một nhà máy thủy điện mini như vậy thường chỉ có thể thực hiện được trong điều kiện ở Nga theo mùa (do hầu hết các con sông đóng băng), nên sau khi hết thời gian vận hành, toàn bộ công trình được kéo lên bờ sẽ phải được kiểm tra kỹ lưỡng. . Những cái thối được thay thế kịp thời yếu tố bằng gỗ, các bộ phận kim loại bị rỉ sét, mặc dù đã thực hiện các biện pháp phòng ngừa.

Một trong những thành phần chính của nhà máy thủy điện mini của chúng tôi là “vòng hoa thủy điện” gồm hai cánh quạt được cố định cứng nhắc (và tạo thành một bộ phận duy nhất trên trục làm việc). Đĩa của chúng có thể dễ dàng được làm từ các tấm ván dày 20-30 mm. Để làm điều này, tạo một tấm khiên từ chúng, hãy sử dụng la bàn để dựng một vòng tròn có đường kính 600 mm. Sau đó, mỗi tấm ván được cắt theo đường cong thu được trên đó. Sau khi ghép các phôi lại với nhau thành hai dải (để có độ cứng cần thiết), mọi thứ được lặp lại ba lần - theo số lượng đĩa cần thiết.

Đối với các lưỡi dao, nên làm chúng từ tôn lợp mái. Hoặc tốt hơn nữa, từ những thùng (thùng) hình trụ không gỉ có kích thước phù hợp và được cắt làm đôi (dọc theo trục), trong đó phân bón nông nghiệp và các vật liệu mạnh khác thường được lưu trữ và vận chuyển. Trong trường hợp cực đoan, lưỡi dao có thể được làm bằng gỗ. Nhưng trọng lượng của chúng (đặc biệt là sau một thời gian dài ở trong nước) sẽ tăng lên đáng kể. Và điều này nên được ghi nhớ khi tạo ra các trạm thủy điện mini trên phao.

Các giá đỡ có gai được gắn vào các đầu của “vòng hoa thủy năng”. Về cơ bản, đây là những hình trụ ngắn có mặt bích rộng và có khe cuối để đựng chìa khóa. Mặt bích được gắn vào đĩa rôto tương ứng bằng bốn bu lông.

Để giảm ma sát, có các ổ trục nằm trên các thanh ngang ở giữa. Và vì ổ bi hoặc ổ lăn thông thường không thích hợp để làm việc trong nước nên họ sử dụng... loại gỗ tự chế. Thiết kế của mỗi chiếc bao gồm hai kẹp và bảng chèn có lỗ để giá đỡ mộng đi qua. Hơn nữa, các vỏ ổ trục ở giữa được bố trí sao cho các thớ gỗ chạy song song với trục. Ngoài ra, các biện pháp đặc biệt được thực hiện để đảm bảo rằng các tấm chèn được cố định chắc chắn chống lại chuyển động ngang. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bu lông siết chặt.

Hình 3 Cụm ổ trục trượt:

1 - khung uốn (St3, dải 50x8, 4 chiếc.), 2 - thanh ngang khung giữa, 3 - miếng chèn uốn (làm bằng gỗ cứng, 2 chiếc.), 4 miếng chèn có thể thay thế (làm bằng gỗ cứng, 2 chiếc.) , Bu lông 5 - M10 với đai ốc và vòng đệm Grover (4 bộ), chốt 6 - M8 với hai đai ốc và vòng đệm (2 chiếc.).

Bất kỳ máy phát điện ô tô nào cũng được sử dụng làm máy phát điện trong nhà máy thủy điện vi mô đang được xem xét. Chúng tạo ra điện áp 12-14 V DC và có thể dễ dàng kết nối với cả pin và các thiết bị điện. Công suất của những chiếc máy này là khoảng 300 W.

Khá chấp nhận được đối với tự lập và thiết kế một nhà máy thủy điện mini di động với sự sắp xếp theo chiều dọc của một “vòng hoa” và một máy phát điện. Theo tác giả của sự phát triển, một nhà máy thủy điện như vậy là ít tiêu tốn vật liệu nhất. Cấu trúc hỗ trợ của hệ thống lắp đặt, giúp cố định vị trí của nó trong lòng sông, là một thanh thép rỗng (ví dụ, từ các đoạn ống). Chiều dài của nó được chọn dựa trên tính chất của đáy dòng nước và tốc độ dòng chảy. Hơn nữa, đầu nhọn của thanh dẫn vào đáy sẽ đảm bảo sự ổn định của nhà máy thủy điện mini và không bị gián đoạn bởi dòng điện. Cũng có thể sử dụng thêm các vết rạn da.

Sau khi xác định được bề mặt hoạt động của rôto theo công thức (1) và đo độ sâu của sông tại vị trí lắp đặt trạm thủy điện mini, có thể dễ dàng tính được đường kính của rôto Savonius sử dụng ở đây. Để làm cho thiết kế trở nên đơn giản và tự khởi động, nên tạo một “vòng hoa thủy năng” gồm hai cánh quạt được nối với nhau sao cho các cánh của cánh quạt thứ nhất lệch 90° so với cánh quạt thứ hai (dọc theo trục quay). Hơn nữa, để tăng hiệu quả vận hành, kết cấu ở phía dòng chảy tới được trang bị tấm chắn đóng vai trò cánh dẫn hướng. Vâng, trục làm việc được gắn trong ổ trượt của giá đỡ trên và dưới. Về nguyên tắc, với thời gian vận hành ngắn của các nhà máy thủy điện mini (ví dụ ở chuyến đi du lịch) cũng có thể sử dụng vòng bi có đường kính lớn. Tuy nhiên, nếu có cát hoặc bùn trong nước, các thiết bị này sẽ phải được rửa bằng nước sạch sau mỗi lần sử dụng.

Cơm. 4 trạm thủy điện mini có sắp xếp theo chiều dọc rôto loại cuối:

1 - thanh đỡ, 2 - cụm ổ trục dưới, 3 - đĩa "vòng hoa thủy năng" (3 chiếc), 4 - rôto (D600, 2 chiếc.), 5 - cụm ổ trục trên, 6 - trục làm việc, 7 - hộp số, 8 - máy phát điện, 9 - "ngây ngô" với con lăn sứ và dây cách điện hai lõi, 10 - kẹp gắn máy phát điện, 11 - bảng dẫn hướng di động; a, b - lưỡi dao: không thể hiện các thanh giằng ở đầu trên của thanh đỡ.

Các giá đỡ được bắt vít và hàn vào thanh, tùy thuộc vào trọng lượng của “vòng hoa thủy năng” và nhu cầu tháo rời nó thành các bộ phận. Đầu trên của trục làm việc của máy thủy lực cũng là trục đầu vào của máy nhân, có thể sử dụng dây đai (là loại đơn giản và tiên tiến nhất về mặt công nghệ).

Máy phát điện lại được lấy từ ô tô. Thật dễ dàng để gắn nó vào thanh hỗ trợ bằng kẹp. Và các dây dẫn từ máy phát điện phải có chống thấm đáng tin cậy. Trong các hình minh họa, tỷ lệ hình học chính xác của bộ truyền trung gian không được hiển thị vì chúng phụ thuộc vào các thông số của máy phát cụ thể mà bạn có. Chà, dây đai truyền động có thể được làm từ một chiếc săm bên trong một chiếc ô tô cũ, cắt nó thành những dải rộng 20 mm rồi xoắn lại thành từng bó.

Để cung cấp điện cho các ngôi làng nhỏ, một nhà máy thủy điện mini vòng hoa do V. Blinov thiết kế là phù hợp, không gì khác hơn là một chuỗi rôto Savonius hình thùng có đường kính 300-400 mm, được gắn vào một sợi cáp linh hoạt được kéo căng. Băng qua sông. Một đầu của cáp được gắn vào giá đỡ có bản lề và đầu còn lại thông qua một bộ nhân đơn giản đến trục máy phát điện. Ở tốc độ dòng chảy 1,5-2,0 m/s, chuỗi rôto tạo ra tốc độ lên tới 90 vòng/phút. Và kích thước nhỏ của các phần tử của “vòng hoa thủy điện” giúp cho nhà máy thủy điện siêu nhỏ này có thể vận hành trên những con sông có độ sâu dưới một mét.

Phải nói rằng trước năm 1964, V. Blinov đã tạo ra được một số nhà máy thủy điện mini di động và cố định theo thiết kế của riêng mình, trong đó lớn nhất là nhà máy thủy điện được xây dựng gần làng Porozhki (vùng Tver). Một cặp vòng hoa ở đây đã dẫn động hai máy phát điện ô tô và máy kéo tiêu chuẩn với tổng công suất 3,5 kW.

MK 10 1997 I. Dokunin

Phương án số 3

Nhà máy thủy điện tự chế (HPP) trên sông nhỏ không có đập.

Được biết, điện được tạo ra bởi một máy phát điện có trục quay động cơ. Động cơ nhà máy thủy điện được thiết kế đơn giản: các giá đỡ có hai trục khuỷu A và B được gắn trên khung làm bằng các khúc gỗ (xem Hình 3).

Mỗi trục có ba khuỷu, các góc giữa chúng là 120°. Các trục khuỷu được nối với nhau bằng các thanh có gắn các lưỡi dao. Trong Hình 1, bạn thấy rằng lúc này tất cả các cánh của thanh B đều ở phía dưới, chúng chìm trong nước và dưới áp lực của nước, chúng di chuyển lùi lại (sang bên phải). Các lưỡi dao di chuyển thanh truyền, và thanh truyền lần lượt làm quay trục khuỷu. Ngay khi các đầu gối được nối bởi thanh này bắt đầu nhô lên, các lưỡi của thanh G sẽ chìm trong nước. Khi đó các lưỡi của thanh D sẽ bắt đầu hoạt động. Lúc này các lưỡi của thanh B thứ nhất sẽ vượt lên trên mặt nước và lại chìm xuống nước. Đây là cách động cơ của nhà máy điện Đăng nhập sẽ hoạt động.

Nếu bạn gắn một ròng rọc vào đầu một trong các trục khuỷu và nối nó bằng bộ truyền động dây đai với ròng rọc của máy phát điện một chiều thì máy phát điện sẽ bắt đầu tạo ra điện. Và nếu bạn gắn một thanh nối vào ròng rọc dẫn động và nối nó với máy bơm thì động cơ sẽ bơm nước đến lô đất trường học, tới khu vườn của bạn.

Công suất động cơ không chỉ phụ thuộc vào tốc độ dòng nước mà còn phụ thuộc vào số lượng và diện tích của các cánh quạt, tức là vào kích thước hình học bản thân động cơ. Và nó có thể được làm bằng bất kỳ kích thước nào, tăng hoặc giảm tỷ lệ kích thước của các bộ phận của nó.

Cơm. 1 Kích thước cơ bản các bộ phận của thủy điện mini không có đập.

Chúng tôi cung cấp bản vẽ của một động cơ, với tốc độ dòng nước 0,8-1 mét mỗi giây, sẽ quay máy phát điện từ xe chở khách. Điện áp do máy phát tạo ra là 12 V, công suất lên tới 150 W.

Hình 2 Các bộ phận chính của một nhà máy thủy điện tự chế không có đập.

Trước khi bắt đầu xây dựng một nhà máy thủy điện, hãy mua một chiếc máy phát điện trong xưởng hoặc cửa hàng bán phụ tùng ô tô. Chuẩn bị vật liệu: ván, khúc gỗ có đường kính nhỏ, dây thép, ốc vít. Chọn vị trí đặt nhà máy điện. Khuyến khích đây là đoạn sông thẳng. Ở đây bạn cần xác định tốc độ dòng chảy. Nó được thực hiện như thế này. Trên khu vực đã chọn dài 15-20 mét, đánh dấu hai mặt cắt ngang. Sau đó, sử dụng một chiếc phao nhỏ, chẳng hạn như một miếng gỗ, xác định tốc độ dòng nước. Nên ném phao xuống nước cao hơn mục tiêu phía trên một chút và quan sát nó, sử dụng đồng hồ bấm giờ để đếm thời gian phao đi từ mục tiêu phía trên xuống mục tiêu phía dưới. Bạn cần thực hiện 10-15 lần đo như vậy, ném phao xa hơn hoặc gần bờ hơn và dựa trên kết quả đo mà tính toán. tốc độ trung bình dòng sông chảy. Nếu nó nằm trong khoảng 0,8-1 m/s, hãy thoải mái bắt đầu xây dựng.

Hình 3. Trục khuỷu của thủy điện mini không có đập.

Cách làm những bộ phận phức tạp nhất của thủy điện mini không cần đập. Trục khuỷu Mini Gas không đập.

Nó có thể được làm từ một thanh thép đặc có đường kính 16-20 mm. Nhưng việc chế tạo nó sẽ dễ dàng hơn (Hình 3). Đầu tiên, cắt các phần 1, 2, 3 và 4 từ thanh. Làm má đầu gối từ một dải thép dày 5 mm. Cưa hình vuông ở đầu thanh và lỗ vuông ở má. Sau khi kết nối các bộ phận, các hình vuông được tán đinh. Đầu tiên, lắp ráp các bộ phận của trục khuỷu “a” và “b” (xem Hình 3). Sau đó, bạn cần đánh dấu và cắt các hình vuông ở đầu tự do của thanh 2 và 3 sao cho phần uốn ở giữa (sau khi lắp ráp) nằm ở góc 120° so với phần bên ngoài.

Thanh có lưỡi thủy điện mini không có đập.

Thiết bị truyền tải thủy điện mini không đập.

Trục khuỷu, và do đó là ròng rọc dẫn động, sẽ quay với tốc độ xấp xỉ một vòng cứ sau hai giây. Máy phát điện có thể tạo ra điệnở tốc độ 1000-1500 vòng/phút. Để có được số vòng quay như vậy trên máy phát điện, bạn cần có bộ truyền ròng rọc có đường kính khác nhau (xem hình).

Ròng rọc có rãnh được làm bằng ván ép dày 5 mm. Đối với mỗi ròng rọc, cắt ra năm vòng tròn. Chúng được đập xuống bằng đinh hoặc siết chặt bằng vít. Ròng rọc dẫn động được gắn chắc chắn vào đầu trục khuỷu phải có đường kính ít nhất là 700 mm. Hai cái trung gian được đóng đinh vào nhau và đặt lỏng lẻo trên trục. Chúng sẽ xoay dễ dàng trên trục này. Nếu tốc độ quay của ròng rọc dẫn động là 30 vòng/phút thì đường kính của ròng rọc trung gian nhỏ có thể lấy bằng 140 mm và ròng rọc trung gian lớn lấy bằng 600 mm. Khi đó ròng rọc máy phát điện (đường kính 60 mm) sẽ quay với tốc độ 1500 vòng/phút. Ở các tốc độ khác của ròng rọc dẫn động, đường kính của các ròng rọc trung gian sẽ khác nhau. Một giáo viên lao động sẽ giúp bạn tính toán kích thước của chúng.

Dây đai truyền động cho nhà máy thủy điện mini không có đập.

Các ròng rọc truyền động được nối với nhau bằng đai dẫn động. Để đảm bảo dây đai luôn căng tốt, hãy làm chúng từ dây cao su. Cắt săm xe ô tô cũ thành những dải dài. Xoắn từng dải ruy băng thành một sợi dây, dán các đầu bằng keo cao su và buộc chặt bằng dây bện.

Điều chỉnh thủy điện mini không đập.

Sau khi lắp ráp cơ cấu, kiểm tra xem các thanh có quay tự do hay không. Trong khi quay puly truyền động bằng tay, chú ý thanh nào đang ngăn trục khuỷu quay. Sau đó, tháo thanh tạ ra và phóng to một trong các lỗ ở cổ đầu gối để nó hơi thuôn dài.

V. Kivonosov, V. Slashilina

Phương án số 4

Các nhà máy thủy điện nhỏ, rẻ tiền, không cần đập (HPP) có thể được xây dựng trên hầu hết các con sông. Sức mạnh của những nhà máy điện như vậy tuy nhỏ nhưng đủ để cung cấp điện cho một ngôi nhà hoặc thậm chí một ngôi làng nhỏ.

Trên các con sông có tốc độ dòng chảy từ 0,8 mét/giây trở lên, có thể lắp đặt một loại động cơ thủy lực không đập mới. Nguyên lý hoạt động của động cơ này được thể hiện rõ ràng qua các bản vẽ và sơ đồ đính kèm.

Dưới áp lực của nước, các cánh quạt di chuyển các thanh, chuyển động của chúng làm cho tay quay quay. Một ròng rọc nằm trên trục của nó.

Chuyển động quay của ròng rọc được truyền tới máy phát điện. Công suất động cơ phụ thuộc vào tốc độ dòng nước.

Ở những nơi tốc độ dòng chảy thấp cần phải thu hẹp lòng sông. Thiết kế của một động cơ thủy lực, chẳng hạn như 3,5 kilowatt, đơn giản đến mức nó có thể được thực hiện ở bất kỳ câu lạc bộ hoặc xưởng nào của trường.

M. Đăng nhập

Giá điện tăng thường xuyên khiến nhiều người nghĩ đến vấn đề nguồn điện thay thế. Một trong giải pháp tốt nhất trong trường hợp này là một nhà máy thủy điện. Việc tìm kiếm giải pháp cho vấn đề này không chỉ liên quan đến quy mô của đất nước. Ngày càng thường xuyên hơn, bạn có thể thấy các nhà máy thủy điện mini cho gia đình (dacha). Chi phí trong trường hợp này sẽ chỉ dành cho việc xây dựng và BẢO TRÌ. Nhược điểm của cấu trúc như vậy là việc xây dựng nó chỉ có thể thực hiện được trong những điều kiện nhất định. Một dòng nước là cần thiết. Ngoài ra, việc xây dựng công trình này trong sân nhà bạn cần phải có sự cho phép của chính quyền địa phương.

Sơ đồ trạm thủy điện mini

• Kênh, đặc trưng của vùng đồng bằng. Chúng được lắp đặt trên những con sông có dòng chảy thấp.
• Văn phòng phẩm sử dụng năng lượng sông nước với dòng nước chảy nhanh.
• Nhà máy thủy điện được lắp đặt ở những nơi có lưu lượng nước giảm. Chúng thường được tìm thấy trong các tổ chức công nghiệp.
• Điện thoại di động, được chế tạo bằng ống gia cố.

Để xây dựng một nhà máy thủy điện, ngay cả một dòng suối nhỏ chảy qua khu vực này cũng đủ. Chủ sở hữu những ngôi nhà có nguồn cấp nước trung tâm không nên thất vọng.

Một trong những công ty của Mỹ đã phát triển một trạm có thể được tích hợp vào hệ thống cấp nước của một ngôi nhà. Một tuabin nhỏ được lắp vào hệ thống cấp nước, được điều khiển bởi dòng nước chuyển động nhờ trọng lực. Điều này làm giảm tốc độ dòng chảy của nước, nhưng giảm chi phí điện. Bên cạnh đó cài đặt này hoàn toàn an toàn.

Ngay cả các nhà máy thủy điện mini cũng đang được xây dựng ở ống cống. Nhưng việc xây dựng của họ đòi hỏi phải tạo ra những điều kiện nhất định. Nước qua đường ống phải chảy tự nhiên do có độ dốc. Yêu cầu thứ hai là đường kính ống phải phù hợp với việc lắp đặt thiết bị. Và điều này không thể được thực hiện trong một ngôi nhà riêng biệt.

Phân loại nhà máy thủy điện mini

Các nhà máy thủy điện mini (những ngôi nhà được sử dụng hầu hết thuộc khu vực tư nhân) thường thuộc về một trong những nhà máy thủy điện nhỏ. các loại sau, khác nhau về nguyên lý hoạt động:

• Bánh xe nước là loại truyền thống, dễ thực hiện nhất.
• Cánh quạt. Chúng được sử dụng trong trường hợp lòng sông rộng hơn mười mét.
• Vòng hoa được lắp đặt trên những con sông có dòng chảy thấp. Để tăng tốc độ dòng nước, các cấu trúc bổ sung được sử dụng.
• Rôto Darrieus thường được lắp đặt trong các doanh nghiệp công nghiệp.

Sự phổ biến của các phương án này là do chúng không yêu cầu xây dựng đập.

Bánh xe nước

Cái này cái nhìn cổ điển Nhà máy thủy điện, phổ biến nhất đối với khu vực tư nhân. Nhà máy thủy điện mini loại này là một bánh xe lớn có thể quay. Lưỡi của nó rơi xuống nước. Phần còn lại của cấu trúc nằm phía trên lòng sông khiến toàn bộ cơ cấu chuyển động. Năng lượng được truyền qua bộ truyền động thủy lực đến máy phát điện tạo ra dòng điện.

Trạm cánh quạt

Trên khung trong vị trí thẳng đứng có một cánh quạt và một tuabin gió dưới nước được hạ thấp dưới nước. Cối xay gió có các cánh quay dưới tác dụng của dòng nước. Lực cản tốt nhất được cung cấp bởi các lưỡi rộng hai cm (với dòng chảy nhanh, tuy nhiên, tốc độ của nó không vượt quá hai mét mỗi giây).

Trong trường hợp này, các cánh quạt được dẫn động bởi áp suất nước tạo ra chứ không phải bởi nó. Hơn nữa, hướng chuyển động của cánh quạt vuông góc với hướng dòng chảy. Quá trình này tương tự như nhà máy điện gió, chỉ khác là nó hoạt động dưới nước.

Nhà máy thủy điện Garlyandnaya

Loại nhà máy thủy điện mini này bao gồm một sợi cáp trải dài trên lòng sông và được cố định trong một ổ trục đỡ. Tua bin được treo và cố định chắc chắn trên đó dưới dạng vòng hoa. kích thước nhỏ và trọng lượng (cánh quạt thủy lực). Chúng bao gồm hai nửa hình trụ. Bằng cách căn chỉnh các trục khi hạ xuống nước, một mô-men xoắn sẽ được tạo ra trong chúng. Điều này làm cho cáp bị uốn cong, giãn ra và bắt đầu quay. Trong tình huống này, cáp có thể được so sánh với một trục dùng để truyền tải điện. Một đầu của cáp được nối với hộp số. Năng lượng từ chuyển động quay của cáp và cánh quạt thủy lực được truyền tới nó.

Sự hiện diện của một số “vòng hoa” sẽ giúp tăng thêm sức mạnh cho trạm. Chúng có thể được kết nối với nhau. Thậm chí, điều này cũng không làm tăng hiệu suất của nhà máy thủy điện này lên nhiều. Đây là một trong những nhược điểm của cấu trúc như vậy.

Một nhược điểm khác của loài này là mối nguy hiểm mà nó tạo ra cho những loài khác. Loại trạm này chỉ có thể được sử dụng ở những nơi vắng vẻ. Dấu hiệu cảnh báo là cần thiết.

Cánh quạt Daria

Một nhà máy thủy điện mini dành cho nhà riêng thuộc loại này được đặt theo tên của nhà phát triển nó, Georges Darrieus. Thiết kế này đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1931. Nó là một rôto nơi đặt các cánh quạt. Các thông số cần thiết được chọn riêng cho từng lưỡi dao. Rôto được hạ xuống dưới nước ở vị trí thẳng đứng. Các cánh quạt quay do sự chênh lệch áp suất do nước chảy qua bề mặt của chúng. Quá trình này tương tự như lực nâng khiến máy bay cất cánh.

Loại nhà máy thủy điện này có chỉ số hiệu suất tốt. Lợi thế gấp ba lần - hướng dòng chảy không quan trọng.

Những nhược điểm của điều này bao gồm thiết kế phức tạp và cài đặt khó khăn.

Ưu điểm của nhà máy thủy điện mini

Bất kể kiểu thiết kế nào, nhà máy thủy điện mini đều có một số ưu điểm:

• Chúng thân thiện với môi trường và không tạo ra các chất có hại cho khí quyển.
• Quá trình phát điện diễn ra không tạo ra tiếng ồn.
• Nước vẫn sạch.
• Điện được tạo ra liên tục, bất kể thời gian trong ngày hay điều kiện thời tiết.
• Một dòng suối nhỏ cũng đủ để lập một trạm.
• Lượng điện dư thừa có thể bán cho hàng xóm.
• Bạn không cần nhiều tài liệu cho phép.

Nhà máy thủy điện mini tự làm

Bạn có thể tự xây dựng nó để tạo ra điện. Đối với một ngôi nhà riêng, hai mươi kilowatt mỗi ngày là đủ. Ngay cả một nhà máy thủy điện mini được lắp ráp bằng tay của chính bạn cũng có thể đáp ứng được giá trị này. Nhưng cần nhớ rằng quá trình nàyđược đặc trưng bởi một số tính năng:

• Việc thực hiện các phép tính chính xác là khá khó khăn.
• Kích thước và độ dày của các phần tử được chọn "bằng mắt", chỉ bằng thực nghiệm.
• Cấu trúc tự tạo không có yếu tố bảo vệ, dẫn đến sự cố thường xuyên và các chi phí liên quan.

Vì vậy, nếu bạn không có kinh nghiệm và kiến ​​thức nhất định trong lĩnh vực này thì tốt hơn hết bạn nên từ bỏ ý tưởng này. Có thể rẻ hơn nếu mua một trạm làm sẵn.

Nếu bạn vẫn quyết định tự mình làm mọi việc, thì bạn cần bắt đầu bằng việc đo tốc độ dòng nước trên sông. Rốt cuộc, sức mạnh có thể đạt được phụ thuộc vào điều này. Nếu tốc độ dưới một mét mỗi giây thì việc xây dựng một nhà máy thủy điện mini ở vị trí này sẽ không hợp lý.

Một công đoạn nữa không thể bỏ qua là tính toán. Cần phải tính toán cẩn thận số chi phí sẽ bỏ ra để xây dựng nhà ga. Kết quả là, thủy điện có thể không phải là lựa chọn tốt nhất. Khi đó bạn nên chú ý đến các loại điện thay thế khác.

Nhà máy thủy điện mini có thể trở thành giải pháp tối ưu về mặt tiết kiệm chi phí năng lượng. Để xây dựng nó, phải có một con sông gần nhà. Tùy thuộc vào đặc điểm mong muốn, bạn có thể chọn lựa chọn phù hợp Nhà máy thủy điện. Với cách tiếp cận phù hợp, bạn thậm chí có thể thực hiện một công trình như vậy bằng chính đôi tay của mình.

Nếu có một cái ao có đập hoặc suối gần nhà, bạn có thể tạo ra một nguồn năng lượng bổ sung miễn phí tuyệt vời. Bài viết sẽ xem xét một ví dụ về cách bạn có thể chế tạo một nhà máy thủy điện bằng bánh xe nước bằng tay của chính mình. Một nhà máy điện được chế tạo theo cách này có khả năng cung cấp dòng điện lên đến 6 A; khi lắp đặt trên một dòng suối nhỏ, quá trình lắp đặt hiển thị kết quả là 2 A. Điều này đủ để bật máy thu và một vài bóng đèn. Sức mạnh phụ thuộc vào lực mà nước chảy.

Vật liệu và dụng cụ:
- các góc và mảnh vụn của tấm kim loại;
- đĩa để tạo bánh xe (được sử dụng từ vỏ của máy phát điện Onan bị lỗi);
- máy phát điện (làm từ hai đĩa phanh Dodge 28 cm);
- trục và ổ trục cũng được lấy từ Dodge;
- dây đồng có mặt cắt ngang khoảng 15 mm;
- Nam châm Neodymium;
- ván ép;
- nhựa polystyrene (cần thiết để làm đầy stato và rôto).

Quy trình sản xuất:

Bước một. Tạo một bánh xe
Để tạo ra một bánh xe, bạn sẽ cần hai đĩa thép. Trong trường hợp này, đường kính của chúng là 28cm (11 inch). Đĩa cần được đánh dấu để biết rõ vị trí lắp đặt các lưỡi dao. Để làm lưỡi dao, hãy lấy một ống có đường kính 4 inch và cắt dọc thành 4 phần. Tổng cộng, bánh xe có 16 lưỡi. Để cố định các đĩa, chúng được siết chặt bằng bốn bu lông. Tiếp theo, bạn có thể lắp các lưỡi dao vào những vị trí mong muốn. Chúng được hàn lại với nhau. Khoảng cách giữa các đĩa là 10 inch, tức là chiều dài của bánh xe là 10 inch.

Ở giai đoạn này, việc lắp ráp nhà máy thủy điện đã hoàn thành, bánh xe đã sẵn sàng, bây giờ bạn cần chế tạo một vòi phun và một máy phát điện. Một bên của đĩa có lỗ để gắn bánh xe vào máy phát điện một cách thuận tiện.

Bước hai. Làm vòi phun
Cần có vòi phun để dẫn nước vào bánh xe. Nó rộng 10 inch, bằng chiều rộng bánh xe. Vòi phun được làm bằng toàn bộ mảnh kim loại bằng cách uốn. Tiếp theo, cấu trúc được hàn lại với nhau bằng phương pháp hàn.

Bây giờ bạn có thể lắp bánh xe vào trục và bộ phận cơ khí của nhà máy thủy điện gần như đã sẵn sàng. Tất cả những gì còn lại là lắp ráp và lắp đặt máy phát điện.
Vòi phun được điều chỉnh độ cao, điều này cho phép bạn kiểm soát dòng nước tùy theo tình huống.

Bước thứ ba. Lắp ráp máy phát điện
Quá trình tạo một trình tạo bao gồm một số bước. Đầu tiên bạn cần làm một cuộn dây, nó gồm 9 cuộn dây. Mỗi cuộn dây có 125 vòng. Đường kính của dây đồng là 1,5 mm. Mỗi pha được hình thành bởi ba cuộn dây được mắc nối tiếp. Tổng cộng có 6 đầu, điều này sẽ cho phép bạn tạo cả kết nối hình sao và hình tam giác.

Cuối cùng, các cuộn dây được đổ đầy nhựa polyetylen và stato hoàn thiện sẽ xuất hiện. Nó có đường kính 14 inch và dày 0,5 inch.

Để lắp ráp máy phát điện, bạn cần có ván ép, một mẫu được làm từ nó. Tiếp theo, 12 nam châm có kích thước 2,5 x 5 cm và độ dày 1,3 cm được lắp đặt bằng mẫu này. Cuối cùng, rôto cũng được lấp đầy bằng nhựa polyetylen. Thế là xong, sau khi sấy khô máy phát điện đã sẵn sàng.

Dưới lớp vỏ nhôm có các bộ chỉnh lưu chuyển đổi dòng điện xoay chiều ba pha thành dòng điện một chiều. Thang đo ampe kế có dải đo lên tới 6 A. Với khoảng cách tối thiểu giữa các nam châm, thiết bị tạo ra dòng điện 12 Volt ở tốc độ 38 vòng/phút.

Có hai vít bù ở phía sau máy phát điện cho phép bạn điều chỉnh khe hở không khí. Như vậy có thể lựa chọn được thông số vận hành của máy phát điện phù hợp nhất.

Bước bốn. Giai đoạn cuối cùng của lắp ráp và lắp đặt máy phát điện
Tất cả các ốc vít, cũng như bánh xe nước, cần phải được sơn. Thứ nhất, điều này sẽ làm cho thiết bị trông đẹp hơn. Và thứ hai, lớp sơn sẽ bảo vệ kim loại khỏi rỉ sét, rỉ sét sẽ nhanh chóng xuất hiện gần nguồn nước. Sẽ thật tuyệt nếu trang bị cho máy phát điện một cánh bảo vệ giúp loại bỏ các tia nước bắn tung tóe, nhưng tác giả lại không có. vật liệu phù hợp.

Trong ảnh, bạn có thể thấy nơi máy phát điện sẽ được lắp đặt. Đây là một đường ống mà nước chảy từ một con đập. Sự khác biệt là khoảng 3 feet. Bánh xe sẽ chỉ chiếm một phần nhất định trong tổng lưu lượng nước. Trên thực tế kết quả tốt nhất cho thấy vị trí khi nước đi vào một góc 10 giờ và thoát ra một góc 5 giờ. Sau đó, sức mạnh lớn nhất sẽ đạt được.

Nếu có một con sông hoặc thậm chí một dòng suối nhỏ chảy gần nhà bạn, thì với sự trợ giúp của một trạm thủy điện mini tự chế, bạn có thể nhận được điện miễn phí. Có lẽ đây sẽ không phải là một khoản bổ sung quá lớn cho ngân sách, nhưng việc nhận ra rằng bạn có tiền điện riêng sẽ tốn kém hơn nhiều. Chà, ví dụ, nếu ở một dacha không có nguồn điện trung tâm, thì ngay cả một lượng điện nhỏ cũng sẽ cần thiết. Và vì vậy, để tạo ra một nhà máy thủy điện tự chế, cần có ít nhất hai điều kiện - nguồn nước sẵn có và mong muốn.

Nếu cả hai đều có mặt thì điều đầu tiên cần làm là đo tốc độ dòng chảy của sông. Việc này rất đơn giản - ném một cành cây xuống sông và đo thời gian nó nổi được 10 mét. Chia mét cho giây sẽ cho bạn tốc độ hiện tại tính bằng m/s. Nếu tốc độ nhỏ hơn 1 m/s thì một nhà máy thủy điện mini hiệu quả sẽ không hoạt động. Trong trường hợp này, bạn có thể cố gắng tăng tốc độ dòng chảy bằng cách thu hẹp kênh một cách giả tạo hoặc tạo một con đập nhỏ nếu bạn đang xử lý một dòng suối nhỏ.

Theo hướng dẫn, bạn có thể sử dụng mối quan hệ giữa tốc độ dòng chảy tính bằng m/s và công suất điện được lấy ra khỏi trục các đăng tính bằng kW (đường kính trục vít 1 mét). Dữ liệu mang tính thử nghiệm; trên thực tế, sức mạnh thu được phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng nó phù hợp để đánh giá.

0,5 m/s – 0,03 kW,
0,7 m/s – 0,07 kW,
1 m/s – 0,14 kW,
1,5 m/s – 0,31 kW,
2 m/s – 0,55 kW,
2,5 m/s – 0,86 kW,
3 m/s -1,24 kW,
4 m/s – 2,2 kW, v.v.

Quyền lực thủy điện mini tự chế tỉ lệ thuận với lập phương của vận tốc dòng chảy. Như đã chỉ ra, nếu tốc độ dòng chảy không đủ, hãy cố gắng tăng nó một cách giả tạo, nếu điều này tất nhiên là có thể.

Các loại nhà máy thủy điện mini

Có một số lựa chọn chính cho các nhà máy thủy điện mini tự chế.

Bánh xe nước

Đây là loại bánh xe có lưỡi được gắn vuông góc với mặt nước. Bánh xe chìm chưa đến một nửa trong dòng chảy. Nước ép lên các lưỡi dao và làm quay bánh xe. Ngoài ra còn có bánh tuabin với các cánh đặc biệt được tối ưu hóa cho dòng chất lỏng. Nhưng thế là đủ thiết kế phức tạp sản xuất tại nhà máy nhiều hơn sản xuất tại nhà.

Cánh quạt Daria

Đây là rôto trục đứng dùng để tạo ra năng lượng điện. Một rôto thẳng đứng quay do chênh lệch áp suất trên các cánh của nó. Sự chênh lệch áp suất được tạo ra do dòng chất lỏng chảy xung quanh các bề mặt phức tạp. Hiệu ứng này tương tự như lực nâng của tàu cánh ngầm hoặc lực nâng của cánh máy bay. Thiết kế này được cấp bằng sáng chế bởi Georges Jean-Marie Darrieux, một kỹ sư hàng không người Pháp vào năm 1931. Cũng thường được sử dụng trong thiết kế tuabin gió.

Nhà máy thủy điện Garlyandnaya

Một nhà máy thủy điện bao gồm các tua-bin nhẹ - cánh quạt thủy lực, được xâu chuỗi và cố định chắc chắn dưới dạng vòng hoa trên dây cáp ném qua sông. Một đầu cáp được cố định vào ổ trục đỡ, đầu còn lại làm quay rôto máy phát điện. Cáp trong trường hợp này đóng vai trò là một loại trục, chuyển động quayđược truyền đến máy phát điện. Dòng nước làm quay rôto, rôto làm quay dây cáp.

Cánh quạt

Cũng mượn từ thiết kế của các nhà máy điện gió, một loại “tua-bin gió dưới nước” với cánh quạt thẳng đứng. Không giống như cánh quạt trên không, cánh quạt dưới nước có các cánh có chiều rộng tối thiểu. Đối với nước, chiều rộng lưỡi dao chỉ 2 cm là đủ. Với chiều rộng như vậy sẽ có lực cản tối thiểu và tốc độ quay tối đa. Chiều rộng của lưỡi dao này được chọn cho tốc độ dòng chảy 0,8-2 mét mỗi giây. Ở tốc độ cao hơn, kích thước khác có thể là tối ưu. Cánh quạt chuyển động không phải do áp lực nước mà do sinh ra lực nâng. Cũng giống như cánh máy bay. Các cánh quạt di chuyển dọc theo dòng chảy thay vì bị kéo theo hướng của dòng chảy.

Ưu nhược điểm của các hệ thống thủy điện mini tự chế khác nhau

sai sót nhà máy thủy điện vòng hoa Rõ ràng: tiêu thụ vật liệu cao, nguy hiểm cho người khác (cáp dài dưới nước, cánh quạt ẩn trong nước, chặn sông), hiệu quả thấp. Nhà máy thủy điện Garland là một loại đập nhỏ. Nên sử dụng ở những vùng không có người ở, vùng sâu vùng xa có biển cảnh báo phù hợp. Có thể cần phải có sự cho phép của chính quyền và các nhà môi trường. Lựa chọn thứ hai là một dòng suối nhỏ trong khu vườn của bạn.
Cánh quạt Daria- Khó tính toán và sản xuất. Trước khi bắt đầu công việc, bạn cần phải thư giãn nó. Nhưng nó hấp dẫn vì trục rôto được đặt thẳng đứng và nguồn điện có thể được truyền đi trên mặt nước mà không cần thêm bánh răng. Một rôto như vậy sẽ quay khi có bất kỳ sự thay đổi nào về hướng dòng chảy - đây là một điểm cộng.

Phổ biến nhất khi xây dựng thủy điện tự chế nhận được sơ đồ của cánh quạt và bánh xe nước. Vì các tùy chọn này tương đối đơn giản để sản xuất, yêu cầu tính toán tối thiểu và được thực hiện với chi phí tối thiểu, có hiệu quả cao, dễ thiết lập và vận hành.

Nếu không có nguồn năng lượng nước, bạn có thể tự làm trạm điện gió tại nhà.

P một ví dụ về nhà máy thủy điện mini đơn giản nhất

Nhà máy thủy điện đơn giản nhất có thể được xây dựng nhanh chóng từ một chiếc xe đạp thông thường với đèn pha năng động. Một số lưỡi dao (2-3) phải được làm bằng sắt mạ kẽm hoặc nhôm tấm mỏng. Các lưỡi dao phải có chiều dài từ vành bánh xe đến trục và rộng 2-4 cm. Các lưỡi dao này được lắp vào giữa các nan hoa bằng bất kỳ phương pháp sẵn có nào hoặc sử dụng các ốc vít đã chuẩn bị trước.
Nếu bạn đang sử dụng hai lưỡi dao, hãy đặt chúng đối diện nhau. Nếu bạn muốn thêm nhiều lưỡi dao thì hãy chia chu vi của bánh xe cho số lưỡi dao và lắp chúng vào những khoảng cách bằng nhau. Bạn có thể thử nghiệm độ sâu ngâm của bánh xe bằng lưỡi dao trong nước. Nó thường được ngâm từ một phần ba đến một nửa.
Phương án xây dựng nhà máy điện gió di động đã được xem xét trước đó.

Một nhà máy thủy điện siêu nhỏ như vậy không chiếm nhiều không gian và sẽ phục vụ hoàn hảo cho người đi xe đạp - điều chính yếu là sự hiện diện của một con suối hoặc lạch - thường là nơi dựng trại. Một trạm thủy điện mini từ xe đạp có thể thắp sáng một chiếc lều và sạc điện thoại di động hoặc các thiết bị khác.