Орфографический словарь русского языка (онлайн)
Как пишется слово «мини-ГЭС» ?
Правописание слова «мини-ГЭС»
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ми́ни-ГЭ́С, нескл., ж.
Рядом по алфавиту:
ми́ни го́ночный автомоби́ль
ми́ни гражда́нская война́
ми́ни-бо́мба , -ы
ми́ни-бре́йк , -а
ми́ни-бюдже́т , -а
ми́ни-водоём , -а
ми́ни-война́ , -ы́
ми́ни-гара́ж , -ажа́, тв. -о́м
ми́ни-го́льф , -а
ми́ни-гольф-по́ле , -я
ми́ни-гости́ница , -ы, тв. -ей
ми́ни-грузови́к , -ика́
ми́ни-гру́ппа , -ы
ми́ни-гря́дка , -и, р. мн. -док
ми́ни-ГЭ́С , нескл., ж.
ми́ни-ди́ск , -а
ми́ни-диск-пле́ер , -а
ми́ни-диспле́й , -я
ми́ни-духо́вка , -и, р. мн. -вок
ми́ни-жиле́т , -а
ми́ни-заво́д , -а
ми́ни-заку́ска , -и, р. мн. -сок
ми́ни-за́л , -а
ми́ни-импланта́ция , -и
ми́ни-иссле́дование , -я
ми́ни-ка́р , -а
ми́ни-кафе́ , нескл., с.
ми́ни-компью́тер , -а
ми́ни-компью́терный
минивэ́н , -а
миника́тор , -а
Карта слов и выражений русского языка
Онлайн-тезаурус с возможностью поиска ассоциаций, синонимов, контекстных связей
и
примеров
предложений к словам и выражениям русского языка.
Справочная информация по склонению имён существительных и прилагательных,
спряжению
глаголов, а также
морфемному строению слов.
Сайт оснащён мощной системой поиска с
поддержкой русской морфологии.
Разбор слова
по составу ОНЛАЙН
Подобрать синонимы
ОНЛАЙН
Найти предложения со словом
или
выражением ОНЛАЙН
Поиск по произведениям русской классики
ОНЛАЙН
Словарь афоризмов русских писателей
Малая гидроэлектростанция в Швейцарии
Малая гидроэлектростанция или малая ГЭС (МГЭС) — гидроэлектростанция, вырабатывающая сравнительно малое количество электроэнергии. Общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции нет, в качестве основной характеристики таких ГЭС принята их установленная мощность.
Классификация МГЭС
Чаще к малым гидроэлектростанциям относят гидроэнергетические установки, установленная мощность которых не превышает 5 МВт (Австрия, Германия, Польша, Испания и др.). В Латвии и Швеции малыми считают ГЭС с установленной мощностью до 2 МВт, в некоторых других странах — до 10 МВт (Греция, Ирландия, Португалия). Также в соответствии с определением Европейской Ассоциации Малой Гидроэнергетики считаются малыми ГЭС до 10 МВт.[1]
Время от времени происходят смены классификации: в США, где были принятые меры стимулирования развития малой гидроэнергетики (путём упрощения лицензионной процедуры оформления проектов здания малых ГЭС), изначально к ним относили ГЭС с установленной мощностью до 5 МВт, затем верхняя граница была увеличена до 15 МВт, а в 1980 их максимальная установленная мощность была ограничена 30 МВт. В СССР согласно СНиП 2.06.01-86 к малым относились ГЭС с установленной мощностью до 30 МВт при диаметре рабочего колеса турбины до 3 м. Среди малых ГЭС условно выделяют микроГЭС, установленная мощность которых не превышает 0,1 МВт.
Во введенном в действие в 2004 г. СНиП 33-01-2003 (заменившим собой СНиП 2.06.01-86) характеристики, по которым гидроэлектростанция классифицировалась бы как «малая», были исключены. В действующем в настоящее время СП 58.13330.2012 (введен с 1 января 2013 г. и заменил собой СНиП 33-01-2003) эти характеристики и само понятие «малая ГЭС» также отсутствуют.
- Следует отметить, что в СНиП 33-01-2003 и в СП 58.13330.2012 в пунктах 5.4.8 и 8.31 соответственно всё-таки упоминаются малые ГЭС, но, вероятно, это является просто ошибкой.
В введённом в 1999 году ГОСТ Р 51238-98 «Нетрадиционная энергетика. Гидроэнергетика малая. Термины и определения» упоминаются такие понятия, как малая гидроэлектростанция, под которой понимается ГЭС с установленной мощностью от 100 до 30 000 кВт, и микрогидроэлектростанция с установленной мощностью до 100 кВт[2].
Малая гидроэнергетика по странам
В Белоруссии до создания единой Белорусской энергетической системы существовало 179 малых ГЭС, которые обеспечивали электроэнергией сельское хозяйство, после — большинство из них было заброшено, а сейчас делаются попытки воссоздать их. Согласно Постановлению СМ РБ от 24 апреля 1997 № 400 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики», малыми электростанциями считаются электростанции с установленной мощностью до 6 МВт. Концерн «Белэнерго» должен рассчитываться с малыми электростанциями за поставленную электроэнергию по удвоенным тарифам. На 2010 год в стране действует 36 МГЭС общей мощностью 13,5 МВт и выработкой свыше 33 млн кВт·ч в год.
Аналогичные льготы действуют и в Латвии, исходя с «Закона об энергетике» от 3 сентября 1998 г., государство гарантирует закупку электроэнергии от малых ГЭС по двойному тарифу в течение 8 лет после ввода в эксплуатацию.
В Швеции действует 1350 малых ГЭС, которые вырабатывают 10 % необходимой стране электроэнергии, в Китае действует около 83 тысяч малых ГЭС.
В России к малой гидроэнергетике относят ГЭС, мощность которых не превышает 30 МВт (ГОСТ Р51238-98). В стране действует около сотни ГЭС мощностью до 6 МВт, с суммарной мощностью 90 МВт и выработкой около 200 млн кВт·ч в год, большинство строящихся в стране малых станций находится на Северном Кавказе.
Мощность малой гидроэнергетики в странах Евросоюза на 2005 год:[1]
| Страна | Количество агрегатов | Мощность МГЭС, МВт | Доля МГЭС в общей мощности в ЕС (%) | Доля МГЭС в общей мощности ГЭС (%) | Производство электроэнергии от МГЭС (ТВт*ч) | Доля МГЭС в генерации электроэнергии в ЕС (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Бельгия | 82 | 96 | 0.61 | 6.86 | 385 | 0.46 |
| Дания | 40 | 11 | 0.09 | 100.00 | 30 | 0.08 |
| Германия | 6200 | 1500 | 1.27 | 16.67 | 6500 | 1.14 |
| Греция | 40 | 69 | 0.63 | 2.30 | 350 | 0.65 |
| Испания | 1106 | 1607 | 3.06 | 9.08 | 4825 | 2.14 |
| Франция | 1730 | 2000 | 1.73 | 7.81 | 7500 | 1.39 |
| Ирландия | 45 | 23 | 0.48 | 4.51 | 96 | 0.40 |
| Италия | 1510 | 2229 | 3.12 | 10.98 | 8320 | 3.01 |
| Люксембург | 29 | 39 | 3.25 | 3.55 | 195 | 0.22 |
| Нидерланды | 3 | 2 | 0.01 | 2.22 | 1 | 8.47 |
| Австрия | 1700 | 866 | 4.89 | 7.53 | 4246 | 6.87 |
| Португалия | 74 | 286 | 2.62 | 6.36 | 1100 | 2.51 |
| Финляндия | 204 | 320 | 1.96 | 11.03 | 1280 | 1.83 |
| Швеция | 1615 | 1050 | 3.20 | 6.40 | 4600 | 3.15 |
| Великобритания | 110 | 162 | 0.21 | 3.77 | 840 | 0.22 |
Потенциал в России
В мае 2005 года в Москве прошел международный Круглый стол, организованный Российско-европейским технологическим центром; на нем было отмечено, что технический потенциал малой гидроэнергетики России очень высок и составляет около 360 млрд кВт*ч в год это около трети потребляемой в России энергии[1].
Росатом выпускает на подконтрольной госкорпорации венгерском предприятии Ganz мини-ГЭС мощностью до 2 МВт.[3]
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Энергетический диалог Россия-ЕС Архивная копия от 20 июня 2013 на Wayback Machine Ежеквартальный информационный бюллетень. Май 2005 года
- ↑ ГОСТ Р 51238-98 Нетрадиционная энергетика. Гидроэнергетика малая. Термины и определения, ГОСТ Р от 25 декабря 1998 года №51238-98. Дата обращения: 27 января 2021. Архивировано 20 февраля 2020 года.
- ↑ Росатом свяжет Венгрию с Африкой Архивная копия от 25 октября 2019 на Wayback Machine // Росатом, 31 Марта 2017
Гидроэлектроэлектростанции – это не только мощные, промышленные сооружения, но и установки более меньшего масштаба. Такие минигидроэлекстростанции можно соорудить у себя на участке.
Содержание:
- 1 Что такое мини-ГЭС
- 2 Классификация мини-ГЭС
- 3 Составные части мини ГЭС
- 4 Принцип действия
- 5 Гидроэлектростанции непромышленного назначения
- 5.1 Гирляндная станция с гидровинтами
- 5.2 Вертикальный ротор Дарье
- 5.3 Подводный винтовой пропеллер
- 5.4 Водное колесо с лопастями
- 6 МикроГЭС на ручье
- 7 Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики
Что такое мини-ГЭС
Мини ГЭС, или малые гидроэлектростанции – это гидроэлектростанции, которая вырабатывает относительно малое количество энергии. Его достаточно для снабжения частного дома, дачного или иного участка, расположенного недалеко от реки.
Необходимость использования мини-ГЭС часто вызвана невозможностью полноценного снабжения электроэнергией и ростом стоимости тарифов. При наличии реки или даже ручья можно соорудить малые ГЭС для личных нужд.
Классификация мини-ГЭС
Мини ГЭС можно классифицировать по нескольким параметрам.
По способу передачи энергии они бывают:
- Сетевые. В данном типе электроэнергия сразу генерируется в сеть.
- Накопительные. Электроэнергия собирается в аккумуляторах в течение дня. Затем с помощью инвертора она преобразуется в требуемую мощность.
По типу водных потоков, на которых устанавливаются минигидростанции, можно выделить типы:
- Русловые – устанавливаются в руслах рек с небольшим потоком.
- Стационарные – устанавливаются на водоемах с быстрым потоком. Они вырабатывают больше энергии.
- Установки в точках перепада уровня потока. Используются на естественных и искусственных порогах рек.
- Мобильные установки – сооружаются на малых водоемах, например, ручьях.
По типу функционирования мини ГЭС бывают:
- В виде гирляндной установки;
- По принципу «водяного колеса»;
- С ротором Дарье;
- С пропеллером.
По конструкции гидротурбины мини ГЭС могут быть:
- Осевыми, в которых вода движется вдоль турбинной оси и падает на приходящие в движение лопасти;
- Радиально-осевыми, в которых вода сначала движется радиально по отношению к турбины, а затем вдоль оси;
- Ковшовыми – в них вода поступает на лопасти через сопла, что увеличивает скорость движения. При ударе воды об лопасть турбина вращается, в процесс вовлекается следующая лопасть и так остальные.
- Поворотно-лопастными, лопасти которых поворачиваются одновременно с турбинным вращением.
Составные части мини ГЭС
Мини ГЭС состоит из следующих частей:
- турбина с лопастями, которая соединяется с валом генератора. Для них используют 3 основных вида ротора – колесо, гирлянда и пропеллер.
- Генератор, создающий переменный ток. Ввиду того, что вырабатываемый ток является нестабильным, то в установку мГЭС вводятся дополнительные компоненты.
- Блок управления турбиной, позволяющий запускать и останавливать ее, в том числе в аварийном режиме С его помощью можно контролировать режим работы минигидростанции.
- Блок балластной нагрузки для рассеивания энергии, которая на данный момент не используется. Установка позволяет предупредить выход генератора из строя.
- стабилизатор или контролер заряда для преобразования напряжения и управления зарядом аккумуляторов.
- аккумуляторы, накапливающих заряд;
- инверторные системы для преобразования напряжения.
Принцип действия
Основа работы мини-ГЭС такая же, как у в общем у гидроэлектростанций: преобразование энергию движения воды в электрическую. Отличие состоит только в разной мощности установок и количестве получаемой энергии.
Поток воды может создаваться естественным течением или с помощью воздвижения сооружений, например, небольшой плотины. Искусственный перепад воды усиливает напор за счет силы тяжести. Иногда используются оба способа вместе.
Вода попадает на лопасти турбины и передает им силу своего движения. Гидротурбина передает энергию вращения через редуктор или другую механическую установку на вал генератора. Вращение генератора производит электроэнергию.
Полезная информация. Если усиливается напор попадаемой воды, то ускоряется движение гидравлической турбины. Вследствие этого быстрее вращается гидрогенератор и увеличивается мощность энергии.
Гидроэлектростанции непромышленного назначения
Гидроэлектростанции могут быть непромышленные частные сооружения. Они могут вырабатывать до 100 кВт. Этого вполне достаточно для обеспечения энергией одного частного дома.
Существуют несколько видов мГЭС по принципу действия гидротурбины.
Гирляндная станция с гидровинтами
Гирляндная ГЭС устанавливается на реках или речных участках, скорость водного потока в которых не менее 2,5 м/с, а глубина – не более 1,5 м. ГЭС состоит из перетянутого через реку гибкого стального троса и закрепленных на нем цепи роторов. Один конец троса закрепляется на опорном подшипнике, а другой крепится к валу генератора, который он активирует. Подшипники обеспечивают свободное вращение и способствуют раскручиванию вала.
Вся конструкция напоминает гирлянду, и каждое звено ее – ротор – способно вырабатывать 2 кВт. Водный напор раскручивает погруженные в воду гидровинты, они, в свою очередь, заставляют вращаться трос. Вращение троса через зубчатую передачу активирует работу генератора.
Гирляндные мини-ГЭС устанавливаются на ограниченный промежуток времени и только в ненаселенных местностях.
Вертикальный ротор Дарье
Ротор Дарье состоит из нескольких аэродинамических лопастей, закрепленных на горизонтальных перекладинах. Тип, используемый для ГЭС похож на ветрогенератор, только установленный под водой.
За счет обтекания водой поверхностей создается разница в давлении на лопасти пропеллера. Такой эффект приводит к вращению ротора.
Для начала работы ротора, всю систему нужно заставить крутиться. Остановить движение сможет только замерзание водоема.
Подводный винтовой пропеллер
Подводный винтовой пропеллер является гидроаналогом воздушного генератора, его лопасти полностью погружены в воду.
Для того чтобы получить максимальную скорость вращения при минимальном сопротивлении, размеры лопастей должны соответствовать силе движения водного потока. Например, при скорости движения воды 2 м/с ширина лопасти должна быть 2-3 см.
Подводный пропеллер устанавливается навстречу потоку. Принцип работы состоит не в давлении воды, а за счет образования подъемной силы, например, как у винта корабля.
Важно! Винтовой пропеллер подходит только для глубоких рек с быстрым течением. На неглубоких водоемах подводная установка может нанести вред купающимся людям, рыбакам, водоплавающим животным и птицам.
Водное колесо с лопастями
Самый простой тип водного генератора. Колесо может устанавливать вертикально в плоскости перпендикулярной поверхности воды или горизонтально, когда колесо погружается в воду на 2/3 толщины диска.
В зависимости от русла водоема и глубины можно установить 3 вида водного колеса:
- Подливные (нижнебойные) – вращается за счет скорости потока. Подходят для быстры, но мелководных рек.
- Среднебойные – устанавливаются так, чтобы поток попадал на середину вращающегося колеса. Подходит для рек с несколькими разными уровнями русла.
- Наливные (верхнебойные) – вращаются за счет напора воды, попадающей на верхние лопасти. Установка должна располагаться под плотинами трубами или естественными порогами так, чтобы вода падали на лопасти сверху.
Колесо соединяется с генератором и приводит его в движение для выработки энергии.
Производители предлагают готовые турбины, лопасти которых приспособлены под определенные мощности водного потока.
МикроГЭС на ручье
Имея в своем распоряжении необходимый набор элементов, можно соорудить ГЭС своими руками.
Для сооружения мГЭС подойдет только ручей с сильным течением. Для установки нужны шланг длиной 10-20 м, переходник с него на резьбу полдюйма, шаровый кран и турбина.
Из пластиковой бутылки нужно приготовить заборную воронку для воды. Срезав ее наполовину, нужно верхнюю часть вставить горлышком в шланг. Полученную конструкцию нужно опустить срезанной частью в ручей и укрепить, например, камнями, чтобы не снесло водой.
После укрепления необходимо убедиться, что вода свободно поступает, и проложить шланг вдоль ручья. Чем длиннее шланг и круче уклон, по которому он прозодит, тем сильнее будет давление воды.
К турбине предварительно присоединяются шаровый кран и переходник, к которому затем нужно подсоединить шланг.
Теперь мГЭС на ручье готова и можно открывать кран.
Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики
Малая гидроэнергетика и установка мини-ГЭС имеет свои плюсы и минусы.
К преимуществам использования микроэнернетики относятся:
- Достаточно недорогое оборудование, позволяющее экономить ресурсы электроэнергии. Не требуется возведение больших сооружений.
- Работа вне зависимости от времени суток и погоды;
- Не обязательно наличие большого водоема;
- Излишек электричества можно перенаправить в другие места;
- Почти бесшумная работа оборудования;
- Экологичность – нет загрязняющих воду и атмосферу веществ. Флора и фауна водоемов не ощущает вредного воздействия, качество воды остается без изменений. Также нет необходимости перестраивать природный ландшафт местности.
Наряду с плюсами использования мини ГЭС имеются некоторые минусы. Из недостатков микрогидроэнергетики можно отметить необходимость достаточной силы течения. Недостаточная сила становится серьезной преградой для установки и эксплуатации оборудования. Для того, чтобы исправить положение, необходимо будет устанавливать дополнительное сооружение, чтобы ускорить поток воды.
Также некоторые типы мини-ГЭС, например, гирляндный, могут представлять опасность для человека.
Микро гидроэлектростанция дает экономические и социальные преимущества, а вырабатываемая электроэнергия имеет низкую себестоимость.
Малая гидроэлектростанция в Швейцарии
Малая гидроэлектростанция или малая ГЭС (МГЭС) — гидроэлектростанция, вырабатывающая сравнительно малое количество электроэнергии. Общепринятого для всех стран понятия малой гидроэлектростанции нет, в качестве основной характеристики таких ГЭС принята их установленная мощность.
Содержание
- 1 Классификация МГЭС
- 2 Малая гидроэнергетика по странам
- 3 Потенциал в России
- 4 См. также
- 5 Примечания
Классификация МГЭС
Чаще к малым гидроэлектростанциям относят гидроэнергетические установки, установленная мощность которых не превышает 5 МВт (Австрия, Германия, Польша, Испания и др.). В Латвии и Швеции, малыми считают ГЭС с установленной мощностью до 2 МВт, в некоторых других странах — до 10 МВт (Греция, Ирландия, Португалия). Также в соответствии с определением Европейской Ассоциации Малой Гидроэнергетики считаются малыми ГЭС до 10 МВт. [1]
Время от времени происходят смены классификации: в США, где были принятые меры стимулирования развития малой гидроэнергетики (путём упрощения лицензионной процедуры оформления проектов здания малых ГЭС), изначально к ним относили ГЭС с установленной мощностью до 5 МВт, затем верхняя граница был увеличена до 15 МВт, а в 1980 их максимальная установленная мощность была ограничена 30 МВт. В СССР согласно СНиП 2.06.01-86 к малым относились ГЭС, с установленной мощностью до 30 МВт при диаметре рабочего колеса турбины до 3 м. Среди малых ГЭС условно выделяют микро-ГЭС, установленная мощность которых не превышает 0,1 МВт.
Малая гидроэнергетика по странам
В Белоруссии до создания единой Белорусской энергетической системы существовало 179 малых ГЭС, которые обеспечивали электроэнергией сельское хозяйство, после — большинство из них было заброшено, а сейчас делаются попытки воссоздать их. Согласно Постановлению СМ РБ от 24 апреля 1997 № 400 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики», малыми электростанциями считаются электростанции с установленной мощностью до 6 МВт. Концерн «Белэнерго» должен рассчитываться с малыми электростанциями за поставленную электроэнергию по удвоенным тарифам. На 2010 год в стране действует 36 МГЭС общей мощностью 13,5 МВт и выработкой свыше 33 млн кВт·ч в год.
Аналогичные льготы действуют и в Латвии, исходя с «Закона об энергетике» от 3 сентября 1998 г., государство гарантирует закупку электроэнергии от малых ГЭС по двойному тарифу в течение 8 лет после ввода в эксплуатацию.
В Швеции действует 1350 малых ГЭС, которые вырабатывают 10 % необходимой стране электроэнергии, в Китае действует около 83 тысяч малых ГЭС.
В России к малой гидроэнергетике относят ГЭС, мощность которых не превышает 30 МВт (ГОСТ Р51238-98). В стране действует около сотни ГЭС мощностью до 6 МВт, с суммарной мощностью 90 МВт и выработкой около 200 млн кВт·ч в год, большинство строящихся в стране малых станций находится на Северном Кавказе.
Мощность малой гидроэнергетики в странах Евросоюза на 2005 год: [1]
| Страна | Количество агрегатов | Мощность МГЭС, МВт | Доля МГЭС в общей мощности в ЕС (%) | Доля МГЭС в общей мощности ГЭС (%) | Производство электроэнергии от МГЭС (ТВт*ч) | Доля МГЭС в генерации электроэнергии в ЕС (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Бельгия | 82 | 96 | 0.61 | 6.86 | 385 | 0.46 |
| Дания | 40 | 11 | 0.09 | 100.00 | 30 | 0.08 |
| Германия | 6200 | 1500 | 1.27 | 16.67 | 6500 | 1.14 |
| Греция | 40 | 69 | 0.63 | 2.30 | 350 | 0.65 |
| Испания | 1106 | 1607 | 3.06 | 9.08 | 4825 | 2.14 |
| Франция | 1730 | 2000 | 1.73 | 7.81 | 7500 | 1.39 |
| Ирландия | 45 | 23 | 0.48 | 4.51 | 96 | 0.40 |
| Италия | 1510 | 2229 | 3.12 | 10.98 | 8320 | 3.01 |
| Люксембург | 29 | 39 | 3.25 | 3.55 | 195 | 0.22 |
| Нидерланды | 3 | 2 | 0.01 | 2.22 | 1 | 8.47 |
| Австрия | 1700 | 866 | 4.89 | 7.53 | 4246 | 6.87 |
| Португалия | 74 | 286 | 2.62 | 6.36 | 1100 | 2.51 |
| Финляндия | 204 | 320 | 1.96 | 11.03 | 1280 | 1.83 |
| Швеция | 1615 | 1050 | 3.20 | 6.40 | 4600 | 3.15 |
| Великобритания | 110 | 162 | 0.21 | 3.77 | 840 | 0.22 |
Потенциал в России
30 мая 2005 года в Москве прошел международный Круглый Стол организованный Российско-Европейским Технологическим Центром. На нем было отмечено, что технический потенциал малой гидроэнергетики России очень высок, и составляет около 360 млрд. кВт*ч в год это около трети потребляемой в России энергии. [1]
См. также
 Энергетикаструктура по продуктам и отраслям |
||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электроэнергетика: электроэнергия |
|
 |
||||||||||||||||||||||||||
| Теплоснабжение: теплоэнергия |
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Топливная промышленность: топливо |
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Перспективная энергетика: |
|
|||||||||||||||||||||||||||
| Портал: Энергетика |
Примечания
- ↑ 1 2 3 Энергетический диалог Россия-ЕС Ежеквартальный информационный бюллетень. Май 2005 года
Мини-ГЭС представляет собой гидрогенератор. Его особенность в том, что состоит он из бесколлекторного генератора, который можно регулировать. Установка подобного оборудования обеспечивает не только получение энергии, но и возможность продавать ее государству и всем желающим. Купить такую установку выгодно, ведь окупаемость достаточно быстрая, да и бизнес считается прибыльным.
Виды и типы мини-ГЭС
Установки отличаются по выдаваемой мощности. Все зависит от используемого оборудования, а также типа.
Гидроэлектростанции бывают:
-
Русловые
Часто размещаются на равнинах. Устанавливаются они на тех реках, где течение не отличается сильным потоком.
-
Стационарные
Быстрый поток воды — основная необходимость к установке. Это дает возможность получать гораздо больше энергии.
-
Установки мобильного типа
Чтобы установить подобную мини-ГЭС, подойдет и небольшой ручей. Для этого используются специальные рукава, что состоят из особенно прочных материалов.
Отличаются ГЭС и по функциональным особенностям:
-
Колесо
Специально колесо, снабженное лопатками, монтируется параллельно воде. Важно, чтобы часть колеса была погружена в воду. Таким образом, течение начинает вращать колесо, от чего вращается и генератор.
-
Гирляндная конструкция
Используется трос или же ось, расположенная между берегами с дальнейшей установкой роторов. Так как вода движется, она оказывает давление на ось, заставляя двигаться и роторы.
-
Ротор Дарье
Применяется разность давлений, которые возникают именно на лопастях. Сами же плоскости устроены достаточно сложно.
Установка и особенности
Устанавливается мини-ГЭС буквально на реках и каналах с проточной водой. Монтаж достаточно простой. Специалисты отмечают, что возвести подобное оборудование реально за неделю без нюансов. Небольшие установки являются максимально эффективными. Самые мощные из них могут снабдить энергией около 60 домов, используя лишь одну турбину.
Еще одна особенность — постоянная генерация энергии. Это выделяет мини-ГЭС на фоне ветровых электростанций или систем солнечных батарей. Другими словами, работа ГЭС вовсе не зависит от погодных условий или же времени суток. Что же касается установки, то поблизости русла выкапывается рукав, чтобы вода попадала в колодец цилиндрического типа, в котором и устанавливается турбина.
Долговечность и надежность колодца обеспечивают бетонные стенки. Вода падает в колодец и создает вихревой поток, который и вращает лопасти турбины. Перепад между руслом и колодцем составляет всего лишь полтора метра. Следует отметить, что турбина, а также лопасти не вредят водным обитателям, поэтому она максимально безопасна для фауны и флоры.
Еще один важный момент: разработка проекта. Здесь указываются не только важные характеристики мини-ГЭС, но и ее расположение, принцип использования, возможные последствия. Все эти моменты обязательно предусмотреть перед непосредственным монтажом.
Применение мини-ГЭС
Как вы понимаете, для установки данного оборудования обязательно наличие реки. Полезна мини-ГЭС буквально во всех сценариях использования.
-
Промышленность. Используются гидроэлектростанции с мощностью от 200 кВт. Ничего удивительного, ведь они призваны снабжать энергией целые промышленные зоны, а также предприятия.
-
Коммерция. Установки с мощностью до 200 кВт. Используются для снабжения энергией поселков, мелких предприятий или отдельно стоящих домов.
-
Бытовые. В основном их мощность до 20 кВт. Идеально подходят для загородных домов.
-
Аграрный сектор. Мощность может быть разной, так как зависит от площади, построек, наличии производственных цехов на территории.
Практика показывает, что некоторые мини-ГЭС реально построить собственноручно. Современный рынок предлагает необходимые комплектующие. Но будут ли соблюдены все нормы экологичности и эффективности? В этом случае лучше обратиться к профессионалам, которые помогут в составлении проекта и дальнейшей постройки.
Мини-ГЭС — это еще вариант для прибыльного бизнеса. Если в местности есть несколько типов водных ресурсов, то на каждом можно установить простые и безопасные ГЭС. Это гарантирует постоянную подачу и накопление энергии, которую можно в дальнейшем реализовать.
Если же для вашего производства тарифы по использованию электричества слишком дорого, то установка мини-ГЭС будет отличным решением. Дело в том, что оборудование быстро окупается и в дальнейшем будет снабжать электричеством. Эффективность, конечно, зависит от мощности электричества и типа мини-ГЭС.
Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.
Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.
В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.
Содержание статьи:
- Гидроэлектростанции непромышленного назначения
- Гирляндная станция с гидровинтами
- Вертикальный ротор Дарье
- Подводный винтовой пропеллер
- Водяное колесо с лопастями
- Условия для установки гидроэлектростанции
- Несколько «за» и «против»
- Измерение силы водного потока
- Изготовление ГЭС на основе водяного колеса
- Необходимые материалы и инструменты
- Сборка колеса и изготовление сопла
- Генератор своими руками
- Выводы и полезное видео по теме
Гидроэлектростанции непромышленного назначения
Гидроэлектростанции – это сооружения, способные преобразовать энергию движения воды в электричество. Альтернативные «зеленые» поставщики электроэнергии пока активно эксплуатируются только на Западе. На территории нашей страны эта перспективная отрасль лишь делает первые робкие шаги.
Галерея изображений
Фото из
Получение электроэнергии при извлечении потенциала воды — одно из перспективных направлений «зеленой» энергетики. Ее плюсы заключаются в использовании неисчерпаемых бесплатных ресурсов планеты с нанесением наименьшего ущерба природной обстановке
К объектам, задействованным в сфере малой гидроэнергетики, относятся мини гидроэлектростанции, вырабатывающие от 3-100 кВт до 25 МВт
Для получения электричества при использовании энергии воды необязательно наличие бурной горной реки или сооружение большой плотины. Достаточно сузить русло небольшой речки или ручья
Турбину небольшой гидроэлектростанции сможет заставить вращаться даже относительно небольшой по объему канал, в который вода поступает из близлежащего водоема или речки
Небольшие ГЭС, устроенные прямо в потоке воды просты, но не позволяют регулировать силу и объем стока. Возможность регулировки обеспечит миниатюрное водохранилище
Наиболее перспективными для организации мини ГЭС являются горные ручьи с характерной разницей высот в русле. Однако подобные условия можно создать и для речки, текущей по равнинной местности
Повысить производительность миниатюрной ГЭС помогут всевозможные водообороты и завихрения, которые можно соорудить искусственно, путем заливки бетонных конструкций
Для увеличения КПД разработчиками малых гидроэлектростанций усовершенствуются турбины. К примеру, обычное колесо с лопастями заменяется многовитковым шнеком
Использование воды для получения электроэнергии
Один из традиционных вариантов малой гидроэнергетики
Сужение канала для извлечения энергии
Устройство направленного на лопасти канала
Приплотинный вариант с небольшим водохранилищем
Разница высоты в русле ручья или речки
Искусственно сооруженное завихрение
Шнековый тип турбины с повышенным КПД
Небольшими частными гидроэлектростанциями могут быть плотины на больших реках, вырабатывающие от десятка до нескольких сотен мегаватт или мини-ГЭС с максимальной мощностью в 100 кВт, которых вполне достаточно для нужд частного дома. Вот о последних и узнаем подробней.
Гирляндная станция с гидровинтами
Конструкция состоит из цепи роторов, закрепленных на гибком стальном тросе, перетянутом поперек реки. Сам трос исполняет роль вращательного вала, один конец которого фиксируется на опорном подшипнике, а второй – активирует вал генератора.
Каждый гидроротор «гирлянды» способен вырабатывать около 2 кВт энергии, правда, скорость водного потока для этого должна быть не менее 2,5 метров в секунду, а глубина водоема не превышать 1,5 м.
Принцип действия гирляндной ГЭС прост: напор воды раскручивает гидровинты, а те вращают трос и заставляют генератор вырабатывать энергию
Гирляндные станции с успехом использовались еще в середине прошлого века, но роль винтов тогда играли самодельные пропеллеры и даже консервные банки. Сегодня же производители предлагают несколько видов роторов для различных условий эксплуатации.
Они комплектуются лопастями разного размера, изготовленными из листового металла, и позволяют получить максимальный КПД от работы станции.
Но хотя в изготовлении этот гидрогенератор достаточно прост, его эксплуатация предполагает ряд специальных условий, не всегда осуществимых в реальной жизни. Такие сооружения перегораживают русло реки, и вряд ли соседи по берегу, не говоря уже о представителях экологических служб, разрешат использовать энергию потока для ваших целей.
Кроме того, в зимний период установку использовать можно только на незамерзающих водоемах, а в условиях сурового климата – консервировать или демонтировать. Поэтому гирляндные станции возводятся временно и преимущественно в безлюдной местности (например, около летних пастбищ).
Роторные станции мощностью от 1 до 15 кВт/час вырабатывают до 9,3 МВт за месяц и позволяют самостоятельно решить проблему с электрификацией в регионах, отдаленных от централизованных магистралей
Современный аналог гирляндной установки – погружные или наплывные рамные станции с поперечными роторами. В отличие от своей гирляндной предшественницы, эти конструкции не перегораживают всю реку, а задействуют только часть русла, причем установить их можно на понтоне/плоте или вовсе опустить на дно водоема.
Вертикальный ротор Дарье
Ротор Дарье – устройство турбины, которое получило название в честь своего изобретателя в 1931 г. Система состоит из нескольких аэродинамических лопастей, зафиксированных на радиальных балках, и работает за счет перепада давления по принципу «подъемного крыла», который широко задействован в кораблестроительстве и авиации.
Хотя такие установки больше используются для создания ветрогенераторов, они могут работать и с водой. Но в этом случае нужны точные расчеты, чтобы подобрать толщину и ширину лопастей в соответствии с силой водного потока.
Ротор Дарье напоминает «ветряк», только установленный под водой, причем работать он может вне зависимости от сезонных колебаний скорости потока
Для создания локальных гидростанций вертикальные роторы используется редко. Несмотря на неплохие показатели КПД и кажущуюся простоту конструкции, оборудование достаточно сложное в эксплуатации.
Перед началом работы систему нужно «раскрутить», зато и остановить запущенную станцию сможет только замерзание водоема. Поэтому используется ротор Дарье преимущественно на промышленных предприятиях.
Интересное решение в сфере проектирования малых ГЭС с вертикально работающей турбиной предложил австрийский изобретатель Франц Цотлётерер:
Галерея изображений
Фото из
Мини станция водоворотно-гравитационного действия
Сооружение отдельного канала с водоворотом
Турбина в центре вращения
Устройства для сбора вырабатываемой энергии
Веским плюсом водоворотных станций вполне обоснованно считается сохранение рыбных ресурсов. Работа вертикальной турбины не наносит вреда живым организмам реки. К тому же на стенках сооружений не задерживается тина из-за специфического движения потока воды.
Подводный винтовой пропеллер
По сути, это самый простой воздушный ветряк, только устанавливается он под водой. Размеры лопастей, чтобы обеспечить максимальную скорость вращения и минимум сопротивления, рассчитываются в зависимости от силы движения потока. Например, если скорость течения не превышает 2 м/сек, то ширина лопасти должна быть в пределах 2-3 см.
Подводный пропеллер несложно сделать своими руками, но он подходит только для глубоких и быстрых рек – на мелком водоеме вращающиеся лопасти могут нанести травмы рыбакам, купальщикам, водоплавающим птицам и животным
Такой ветряк устанавливается «навстречу» потоку, но его лопасти работают не за счет давления водного напора, а благодаря возникновению подъемной силы (по принципу самолетного крыла или винта корабля).
Водяное колесо с лопастями
Водяное колесо – один из простейших вариантов гидравлического двигателя, известный еще со времен Римской Империи. Эффективность его работы во многом зависит от типа источника, на котором его установили.
Подливное колесо может вращаться только благодаря скорости потока, а наливное – с помощью напора и веса воды, ниспадающей сверху на лопасти
В зависимости от глубины и русла водотока можно установить различные типы колес:
- Подливные (или нижнебойные) – подойдут для мелководных рек с быстрым течением.
- Среднебойные – располагаются в руслах с природными каскадами так, чтобы поток попадал приблизительно на середину вращающегося барабана.
- Наливные (или верхнебойные) – устанавливаются под плотиной, трубой или в нижней части естественного порога, чтобы ниспадающая вода продолжила путь через вершину колеса.
Но принцип работы у всех вариантов один и тот же: вода попадает на лопасти и приводит в действие колесо, которое заставляет вращаться генератор для миниэлектростанции.
Производители гидрооборудования предлагают готовые турбины, лопасти которых специально адаптированы под определенную скорость водного потока. Но домашние умельцы изготавливают барабанные конструкции по старинке – из подручных материалов.
Ознакомиться с шагами сооружения простейшего варианта мини ГЭС поможет следующая фото-подборка:
Галерея изображений
Фото из
Шаг 1: Сужение русло и формирование перепада
Шаг 2: Раскрой деталей для сборки турбины
Шаг 3: Фиксация лопастей в самодельной турбине
Шаг 5: Установка опоры в русле ручья
Шаг 5: Установка турбины на опорную конструкцию
Шаг 6: Подключение генератора и аккумуляторов
Шаг 7: Устройство ременной передачи
Шаг 8: Тестирование устройства после сборки
Возможно, отсутствие оптимизации отразится на показателях КПД, зато себестоимость самодельного оборудования обойдется в разы дешевле покупного аналога. Поэтому водяное колесо наиболее популярный вариант для организации собственной мини-ГЭС.
Условия для установки гидроэлектростанции
Несмотря на заманчивую дешевизну энергии, вырабатываемую гидрогенератором, важно учесть особенности водного источника, ресурсы которого вы планируете задействовать для собственных нужд.
Ведь далеко не каждый водоток подойдет для эксплуатации мини-ГЭС, тем более круглогодичной, поэтому не помешает иметь в резерве возможность подключения к централизованной магистрали.
Несколько «за» и «против»
Основные плюсы индивидуальной гидроэлектростанции очевидны: недорогое оборудование, которое вырабатывает дешевое электричество, да еще и природе не вредит (в отличие от плотин, перекрывающих ток реки). Хотя абсолютно безопасной систему назвать нельзя – все-таки вращающиеся элементы турбин могут нанести травмы жителям подводного мира и даже людям.
Чтобы предупредить несчастные случаи, гидростанцию нужно оградить, а если система полностью скрыта водой – установить на берегу предупреждающий знак
Преимущества мини-ГЭС:
- В отличие от других «бесплатных» энергоисточников (солнечных батарей, ветрогенераторов), гидросистемы могут работать вне зависимости от времени суток и погоды. Единственное, что может им помешать – замерзание водоема.
- Для установки гидрогенератора необязательно наличие большой реки – те же водяные колеса с успехом можно использовать даже в мелких (но быстрых!) ручьях.
- Установки не выделяют вредных веществ, не загрязняют воду и работают практически бесшумно.
- Для монтажа мини-ГЭС мощностью до 100 кВт не нужно оформлять разрешительную документацию (хотя все зависит от местных властей и типа установки).
- Избыток электричества можно продавать в соседние дома.
Что касается недостатков – серьезной помехой для продуктивной эксплуатации оборудования может стать недостаточная сила течения. В этом случае придется возводить вспомогательные сооружения, что сопряжено с дополнительными затратами.
Если потенциальной энергии расположенной рядом реки при приблизительном расчете не хватит на выработку электричества в объеме, достаточном для практического применения, стоит обратить внимание на способы сооружения ветрогенераторов. Ветряк послужит эффективным дополнением.
Измерение силы водного потока
Первое, что нужно сделать, чтобы задуматься о виде и способе монтажа станции, – измерить скорость водного потока на облюбованном источнике.
Самый простой способ – опустить на стремнину любой легкий предмет (например, теннисный мячик, кусок пенопласта или рыбацкий поплавок) и засечь секундомером время, за которое он проплывет расстояние до какого-нибудь ориентира. Стандартная дистанция для «заплыва» — 10 метров.
Если водоем находится далековато от дома, можно построить отводной канал или трубопровод, и заодно и позаботиться о перепадах высоты
Теперь нужно пройденное расстояние в метрах разделить на количество секунд – это и будет скорость течения. Но если полученное значение будет меньше 1 м/сек, потребуется возвести искусственные сооружения, чтобы ускорить поток перепадами высот.
Это реально осуществить с помощью разборной плотины или неширокой сливной трубы. Но без хорошего течения от идеи с гидростанцией придется отказаться.
Изготовление ГЭС на основе водяного колеса
Разумеется, собрать «на коленке» и возвести махину, предназначенную для обслуживания предприятия или населенного пункта даже из десятка домов – идея из области фантастики. Но соорудить своими руками мини-ГЭС для экономии электричества – вполне реально. Причем задействовать можно как готовые комплектующие, так и подручные материалы.
Поэтому рассмотрим пошагово изготовление наиболее простого сооружения – водяного колеса.
Необходимые материалы и инструменты
Чтобы сделать своими руками мини-ГЭС, нужно подготовить сварочный аппарат, болгарку, дрель и набор вспомогательных инструментов — молоток, отвертку, линейку.
Из материалов понадобятся:
- Уголки и листовой металл толщиной не менее 5 мм.
- Трубы из ПВХ или оцинкованной стали для изготовления лопастей.
- Генератор (можно использовать готовый покупной или сделать самому, как в данном примере).
- Тормозные диски.
- Вал и подшипники.
- Фанера.
- Полистироловая смола для заливки ротора и статора.
- Медный провод на 15 мм для самодельного генератора.
- Неодимовые магниты.
Учтите, что конструкция колеса будет постоянно контактировать с водой, поэтому металлические и деревянные элементы необходимо выбирать с защитой от влаги (или позаботится об их пропитке и покраске самостоятельно). В идеале, фанеру можно заменить пластиком, но деревянные детали проще достать и придать им нужную форму.
Сборка колеса и изготовление сопла
Основой для самого колеса могут стать два стальных диска одинакового диаметра (если есть возможность достать стальной барабан от кабеля – отлично, это намного ускорит процесс сборки).
Но если металла в подручных материалах не нашлось, можно вырезать круги и из водостойкой фанеры, хотя прочность и срок службы даже обработанного дерева не сравнится со сталью. Затем на одном из дисков нужно прорезать круглое отверстие под установку генератора.
После этого изготавливаются лопасти, а их понадобится не меньше 16 шт. Для этого оцинкованные трубы разрезаются вдоль на две или четыре части (зависит от диаметра). Затем места резки и саму поверхность лопастей нужно отшлифовать, чтобы уменьшить потери энергии при трении.
Лопасти устанавливаются под наклоном примерно в 40-45 градусов – это поможет увеличить площадь поверхности, на которую будет воздействовать сила потока
Расстояние между двумя боковыми дисками должно быть максимально приближено к длине лопастей. Чтобы наметить место для расположения будущих ступиц, рекомендуется сделать шаблон из фанеры, на котором будет обозначено место для каждой детали и отверстия для фиксации колеса к генератору. Готовую разметку можно прикрепить на внешней стороне одного из дисков.
Затем круги устанавливаются параллельно друг к другу с помощью стержней со сплошной резьбой, а лопасти привариваются или фиксируются болтами в нужных позициях. Барабан будет вращаться на подшипниках, а в качестве опоры используется рама из уголков или труб небольшого диаметра.
На этом этапе сборку барабана можно считать законченной, осталось оснастить его самодельным генератором и соплом, направляющим поток воды
Сопло предназначено для водных источников каскадного типа – такая установка позволит использовать энергию потока по максимуму. Изготавливается этот вспомогательный элемент путем выгибания листового металла с последующей сваркой швов, а после насаживается на трубу.
Однако если в вашей местности протекает равнинная река без порогов и других высотных препятствий, в этой детали нет необходимости.
Важно, чтобы ширина выходного отверстия сопла соответствовала ширине самого колеса, иначе часть потока будет идти «вхолостую», не попадая на лопасти
Теперь колесо нужно насадить на ось и установить на подпорку из сваренных или скрепленных болтами уголков. Осталось сделать генератор (или установить готовый) и можно отправляться к реке.
Генератор своими руками
Для изготовления самодельного генератора нужно сделать обмотку и заливку статора, для чего понадобятся катушки со 125-ю витками медной проволоки на каждой. После их соединения вся конструкция заливается полиэстеровой смолой.
Каждая фаза состоит из трех последовательно прикрепленных мотков, поэтому соединение можно сделать в форме звезды или треугольника с несколькими наружными выводами
Теперь нужно подготовить фанерный шаблон, совпадающий по размерам с тормозным диском.
На деревянном кольце выполняется разметка и делаются прорези для установки магнитов (в данном случае использовались неодимовые магниты толщиной 1,3 см, шириной 2,5 см и длиной 5 см). Затем полученный ротор также заливается смолой, а после просушки — присоединяется к барабану колеса.
Водяное колесо с ротором из тормозных дисков и генератором из мотков медной проволоки — окрашенное, презентабельное и готовое к эксплуатации
Последним монтируется алюминиевый кожух с амперметром, закрывающий выпрямители. Задача этих элементов – преобразовывать трехфазный ток в постоянный.
После установки колеса в поток небольшой речки с каскадом или отводной трубой, можно рассчитывать на производительность мини-ГЭС в 1,9А * 12В при 110 оборотах за минуту
Чтобы в колесо не попадали листья, песок и другой мусор, принесенный с потоком, желательно поставить перед устройством защитную сетку.
Также можно поэкспериментировать с зазорами между магнитами и катушками с увеличенным количеством витков для увеличения КПД гидростанции.
О всех видах альтернативных источников энергии вы узнаете, ознакомившись со статьей, посвященной внедрению в быт «зеленых технологий».
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Пример работающей гидроустановки с самодельным генератором на базе трехфазного двигателя:
Видео #2. Мини-ГЭС, сконструированная по принципу водяного колеса:
Видео #3. Станция на основе велосипедного колеса – интересный вариант решения проблемы с энергообеспечением на отдыхе вдали от цивилизации:
Как видите, построить водяную миниэлектростанцию своими руками не так уж и сложно. Но так как большинство расчетов и параметров для ее комплектующих определяется «на глазок», следует быть готовым к возможным поломкам и сопутствующим затратам.
Если вы чувствуете нехватку знаний и опыта в данной сфере, стоит довериться специалистам, которые выполнят все необходимые расчеты, посоветуют оптимальное для вашего случая оборудование и качественно произведут его установку.
Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь интересными сведениями и полезными рекомендациями, оставляйте тематические фото. Возможно, вы хотите рассказать, как соорудили собственными руками действующую гидроэлектростанцию на загородном участке? Будем рады прочитать ваш рассказ о процессе устройства и эксплуатации.