Как сделать электрогенератор на воде

Генератор на воде

В старом светодиодном фонарике сдох аккумулятор и Игорь Белецкий решил обратиться к одной из древнейших технологий получения электричества, которой сотни, если не тысячи лет. Решил сделать простейший генератор, способный работать на воде, который может послужить моделью более мощного устройства, если увеличить его габариты.

Все знают, что если взять два электрода из разных металлов, например медь и цинк и погрузить их в самую обычную питьевую воду, замкнуть цепь, то вы получите эту самую простую примитивную батарейку, и по ней уже пойдет ток. При этом напряжение холостого хода одной такой пары составит порядка 0,8 вольта, причем это напряжение не зависит от размера электродов. От площади электрода будет зависеть только сила тока.

Чтобы повысить напряжение генератора для вашего потребителя, просто нужно сделать несколько таких пар электродов и соединить их последовательно.

Генератор на воде

Например пять пар о таких электродов соединим последовательно, поместив в 5 стаканчиков с обычной водой. Соединим все последовательно и получим одну батарейку с напряжением 4,26 вольта. То есть это напряжение, светодиоды будут светить.

Но, как вы заметили, напряжение начинает падать, то есть эта батарея начинает просаживаться. Это говорит о том, что на обычной воде даже такая мизерная нагрузка, как светодиоды — это много для такой батарейки. Поэтому, так как ее очень легко делать, лучше все-таки таких модулей батарей сделать побольше и тогда вы гарантированно получите свечение ваших светодиодов на длительное время.

Вариант генератора со стаканчиками конечно же чисто демонстрационный для понимания конструкции и принципа работы, сам по себе он не практичен, потому что не габаритен.

Для своего же светодиодного фонарика автор ролика сделал несколько другую конструкцию генератора. Батарейка состоит из шестнадцати плоских элементов, они между собой соединены последовательно. Каждая из них представляет из себя полиэтиленовый пакетик размером десять на десять сантиметров. Под этот размер нарезал цинк и медь. Цинк пришлось купить, это единственное, чего под рукой не было. Это тонкий лист толщиной 0,3 миллиметра. Стоит он не дорого. Медная фольга была в мастерской.

Режем по размеру, между ними кладем прокладочку из тряпки для мытья посуды. Потом все это заливаем водой. В каждой пакетик по 5-10 миллилитров воды.

Все. Генератор в походном варианте готов. Не совсем практичная модель, так как мало воды и не полностью вся площадь электродов погружена в воду. Хорошо было бы для каждый такой батареи сделать отдельный отсек из пластика. Жесткий, чтобы можно было туда электроды вставить с прокладкой, сверху залить водой и они полностью были бы в воде.

Допустим, сутки проработал у вас этот фонарь, вы просто потом взяли воду слили, а новую налили. Это как бы быстрая перезарядка этого элемента, потому что все равно воду придется менять. Но на скорую руку созданный вариант тоже в принципе сгодится, чтобы не заморачиваться с пластиком.

Генератор на воде оказался вполне работоспособным. Такой батарейкой можно запитать, например, приемник.

Изначально идея была проверить эту схему для более практичного применения, например, зарядить мобильный телефон. Там ток нужен то порядка 0,5 ампера. Но, собранная схема не позволяет получить больше 20-30 миллиампер на воде. Получить нужный ток на таких габаритах электродов нереально. Для светодиодов этого достаточно, это нормально, но для получения тока в пол ампера нужен химический электролит.

Сделанный генератор, работающий на воде, только в ознакомительных целях, чтобы вы знали, что такой метод простой и элементарной есть и его можно легко реализовать. Если вы пользуетесь фонариком светодиодным каждый день, таскаете с собой, то альтернативы аккумулятору нет.

Мини-ГЭС из автомобильного генератора: особенности, типы конструкции и преимущества изобретения

Для начала определимся с принципом работы и типами небольших ГЭС. Течение реки или падающий водный поток вращает лопасти турбины и гидропровод, который соединен с электрогенератором ‑ последний и вырабатывает электроэнергию. Современные компактные ГЭС имеют автоматическое управление с возможностью мгновенного перехода на ручной режим в случае аварийной ситуации. Конструкции современных заводских ГЭС позволяют свести к минимуму производство строительных работ при монтаже оборудования.

Виды мини гидроэлектростанций

К мини электростанциям относятся генерирующие устройства мощностью от 1 до 3000 кВт. Принципиально ТЭС состоит из:

1. турбины (водозаборного устройства);
2. генерирующего блока;
3. системы управления.

По типу водных ресурсов, используемых для генерации, мини ГЭС бывают:

• Русловые. Такие станции строятся на небольших равнинных реках с водохранилищами.
• Горные. Стационарные станции, которые используют энергию быстрого горного течения.
• Промышленные. Станции, использующие перепады потока воды на промпредприятиях.
• Мобильные. Станции, использующие для водного потока армированные рукава.

Плотинные типы станций отличаются высокой мощностью, но строительство плотины обходится дорого, да и без разрешений в этом случае не обойтись. Связываться с чиновниками в нашей стране – не просто усложнить себе жизнь, а ставить под сомнение реализацию самых благих намерений, поэтому откажемся от этой затеи сразу.

Электронезависимость — самодельные мини ГЭС

Кто из вас, уважаемые читатели не мечтал о халяве? Чтобы в доме было электричество, им можно было пользоваться, а квитанции не приходили. Для этого некоторые наши товарищи, идут в ногу со временем, применяют солнечные панели и ветрогенераторы. Но вот беда, то пасмурная погода, то полный штиль. И тем неимение, все эти прибамбасы устанавливаются и используются. Особенно это популярно в тех местах, где отродясь не было электричества: — охотничий домик или пасека.

Кроме, выше перечисленных вариантов, есть еще, один ГЭС. Реки, речушки, ручьи, запруды, в общем все, что несет энергию и можно преобразовать в электричество. Вырабатываемый ток, в отличии от солнца и ветра, стабильный и круглосуточный. Конструкции могут быть самые разные, вода давит на лопасти, они раскручивают генераторы, у вас идет зарядка аккумуляторов. Если давление воды приличное, снимается сразу 380В.

Популярные сейчас мини электростанции, способные полностью, или частично обеспечить энергией небольшие фермы, места отдыха и рыбалки, или частные подворья. Изготавливать самодельные генераторы можно, но в сравнении с промышленными, они проигрывают. А еще можно применить электродвигатель как генератор. Первый вариант, рассмотрения, это мобильная ГЭС которую можно использовать на запрудах. Это когда ручей перегородили и возможно зарыбили. Лучше места не придумать. Платина подняла воду на насколько метров и создала перепад.

Автор для такого варианта взял сантехнические трубы 110 диаметра ,два поворота, заглушку и тройник. В качестве генератора было взято колесо от электро скутера. Его можно заменить другим электромотором, генератором от мотоцикла, короче чем угодно, что валяется под ногами. Чтобы энергию воды передать на генератор, из старого сгоревшего пылесоса, изъял лопасть и установил на вал.

Для запуска ГЭС, надо просто заполнить выходной стояк водой. Ассистент в этот момент выполняет, роль запорного клапана.

Как только вода заполнила трубу, ее быстро закрывают заглушкой, а ассистент открывает сброс. Вода, под своим весом устремляясь вниз, засасывает воду с основного бассейна. Созданное течение раскручивает генератор, который выдает электрический ток. Замеры показали, напряжение 55В, сила тока 10А. Примерно 500Вт в час, за сутки 12000Вт.

Другой автор реализовал свой проект при помощи ручья. Он собрал мини ГЭС роторного типа. Это когда вода через форсунку под давлением подается на лопасти ротора с двух, или трех сторон. Он взялся за этот проект потому, что перепад высоты составил более 10м. Главное было найти на этом маленьком ручейке место естественного сужения. Здесь автор немного углубился и на дно положил трубу на 200, привалив ее камнями, получилась небольшая запруда. Перед входом в трубу установил металлическую решетку. Труба проходит по дну ручья, а чтобы набрать перепад в десять метров, длинна ее, составляет 220м.

Автор два года присматривался к этому ручью и когда приступил к проекту, знал, что он не замерзает зимой. Вода пройдя расстояние от начала до турбины за счет трения и поворотам потеряла одну пятую части своей мощности.

Сборка роторного генератора происходила так. На вал одевается диск на котором закреплены специальные чашки. Генератор выдает 49В 15А.

А вот еще один автор, который из мусора собрал роторную ГЭС, из сгоревшего вентилятора. Разобрав изделие, мастер нашел сгоревшие обмотки и удалил их. Из металлического листа вырезал полосу и сделал кольцо по имеющемуся корпусу. Внутрь кольца вставил якорь и разметил полюса, согласно которых, вклеил магниты. Вот и все, генератор готов. Осталось собрать и проверить на сколько он хорош. Испытания рукой показали генерацию тока, вот только про силу тока автор промолчал. Из того же металла, что сделал кольцо автор изготовил лопасти турбины, вырезал полоски, загнул и приварил к диску металла. Затем диск приварил к вращающейся части бывшего вентилятора и покрасил. Осталось дело за станиной, на ней будут укреплены форсунки для подачи воды.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как работает мини ГЭС

Принципиальную схему работы ГЭС можно выбрать из нескольких вариантов:

• Гирляндная ГЭС. С одного берега реки на другой под водой проложен трос с нанизанными на него роторами. Течение вращает роторы и, соответственно, сам трос. Один конец троса в подшипнике, другой соединен с генератором.
• Пропеллер. Подводная конструкция, напоминающая ветряк с узкими лопастями и вертикальным ротором. Лопасть шириной всего 20 мм при большой скорости вращения обеспечит минимальное сопротивление. Лопасть такой ширины выбирается при скорости потока 0,8–2, 0 м в сек.
• Водяное колесо. Колесо с лопастями, частично погруженное в поток, и расположенное под прямым углом к поверхности воды. Поток воды давит на лопасти, вращая колесо.
• Ротор Дарье. Вертикальный ротор со сложными поверхностями лопастей. Жидкость, обтекая лопасти, создает разное давление, за счет чего происходит вращение.

На фото мини ГЭС на основе водяного колеса

Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500 кВт

Главная Мини-Гидроэлектростанция 10-15-30-50-100-500кВт

Мини-гидроэлектростанция мощностью 10 кВт

(Мини-ГЭС10кВт)

Мини-гидроэлектростанция (МиниГЭС) предназначена для обеспечения электрической энергией изолирован­ного от энергетической системы потребителя, а именно: индивидуаль-ного дома, коттеджа и т.д.

Комплектность поставки МиниГЭС указана в таблице 1

— температура воздуха, 0С

— в месте расположения

энергоблока -10 ¸ +40;

электрических шкафов 0 ¸ +40;

— высота над уровнем моря, м до 1000;

— относительная влажность воздуха в месте расположения электрических шкафов не более 98% при t=+ 250С.

Гарантийный срок эксплуатации Мини-ГЭС 1 год со дня ее начала, но не более 1,5 лет со дня отгрузки при условии проведения шеф-монтажных и пуско-наладочных работ с участием специалистов фирмы и соблюдения правил транспортировки, хранения и эксплуатации.

—>ДОМ И УЧАСТОК СВОИМИ РУКАМИ —>

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 (при наличии течения в реке), просты в настройке и эксплуатации.

Простейшая мини-ГЭС своими руками

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.

Такой мини-ГЭС хватит для освещения палатки и зарядки телефонов.

Самодельная микро-ГЭС для электроснабжения небольшого фермерского хозяйства, мощностью 3-5 кВт

Мощность потока, вращающего колесо, составляет примерно 100 литров в секунду. Для изготовления использовались только подручные материалы, из тех что можно найти на свалке.

Ротор-колесо был сделан из металлического барабана от кабеля. Диаметр барабана 2200 мм. Барабан разрезали болгаркой и переварили. Расстояние между щечками составило 300 мм. Под углом 45 градусов к радиусу вварили 18 лопастей. Материал лопастей – это остатки от разрезанного барабана. Барабан вращается на подшипниках, в качестве опоры для конструкции применена рама из труб или уголков.

На колесе смонтирован цепной редуктор, с коэффициентом передачи равным четырем. Далее вращение передается через карданный вал от «Жигулей» ВАЗ 2101. Кардан позволяет уменьшить вибрацию и снизить требования к соосности привода и генератора. Генератор и прочая электрика и механика, связанная с ним, закрыты водонепроницаемым кожухом (контейнером). Это сделано из соображений безопасности и долговечности.

Внутри кожуха установлен повышающий редуктор с коэффициентом 40 и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора примерно 3000 оборотов в минуту. Общий коэффициент редуцирования двух редукторов (цепного и шестеренчатого) 160. Таким образом, водяное колесо вращается со скоростью около 18-20 оборотов в минуту.

В качестве генератора был использован списанный асинхронный двигатель, блок управления взят от старой списанной кормодробилки 1953 года выпуска. От генератора до фермы протянут кабель ВВГ НГ 2х4 квадрата. Кабель закреплен на самодельных столбах.

Как сделать мини гидроэлектростанцию своими руками

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, позволяющий получать практически бесплатное электричество. Подаренная природой энергия предоставит возможность сэкономить на коммунальных услугах и решить проблему с подзарядкой техники.

Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, ими стоит воспользоваться. Они смогут обеспечить электроэнергией участок и дом. А уж если построена гидроэлектростанция своими руками, экономический эффект возрастает в разы.

В представленной статье детально описаны технологии изготовления частных гидротехнических сооружений. Мы рассказали о том, что потребуется для устройства системы и подключения ее к потребителям. У нас вы узнаете о всех вариантах миниатюрных поставщиков энергии, собранных из подручных материалов.

Что такое мини ГЭС

Для начала определимся с принципом работы и типами небольших ГЭС. Течение реки или падающий водный поток вращает лопасти турбины и гидропровод, который соединен с электрогенератором ‑ последний и вырабатывает электроэнергию. Современные компактные ГЭС имеют автоматическое управление с возможностью мгновенного перехода на ручной режим в случае аварийной ситуации. Конструкции современных заводских ГЭС позволяют свести к минимуму производство строительных работ при монтаже оборудования.

Преимущества и недостатки микрогидроэнергетики

К преимуществам мини гэс для дома можно отнести:

• Экологическая безопасность (с оговорками для рыб-мальков) оборудования и отсутствие необходимости затопления больших площадей с колоссальным материальным ущербом;
• Экологическая чистота получаемой энергии. Отсутствует влияние на свойства и качество воды. Водоемы можно использовать и для рыбохозяйственной деятельности, и как источники водоснабжения населения;
• Низкую стоимость получаемой электроэнергии, которая в разы дешевле вырабатываемой на ТЭС;
• Простоту и надёжность применяемого оборудования, и возможность его работы в автономном режиме (как в составе, так и вне сети электроснабжения). Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению;
• Полный ресурс работы станции — не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта);
• неисчерпаемость используемых для выработки энергии ресурсов.

Основной недостаток микро-гэс это относительная опасность для обитателей водной фауны, т.к. вращающиеся лопатки турбин, особенно в скоростных потоках, могут представлять угрозу для рыб или мальков. Условным недостатком можно так же считать ограниченность применения технологии.

Виды мини гидроэлектростанций

К мини электростанциям относятся генерирующие устройства мощностью от 1 до 3000 кВт. Принципиально ТЭС состоит из:

1. турбины (водозаборного устройства);
2. генерирующего блока;
3. системы управления.

По типу водных ресурсов, используемых для генерации, мини ГЭС бывают:

• Русловые. Такие станции строятся на небольших равнинных реках с водохранилищами.
• Горные. Стационарные станции, которые используют энергию быстрого горного течения.
• Промышленные. Станции, использующие перепады потока воды на промпредприятиях.
• Мобильные. Станции, использующие для водного потока армированные рукава.

Плотинные типы станций отличаются высокой мощностью, но строительство плотины обходится дорого, да и без разрешений в этом случае не обойтись. Связываться с чиновниками в нашей стране – не просто усложнить себе жизнь, а ставить под сомнение реализацию самых благих намерений, поэтому откажемся от этой затеи сразу.

Особенности возведения и эксплуатации

Выбор определенной модификации ГЭС определяется особенностями местности и расчетной эффективностью речного потока. Общая схема всех видов в обязательном порядке включает сорозаборные решетки на входных отверстиях, центр управления и контроля, площадку для обслуживания электрооборудования и трансформаторы, преобразующие вырабатываемое электричество в 220 V или другой необходимый стандарт напряжения.

Для сооружения генератора ГЭС используют распространенные унифицированные элементы. Все оборудование износостойкое, обладает большим сроком эксплуатации и минимальными требованиями к обслуживанию. Но в целом устройство каждой станции уникально. Конструкцию, привязанную к конкретному географическому району, нельзя повторить, как нельзя найти и две идентичные по условиям бассейна реки.

Разобравшись, как работает гидроэлектростанция, можно сформулировать ее преимущества относительно ТЭС и АЭС:

• вода — возобновляемый и чистый источник энергии;
• высокий КПД;
• отсутствие расходов на топливо;
• снижение затрат на обслуживание и персонал;
• низкий уровень риска аварий.

Причина, по которой выработка электроэнергии ГЭС составляет лишь около 20% от мирового производства электричества, заключается в необратимом влиянии на экосистему по всему руслу реки и ирригацию прилегающих территорий. Размеры всего гидроузла, включая водохранилище, достигают сотен тысяч га. До сих пор не существует надежных методов комплексной оценки масштабов такого влияния.

Как работает мини ГЭС

Принципиальную схему работы ГЭС можно выбрать из нескольких вариантов:

• Гирляндная ГЭС. С одного берега реки на другой под водой проложен трос с нанизанными на него роторами. Течение вращает роторы и, соответственно, сам трос. Один конец троса в подшипнике, другой соединен с генератором.
• Пропеллер. Подводная конструкция, напоминающая ветряк с узкими лопастями и вертикальным ротором. Лопасть шириной всего 20 мм при большой скорости вращения обеспечит минимальное сопротивление. Лопасть такой ширины выбирается при скорости потока 0,8–2, 0 м в сек.
• Водяное колесо. Колесо с лопастями, частично погруженное в поток, и расположенное под прямым углом к поверхности воды. Поток воды давит на лопасти, вращая колесо.
• Ротор Дарье. Вертикальный ротор со сложными поверхностями лопастей. Жидкость, обтекая лопасти, создает разное давление, за счет чего происходит вращение.

На фото мини ГЭС на основе водяного колеса

Трудности согласования

Однако, зажечь одну свечу, образно говоря, это одно, а вот зажечь тысячи, дать людям свет, как то сделал Прометей, это совсем иное дело. Компактная гидроэлектростанция как источник электричества своим появлением в обыденном применении может нарушить устоявшуюся картину и состояние дел.
Крупнейшие монополии привыкли, что именно они производят электроэнергию для малых поселений, сбытовые дочерние структуры привыкли получать деньги за доставку товара – КВт\час потребителю. Куда в эту схему вписать мини — ГЭС? Да еще не подконтрольную монополистам? Сразу скажу, что согласовать такой проект с местными властями в России будет непросто, как впрочем, и всякое иное новое дело. Но результат стоит затраченных усилий.

В целом под компактной (мини) гидроэлектростанцией подразумевается такая станция, что выдает мощность до 100 квт. Народные умельцы, работая руками и головой, могут достаточно легко соорудить сию полезную штуку у себя в поселке или деревне, даже в частном домовладении. Но только если имеются соответствующие природные условия и желание что-то создать НОВОЕ, сэкономить денег, то есть в будущем меньше платить за электричество.

Если вы посмотрите видео, или фото некоторых мини- ГЭС, то увидите, что подчас они выглядят весьма странно. Но ведь для современников Леонардо Да Винчи его махолеты с огромными крыльями тоже казались по меньшей мере странными, а своими дерзкими опытами и идеями великий итальянец и вовсе наводил ужас на многих людей своего времени. Ну и что? Людей тех мы не помним. А чертежи и творения Леонардо будут жить в веках. Стройте мини-ГЭС своими руками, экспериментируйте, дерзайте! Природа и потомки скажут вам лишь «Спасибо»!

В Таджикистане тоже есть умельцы, не хуже индийских:

Как оценить потенциальную мощность мини ГЭС

До строительства мини гидроэлектростанции своими руками нужно определить мощность, на которую можно рассчитывать. Существует справочное соотношение между скоростью потока воды и мощностью, которая может сниматься с вала в кВт при диаметре винта 1 м.

Скорость потока определяется замером времени, за которое щепка, брошенная в воду, пройдет определенное расстояние. Сделав несложные расчеты, получим скорость потока в метрах в секунду. Если в данном случае скорость менее 1 м/сек, то строительство ГЭС будет экономически нецелесообразно.

При скорости потока 2,5 м/с мощность составит 0,86 кВт, при 3 м/с – 1,24 кВт, при 4 м/с – 2,2 кВт. Соотношение описывается зависимостью: мощность ГЭС пропорциональна кубу скорости потока воды. Если скорость потока на участке предполагаемого строительства мала, ее можно попытаться увеличить устройством перепада высот потока или установкой сливной трубы с изменяемым диаметром на выходе из водоема. Чем меньше будет диаметр трубы на выходе, тем больше получится скорость потока.

Сферы и преимущества применения

Альтернативой использования маслостанций является применение установок компрессорного типа. Однако, если сопоставить установки данных типов, то у гидростанций для гидроприводов есть целый ряд преимуществ.

1. Благодаря более компактным размерам такого оборудования на его перевозку, монтаж и эксплуатацию приходится тратить значительно меньше денег.
2. При эксплуатации гидравлических маслостанций расходуется значительно меньше энергоресурсов, что также приводит к снижению финансовых затрат.
3. У маслостанций, по сравнению с компрессорным оборудованием, выше производительность и эффективность использования.
4. Широкая универсальность, которой отличается такое оборудование, позволяет подключать его к устройствам различного типа и мощности.
5. По сравнению с компрессорным оборудованием, маслостанции издают при работе значительно меньше шума.
6. За счет простоты использования и обслуживания для работы с таким оборудованием не надо привлекать специально подготовленный высококвалифицированный персонал.

Насосная станция в составе гидравлического трубогиба
Гидростанции, что естественно, используются для оснащения оборудования, на котором установлен гидропривод. Фактически же при помощи таких устройств можно привести в действие механизм почти любого назначения. Именно поэтому маслостанции гидравлического типа успешно используются во многих сферах. Технические возможности и универсальность таких устройств позволяют применять их для:

• гидравлических инструментов статического типа;
• электромонтажного оборудования;
• гидравлических инструментов динамического типа;
• оборудования железнодорожного и строительного назначения;
• помп и насосов шламового типа;
• оборудования для выполнения буровых работ;
• термопластавтоматов;
• прессового оборудования;
• устройств, при помощи которых поднимают и перемещают крупногабаритные и тяжелые грузы;
• оснащения испытательных стендов;
• технологического оборудования различного назначения.

Маслостанция токарного станка
Используя маслостанции гидравлического типа, осуществляют перекачку и очищение масла, а также производят смазку и охлаждение рабочих элементов оборудования различного назначения. Достаточно активно маслостанции применяются в тех случаях, когда необходимо выполнить испытания трубопроводных систем, гидравлической аппаратуры, гидроцилиндров и различного оборудования.

Если говорить о сферах деятельности, в которых маслостанции гидравлического типа используются наиболее активно, то сюда следует отнести:

• машиностроение;
• металлургию;
• энергетику;
• строительство;
• сельское хозяйство;
• транспортную сферу.

Как сделать мини ГЭС в домашних условиях

Принцип работы небольшой самодельной ГЭС можно понять на примере велосипеда с фарой и динамо-машиной (генератором).

1. Из кровельного железа делаем три лопасти длиной, равной радиусу велосипедного колеса (расстоянию от центральной втулки до обода колеса) и шириной 3-4 см.
2. Устанавливаем лопасти между спицами колеса, загнув для крепления край лопасти вокруг спиц. Лопасти должны быть выставлены равномерно с сохранением одинаковых углов между ними.
3. Погружаем колесо с лопастями в быструю реку на глубину от трети до половины диаметра колеса. Вырабатываемой электроэнергии будет достаточно, например, для освещения палатки.

Чертеж одного из вариантов строительства мини ГЭС

Примером может служить небольшая ГЭС для фермерского хозяйства мощностью 3-5 кВт из подручных материалов:

1. Ротор можно сделать из старого металлического кабельного барабана диаметром 2,2 м. При помощи болгарки и сварки под углом 45 градусов к радиусу нужно вварить 18 лопастей. Вращается ротор на подшипниках. Опора – труба металлическая или уголок.
2. На роторе нужно установить цепной редуктор с передаточным числом (коэффициентом передачи) 4. Далее вращение будет передаваться через карданный вал ВАЗ 2101. Использование кардана уменьшит вибрацию, а также соосность привода и генератора при использовании вала будет некритичной.
3. Понадобятся повышающий редуктор (коэффициент – 40) и трехфазный генератор. Скорость вращения генератора около 3000 об/мин. Общий коэффициент редукции двух редукторов составит 40 х 4 = 160. Генератор следует закрыть кожухом для защиты от влаги и безопасности. Расчетное вращение водяного колеса должно составить около 20 оборотов в минуту.
4. Под генератор можно приспособить асинхронный двигатель, а блок управления взять от любого небольшого станка. Понадобится кабель ВВГ НГ 2х4 длиной от ротора до фермерских построек.

Применение генератора

• экологическая чистота;
• низкие капитальные расходы.

Примечание. По данным Евразийского Банка Развития, инвестиционные затраты для микроГЭС равняются 1 000-4 000 $ на 1 кВт установленной мощности. Нижний предел относится к маломощным агрегатам, работающим без подпорных плотин. Ежегодные эксплуатационные расходы при этом составляют от 1,5 % до 2,5 % от инвестиционных затрат.

Сейчас китайские производители выпускают и поставляют на рынок ряд устройств мощностью от 0,6 кВт до 20 кВт. Например, модель «Тюрго 5000» стоимостью 143 000 руб. представляет собой гидротурбину с соосно установленным электрогенератором мощностью 5 кВт. Состоит из направляющего аппарата, ротора и регулировочного вентиля.

Устройство наиболее эффективно можно использовать с деривационным трубопроводом, который соединяется с патрубком агрегата. Вода поступает к направляющему аппарату, через который попадает на лопатки турбины, вращает ее и сливается наружу.

Кстати. Инвестиционные затраты на оборудование деривационной микроэлектростанции с таким турбогенератором мощностью 5 кВт составят 1 000 $/кВт × 5 кВт = 5 000 $ = 320 000 руб.

Аппараты можно применять для нужд малого бизнеса в удаленных от стационарных электросетей районах. Например, предприниматели, имеющие портативные пилорамы, осуществляют распиловку леса зимой, когда разрешен вывоз древесины. Установка микроГЭС мощностью 5 кВт может существенно снизить затраты.

В дневное время основной потребитель — пилорама, в остальные часы электроэнергия идет на отопление помещения. Таким образом, в холодные периоды задействуется полная мощность гидрогенератора, летом нагрузка значительно ниже и учитывается коэффициент сезонности 0,5.

Пример. Годовое потребление электроэнергии ориентировочно составит 5 кВт × 24 часа/сутки × 365 дней × 0,5=21900 кВт·ч, где 0,5 — показатель сезонности. Тогда, при среднем тарифе 5 руб./кВт·ч, получаем годовые затраты в сумме 21900 кВт·ч × 5 руб./кВт·ч = 109 500 руб.

Экономическую эффективность такой схемы можно определить как срок окупаемости микрогидроэлектростанции. Легко подсчитать, что при гарантии 15 лет и более показатель ориентировочно составляет 300 000 руб./109 500 руб. = 3,3 года. Это приемлемая цифра для аналогичных проектов.

Перспективным направлением повышения эффективности применения микроГЭС является сохранение вырабатываемой энергии в периоды, когда генератор загружен не полностью. Применение тепловых аккумуляторов на основе смеси солей щелочных металлов с высокой теплоемкостью может значительно улучшить эффективность отопительных систем в домах в зимнее время.

Сборка турбины

Для сборки турбины, мы должны проколоть центр пробки от 3 до 5 см сверлом 1/4 “. Поместите пробку на шаблоне с помощью карандаша и отметьте места, где будут расставлены ложки.

С помощью ножа, просверлите отверствия в отмеченных местах. Нарежьте 8 пластиковых ложек, оставляя сантиметр от ручки. Зафиксируйте ложки в пробке и отрегулируйте угол и глубину каждой ложке таким образом, чтобы они имели один и тот же угол наклона по отношению к пробке. Закрепите все ложки силиконом. Возьмите пластиковую бутылку 4 л прямоугольной формы, вырежьте ее ножницами или острым ножом, как показано на фото.

С помощью линейки отмерьте центр на одной из боковых сторон. Отметьте эту точку несмываемым маркером. Повторите на противоположной стороне. Пробейте обе стороны сверлом 1/4 на отметке, которую вы сделали. С помощью ножниц вырежьте 2 трубки ПВХ 1/4 “. Трубка должна проходить через центр пластикового контейнера, статор и вал, как показано на рис.

Дюбель вставляется через турбину и контейнер, как показано на рисунке выше. Турбина расположена внутри контейнера таким образом, чтобы ложки находились ниже узкого места. также регулируем положение винилового шланга так, чтобы они не касались внутренней части контейнера. Теперь поместите вторую трубку после того, как установите статор. Трубки помогают держать все части турбины на месте, когда он крутится. Включаем турбину, чтобы проверить, что турбина не падает внутрь контейнера. Вставьте ротор на валу. Магниты должны быть около 2 или 3 мм от катушек. Поверните вал, чтобы проверить, что магниты не попали на катушки. Регулирутйе угол наклона диска, если это необходимо. Если ротор вращается плавно, он фиксирует положение размещения горячего клея на дюбель. Поместите контейнер рядом с трубой и вращайте турбину с водой. Измеряйте с помощью мультиметра энергию, которую они производят. Вот некоторые видео-примеры по созданию домашней гидроэлектростанции:

Принцип действия

Принцип действия микро — ГЭС аналогичен действию больших и малых гидроэлектростанций. Разница заключается лишь в мощности установленного оборудования и количества вырабатываемой электрической энергии. Производство электрического тока осуществляет генератор, вращательное движение ротора которому, передается с гидравлической турбины. Для того, чтобы турбина пришла во вращательное движение, создается напор воды, на водоеме, где установлена мини ГЭС. Это может быть напор, создаваемый естественным течением водных масс, либо создаваемый путем строительства плотины или иного технического сооружения. В определенных случаях, могут быть использованы оба способа создания напора одновременно. Под действием напора, потоки воды устремляются в требуемом направлении, в створе их движения монтируется турбина, на лопасти которой и поступает энергия движущихся водных масс. Эта кинетическая энергия воды, преобразуется турбиной, во вращательное движение, которое посредством механической передачи (редуктор) и передается на вал генератора.

Источником энергии могут служить:

В зависимости от вида используемого оборудования и способа его установки, принцип работы гидроэлектростанции, может различаться. Это могут быть следующие варианты:

Преимущества использования микро — ГЭС:

Ротор Дарье

Мини-гидроэлектростанция для частного дома данного вида названа так в честь ее разработчика — Жоржа Дарье. Запатентована данная конструкция была еще в 1931 году. Представляет собой ротор, на котором находятся лопасти. Для каждой из лопастей в индивидуальном порядке подбираются нужные параметры. Ротор опускается под воду в вертикальном положении. Лопасти вращаются за счет перепада давления, возникающего под действием протекания по их поверхности воды. Этот процесс подобен подъемной силе, заставляющей самолеты взлетать.

Данный вид ГЭС имеет хороший показатель КПД. Втрое преимущество – направление потока не имеет значение.

Из недостатков данного вида электростанций можно выделить сложную конструкцию и непростой монтаж.

Выводы

Суммарные расходы на изготовление составят около 10-15 тысяч рублей. Основная статья расходов – заработная плата сварщику и рабочему, помогающим сделать и собрать конструкцию.

Главными преимуществами такого оборудования являются низкая стоимость электроэнергии, экологическая безопасность, неисчерпаемость источника энергии и простота конструкции.

Регулярный рост цен на электроэнергию заставляет многих задумываться над вопросом альтернативных источников получения электричества. Одно из лучших решений в данном случае – гидроэлектростанция. Поиски решения данного вопроса касаются не только масштабов страны. Все чаще можно увидеть мини-гидроэлектростанции для дома (дачи). Затраты в таком случае будут только на строительство и техническое обслуживание. Минус подобного сооружения в том, что его возведение возможно только в определенных условиях. Необходимо наличие водяного потока. К тому же возведение данной конструкции у себя во дворе требует разрешения местных органов власти.

Пропеллерная станция

На раме в вертикальном положении располагается ротор и подводный ветряк, опускаемый под воду. Ветряк имеет лопасти, которые вращаются под воздействием потока воды. Лучшее сопротивление оказывают лопасти шириной два сантиметра (при быстром потоке, скорость которого, тем не менее, не превышает двух метров в секунду).

В данном случае лопасти приводятся в движение за счет возникающей подъемной силы, а не за счет давления воды. Причем направление движения лопастей перпендикулярно направлению течения потока. Этот процесс похож на работу ветровых электростанций, только работает под водой.

Типовая схема гидростанции

1. Бак
2. Насос
3. Фильтр напорный
4. Фильтр всасывающий
5. Фильтр сливной
6. Предохранительный клапан
7. Гидрораспределитель

Гидравлический бак служит для хранения циркулирующей в гидросистеме рабочей жидкости, выделения из нее воздуха и частичного охлаждения. При проектирования бака должны быть обеспечены нормальные условия всасывания и деаэрации рабочей жидкости. Размеры и форма бака тесно связаны с температурным режимом в гидроприводе, поскольку через стенки бака в окружающую среду передается некоторая часть тепловой энергии, выделяемой в процессе функционирования гидросистемы. В процессе производства все баки подвергаются обязательной проверке на герметичность и последующей окраске с использованием специальных технологий и материалов, стойких к горячему маслу. Для контроля уровня жидкости в гидробаке имеется визуальный индикатор уровня. Слив жидкости осуществляется через сливное отверстие или кран, расположенные в нижней части гидравлического бака. Нами разработаны гидравлические баки различных конструкций и типоразмеров, ознакомиться с которыми Вы можете в соответствующем разделе каталога.

Гидравлические насосы являются силовыми элементами гидропривода, преобразующими механическую энергию вращения приводного вала в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости, которая подается по трубопроводам к гидродвигателям. Наиболее распространенный тип насосного агрегата для нагнетания гидравлической жидкости в систему изготавливается на базе шестеренного насоса. Диапазон рабочих давлений от 2 до 310 бар, производительности от 0,5 до 100 л/мин (стандартная линейка насосов) и выше 100 л/мин. вплоть до 5000 л/мин. (поставляются под заказ). Подобные решения широко применяются в мобильной и индустриальной технике. Следующий тип насосных агрегатов – с пластинчатыми насосами. Данный тип насосов обеспечивает более равномерную подачу в сравнении с шестеренными насосами и большую производительность. Диапазон рабочих давлений несколько ниже и редко превышает 160 бар (импортной промышленностью выпускаются насосы на 210 и более бар). Пластинчатые насосы могут выпускаться одно- и двухпоточными, с фиксированной и регулируемой производительностью, а также сквозным валом для установки дополнительного насоса, например, шестеренного. Данный тип насосов распространен в станкостроении и гидроприводах широкого круга применения. Насосные агрегаты с аксиально-поршневыми насосами отличаются компактностью и вытекающей из этого минимальной массой. За счет использования рабочих органов, обладающих небольшими радиальными размерами и, следовательно, сравнительно малым моментом инерции, в таких машинах реализуется возможность быстрого регулирования частоты вращения. Помимо этого, к преимуществам аксиально-поршневых насосов относится способность к функционированию при высоком давлении (до 400 бар) и высокие значения коэффициента полезного действия (до 95%). Среди недостатков машин этого типа следует отметить солидную стоимость, сложность конструкции, а также существенную пульсацию подачи. Аксиально-поршневые насосы получили наиболее широкое применение в гидроприводах машин, работающих в средних и тяжелых режимах внешних нагрузок с большой частотой включения. Возможно изготовление агрегатов с 2-3 поточными насосами приводимыми в движение одним электродвигателем, что позволяет уменьшить габариты системы и использовать различные комбинации производительности и давления при решении широкого круга задач.

Сборка турбины

Для сборки турбины, мы должны проколоть центр пробки от 3 до 5 см сверлом 1/4 “. Поместите пробку на шаблоне с помощью карандаша и отметьте места, где будут расставлены ложки.

С помощью ножа, просверлите отверствия в отмеченных местах. Нарежьте 8 пластиковых ложек, оставляя сантиметр от ручки. Зафиксируйте ложки в пробке и отрегулируйте угол и глубину каждой ложке таким образом, чтобы они имели один и тот же угол наклона по отношению к пробке. Закрепите все ложки силиконом. Возьмите пластиковую бутылку 4 л прямоугольной формы, вырежьте ее ножницами или острым ножом, как показано на фото.

С помощью линейки отмерьте центр на одной из боковых сторон. Отметьте эту точку несмываемым маркером. Повторите на противоположной стороне. Пробейте обе стороны сверлом 1/4 на отметке, которую вы сделали. С помощью ножниц вырежьте 2 трубки ПВХ 1/4 “. Трубка должна проходить через центр пластикового контейнера, статор и вал, как показано на рис.

Дюбель вставляется через турбину и контейнер, как показано на рисунке выше. Турбина расположена внутри контейнера таким образом, чтобы ложки находились ниже узкого места. также регулируем положение винилового шланга так, чтобы они не касались внутренней части контейнера. Теперь поместите вторую трубку после того, как установите статор. Трубки помогают держать все части турбины на месте, когда он крутится. Включаем турбину, чтобы проверить, что турбина не падает внутрь контейнера. Вставьте ротор на валу. Магниты должны быть около 2 или 3 мм от катушек. Поверните вал, чтобы проверить, что магниты не попали на катушки. Регулирутйе угол наклона диска, если это необходимо. Если ротор вращается плавно, он фиксирует положение размещения горячего клея на дюбель. Поместите контейнер рядом с трубой и вращайте турбину с водой. Измеряйте с помощью мультиметра энергию, которую они производят. Вот некоторые видео-примеры по созданию домашней гидроэлектростанции:

Существуют различные варианты установки водяного колеса. При этом перепад высот водного потока может быть организован искусственно — чтобы повысить производительность мини-ГЭС.

Варианты установки водяного колеса:

Нижнебойное водяное колесо (устанавливается непосредственно в водный поток);

Производители оборудования для мини-ГЭС предлагают специальные колеса-турбины, оснащенные лопатками, оптимизированными под ту или иную скорость водного потока. Народные умельцы изготавливают водяные колеса таким же образом, как и предки, ставившие водяные мельницы, то есть без всякой оптимизации. С одной стороны, это снижает КПД установки, с другой — обходится гораздо дешевле, чем приобретение «магазинного» оборудования.

Рассказ об использовании самодельной электростанции.

Покажем, для чего пришлось подключить инвертор, аккумулятор и контроля заряда. Как работает гэс зимой в минус 30 под двухметровыми сугробами. Весной, когда приходит половодье. Поговорим о модернизации и увеличение мощности до нескольких киловатт, чтобы бесплатно пользоваться отоплением зимой.

Построена кустарными методами ГЭС на малой речке. Рассказали, из каких частей состоит агрегат, выдающий электроток для питания пасеки и дома.

Мини ГЭС – это малая гидроэлектростанция, которая вырабатывает не большое количество электрической энергии.

Делаем гидрогенератор своими руками

Наиболее распространенными среди альтернативных источников энергии являются ветровые генераторы, однако они в значительной мере зависят от погодных условий. При отсутствии ветра или слабом его потоке они оказываются не эффективными. Для нормальной работы таких генераторов хороши районы, где среднегодовые показатели скорости ветра не ниже 5-6 м/с и выше.
Гидрогенератор своими силами

В России районов с интенсивными ветрами не так много, степи и черноморское побережье Кубани, дальневосточное побережье и еще до десятка незаселенных территорий или малых по площади.

В средней полосе, в горах Кавказа, Урала, Алтая и других регионах, где есть небольшие, но стремительные реки, притоки, ручьи люди забывают про возможности использования гидрогенераторов.

Не рационально отказываться от их использования, это гарантированный источник электроэнергии, ведь река со стабильным уровнем и потоком гораздо надежнее переменчивого ветра.