Меню

Генератора от водяной мельницы



Все плюсы и минусы водяного электрогенератора

Независимый источник электроэнергии в загородном особняке — первая необходимость. Рынок электротоваров предлагает широкий ассортимент генераторов электрического тока различных конструкций: газовые, инверторные, бензиновые, дизельные. Среди них водяные электрогенераторы занимают особое место, благодаря своим преимуществам и экономии в расходовании топлива. Выработка электричества из природных источников — наиболее экологичный и малозатратный способ производства энергетического ресурса.

Область применения и особенности устройства

Данные гидравлические устройства могут применяться для различных бытовых и хозяйственных потребностей:

  • В сельском хозяйстве;
  • Городках геологов;
  • В речном транспорте;
  • На базах отдыха;
  • В горнодобывающей промышленности;
  • На дачных и загородных участках.

Генератор электрического тока предназначен для преобразования разного рода энергии в электрическую. Устройство прибора простое: двигатель, сам генератор и корпус.

Смотрим видео, область применения генераторных установок и их виды:

В зависимости от типа силовой установки генераторы разделяются на:

Также генераторы бывают водяные и на солнечных батареях. Водяной электрогенератор отличается от дизельного или бензинового большей экономичностью в эксплуатации и абсолютной экологичностью. Если рядом с загородным домом протекает река или ручей, расходная сумма на обслуживание станции равняется нулю.

Принцип работы

Производство энергии посредством вращения конструктивного элемента применялось с давних пор, достаточно вспомнить водяные мельницы. Водяной генератор для производства электрической энергии мало отличается от старинных приспособлений.

Смотрим видео, простейший механизм работы:

Вам нужно подсоединить шланг устройства к источнику воды (ручей, водопроводный кран, бак кабинки для душа), а вращение лопастей колеса под напором воды будет передавать энергию на сам генератор. В свою очередь, генератор будет перерабатывать полученную энергию в ток соответствующей частоты (переменный либо постоянный).

Виды гидрогенераторов

Промышленные изделия различаются по параметрам производимой мощности. Для бытовых нужд используют маломощные гидросистемы (10-100 кВт) с вертикальным положением оси вращения ротора, работающие на основе небольших водотоков. Для нужд промышленности аппараты конструируют с горизонтальным вращательным движением оси.

В бытовых целях используют бесплотинный вид мини-ГЭС, который разделяют на 4 вида:

  1. Водяное колесо;
  2. Гирлянда ГЭС;
  3. Ротор Дарье;
  4. Пропеллер.

Водяное колесо представляет собой вращающийся элемент с лопастями, который устанавливают перпендикулярно движению воды, погружая наполовину или чуть меньше. Посредством водного давления на лопасти создается вращение колеса и преобразование энергии.

Конструкция гирлянды для генератора водяного представляет собой трос с зафиксированными роторами, перекинутый с одного на другой берег реки. Один конец троса прикреплен к генератору, а второй — закреплен подшипником. Погруженные в воду роторы начинают вращаться под напором потока, вызывая вращение троса. В результате генерируется электроэнергия.

Ротор Дарье представляет собой вертикальный вращающийся элемент, который приводится в движение за счет изменения давлений на лопастях сложной конструкции. Именно обтекание потоком сложной поверхности и создает перепад давлений.

Водяной генератор-пропеллер напоминает собой «ветряк», оснащенный ротором, но установленный под водой. Ширина лопастей (2 см) имеет необходимые размеры для создания максимальной скорости вращения при минимальной нагрузке сопротивления. Однако размеры лопастей нужно подбирать в соответствии с течением водного потока, их показатели могут разниться.

В быту получили распространение гидроустановки пропеллерного типа и колеса. Преимущество данных приборов — высокий КПД при минимуме затрат.

Обзор продукции

Производители выпускают мини гидростанции бытового использования для генерирования тока постоянной и переменной частоты в трехфазном и однофазном исполнении. Для выработки электричества необходим небольшой напор воды — до 12 л/сек. Как правило, данные гидроустановки применяются в местах с протеканием небольших рек или в местности с природным/искусственным водопадом, а также с построенной плотиной.

Мини генератор Ct-02 (Китай)

  • Мощность — 5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 30-3000 об/мин;
  • Ток — переменный.

Продукцию можно приобрести под заказ, обозначив необходимые параметры. Начальная цена — 30 000 рублей.

Мини генератор для дома xj13 (Китай)

  • Мощность — 8,5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 145-1920 об/мин;
  • Ток — переменный.

Данная модель горизонтальной установки имеет свои преимущества, малый вес и небольшие объемы. Аппарат можно легко установить в приусадебном участке. Цена — от 16 000 рублей.

  • Мощность — 5 кВт;
  • Вырабатываемый ток — 50 Гц;
  • Скорость вращения — 500 об/мин;
  • Ток — переменный.

Данная гидросистема с горизонтальной подачей воды обеспечит током приусадебное хозяйство либо загородный дом. Покупка водяного генератора электрического тока обойдется в 49 596 рублей.

Как сделать гидроэлектростанцию самостоятельно

Создание водяного электрогенератора своими руками — процесс увлекательный. Можно сконструировать на основе обычного велосипедного генератора. Во-первых, следует определить скорость течения водного потока с помощью секундомера. Если скорость будет недостаточная, придется создать перепад высот, например, установив сливную трубу.

Смотрим видео, делаем поэтапно своими руками:

Вам нужно вырезать из алюминиевого листа несколько лопастей шириной 2-4 см. Длина лопастей должна совпадать с диаметром велосипедного колеса (от обода до втулки). Затем лопасти устанавливаются между спицами и фиксируются при помощи плоскогубцев. Колесо погружается в воду на треть. Очень неплохой вариант выработки электроэнергии в походе для освещения палатки и зарядки телефонов.

Выбираем электрогенератор

  • Для постоянного обеспечения энергией частного загородного дома вполне хватит мощности 20-30 кВт.
  • Чтобы точно определить требуемую мощность, нужно сложить показатели потребляемой мощности всех бытовых приборов и добавить лампы освещения.
  • Следует учитывать, что к общей сумме мощности нужно добавить еще процентов 20 сверху с учетом пусковых токов.
  • Если вы работаете с электроприборами строительного назначения, величина требуемой мощности должна быть в три раза больше (до 100 кВт).

Цены и производители

Рынок товаров обеспечивается разными поставщиками и компаниями-производителями. Ценовой фактор формируется в зависимости от раскрученности бренда. В последнее время хорошо себя зарекомендовали китайские производители. Благоприятное сочетание качества и цены заслуживает внимания.

Гарантийное обслуживание имеет значение. Выбирайте приборы с установленным сроком обслуживания.

В условиях тотального повышения цен на энергоносители и импортное оборудование стоит задуматься о самостоятельном изготовлении мини-ГЭС для обеспечения хозяйства бесперебойным источником питания. Соорудить собственную гидроэлектростанцию из подручных средств — вполне достижимо. При этом следует учесть необходимый напор водного потока либо увеличить его за счет падения, применить элементарные знания из уроков физики и деловую смекалку.

Источник

Водяной генератор своими руками: Самодельная гидроэлектростанция на водяном колесе » Полезные самоделки

Бесплатное электричество — мини ГЭС своими руками

Если у Вашего жилища протекает река или даже небольшой ручей, то с помощью самодельной мини ГЭС Вы можете получить бесплатную электроэнергию. Возможно это будет не очень большое пополнение бюджета, но осознание того, что у Вас есть своя собственная электроэнергия — стоит гораздо дороже. Ну а если, например на даче, нет центрального электроснабжения — то даже небольшие мощности электроэнергии будут просто необходимы. И так, для создания самодельной гидроэлектростанции необходимо как минимум два условия — наличие водяного ресурса и желание.

Если и то и другое присутствует, то то первое, что нужно сделать – это измерить скорость потока реки. Сделать это очень просто — бросаете в реку веточку и замерьте время, в течении которого она проплывет 10 метров. Поделив метры на секунды, вы получите скорость течения в м/с. Если скорость меньше 1 м/с, то продуктивной мини ГЭС не получится. В этом случае можно попробовать увеличить скорость потока искусственно заузив русло или сделав небольшую плотину, если имеете дело с не большим ручьем.

Для ориентира, можно использовать соотношение между скоростью потока в м/с и мощностью снимаемой электроэнергии с вала винта в кВт (диаметр винта 1 метр). Данные экспериментальные, в реальности полученная мощность зависит от многих факторов, но для оценки подойдет.Так:

0.5 м/с – 0.03 кВт,
0.7 м/с – 0.07 кВт,
1 м/с – 0.14 кВт,
1.5 м/с – 0.31 кВт,
2 м/с – 0.55 кВт,
2.5 м/с – 0.86 кВт,
3 м/с -1.24 кВт,
4 м/с – 2.2 кВт и т.д.

Мощность самодельной мини ГЭС пропорциональна кубу скорости потока. Как уже указывалось, если скорость течения недостаточная, попробуйте ее искусственно увеличить, если это конечно возможно.

Типы мини-ГЭС

Существует несколько основных вариантов самодельных мини гидроэлектростанций.

Водяное колесо

Это колесо с лопастями, установленное перпендикулярно поверхности воды. Колесо погружено в поток меньше чем наполовину. Вода давит на лопасти и вращает колесо. Существуют также колеса-турбины со специальными лопатками, оптимизированными под струю жидкости. Но это достаточно сложные конструкции скорее заводского, чем самодельного изготовления.

Ротор Дарье

Это ротор с вертикальной осью вращения, используемый для генерации электрической энергии. Вертикальный ротор, который вращается за счет разности давлений на его лопастях. Разница давлений создается за счет обтекания жидкостью сложных поверхностей. Эффект подобен подъемной силе судов на подводных крыльях или подъемной силе крыла самолета. Эта конструкция была запатентована Жорж Жан-Мари Дарье, французским авиационным инженером в 1931 году. Также часто используется в конструкциях ветрогенераторов.

Гирляндная ГЭС

Гидроэлектростанция состоит из легких турбин — гидровингроторов, нанизанных и жестко закрепленными в виде гирлянды на тросе, переброшенном через реку. Один конец троса закрепляется в опорном подшипнике, второй — вращает ротор генератора. Трос в этом случае играет роль своеобразного вала, вращательное движение которого передается к генератору. Поток воды вращает роторы, роторы вращают трос.

Пропеллер

Также заимствован из конструкций ветровых электростанций, такой себе «подводный ветряк» с вертикальным ротором. В отличие от воздушного, подводный пропеллер имеет лопасти минимальной ширины. Для воды достаточно ширины лопасти всего в 2 см. При такой ширине будет минимальное сопротивление и максимальная скорость вращения. Такая ширина лопастей выбиралась для скорости потока 0.8-2 метра в секунду. При больших скоростях, возможно, оптимальны другие размеры. Пропеллер движется не за счет давления воды, а за счет возникновения подъемной силы. Так же как крыло самолета. Лопасти пропеллера движутся поперек потока, а не увлекаются потоком в направлении течения.

Преимущества и недостатки различных систем самодельной мини ГЭС

Недостатки гирляндной ГЭС очевидны: большая материалоемкость, опасность для окружающих ( длинный подводный трос, скрытые в воде роторы, перегораживание реки), низкий КПД.

Наибольшее распространение при построении самодельных гидроэлектростанций получили схемы пропеллера и водяного колеса. Так как эти варианты сравнительно просты в изготовлении, требуют минимальных расчетов и реализуются при минимальных затратах, имеют высокий КПД, просты в настройке и эксплуатации.

Если у Вас нет водяного энергоресурса можете самостоятельно сделать домашнюю ветроэлектростанцию.

Простейшую гидроэлектростанцию можно быстро соорудить из обычного велосипеда с динамкой для велофары. Из оцинкованного железа или не толстого листового алюминия надо заготовить несколько лопастей (2-3). Лопасти должны быть длиной от обода колеса до втулки, а шириной 2-4 см. Эти лопасти устанавливаются между спицами любым подручным способом или заранее заготовленными креплениями.
Если вы используете две лопасти, то установите их напротив друг друга. Если захотите добавить большее количество лопастей, то разделите окружность колеса на число лопастей и установите их через равные промежутки. С глубиной погружения колеса с лопастями в воду можете поэкспериментировать. Обычно его погружают от одной трети до половины.
Вариант походной ветроэлектростанции рассматривался ранее.

Такая микро ГЭС не занимает много места и отлично послужит велотуристам — главное наличие ручья или речушки — что обычно и есть в месте разбивки лагеря. Мини ГЭС из велосипеда сможет освещать палатку и заряжать сотовые телефоны или другие гаджеты.

Гидростанция своими руками на водяном колесе.

Самодельная гидростанция (ГЭС) может быть установлена на небольшом ручье или пруду в которой стекает поток воды, например, родник или ключ.

Мы попытаемся сделать нашу гидростанцию на пруду. Ранее на этом пруду уже были попытки создания самодельной гидростанцию из колеса для белки с ременной передачей на генератор который выдавал ток примерно около 1 ампера, этого было достаточно для питания пару лампочек и радиоприемник в маленьком охотничьем домике фото будет в конце статьи. Данная гидростанция успешно проработала более двух лет, и мы решили сделать на месте этой мини плотины более мощную станцию.

Для изготовления гидростанции своими руками нам понадобится:

  • Генератор из двух дисков диаметром 27,5 сантиметров от дисковых тормозов.
  • Диски для колеса (использовали от корпуса сломанного генератора)
  • Ведущий вал и подшипники.
  • Смола полистироловая для заливки статора и ротора.

Лопасти ведущего колеса сделаем из разрезанной на 4 части 10 сантиметровой стальной трубы.

Мы изготовили шаблон, который помог нам в будущем сделать отверстия, боковые поверхности колеса – диаметром 30 сантиметров.

  • Изготавливаем шаблон своими руками, благодаря которого будем размечать отверстия для ступиц 5 шт, также позицию лопастей. В данном колесе, если посмотреть в профиль, вода бьет сверху, в район 10 часов, протекает через середину барабана и выходит внизу, на 5 часов, так что вода бьет по колесу целых два раза.

Мы посмотрели большое количество фото и попытались смоделировать угол и ширину лопастей. На фото сверху – размечено для отверстий и лопастей для крепления колеса к генератору. В колесе будет 16 лопастей.

Шаблон закрепили к одному диску – будущей боковой поверхности колеса, два диска мы зажали вместе. На фото выше – сверление маленьких отверстий для крепления лопастей.

Необходимо сделать зазор между дисками в 25 сантиметров, используя шпильки желательно со сплошной резьбой, и аккуратно выровнять их перед установкой лопастей.

Процесс сваривания колеса показан выше. Важно, чтобы лопасти были изготовлены из стальной оцинкованной трубы.

Важно! Перед сварными работами необходимо зачистить края лопастей от цинк, так как при сварке гальванизированный металл нагревается и выделяет токсичный газ.

Готовое колесо нашей будущей гидростанции (гэс), без генератора. На, обратной стороне колеса в боковом диске есть отверстие в 10 сантиметров диаметром – для удобного прикручивания к генератору, а также для чистки, чтобы можно было рукой вынуть палки и разный мусор, который занесет внутрь вода.

Сопло имеет туже ширину (25 сантиметров), что и колесо, и около 2,5 сантиметра высоты с того конца, где выливается вода. Площадь сопла меньше, чем 10 сантиметровая труба, на которую сопло насажено. На фото мы сгибаем металлический лист своими руками для сопла.

Надеваем колесо на ось, наша гидростанция (ГЭС) практически готова, осталось сделать и установить генератор. Мы можем двигать сопло назад, вперед, вниз, вверх. Генератор и колесо могут двигаться назад и вперед.

Изготовление генератора для нашей ГЭС своими руками.

Мотаем обмотку статора и подготавливаем его для заливки. Обмотка сделана из 9 катушек, в каждой катушке 125 витков медной проволоки сечением 1,5 мм. Каждая фаза состоит из трех последовательно соединенных катушек, мы выводим наружу 6 концов, так что можем сделать соединение звездой, так и треугольником.

Статор – после заливки. (Для заливки будет использоваться поли стироловая смола) Его диаметр 35.5 см, толщина 1,3 см.

Изготавливаем шаблон из фанеры – для разметки под магниты.

Шаблон и один тормозной диск, будущий ротор.

Ставим по шаблону 12 магнитов размером 2,5 х 5 см, толщиной 1,3 см.

Заливаем ротор поли стироловой смолой, когда смола застынет ротор будет готов к работе.

Фото как выглядит наша почти законченная гидростанция в сборе с генератором.

Фото с обратной стороны. Под алюминиевой крышкой – два мостовых выпрямителя из трёх фазного переменного тока в постоянный. Шкала амперметра – до 6А. В таком состоянии, когда воздушный зазор между магнитными роторами уменьшен до минимума, гидростанция выдает 12,5 вольт при 38 об/мин.

В заднем магнитном роторе есть три настроечных винта для регулировки воздушного зазора, для того, чтобы генератор мог вращаться быстрее при необходимости.

Приступаем к изготовлению крепежных элементов.

Для этого сначала зачищаем с листового металла и уголков всю ржавчину, после чего грунтуем и красим, это не обязательно, но так красивее и как никак защита от коррозии, да и вид товарный будет.

Наш генератор с водяным колесом готов, теперь осталось только установить его!
Хорошо бы соорудить защитный экран от брызг для генератора, который вращался бы вместе с колесом, мы не нашли подходящего материала для его создания. Решили сделать это потом, если гидростанция (гэс) заработает.

Фото генератора с водяным колесом. Сопло еще не установлено, оно в кузове, и мы скоро его установим.

На фото – то место куда мы хотим его поставить. 10 сантиметровая труба выходит снизу запруды, перепад около 30 см. Мы будем забираем не всю часть водяного потока.

Вот наша старая микро-ГЭС, прослужившая нам 2 года, включая зимы. Ее хватало на 1 Ампер (12 Ватт) примерно.

Вот и наша сделанная гидростанция (гэс) на месте, производим ее настройку. Лучший результат получился, когда вода входит на 10 часов колесного диска, и выходит примерно на 5 часов.

Заработало! Выход около двух Ампер (1,9 если быть точным). Настройки производить было нелегко – каждое передвижение колеса требует также передвижения сопла, и наоборот. Еще можно изменять воздушный зазор и изменять соединение со звезды на треугольник. Результат лучше у звезды – мощность выше, чем у треугольника при тех же оборотах колеса. В итоге мы остановились на звезде, с зазором 3,12 сантиметра (довольно много).

Вывод

Гидростанцию можно изготовить и дешевле, если использовать не такие мощные магниты и воздушный зазор меньше, так же можно и с такими магнитами и маленьким зазором, только необходимо катушки с большим количеством витков.
А пока – колесо выдает нам 160 об/мин на холостом ходу, под нагрузкой 110 об/мин , производя 1,9 А х 12 В.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Делаем водородный генератор для отопления дома своими руками. Жми!

Водородный генератор (электролизер) это прибор, работающий за свет двух процессов: физического и химического.

В процессе работы под воздействием электротока вода разлагается на кислород и водород. Данный процесс носит название электролиз. Электролизер довольно популярен среди самых известных видов водородных генераторов.

Как устроен прибор

Электролизер состоит из нескольких пластин из металла, погруженных в герметическую емкость с дистиллированной водой.

Сам корпус имеет клеммы, чтобы подключать источник питания и есть втулка, через которую выводится газ.

Работу прибора можно описать так: электроток пропускается через дистиллированную воду между пластинами с разными полями (у одной — анод, у другой — катод), расщепляет её на кислород и водород.

В зависимости от площади пластин электроток имеет свою силу, если площадь большая, то и тока по воде проходит много и больше выделяется газа. Схема подключения пластин поочередная, сначала плюс, потом минус и так далее.

Электроды рекомендуется делать из нержавеющей стали, которая в процессе электролиза не вступает в реакцию с водой. Главное найти нержавейку высокого качества. Между электродами лучше сделать расстояние маленькими, но так, чтобы пузыри газа легко между ними передвигались. Крепеж лучше изготовить из соответствующего металла, что и электроды.

[warning]Примите во внимание: в связи с тем, что технология изготовления связана с газом, то во избежание образования искры, необходимо произвести плотное прилегание всех деталей. [/warning]

В рассматриваемом варианте устройство включает в себя 16 пластин, расположены они друг от друга в пределах 1 мм.

За счет того, что пластины имеют достаточно немалую площадь поверхности и толщину, можно будет пропустить через такое устройство высокие токи, однако нагрева металла не произойдет. Если измерить на воздухе емкость электродов, то она составит 1nF, данный набор использует до 25А в простой воде из водопровода.

Для сбора водородного генератора своими руками можно применить контейнер пищевой, так как его пластик термоустойчив. Затем нужно в контейнер опустить электроды для сбора газа с разъемами изолированными герметично, крышкой и другими соединениями.

Если использовать контейнер из металла, то во избежание короткого замыкания, электроды крепятся на пластике. С двух сторон медных и латунных фитингов устанавливаются два разъема (фитинг – монтировать, собирать) для извлечения газа. Разъемы контактные и фитинги нужно прочно закрепить, применяя герметик из силикона.

Изготовить газогенератор также можно в домашних условиях. Методика подробно изложена здесь: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/gazogenerator-svoimi-rukami.html

Соблюдение мер безопасности

Электролизер представляет собой устройство повышенной опасности.

Поэтому во время его изготовления, монтирования и работы обязательно нужно соблюдение как общих, так и специальных мер безопасности.

Специальные меры включают следующие пункты:

  • следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
  • если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его использовать нельзя;
  • во время выполнения ремонта нужно удостовериться, что в конечной точке системы полностью отсутствует водород;
  • противопоказано использование открытого огня, электрических нагревательных приборов и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
  • во время работы с электролитом следует себя обезопасить, используя средства защиты (спецодежда, перчатки и очки).

Советы специалистов

Квалифицированные мастера считают, что изготавливать самодельные водородные генераторы для автомобилей в домашних условиях рискованное занятие.

Они объясняют это тем, что электролизер для авто имеет сложную и небезопасную систему устройств.

Заниматься изготовлением таких агрегатов нужно, применяя специальные материалы и реагенты.

[advice]Примите к сведению: в случае самостоятельного установления электролизера, который был изготовлен своими руками, рекомендуется строгое исключение возможности, когда газ попадает в камеру сгорания при заглушенном двигателе. Во время отключения двигателя, обязательно должен автоматически отключиться водородный генератор от сети электрического питания автомобиля.[/advice]

Если все-таки решили самостоятельно изготовить автомобильный гидролизер, то обязательно следует оснастить его барботером – это специальный водяной клапан. При его использовании значительно повысится безопасность при вождении автомобиля.

Электрический ток можно получить из земли и воздуха самостоятельно. Подробности в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html

Отопление дома газом Брауна

Схема работы водородного генератора. (Для увеличения нажмите)

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Нюансы организации отопления дома газом Брауна рассмотрены здесь: https://teplo.guru/sistemy/otoplenie-gazom-brauna.html

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Мини ГЭС. Виды и работа. Применение и устройство.Особенности

Мини ГЭС представляет собой небольшую гидроэлектростанцию, которая вырабатывает относительно малое количество электрической энергии. Данное оборудование не имеет четко обозначенного понятия, единственной его характеристикой выступает мощность. По своему принципу работы малые гидроэлектростанции практически ничем не отличаются от станций, которые вырабатывают большую мощность. Вода здесь также выступает в качестве источника силы, которая и вращает лопасти турбины.

Необходимость использования подобного оборудования часто вызвана отсутствием полноценного снабжения электричеством, а также ростом тарифов на электрическую энергию. При наличии реки или даже речки и грамотном подходе к установке данного оборудования вполне можно обеспечить электроэнергией целый дом или даже небольшого поселения. В некоторых случаях даже при небольшой скорости речки можно создать необходимый поток воды с помощью создания перепадов высот.

Мини ГЭС может выдавать разную мощность электрической энергии, это зависит от ее типа и разновидности применяемого оборудования.

Исходя из типа водяных потоков, могут применяться следующие виды гидроэлектростанций:
  • Русловые. В большинстве случаев их можно наблюдать на равнинах. Их ставят на реках, где вода имеет небольшой поток.

  • Стационарные. Их применение свойственно местам, где реки имеют быстрый поток воды. Это позволяет рассчитывать на получение большей энергии воды.
  • Гидроэлектростанции, которые ставятся в точках перепада водяного потока. В большинстве случаев их можно наблюдать поблизости от промышленных предприятий и организаций.
  • Мобильные установки. В большей части случаев они сооружаются с использованием рукава из армированных материалов. Для мобильных гидроэлектростанций часто достаточно лишь небольшого ручейка.
По принципу функционирования Мини ГЭС бывают:
  • «Водяное колесо». Это значит, что колесо с лопатками располагается параллельно текущей поверхности воды, но в то же время в воде находится только часть колеса. Водная масса оказывает давление, в результате чего колесо начинает вращаться. Указанное вращение заставляется вращаться генератор.

  • Мини ГЭСв виде гирляндной конструкции предполагает укладку троса или оси между двумя берегами. На нем жестко устанавливаются роторы. Под действием перемещения водных масс роторы начинают вращаться. Их вращение также передается тросу, оно же в итоге передается генераторной установке. Она стоит на поверхности берега.
  • Установка с ротором Дарье. Принцип данного устройства базируется на использовании разности давлений, возникающих на лопастях ротора. Вызывается такая разность вследствие обтекания водой сложно устроенных плоскостей ротора.
  • Установка с пропеллером. Данное устройство напоминает ветрогенератор, однако в данном случае лопасти установки находятся в воде.
По разновидности конструкций устройства турбины могут быть:
  • Осевыми. В них вода направляется по оси турбины и идет на лопасти, что и приводит во вращение турбину.
  • Радиально-осевыми. Здесь вода первоначально направляется радиально к оси, а впоследствии по оси ее вращения.
  • Ковшовыми. В данном случае вода направляется на лопатки (ковш) посредством сопел, где происходит увеличение скорости воды. Ударяясь о лопатки, турбина приводится во вращение.
  • Поворотно-лопастными. В данном случае лопасти вращаются вокруг оси вместе с турбиной.
В зависимости от условий монтажа данное оборудование может быть:
  • Низконапорными, они предполагают перепад высот до 25 м.
  • Средненапорными, они предполагают перепад высот в пределах 25-60 м.
  • Высоконапорными, они предполагают перепад высот выше 60 м.

Гирляндная гидроэлектростанция выполнена из турбин, которые имеют небольшой вес. Они нанизываются на трос в виде гирлянды. Данный трос перебрасывается через реку и крепится в опорных подшипниках. Эти подшипники обеспечивают свободное вращение и возможность раскручивания вала генератора.

Турбины, которые также называют гидровингроторами, выполнены в виде двух полуцилиндров со смещенными осями. Когда они погружаются в воду, то течение воды обеспечивает создание крутящего момента. В результате течения потока воды трос выгибается и натягивается, что обеспечивает его свободное вращение. Концами трос соединяется с редуктором, именно ему передается мощность крутящегося троса. В результате трос выполняет функцию вала, который передает мощность генератору.

Читайте также:  Генератор для калины 1119

В обычной промышленной или бытовой сети постоянство частоты тока поддерживается сетью и специальным оборудованием. Однако для потребителя генератор может выдавать большую мощность, в зависимости от скорости течения воды. Поэтому в генераторе предусматриваются дополнительные регулировочные механизмы. К примеру, в схему может быть введена регулируемая балластная нагрузка, она может использоваться для подогрева воды в случае выработки излишней мощности. В промышленных установках мини ГЭС для этого специально предусматривается дополнительное оборудование.

Схема электрогенерирующей установки в целом предполагает наличие следующих элементов:
  • Гидротурбина с лопатками, которая соединяется с валом генератора.
  • Генератор. Используется для создания переменного тока. Он подсоединяется к валу турбины. Так как параметры создаваемого тока являются сравнительно нестабильными, то применяется дополнительное оборудование.
  • При помощи блока управления турбиной можно запускать и останавливать агрегат, синхронизировать работы, контролировать режимы работы и аварийно останавливать установку.
  • Блок балластной нагрузки, который используется для рассеивания неприменяемой мощности, то есть энергии, которую потребитель в данный момент не использует. Это дает возможность избежать выхода из строя генератора, а также системы контроля и управления.
  • Контроллер заряда или стабилизатор. Данные устройства необходимы, чтобы управлять зарядом аккумуляторов, преобразования напряжения.
  • Аккумуляторные батареи, которые накапливают заряд и обеспечивают автономность работы устройства.
  • Инверторная система, используемая для преобразования напряжения.

Принцип действия аналогичен функционированию крупных электрических станций. Отличие кроется только в мощности установок и объема создаваемого электричества.

Напор воды может создаваться обычным течением водоема или образовываться путем возведения плотины или другого сооружения. К примеру, может быть создан искусственный перепад высот, что позволяет за счет силы тяжести усилить поток воды. В свою очередь, благодаря силе тяжести гидравлическая турбина будет вращаться быстрее, а значит, будет вращаться быстрее и генератор. В ряде случаев могут применяться одновременно два способа создания напора.

Под действием напора вода направляется в необходимом направлении, где и устанавливается турбина. На ее лопасти попадают водные массы, которые передают им свою энергию. Источником водной энергии могут являться реки и речки, перепады высот, расположенные на всевозможных водяных сбросах, трубопроводов разного назначения и так далее. Указанная водная энергия преобразовывается при помощи гидротурбины в движение вращения. Далее, проходя через редуктор или другую механическую передачу, эта энергия направляется на вал генератора.

Мини ГЭС могут применяться повсеместно. Ограничением их применения может быть только отсутствие рек и речек. Если возле дома течет маленькая река, в том числе имеются плотины, высотные перепады на водяных сбросах, то это значит, что в данной местности созданы все условия для монтирования мини гидроэлектростанции. Естественно, что на ее покупку, монтаж или создание своими руками потребуется вложение денег. Однако, необходимо отметить, что такая установка сможет довольно быстро окупиться. В любой момент времени Вы будете иметь дешевую электроэнергию, за которую не нужно будет платить. Вы не будете зависеть от всевозможных внешних факторов.

Мини ГЭС могут использоваться в следующих целях:
  • Для промышленно применения. Это установки мощностью 200 кВт и выше. Данное оборудование производится специализированными предприятиями, однако их не так много. Данные гидроэлектростанции применяются для электрического снабжения промышленных предприятий и организаций, а также реализации электрической энергии потребителям.
  • Для коммерческого применения. Это установки мощностью до 200 кВт. Данные гидроэлектростанции применяются для электрического снабжения мало энергоемких предприятий, поселений, а также небольших групп домов.
  • Для бытового применения. Это установки мощностью до 20 кВт. Данные гидроэлектростанции применяются для электрического снабжения небольших всевозможных объектов, а также загородных домов.

Мини ГЭС для личного потребления вполне можно соорудить собственными руками. Для этого можно использовать как готовые комплектующие, так и подручные материалы.

Похожие темы:

фото, принцип работы и устройство колеса

Если вы решили собственноручно изготовить водяную мельницу, вам понадобится подобрать материалы и подходящее место для установки декоративного сооружения. Кроме того, чтобы водяная декоративная мельница могла работать, нужно обеспечить искусственную циркуляцию воды, то есть установить устройство, которое будет передавать поток из водоема на лопасти, приводя их в движение. Нужно поэтапно разобрать все этапы изготовления конструкции мельницы от выбора стиля, сооружения модели и составления схемы до сборки домика и устройства лопастей.

Принцип работы мельницы очень прост: вода может течь на лопасти сверху, через желоб, или подаваться снизу. Общий принцип — в использовании течения воды. Декоративная гидромельница в старинном стиле украсит участок сада, а звук перегоняемой лопастями воды будет расслаблять и успокаивать.

Чтобы водяная декоративная мельница приносила пользу после изготовления, а не только украсила участок и расслабляла, к ней можно подключить небольшой генератор. Работать генератор будет только если на участке есть ручей, течение которого вращает колесо мельницы, а в противном случае генератор будет бесполезен. Разместить генератор можно в декоративном деревянном домике.

Материалы и инструменты

В качестве материала для постройки мельницы своими руками можно выбрать дерево, кирпич, пластик или их комбинацию. Наиболее популярным вариантом является использование деревянных брусков для сооружения каркаса и листов фанеры для обшивки мельницы. Дополнительно для постройки и крепления понадобятся:

  1. Саморезы для работы по дереву для крепления деталей;
  2. Одна крупная шпилька, ось колеса;
  3. Труба для желоба;
  4. Пропитка для дерева.

Объем необходимых для постройки материалов определяется размерами конструкции. Для расчета сметы желательно выполнить чертеж, отразить в нем схему модели будущей мельницы.

Иногда для сооружения мельницы используют кирпич. Домик для мельницы из него будет тяжелее и дороже, а кроме того, для установки на дачном участке водяной декоративной мельницы понадобится прочное основание и опора.

Подготовка места

Для создания красивого ландшафтного дизайна с помощью установки водяной мельницы, особое внимание следует уделить месту ее размещения на дачном участке. Это должна быть ровная, очищенная от растений площадка. Окружающие сооружение элементы должны гармонировать с выбранным дизайном и материалами мельницы.

Тихий плеск потока воды и движение колеса по кругу расслабляют, а потому желательно, чтобы мельница размещалась рядом с зоной отдыха среди растений.

Создание искусственного потока

Основная движущая сила водяной мельницы — водяной поток:

  1. Чтобы создать течение, необходимо установить на дачном участке насос, который будет по шлангам и трубкам перегонять воду от водоема к желобу декоративной мельницы;
  2. При наличии на участке водоема с движущейся водой следует установить мельницу так, чтобы ее колесо погружалось в воду на 1/3 диаметра. Вода водоема будет вращать колесо по кругу без дополнительных усилий.

Еще один вариант устройства водяного потока заключается в работе колеса от водяного напора из водосточного желоба. Недостатком такого решения является невозможность обеспечить беспрерывную работу мельницы, самостоятельное движение колеса которой будет происходить только во время дождя или таяния снега в саду. При отсутствии дождя воду для вращения придется перегонять из водоема.

Этапы изготовления

Создание декоративной водяной мельницы заключается в поэтапном строительстве всех ее основных элементов, из сборки и установки на выбранное место на участке.

Колесо

Конструкция водяного колеса представляет собой два параллельных обода или круглых диска из фанеры, между которыми устанавливаются широкие лопасти из алюминиевого профиля или пластика. В центре колеса для мельницы высверливается отверстие под шпильку, которая станет опорой и осью вращения.

Для создания долговечного соединения можно оборудовать ось подшипниками качения.

Домик

Самое важно для дизайна — сооружение каркаса деревянного домика. В качестве основания гидромельницы можно использовать бетонный фундамент, заливка которого производится в выкопанную траншею с деревянной опалубкой. Более простой вариант — покрытая тротуарной плиткой ровная площадка сада рядом с водоемом.

Для устройства крыши постройки можно использовать рубероид, профлист или черепицу. Отличным вариантом будет использование черепицы в таком же стиле как та, что использовалась при строительстве дачного дома и прочих построек. Черепицу закрепляем надежно, а украсить крышу можно коньком в старинном стиле.

Пропитка деревянных частей

Для сохранности деревянных элементов, колеса и креплений водяной мельницы, их необходимо покрыть несколькими слоями водозащитной пропитки или яхтного лака. Данную процедуру следует повторять раз в 2-3 года. Такая пропитка не только позволит защитить деревянный домик мельницы от влаги и грибка, но и украсит его.

Покрыть лаком нужно все деревянные детали постройки до начала изготовления. Чтобы глянцевое покрытие не утратило своих декоративных свойств, детали мельницы должны хорошо просохнуть.

Чтобы защитить от коррозии металлические крепления и ось, используйте специальные краски и лаки.

Монтаж

После заливки фундамента мельницы, сборки по чертежу каркаса и колеса, налаживания подачи воды, а также установки и декорирования желоба для ее слива, происходит монтаж основной части мельницы — вращающегося колеса.

Для крепления колеса к основной постройке нужно просверлить отверстие в обшивке, в которое вставляется шпилька, одним концом опирающаяся на опору (желательно с подшипником), а на второй — напрессовывается на подшипник лопастного колеса. После этого на свободном конце шпильки закрепляем гайку и окончательно фиксируем колесо на оси.

Завершающий этап устройства декоративной конструкции своими руками будет включать маскировку всех неприглядных элементов мельницы (шлангов, трубок, насоса), которые перегоняют воду из водоема к лопастям колеса. Маскировка насоса и шлангов выполняется при помощи живых растений, натуральных камней или иных декоративных украшений и устройств.

Когда работа закончена, производится пробный пуск мельницы с проверкой работы колеса, отсутствия утечек воды, а также устойчивости и надежности всей декоративной конструкции.

Водородный генератор своими руками для отопления дома, схема

Использование водорода в качестве энергоносителя для обогрева дома – идея весьма заманчивая, ведь его теплотворная способность (33. 2 кВт / м3) превышает более чем в 3 раза показатель природного газа (9.3 кВт / м3). Теоретически, чтобы извлечь горючий газ из воды с последующим сжиганием его в котле, можно использовать водородный генератор для отопления. О том, что из этого может получиться и как сделать такое устройство своими руками, будет рассказано в данной статье.

Принцип работы генератора

Как энергоноситель водород действительно не имеет себе равных, а запасы его практически неисчерпаемы. Как мы уже сказали, при сжигании он выделяет огромное количество тепловой энергии, несравнимо большее, нежели любое углеводородное топливо. Вместо вредных соединений, выбрасываемых в атмосферу при использовании природного газа, при горении водорода образуется обычная вода в виде пара. Одна беда: данный химический элемент не встречается в природе в свободном виде, только в соединении с другими веществами.

Одно из таких соединений – обычная вода, представляющая собой полностью окисленный водород. Над ее расщеплением на составные элементы работали многие ученые в течение долгих лет. Нельзя сказать, что безрезультатно, ведь техническое решение по разделению воды все же было найдено. Его суть – в химической реакции электролиза, в результате которой происходит расщепление воды на кислород и водород, полученную смесь назвали гремучим газом или газом Брауна. Ниже показана схема водородного генератора (электролизера), работающего на электричестве:

Электролизеры производятся серийно и предназначены для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной силы и частоты подается на группы металлических пластин, погруженных в воду. В результате протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром. Для его отделения газы пропускаются через сепаратор, после чего подаются на горелку. Дабы избежать обратного удара и взрыва, на подаче устанавливается клапан, пропускающий горючее только в одну сторону.

Для контроля за уровнем воды и своевременной подпитки конструкцией предусмотрен специальный датчик, по сигналу которого производится ее впрыск в рабочее пространство электролизера. За превышением давления внутри сосуда следит аварийный выключатель и сбросной клапан. Обслуживание водородного генератора заключается в периодическом добавлении воды, и на этом все.

Водородное отопление: миф или реальность?

Генератор для сварочных работ – это на данный момент единственное практическое применение электролитическому расщеплению воды. Использовать его для отопления дома нецелесообразно и вот почему. Затраты энергоносителей при газопламенных работах не так важны, главное, что сварщику не нужно таскать тяжеленные баллоны и возиться со шлангами. Другое дело – отопление жилища, где каждая копейка на счету. И тут водород проигрывает всем существующим ныне видам топлива.

Важно. Затраты электроэнергии на выделение горючего из воды методом электролиза будут гораздо выше, нежели гремучий газ сможет выделить при сжигании.

Серийные сварочные генераторы стоят немалых денег, поскольку в них используются катализаторы процесса электролиза, в состав которых входит платина. Можно сделать водородный генератор своими руками, но его эффективность будет еще ниже, чем у заводского. Получить горючий газ вам точно удастся, но вряд ли его хватит на обогрев хотя бы одной большой комнаты, не то что целого дома. А если и хватит, то придется оплачивать баснословные счета за электричество.

Чем тратить время и усилия на получение бесплатного топлива, которого не существует априори, проще смастерить своими руками простой электродный котел. Можете быть уверены, что так вы израсходуете гораздо меньше энергии с большей пользой. Впрочем, домашние мастера – энтузиасты всегда могут попробовать свои силы и собрать дома электролизер, с целью провести эксперименты и убедиться во всем самолично. Один из подобных экспериментов показан на видео:

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Заключение

На данный момент не существует надежной и эффективной технологии, позволяющей реализовать водородное отопление частного дома. Те генераторы, что имеются в продаже, могут успешно применяться для обработки металлов, но не для производства горючего для котла. Попытки организовать подобный обогрев приведут к перерасходу электроэнергии, не считая затрат на оборудование.

Как сделать водородный генератор — советы и пошаговые инструкции

Здесь вы узнаете:

Перед тем, как сделать водородный генератор, необходимо изучить все тонкости — экономическую целесообразность, безопасность. Предлагаем несколько простых схем и конструкций водородного генератора.

Описание и принцип работы водородного генератора

Есть несколько методик выделения водорода и из других веществ, перечислим наиболее распространенные:

  1. Электролиз, данная методика наиболее простая и может быть реализована в домашних условиях. Через водный раствор, содержащий соль, пропускается постоянный электрический ток, под его воздействием происходит реакция, которую можно описать следующим уравнением: 2NaCl + 2h3O→2NaOH + Cl2 + h3↑. В данном случае пример приведен для раствора обычной кухонной соли, что не лучший вариант, поскольку выделяющийся хлор является ядовитым веществом. Заметим, что полученный данным способом водород наиболее чистый (порядка 99,9%).
  2. Путем пропускания водяного пара над каменноугольным коксом, нагретым до температуры 1000°С, при таких условиях протекает следующая реакция: Н2О + С ⇔ СО↑ + h3↑.
  3. Добыча из метана путем конверсии с водяным паром (необходимое условие для реакции – температура 1000°С): СН4 + Н2О ⇔ СО + 3Н2. Второй вариант – окисление метана: 2СН4 + О2 ⇔ 2СО + 4Н2.
  4. В процессе крекинга (переработки нефти) водород выделяется в качестве побочного продукта. Заметим, что в нашей стране все еще практикуется сжигание этого вещества на некоторых нефтеперерабатывающих заводах ввиду отсутствия необходимого оборудования или достаточного спроса.

Из перечисленных вариантов последний наименее затратный, а первый наиболее доступный, именно он положен в основу большинства генераторов водорода, в том числе и бытовых. Их принцип действия заключается в том, что в процессе пропускания тока через раствор, положительный электрод притягивает отрицательные ионы, а электрод с противоположным зарядом – положительные, в результате происходит расщепление вещества.

Пример электролиза на растворе хлорида натрия

Основные достоинства отопления на водороде

Данный способ обогрева дома имеет несколько существенных преимуществ, которыми обусловлена возрастающая популярность системы.

  1. Впечатляющий КПД, который нередко достигает 96%.
  2. Экологичность. Единственный побочный продукт, выделяющийся в атмосферу – это водяной пар, который не способен навредить окружающей среде в принципе.
  3. Водородное отопление постепенно заменяет традиционные системы, освобождая людей от необходимости в добыче природных ресурсов – нефти, газа, угля.
  4. Водород действует без огня, тепловая энергия образуется путем каталитической реакции.

Область применения

Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.

  • Сокращение расхода горючего на автотранспорте. Существующие автомобильные генераторы водорода позволяют использовать HHO как добавку к традиционному бензину, дизелю или газу. За счёт более полного сгорания топливной смеси можно добиться 20 – 25 % снижения потребления углеводородов.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих газ, уголь или мазут.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
  • Многократное снижение стоимости отопления жилых домов за счёт полной или частичной замены традиционных видов топлива газом Брауна.
  • Использование портативных установок получения HHO для бытовых нужд — приготовления пищи, получения тёплой воды и т. д.
  • Разработка принципиально новых, мощных и экологичных силовых установок.

Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Конструкция водородного генератора

Для постройки генераторов водорода своими руками обычно берут в качестве основы классическую схему установки Брауна. Такой электролизёр средней мощности состоит из группы ячеек, каждая из которых содержит группу пластинчатых электродов. Мощность установки определяется общей площадью поверхности пластинчатых электродов.

Ячейки помещаются внутрь ёмкости, хорошо изолированной от внешней среды. На корпус резервуара выводятся патрубки для подключения водяной магистрали, вывода водорода, а также контактная панель подключения электричества.

Аппарат генерации водорода, спроектированный по схеме Брауна. По всем расчётам эта установка вполне должна обеспечить домашнее хозяйство теплом и светом. Другой вопрос – какие габариты и мощности позволят это сделать (+)

Схема генератора Брауна, кроме всего прочего, предусматривает наличие водяного затвора и обратного клапана. За счёт этих элементов организуется защита установки от обратного хода водорода. По такой схеме теоретически не исключается сборка водородной установки, к примеру, для организации отопления загородного дома.

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово

Расскажем, как можно сделать самодельный генератор для получения смеси водорода и кислорода (ННО). Его мощности на отопления дома не хватит, но для газовой горелки для резки металла количество полученного газа будет достаточным.

Рис. 8. Схема газовой горелки

Обозначения:

  • а – сопло горелки;
  • b – трубки;
  • c – водные затворы;
  • d – вода;
  • е – электроды;
  • f – герметичный корпус.

В первую очередь делаем электролизер, для этого нам понадобится герметичная емкость и электроды. В качестве последних используем стальные пластины (их размер выбираем произвольно, в зависимости от желаемой производительности), прикрепленные к диэлектрическому основанию. Соединяем между собой все пластины каждого из электродов.

Когда электроды готовы их надо укрепить в емкости таким образом, чтобы места подключения проводов питания были выше предполагаемого уровня воды. Провода от электродов идут к блоку питания на 12 вольт или автомобильному аккумулятору.

В крышке емкости делаем отверстие под трубку для выхода газа. В качестве водных затворов можно использовать обычные стеклянные банки емкостью 1 литр. Заполняем их на 2/3 водой и подключаем к электролизеру и горелке, как показано на рисунке 8.

Горелку лучше взять готовую, поскольку не каждый материал может выдержать температуру горения газа Брауна. Подключаем ее к выходу последнего водного затвора.

Наполняем электролизер водой, в которую добавлена обычная кухонная соль.

Подаем напряжение на электроды и проверяем работу устройства.

Отопление дома газом Брауна

Схема работы водородного генератора.

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Безопасность установки

Многие умельцы размещают пластины в пластиковых ёмкостях. Не стоит экономить на этом. Нужен бак из нержавеющего металла. Если его нет, можно использовать конструкцию с пластинами открытого типа. В последнем случае необходимо применять качественный изолятор тока и воды для надёжной работы реактора.

Известно, что температура горения водорода составляет 2800. Это самый взрывоопасный газ в природе. Газ Брауна – не что иное, как «гремучая» смесь водорода. Поэтому водородные генераторы на автомобильном транспорте требуют качественной сборки всех узлов системы и наличия датчиков для слежения за течением процесса.

Датчик температуры рабочей жидкости, давления и амперметр не будут лишними в конструкции установки. Особое внимание стоит уделить гидрозатвору на выходе из реактора. Он жизненно необходим. Если произойдёт воспламенение смеси, такой клапан предотвратит распространение пламени в реактор.

Водородный генератор для отопления жилых и производственных помещений, работающий на тех же принципах, отличается в несколько раз большей производительностью реактора. В таких установках отсутствие гидрозатвора представляет смертельную опасность. Водородные генераторы на автомобилях в целях обеспечения безопасной и надёжной работы системы также рекомендуется оборудовать таким обратным клапаном.

Генератор промышленного изготовления

На уровне промышленного производства технологии изготовления водородных генераторов бытового назначения постепенно осваиваются и развиваются. Как правило, выпускаются энергетические станции домашнего применения, мощность которых не превышает 1 кВт.

Такой аппарат рассчитан на выработку водородного топлива в режиме постоянного функционирования не более чем в течение 8 часов. Главное их предназначение – энергоснабжение отопительных систем.

Также разрабатываются и производятся установки под эксплуатацию в составе кондоминиумов. Это уже более мощные конструкции (5-7 кВт), назначение которых не только энергетика отопительных систем, но также выработка электричества. Такой комбинированный вариант быстро набирает популярность в западных странах и в Японии.

Комбинированные водородные генераторы характеризуются как системы с высоким КПД и небольшим выбросом углекислого газа.

Пример реально действующей промышленно изготовленной станции мощностью до 5 кВт. Подобные установки в перспективе планируется делать под оснащение коттеджей и кондоминиумов

Российская промышленность тоже начала заниматься этим перспективным видом добычи топлива. В частности, «Норильский никель» осваивает технологии производства водородных установок, в том числе бытовых.

Планируется использовать самые разные типы топливных элементов в процессе разработки и производства:

  • протонно-обменные мембранные;
  • ортофосфорно-кислотные;
  • протонно-обменные метанольные;
  • щелочные;
  • твердотельные оксидные.

Между тем процесс электролиза является обратимым. Этот факт говорит о том, что есть возможность получать уже нагретую воду без сжигания водорода.

Читайте также:  Съемник генератора питбайка чертеж

Кажется, это очередная идея, ухватившись за которую можно запускать новый виток страстей, связанных с бесплатной добычей топлива для домашнего котла.

Экономическая целесообразность

В домашних условиях изготовить качественную водородную установку очень сложно. Мастеру придется учитывать массу параметров. Например, нужно точно подобрать металл для электродов. Он должен обладать определенными свойствами.

Всеми любимая нержавейка — доступное, но недолговечное решение. Топливные ячейки на них довольно быстро выйдут из строя.

Также при сборке гидролизатора нужно соблюдать монтажные размеры. Чтобы их получить, нужно произвести сложные расчеты с учетом качества воды, необходимой мощности на выходе и т. д.

При изготовлении устройства значение имеет даже сечение проводов, по которым на электроды подается ток. Речь идет не о производительности генератора, а о безопасности его эксплуатации, но и этот важный нюанс нужно учитывать.

Главная проблема таких приборов — большие затраты электричества для получения оксиводорода. Они превышают энергию, которую можно получить от сжигания такого топлива.

Из-за низкого КПД цена водородной установки для дома делает производство этого газа и его последующее использование для отопления невыгодным. Чем впустую расходовать электричество, проще установить любой электрокотел. Он будет эффективнее.

Что касается автомобильного транспорта, то здесь картина не сильно отличается. Да, можно сделать гидролизер для экономии топлива, но при этом снижается безопасность и надежность.

Единственное, где водород можно эффективно применять как топливо, — газосварка. Аппараты на hydrogen весят меньше, они компактнее, чем кислородные баллоны, но намного эффективнее. К тому же стоимость получения смеси здесь не играет никакой роли.

Как построить турбогенератор Micro-Hydro

Производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии становится все более популярным, поскольку люди пытаются уменьшить свою зависимость от ископаемого топлива и сократить деньги, которые они тратят на коммунальные услуги. Небольшой эксперимент с домашней гидроэлектростанцией может быть поучительным, чтобы увидеть, как работает этот процесс.

Микрогидротурбинный генератор может быть построен для производства электроэнергии в небольших масштабах. В крупных проектах по производству гидроэлектроэнергии часто используются искусственные конструкции, такие как плотины, для изменения потока воды с целью повышения эффективности.

Для постройки самодельного гидротурбинного электрогенератора достаточно небольшой речки или ручья с быстрым течением. Вам понадобятся все элементы комплекта генератора водяного колеса, перечисленные ниже.

Найдите подходящее место для установки водяного колеса. Турбинный генератор будет производить больше электроэнергии, если он может быть построен с использованием более эффективного типа конструкции водяного колеса.

  • В идеале водяное колесо должно быть помещено под небольшую каплю или падение в воду, используя силу тяжести для большего поворота колеса; это известно как колесо «выстрела грудью».Или колесо может просто вращаться потоком воды; это известно как колесо с недокусом.

Соберите колесо, используя водостойкую фанеру. Основной корпус колеса будет состоять из двух больших дисков, в каждом из которых просверлено отверстие в центре. Чтобы соединить эти два диска, прикрепите несколько плоских лопастей из водостойкой фанеры, прикрученных к каждому диску.

Слегка наклоните лопасти по направлению к потоку воды, чтобы увеличить площадь поверхности, которая будет контактировать с водой, тем самым увеличивая эффективность колеса.

Сделайте основу для поддержки колеса и позвольте ему вращаться. Сделайте треугольную форму для каждой стороны колеса, используя водонепроницаемые деревянные прутья. Основание треугольника должно быть немного длиннее диаметра колеса, а высота на несколько дюймов больше, чем радиус колеса (расстояние до центра колеса).

Соедините соответствующие углы обоих треугольников, используя несколько стержней; стержень, соединяющий верхние углы, должен проходить через отверстия в центре колес.Убедитесь, что колесо свободно вращается на подставке.

Установите водяное колесо на его место. Убедитесь, что он устойчив на своем основании и что вода вращает колесную арку.

Прикрепите двигатель стержнем к центру колеса, чтобы преобразовать вращение колеса во вращение внутри двигателя. Затем это вращение внутри двигателя можно преобразовать в электрическую энергию. Повышенная эффективность преобразования оборотов колеса в обороты двигателя может быть достигнута за счет использования шестерен.

Проведите шток от колеса к двигателю. К концу стержня прикрепите большую шестерню, а к концу мотора прикрепите шестерню меньшего размера. Соедините две шестерни так, чтобы каждый оборот большей шестерни приводил к большему количеству оборотов меньшей, прикрепленной к двигателю.

Подключите двигатель к аккумулятору, подключив положительный и отрицательный провода к соответствующим электродам на аккумуляторе. Электричество можно хранить до использования.

Накройте двигатель, шестерни, если они используются, и аккумулятор пластиковой пленкой или каким-либо другим средством защиты от погодных условий.

Национальный центр соответствующих технологий

Микрогидроэнергетика

Если у вас есть вода, протекающая через вашу собственность, вы можете подумать о строительстве небольшой гидроэнергетической системы для выработки электроэнергии. Системы микрогидроэнергетики обычно вырабатывают до 100 киловатт электроэнергии. Большинство гидроэнергетических систем, используемых домовладельцами и владельцами малого бизнеса, в том числе фермерами и владельцами ранчо, можно квалифицировать как микрогидроэнергетические системы.Но 10-киловаттная микрогидроэнергетическая система обычно может обеспечить достаточно энергии для большого дома, небольшого курорта или фермы для любителей.

Микрогидроэнергетическая система нуждается в турбине, насосе или водяном колесе для преобразования энергии текущей воды в энергию вращения, которая преобразуется в электричество.

На странице Министерства энергетики о планировании системы микрогидроэнергетики содержится дополнительная информация.

Как работает микрогидроэнергетическая система

Гидроэнергетические системы используют энергию проточной воды для производства электричества или механической энергии.Хотя есть несколько способов использовать движущуюся воду для производства энергии, для систем микрогидроэнергетики часто используются речные системы, не требующие больших резервуаров.

В русловых микрогидроэнергетических системах часть речной воды направляется в водопровод — канал, трубопровод или напорный трубопровод (напорный водовод), — который доставляет ее к турбине или водяному колесу. Движущаяся вода вращает колесо или турбину, которая вращает вал. Движение вала можно использовать для механических процессов, таких как перекачка воды, или его можно использовать для питания генератора переменного тока или генератора для выработки электроэнергии.

Микрогидроэнергетическая система может быть подключена к системе распределения электроэнергии (подключена к сети) или может быть автономной (вне сети).

Компоненты системы микрогидроэнергетики

Речные микрогидроэнергетические системы состоят из следующих основных компонентов:

  • Водопровод — канал, трубопровод или напорный трубопровод (напорный трубопровод), по которому вода подается
  • Турбина, насос или водяное колесо — преобразует энергию текущей воды в энергию вращения
  • Генератор или генератор — преобразует энергию вращения в электричество
  • Регулятор — управляет генератором
  • Электромонтаж — подает электричество.

Имеющиеся в продаже турбины и генераторы обычно продаются в комплекте. Системы, изготовленные своими руками, требуют тщательного согласования генератора с мощностью и скоростью турбины.

Во многих системах также используется инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока низкого напряжения, производимой системой, в электричество переменного тока на 120 или 240 вольт. (Как вариант, вы можете купить бытовую технику, работающую от постоянного тока. )

Будет ли микрогидроэнергетическая система подключенной к сети или автономной, во многом будет зависеть баланс компонентов системы.

Например, некоторые автономные системы используют батареи для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой. Однако, поскольку гидроэнергетические ресурсы имеют более сезонный характер, чем ветровые или солнечные, батареи не всегда могут быть практичными для систем микрогидроэнергетики. Если вы все же используете аккумуляторы, их следует размещать как можно ближе к турбине, потому что трудно передавать низковольтную энергию на большие расстояния.

Турбины для систем микрогидроэнергетики

Турбины сегодня широко используются в системах микрогидроэнергетики.Движущаяся вода ударяется о лопасти турбины, как водяное колесо, и вращает вал. Но турбины более компактны с точки зрения выработки энергии, чем водяные колеса. У них также меньше шестерен и требуется меньше материалов для строительства.

Лишь несколько компаний производят турбины для микрогидроэнергетики, и большинство из них — турбины с высоким напором. Турбины с низким напором и низким расходом может быть трудно найти, и, возможно, придется изготавливать их на заказ.

Есть два основных типа турбин: импульсные и реактивные.

Импульсные турбины

Импульсные турбины, которые имеют наименее сложную конструкцию, чаще всего используются для высоконапорных микрогидро-систем. Они полагаются на скорость воды для перемещения турбинного колеса, которое называется бегунком. Наиболее распространенные типы импульсных турбин включают колесо Пелтона и колесо Турго.

  • Колесо Пелтона — использует концепцию реактивной силы для создания энергии. Вода подается в напорный трубопровод с узким соплом на одном конце.Вода разбрызгивается из форсунки струей, попадая в ведра с двойными чашками, прикрепленные к колесу. Воздействие струи на изогнутые ковши создает силу, которая вращает колесо с высокой эффективностью 70–90%. Колесные турбины Pelton доступны в различных размерах и лучше всего работают в условиях низкого расхода и высокого напора. Импульсное колесо Turgo
  • — модернизированная версия Pelton. В нем используется та же концепция струйного распыления, но струя Turgo, которая составляет половину размера Pelton, расположена под углом, так что струя попадает в три ведра одновременно.В результате колесо Turgo движется вдвое быстрее. Кроме того, он менее громоздкий, требует небольшого количества шестерен или вовсе без них и имеет хорошую репутацию в плане бесперебойной работы. Turgo может работать в условиях низкого расхода, но требует среднего или высокого напора.
  • Jack Rabbit turbine — турбина типа «капля-в-ручье», которая может вырабатывать энергию из ручья с уровнем воды всего 13 дюймов и без напора. Максимальная мощность Jack Rabbit составляет 100 Вт, поэтому в среднем ежедневная мощность составляет 1,5–2,4 киловатт-часа, в зависимости от вашего сайта.Иногда его называют погружным гидрогенератором Aquair UW.

Реакционные турбины

Реакционные турбины, которые являются высокоэффективными, для производства энергии зависят от давления, а не от скорости. Все лопатки реакционной турбины поддерживают постоянный контакт с водой. Эти турбины часто используются на крупных гидроэнергетических объектах.

Реакционные турбины из-за своей сложности и высокой стоимости обычно не используются в проектах микрогидроэнергетики.Исключением является гребная турбина, которая бывает разных конструкций и работает так же, как гребной винт лодки.

Пропеллерные турбины имеют от трех до шести обычно фиксированных лопастей, установленных под разными углами, выровненными на рабочем колесе. Колба, трубка и трубка Каплана являются вариациями пропеллерной турбины. Турбина Каплана, которая представляет собой легко адаптируемую систему пропеллера, может использоваться на микрогидроустановках.

Насосы и водяные колеса

Обычные насосы могут использоваться в качестве замены гидравлических турбин.Когда действие насоса меняется на противоположное, он работает как турбина. Поскольку насосы производятся серийно, их легче найти, чем турбины. Насосы также дешевле. Однако для обеспечения надлежащей производительности насоса ваша микрогидроэлектростанция должна иметь довольно постоянный напор и расход. Насосы также менее эффективны и более подвержены повреждениям.

Водяное колесо — самый старый компонент гидроэнергетической системы. Водяные колеса все еще доступны, но они не очень практичны для выработки электроэнергии из-за их низкой скорости и громоздкой конструкции.

Доступ на землю

Хотя большинство разработчиков проекта владеют землей, на которой будет расположен проект, другие должны получить эти права от землевладельцев. Забор системы может быть расположен на земле, принадлежащей государственному или федеральному агентству или другой частной стороне. В других случаях и водозаборник, и электростанция могут располагаться на земле застройщика проекта, но соединяющий их напорный водовод может пересекать собственность другого человека.

Осуществимость всего проекта должна быть определена до заключения любых договоров купли-продажи или аренды. Кроме того, если известно, что рассматриваемая недвижимость недоступна ни при каких обстоятельствах, следует рассмотреть альтернативные планы.

Определение потенциала площадки

Для определения гидропотенциала участка важна информация о количестве и изменении стока. Вы должны в любое время узнать, сохранялись ли записи потока для потока. Хорошее место для начала расследования — поиск данных о водных ресурсах Геологической службы США (USGS), где вы найдете данные о речном стоке в реальном времени и исторические данные о речном стоке, включая списки действующих и прекращенных станций.

Если исторические записи о расходе недоступны, вы должны немедленно начать мониторинг стока на объекте: возможность строительства небольшой электростанции зависит от того, сколько именно мощности будет выдавать ваш поток. Два наиболее важных фактора, которые следует учитывать, — это поток и напор.

Расход — это количество воды, протекающей через точку в любой момент времени. Эта сумма меняется как по сезонам, так и по годам, поэтому важно собирать точные данные для каждого сезона полного года.Затем эти данные следует сравнить с информацией USGS из вашего района, чтобы решить, был ли это засушливый год или влажный год. Информацию о снежном покрове в вашем районе можно получить в Службе охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США.

Минимальный расход необходим для точной оценки минимальной продолжительной выходной мощности, которую вы можете ожидать от гидроагрегата. Кроме того, оценка максимального потока необходима, чтобы гарантировать, что ваша конструкция выдержит пиковое затопление.

Напор — это вертикальное расстояние в футах от поверхности питающей воды до места выхода воды из турбины.Головка оказывает давление, которое может быть преобразовано в полезную мощность, поэтому чем на большее расстояние падает вода, тем больше энергии доступно.

Считается, что низкий напор составляет менее 60 футов; высота головы 60 футов и более. Хотя есть исключения, 10 футов напора обычно является минимумом, необходимым для выработки электроэнергии.

После того, как вы определили чистый напор и средний расход для вашего объекта, вы можете рассчитать выходную мощность вашего потока.

Определение потребности в энергии

Главный вопрос при проектировании осуществимости заключается в том, будет ли площадка производить достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии.Следует оценивать два типа оценок энергии — пиковое потребление и общее потребление. Пиковое потребление — это максимальная мощность, необходимая в любой момент времени. При использовании в домашних условиях пиковый спрос возникает, когда все электрические нагрузки включены одновременно. Общее потребление — это количество киловатт-часов, использованных за определенный период. Коммунальные предприятия обычно используют меру киловатт-часов в месяц.

Система, способная удовлетворить общее потребление, не обязательно покроет потребности в пиковой мощности; потребление или мощность, возможно, придется отрегулировать. Если ваши потребности в энергии больше, чем ваш потенциальный источник энергии, вы можете рассмотреть возможность хранения электроэнергии в батареях или покупки дополнительной электроэнергии у коммунального предприятия для удовлетворения пиковых потребностей. Обратитесь в ближайшее коммунальное предприятие, чтобы обратиться за помощью на раннем этапе процесса.

Гидравлические колеса и водяные турбины — два основных типа гидроэнергетических машин. Водяные колеса — это традиционные устройства, используемые для преобразования энергии текущей и падающей воды в механическую энергию. Они используются для шлифования зерна, а также для работы на пилах, токарных станках, сверлильных станках и насосах.Обычно водяные колеса большого диаметра и медленно вращаются, они хорошо работают в ручьях с большими колебаниями потока. Решетки и решетки для мусора обычно не нужны, потому что палки, камни и грязь будут стекать по колесу в потоке воды. Водяные колеса можно использовать для производства электроэнергии, хотя большой диаметр и медленное вращение требуют, чтобы вращающийся вал приводил в движение гораздо более высокие обороты.

Поскольку водяные колеса работают на малых скоростях, они значительно менее эффективны, чем водяные турбины в производстве электроэнергии.Гидравлические колеса также являются громоздкими, и в более суровых климатических условиях их приходится размещать в больших конструкциях, чтобы избежать образования льда зимой.

Гидравлические турбины вращаются на высоких скоростях, используются для выработки электроэнергии и могут достигать 70-80 процентов эффективности при производстве механической или электрической энергии. В то время как водяные колеса используют воду, переносимую в открытый желоб или канал, турбины получают энергию от воды, переносимой по напорным трубопроводам. Гидравлические турбины — сложное оборудование, и их необходимо тщательно устанавливать.

Кроме того, обломки, такие как камни, палки и песок, могут мешать работе лопастей, поэтому требуется решетка или сетка для мусора, чтобы этот материал не проходил через турбину.

Системные компоненты

Типичная микрогидравлическая система состоит из нескольких компонентов. Водозаборная конструкция контролирует расход воды, которая будет использоваться. Напорный водовод или желоб переносит воду от водозаборного сооружения к турбине. Электростанция содержит водяную турбину, генератор и средства управления.

Расчет затрат

После того, как известны напор, расход и производительность системы, вы можете связаться с поставщиками оборудования для получения точных данных о затратах. Нет смысла связываться с этими людьми до того, как станут известны подробности сайта, поскольку стоимость оборудования будет значительно варьироваться в зависимости от сайта.

Стоимость сильно зависит от сайта и размера системы.

Экологические аспекты

Водяные колеса и гидротурбины сами по себе оказывают незначительное воздействие на окружающую среду.Однако для большинства гидросистем требуется плотина для обеспечения постоянного источника воды. Строительство плотины на реке или ручье может оказать долгосрочное воздействие на окружающую среду. Водоток изменяется, и уровень грунтовых вод обычно поднимается за плотиной и опускается вниз по течению от сооружения. Вы создаете пруд или озеро там, где раньше существовала речная экосистема, поэтому может накапливаться ил, и вы, возможно, создали идеальную среду для размножения комаров.

Движение рыбы может быть заблокировано, если лестница не используется.Подъездные дороги могут способствовать эрозии и нарушать ландшафт. В целом, чем больше плотина, тем сильнее воздействие на окружающую среду. Если вы предвидите экологические последствия установки гидростанции, вы можете свести нарушение водотока к абсолютному минимуму. Имейте в виду, что вам, возможно, придется радикально изменить свой проект для работы с вашей местной экосистемой или, в некоторых случаях, полностью отказаться от гидроэнергетического проекта.

Разрешение и лицензирование

Прежде чем вы начнете строить свой поток, вы должны знать о возможных конфликтах нормативных требований.Существует множество институциональных и юридических барьеров, и ваш проект будет идти гораздо легче, если эти потенциальные проблемы будут выявлены в начале графика, чтобы вы могли предпринять необходимые действия.

Несмотря на то, что многие агентства обладают потенциальными полномочиями по выдаче разрешений или проверок, для проектов малой гидроэнергетики, вероятно, потребуется лишь несколько разрешений. Тем не менее время, необходимое для получения всех разрешений и лицензий, может составлять основную часть продолжительности проекта, поэтому для вас важно начать процесс получения разрешений на ранних этапах разработки вашего участка.

Требования к местным разрешениям

Прежде всего, вам следует связаться с местными органами власти, чтобы определить требования, предъявляемые к местным разрешениям. Местные городские и окружные отделы планирования и общественных работ могут сообщить вам, какие разрешения необходимы. До выдачи федеральных лицензий на гидроэнергетику необходимо выполнить все местные разрешения или требования. При создании объектов, влияющих только на собственность застройщика, проблем не возникает.

Государственные разрешительные требования

Застройщику гидроэнергетики необходимо получить ряд разрешений. Лучшим источником информации об этих разрешениях является Департамент экологических разрешений и информация о качестве воды Департамента качества окружающей среды вашего штата.

Гидроэлектростанция питает усадьбу

Узнайте, как поселенцы строят самодельную гидроэлектростанцию, которая питает их усадьбу.

С каким разочарованием мы столкнулись, когда сложили числа. Хотя мы, несомненно, могли бы вырабатывать несколько киловатт, используя самый крутой участок нашего большого ручья, для этого потребуется не менее 1000 футов 8-дюймовых трубопроводов, а также изготовленное на заказ генераторное оборудование для больших потоков воды.Такая система была далеко за пределами наших финансовых возможностей.

Но со временем мы заметили, что наш ежемесячный счет за электроэнергию редко превышал 750 киловатт-часов. Это означало, что нам требовалась средняя генерирующая мощность всего 1 киловатт (24 часа в сутки X 30 дней = 720 часов). даже с электрической плитой, холодильником, морозильной камерой. водяной насос, водонагреватель и сушилка для белья. Мы также не заметили ручей с низким течением, изгибающийся с нашей горы, который засевает 360 футов после того, как пересекает нашу территорию. Мы определили, что он легко может генерировать более киловатта.Гидроэнергетика стала выглядеть более многообещающей.

Уловка заключалась в том, чтобы выяснить, как с помощью нашей самодельной гидроэлектростанции справиться с пиковыми нагрузками наших жадных по току устройств. Мы остановились на плане установить небольшую гидроэлектрическую систему Harris постоянного тока мощностью 1 л / 2 кВт с батареями и инвертором, способную производить 120 вольт переменного тока, оставив при этом некоторые из наших приборов на 240 В — кухонную плиту, сушилку для одежды и водопровод. помпа — подключена к сети. В качестве резерва на случай, если сеть выйдет из строя, у нас есть меньшая водяная помпа 28 В постоянного тока, плита и тостер, все из которых могут работать от гидросистемы.Сушилка для белья — это роскошь, без которой мы можем обойтись в крайнем случае.

Первым шагом было проложить трубу с горы, чтобы проверить наши расчеты давления и расхода — трудная задача, поскольку падение на 360 футов привело нас к довольно крутой и каменистой местности.

Мы знали, что потеряем некоторое давление из-за трения из-за того, что вода будет течь по внутренним сторонам труб (как правило, чем меньше трубы, тем больше поток и тем больше потери). Мы решили, что сможем свести потери давления к минимуму, если будем использовать 2-дюймовую трубу из ПВХ, но ближе к вершине мы переключились на более легкую 1,5-дюймовую трубу из ПВХ, чтобы сэкономить на транспортировке.Мы также решили использовать стальные трубы для дополнительной прочности там, где система пересекает самый широкий пролив основного ручья.

Вместо того, чтобы пытаться прорваться сквозь каменистые обнажения, чтобы засыпать трубы ПВХ, мы решили положить их на землю и полагаться на постоянный поток воды во избежание замерзания. Мы планировали следить за температурой воды и, когда становится слишком холодно, перекрывать трубы, пока не вернется теплая погода. В нашем мягком климате мы обычно можем рассчитывать на гидроэнергетику практически все, кроме нескольких недель в году.

Затем мы взвесили различные системы водозабора; все, что мы выберем, должно уметь фильтровать мусор, удалять пузырьки воздуха и удалять осадок. Это, вероятно, наиболее важный компонент установки и, безусловно, тот, который может вызвать наибольшие проблемы. Чтобы проверить это, требуется сложный подъем.

Мы остановились на системе, состоящей из двух частей, с ведром и отстойником. Мы поставили ведро под низкий водопад, накрыв его сеткой, чтобы отфильтровать крупный мусор; сильный поток очищает сетку и предотвращает оседание мелкого осадка на дне ведра, отправляя его вместе с водой по трубе в отстойник, расположенный дальше по линии.

(Следует признать, что этот тип системы лучше всего работает с таким чистым ручьем, как наша. Тем не менее, для надежности мы установили вторую точку забора воды чуть ниже ведра.)

Для отстойника нам нужно было что-то достаточно большое, чтобы ил мог опускаться на дно, а пузырьки подниматься вверх, оставляя только чистую воду для выхода на среднем уровне. Зная, что вертикальный резервуар является лучшим сепаратором, чем горизонтальный резервуар, мы выбрали негабаритный пластиковый контейнер для мусора.

Мы закрыли выход из отстойника к гидрооборудованию сеткой с мелкими ячейками, чтобы предотвратить прохождение крупных частиц, которые могут забить форсунку на конце трубопровода.Пузырьки воздуха и турбулентность перемещают эти частицы к поверхности резервуара, откуда они уносятся вместе с излишками воды. (Отстойник выполняет функцию перелива, так как в него поступает гораздо больше воды, чем необходимо для гидросистемы. Средний поток в ручье составляет 100 галлонов в минуту, а максимальный, который мы используем для гидросистемы, составляет 30 галлонов в минуту. Четыре переливные трубы ведут от верхней части резервуара обратно к ручью.)

Система установлена, оперативно проведены испытания на давление и расход.Наши измерения показали статическое давление (давление в нижней части трубопровода, когда вода не течет) в 155 фунтов на квадратный дюйм (psi). При скорости потока 30 галлонов в минуту мы измерили 140 фунтов на квадратный дюйм, как раз для турбины с одним соплом, самой дешевой конструкции. В ожидании прибытия нашего турбогенератора Harris — мощной версии, рассчитанной на выходное напряжение от 24 до 28 В — мы построили для него защитный деревянный навес рядом с основным ручьем, чтобы упростить удаление сточных вод.

Одним из преимуществ гидроэнергетики перед солнечной — помимо соотношения затрат 10: 1 — является то, что аккумуляторная батарея должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать пиковые нагрузки для пусковых двигателей, а также выдерживать рабочие нагрузки, превышающие мощность генератора. (В случае солнечных батарей батареи должны накапливать энергию на ночь и в дождливые дни, в то время как в случае гидроэнергетики вы можете рассчитывать на непрерывное производство электроэнергии.) Мы начали с шести аккумуляторов на 12 В для жилых автофургонов, последовательно / параллельно. Однако они требовали чрезмерного обслуживания, поэтому мы перешли на четыре 6-вольтовых батареи для тележек для гольфа, что по-прежнему дает нам 6 киловатт-часов емкости. (Подробнее о батареях см. «The Almighty Battery», MEN, февраль / март 1999 г.)

В гидросистеме нашего типа генератор переменного тока должен непрерывно производить полный ток (в нашем случае 50 ампер), даже когда он нам не нужен, чтобы избежать износа турбины. (Когда турбина не используется для выработки электроэнергии, скорость ее вращения фактически удваивается.) Таким образом, чтобы избежать перезарядки аккумуляторов, мы установили регулятор, который непрерывно проверяет их напряжение; Когда батареи полностью заряжены, избыточный ток передается на резисторную нагрузку.В качестве резисторов мы решили использовать группу элементов водонагревателя, поместив их вместе с батареями. Таким образом, в холодную погоду избыточная мощность нагревает батареи, увеличивая их эффективность и продолжительность жизни.

В ожидании поставки инвертора, который преобразует постоянный ток наших батарей в 120 В переменного тока, мы обратились к проблеме подключения гидроэлектроэнергии к нашему дому. Мы смогли установить распределительную коробку с восемью цепями в стене рядом с нашей существующей коробкой выключателя.Семь цепей, которые мы хотели включить, независимо от источника энергии (сеть или гидроэнергетика), были перемещены в распределительную коробку. Затем водонагреватель был подключен к восьмой цепи, хотя это означало его модификацию, чтобы он работал на 120 В, а не на 240 В. Мы заменили существующие водонагревательные элементы на элементы меньшей мощности, чтобы установка потребляла не более 550 Вт. Даже в этом случае мы все равно можем запустить одну загрузку горячей стиральной машины и наслаждаться двумя неторопливыми горячими душами каждый день.

Для удобства мы проложили специальный провод между домом и аккумуляторной батареей, который позволяет нам удаленно контролировать напряжение батареи.У нас также есть измеритель переменного тока, который мы можем закрепить на проводе под напряжением 120 В, где он входит в коробку передаточного переключателя, для контроля потребляемого тока.

Читайте также:  Как разгадать генератор случайных чисел чтоб выигрывать

Как только инвертор прибыл, мы приступили к установке всех элементов управления в углу нашей соседней теплицы вместе с батареями. Поскольку мы хотели иметь возможность запускать двигатели и управлять торговым оборудованием, нам нужен был инвертор мощностью не менее 2,5 кВт с хорошей импульсной способностью. Стоимость была важным фактором, поэтому мы купили недорогое модифицированное синусоидальное устройство.

Извлеченные уроки гидроэнергетики

Вскоре после перехода на гидросистему мы поняли, что сделали несколько важных ошибок, которые необходимо исправить.

С опозданием мы обнаружили, что батареи выделяют водород, и что простая крышка и вентиляция не обязательно предотвратят взрыв расположенного рядом электрического оборудования. Нам нужно было переместить батареи.

Во-вторых, мы обнаружили, что модифицированный синусоидальный инвертор выдает мощность, заметно уступающую чистой синусоидальной мощности, к которой мы привыкли от сети.Многие люминесцентные лампы, которые мы установили, чтобы уменьшить нашу энергетическую нагрузку, не запускались. Компьютер начал сильно ломаться, а мотор видеомагнитофона перегорел так, как ремонтник не мог объяснить.

Что еще хуже, портативный гаусс-метр показал очень высокий уровень излучения электромагнитного поля (ЭМП) в теплице, где мы установили контрольное оборудование, большая часть которого исходит от инвертора. Уровень был достаточно высоким, чтобы сделать теплицу непригодной для проживания во время работы инвертора.

Мы вернули дилеру модифицированный синусоидальный инвертор и заменили его синусоидальным устройством, которое было в два раза дороже, но того стоило. Сейчас невозможно определить, работаем ли мы в сети или на гидроэнергетике, не проверив счетчики.

Еще до того, как появился новый инвертор, мы построили новый навес для всего управляющего оборудования с отдельным отсеком для батарей и водяных нагревательных элементов. Мы расположили здание в стороне от обычного пешеходного движения, чтобы защититься от любых оставшихся электромагнитных помех.(Хотя новый синусоидальный инвертор работает чисто, регулятор батареи и кабели батареи излучают небольшое количество электромагнитного излучения. )

Мы используем нашу самодельную гидроэлектростанцию ​​уже больше года и очень счастливы. Только в одном случае система отключилась из-за разряженных батарей. Мы нагревали горячую воду весь день, плюс работали другие обычные нагрузки — холодильник, морозильная камера и тостер, — а также нагрузки от двух вытяжных вентиляторов теплицы, которые, управляемые термостатами, включались автоматически

С тех пор мы добавили переключатель на водонагреватель, чтобы мы могли отключить его, когда увидим, что батареи разряжены.Мы также подключили этот переключатель так, чтобы тостер и нагреватель горячей воды не могли работать одновременно.

Если бы мы повторили этот проект еще раз, мы бы сделали еще одно изменение. Когда включается холодильник, свет на мгновение тускнеет из-за предельного размера провода, охватывающего 200-футовое расстояние между домом и инвертором. Этот провод должен быть тяжелее, но его замена сейчас потребует много копания.

В целом же проект для нас очень удачный. Мы потратили в общей сложности 4000 долларов, но теперь экономим 50 долларов в месяц на Power Hill. И с двумя электрическими системами — независимо от того, замедляется ли наш ручей до тонкой струйки или выходит из строя сетка из плиток, — наши огни будут гореть.

DIY Micro-Hydro: «альтернативный» альтернативный источник энергии

DIY Micro-Hydro, гидроэлектроэнергия: Электроэнергия в жилых домах в Коста-Рике стоит дорого. Ставки одни из самых высоких в Латинской Америке и намного выше, чем в Северной Америке. Даже в доме без кондиционера и отопления наше ежемесячное потребление в среднем составляло от 400 до 500 кВт · ч, при этом счета составляли от 150 до 200 долларов.

Желая сэкономить деньги и быть более экологичными, мы начали искать варианты выработки собственной энергии. Судя по нашим недавним платежным данным, нам требовалось решение, которое могло бы дать нам от 10 до 14 кВтч в день.

Солнечная энергия — наиболее очевидный альтернативный источник энергии, который приходит на ум потребителям Коста-Рики. Это хороший вариант для многих, помимо того, что он полезен для всей планеты.

Но солнечная энергия — не единственный вариант, и нам было интересно изучить другие возможности.Фактически, более 94 процентов электроэнергии Коста-Рики производится из возобновляемых источников. Но относительно немного из этого — энергия солнца или ветра; остальное поступает из воды. Гидроэлектроэнергия производит около 80 процентов электроэнергии страны. В таком мега-масштабе это немалое производство: огромные плотины используют воду, протекающую через огромные водяные турбины, для создания и хранения электроэнергии. Вот почему было создано озеро Ареналь.

Мы построили мост над готовой водозаборной плотиной (передний залив) и скрыли большую часть питающей трубы под землей, чтобы сохранить естественную красоту ручья.

Удивительно, но гидроэлектроэнергия не обязательно должна быть такой уж большой проблемой даже для «обычного» бытового потребителя. При правильных условиях вы тоже можете генерировать электроэнергию с помощью собственной микрогидравлической системы.

Я не говорю, что микрогидро-гидросистема — простое решение. И определенно не для всех — буквально — с точки зрения доступности. Это потому, что в первую очередь вам нужна вода. Любой может использовать энергию солнца, но не гидро. Это не может быть просто вода; это должна быть вода, которую можно использовать… не так просто, как кажется.Природные водные ресурсы, такие как ручьи и реки, считаются общественными. Таким образом, вы не можете построить свою собственную микрогидравлическую систему в ручье, которым вы не владеете.

Однако вы могли бы создать такой поток в потоке, который течет через вашу собственность с обеих сторон, при этом вход и выход также находятся внутри вашей собственности.

Во-вторых, у вас должно быть достаточно воды. Небольшая сезонная струйка не принесет пользы; поток должен течь круглый год со скоростью, достаточной для выработки электроэнергии. Если вы не можете наполнить 5-галлонное ведро менее чем за 5 секунд, значит, вам не хватает воды.

В-третьих, и это, вероятно, самое важное, вам требуется достаточная «голова» для управления системой. Напор относится к перепаду высоты от водозабора до турбины генератора. Для выработки достаточной мощности вам необходим перепад высоты не менее 50 футов.

После того, как мы определили, что все эти требования могут быть выполнены на нашем участке для выработки около 12 кВт / ч электроэнергии в день, мы взяли на себя обязательство построить микрогидравлическую систему в 2015 году. Мы работали с Osa Waterworks (osawaterworks.com) над проектированием и установка.

Основное внимание уделялось тому, где будет находиться воздухозаборник и корпус турбины. Чтобы максимизировать падение напора на 50 футов, наш воздухозаборник и корпус турбины расположены на расстоянии чуть более 150 метров друг от друга, а 4-дюймовая ПВХ-труба, идущая от забора до корпуса, встроена в землю в основном по эстетическим соображениям.

Наша турбина построена в США и имеет максимальную мощность 2,5 кВт. Он компактен и работает как автомобильный генератор. Вращающиеся магниты внутри производят электричество. Он использует так называемое колесо Пелтона, которое приводится в движение силой и скоростью ударяющей по нему воды.Вот почему так важно опускание головы. Вес водяного столба создает давление, увеличивающееся по мере прохождения воды через 4-дюймовую трубу в полудюймовые сопла. Чем быстрее вращается колесо, тем больше мощность.

Также по эстетическим соображениям наш электростанции спроектирован так, чтобы быть скрытым под землей. Здесь вы видите турбину в центре, прикрепленную к четырем соплам. Повышение давления для привода турбины происходит, когда вода, протекающая через трубу диаметром 4 дюйма, отводится через четыре штуцера диаметром два дюйма, каждый из которых соединен с одним из сопел диаметром в полдюйма.

Мы также пожертвовали расстоянием до нашего силового инвертора, проложив более 200 метров кабеля по подземному каналу от турбины до нашего гаража, где находятся инвертор и хранилище. Поскольку в дом уже подведено электричество, мы используем систему умных сетей. Любая энергия, которая нам нужна в дополнение к гидроэнергии, которую мы используем, поступает из сети. Причины неиспользования системы привязки к энергосистеме с национальной энергокомпанией — тема для отдельной статьи.

Установка не обошлась без осложнений, включая засорение осадком первоначального водозаборного отверстия на дне реки, чтобы обеспечить беспрепятственный поток воды.Некоторые модификации, выполненные методом проб и ошибок, с использованием небольшой плотины, работают хорошо.

Стоило ли? Наша микрогидравлическая система работает почти три года. Он стоил более 12000 долларов, что дороже, чем солнечная система сопоставимого размера. Но за период окупаемости 10 или 12 лет это не было проблемой. Наши ежемесячные счета за электроэнергию сейчас составляют от 20 до 25 долларов, поскольку мы не обеспечиваем 100 процентов наших потребностей в энергии. Но мы экономим 120 долларов или больше в месяц по сравнению с тем, что мы раньше платили, почти 1500 долларов в год. Поскольку правительство рассматривает возможность введения нового НДС на электроэнергию, наша окупаемость может наступить раньше.

Мы довольны нашей микрогидравлической системой и ее экологичностью. К тому же в нем есть «крутой» фактор! В стране мало таких жилых комплексов, поэтому многим интересно приехать и проверить.

Микрогидро для холодной погоды | Лесная солнечная

Многое было задокументировано об использовании микрогидротурбин для бытовых автономных приложений.Однако я мало читал об использовании этих турбин в холодную погоду. Учитывая более короткий световой день зимой, производство микрогидроэлектростанций в зимнее время идеально подходит для автономных систем. Если напорный водовод (трубопровод) расположен ниже уровня земли, не о чем беспокоиться с точки зрения холода. Даже 12 дюймов грязи вокруг трубы при движении от 20 до 140 галлонов в минуту в большинстве случаев предотвратят ее замерзание. И умеренно изолированно «гидро-будка» будет препятствовать линии воды из водовода в турбин от замерзания. Я провел последние 2 с половиной года, управляя микрогидротурбиной в полухолодном климате без заглубленного трубопровода. Я узнал много вещей о том, как замерзает вода и «чего нельзя делать» в такой системе. Большая часть этих знаний была получена трудным путем.

Микрогидросистема с заглубленным трубопроводом в холодную погоду имеет две основные проблемы. Один из них — замерзание или засорение впускного отверстия. Вторая напорный трубопровод линия к турбине, замораживание твердого вещества в сарае гидры. Возможно, вы захотите прочитать о явлениях изморози.Frazzle Ice может закупорить водозаборник и остановить поток воды. Твердый лед может возникать в горных ручьях, особенно в местах, где есть водопады. Более частой проблемой может быть замерзание в гидросарае. Однако, если напорный водопровод закопан, вода должна быть достаточно теплой, чтобы она не замерзла перед входом в турбину. Дополнительная изоляция, такая как одеяло, жесткий пенопласт, брезент или комбинация всех трех, может потребоваться в исключительно холодную погоду.

Если напорный водовод открыт, существует огромный риск повреждения или разрушения трубопровода в случае потери потока.Линии, питающие турбину, могут начать замерзать, что приведет к остановке потока и замораживанию и разрушению всего трубопровода. В моем собственном случае я видел замерзание в относительно изолированном гидросарае на линиях, питающих турбину. Вода в открытом водоводе (4” ПВХ в моем случае) не замерзала. Но так как поток был уменьшен в линиях, питающих турбин, лед начинает быстро сформировать в напорный. Если турбина производит большое количество электроэнергии, она может производить собственное тепло.Это также может обеспечить ценное тепло для гидросарая. К сожалению, в моем случае турбина вырабатывает менее 250 Вт и не производит достаточно тепла, чтобы помочь компенсировать сильный холод. Дополнительная изоляция над турбиной необходима для предотвращения замерзания линий в моей системе. Когда на земле имеется достаточное количество снега, это помогает изолировать трубопровод и гидроузел. Я успешно запустил турбину при температуре ниже 0F с 2 футами снега на земле. Тем не менее, у меня все это замерзало при 15F, когда на земле не было снега, что доказывает, насколько хорошо даже снег может изолировать стропы.

Можно с уверенностью сказать, что микрогидравлическая система не так проста, если напорный водовод не может быть закопан. Но в моем случае установка системы в нашем доме того стоила. Когда микрогидро работает, нам не нужен резервный генератор. Мои скромные 225 Вт от турбины превращаются в 5400 ватт-часов в течение дня. В пасмурную погоду на севере Айдахо это означает, что аккумуляторная батарея остается полной, когда солнце полностью отсутствует в течение нескольких недель. Это также позволяет мне иметь небольшую батарею 450 Ач при 24 вольтах.Мои батареи почти всегда находятся между 94% -100%, что продлевает срок службы моего небольшого батарейного блока до 7-12 лет. В этом году мне пришлось трижды слить воду из моей системы, чтобы предотвратить серьезное зависание, но, опять же, это того стоит, учитывая достигнутый результат.

Я все еще изучаю, что я могу и что не могу делать со своей системой. Вот несколько полезных советов, которые я почерпнул за последние несколько лет.

  1. Всегда легче опорожнить затвор, если вы думаете, что система может начать замерзать, чем рискуете проблемами, связанными с замерзанием.Абсолютно необходимо, чтобы напорный водовод спускался вниз или выровнял напорный водовод по всей длине. Если в какой-то момент напорный водопровод поднимется в гору, вода замерзнет. Я потерял много сна, задаваясь вопросом, не зависнет ли система. Но, как я уже упоминал ранее, в зависимости от количества снегопадов температура, при которой у меня возникают проблемы, может сильно варьироваться.
  2. Мне удалось использовать резиновые муфты с трубными зажимами в нескольких ключевых областях, чтобы облегчить опорожнение затвора. Хотя я не рекомендую их использовать, они могут быть очень полезными.Особенно, если у вас есть подъемы. Эти сливные муфты не предназначены для удержания давления, но могут выдерживать давление до 10 фунтов на квадратный дюйм. Если вы используете эти муфты, вы должны убедиться, что труба не «выталкивается» из муфты. Крайне важен ваш напорный надежно закреплен в вашей комнате гидра, и она должна быть закреплена в нескольких точках вдоль трассы Пенсток. Вы же не хотите, чтобы напорный водовод спускался под гору.
  3. Провод следует поместить в канал и закопать. Все стыки должны быть абсолютно водонепроницаемыми.Я рекомендую стыковой соединитель из термоусадочного пластика. Комплект для сращивания скважинного насоса идеален.
  4. Если возможно, поместите затвор в воду. Вода очень поможет ему от замерзания. Я видел, как мой затвор застрял во льду, а вода все еще движется внутри. Я создаю «мини-дамбы» из камней в моем ручье, чтобы поддерживать воду и создавать «бассейны», чтобы труба могла быть несколько погружена в воду. В моем ручье нет рыбы.
  5. Может помочь изоляция труб. Я использовал 4-дюймовую гофрированную сливную трубу и поместил ее поверх 4-дюймовой трубы из ПВХ, чтобы добавить слой изоляции. Насколько это помогает, трудно сказать. Другой вариант — изоляция типа «пузырчатая пленка», но она довольно дорогая и ее нелегко удерживать на месте.
  6. Лучше не допускать попадания солнечных лучей на трубу. На солнце гниет большинство видов пластика.

Тот факт, что вы не можете закопать водопроводный затвор, не означает, что вы не можете использовать микрогидро в холодном климате. Однако, если вы можете закопать большую часть или даже часть лески, это очень поможет. Если ваши температуры зимой аналогичны температурам здесь, в Северном Айдахо, 20F +, микрогидравлическая система может дать вам много столь необходимой энергии в то время года, когда она вам больше всего нужна.Мне очень нравится моя турбина Hydro-Induction, и я с радостью и уверенностью рекомендую такую ​​систему, как моя, всем, кто живет вне сети.

Брайан Бетц — технический специалист в Backwoods. Многие из вас, кто интересуется микрогидро, возможно, говорили с ним. Он любит говорить о преимуществах выработки собственной энергии с помощью воды! Он и его семья живут полностью автономно здесь, на севере Айдахо.

Гидроэнергетика для дома — Uswitch.com Газ и электричество

Использование проточной воды для выработки электроэнергии вряд ли является новой концепцией; гидроэлектроэнергия имеет долгую историю, но возможно ли это для внутреннего производства энергии?

Переключите энергию и получите шанс выиграть

Проведите сравнение энергопотребления и переключитесь до 12 февраля, чтобы получить шанс выиграть один из 10 призов на сумму до 1320 фунтов стерлингов для оплаты счетов за электроэнергию (применяются положения и условия).

Малая гидроэлектростанция или гидроэнергетика, , может использоваться в бытовых масштабах для обогрева вашего дома или работы ваших приборов. Узнайте, как работает гидроэнергетика, сколько она стоит и какую пользу может принести вам.

Как работает гидроэнергетика?

Гидроэлектроэнергия основана на силе гравитации. Вода в реках и ручьях стекает вниз к морю; когда вода проходит через гидроэнергетическую систему, энергия воды приводит в движение турбину, которая вращает генератор, и вырабатывается энергия.

Мощность системы будет зависеть от силы протекающей воды, а также от эффективности системы.

Есть три стандартных типа гидроэнергетических систем. Первая — это стандартная система «русла реки», в которой используется существующий сток реки. Вода обычно перенаправляется для прохождения через турбину, и вода возвращается в реку или ручей.

Хотя эта система является наиболее простой, она также имеет тот недостаток, что полностью зависит от силы реки.Если ваша река высохнет из-за засухи, ваша система не будет работать.

Однако, из-за своей простоты, он также наиболее типичен для использования в домашних или общественных системах.

Второй тип — это система хранения или дамба, которая является наиболее распространенной формой. Плотины используются для крупномасштабных гидроэнергетических проектов по всему миру, но могут также использоваться для небольших систем.

Водохранилище накапливает воду из реки и пропускает ее постепенно. Это обеспечивает большую степень контроля, поскольку система все еще может работать, если река высыхает.

Последний тип — это насосная система, которая использует более дешевую внепиковую энергию для перекачки накопленной воды на более высокую точку для выработки энергии в часы пик.

Практична ли отечественная гидроэнергетика?

Hydropower полностью зависит от вашего доступа к проточной воде. Но даже если рядом есть река или ручей, это не значит, что вы можете автоматически рассматривать гидроэнергетику.

Если вы считаете, что имеете право на участие в программе, вам следует связаться с сертифицированным установщиком гидроэнергетики, который сможет ознакомиться с вашим сайтом.Подходит он или нет, будет зависеть не только от вашего местоположения и доступа, но и от того, насколько круто течет река и сколько воды проходит.

Также следует учитывать времена года. От самого низкого уровня реки будет зависеть, насколько осуществимо ваше местоположение, чем наивысший уровень реки. Это, в свою очередь, будет меняться от года к году в зависимости от уровня осадков.

The Energy Saving Trust рекомендует гидроэнергетику как отличный проект развития сообщества. Это снизит затраты на установку и даст вам большую гибкость при установке.

Сколько это стоит?

Стоимость гидроэнергетической системы почти полностью зависит от ее размера и места, где вы ее устанавливаете.

В любом случае затраты будут значительными. Типичная система мощностью 5 кВт для питания одного дома будет стоить около 25000 фунтов стерлингов, но может быть более или менее. Хорошая новость заключается в том, что после установки система требует очень небольшого обслуживания.

Сколько энергии будет генерировать система и, следовательно, какова будет ваша экономия, оценить еще труднее, поскольку это будет зависеть не только от системы, но и от того, как долго она сможет работать с полной эффективностью, что, в свою очередь, зависит от уровень воды в вашем районе.

Каковы преимущества и недостатки гидроэнергетики?

  • Чистый возобновляемый ресурс, идеально подходящий для влажного климата, как в Великобритании.
  • Практически не требует обслуживания; ожидаемый срок службы системы до 50 лет

К минусам можно отнести:

  • Высокие затраты на установку
  • Пригодность полностью зависит от местоположения и других факторов
  • Произведенную энергию легко предсказать, но она будет сильно сезонной

Самодельная изобретательность: Hydro Power MkII — Часть II

Чуть более года назад был блог о Hydro Power, в котором Маркус Паурич использовал солнечный контроллер заряда Victron MPPT, загруженный и приводимый в действие водяной турбиной с колесом Пелтона, чтобы зарядить его. -сетка кабины аккумуляторной системы в австрийских Альпах.

Как вы, возможно, помните, несколько недель назад мы покинули следующий блог: Изобретательность DIY: Hydro Power MkII — Часть I в том месте, где была восстановлена ​​система (после шторма) и новая система (совместное предприятие) его соседа Вернера. этап тестирования. Но как все прошло, все ли работало?

Незадолго до того, как мы углубимся в это, — автономная кабина Маркуса и ближайший автономный стационарный передвижной дом Вернера с навесом для энергосистемы показаны выше. Мало того, что обе системы используют продукты Victron Energy, я также обнаружил, что Вернер пошел «Victron Everywhere», оборудовав свой автономный микроприцеп!

Гидравлические испытания

Вот что Маркус и Вернер сказали об этом этапе проекта:

«Первые опрессовки оказались не очень удачными.Давление поднялось до 7 бар, но нам пришлось сделать несколько попыток, чтобы шланг оставался стабильным и плотным. Шланг от водоема мы соединили с трубой, состоящей из сегментов, и склеили их «специальной» пеной.

Уроки были извлечены. Не используйте для этого пену! Не только потому, что он недолговечный, но и может попасть в главный шланг, и вытащить его было, мягко говоря, сложно. План Б, и мы использовали редукцию и соединили сегменты зажимами. После того, как все было плотно, у нас было стабильное давление 8 бар.

Измерения напряжения на гидрогенераторах показали намного более высокие значения напряжения холостого хода, чем ожидалось в таблицах данных продавца: 160 В после выпрямления на меньшем генераторе и 307 В на большом. Это было слишком много для обоих наших зарядных устройств, так как максимальное входное напряжение составляет 150 В для моего и 250 В для Вернера.

Итак, я пришел к выводу, что нужно построить электрическую тормозную систему. Тесты с подключенными параллельно лампочками мощностью 100 Вт показали, что мне нужен ток нагрузки 1 А для меньшего генератора и 1.375A для большего, чтобы снизить его до безопасного напряжения ».

Электрический тормоз

Подумав о возможных решениях, Маркус пришел к трем вариантам.

  1. Подключите силовой резистор параллельно к выходу выпрямленного генератора для его торможения. Это был бы самый простой способ, но полезная энергия терялась бы через резистор, что не нравилось Маркусу.
  2. Постройте схему стабилизации напряжения с транзистором, силовым резистором и Z-диодом, который закоротит генератор на e.г. 230 плюс вольт для торможения системы. Проблема заключалась в том, что они должны быть активными цепями, которые сложно рассчитать и построить. Хуже всего то, что они будут колебаться.
  3. Построить серийный диодный тормоз. Идея заключалась в том, что кремниевый диод не является полностью проводящим в направлении передачи ниже 0,7 В.

Решение 3 стало первым выбором. 300 были спаяны последовательно, а затем подключены параллельно к выходу выпрямленного генератора. Тогда характеристики диодов будут «тормозными характеристиками» генератора.

Стоимость 300 шт. Диоды 5А стоили около 30 евро. Маркус думал, что они сработают, так как ему нужно было «всего» около 1А тока нагрузки, чтобы тормозить генераторы и понижать их до необходимого напряжения. Кажется, однако, что он недооценил, что значит сжигать до 300 Вт энергии. Диодные мосты работали, но стали сильнее, чем предполагалось. Требовался новый подход.

Маркус рассчитал некоторые силовые резисторы (решение 1), и все они хорошо выглядели на бумаге и работали на практике.Для меньшего колеса Пелтона резистивный тормоз отлично работает, тормозя до 132 В, безопасного входного напряжения для его зарядного устройства MPPT.

Для большего колеса Пелтона он получил напряжение 222,5 Вольт.

Затем MPPT были подключены к выпрямителям, и был проведен тест максимальной выходной мощности генератора. Более крупное колесо Пелтона имело слишком маленькую настройку сопла, поэтому оно не достигало достаточных оборотов при более высоких нагрузках. Решением было просверлить сопла, изменив их с 6 до 8 мм.В результате генератор теперь перешел на высокую скорость под нагрузкой, вырабатывая 270 В с тормозным резистором мощности и 330 В без него. Поскольку больший MPPT рассчитан на 250 В, он был отключен до того, как было нанесено какое-либо повреждение. Были извлечены дополнительные уроки — сначала настройте форсунки, затем рассчитайте и купите тормозные резисторы.

Вернера был впоследствии удален, и в качестве тормоза был использован нагреватель, который отлично работает, поддерживая его больший MPPT в правильном диапазоне напряжений.

Результаты испытаний мощности

Результаты оказались очень хорошими.

Генератор меньшего размера

Нажмите, чтобы увеличить — обратите внимание на колесо Пелтона на экране Венеры Raspberry Pi. Сложно сделать, но Маркус справился.

Генератор большего размера
Вернер завершил строительство Energy Hut.

Вернер закончил строительство Energy Hut. Обратите внимание, что он и Маркус используют MultiPlus каждый, так как у них обоих есть бензиновый генератор мощностью 2,5 кВА каждый для резервного копирования, подключенный к переменному току на Multi.

Заключение

Маркус говорит мне:

«Внедрение гидроэнергетики стало важным шагом на пути к непрерывной автономной возобновляемой энергии.Зимой солнечная энергия оставляет желать лучшего из-за угла наклона солнца, и поскольку у нас нет возможности подключиться к сети, единственным вариантом была гидроэнергетика. Мы очень довольны обновленной системой, и если мы будем проводить какие-либо дальнейшие улучшения, я буду держать вас в курсе ».

А пока вы думаете о создании гидроэлектростанции и у вас есть вопросы, Маркус будет рад помочь. Вы можете следить за Маркусом здесь и задавать ему вопросы на новом форуме сообщества Victron Energy.

Кредиты

Маркусу Пауричу за информацию и изображения, использованные в этом блоге.

Маркус хотел бы поблагодарить всех желающих помощников, своего дилера Victron Energy Polz Solar и, в частности, самого Питера Польца, который, по словам Маркуса, оказал выдающуюся поддержку — даже при использовании контроллеров заряда солнечных батарей MPPT в качестве контроллеров заряда Hydro Power!

Команда проекта Hydro.

.

Генератор зубр: купить по цене от 16 990 рублей, отзывы, фото, выбор по параметрам и каталог моделей – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру

Схема генератора свободной энергии: Электричество из воздуха своими руками: схемы

Источник